FR2551059A1 - Procede de synthese d'acide n-benzyloxycarbonyl-l-aspartique et acide n-benzyloxycarbonyl-l-aspartique obtenu par ledit procede - Google Patents

Procede de synthese d'acide n-benzyloxycarbonyl-l-aspartique et acide n-benzyloxycarbonyl-l-aspartique obtenu par ledit procede Download PDF

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Clay Tzu-Chih Chen
K Ming Wan
Mary Shui-Chu Chen
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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PREPARATION D'ACIDE N-BENZYLOXYCARBONYL-L-ASPARTIQUE (Z-ASP). CE PROCEDE COMPREND LA CONDENSATION DE CHLOROFORMATE DE BENZYLE ET D'UN SEL DE METAL DIALCALIN D'ACIDE L-ASPARTIQUE ET D'UNE SOLUTION AQUEUSE ALCALINE, ET EST CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND L'ADDITION DU CHLOROFORMATE DE BENZYLE ET D'UNE SOLUTION D'HYDROXYDE DE METAL ALCALIN A UN MELANGE AQUEUX ALCALIN CONTENANT L'ACIDE L-ASPARTIQUE EN PRESENCE D'AU MOINS L'UN PARMI UN TAMPON ET UN AGENT TENSIO-ACTIF ET ENSUITE L'ACIDIFICATION DU MELANGE REACTIONNEL JUSQU'A REALISATION COMPLETE DE LA REACTION. LE PROCEDE DE L'INVENTION PERMET DE REDUIRE LA DUREE DU CYCLE, TOUT EN MAINTENANT UN RENDEMENT ELEVE AVEC UNE TENEUR FAIBLE EN SOUS-PRODUITS. LE TAMPON EMPECHE DE VASTES FLUCTUATIONS DE PH ET MINIMISE UNE REACTION LOCALISEE. CES CONDITIONS SONT SOUHAITABLES LORSQUE LA VITESSE REACTIONNELLE A ETE ACCRUE PAR ADDITION D'UN AGENT TENSIO-ACTIF OU UNE AUGMENTATION EN TEMPERATURE DU MELANGE REACTIONNEL.

Description

1 255 S 9
La présente invention concerne un procédé de synthèse d'acide Nbenzyloxycarbonyl-L-aspartique et l'acide N-benzyloxycarbonyl-Laspartique obtenu par ledit procédé. D'autre part, l'invention concerne aussi la production d'acide N-benzyloxycarbonyl-L-aspartique de grande pureté (Z-asp) approprié pour la production du L-aspartyl-L-phénylalanine méthyl ester (aspartame), un produit sucrant artificiel, et plus particulièrement un 10 procédé amélioré pour la préparation de Z-asp de pureté élevée à partir d'acide L-aspartique (L-AA) et de
benzylchloroformate (BCF) en présence d'un agent tensioactif et/ou d'un tampon.
Comme l'aspartame est connu pour être environ 100 fois plus sucrant que le sucrose en solution aqueuse, son emploi comme produit sucrant de faible calories est hautement souhaitable dans de nombreuses applications alimentaires L'aspartame est généralement produit en utilisant du Z-asp comme intermédiaire En vue de l'emploi 20 final de l'aspartame dans les produits alimentaires comme substitut pour le sucre et d'autres produits sucrants artificiels, le Z-asp doit être aussi pur que possible et sensiblement dépourvu de sous-produits tels que le dipeptide, l'acide Nbenzyloxycarbonyl-aspartyl-aspartique 25 (Z-asp-asp), le chlorure de benzyle, le benzaldéhyde, le dibenzyl carbonate et le chlorure de sodium qui sont
généralement formés avant ou pendant la formation de Z-asp.
La réaction de condensation de BCF avec L-AA dans un milieu alcalin pour obtenir le Z-asp est bien 30 décrit dans la littérature Avant 1981, les procédés décrits dans la littérature ne mentionnent pas les conditions de réaction et ne suggèrent pas d'additifs nécessaires pour produire Z-asp en un rendement élevé avec des
quantités relativement faibles de sous-produits.
Le brevet américain N 4 293 706 qui a été délivré le 6 Octobre 1981 à Gorman, et al enseigne que Z-asp peut être préparé sensiblement dépourvu de Z-asp-asp
2 2551059
par la réaction de BCF avec le sel disodique de L-AA dans un système aqueux avec un domaine de p H étroit d'environ ,75 à 11,75 Les brevetés enseignent de manière large que la température réactionnelle peut être maintenue entre 10 et 45 C, bien que chacun des exemples de réalisation soit réalisé à la température ambiante qu'ils préfèrent. Les réactions sont réalisées sans l'emploi d'additifs qui pourraient améliorer le rendement et la pureté de ces produits et la vitesse des réactions Les brevetés cautionnent à la colonne 2, lignes 17-25 que lorsque les conditions réactionnelles varient, telles qu'un p H au delà de 12, une hydrolyse significative du chloroformate de benzyle se produit et le produit Z-asp contient plus que des quantités de traces d'impuretés et le rendement 15 est réduit A la colonne 3, lignes 15-22, Gorman et al notent également que au fur et à mesure que la température de la réaction augmente, la quantité d'impuretés trouvées
dans le produit Z-asp tend à augmenter.
Le brevet américain N 4 354 091 délivré le 17 20 Août 1982 à Sugiyama, et al qui enseigne de manière similaire que Z-asp de pureté élevée peut être préparé par la réaction de BCF avec un sel de métal dialcalin de L- AA en réalisant la réaction avec le p H maintenu dans un
domaine étroit de 12,0 à 13,5 pendant la réaction.
Sugiyama et al enseignent le maintien de la température de la réaction entre O et 30 C Le seul exemple de réalisation maintient la température de la réaction entre 10 et 30 C pendant 3 heures Les exemples comparatifs montrent une quantité accrue de Z-asp-asp lorsque le p H tombe 30 au-dessous de 12,0 simultanément avec une diminution en rendement Encore, ces brevetés ne suggèrent pas l'emploi
d'additifs pour promouvoir la réaction.
A la fois le brevet de Gorman et celui de Sugiyama sont capables de fournir des conditions de p H et de température de réaction plutôt strictes pour préparer un produit Z-asp relativement pur avec des quantités relativement faibles de sous-produits Z-asp-asp, il reste lis os P. souhaitable d'accroître encore le rendement et la pureté ainsi que de fournir d'autres améliorations dans la synthèse de Z-asp Ainsi, il est souhaitable de fournir un procédé de préparation de produit Z-asp en rendement supérieur et de pureté plus élevée avec des quantités inférieures Z-asp-asp, de chlorure de sodium et d'autres
impuretés que cela était possible jusqu'à présent.
De manière générale, selon la présente invention, du Z-asp est synthétisé par la réaction de BCF avec un 10 sel de métal dialcalin de L-AA La réaction est réalisée dans un mélange réactionnel aqueux alcalin dans un domaine vaste de températures d'environ 5 C et 55 C en présence d'un agent tensio-actif et/ou d'un tampon L'agent tensioactif améliore la vitesse de la réaction à des températures 15 modérées Ainsi, il est préférable de réaliser une réaction en présence de tampon lorsque l'on utilise un agent tensio-actif Le tampon, même en l'absence d'un agent tensio-actif, tend à empêcher une large fluctuation en p H aux sites réactionnels et résulte en un produit Z-asp ayant 20 du Z-asp-asp réduit A des températures supérieures, par exemple au-dessus de la température ambiante, qui résultent en des vitesses réactionnelles plus élevées et en l'absence d'agent tensio-actif, un tampon est utilisé pour contrôler le p H. De préférence, la température du mélange réactionnel est maintenue entre environ 20 et 50 C avec le p H dans un domaine vaste d'environ 9, 3 à 13,8 Lorsque la température est entre environ 31 et 35 C, le p H est
de préférence maintenu entre environ 11,8 et 12,2.
Les additifs et les conditions réactionnelles obtiennent du Z-asp en des rendements élevés égaux ou supérieurs à 90 % et des puretés égales ou supérieures à 99 % avec seulement de faibles quantités du dipeptide, Zasp-asp, de chlorure de sodium et de l'alcool de benzyle En contrôlant la concentration d'acide aspartique, du solvant et du mode d'addition des réactifs, le rendement de Z-asp est accru et la formation d'impuretés et de dipeptide
peut être contrôlée de manière satisfaisante.
Ainsi, c'est un but de la présente invention de
fournir un procédé amélioré de synthèse de Z-asp.
Un autre but de la présente invention est de fournir du Z-asp de pureté élevée. Un autre but de la présente invention est de fournir du Z-asp de pureté élevée approprié pour la production de L-aspartyl-L-phénylalanine méthyl ester
(aspartame), un produit sucrant artificiel.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé amélioré pour la préparation de Z-asp en conduisant la condensation de BCF et d'un sel de métal
dialcalin de L-AA en présence d'un agent tensio-actif.
Encore un autre but de la présente invention est 15 de fournir un procédé amélioré pour la synthèse de Z-asp en réalisant la condensation de L-AA et de BCF en présence
d'un système tampon.
Encore un autre but de la présente invention est
d'améliorer le rendement du produit Z-asp en réduisant la 20 quantité d'eau utilisée dans le lavage du produit brut.
Encore un autre but de la présente invention est de fournir un procédé amélioré pour la synthèse de Z-asp à une vitesse réactionnelle plus rapide, en diminuant la
durée du cycle de la réaction.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé amélioré de synthèse de Z-asp selon
lequel la production du sous-produit Z-asp-asp est diminuée.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé amélioré pour la préparation de Z-asp 30 de pureté élevée contenant des quantités inférieures d'impuretés, telles que l'alcool de benzyle, du dibenzyl
carbonate et des impuretés polaires et non polaires.
Encore un autre but de la présente invention est
de fournir un procédé pour la synthèse de Z-asp sur un 35 domaine vaste de températures.
Encore un autre but de la présente invention est de fournir un procédé amélioré pour la synthèse de Z asp selon lequel la réaction est réalisée sur un domaine de p H vaste et un domaine de températures vaste qui fournit
un rendement et une pureté améliorés.
Encore un autre but de la présente invention est de fournir un procédé amélioré pour la synthèse de Z-asp dans lequel la condensation de BCF et de L-AA peut être
réalisée en présence d'un solvant organique.
Encore d'autresbutset avantages de la présente invention apparattront clairement à la lumière de la
description explicative qui va suivre faite en référence
à des exemples donnés simplement à titre d'illustration et qui ne sauraient donc en aucune façon limiter la
portée de l'invention.
L'invention ainsi comprend les diverses étapes 15 et la relation de l'une ou plusieurs de telles étapes l'une relativement à l'autre, et le produit possédant les caractéristiques et propriétés qui sont exemplifiées dans
la description suivante, sans limiter la portée de
l'invention, et en référence également aux dessins annexés 20 dans lesquels: la figure unique est un graphique montrant la concentration de Z-asp-asp dans le mélange réactionnel pendant la synthèse de Z-asp On indique ainsi en ordonnées le pourcentage de dipeptide dans le mélange réactionnel tandis qu'en abscisses on indique un pourcentage de BCF ajouté La courbe A est obtenue sans l'addition de tampon, la courbe B est obtenue avec l'addition de carbonate de sodium comme tampon et la courbe C est obtenue avec
l'addition de phosphate trisodique comme tampon.
Le Z-asp est le produit de la condensation de BCF et d'un sel de métal dialcalin de L-AA qui est ensuite acidifié pour convertir le produit de sel de métal dialcalin de Z-asp en acide libre La condensation est réalisée selon l'équation suivante:
6 2551059
COO Na o I' CH-NH 2 + Cl C-OCH 2 Na OH ICH 2 COO Na (BCF) (acide Laspartique, sel disodique) COO Na I CH-NHCOOCH 2 O CH + Na Cl
CH
1 H 2 COO Na (acide L-benzyloxycarbonyl-L-aspartique, sel disodique) Selon l'invention, la synthèse est réalisée en chargeant le L-AA et de 1 'eau dans un récipient réactionnel qui a été équipé avec un condenseur de reflux, deux entonnoirs de goutte à goutte, un thermomètre, un mesureur de p H et un agitateur mécanique Un hydroxyde de métal 20 alcalin aqueux, tel qu'un hydroxyde de sodium ou de potassium est ajouté pendant l'agitation jusqu'à ce que tout l'aminoacide soit dissous Un agent tensio- actif
et/ou un tampon sont ensuite ajoutés.
Du benzyl chloroformate et de la soude caustique 25 diluée additionnelle sont ajoutés simultanément au p H désiré entre environ 9,2 et 13,8 tout en maintenant la température entre environ 5 et 55 C La température du mélange réactionnel est de préférence maintenue entre environ 20 et 45 C avec le p H entre environ 11,0 et 12,5. 30 De préférence la température est maintenue entre environ 31 et 35 C et le p H entre environ 11,8 et 12,2 Un léger excès de BCF peut être ajouté La réaction est considérée comme étant complète lorsqu'il y a peu ou aucun L-AA non réagi détecté dans le système La présence de L-AA n'ayant 35 pas réagi dans le mélange réactionnel est contrôlée par la méthode de la Ninhydrine Le mélange réactionnel est ensuite refroidi Après ajustement du système aqueux à
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un p H compris entre environ 6 et 7 avec de l'acide
chlorhydrique, on enlève la couche organique.
La couche aqueuse est ensuite acidifiée avec de l'HC 1 concentré Le mélange réactionnel est maintenu à 20 à 45 C jusqu'à ce que la croissance des cristaux soit complète, et il est ensuite graduellement refroidi à 5 à 10 C pendantplusieurs heures Les cristaux de Z-asp sont recueillis par centrifugation, lavés avec de
l'eau glacée et séchés.
La réaction du L-AA et de BCF peut être réalisée en présence d'un solvant organique qui peut avoir une densité supérieure ou inférieure à l'eau, tel que 1,1,1-trichloroéthane, du chlorure de méthylène, du toluène, du chlorobenzène et analogues Les solvants organiques peuvent être ajoutés au mélange réactionnel avant l'addition de BCF ou mélangés avec le BCF Les solvants organiques suppriment l'hydrolyse de BCF et également aident à enlever les impuretés, telles que l'alcool de benzyle, le chlorure de benzyle, le dibenzyl carbonate et analogues et qui peuvent être formées pendant ou avant la réaction Le rapport du solvant organique au BCF n'est pas critique Généralement, on utilise entre environ O,02 et 2,0 parties en volume de solvant pour
1,0 partie de BCF.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la réaction est réalisée en présence d'un tampon.
Des tampons appropriés incluent du carbonate de sodium, du bicarbonate de sodium, du phosphate trisodique, du phosphate disodique et de l'hexamétaphosphate de sodium. 30 Le tampon tend à empêcher de vastes fluctuations de p H et minimise des réactions localisées dans le récipient réactionnel La quantité de tampon peut varier entre environ 4 % et 40 % en poids du L-AA selon la nature du tampon utilisé Le tampon peut être ajouté avant l'addition 35 de BCF, ou pendant le cours de la réaction L'addition de tampon minimise les fluctuations de p H et supprime la formation de Z-asp-asp Ceci est important lorsque la
S 151059.
vitesse de la réaction est augmentée en réalisant la réaction à des températures élevées ou par addition d'un agent tensio-actif comme ceci sera discuté plus en détail ci-dessous. La signification de la présence d'un tampon est démontrée par les résultats des essais A, B et C de
l'exemple I comme représenté à la figure annexée.
EXEMPLE 1
Chaque essai a été réalisé dans un réacteur en verre de 113,5 litres environ équipé avec un agitateur mécanique, une pompe de circulation, un dispositif de mesure de p H et un dispositif de mesure de température Une charge de 15,0 litres d'eau, de 5,0 kg de L-AA, d'environ 11,1 kg d'une solution de Na OH à 25 % et de tampon de Na 2 C 03 ou de Na 3 P 04 12 H 20 a été placée dans le réacteur comme indiqué au tableau I Après l'ajustement du mélange réactionnel à un p H de 10,5 à 10,7, on chauffe à 45 -460 C comme indiqué au tableau I On ajoute le benzyl chloroformate à une vitesse d'environ 4,5 kg/h au mélange 20 réactionnel avec assez de solution de Na OH diluée pour maintenir le domaine de p H Les températures sont maintenues entre 45 et 48 C pendant la réaction comme indiqué. Pendant chaque essai un petit échantillon a été 25 pris périodiquement et la teneur en dipeptide du mélange réactionnel est déterminée et celle-ci est représentée
à la figure.
Après le refroidissement du mélange réactionnel à la température ambiante, on sépare la couche organique. 30 La solution aqueuse est acidifiée avec le H Cl concentré et du Z-asp est cristallisé, initialement à 30 -35 C, ensuite à 10 C pendant 2 heures Le produit brut est centrifugé et lavé avec une quantité d'eau glacée égale au poids du produit et séché Le produit de l'essai A qui 35 est préparé en l'absence d'un tampon, est obtenu à un rendement de 88 % et une pureté de 99,5 % Les produits des essais B et C sont obtenus en des rendements de 92,7 % et
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93,6 % et des puretés de 100,1 % et 99,8 % En particulier la quantité du dipeptide présent dans l'essai A est d'environ 75 % supérieure à celle des essais B et C et la teneur en alcool de benzyle est significativement supérieure dans l'essai A que dans l'essai B et l'essai C. Les résultats sont résumés au tableau I. Le mode d'action des tampons n'est pas clair, mais on pense que la présence d'un tampon minimise de larges fluctuations de p H pendant le cours de la réaction. 10 Comme l'acidité localisée est diminuée, la chance de formation de dipeptide est également diminuée En réalisant la synthèse de Z-asp en présence d'un tampon, le tampon est ajouté au mélange réactionnel après que le
L-AA est dissous.
RE Aa TFS L-AA (mole) BCF 95 % (mole) Na 2 CO 3 g Na 3 PO 4 12 H 2 g
CONDITIONS DE
REACTION
Temp, C-initiale -réaction Domaine de p H
ANALYSE DU
PRODUIT
Rendement g (%) 30 Essai % *Dipeptides %
*BZOH %
TABLEAU I ESSAI A
5000 ( 37,57) 7050 ( 41,28)
46,2
46,0-47,9 10,7-11,0
ESSAI B
5000 ( 37,57) 7070 ( 41,44)
46,4
46,0-47,6 10,7-11,0
ESSAI C
5000 ( 37,57) 7210 ( 42,26)
47,6
,0-48,0 10,5-11,0
8800 ( 88,0) 99,5 0,25 0,33
9305 ( 92,7) 100,1 0,12 0,01
9396 ( 93,6)
99,8 0,15 0,01
* Analyse par HPLC en aire % g S 5105 g Selon un second mode de réalisation de l'invention, la réaction de condensation de BCF et de L-AA est réalisée en présence d'un agent tensio-actif La présence de l'agent tensio-actif tend à minimiser des réactions localisées, et aide à promouvoir une dispersion, Dans ces conditions les réactions procèdent doucement et à une vitesse réactionnelle supérieure qui diminue la durée
du cycle de réaction.
La structure et le type de l'agent tensio-actif 10 n'est également pas critique.
Des chlorures d'ammonium quaternaire, des sulfonates, des sels d'ammonium quaternaire polyéthoxylé et de l'oxyde d'amine peuvent être utilisés Des exemples de sels d'ammonium quaternaire incluent du chlorure de triméthylhexadécylammonium, du chlorure de diméthyldioctadécylammonium, du chlorure de triméthyltallow-ammonium et analogues Des agents tensioactifs cationiques, anioniques et amphotères peuvent être utilisés La concentration d'agent tensio-actif n'est également pas critique et peut varier d'une quantité minimale efficace
d'environ 0,01 % à 5,00 % en poids du L-AA utilisé.
Dans les exemples 2 et 3 on réalise des essais comparatifs pour montrer l'augmentation en vitesse de réaction due à la présence d'un agent tensioactif Dans les deux cas, les réactions étaient réalisées en utilisant
le même équipement que celui utilisé à l'exemple 1.
EXEMPLE 2
Dans un réacteur en verre de 113,5 litres environ équipé avec un agitateur mécanique, une pompe de circula30 tion, un dispositif de mesure de p H et un dispositif de mesure de température on place 24,0 litres d'eau, 8,0 kg de L-AA, environ 17,8 kg de solution de Na OH à 25 %, 8 g de Arquad 16-50 ( une solution à 50 % de chlorure de triméthylhexadécylammonium de Armak Co, Chicago, Illinois) 35 comme agent tensio-actif et 1,6 kg de Na 3 P 04 12 H 20 comme tampon Après ajustement du mélange réactionnel à un p H de 11,8 à 11,9, on chauffe à 32 -34 C Le chloroformate
11 051
de benzyle (environ 11,3 kg, 95 % de pureté) mélangé avec les 4 kg de 1,1, 1-trichloroéthane est ajouté à une vitesse d'environ 6 kg/h au mélange réactionnel avec assez de solution de Na OH dilué pour maintenir le p H dans le domaine La température est maintenue entre 32 et 34 C pendant la réaction La réaction est complète après minutes à partir du début de l'addition de BCF A ce
moment on détecte peu ou pas de L-AA n'ayant pas réagi.
Après le refroidissement du mélange réactionnel 10 à la température ambiante, on sépare la couche organique.
La solution aqueuse est acidifiée avec du HC 1 concentré et on cristallise du Z-asp, initialement à 30 o-35 WC, ensuite à 10 C pendant 2 heures Le produit brut est centrifugé, lavé avec environ 10 litres d'eau glacée et 15 séché La pureté du produit final est supérieure à 99,9 % et elle contient une quantité égale ou inférieure à 0,08 %
de dipeptide, 0,1 % d'alcool de benzyle, 0,2 % du L-AA n'ayant pas réagi et 0,16 % de chlorure de sodium Les matériaux de départ et les résultats sont résumés au 20 tableau II.
EXEMPLE III
De façon àcomparer l'effet de l'agent tensio-actif sur la vitesse de la réaction, un essai de duplication est réalisé en utilisant les mêmes quantités de réactifs et 25 l'équipement de l'exemple 2 Les conditions de réaction sont identiques à l'exemple 2 sauf que la température est accrue quelque peu à 35 -38 C Malgré la température
accrue, la réaction prend 360 minutes pour être complète.
Le produit brut est lavé avec 15 litres d'eau glacée. 30 La qualité du produit est environ la même que celle de l'exemple 1 Lesmatériauxde départ et les résultats pour
les exemples 2 et 3 sont résumés au tableau II.
REACTIFS
L-AA g (mole) BCF 95 % g, (mole) Arquad 16-50, g Solvant, g Na 2 C 03, g Na 3 P 04 12 H 20, g CONDITIONS DE REACTION Temp, OC initiale -réaction
TABLEAU II
EXEMPLE 2
8.000 ( 60,1) 11.300 ( 66,2)
TCA 4000
1.600 31,9 32-34
EXEMPLE 3
8.000 ( 60,1) 11.300 ( 66,2)
i
TCE 4000
1.600 ,1
-38 11,8-11,9
Domaine de p H
11,8-11,9
Durée de la réaction (mn)
ANALYSE DU PRODUIT
Rendement g, (%) Essai % *Dipeptides % L-AA% Na Cl %
*BZOH %
15.208 ( 94,7 99,9 0,08 0,2 0,16 0,1
15.143 ( 94,3) 100,1 0,08 0,2 0,14 0,1
* Analyse par HPLC en aire %
L'agent tensio-actif sert plusieurs buts Dans une réaction hétérogène comme le présent procédé, le BCF seul ou combiné avec un solvant organique n'est pas miscible avec l'eau Lorsqu'il est ajouté à une solution aqueuse contenant le sel de métal dialcalin du L-AA, la réaction a lieu pour la plupart à l'interface entre lesdeux faces La réaction localisée peut générer un excès de H Cl auxsites réactionnels et le p H peut être inférieur dans le mélange réactionnel dans l'ensemble L'acidité localisée peut conduire à la formation de Z-asp-asp.
13 t S 51059 L'agent tensio-actif aide les deux phases à se mélanger plus uniformément, et ainsi la réaction a lieu dans le milieu réactionnel En réalisant cela, toutesréactions localisées sont non seulement grandement minimisées, mais la vitesse de réaction est beaucoup plus rapide et la durée de la réaction est réduite sensiblement comme
montré à l'exemple 2 dans le tableau II.
Un autre avantage atteint par l'emploi de l'agent tensio-actif est une réduction en quantité d'eau nécessaire 10 pour laver le produit brut Dans les essais sans agent tensio-actif, la quantité d'eau glacée requise est égale à environ le poids du produit de sorte que les produits
secs contiendront moins de 0,2 % de chlorure de sodium.
Avec l'aide de l'agent tensio-actif, la quantité d'eau 15 glacée de lavage peut être réduite Dans l'exemple 3 si l'on n'utilise pas d'agent tensio-actif le produit anhydre pèse environ 15 143 grammes et il a été lavé avec 15 litres d'eau glacée La teneur en sodium du produit sec est de 0,14 % Dans les exemples 4, 5, 6 et 7 o des agents tensio-actifs sont utilisés le poids de l'eau glacée de lavage est réduit à environ 40 % du poids des produits, même si chaque produit contient 0,1 % ou moins de chlorure de sodium Les résultats sont résumés aux tableaux II et III. Encore un autre avantage de l'emploi de l'agent tensio-actif est la capacité d'enlever d'autres impuretés, telles que l'alcool de benzyle à partir du produit pendant le lavage Dans les essais sans agent tensioactif, les cristaux de Z-asp généralement contiennent des quantités 30 de traces d'alcool de benzyle comme analysées par chromatographie liquide sous pression élevée (HPLC) Dans les cas o l'agent tensio-actif est utilisé, la présence
d'alcool de benzyle est négligeable.
Comme décrit ci-dessus, un agent tensio-actif sert plusieurs buts, en conséquence, il peut être ajouté à différentes étapes de la réaction selon le résultat désiré L'agent tensio-actif peut être ajouté avant
1 55-1059
l'addition de BCF pour faciliter la réaction et l'enlèvement des impuretés Ou, si l'enlèvement des impuretés est l'objectif principal ou essentiel, il peut être ajouté après que la réaction soit complète ou pendant le lavage du produit brut. Il est bien connu que les vitesses réactionnelles sont plus rapides à des températures plus élevées, cependant, le BCF tend à s'hydrolyser plus rapidement à des températures plus élevées avec des rendements inférieurs 10 et une augmentation de la pureté A des températures inférieures, les vitesses réactionnelles sont plus faibles et l'excès de BCF s'accumule dans le mélange réactionnel qui également favorise l'hydrolyse Avec l'addition de l'agent tensio-actif, la réaction peut ttre réalisée à une température modérée, mais à une vitesse réactionnelle presqu'aussi rapide qu'avec un procédé à température
élevée sans hydrolyse de BCF significative accompagnante.
En vue de cette augmentation de la vitesse réactionnelle il est préférable d'inclure un tampon dans le mélange 20 réactionnel lorsque la réaction est réalisée avec un
agent tensio-actif.
Les exemples suivants 4 à 8 illustrent la synthèse de Z-asp en accord avec les modes de réalisation préférés de l'invention selon lesquels la condensation de BCF et de L-AA est réalisée en présence à la fois d'un tampon et d'un agent tensio-actif ou à une température élevée en présence d'un tampon Ils sont présentés à
titre d'illustration seulement et non pas dans un sens limitatif L'équipement utilisé et la procédure suivie 30 sont mentionnés dans la description de l'exemple 4.
EXEMPLE 4
Dans un flacon multicol de 2 litres équipé avec un condenseur de reflux, deux entonnoirs de goutte à goutte, un thermomètre, un dispositif de mesure de p H et 35 un agitateur mécanique, on place 133,1 grammes ( 1,00 mole) de L-AA et 400 ml d'eau On ajoute une solution de Na OH à 25 % sous agitation jusqu'à ce que le L-AA soit
Z 551059
complètement dissous et 0,15 gramme d'Arquad 16-50 comme agent tensioactif Environ 185 grammes ( 1,03 moles) de BCF pur à 95 % mélangés avec 8 grammes de chlorobenzène comme solvant sont ajoutés au mélange réactionnel avec 5 une solution de Na OH dilué suffisante sous agitation pour maintenir le p H du mélange réactionnel à un p H entre
13,0-13,3 La température est initialement de 10 C et elle est maintenue entre environ 8 -10 C pendant l'addition du BCF La présence de L-AA n'ayant pas réagi dans le mélange 10 réactionnel est contrôlée par la méthode à la Ninhydrine.
La réaction est complète après un temps additionnel de 112 minutes et on détecte peu ou pas de L-AA n'ayant pas réagi dans le mélange réactionnel On ajoute davantage
de TCE au mélange réactionnel pour faciliter la séparation 15 de phase.
Après la séparation de la couche organique à partir du mélange réactionnel la solution aqueuse est acidifiée avec de l'H Cl concentré et on cristallise le Z-asp, initialement à 30-35 C, ensuite à 10 C pendant 20 2 heures Le produit brut est centrifugé et lavé avec environ 40 % de son poids d'eau glacée,et séché La pureté du produit final est d'environ 100 % et elle contient 0,03 % de peptide, une quantité négligeable d'alcool de benzyle, moins de 0,2 % de L-AA n'ayant pas réagi et 0,1 % 25 de chlorure de sodium Les réactifs, conditions réactionnelles et les analyses de produit sont mentionnés au
tableau III.
Les conditions réactionnelles (température et p H) s'approchent des conditions préférées enseignées dans le 30 brevet américain N 4 345 091 (Sugiyama et al) Selon l'exemple de ce brevet, le temps de réaction pour 0,6 mole
de L-AA à 10-30 C, un p H de 12,5-13,5 est de 180 minutes.
Au contraire, l'exemple 4 incluantun agent tensio-actif selon l'invention à moins de 10 C nécessite seulement 112 minutes pour 1,0 mole de L-AA Lesautres résultats également se comparent favorablement comme suit: t
16 2551059
U.S 4 345 095 Exemple 4 BCF, excès % 10 3 Rendement, % 86,2 91,2
L-AA 1,0 0,2
EXEMPLE 5
De manière à montrer l'effet de l'agent tensioactif sur la vitesse de la réaction à un p H extrêmement élevé, un essai de duplication de l'exemple 4 est réalisé
en utilisant les mêmes quantités de réactifs et équipement.
Les conditions réactionnelles sont identiques à l'exemple 4, sauf que la température est maintenue à 4 -5 C avec le p H à 13,8-14,1 (principalement 14,o 0) Le rendement du produit est réduit et le L-AA et l'alcool de benzyle dans 15 le produit est environ le même qu'à l'exemple 4 Les
résultats sont résumés au tableau III.
EXEMPLES 6, 7 et 8 Les exemples 6 et 7 suivent la procédure de l'exemple 4 L'exemple 6 est réalisé à une température 20 modérée de 24 -30 C et à un p H de 11,7-12,0 L'exemple 7 est réalisé à une température supérieure de 42 -44 C et un p H quelque peu inférieur de 10,5-11,3 L'exemple 8 illustre une réaction à température élevée à 46 -48 C en présence d'un tampon, mais en l'absence d'un 25 solvant-organique ou d'un agent tensioactif Les réactifs, les conditions réactionnelles et les analyses
des produits sont mentionnés au tableau III.
TABLEAU III
REACTIFS
L-AA g (mole) BCF 95 %, g (mole) Arquad 16-50, g Solvant, g
EXEMPLE 4
133,1 ( 1,00) 185 ( 1,03) 0,15
Chlorobenzène, 8
EXEYPLE 5
133,1 ( 1,00) 188 ( 1,05) 0,15
chlorobenzène, 9
EXEMPLE 6
133,1 ( 1,00) 184 ( 1,03) 0,15
TCE, 80
EXEIPLE 7
133,1 ( 1,oo) 182 ( 1,01) 0,15 Chlorobenzène, 10 10
EXEMPLE 8
39,9 ( 0,30) 54 ( 0,30)
Na 2 C 03 g Na 3 PO 4 12 H 20 g
CONDITIONS DE REACTION
Temp, C -initiale -réaction 8-10 4-5
24 24-30
34 42-44
46-48
Domaine de p H
13,0-13,3
13,8-14,1
11,7-12,0
,5-11,3
,50-11,10
&I Oa #M NO TABLEAU III (suite)
ANALYSE DU PRODUIT
Rendement g,(%) *Essai % **Dipeptides % L-AA % *Na Cl %
*BZOH %
EXEMPLE 4
2435 ( 91,2) 100,0 0,03 0,2 0,1 négligeable
EXEMPLE 5
222 ( 83,17)
99,4 0,02 0,2 0,1 négligeable
EXEMPLE 6
245,7 ( 92) 99,8 0,06 0,2 0,1 négligeable
EXEMPLE 7
222,5 ( 94,6) 100,0 0,10 0,2 0,1 négligeable
EXEMPLE 8
76,5 ( 95,5) 99,80 0,10 trace 0,20 négligeable * Analysé par titrage ** Analysé par chromatographie liquide haute pression en aire % PU 'o
S 51 O 55
Z-asp est synthétisé selon l'invention par la condensation de BCF avec un sel de métal dialcalin de L-AA à des températures entre 5 -55 C et à un domaine de p H vaste compris entre 9,2 et 13,8 en présence d'un agent tensio-actif ou d'un tampon, ou à la fois d'un agent tensio-actif et d'un tampon Dans le mode de réalisation davantage préféré de l'invention, la température du mélange réactionnel est maintenue entre environ 31 -35 C avec le p H du mélange réactionnel maintenu entre 10 environ 11,8-12,2 en présence à la fois d'un tampon et d'un agent tensio-actif En réalisant la réaction dans ces conditions selon l'invention, une qualité supérieure
de Z-asp en rendement supérieur peut être obtenue avec la durée du cycle de la réaction sensiblement réduite.
On verra ainsi que les buts mentionnés précédemment, parmi lesquels ceux rendus apparents à partir de la
description précédente, sont efficacement atteints et, puisque certaines modifications peuvent être réalisées
dans la réalisation du procédé et dans le produit décrit, mentionnées sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention, il est bien entendu que toute la
matière ou les moyens contenus dans la description
précédente devront être interprétés comme étant donnés à titre d'illustration et non pas dans un sens limitatif. 25 L'invention comprend donc tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs diverses combinaisons En particulier
on doit comprendre que dans les revendications les
ingrédients ou les composés mentionnés au singulier 30 incluent également des mélanges compatibles de tels
ingrédients lorsque le sens le permet.
5 Z 51059

Claims (23)

R E V E N D I C A T I O N S
1. Procédé de synthèse à une vitesse accrue de réaction et à une pureté supérieure d'acide N-benzyloxycarbonyl-L-aspartique par condensation de chloroformate de benzyle et d'un sel de métal dialcalin d'acide Laspartique dans une solution aqueuse alcaline, caractérisé en ce qu'il comprend l'addition de chloroformate de benzyle et d'une solution d'hydroxyde de métal alcalin à un mélange aqueux alcalin contenant l'acide L-aspartique en présence d'au moins l'un parmi un tampon et un agent tensio-actif et ensuite l'acidification du mélange réactionne L jusqu'à réalisation
complète de la réaction.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé 15 en ce que la réaction de condensation est réalisée en
présence d'un tampon.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la température du mélange réactionnel est
maintenue entre environ 31 -55 C.
4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le p H du mélange réactionnel est maintenu
entre environ 11,0-12,5.
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le p H du mélange réactionnel est maintenu entre environ 11,8-12,2 et la température est maintenue
entre environ 31 -35 C.
6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé
en ce que le tampon est présent en quantités comprises entre environ 4 à 40 % en poids par rapport au poids de 30 l'acide L-aspartique.
7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tampon est choisi parmi le groupe consistant
de carbonate de sodium, de bicarbonate de sodium, de phosphate trisodique, d'hydrogénophosphate disodique 35 et d'hexamétaphosphate de sodium.
21 2551059
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction de condensation est réalisée en présence d'un agent tensio-actif
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la température du mélange réactionnel est maintenue entre environ 31 -35 C.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le p H du mélange réactionnel est maintenu entre
environ 11,0-12,5.
11 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le p H du mélange réactionnel est maintenu entre environ 11,8-12,2 et la température est
maintenue entre environ 31 -35 C.
12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'agent tensio-actif est présent en quantités comprises entre environ 0,01 et 5, 00 % en poids
par rapport au poids de l'acide L-aspartique.
13. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'agent tensio-actif est choisi 20 parmi le groupe consistant de sulfonates de chlorures d'ammonium quaternaire, de sels d'ammonium quaternaire
polyéthoxylé et d'oxydes d'amine.
14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction de condensation est 25 réalisée en présence à la fois d'un tampon et d'un
agent tensio-actif.
15. Procédé selon la revendication 14,
caractérisé en ce que le p H du mélange réactionnel est maintenu entre environ 11,8-12,2 et la température est 30 maintenue entre environ 31 35 C.
16. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape de mélanger le chloroformate de benzyle avec un solvant
organique avant l'addition de chloroformate de benzyle 35 au mélange réactionnel contenant l'acide L-aspartique.
17. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hydroxyde de métal alcalin est
22 2551059
l'hydroxyde de sodium.
18. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange réactionnel est acidifié
avec de l'acide chlorhydrique.
19 Procédé de synthèse à une vitesse accrue de réaction à une pureté supérieure d'acide L-benzyloxycarbonyl-L-aspartique par condensation de chloroformate de benzyle et d'un sel de métal dialcalin d'acide Laspartique dans une solution aqueuse alcaline, caractérisé en ce qu'il comprend l'addition de chloroformate de benzyle et d'une solution d'hydroxyde de métal alcalin à un mélange aqueux alcalin contenant l'acide L-aspartique en présence d'un tampon et d'un agent tensio-actif tout en maintenant le p H du mélange réac15 tionnel entre environ 11,8-12, 2 et la température entre environ 31 -35 C et en acidifiant le mélange réactionnel
jusqu'à réalisation de la réaction.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape de 20 mélanger le chloroformate de benzyle avec un solvant organique avant l'addition du chloroformate de benzyle
au mélange réactionnel l'acide L-aspartique.
21. Procédé selon la revendication 19,
caractérisé en ce que l'hydroxyde de métal alcalin est 25 l'hydroxyde de sodium.
22. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que le mélange réactionnel est acidifié
avec de l'acide chlorhydrique.
23. Acide N-benzyloxycarbonyl-L-aspartique ayant 30 une teneur réduite en impuretés, caractérisé en ce qu'il comprend le produit de réaction de chloroformate de benzyle et d'un mélange réactionnel aqueux alcalin d'acide L-aspartique et d'hydroxyde de sodium en présence d'un tampon et d'un agent tensio-actif, le mélange réactionnel 35 étant maintenu à un p H entre environ 11,8 et 12,2 et à une température entre environ 31 et 35 C qui a été acidifié
avec de l'acide chlorhydrique.
FR8413225A 1983-08-26 1984-08-24 Procede de synthese d'acide n-benzyloxycarbonyl-l-aspartique et acide n-benzyloxycarbonyl-l-aspartique obtenu par ledit procede Withdrawn FR2551059A1 (fr)

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