Brevet FR2609985A1 — publié le 19880729

Procédé de N-w trifluoroacétylation des ",w diaminoacides monocarboxyliques aliphatiques saturés La présente invention concerne un procédé de N-w trifluoracé- tylation des m,w diaminoacides monocarboxyliques aliphatiques saturés. Il est connu de trifluoroacétyler les atino-acides basiques, tels que la lysine ou l'ornithine... par l'anhydride trifluoro- acétique en milieu acide [F. Weygand Chen. Be. 89, 647 (1956)]; il a été constaté que la réaction de trifluoroacétylation des acides aminés présentant deux fonctions amines a lieu préférentiel- lement sur la fonction aine en o du groupe carboxyle ou sur les deux fonctions saines simultanément. il a été proposé [E. Schallenberg et M. Calvin, Journal of American Chem. Soc. 77,2779, (1955)] de trifluoroacétyler la fonction aine en bout de chaine des acides ainés tels que lysine et ornithine, par réaction avec le trifluoroacétate de thio-éthanol en milieu basique aqueux. Outre le fait que le trifluoroacétate de thioéthanol est un produit cher, polluant et conférant une inévi- table odeur soufrée à l'acide aminé préparé, ce procédé ne permet pas de N-trifluoroacétyler en w les ",w diaminoacides mono- carboxyliques aliphatiques saturés avec une sélectivité suffisante. Ce procédé, en effet, n'empéche pas la formation de dérivés trifluoroacétylés et o,w ditrifluoroacétylés en quantité notable. T. J. Curphey [ J. Org. Chem., 44 (15) 2805 (1979)] a décrit la Ntrifluoroacétylation d' amaino-acides ne présentant qu'une seule fonction amine, & l'aide de trifluoroacétate d'éthyle en présence d'une base de type triéthylaine et de méthanol anhydre pendant au moins quatorze heures. Les produits obtenus sont N-" trifluoro- acétylés. La demanderesse a constaté que ce procédé ne permet pas de N-trifluoroacétyler régiosélectivement en w, les ",w diamino- acides monocarboxyliques aliphatiques saturés. La demanderesse a trouvé un procédé permettant de N-trifluoro- acétyler régiosélectivement en w les:-w diainoacides mono- carboxyliques aliphatiques. La présente invention concerne un procédé de N-w trifluoro- acétylation des o, w-diaminoacides monocarboxyliques aliphatiques saturés à l'aide d'un dérivé de l'acide trifluoroacétique, caractérisé en ce que ledit dérivé de l'acide trifluoroacétique est un trifluoroacétate d'alkyle, linéaire ou ramifié, en C -C et de 1 4 préférence en C-C2 Les ", w diamino acides monocarboxyliques aliphatiques saturés mis en oeuvre sont racémiques ou optiquement actifs et peuvent être représentés par la formule suivante: NH2-CH-COOH R KH2 o R représente un radical alkylène en C -C6 linéaire ou ramifié. Ces composés peuvent être avantageusement la lysine ou l'ornithine. L'opération de N-w trifluoroacétylation peut être réalisée en mettant en oeuvre de 1 à 2 moles de trifluoroacétate d'alkyle, de préférence de 1 & 1,25 moles, par mole d'm,w diamino acide mono- carboxylique aliphatique saturé. Cette opération peut être réalisée en présence d'un agent de dilution constitué par un alcanol en C1-C5, de préférence en C1-C4, linéaire ou ramifié et/ou par un excès de trifluoroacétate d'alkyle. Ledit alcanol peut être utilisé pur ou bien peut contenir jusqu'& 10 % de son volume d'eau, de préférence 5 %. Ledit excès de trifluoroacétate d'alkyle peut également contenir jusqu'& 10 % de son volume d'eau, mais il est préférable de l'utiliser pur. La quantité d'agent de dilution mise en oeuvre peut aller de 0,5 et 10 litres, de préférence de 0,5 et 2 litres, par mole de N-",w diamino acide monocarboxylique aliphatique saturé, de façon à obtenir un milieu d'agitation facile. Parmi les alcanols pouvant être mis en oeuvre, on peut citer le méthanol, l'éthanol, l'isopropanol et le tertio butanol. L'opération de N-w trifluoroacétylation peut être favorablement réalisée à pression atmosphérique, & des températures de l'ordre de 0 à 50 C, de préférence de 20 & 250C. L'opération de N-w trifluoroacétylation dure généralement de l'ordre de 15 minutes à 15 heures, préférentiellement de 15 minutes & 3 heures. Le produit N-w trifluoroacétylé obtenu est ensuite séparé du milieu réactionnel, par exemple par tout procédé physique de séparation telle que la filtration, et il peut être ensuite purifié par tout moyen connu, par exemple par recristallisation dans un mélange eau-alcool. (Ces opérations peuvent être répétées plusieurs fois si nécessaire). Le procédé faisant l'objet de l'invention présente l'avantage de ne nécessiter la présence d'aucun réactif autre que l'",w diaminoacide monocarboxylique aliphatique saturé, le trifluoro- acétate d'alkyle et un agent de dilution; notamment la présence d'une trialkylamine n'est pas nécessaire et elle a même plutôt tendance & nuire à la bonne marche de la réaction de N-w trifluoro- acétylation. Ce procédé permet d'obtenir les dérivés N-w trifluoroacétylés des ",w diamino acides carboxyliques aliphatiques saturés avec une sélectivité en dérivé N-w trifluoroacétylé, supérieure à 90 % par rapport à la quantité d'",w diamino acide carboxylique aliphatique saturé transformé. Les dérivés N-w trifluoroacétylés obtenus selon le procédé de l'invention peuvent être utilisés notamment pour la préparation de dipeptides carboxyalkylés, par exemple selon le procédé décrit dans la demande de brevet européen NO 168 769. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter. Exemple 1: Dans un réacteur de 3 litres, on charge 1,61 moles (235 g) de L lysine et 1,61 litres d'éthanol. On agite ce mélange au moyen d'un barreau magnétique, et on y ajoute en une demi-heure, 2,02 moles (287 g) de trifluoroacétate d'éthyle. Le mélange est laissé sous agitation pendant une heure et demie. On récupère par filtration 337 g d'un précipité que l'on sèche. Ce précipité est analysé par chromatographie liquide haute performance. On constate qu'il titre - 88 % en poids de N-e trifluoroacétate de lysine, - 12 % en poids de lysine non transforménee (on ne trouve que des traces d'c trifluoroacétate d'éthyle et d'",E ditrifluoroacétate d'éthyle), ce qui correspond à un rendement en c trifluoroacétate de lysine brut de 76 %. On recristallise 280 g de ce précipité dans 3,76 1 d'éthanol à reflux, auquel on ajoute peu à peu 1,12 1 d'eau jusqu'à dissolution complète. Après refroidissement, 'c trifluoroacétate de lysine précipite, la lysine restant en solution aqueuse. L'c trifluoroacétate de lysine précipité est filtré puis séché. On recueille alors 170 g d'E trifluoroacétate de lysine, dont le titre est voisin de 100 % et dont le pouvoir rotatoire est = + 20,6 (c = 3 acide dichloroacétique) [le pouvoir D rotatoire théorique de ce produit est: = + 20,5 ], ce qui D correspond à un rendement en c trifluoroacétate de lysine cristal- lisé de 52,5 %. Par concentration du filtrat et recristallisation, on récupère encore 52 g d'e trifluoroacétate de lysine. On obtient donc un rendement global en N-c trifluoroacétate de lysine recristallisée de 68,5 %, par rapport à la lysine de départ. La structure de l'cE trifluoroacétate de lysine est confirmée par spectrométrie de masse ou RMN. Exemple 2: On reproduit dans cet exemple, l'essai décrit dans l'exemple n 1, mais en remplaçant les 1,61 litres d'éthanol par un même volume de trifluoroacétate d'éthyle. Le précipité obtenu à la fin de.la période d'agitation (1 heure et demie), est lavé avec de l'éthanol jusqu'à élimination de toute trace de trifluoroacétate d'éthyle; on obtient les rendements suivants, en produits bruts: e trifluoroacétate de lysine: 90 % î trifluoroacétate de lysine: 1 % ",E ditrifluoroacétate de lysine: traces La sélectivité relative en e trifluoroacétate de lysine est de: 98,9 %. Exemples 3 à 16 Ces exemples ont été réalisés selon le mode opératoire de l'exemple 1. La nature des réactifs mis en oeuvre, leur quantité ainsi que les conditions opératoires figurent au tableau I. Les rendements en c trifluoroacétate de lysine brut, 0,e ditrifluoroacétate de lysine brut et o trifluoroacétate de lysine brut, figurant également au tableau I, montrent que la sélectivité de l'e trifluoroacétate de lysine est supérieure à 90%. Exemple 17 On reproduit dans cet exemple, l'essai décrit dans l'exemple 14, sais en remplaçant les 5 s-moles de trifluoroacétate d'éthyle par 5 s-moles de trifluoroacétate de méthyle. A la fin de la période d'agitation (2 heures), on obtient les rendements en produits bruts suivants: E trifluoroacétate de lysine: 79 % " trifluoroacétate de lysine: 1,5 % o,e ditrifluoroacétate de lysine: traces La sélectivité relative en E trifluoroacétate de lysine est de 98 %. Exemples 18 à 21: Ces exemples donnés à titre comparatif sont réalisés selon le mode opératoire des exemples 3 & 16, mais en présence d'une base selon le procédé décrit par Curphey [J. Org. Chem., 44, (15), 2805 (1979)1 La nature des réactifs mis en oeuvre, leur quantité ainsi que les conditions opératoires figurent au tableau Il. On constate que la sélectivité en C trifluoroacétate de lysine est bien inférieure & 90 %. Exemples 22 a 25: Ces exemples sont donnés a titre comparatif. L'agent trifluoroacétylant employé ici, est le trifluoro- acétate de thioéthanol dans les conditions décrites par E. Schallenberg et M. Calvin [Journal of American Chem. Soc. 77, 2779, (1955X. Ces exemples sont réalisés de la manière suivante: on charge 10,3 moles de lysine dans un réacteur de 50 ml; on introduit 21 ml de NaOH 0,5 N (qui dissout la lysine en quelques minutes) sous agitation. Le pH est alors entre 10,6 et 11; puis on ajuste le pH à température ambiante à la valeur désirée avec de l'acide sulfurique 9 N ou 3 N; on coule alors en minutes le trifluoroacétate de thioéthanol; puis on ajuste le pH par coulée de soude N. Les résultats obtenus à différents pH, figurent au tableau III. La sélectivité en C trifluoroacétate de lysine est toujours largement inférieure à 90 %. Tableau I Ex. Lysine Et TFA Alcanol toC durée Rendements en % Sélectivité en TFA (lys) brut relative m-mole m-mole nature ml heure E a, a en c TFA en % 3 5 5 Et OH 5 25 2 40 traces traces 100 4 5 6,25 Et OH 5 25 2 84 traces traces 4 100 5 7,5 Et OH 5 25 2 85 traces traces M 100 6 5 6,25 Et OH 5 25 1/4 63 traces traces f 100 7 5 6,25 Et OH 5 25 1/2 76 traces traces # 100 8 5 6,25 Et OH 5 25 1 74 traces traces 100 9 5 6,25 Et OH 5 25 3 76 traces traces * 00 910 5 6,25 Et OH 5 253 7632 traces traces # 100 5 6,25 Et OH 105 50 2 8032 traces traces # 100 11 5 6,25 Et OH 2,10 25 2 8076 traces traces * 100 12 5 6,25 Me OH 2,5 25 3 8076 traces traces 100 13 5 6,25 Me OH 3,5 25 3 80 traces traces t 0 14 5 6,25 Me OH 5 25 2 78 3,5 traces 95,7 5 6,25 Isopropanol 5 25 1H3/4 84 traces traces * 100 16 5 6, 25 Tertiobutano 5 25 1H3/4 68 traces traces 4 100 Et TFA: trifluoroacétate d'éthyle Et OH: éthanol c TFA (lys): c trifluoroacétate de lysine Me OH: méthanol a,cTFA (lys):a,cditrifluoroacétate de lysine TFA (lys): a trifluoroacétate de lysine o) %h do. o o J, Tableau II Ex. Lysine Et TFA Alcanol Triéthylamine tC durée Rendements en % Sélectivité en TFA(lys) brut relative m-mole m-mole nature ml m-mole heure E e, en TFA en % 18 5 6,25 Me OH 2,5 5 25 15 58 23 3 69 19 5 6,25 Me OH 2,5 10 25 15 45 25 4 60,8 5 6,25 Me OH 2,5 5 50 15 62 13,5 3 79 21 5 6,25 Me OH 2,5 5 25 3 50 35 10 52,6 Tableau III Ex. Lysine Et SH TFA pH toC durée Sélectivité relative en % en TFA (lys) brut m-mole mn-mole heure C a, Ec 22 10,3 16,4 7,5 25 16 55 17 28 23 10,3 16,4 8 25 21 43,5 25,5 31 24 10,3 16,4 9 25 17 34 13 5 10,3 16,4 10 25 1H10 85,5 12 2,5 o Et SH TFA: trifluoroacétate de thioéthanol NO et Revendications 1. Procédé de N-w trifluoroacétylation des ",w-diaminoacides monocarboxyliques aliphatiques saturés à l'aide d'un dérivé de l'acide trifluoroacétique, caractérisé en ce que ledit dérivé de l'acide trifluoroacétique est un trifluoroacétate d'alkyle linéaire ou ramifié en C1-C4 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dérivé de l'acide trifluoroacétique est un trifluoroacétate d'alkyle linéaire ou ramifié en C 1-C2 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'",w-diaainoacide mono- carboxylique est la lysine ou l'ornithine. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'opération de N-w trifluoro- acétylation est réalisée à l'aide de 1 à 2 moles de trifluoro- acétate d'alkyle par mole d',w diaminoacide monocarboxylique aliphatique saturé. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'opération de N-w trifluoroacétylation est réalisée à l'aide de 1 à 1,25 moles de trifluoroacétate d'alkyle par mole d'",w diamino- acide monocarboxylique saturé. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'opération de N-w trifluoro- acétylation est réalisée en présence d'un agent de dilution constitué par un alcanol en C -C5, linéaire ou ramifié et/ou par un excès du trifluoroacétate d'alkyle mis en oeuvre. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'agent de dilution est constitué par un alcanol en C -C4 linéaire ou ramifié. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'agent de dilution est constitué par du méthanol, de l'éthanol, de l'isopropanol ou du tertiobutanol. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 précédentes caractérisé en ce que l'agent de dilution contient jusqu'à 10 % de son volume d'eau. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que le volume d'agent de dilution utilisé est compris entre 0,5 et 10 litres par mole de N-o,w diaminoacide monocarboxylique aliphatique saturé. 11. Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que le volume d'agent de dilution utilisé est compris entre 0,5 et 2 litres par mole de N-o,w diaminoacide monocarboxylique alipha- tique saturé. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'opération de N-w trifluoro- acétylation est réalisée & pression atmosphérique, à une température comprise entre 0 et 50 C. 13. Procédé selon la revendication 12 caractérisé en ce que l'opération de N-w trifluoroacétylation est réalisée à des températures comprises entre 20 et 250C. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'opération de N-w trifluoro- acétylation est réalisée sous agitation pendant 15 minutes à heures. 15. Procédé selon la revendication 14 caractérisé en ce que l'opération de N-w trifluoroacétylation est réalisée pendant 2 à 3 heures. 16. Procédé de préparation de la N-w trifluoroacétate de lysine par N-w trifluoroacétylation de la lysine par le trifluoro- acétate d'éthyle ou de méthyle en présence d'éthanol. 17. Produits obtenus par le procédé faisant l'objet de l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'ils présentent une régiosélectivité en w supérieure & 90 %.