Brevet FR2295015A1 — publié le 19760716

La grisante invention concerne des esters alkyliques inférieurs d'a-L-aspartyl L-phenylalanine et, en particulie; un procède de prêparation de ces esters alkyliques inférieurs d'a-L-aspartyl L-phénylalanine que l'on sait autre des agente édulcorants a faible pouvoir calorique. On prépare a ce jour ces esters de dipeptida en faisant réagir des esters de L-phénylalanine avec un dérivé d'acide L-aspartique dont le radical amino et le radical p-carboxy ont été masques et dont le- radical a-carboxy a éte transformé en un radical fonctionnel réactif. Après la réaction, on devait éliminer les groupes de blocage (brevet des Etsts-Unis d'Amérique nO 3.475.403). Ce procédé connu nécessite de nombreux-stades et des réactifs relativement coûteux, si bien que l'on ne pouvait préparer ces esters de dipeptide de façon économique convenant à l'échelle industrielle. On sait également que l'on peut préparer les esters alkyliques inférieurs de L-aspartyl L-phénylalanine avec de bons rendements en un seul stade en faisant réagir un sel de l'anhydride L-aspartique et d'un hydracide halogéné, tel que l'acide chlorhydrique ou l'acide broihydrique, avec un ester alkylique inférieur de L-phdnylalanine. Le produit obtenu est constitué de lester d' -L-aspartyl L-phénylalanine désiré et de l'isomère ss à saveur amère, mais le premier composé est formé de façon prédoisinanta. La demanderesse a découvert que lton peut accroître de façon iMportante le rendement global en esters de la L-aspartyl L-phénylalanine et la proportion de l'isomère a dans le produit réactionnel, en effectuant la réaction d'un halogénhydrate d'anhydride L-aspartique avec unzester alkylique inférieur de L-phénylalanine en présence d'une quantité-suffisante d'au moins un acide fort choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique et un monoester d'acide sulfurique et d'alcanol inférieur, en présence simultanée d'une quantité suffisante d'un alcanol inférieur. On entend ici par "alkyle inférieur" un radical alkyle renfermant 1 d 4 et, en particulier, 1 à 2 atomes de carbone. On préfère donc les esters méthylique et éthylique en ce qui concerne les esters d'a-L-aspsrtyl L-phénylalanine désirés, les esters de L-phénylalanfne de départ et les monoesters d'acide sulfurique. En ce qui concerne les alcanols inférieurs, on préfère le méthanol et l'éthanol. Les halogénhydrates d'anhydride L-aspartique utilisés dans l'invention comportent dans leur portion acidé de l'acide chlorhydrique ou de l'acide broibydrique. On effectue la réaction dans un milieu liquide quelconque, pratiquement inerte vis-b-vis des composés réagissants et du produit. Parmi les solvants appropriés, on peut citer l'eau, des hydrocarbures halogénés (chloroforme, dichlorométhane, chlorure d'éthylène), des éthers (tetrahydrofuranne, dioxanne, ether éthylique), des esters (acétate d'éthyle, propionate de méthyle, propionate d'éthyle), des hydrocarbures (toluène, xylène, hexane, cyclohexane), des nitriles (acétonitrile), des amides (dimdthylformamide), des lactones (y-butyrolactone) et des hydrocarbures nitrés (nitrométhane). Bien entendu, cette liste peut Btre prolongée et l'on peut utiliser des melanges des solvants indiqués ou d'autres. Parmi ces solvants, on préfère du point de vue du traitement industriel les hydrocarbures halogénés, tels que le chlorure d'éthylène et les solvants, qui sont constitues essentiellement de ces hydrocarbures halogénés. La quantité d'alcanol inférieur qu'on mélange au solvant approprié ci-dessus varie selon la nature de l'alcool, de l'acide fort et du solvant utilisé, mais elle est géneralement de 2 à 20 %, en particulier de 3 à 15 %, du volume du solvant utilisé. Une quantité tres importante d'alcool réduit le rendement de l'isomère a désiré. La température réactionnelle n'a pas d'importance stricte par suite de la réactivité élevée des sels d'anhydride L-aspartique et des esters de L-phénylalanine. La réaction s'effectue généralement à la température ordinaire et la vitesse réactionnelle augmente avec la température. A des températures de 60"C ou plus, les composés réagissants tendent à se racémiser à une vitesse indésirable qui s'accroît avec la température. On préfère maintenir la limite de la température réactionnelle en dessous d'environ lO0C, car on obtient généralement le rendement maximal en l'i80- mère a désiré lorsqu'on opère à ces températures basses. I1 n'existe pas de limite inférieure critique de la température autre que celle fixée par la solidification du solvant ou diluant liquide utilisé. On peut choisir librement l'ordre de combinaison des composés réagissants. I1 est généralement plus pratique de dissoudre l'ester de Lphénylalanine dans le solvant ou le diluant, puis d'ajouter l'acide fort et l'alcool à la solution, puis d'ajouter le sel d'anhydride L-aspartique en agitant. On peut également au départ préparer une solution du sel d'anhydride L-aspartique dans un solvant ou un diluant, puis mélanger une suspension ou une dispersion de l'ester de la L-phénylalanine, l'acide fort et l'alcool étant mélangés à l'un ou l'autre composant avant l'addition. On utilise les esters de L-phénylalanine en quantités au moins équimoléculaires par rapport au sel d'anhydride L-aspartique, et on préfère un excès de l'ester, un très grand excès n'apportant aucun avantage ; on préfère donc que le rapport molaire de l'ester de L-phénylalanine au sel d'anhydride L-aspartique soit compris entre 1/1 et 10/1 et, en particulier, entre 2/1 et 6/1. Lorsqu'on utilise comme matières de départ un sel d'ester allylique inférieur de L-phénylalanine avec l'acide fort précité, tel que l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, le sulfate acide de méthyle ou le sulfate acide d'éthyle, on peut le neutraliser avec une base, telle que le carbonate de sodium, avant la réaction, mais on peut utiliser également le sel directement comme partie de l'ester de L-phénylalanine de départ et comme source de l'acide fort qu'on doit introduire dans le système réactionnel., La réaction de l'invention s'effectue de façon appropriée lorsqu'on introduit à la fois l'acide fort et le méthanol dans le système réactionnel. Lorsqu'on effectue la réaction en présence d'un acide fort ou de l'alcool seul, on observe une diminution considérable de la proportion de l'isomère a désiré par rapport à l'isomère ss. La quantité d'acide fort varie légèrement selon sa nature, mais elle est comprise dans la gamme de 0,05 à 0,5 mole et, de préférence, de 0,1 à 0,4 mole par mole d'ester de la L-phénylalanine. Un excès très important de l'acide fort par rapport à la quantité précédemment indiquée diminue le rendement de 1' isomère a désiré. Lorsqu'on utilise un solvant ou diluant organique soluble dans 1 'eau, on commence à traiter le mélange réactionnel en évaporant le liquide sous vide. On dissout le résidu dans l'eau et on extrait la solution aqueuse par un solvant approprié insoluble dans l'eau, tel que l'acétate d'éthyle ou le chlorure d'éthylène, pour éliminer l'ester de la phényl alanine n'ayant pas réagi. On récupère l'ester de la L-aspartyl L-phénylalanine à partir de la couche aqueuse par évaporation partielle sous vide. Lorsque le milieu réactionnel est insoluble dans l'eau, on extrait le mélange réactionnel par l'eau à un pH d'environ 5 à 6 et on récupère l'ester de dipeptide à partir de la couche aqueuse, tandis que l'ester de la phényl alanine n'ayant pas réagi demeure dans la phase de solvant organique. Si le solvant ou diluant est constitué d'eau, on cl encre la récupération par une extraction au solvant pour éliminer l'excès d'ester de la phénylalanine n'ayant pas réagi. L'ester de L-aspartyl L-phénylalanine obtenu est constitué essentiellement de l'isomère a désiré que l'on peut purifier par recristallisation pour le séparer de l'isomère D à saveur amère. Les deux isomères diffèrent sur des points si nombreux que l'on peut utiliser en pratique de nombreux autres procédés de séparation. Le chlorhydrate de l'isomère a est bien moins soluble dans l'eau que celui de l'isomère ss, et on peut donc précipiter cet isomère a sous forme cristalline pure à partir d'une solution aqueuse du mélange des isomères, en ajoutant de l'acide chlorhydrique.Lorsqu'on traite un mélange des isomères par l'acétone ou la méthyléthylcetone, seul l'isomère a se dissout sous forme d'un dérivé dtimidazolidinone-4 à partir duquel on peut récupérer l'isomère a pur par hydrolyse. Seul l'isomère a forme des composés d'addition avec l'acide cinnamique, l'acide B-résorcylique, le dinitro-3,5 phénol et l'acide gentisique dans les milieux aqueux, et les produits d'addition se décomposent facilement. L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs suivants dans lesquels les rendements sont calculés à partir du sel d'anhydride aspartique utilisé comme composé de départ. EXEMPLE 1 On dissout dans 900 ml d'eau 241 g (1,1 mole) de chlorhydrate de l'ester méthylique de la L-phénylalanine et on neutralise la solution avec 71 g de carbonate de sodium. On extrait l'ester méthylique de la L-phénylalanine libéré avec 2 1 de chlorure d'éthylène en obtenant une solution de l'ester méthylique de la L-phénylalanine (renfermant 1,05 mole de l'ester). Onajoute à la solution 150 ml de méthanol. Après avoir refroidi à -200C, on ajoute à la solution ci-dessus 17,8 ml (0,32 mole) d'acide sulfurique concentré. On ajoute à la solution 39 g (0,258 mole) de chlorhydrate d'anhydride L-aspartique et on agite le mélange obtenu à -200C pendant 30 mn. On ajoute au mélange réactionnel 2 1 d'eau chaude, on neutralise avec du carbonate de sodium et on agite pendant un certain temps. On sépare la couche aqueuse de la couche organique, on ajuste le pH à 4,5 et on traite avec un analyseur d'aminoacides. Le mélange réactionnel renferme l'ester méthylique de l'a-L-aspartyl L-phénylalanine avec un rendement de 75,0 % et l'isomère avec un rendement de 18,5 %. On reprend le meme mode opératoire, si ce n'est qu'on supprime l'acide sulfurique. Les rendements en isomères a et ss sont respectivement de 53,6 % et 26,0 %. On reprend à nouveau le mode opératoire en supprimant le méthanol en obtenant respectivement des rendements en isomères a et B de 47,1 Z et 38,8 Z. EXEMPLE 2 On reprend le mode opératoire de l'exemple 1 en remplaçant le méthanol par 100 ml d'éthanol. Le mélange réactionnel renferme l'ester méthylique de l'a-L-aspartyl L-phénylalanine avec un rendement de 75,7 % et l'isomère B avec un rendement de 18,4 Z. EXEMPLE 3 On prépare, corne dans l'exemple 1, une solution de 2 1 de chlorure d'éthylène avec 1,05 mole d'ester méthylique de la L-phénylalanine. Après refroidissement à -200C, on ajoute à la solution ci-dessus une solution de sulfate acide de méthyle préparée en faisant réagir l'acide sulfurique et le méthanol, qui est constituée de 0,32 mole de sulfate acide de méthyle, 0,04 mole d'acide sulfurique et 100 ml de méthanol. On ajoute à la solution obtenue 39 g (0,258 mole) de chlorhydrate d'anhydride L-aspartique, puis on agite à -200C pendant 30 mn. On traite le melange réactionnel comme dans l'exemple 1 et l'analyse montre qu'il renferme l'ester méthylique de l'a-L-aspartyl L-phénylalanine avec un rendement de 74,1 Z et l'isomère ss avec un rendement de 21,9 S. EXEMPLE 4 On reprend le mode opératoire de l'exemple 3 en remplaçant la solution du sulfate acide de méthyle dans le méthanol par une solution de sulfate acide d'éthyle constituée de 0,30 mole de sulfate acide d'éthyle, 0,03 mole d'acide sulfurique et 80 ml d'éthanol. Le mélange réactionnel renferme l'ester méthylique de l'a-L-aspartyl L-phénylalanine avec un rendement de 74,4 Z et l'isomère ss avec un rendement de 21,3 X. EXEMPLE 5 On prépare, corme dans l'exemple 1, une solution de 1,8 1 de chlorure d'éthylène et 0,84 mole d'ester méthylique de la L-phénylalanine. D'autre part, on dissout dans 100 ml de méthanol 42,6 g (0,258 mole -- de L-phénylalanine et 21,5 Ml d'acide sulfurique concentré. On chauffe la solution à reflux en obtenant une solution du sel du sulfate acide de méthyle de l'ester méthylique de la L-phdnylalarlne. On dilue le mélange réactionnel avec du chlorure d'éthylène jusqu'à ce que le volume total de la solution eoit de 200 ml et on l'ajoute à la solution d'ester méthylique de L-phénylalanine précédente. On ajoute à la solution obtenue 39 g (0,258 mole) d'anhydride L-aspartique et on agite à-20'C pendant 30 mn. Le mélange réactionnel renferme l'ester méthylique de l'a-L-aspartyl L-phénylalanlne avec un rendement de 74,6 % et l'isomère avec un rendement de 21,8 O/D. EXEMPLE 6 Onprépare, comme dans l'exemple 1, une solution de 2 1 de chlorure d'éthylène et 0,84 mole d'ester méthylique de la L-phénylalanine. Après refroidissement à -200C, on ajoute à la solution 100 ml de méthanol et 56,5 g (0,258 mole) de chlorhydrate de l'ester méthylique de L-phénylalanine. On ajoute à la solution 39 g (0,258 mole) de chlorhydrate d'anhydride L-aspartique et on agite la solution à -20 C pendant 30 mn. Le mélange réactionnel renferme l'ester méthylique de l'a-L-aspartyl L-phénylalanine avec un rendement de 75,9 % et l'isomère ss avec un rendement de 19,2 Z. EXEMPLE 7 On dissout dans 900 ml d'eau 241 g (1,1 mole) de chlorhydrate de l'ester méthylique de la L-phénylalanine et on neutralise avec 71 g de carbonate de sodium. On extrait l'ester méthylique de la L-phénylalanine libéré avec 2,3 1 d'acétate d'éthyle, en obtenant une solution de l'ester méthylique de la L-phénylalanine (renfermant 1,05 mole de l'ester). On ajoute à la solution 150 ml de méthanol. Après refroidissement à -200C, on ajoute à la solution 17,8 ml (0,32 mole) d'acide sulfurique concentré. On ajoute à la solution 39 g (0,258 mole) de chlorhydrate d'anhydride L-aspartique et on agite la solution obtenue à -200C pendant 30 mn. On ajoute au mélange réactionnel 2 1 d'eau chaude, onneutralise avec du carbonate de sodium et on agite pendant un certain temps. On sépare la couche aqueuse de la couche organique et on ajuste le pH à 4,5. On traite le mélange avec un analyseur d'aminoacides, en constatant qu'il renferme l'ester méthylique de l'a-L-aspartyl L-phénylalanine avec un rendement de 76,2 7 et l'isomère ss avec un rendement de 14,0 7. Bien entendu, diverses modifications peuvent Btre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent autre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d"un ester alkylique inférieur d'a-Laspartyl L-phénylalanine, caractérisé en ce qu'il consiste à faire réagir un sel d'anhydride L-aspartique et d'un hydracide halogéné avec un ester alkylique inférieur de L-phénylalanine dans un milieu liquide, en présence d'un acide fort et en présence simultanée d'un alcanol inférieur, (1) le radical alkyle inférieur ne renfermant pas, plus de 4 atomes de carbone, (2) l'hydracide halogéné étant choisi parmi l'acide chlorhydrique et l'acide bromhydrique, (3) l'acide fort étant choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique et un monoester d'acide sulfurique et d'un alcanol inférieur, et (4) l'alcanol inférieur ne renfermant pas plus de 4 atomes de carbone. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport molaire du sel et de l'ester de la L-phénylalanine est compris entre 1/1 et 1/10. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on fait réagir le sel avec l'ester de L-phénylalanine à une temperature inférieure à 600C. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport molaire de l'acide fort à l'ester de L-phénylalanine est compris entre 0,05/1 et' 0,5/1. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport en volume de l'alcanol inférieur au milieu est compris entre 0,02/1 et 0,2/1. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le milieu est constitué essentiellement de chlorure d'éthylène.