Brevet FR2657611A1 — publié le 19910802

L'invention concerne de nouveaux tensioactifs non ioniques dérivés de sucres répondant à la formule générale I représentée ci-dessous: dans laquelle R représente une chaîne alkyle saturée (C1 à C17) ou une chaîne insaturée ou un groupement aromatique. R' est un hydrogène ou une chaîne alkyle saturée ou insaturée ou un groupement aromatique. R1 =HetR2=OHouR2=HetRl =OH R3 = H et R4 = OH ou R4 = H et R3 = OH ou O-glucosyle ou O-galactosyle ainsi que leur procédé de fabrication sans protection préalable des hydroxyles libres, c'est-à-dire en deux étapes seulement à partir de sucres naturels. Cette invention concerne des amides d'acides aliphatiques ou aromatiques en position l de mono- et disaccharides préparés à partir des glycosylamines correspondantes et qui présentent des propriétés intéressantes de surfactants non-ioniques. De nombreux surfactants dérivés de sucres comme les alkylglycosides, les alkylthioglycosides, des surfactants contenant un groupement polaire gluconamide, des alkanoyl-N-méthylglucamides sont déjà connus et présentent la plupart des propriétés requises mais leurs applications restent limitées en raison de la complexité des synthèses correspondantes. D'autre part, des esters d'acides aliphatiques en position l du glucose et du maltose sont également commercialisés et utilisés comme surfactants mais présentent l'inconvénient d'être hydrolysables à pH basique. Les auteurs de la présente invention ont donc cherché à préparer des produits non hydrolysables notamment à pH basique et faciles à obtenir. Ils se sont alors orientés vers la synthèse d'amides par des méthodes simples et peu couteuses afin de concurrencer avantageusement les surfactants déjà connus. Ceux-ci sont représentés par la formule générale suivante (I): ou R représente une chaîne alkyle saturée (C1 à C17) ou une chaîne insaturée ou un groupement aromatique. R' est un hydrogène ou une chaîne alkyle saturée ou insaturée ou un groupement aromatique. Rl =EetR2= OHouR2=HetRl =OH R3 = H et R4 = OH ou R4 = H et R3 = OH ou O-glucosyle ou O-galactosyle. En conséquence, c'est l'objet de la présente invention de fournir des amides d'acides aliphatiques ou aromatiques en position 1 des mono- et di-saccharides représentés par la formule (I) ci-dessus et qui présentent les qualités requises pour un bon surfactant. Description détaillée de l'invention Les glycosylamines utilisées dans cette invention sont aisément accessibles en faisant réagir de l'ammoniac ou une amine sur les sucres naturels. [C.A. Lobry de Bruyn, Chemische Berichte, 28, 3082 (1895); F. Micheel, R. Frier, E. Plate et A. Hiller, Chemische Berichte, 85, 1092 (1952); J.G. Erickson, J. Amer. Chem. Soc., 77, 2839 (1955)la On peut produire les glycosylamides selon cette invention sans protéger préalablement les groupements hydroxyles en utilisant des réactifs plus sélectifs que les chlorures d'acides, et on obtient ainsi les produits souhaités en deux étapes seulement à partir des sucres naturels. Dans un premier temps, les inventeurs ont fait réagir sur les glycosylamines des anhydrides mixtes d'acides carboniques et carboxyliques préparés par réaction du chloroformiate d'isobutyle commercial sur un acide gras en solution dans le diméthylformamide selon le schéma ci-dessous. La réaction entre le composé (II) et le chloroformiate (III) s'effectue en faisant agir ce dernier à température ambiante ou inférieure à l'ambiante dans un rapport molaire 1 mole pour 1 mole du composé (II) en présence de triéthylamine. L'intermédiaire réactionnel formé réagit sur la glycosylamine (IV) à raison de 1 mole pour 1,5 mole du composé (IV) en solution dans le diméthylformamide. La réaction est terminée après 10 à 15 heures à température ambiante. Cependant, les résultats obtenus ne sont pas totalement satisfaisants. En effet, des produits secondaires tels que les amides déglycosylées de type R-CONHR' ont pu être mis en évidence. D'autre part, des réactifs sélectifs déjà connus et utilisés pour la préparation d'amides de la glucosamine [Fujita et coll., Tetrahedron Letters, 21, 841(1980)] ont été testés mais ils ne conduisaient pas aux glycosylamides attendus mais aux mêmes amides déglycosylées associées aux diglycosylamines (V). On peut produire dans des conditions remarquablement simples et avec des rendements très élevés, les -Acylglycosylamines (I) selon l'invention en utilisant les 2-acylthio-5-méthyl1,3,4-thiadiazoles (VI) ou les 3 -acyl-5-méthyl- 1,3 ,4-thiadiazole-2-(3H)-thiones (VII). Les N-acylglycosylamines (I) sont produites en faisant agir sur les glycosylamines (IV) les 2-acylthio-5-méthyl- 1,3 ,4-thiadiazoles (VI) ou les N-acyl-5-méthyl- 1,3 ,4-thiadiazole-2-(3H)- thiones (VII) selon le schéma suivant: La réaction entre les composés (VI) ou (VII) et les glycosylamines (IV) s'effectue à raison de I mole du réactif acylant pour 1,5 mole du composé (il). La réaction se déroule à température ambiante pendant 30 minutes à 1 heure. Les solvants que l'on utilise ici comprennent, par exemple, la pyridine, le diméthylformamide, le diméthylacétamide, la N-méthylpyrrolidinone ainsi que d'autres solvants non hydroxylés. A présent on va décrire l'invention à l'aide des exemples suivants: Exemple 1 A 3,44 g d'acide décanoique, on ajoute 20 ml de diméthylformamide. A la solution obtenue, refroidie à - 5"C, on ajoute goutte à goutte 2,72 g de chloroformiate d'isobutyle puis 2 g de triéthylamine. On laisse agiter pendant 20 à 30 minutes. Parallèlement, on dissout 5,36 g de glucosylamine dans 70 ml de diméthylformamide à 60"C. Après avoir refroidi cette solution jusqu'à température ambiante, on la transfère dans la suspension d'anhydride. On poursuit l'agitation pendant 16 heures à température ambiante et on distille le diméthylformamide sous pression réduite. Le résidu est alors partagé entre du n-butanol et du tampon phosphate à pH 7. Le butanol est distillé sous pression réduite et le résidu est purifié par recristallisation dans l'éthanol absolu. Rendement: 54 % Point de fusion: 185-187"C IR (NaCl) w max (cm-l): 1630 (amide I) RMN 1H (DMSO d-6) 8 (ppm) : 0,87 (t, 3H), 1,28 (m, 14H), 2,09 (t, 2H), 3,1 à 3,7 (m, 6H), 4,4 à 4,9 (m, 5H), 8,2 (d, 1H). Exemple 2 On dissout 2,68 g de glucosylamine dans 40 ml de diméthylformamide à 70"C et on refroidit jusqu'à température ambiante avant l'addition de 2,58 g de N-octanoyl-5-méthyl-1,3,4thiadiazole-2-(3H)-thione. Après 30 minutes d'agitation, on distille le diméthylformamide sous pression réduite. On purifie le résidu au moyen d'une chromatographie sur colonne de gel de silice (gel de silice Merck 60 H: 80 g ; éluant: chloroforme puis chloroforme/méthanol 9:1) pour obtenir 1,98 g de N-octanoylglucosylamine sous la forme d'un produit cristallisé blanc. Rendement: 65 % On recristallise ensuite dans un mélange méthanoVacétate d'éthyle. I1 est possible d'obtenir ce même composé sans chromatographie. Après distillation du diméthylformamide, le résidu est partagé entre du n-butanol et du tampon phosphate à pH 7. Le butanol est distillé sous pression réduite et le résidu recristallisé dans un mélange méthanoVacétate d'éthyle. > ]D20:- 14 Point de fusion : 177-180"C. IR (NaCI) V max (cm-1):1630 (amide I) RMN 1H (DMSO-d6) 6 (ppm) 0,88 (t, 3H), 1,26 (m, 10H), 2,11 (t, 2H), 3,1 à 3,7 (m, 6H), 4,3 à 5 (m, 5H), 8,27 (d, 1H). RMN 13C (DMSO-d6) 6 (ppm) 14,55 (CH3), 22,76, 25,03, 29,15, 29,34, 31,86 (CH2)s, 36,2 CH2CO), 61,58 (C6), 70,43 (C4), 72,74 (C2), 77,72 (C5), 78,64 (C3), 80,02 (C1), 175,02 (CO). Exemple 3 On dissout 2,68 g de glucosylamine dans 40 ml de diméthylformamide à 70 C et on refroidit jusqu'à température ambiante avant l'addition de 2,81 g de 2-(paranitrobenzoyl)thio-5 méthyl-1,3,4-thiadiazole. Après 1 h d'agitation, on distille le diméthylformamide sous pression réduite. On purifie le résidu au moyen d'une chromatographie sur colonne de gel de silice pour obtenir 2,95 g de N-paranitrobenzoylglucosylamine sous la forme d'un produit cristallisé blanc. Rendement: 90 % IR (NaCl) v max (cm-1):1660 (amide I) RMN 1H (DMSO-d6) 8 (ppm) : 3,2 à 3,8 (m, 6H), 4,58 (t, 1H), 4,97 à 5,1 (m, 4H), 8,12 à 8,47 (q, 4H), 9,27 (d, 1H). RMN 13C (DMSO-d6) 6 (ppm) : 61,14 (C6), 70,16 (C4), 72,19 (C2), 77,5 (Çs), 78,88 (C3), 80,59 (C1), 123,55, 129,29, 139,8, 149,34 (C aromatiques), 165,52 (CO). Exemple 4 On dissout 5,12 g de lactosylamine dans 200 ml de diméthylformamide à 80-90 C et on refroidit jusqu'à température ambiante avant l'addition de 3,14 g de N-lauroyl-5-méthyl- 1,3,4thiadiazole-2-(3H)-thione. Après 30 minutes d'agitation, on distille le diméthylformamide sous pression réduite. On reprend le résidu par du n-butanol et on lave par de l'eau distillée. On distille le n-butanol sous pression réduite et on recristallise le résidu dans du méthanol. Rendement: 75% Point de fusion: 245-248 C. IR (NaCl) v max (cm-l): 1660 (amide I) RMN 1H (DNISO-d6) 8 (ppm) : 0,88 (t, 3H), 1,26 (m, 18H), 2,11 (t, 2H), 3,1 à 3,7 (m, 12H), 4,2 à 5,2 (m, 9H), 8,34 (d, 1H, J = 8,5 Hz). RMN 13C (DMSO-d6) # (ppm) 13,85 (CH3), 22,08, 24,93, 28,72, 29,02, 31,32 (CH2)9, 35,49 (CH2-CO), 60,62 (2C6), 68,29 (C4 gal), 70,7 (C2 gal), 72,14 (Ç2 glu), 73,3C WC gal), 75,63 (Ç3et fi glu), 76,39 (C5 gal), 79,43 4 glu), 80,65 (Ç1 glu), 103,78 (C1 gal), 172,85 (ÇO). Selon le même procédé, on peut produire par exemple les composés suivants: N-lauroylglucosylamine: s F = 183-187 C N-myristoylglucosyldamine: F = 183-186 C N-palmitoylglucosylamine: F = 181-184 C N-octanoylgalactosylamine: F = 174-1780C N-lauroylgalactosylamine: F = 186-189 C Revendications 1 - A titre de produits nouveaux, les N-acyl p-D-glycosylamines représentées par la formule (I) suivante: dans laquelle R représente une chaîne alkyle saturée (en C1 à C17) ou une chaîne insaturée ou un groupement aromatique. R' est un hydrogène ou une chaîne aliphatique saturée ou insaturée ou un groupement aromatique. R1 =HetR2=OHouR2=HetRl =OH R3 = H et R4 = OH ou R4 = H et R3 = OH ou O-glucosyle ou O-galactosyle 2 - Procédé de synthèse de ss-D-glycosylamides représentées par la formule (I) de la revendication 1, caractérisé en ce que la synthèse est réalisée sans protection préalable des hydroxyles, c'est-à-dire en deux étapes seulement à partir des sucres naturels. 3 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à faire réagir les anhydrides mixtes d'acides carboniques et carboxyliques sur les glycosylamines pour conduire aux glycosylamides de formule (I). 4 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à faire réagir les 2 acyithio-5-méthyl- 1,3,4 thiadiazoles (VI) ou les 3-acyl-5-méthyl-1,3,4-thiadiazole-2-(3H)- thiones (VII) sur les ss-D-glycosylamines pour condurie aux glycosylamides de formule (I). 5 - Procédé suivant les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que lesdits réactifs permettent de préparer des amides à chaîne aliphatique saturée ou insaturée ou des amides aromatiques. 6 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les solvants utilisés sont les solvants non hydroxylés des glycosylamines et notamment le diméthylformamide, le diméthylacétamide, la N-méthylpyrrolidinone et la pyridine. 7 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la réaction s'effectue en 30 minutes à 1 heure à température ambiante ou inférieure à l'ambiante. 8 - Tensioactifs non-ioniques répondant à la formule (I) de la revendication 1.