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Publication number: BE621439A
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Description


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  IltProcéd4 pour produire l'acide a-chloitogluta.-Iquo* 

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 La présente invention est relative à un procédé 
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 pour produire l'acide a -chloroglutariqu6, on partant du l,l,l,5-'t6trachloropentane. 



  L'acide #..chloroglutarique est un produit inter- médiaire pour .la synthèse de l'acide glutamique, connu com- as reconstituant? chimique. On sait que l'acide a-chloro- g1ut!1ri\\t fournit aisément l'acide Dl.-glutamique par ami- nation avea l'ammoniac ou autres substances. 
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  La présente invention vise à établir un nouveau 
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 procédé pour la production de l'acide a-chloroglutariqu'9 . d'une façon favorable du point de vue industriel, 3nrpartant du 1,1,1, J-étrachioropsntans. D'autres objets de l'inven- 
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 tion ressortiront de la description ci-après. Jusqu'à présent, on considérait que la synthèse 
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 du 1,l,l,;5..t.é\'.orachlo.t"opeutaue était une opération difficile. 



  Cependant, on est parvenu à s3rrathaiser ce composé facile- ment par télomérisation de l'éthylène et du tétrachlorure 
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 de carbone. 
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  Suivant l'invention, l'acide a-chloroglutarique est produit, ave-j un rendement élevé, suivant les équations 
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 ci-après, en partant du composa en question : 
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 Il ressort de la formule ci-dessus que le procédé de l'invention comprend quatre échelons de réactions. Dans 
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 le premier échelon le 1,1,1,5-tétrachlorçpentane (1) es4 chauffé dans des conditions anhydres, 99 présence d'un cataly- 
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 seur dit Friedel-Crafts, pour être soumis .4 une réaction de 
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 déshydrochloration, en vue de former le .,ï.5''iahXarupenw têne-(l) (II).

   Le radical trichlpr lXttf1.r.ft du Qompoaé (I) est actif vis-à-vie d'un corps en éaotiq,:IQ.' li1foph11e tel que le catalyseur du type Friedel-Praft* iet est écurie la réaction de déshydrochloa1on 4ws 4e a conditions anhy- dres, pour donner naissance gu radical d.â,.pt'owixyle. 



  Par contre, le radical chlQrométhy;L est ;Ln4ee #a-à-vl8 des corps réagissants élec.trcph+le3. 



  A titre de catalyseur Prie4 lCvafta, on t>u.t em- ployer le chlorure d'aluminium, 1 chlorure .to;r"1.que le tétrachlorure d'étairi, le tr.'4f.larrs de bore, ',os chlorure 
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 de zinc, et analogues. 
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  Lorsqu'on chauffe le çgmpgot (I) 4 unQ température de 60-;3 c pendant 3 heures, avec quelque  pour-cant (poids) de chlorure ferrique anhydre, lt réaction se poursuit. de façon régulière, en donnant ai.aijc 1 l'acide chlorhy l.lJ..4.1.if1 gazeux. Le J.t'i,"'r4r.i.4iif,Fnl.â1(g;Vf'.1. i1 séparé du mélange réactionnel par distillation  .pU8 pression rédui- 
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 te, avec un rendement élavé. 
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 Dans le second échelon, la J,5-tichloropantèno- 
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 (Il) est chauffé avec une solution alcaline aqueuse, 
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 telle qu'une solution d'hydroxyde ou de cnrbo4ta de sodium, à la suite de quoi l'atome de chlore présent dans le radical chlorométhyl!1 est hydrolyse pour former un. radical hyroxy- lé, et l'on obtient le .,1.-dxch7:ara-h3rdxcx;r:entne-(3.) (III).

   Dans cette réaction, 1 radical chloro31.jthyle du 

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 composé (II) est actif vis-à-vis d'un corps en réaction 
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 nucleophile, tel qu'un alcali, et subit aisément l'hydrolyse,- pour- être converti en un groupe alcool primaire. Par contre, le radical dichlorovinyle est inerte vis-à-vis des 
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 corps en réaction nucléophiles et n'entre pas en réaction. 
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  A titr-e, da variété, le çQmpps6 (11,) peut être chauffe à . reflux avec un sel alcalin d'un acide carboxylique alipha" tique, tel que l'acétate 4e sodium en.solution dans l'acide capbpxylique, pour être d'abord converti en le carboxylate du composé (1111 et ensuite hydrolyse en le compose (III). 



  'Sn tout nee, le second échelon du procédé suivant l'inven- tion est effectue conformément, ii4x règles connues des hom- Mes 69,méier en .ce qui concerne la conversion du radical ah,nraa$th7e. en, le radi,sa layr*,tygéthyle par hydrolyse 4arç'le' aena le plus large* 
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 Par'. exemple* on chauffa le 1,1,5-trichloropen- 
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 tene{).), 1 l"a , pendant 5 heures, dans un autoclave, #$yec ]Le double de jon volume, de solution aqueuse de carbo- ; nte de podium à 10%, en agitant vigoureusement, Après ô3ftj actiiQn au # benïe. à part du-'l'ange réactionnel, .3,e est séparé par dis- #tilatinf soup une pression, réduite f avec un bon rendement. ha 3.,l-dichlorû-5hydro?typente-(l) est converti en acide a-eliloro-(f- hydroxyvalérique (IV), 
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 Suivant le troisième échelon du procédé objet de l'invention. 



  .Ainsi, le composé (III) est soumis à la chlora- 
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 fion en Milieu acide, en le traitant par un composé acide et le. chlore, à la suite de quoi l'acide et, le chlo:e sont fixés à la double liaison du rad,cal zich.zrovGny.e 
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 du composé (III), probablement en confornipié avoc 2s nut- 
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 tiona ci t après r 

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   où @     désigne   le radical   d'acide.   



   Bans cette réaction,   l'acida   sulfurique peut être remplacé par l'acide phosphorique, l'acide formique, l'acide acétique, ou autres. Parmi les composas acides pouvant être utilisés pour le procède suivant l'invention, l'acide sulfurique, l'acide formique et l'acide acétique $e sont   révélés   particulièrement favorables. 



   En versant la masse rédactionnelle dans   l'eau,   de préférence dans l'eau glacée, on obtient l'hydrolysation du produit d'addition en le radical carboxychlorométhyle, ce,qui   donna   le composé   (IV).   Pour cette réaction, on   mélange   le composé (III) avec l'acide sulfurique concen-   tré.,   tout   en   refroidissant, après quoi on fait passer le chlore gazeux à travers le mélange, de sorte que le chlo-   r@   gueux est converti par l'acide sulfurique "in situ" en acide chlorhydrique, lequel se fixe à la double liaison,   -ensemble   avec l'acide sulfurique. 



   Par exemple, on dissout le composé (III) dans l'acide sulfurique concentré (environ le double de son vo- lume),en refroidissant avec de l'eau glacée. Ou fait        barboter   le chlore gazeux à travers cette solution, à uns température de 5,10 C, jusqu'à ce que l'acide chlorhy-   drique   gazeux cesse de se dégager   (pendant 2   ou   .3   heures). 



   Après avoir été hydrolysé par l'eau glacée, le produit de la réaction est extrait par un solvant, tel que le chloroforme ou le tétrachlorure de carbone. 

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  L'extrait est soi-,mise émis autre purification, il 1r'. z <fi; tien suivante, soit.., l'oxydation an un radical H,=.irw;. 



  L'acide a #ohloro-o-hydroxyvalériuo (IV) aiû6i obtenu est ensuite converti en acide a. r..rct;?.z=,. 



  . torique (V) selon le quatrième échelon du procéda suivit 1 til.n'iant1.on, Dans cet échelon, le radical hydrsY;s:aqs;r:. du composé (IV) est oxydé en un radical carooxyle. Â ####'. te fin, bn peut fviire appel à un agent oxydant [1!\"I);'('l"":', et à des conditions appropriées, pour oxyder   l'alces@   primaire en le radical carboxyle.

   Panai de nombreux 
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 S'ente oxydants nppropl'1és pouvant être utilisés, on ¯,;n-\ ci tèfl les permoiiganatsa, les bichromates, .1'Elciè"i) 1 c111' L" que anhydre,, l'acide nitrique, le peroxyda d'azcbe, r3 ,   analogues    Comme 1'atone de chlore dans le produit   cons-     titué   par   l'acide   a-chloroglutarique est instable et Subit aisément l'hydrolyse en solution aqueuse, en   parti-     culier   en solution aqueuse alcaline, il est   avantageux   de conduire la réaction d'oxydation dans un milieu non 
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 alcalin, c'est-à-dire, un milieu neutre ou acide, et '!#>   préférence   presque en l'absence d'eau.

   Par   exemple,   il est avantageux d'extraire le produit de la réaction dans 
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 le troisième échelon du procédé par un solvant a r.rc.:.? ¯ tel que le chloroforme, le tétrachlorure de carbone, t,>t, analogues, la solution obtenue étant soumise la, 1 ' oxydât : t .: par le peroxyde d'azote, â une température relat-I.Ive.,T-3rt peu élevée, avec un meilleur rendement. 



   Comme indiqua plus haut, le procédé suivant 
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 l'invention permet de produire l'acide #-chloroglutarj.q avec un rendement accru, en partant à 1,1,1, 5-tétraehlo-* ropentane, lequel peut être aisément produit synthétique thent à partir de l'éthylène et du tétrachlorure d,, C':.\' :, ' 

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 par té7.améz"3satïtn et en faisant appel à des corps en réaction peu onéreux dans tous les quatre   stades,   qui comprennent la déshydrochloration, l'hydrolyse, la.chlo- ,- ration en milieux acides, avec   hydrolyse,  et   l'oxydation.   



   Le procédé suivant   l'invention   sera décrit 
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 ci-après d'une façon plus précise  en se 'reportant' aux exemples ci-après, qui ne seront toutefois   donnés   qu'à titre   indicatif.   mais non limitatif   Exemple   1. 
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  Un mélange do 210 g de 'Xj|tX,5é'tr*<!&X0r0pentane et de 3 g de chlorure ferrique anhydre a 6t4 atw4g z une agitation, pendant 3 heures, à une température de 550 à 6tC. Le mélange réactionnal a et'! 1.a.v4 1 l'eau, .puis séché, et distillé dans le vide; 99 a obtitilu 146 g de 1,1,5-t.richloropentène,-(J.) à 73"*74*C/10 us/ft Eg (le rendement s'élevant à 90% de la quantité théorique} et 10 g de tét-achloropen+uene non 4.ntâ eA wtiQ4. Le produit de la réaction, soit, le l,l,lioherp6ntBnc a été mélangé avec 130 g d'acétate que potassium et 179 !&1 d'acide acétique glacial, et le   mélange     @jauffé à   reflux 
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 pendant 12 heures.

   On a lavé le mélange relationnel à l'eau et l'on a   soumis   l'eau de lavage à   1' extraction   au benzène.   Cn   a réuni la couche huileuse et   3.' extrait   au benzène et distillé dans le vide, pour obtenir   un    
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 fraction bouillant à 83"-85"C/? mm  ±# On a chauffé cette fraction à reflux,   ensemble   avec du métmanol aqueux contenant de l'hydroxyde de sodiumaux -fine d'hy- 
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 drolyse, pour obtenir 1113 g de l;l";diohQt'o...S..hydJ;'O.1Q'..pen'" tène-(l) bouillant à Ó5...6$<>C/2 mm Hg, le rendement étant de 90e5,,,'; de la quantité théorique On a inInr.,j4e -le 1,l,udichloro-5-hydro)C)'pentne..ll) avec 2Çl g d'acide 

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 sulfurique à 96%, tout en refroidissant.

   On a fait barboter le chlore gazeux à travers le mélange à 10 C environ, ce qui a donné lieu   à   un dégagement d'acide chlorhydrique gazeux "in   situ",   la réaction suivant son 
Cours. Au bout de 3 heures on a verse le mélange réac- tionnel dans l'eau glacée et l'on a soumis le mélange à l'extraction par le chloroforme. L'extrait dans le chloroforme a été desséché, refroidi à 0 C et mélangé à une solution de peroxyde d'azote dans le chloroforme refroidie à 0 C.   On a   maintenu le Mélange à 0 C pendant 30   minutes.   puis, jusqu'au lendemain, à la température ambiante, ce qui a donné lieu à l'oxydation.

   On a obtenu à partir du mélange réactionnel 81 g d'acide a-chloroglutariquee, que l'on peut purifier par   recristal-   lisation à partir de l'éther éthylique; point de   fusion -   97 C- Le rendement   3'élevait 4   64% de la quantité théo- rique. Le rendement global rapporté au   1,1,1,5-tétrachlo-   ropentane était de 52%. 



  Exemple 2. 



   On a mélangé 20 grammes de l,l-dichloro-5-hydroxypen- tène-(1), produit synthétiquement d'une manière analogue   à   celle décrite dans l'exemple 1, avec   45   g d'acide sul- furique   à,   96%, tout en refroidissant. On a fait barboter le chlore galeux à travers le mélange maintenu à 10 C environ. Au bout de 3 heures on a versé le mélange réactionnel dans l'eau glacée et on l'a soumis à l'ex- traction par   l'ëther   éthylique. Après   évaporât Ion   de l'éther éthylique, on a   mélangé     titrait   avec de l'acide acétique   glacial.

   A   la solution   d'acide,  acétique, main- tenue à une température inférieure à, 40 C,   on   a ajouté 17 g de permanganate de   potassium,   par porticns reparties 

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 sur 2 heures   .aviron,   avec agitation.   On   a laissé reps- sar le mélange réactionnel   jusqu'au     lendu&ain   à la   tempé-   
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 rature ambiante,. puis on l'a mélangé avec de l'eau et soumis il l'extraction par l'éther éthylique* L'extrait dans lt6thEir a fourni 13)3 g d'acide IX "'chloroutari':l.\o , le rendement   correspondant   à 62% do la quantité théorique. 



   Dans   chacune   des   étapes   du procédé suivant la présente   invention -   lequel comprend les échelons de 
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 c1'shydrochloration, d'hydrolyse, de chloration dans un solvant acide, avec hydrolyse, ut l'oxydation, à partir du l,l,l,5-:étrachloropenta;.;e - or. peut appliquer d'au- tres corps sn réaction et d'r utr s opérations que ceux   mentionnas   dans les exemples   ci-dessus,   cela sans s'écar- ter'du principe de   l'invention.   Par exemple, pour obtc- 
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 .Ur le 1,.-dict:lcro-5-hyû:

  ocypantxwe-(i) partir du .l,I,5-trichloropwntène-(l) par hydrolyse, on peut app1i.. quer une méthode où le 7.,1, -tr3.G'i orapentne-{3) est chauffé   directement   avec une solution aqueuse d'alcali, au   lieu   de la méthode décrite dans l'exemple 1. 



   Les composés manipulés deus la présente inven- 
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 tion contiennent les radicaux chlorométhyle (C1C2-)t tricnlorom6thy1e 1013fè-) et dichlorovinylc iUl2CMCH-). 



  En ce qui concerne la réactivité chimique de ces radicaux, 
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 ' on notera que le radical chlorométhyle est réactif vis- à-vis des corps en réaction nucléophiles, Bais Inerte vis-à-vis de corps en réaction   électrophiles.   Au contrai-   re,   les radicaux   trichlorométhyle   et   dichlorovinyle   sont inertes vis-à-vis de corps en réaction   nucléophiles,   mais 
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 actifs vis-à-vis de corps en réaction dlectroplitles. 



  Compte tanu de ces faits tout homme de métier conçoit aisément qu'il existe un certain nombre de   mode:)   opéra- 

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 Saines autres que coyx cités les exe:.lples. 



  Vingt grands de Itl-dichlol'o-5-hyroxYP(HJ.tèno-{1} produit synt.1étiqué:ïont d'une manière ar4,ilotzue ià celle de l'exemple 1 ont été L.Qlaz.C6s tvec 30 g d'acide foraiiquo pur, avec   refroidissement.   



   La suite des opérations ultérieures a été   @na-   
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 l,cgué à celle de l'exemple 1 et l'on a obtenu 14,0 g diacide   a-chloroglutarique.   Le rendement   s'élevait   à 68% de la quantité théorique. 
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 ay.û:apie,v 4  Vingt gi'aianies de l,l-dicW.oro-5-hydroxyr ntèue-(l) produit par synthèse   d'mie     manière   analogue à.   clle   de l'exemple 1 ont   été     mélangea   avec 50 g d'acide acétique   glacial)   avec   refroidissement.   



   La suite des opérations était analogue à celle 
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 da l'exemple 1, et l'on a obtenu 14,2 g d'acide a-chloro- .g:lu.tariq\.\o. Le rendement s'élevait à ô6Jj de la quantité théorique.

Claims

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REVENDICATIONS EMI11.2 ..r........w..r..,wr.w..nFSr.rTff1irT" 1. Procédé pour produire Ilaçïde chroglua" ri que, comprenant les échelons successifs uiv,nt : un 'premier échelon consistent an une r4act,io de d4.-ydrot,>hlo- ration du l,l,l,5-t4trachloropenHanû lrhloru- pentne-1, en chauffant le peq4gr'çpmplitA* 4 fi8 d sol con- ditions anhydres, en présence dtlzn cafesilvjiîW Fïicd5Ï 0rarts; un a-scond échelon consistant à hyd"c3,ySï* 10 1:.,.-tri.chls xopéntène-:1 en 1,1-dichlorohydypxypwtfet en chauffant le premier composé 4vor, 4a ï.utAza alcaline aqueuse :

un troisième çhlo en une chloration en milieu acide et eu v4a hydyoly 4,x i"di- chloro-5-hydrocypentène-(.L), pour Ê<fiHimti9 4tapltio çt-(hlQro- ..t hydro.cyva7.ri.quc, en m4lange4qt .et p wis? G<? ?osii avec, l'acide sulfurique, en faiet barboter * chlorij gazeux âc travers le mélange et en vsfâwt 1 MNS?9 '1$'tl^ tionnelle dans 1 eau; et un quatr4M b1'! COMiscajtt 4 oxyder l'acide x-chlurp-G-ifri:Yav9uei pour obtenir l'acide a-chloro glut.ar3.quc, en citant vc Aâ.aG .6* premier composé avec un agent o4yd4ate dp#4 un milieu non 'alcalin, essentiellement $# ltqpoppcl .4o4s.

2. Procédé pour p4d,xe lleçlep <x"hlpyoglut- rique, ce procédé comprenant; if 9, h93Lo4 v4.a ouF. vante : un premier échelon consistant en' 4e kiaettor. de d3hydrachlorati,otx d'i 1,,.,5'Anf'pclaZ'e pQux' obtenir le l,l,5-trichloropeiitèn(3;), a,q le premier COMI)036 dana un a14ydrl P400noe d'un catalyseur yriedel-Crafts; un second éqho 'conaisnl. à hydrolyser le l,l,$trioM.oropantn8r{l) oft 1,1-dichloï'û..

..5-hydroxypent&n9"(l), chauffât . premier composa ensemble avec tuie solution alcâlxne aqueuse un troislèw,,. <Desc/Clms Page number 12> EMI12.1 échelon consistant en une chloration en milieu acide et EMI12.2 une hydrolyse du 1,-diohloro-5-hydroxypntène-{l) en l'acide a-chloro-d-hydroxyval6,rique, en mélangeant la EMI12.3 premier composé avec l'acide formique ou acétique, en faisant; barboter le chlore gazeux à travers le mélange et EMI12.4 eA versant la massa réactionnelle dans l'eau; et un quia- trb4o échelon consistant à oxyder l'acide a -chlor;-lf-hy.. EMI12.5 EMI12.6 dQva14rique en l'acide awoh;o;roglu:arique, en mettant 'en c/oriijafj.t' le premier compare eoeç un- agent d'oxydation, dauâ ufl milieu on alcalin, ossentlelletneni;

en l'absence #d.'S&u EMI12.7 3 Procédé pour produire l'acide- a-chlorogluta- EMI12.8 riquw, '-es échelons successifs suivants ; un #pye.r>4 r échelon consistant en Iule réaction de déshydrochio- EMI12.9 .ration du pour obtenir le EMI12.10 '1.5riçhloropentène-(1), en chauffant le premier composé .a:ç4P des conditions anhydres, en présence d'un catalyseur F1d1.Crafts;

un second échelon consistant à hydrolyser EMI12.11 pour obtenir le 1,1-dichlo- EMI12.12 ftfi 5tbydrowp$ntime-{l), n chauffant le premier composa Q44ei4bl avec un aq4tate Alçgli4 et en hydrolysant l'enter .uc'ç'41elu-o ainsi obtenu} un troisième échelon consistant 1 chlorep en milieu acide et à hydrolyse* h 1,1-dÚhloro..5- pour obtenir l'acide a-chloro-(S-by- 4ror.yyalérique , an mélangeant le premier co:rAI'oo6 avec l'a- cide ::1.1.1fuJ"'iqutJ en fni83nt broot.." le çnlore I.'?zeux à fay,cr9 le wôlange ot en versrult la Masse r6artioi-uielle dta4t. l t eau; et un quatrieo échelon consistant à oxyder l'acide a-chlorO"(/¯hydroxyvf!l4rique un l'acide a¯ohl 'ijlutarique , en ittant M contact lu premier co..o3 av lui 0--ydaiitj en milieu non alcalin, oeseittullKm. <Desc/Clms Page number 13> on l'absence d'eau.

4. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel EMI13.1 le quatrième échelon est conduit en li1ettaut en contact 1'S" eide :11 ..chloro-O..hy'droxyvalél'ique avec le peroxyde d'as<'te, dans oti solvant choisi dans le groupe 4uns4letoit en du chloroforme et du tétrachlorure de carbone.

5. Procède suivait la revendication 2, dans leque@ le quatrième échelon est conduit en mettant en contact l'a- EMI13.2 ,. clde -cliloro-4f-hydroxyval-ri que avec le peroxyde d'axotc, dans un solvant choisi dans le groupe consistant en du chloroforme et du tétrachlorure de carbone.