Brevet FR2547816A1 — publié le 19841228

PROCEDE DE SYNTHESE DE L'ASPARTAME. L'invention se rapporte à un procédé de synthèse de l'aspartame, c'est-àdire de l'a-L-aspartyl-L-phénylalanine méthyl ester L'aspartame a un pouvoir sucrant comme le sucre de canne et de betterave, et est utilisé comme agent sucrant 5 pour les aliments et les boissons, comme le décrit le brevet U.S A NO 3 492 131. L'aspartame est un dipeptide et, en tant que tel, est formé d'un lien amide entre un groupe carboxyle activé d'un acide 10 aminé et le groupe amine d'un autre acide aminé L'activation est nécessaire pour augmenter la vitesse et le rendement de la condensation Le peptide pur désiré exige la protection de tous les autres groupes fonctionnels non impliqués dans la formation de la liaison peptide Finale15 ment, les groupes de protection sont éliminés. L'aspartame peut être préparé en faisant réagir un anhydride aspartique-Lprotégé-N avec un L-phényl-alanine méthyl ester On obtient un mélange de N-protégé a-L-aspartyl et B20 L-aspartyl-L-phénylalanine méthyl ester qui exige la déprotection N du composé, suivie par la séparation des deux isomères. Les groupes protecteurs N sont le groupe protecteur N cou25 ramment utilisé dans la chimie des peptides, par exemple le groupe benzyloxycarbonyle et formyle I 1 est bien connu que la réaction qui élimine ces groupes protecteurs N est compliquée, du fait que la rupture des liaisons peptidiques s'effectue en même temps que la formation de sous- produits non désirés, tels que la dicétopipérazine. La réaction de N- déprotection effectuée suivant les techniques connues d'usage courant s'effectue en la présence d'un acide fort (brevet U S A N 4 071 511) ou en présence 10 d'hydroxylamine (brevet U S A N 4 021 418) Bien que ces procédés soient considérés comme appropriés d'un point de vue industriel, différents inconvénients ont été soulignés tels que des rendements bas, des réactifs coûteux, l'estérification du groupe e-carboxy et l'hydrolyse de liaisons 15 esters ou peptides En outre, le produit ainsi obtenu n'est pas pur, mais mélangé avec des quantités substantielles de sous-produits. Il est donc nécessaire de purifier ensuite le produit obte20 nu, d'o résulte une augmentation des coûts de production. Il est en outre connu qu'un mélange d'isomères a et e est formé au cours du procédé de préparation d'aspartame et, par conséquent, une opération supplémentaire de séparation des 25 isomères a et e est requise, du fait que l'isomère B n'a pas de pouvoir sucrant Ceci conduit à une nouvelle augmentation du co Qt de fabrication. On a trouvé, de manière inattendue, un procédé très simple, 30 qui ne présente pas les inconvénients ci-dessus. L'invention a pour objet un procédé d'élimination du groupe N-formyle du L-aspartyl-L-phénylalanine méthyl ester dont le groupe amine de la moitié aspartyle est protégé par le 35 groupe formyle, qui permet de séparer en même temps l'isomère a désiré de l'isomère 8- L'invention concerne plus particulièrement un procédé de préparation de l'aspartame, caractérisé par l'addition d'acide phosphorique et d'un alcool alkylique inférieur au mélange de réaction contenant le N-formyl aL-aspartyl et e5 L-aspartyl-L-phényl-alanine méthyl ester obtenu par condensation entre l'anhydride N-formyl-L-aspartique et le Lphénylalanine méthyl ester Seul, l'un des isomères déformylés obtenus, à savoir le a-L-aspartyl-L-phénylalanine méthyl ester, précipite sous la forme d'un phosphate modéré10 ment soluble. Le phosphate a-isomère séparé spontanément est collecté par filtrage et converti en aspartame libre par traitement avec une base. L'élimination du groupe formyle directement dans le mélange de condensation évite la séparation du N-formyl aspartame et réduit les coûts de production. Le procédé industriel de preparation d'a-L-aspartyl-Lphénylalanine méthyl ester est en outre simplifié par l'invention: il n'est pas nécessaire d'exécuter une opération spécifique pour la séparation du peptide désiré de l'isoeère e formé dans la condensation, du fait que seul le 25 phosphate d'aspartame cristallise à partir du mélange de réaction après achèvement de la déprotection. L'hydrolyse acide modérée du procédé empêche la rupture de la liaison peptide et évite l'élimination de la moitié alcool 30 de l'ester ou l'estérification du groupe libre e-carboxyle. Enfin, les conditions utilisées dans le procédé évitent la formation du sous-produit indésirable dicétopipérazine o En se référant aux conditions expérimentales, le mélange de 35 condensation dans lequel la Ndéformylation est directement exécutée est formé par un solvant organique et un acide organique, de préférence l'acétate d'éthyle ou le dichloroéthane et l'acide acétique. L'acide phosphorique qui est utilisé dans le procédé de l'invention peut avoir une concentration dans l'eau comprise entre 50 et 99 %, de préférence 85 %. L'acide phosphorique, qui doit être utilisé est en quantité comprise entre 1,2 et 5 moles par mole de N-formyl aspartame qui doit être déformylé. En ce qui concerne l'alcool qui est ajouté en même temps que 10 l'acide phosphorique au mélange de réaction, il comporte un à plusieurs atomes de carbone et est de préférence l'alcool méthylique La déformylation est exécutée à une température comprise entre la température ambiante et 60 C, pendant 4 à 12 heures. Le composé pur désiré est collecté sous la forme de son phosphate, à partir du mélange réactif, en refroidissant celui-ci après achèvement de la réaction. Le phosphate d'aspartame ainsi obtenu est transformé en aspartame libre en neutralisant le phosphate par utilisation d'une base, telle que le carbonate de soude, l'hydroxyde de soude ou l'ammoniaque en solvant aqueux. L'invention fournit un procédé commercialement très utile pour la préparation de l'aspartame, du fait que le peptide pur désiré peut être produit en éliminant deux étapes, à savoir la séparation du Nformylaspartame et la séparation des isomères a et B, avec des rendements de séparation supé30 rieurs à ceux qui sont obtenus avec les procédés classiques. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples ciaprès: Exemple 1. A une solution de 100 grammes de N-formyla, e-aspartyl-Lphénylalanine méthyl ester (rapport des isomères a/$ 8:2) dans 160 ml de dichloroéthane et 40 ml d'acide acétique, on ajoute à la température ambiante 360 ml d'alcool méthylique et 35,2 ml d'acide phosphorique aqueux à 85 %. On chauffe le mélange à 40 "C pendant huit heures et on le refroidit. L' -L-aspartyl-L-phénylalanine méthyl ester phosphate cristallise et est collecté par filtrage et séché Rendement 10 85 % (sur la base du Nformylaspartame). Exemple 2. On dissout dans 300 ml d'eau 51 grammes d'a-L-aspartyl-L15 phénylalanine méthyl ester phosphate La solution obtenue est réglée à un p H de 5,2 avec 20 % de Nao H aqueux, agitée pendant une heure à température ambiante, puis refroidie et l'aspartame libre qui précipite est collecté par filtration. On obtient 27,9 grammes de composé pur, avec un rendement de 20 73 %, m p 233-235 C (dec) l lD 22 = + 33,2 (c=l, acide acétique). Exemple 3. A une solution de 100 grammes de N-formyl-a,e -L-aspartyl-Lphénylalanine méthyl ester (isomère c/B: rapport 8:2) dans 380 ml d'acétate d'éthyle et 40 ml d'acide acétique, on ajoute 400 ml d'alcool méthylique et 70,4 ml d'acide phosphorique aqueux à 85 % En opérant comme dans l'exemple 1, 30 le phosphate d'aspartame est obtenu avec un rendement de %. Exemple 4. En opérant comme à l'exemple 1, mais en utilisant de l'acide phosphorique à 99 % au lieu de 85 %, on obtient du phosphate d'aspartame-avec un rendement de 75 %. Exe-ple 56 Exemple 5. En opérant comme dans l'exemple 1, mais en utilisant de l'acide phosphorique à 50 % au lieu de 85 %, on obtient du phosphate d'aspartame avec un rendement de 65 %. Revendications de brevet. 1 Procédé de préparation de N-L-a-aspartyl-L-pheénylalanine l-méthyl ester (aspartame), caractérisé en ce que le mélange cru des isomères a et B du N-formyl-L-aspartyl-L-phénylalanine' méthyl ester, obtenu 5 par condensation entre l'anhydride N-formyl-L-aspartique et le Lphényalaanine méthyl ester, dissous dans un solvant organique tel que l'acétate de'éthyle ou le dichloroéthane et en présence d'acide acétique, est traité avec de l'acide phosphorique et avec un alcool alkylique inférieur, pour 10 obtenir du phosphate d'aspartame modérément soluble, qui est collecté par filtration, dissous dans l'eau et ensuite neutralisé en utilisant une base minérale, pour donner l'aspartame libre pur désiré avec de bons rendements. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration d'acide phosphorique est comprise entre 50 et 99 % dans l'eau, de préférence %. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité d'acide phosphorique est comprise entre 1,2 et 5 moles par mole d'aspartame N-protégé déformyler. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alcool aikylique inférieur comporte 1 à 4 atomes de carbone et est de préférence l'alcool méthylique. 5 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction s'effectue a une température comprise entre la température ambiante et 60 C, pendant une durée de 4 à 12 heures.