CH368501A - Procédé pour la préparation d'un acide aminé - Google Patents

Description

  



  Procédé pour la préparation d'un acide aminé
 La présente invention a pour objet un procédé pour l'obtention de la L (+)-isoglutamine :
EMI1.1     

 La L (+)-isoglutamine est un acide aminé amide, dont l'existence dans certaines protéines a été   véri-    fiée (cf. Kovacs et coll., Experientia, 1955,11,96).



  On a montré son utilité comme tampon pour la titration de l'azote aminé au cours de l'étude des peptidases (cf. Melville et coll.,   Biochem.    J., 1935,29, 187). C'est encore l'effet tampon de la L   (+)-iso-    glutamine qui est mis à profit dans son utilisation pour la préparation de solutions injectables   d'auréo-    mycine (cf. brevet américain   No    2644782). On doit enfin rappeler son utilité dans certains milieux de cultures microbiologiques où elle joue le rôle d'un facteur de croissance (cf. Silverman et coll., J. Bac  tériol.,    1954,68,98).

   Ces nombreuses utilisations rendaient nécessaire l'élaboration d'une synthèse simple et peu onéreuse de la L (+)-isoglutamine et c'est ce que la titulaire a réalisé par la mise en oeuvre du procédé de la présente invention.



   On connaît différentes méthodes de synthèse de la L (+)-isoglutamine. Bergmann et Zervas (Ber., 1932,65,1192) font réagir l'ammoniac sur   l'an-    hydride N-carbobenzyloxyglutamique. Cette préparation implique l'utilisation dangereuse du phosgène pour la préparation du   chloroformiate    de benzyle qui sert à la carbobenzyloxylation et est un réactif instable et difficile à purifier ; de plus, elle conduit en réalité à un mélange de glutamine et d'isoglutamine.



   Kozo-Narita (J. Chem. Soc. Japan, Pure Chem.



  Sect., 1953,74,832) obtient, par action de l'alcool, puis de l'hydrazine sur l'anhydride N-carbobenzyloxyglutamique, un mélange de mono et dihydrazide qui conduit, après hydrogénolyse du reste carbobenzyloxy et réduction de la fonction hydrazide par le nickel de Raney, à la L-isoglutamine. Ce procédé présente les inconvénients déjà cités pour la méthode précédente. Le rendement est, de plus, mauvais par suite d'une formation préférentielle de dihydrazide.



   Chambers et Carpenter (J. Am. Chem. Soc., 1955,77,1522) ont proposé de remplacer le blocage N-carbobenzyloxy par une protection N-carbop-nitrobenzyloxy. Cette méthode implique toujours l'utilisation du phosgène et présente les mmes incon  vénients    que les précédentes.



   King et coll. (J. Chem. Soc., 1951, p. 243) ont proposé l'action de l'alcool benzylique sur l'anhydride
N-phtaloyl-glutamique. On obtient intermédiairement le   y-monoester    benzylique, forme en a le chlorure d'acide, amidifie par l'ammoniac, hydrogénolyse l'ester benzylique et élimine la protection phtaloyle.



  Cette voie qui comporte 7 stades au départ de l'acide glutamique ne peut s'appliquer à l'obtention   d'une    forme optiquement active de   l'isoglutamine,    du fait de diverses racémisations.



     Bouthillier    et coll. (Can. J. Chem., 1955,33, 1630) font la synthèse de la L-isoglutamine par   réac-    tion de l'ammoniac sur l'anhydride mixte éthylcarbonique de   l'ester y-benzylique    de l'acide N-carbo  benzyloxy-L-glutamique.    Ce procédé comporte les inconvénients déjà énumérés de la carbobenzyloxylation. De plus, l'obtention de l'ester   Y-benzylique    de l'acide N-carbobenzyloxy-L-glutamique est très malaisée et fournit de très faibles rendements.



   Du Vigneaud et coll. (J. Am. Chem. Soc., 1954, 76,3110), traitent le chlorure de l'acide N-tosylpyrrolidonecarboxylique par l'ammoniac, hydrolysent en N-tosyl-L-isoglutamine et éliminent le blocage tosyle par le sodium en ammoniaque liquide. Les inconvénients de ce procédé résident principalement dans ce dernier stade dont la réalisation industrielle est malaisée. On obtient, de plus, un mélange de
L-isoglutamine et de sels minéraux, très difficile à purifier.



   Le procédé suivant la présente invention est caractérisé en ce qu'on fait réagir   le y-monoester    méthylique de l'acide N-trityl-L-glutamique (formule   I)    avec le dicyclohexylcarbodiimide d'une part et de l'ammoniac d'autre part, qu'on saponifie le
N-trityl-L-isoglutaminate de méthyle (formule II) obtenu en N-trityl-L-isoglutamine (formule III) et qu'on   détrityle    la N-trityl-L-isoglutamine.



   Le cours de la synthèse suivant l'invention est représenté sur la planche annexée.



   Le   y-monoester    méthylique de l'acide N-trityl
L-glutamique se laisse aisément préparer par le procédé décrit dans le brevet N  344714.



   Le procédé suivant l'invention n'implique aucun des inconvénients énumérés plus haut et conduit à un rendement global inégalé en mettant en oeuvre des opérations d'une   extrme    simplicité.



   Pour la mise en oeuvre du présent procédé, on peut dissoudre le N-tritylglutamate de y-méthyle (formule   I)    dans un solvant approprié, traiter la solution par le dicyclohexylcarbodiimide et par   l'ammo-      niac,    acidifier, filtrer et isoler dans le filtrat le
N-trityl-L-isoglutaminate de méthyle (formule   II)    qu'on saponifie puis   détrityle    suivant des procédés connus.

   Selon un mode d'exécution préféré du procédé de l'invention, on dissout le N-trityl-glutamate de y-méthyle (formule   I)    dans un solvant non miscible à l'eau, tel que le chlorure de méthylène, traite la solution par le dicyclohexylcarbodiimide et par l'ammoniac, acidifie par l'acide acétique, filtre et isole le N-trityl-L-isoglutaminate de méthyle (formule II) par évaporation à sec de sa solution et reprise du résidu par un solvant tel que   l'éther.    On saponifie (formule   II)    par chauffage au sein d'un solvant tel qu'un alcool inférieur, par exemple   l'étha-    nol, en présence d'un hydroxyde alcalin tel que la soude et isole la N-trityl-L-isoglutamine (formule III) qu'on   détrityle    enfin par traitement par l'acide acétique dilué,

   suivant un procédé connu.



   Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter. On peut notamment faire varier la nature des solvants et des réactifs, l'ordre d'introduction de ces derniers, les temps et températures des réactions. Il est aussi possible de faire réagir, à basse température, un équivalent du dicyclohexylcarbodiimide sur le N-trityl-L-glutamate de y-méthyle (formule   I),    d'isoler l'anhydride   bis-(N-trityl-y-mé-    thyl-L-glutamique) (formule V) d'où l'on passe ensuite aisément au N-trityl-L-isoglutaminate de méthyle (formule II) par action de l'ammoniac et traitements comme indiqué plus haut.



   Les points de fusion instantanée ont été tous déterminés sur le bloc Maquenne.



   Exemple 1 a) Obtention du N-trityl-L-isoglutaminate   de me-   
 thyle   (I7)   
 On dissout 8,1 g de N-trityl-L-glutamate de   y-méthyle    (formule   I)    (obtenus par le procédé décrit dans le brevet N  344714 par action du chlorure de trityle sur le chlorhydrate du glutamate de dibenzyle, suivie de   méthanolyse    en présence de   méthylate    de sodium et   d'hydrogénolyse    ménagée en présence d'un agent alcalin) dans 50 ce de chlorure de méthylène, sature d'ammoniac, ajoute 0,8 g de Ntrityl-L-glutamate de   y-méthyle    (formule   I)    et 4,6 g de dicyclohexylcarbodiimide et abandonne une heure à la température ambiante.

   On filtre, fait barboter pendant une minute un très léger courant d'ammoniac, abandonne cinq minutes à la température ambiante et acidifie par 1   cm3    d'acide acétique. On filtre, lave le filtrat avec 20 cm3 d'eau, sèche sur sulfate de sodium et évapore à sec sous vide. On reprend le résidu dans 50 cm3 d'éther et essore pour obtenir 5,5 g de N-trityl-L-isoglutaminate de méthyle. Les eaux mères sont évaporées à sec et le résidu repris dans 20 ce de chlorure de méthylène. On traite par l'ammoniac, ajoute 1,8 g de dicyclohexylcarbodiimide et obtient, après traitement comme indiqué plus haut, 1,2 g de N-trityl-L-isoglutaminate de méthyle (formule   II),    le rendement global de l'opération étant de 76 %.



   Le produit, qui n'a pas encore été décrit dans la littérature, F = environ   1200 C, [a] 2D = + 260 +    1, (c   =    1 %, chloroforme), se présente sous forme de petits feuillets incolores, insolubles dans   1'eau,    très peu solubles dans l'éther, solubles dans   l'alcool,    l'acétone et le chloroforme.



      Analyse : C., H03N. = 402, 47   
 Calculé   : C    74,60 % H 6,51 % N 6,96 %
 Trouvé   : C74,    6 % H 6,6 %   N7,    0 % b) Saponification du N-trityl-L-isoglutaminate de
 méthyle   (formule 11)   
 On dissout, au bain-marie à 45  C, 2,01 g de
N-trityl-L-isoglutaminate de méthyle (formule   II)    dans 10   d'éthanol à    95 %. On introduit alors lentement 5,2 cm de soude N, chauffe encore 10 minutes au bain-marie, évapore en partie l'alcool sous vide, ajoute 20 cm3 d'eau et termine l'élimination de l'alcool à   40     C sous vide.

   On acidifie la solution aqueuse obtenue par 5,5 cm3 d'acide chlorhydrique N en présence de 10   cm    de chlorure de méthylène, agite, décante la couche organique qu'on sèche sur sulfate de sodium et évapore à sec sous vide. On reprend dans 20 cm3 d'éther de pétrole, essore et sèche pour obtenir 1,92 g (rendement quantitatif) de N-trityl-L-isoglutamine (formule III), [a]   =+35 l, (c==2%,    alcool absolu), qu'on utilise directement dans l'opération suivante.

   c)   Detritylation      de la N-trityl-L-isoglutamine (f or-   
 mule 111)
 On mélange 0,5 g de N-trityl-L-isoglutamine (formule III) avec 1 cm3 d'acide acétique et 1   cm    d'eau et abandonne le tout pendant 25 minutes à   28fC.    On ajoute   2cm3    d'eau, filtre, concentre le filtrat sous vide à 40  C, reprend le résidu dans l'acétone et essore pour obtenir 150 mg (80 %) de
L (+)-isoglutamine (formule IV),   [a] SD = + 200 + 1      (c = 1 %, eau).   



     Anulyse : C, ; HI"O. ; N = 146,    15
 Calculé   : C    41,09 % H 6,90 % N 19,17 %
 Trouvé : C 41, 0 % H 6,9 %   N 19,    1 %
 Ce produit est identique à un échantillon authentique de L (+)-isoglutamine.



   Exemple 2
 On dissout 8 g de N-trityl-L-glutamate de   y-méthyle    (formule   I)    dans   50 cm3    de chlorure de méthylène, ajoute un équivalent de dicyclohexylcarbodiimide et abandonne à la température de   -10#) C    pendant une heure. On filtre, évapore à sec sous vide, reprend le résidu dans un minimum de chlorure de méthylène, ajoute du méthanol et distille le chlorure de méthylène pour obtenir, après essorage et avec un rendement de   90%, l'anhydride      bis-    (N-trityl-y-méthyl-L-glutamique) (formule V),
F   = 157  C,    [a]   2D      =    +   520          1   (c =1 %,    chloroforme).

   Ce produit, qui est nouveau, se présente sous forme de petits prismes incolores, insolubles dans 1'eau et l'éther, très peu solubles dans l'alcool, solubles dans le chloroforme.



     Analyse : C,,, HIsO7N2=788,    9
 Calculé   : C 76,    12 % H 6,13 % N 3,55 %
 Trouvé : C 76, 1 % H 6,1 % N 3, 6 %
 L'anhydride   bis- (N-trityl-y-méthyl-L-glutamique)    (formule V) est facilement transformé, par action de l'ammoniac, en N-trityl-L-isoglutaminate de méthyle (formule II) que l'on traite ensuite de la manière décrite dans 1'exemple 1.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour la préparation de la L (+)-iso glutamine, caractérisé en ce qu'on fait réagir le y-monoester méthylique de l'acide N-trityl-L-glutamique avec le dicyclohexylcarbodiimide d'une part, et l'ammoniac d'autre part, qu'on saponifie le N-tri tyl-L-isoglutaminate de méthyle obtenu en N-trityl L-isoglutamine et qu'on détrityle la N-trityl-L-isoglutamine.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce qu'on dissout le-y-monoester méthylique dans un solvant, traite la solution par le dicyclohexylcarbodiimide et par l'ammoniac, acidifie et filtre le mélange réactionnel et isole dans le filtrat le N-trityl L-isoglutaminate de méthyle.

   2. Procédé suivant la revendication et la sousrevendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un solvant non miscible à 1'eau, par exemple le chlorure de méthylène.

   3. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce qu'on saponifie le N-trityl-L-isoglutaminate de méthyle par chauffage au sein d'un solvant tel qu'un alcool inférieur, par exemple l'éthanol, en présence d'un hydroxyde alcalin tel que la soude.

   4. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce qu'on détrityle la N-trityl-L-isoglutamine par traitement par l'acide acétique dilué.

   5. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce que, après traitement du y-monoester méthyli- que de l'acide N-trityl-L-glutamique, par le dicyclohexylcarbodiimide, on isole l'anhydride bis- (N-trityl- v-méthyl-L-glutamique) qu'on traite ensuite par l'am- moniac pour obtenir le N-trityl-L-isoglutaminate de méthyle.