BE621440A - - Google Patents

Description

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 procédé pour produira Itactd6 #\11;tt) 1 gl\1ta:riquê. . 

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  Lia pféédnte invention est relative à un procéda pour pfûduire l'acide a-chl3roglutarique en partant du 1,1,1,5- ..t6t:r&.r:hlobpentane . 



  L'acide a-chloroglutarique est un produit intermédiaire 
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 pour la synthèse de l'acide glutamique, qui est connu comme 
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 reconstituant chimique. On sait que l'acide a-chloroglutari- que fournit facilement l'acide lL-gïutamique par amiiiation au moyen de l'ammoniac ou d'autres substances. '),'" 
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 La présente invention a pour objet d'établir un nouveau 
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 pfGCdt3d pour la production de l'acide a-chloroglutarique d'une 
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 façon offrant des avantages d'ordre commercial, en partant du 
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 1, x, -t&ttach.orop,ntans, D'autres objets de l'invention 
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 rassortiront de la description ci-après. 
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  Jusqu'A présent, la synthèse du 1,1,1,5-tétrachloropenta- Ut était considérée comme une opération difficile. Toutefois, on est parvenu à synthétiser facilement ce composé par télom4- t'1$at1on de l'éthylène et du tétrachlorure de carbone. 



  . Sui1fmt la présente invention, l'acide a-chlln-oblutarl-;ue io-t produit avec un rendement élevé en appliquant les équations 
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 Suivantes et en partant du composé en question : 
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 Il ressort dé la formule ci-dessus que le procédé suivant 
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 l'invention comprend quatre échelons de réactions. Dans le 
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 prédis échelon, on chauffe le 1,3.,1,5ttrachlarvpa:atao d 
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 avec une solution alcaline aqueuse, par exemple une solution 

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 d'hydroxyde ou de carbonate de sodium, z la suite de quoi l'atome de chlore présent dans le radical chloroaéthyle est hydrolyse en un radical hydroxylé, avec formation de 1,1,1" -trichloro-5-hydroxypentane (II).

   Dans cette réaction, lu radical chloromëthyle présent dans''''le composa (1) est actif 
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 vis-à-vis de corps en réaction nucléophiles, tels que les al- calis et subit aisément une hydrolyse, pour ê-tre convertie 
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 en un groupe alcool primaire. Par contre 3,e: radical tx.4ta,t- rométhyle est inerte vis-à-vis de corps en réaction nucléo- philes et n'entre pas en réaction. A titre due variante, Il.  composé (I) peut être chauffe A reflux avec tUt tel 'alcali d'un acide carboxylique aliphatique, tel qu 1 une a03.ution dtx  cétace de sodium dans l'acide carboxylique, pour, (t'abord, sa convertir en crbl)xy1ate du composa (II) %et ensuite 9tre hydrolyse en le composé (II).

   Su tout cas, le presser 6che.10l:l. du procédé suivant l'invention test effectué conforuiément aux règles connues der hommes de métier.et relatives à la conver- sion d'un radical chlorométhyle en un radial hydrclxymétnylG' 
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 par hydrolyse, dans le sens le plus large. 
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  Par exemple, on chauffe le compose (I) 150*0, pendant 5 heures, dans un autoclave, avec le double de son vol du= solution aqueuse à 1Gp de carbonate de sodium, en Agitant 4uer- giquement. Après extraction au benzène, on sépare du Mélange réactionnel, par distillation soue pression réduite, 1< 1,1,1- -trichloro-5-hydroxypentnne (II), avec un rendement accru. 



  La 1,1,1-trichloro-,3....hydroxypentape (Il) ainsi obtenu est ensuite converti en acide J0,Strichlorovalique (III), 
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 conformément au second échelon du procédé suivant l'invention. 
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  Dans cet échelon, le radical hydroxyméthyle du composé (m est oxydé en un radical carboxyle- .A cette fin, on peut fairs 
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 appel à un agent d'oxydation et à des conditions d'oxydation 
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 appropriés, en vue de l'oxydation de l'alcool prliniire en uxi 

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 radical carboxyle. Parmi les agents oxydants appropriés on peut citer :les permanganates, les bichromates,   l'acide   chromique anhydre, l'acide nitrique, la peroxyde d'azote, et analogues. 



   Les méthodes pour oxyder le composé   (;Ci.)   sont analogues à celles applicables pour l'oxydation des composés habituels contenant un groupe hydroxyle primaire en les composés de l'acide carboxylique et que connaissent bien les spécialistes de la chimie organique. 



   Au cours du troisième   échelon,   l'ncide   #,#,#-trichlorc-     valérique   (III) ainsi obtenu est chauffé dans des conditions anhydres, en présence d'un catalyseur dit Friedel-Crafts, pour le soumettre à la réaction de déshydrochloration, pour former l'acide   #,#-dichloropentène-(4)-oïque   (IV). Le radical trichlorométhyle du composé (III) est réactif vis-à-vis de corps en réaction   électrophiles,   tels que le catalyseur du type Friedel-Crafts et subit la réaction de   déshydrochloration   dans des conditions anhydres, pour former le radical   dichloro-   vinyle.

   A titre de catalyseur Friedel-Crafts, on peut   employer   le chlorure d'aluminium, le chlorure ferrique,   le   tétrachlorure d'étain, le trifluorure de bore, le chlorure de zinc, le chlo- rure de bismuth, et analogues. Parmi ces substances,   celles   qui exercent une action catalytique relativement faible, tels que le chlorure de zine et les chlorures de bismuth, fournis- sent un rendement relativement élevé. 



   Lorsqu'on chauffe le composa   (111)   à une température de 140 -150 C pendant 4 heures, ensemble avec quelques pour-cent (poids.) de chlorure de bismuth, la réaction se poursuit régu- lièrement jusqu'au dégagement de l'acide   chlorhyàr@que   gazeux. 



  L'acide   #,#-dichloropentène-(4)-oique   (IV) est   séparé   par distillation à partir du mélange   réactionnel)   sous   une   pres- sion réduite, avecun rendement élevé. 

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  L'acide J,J-dichlorc.pcnt&ne-(4)-oIque (IV) ainsi obtenu 1, est converti en acide achlorol-elutarique (V), conformément au quatrième échelon du procéda suivant l'invention. Ainsi, le composé (IV) est soumis à une chloration daxi  un milieu acide, en le traitant par un composé acide et le chlore, à la suite de quoi a lieu une fixation d' scille ex de ohlort ttu*" 1& double liaiso,ti du radical di.chloroviryl,-, du compos,6 (IV), probablement d'après les   équations   suivantes : 
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   où.   A représente le radical d'acide. 
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 Dans cette réaction, l'acide sulfurique peut être rsaplit- cé par l'acide   phosphorique,   l'acide   fornique,  l'acide acé- tique, ou autres acides.

   Parmi les composés acides   applica-   
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 bles danii le procédé suivant la présenta invention, l' acide'- sulfurique, l'acide formique et l'acide   acétique   se saut ré- 
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 vélés particulièrement favorables. 



  En versant la masse réactionnelle dans l'eau, de préfé- rance dans l'eau glacée, on hydrolyse les produit d'addition en le radical carbôxychlorométhyle, pour obtenir le composé (V). Par exemple, on dissout le composé (IV) dans l'acide sulfurique concentré (environ le triple da son poids) en re- 
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 froidiasant par l'eau glacée. On fait barboter le chlore ga- zeux à travers cette solution à une température de 50-1000 jusqu'à ce que l'acide chlorhydrique gazeux cesse de se déga-   ger  (pendant 2 ou 3 heures).Après hydrolyse par l'eau gla- 
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 cée, on extrait le produit de réaction par l'éther. On teit cristalliser l'acide a-ehloroglutariquô à paz*tir de l'extrait dans l'éther par évaporation du solvant. 



   Comme indiqué plus haut, le procédé suivant l'invention 

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 . pét-Jnet de produire l'acide a-chloroglutariqua avec un l'el' dament plus élevé, à partir diJ..ljlJl,5-tétrachlorop&.f).t!..., lequel peut être aisément synthétisa en partant de l'*.y" 1*ne et du tétrachlorure de carbone par t61omlrisatiol1 t*.,il utilisant des corps en réaction à bas prix de revient dns les quatre échelons ou étapes comprenant l'hydrolyac, l'û'xy- dation, la déshydrochloration et la chicration en milieu 
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 acide, avec hydrolyse. Le procédé suivant l'invention sera décrit d'une manière plus détaillée en se reportant aux exemples ci-après, lesquels ne sont cependant donne qu'à. titre indicatif, mais nullement limitatif. 
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  Ejxçaple 1. 



  A 300 mt d'acide acétique glacial on a ajouté 240 g de 1,1,1,5-tétrachloropentane et 180 g d'acétate de potu11!it::!. et Itozi & chauffe le mélange à reflux pendant 12 hour < .-.. 



  Le mélange réactionnel a été additionné d'eau et extrait psr le benzène. L'extrait dans le benzène a été lavé à iloau, 
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 desséché et distillé, pour fournir 230 g d'une fraction bouil- 
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 lant à 94*-97"C/3 mm Hg {rendement : 87-lo' de la quantité théorique). On a hydrolyse cette fraction en la mélanget<.t avec une solution aqueuae de méthanol, contenant 52 g d'hy- 
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 droxyde de sodium, en refroidissant. Après neutralisation, 
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 oe a extrait le mélange réactionnel par le benzène et dis- tillé l'extrait dans lb vide, pour obtenir 180 !,de 1,1,1- *trichloro-5-hydroxypentEne bouillant à 76*-r?8'C/l,5 1::;,!1 Hg et ayant un indice n 20 1,4S73 (la valeur indiquée étaut n 1,4897. 



  A une solution de 2CO gde permanganate le pctacsiiia dans 2 litres d'eau, maintenue à 50o..55 C, o.'i a ajout le produit ci-dessus goutte à goutte pendant 3 heures onviron, tout en agitant. Le bioxyds de manganèse q..1 s'est forma dans le mélange réactioniiel a été séparé par filtration at le 

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 filtrai acidifié par l'acide   chlorhydrique,   avec refroidis- 
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 aement. Il s'est précipité de l'acide J,J,J-trichlorovalé rique d'un poids de 159 g (rendement - 83% de la quantité théorique) fondant à 65 C. 
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  L'acide cf, J, 41ilorovalérï que ainsi produit, par in- thèse a été additionné de 5 g de chlorure de ';}is:uth et chauf- fé à 140 -150 C, de aorte qu'il y a eu formation d'acide chlorhydrique h la suite de la réaction de déimydroïhlcru- tion. Après une   durée de   réaction de 3   heures,   on   & distilla   
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 le produit de la réaction dans le vide, pour obtenir 10a,', g. 



  (rendement = 03% de la quantité théorique) d'acide (SPL5-1;u- chloropentèrio-(4)-D-"-C.Utl, bouillant à S*-94''<'/1 a Hg. 



  On a mélangé cet acide avec 200 g d'acide sulfurique à Ï,.)*,i1 et lion a   fait   barboter du chlore gazeux à   travers   le mélan- ge,   n     refroidissant   à 10 C environ, ce   qui     donné lieu à 
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 un dégagement d'acide chlorhydrique gazeux, r4action cli- vant son cours. Après une   durée   de réaction de 3 heures, on a versé le produit, sur de la   glace   et   l'on   a extrait le) 
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 mélange par lféthl1r etliyliauo. Ltextrgit a .fourni 88 g (82'io de. la quantité théoriciue) d'acida-  #chloryglïitariqua cristallin, fondant à 97 (,..

   La rondement global en acidt a-chloi-oglutariquw, e partant de 1,l,l,S-t;'trachl,)ropentane, est de 47% Exemple 2. 
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 Un mélange de 5u g iacide J,J,-trichloroy<lriqtiw, synthétisé d'une manière analogue à celle de l'exemple 1, et de 0,5 g de chlorure de fer anhydre a été chauffé à 90 -100 C pendant'2 heures. On a obtenu 20   grammes   d'acide 
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 6,Ú-dichloropentne-(4)-orquo et 12 gra#nes d'acide à ,<f ,c -trï¯ chlorovalérioue n'ayant pas réart. Le rendement était do 65% de la quantité théorique. En procédant   d'une     manière   

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 analogue à celle de Itexemple le QU obtient 14.9 (rende- ment - ô4; do la quantité théorique), diacide lX-chloro±;lt:t.. 
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  ' rique. Dans chaque stade du procédé suivait la présente in -9 er. - 
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 tion - lequel comprend les étapes d'hydrolyse, d'oxydation, 
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 de dôshydrochloration, et de chloration en milieu acide ktoc hydrolyse, â partir du 1,l,1,5-tétrachloropantGL9 - on '0Ut appliquer d'autres corps en r6a<n:ion et d'autres opérations que ceux cités dans ces exemples, cela sens stécartcr du 
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 principe de l'invention. Par exemple, pour obtenir le 
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 l,l,l-trichloro-5-t)ydroxypentane à partir du 1,1,1,5-tétrs- chlorop8!lt<.ltH, par hydrolyse, on peut appliquer tu4a m 't'or1- dafis laquelle le 1,1,1,5-tétrac'Qpente est chauffa direc- 
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 tement avec une solution alcaline aqueuse, au lieu 
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 dft la méthode décrite dans l'exemple 1. 



  Les coaposéa traités dans la présente invention contien.. nent leu radicaux chloro rêthyl# (C1CU2"')' tr1chlúrométhyle (Ci3C-) et dichlorovinyle (Cl ;z 0-CH-). En ce qui. concerne la r4activite chiuique de ces radicaux, on notera cue la radical chloroai-îthyle est actif vis-à-vis de corps en réac- tion nucLphiles, tRais inerte via-à-vie de -aorps en réaction 61,6ctroFhiles. Par contre, les radicaux trichlorométhyle 
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 et dichlorovinyle sont inertes vis-à-vis de corps en réaction 
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 nucléophil5, Nais réactifs vis-à-vis de corps en réaction 61ectrophileB. Partant de cas considérations, il sera évi- dent pour tcut hO:;1.'Tl de métier qu'il exisco plusieurs irodes 
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 opératoires autres que.ceux dont il est question dans les 
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 exerap2.es. 



  Kx '-*!:pl<'i 3.  lin Ei4lfiîig-3 de 50 g d'acide que - qui a été produit par synthèse en procant coHira-a dan-s l'o.v.. 

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 pie 1 * et de (le chlorure de zinc dans 30 tal d'acide acétique glacial est chauffé à 110!J..l.20 C, pendant 3 heures, tout en agitant. On a obtenu 25 g d'acide J,<-'¯dichloropeEitè- n  (4)-oïqueu .Le rendement était de 60% de la quantité thdoeîque.

   Cet acide a été mélangé avec 80 g décide fornd- que pur et l'on a .fait barboter le chlore gazoux à travers le. mélange, fin refroidissant à ttnviron 5*G  Après une durée 
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 de .réaction de 4 heures, on. a versé le produit dans l'eau , 
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 glatée,'ot,1on lil SC\8 ! # a<É.ange à un'9 extraction, par 1.1,,6thoz, t.btl';qilé" On a obtenu, à. parti.? de l'extrait, #20,5 g (ë3% do ;.a quatititô théor1t':tUlfiL dtacid.e a-chlorcglufca- riCf.e crif3tl):Úl. i Exemple ,4  Trente-cinq grammes d'acide J,J"dichloropentàti8-(4)'*o8; synthétisé èlomm1 dans l'exemple 1, ont été mélangés avec $0 
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 d'acide acétique glacial, et l'on a. fait barboter le chlore 
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 gazeux à travers ce mélange, avec refroidis sèment il 5*G en.. vïron.

   Après une durée de réaction de 4 heureo, on a hydro. lysé ie produit avec l'eau glaciale et l'on a extrait le mé- lange' pâr'l'éther éthylique. On a obtenu à partir de l'ex- trait 2#','& "{ êlfr âe la quantité théorique) d'acide a-chloro- glutar1qué cristallin. 
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  REVENDICATIONS 
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 .1. Pr Cé4. 'POU1- 1 produira l'acide a--ehloroglutat*îque, 
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 comprenant.les.échelons successifs suivants : un premier éche- 
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 lon consistant à hydrolyser le 1,1,1, 5-tétrachloropentane ea lrl,l-t1"l(:hloro..;..hyd1'o:r.:ypente, en chauffant le promi*r 
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 de ces composés avec une solution alcaline aqueuse ; un se- 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. EMI9.11 cond échelon consistant à oxyder le 1,1,1-trichlorQ-hydrQ- xypentane en acide </i</,</ trichlorovalérique, #n mettant en <Desc/Clms Page number 10> contact le premier du ces composas avec un agent oxydant; un troisième échelon consistait en la réaction da déshydro- EMI10.1 chloration de l'acide c, t,t-tri;,hl0xova,¯ri qts su acide t3-d.ichloropontne-(4}--oqus, en chauffant le premier compo- sé dans des conditions anhydres, en présence d'un catalyseur Friedel-Crafts;

   et un quatrième échelon constitué par la chloration en milieu acide et l'hydrolyse de l'acide #,#,-di- EMI10.2 chloropautàne-(4)-oïqua en acide a¯chlorog3utariquer en mélangeant le premier composé avec un acide choisi dans le groupa consistant en les acides sulfurique,phosphorique, acétique et formique, en faisant barboter le chlore gazeux à travers le mélange et en versant la masse réactionnelle dans l'eau. EMI10.3

   2. Procédé pour produire l'acide a-chloroglutarique, comprr.arzt les échelons successlfu suivants : un premier éche- lon consistant à hydrolyser le 1,1,1,5-tétrachloropentane en le d,l,..trichloro-5-lydroxypentane, en chauffant le pre- mier composé avec un acétate alcalin et en hydrolysant l'es- ter acétique ainsi obtenu; un second échelon consistant en l'oxydation du l,l,l-trichloro-5-hydroxypentane en acide EMI10.4 d,J,Ú..trichlorovalérique, on mettant en contact le premier composé avec un agent oxydante un troisième échelon consis- EMI10.5 tant en la réaction de déshydrochloration de l'acide rl,cl,G-tri.-. chlorovalérique en acide J,d-dichloropentène-(4)-oique, en chauffant le premier composé dans des conditions anhydres, en présence d'un catalyseur Friedel-Grafts;

   et un quatrième échelon consistant en une chloration en milieu acide et une hydrolyse de l'acide J,y¯dichloropentène-(4)-oïque en acide -chloroglutarique, en mélangeant le premier composé avec un acide choisi dans le groupe consistant en les acides sul- furique, phcsphorique, acétique at formique, en faisant bar- boter le chlore gazeux à travers le mélange et en versant <Desc/Clms Page number 11> EMI11.1 la maa dans l'eau.

   3. Procédé suivant la *ev*adlqa$JL0H Ij 4w$ lequel le aaaaceur Friedel-Crafts EMPIPYA dapg le rrr4 Yhalo. est choisi dgno le groupe CMWlPtW 9B qP.d b'4mtth et eh chlorure de zinc.

   4. - Procédé suivant la revendpst9 gs x l,iquol. 1-e catalysear Fr3.edet,rCra't employa danq l trglgtls échel-on, est choisi daeia le groupe caristi en ch.crt'a da bieintith EMI11.2 et en chlorure de zinc. EMI11.3

   5. Procédé suivant la r v |i<i Uflft if-4 4 léqixel le troisième échelon eat effectué 33'E31' .1 ly8" IriàedlCxts tels que BICI et et d'#cid # organique* t'taita que l'acide tcëtiqt