FR2549068A1 - Procede de preparation de dipeptides derives de l'acide aspartique et produit obtenu par la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

LE PROCEDE COMPREND LES ETAPES SUIVANTES: A.PROTECTION DU GROUPE AMINO DE L'ACIDE ASPARTIQUE CONDUISANT A UN DERIVE N PROTEGE SOUS FORME DE DIACIDE LIBRE OU DE SEL D'AMINE. B.PREPARATION D'UN ANHYDRIDE MIXTE DE L'ACIDE ASPARTIQUE N PROTEGE ET D'UN ACIDE CARBOXYLIQUE, IMMEDIATEMENT SUIVIE PAR LA CONDENSATION AVEC UN AMINO ACIDE OU UN DERIVE D'AMINO ACIDE, CE QUI CONDUIT A UN ASPARTYL PEPTIDE N PROTEGE. C.DEPROTECTION CONDUISANT A L'ASPARTYL PEPTIDE. EN UTILISANT, COMME DERIVE D'AMINO ACIDE, LE L PHENYL ALANINATE DE METHYLE, ON OBTIENT L'A ASPARTYL L PHENYL ALANINATE DE METHYLE.

Description

La présente invention concerne la synthèse indus- trielle de peptides dérivés de l'acide aspartique et plus particulièrement de 1'd L aspartyl L phényl alaninate de méthyle utile par ses propriétés édulcorantes.

L'acide aspartique possède deux fonctions acides qui permettent, par couplage avec un second acide aminé

l'obtention de deux classes d'aspartyl peptides couramment dênommées α et

8.aspartyl peptide @ aspartyl peptide
De nombreuses publicatsons et brevets décrivent la préparation de ces dipeptides ou les deux isomères α et ss sont obtenus soit sélectivement soit simultanéement.Les méthodes les plus simples a mettre en oeuvre conduisent è un mélange des eux isomères, ce qu, dans l'hypothèse où un seul d'entre eux est recherché, n'est pas souhaitable écono- miquement; conduisent è un seul isomère des méthodes plus élaborées, comportant un plus grand nombre d'étapes de protection et déprotection et mettant en jeu des réactifs souvent plus coûteux.

Ainsi 1' α L aspartyl L phényl alaninate de méthyle (Dénomination Communa Internationale : Aspartame) peut-il être obtenu, en mélenge avec son isomère , , par action de qu@tre iquivalents de L phényl alaninate de méthyle sur l'anhydride L aspartique (Brevet US n 3a33553), ou pur, par action sur le L phénylalaninate de méthyle du N benzyloxy- carbonyl Iss benzyl L aspartate de- peranitrophényle (Brevet rP n 1577545. Ces méthodes sont peu satisfaisantes d'un point de vue industriel et l'on est conduit à reichercher des méthodes allient rapidité et consommation minimale en réactifs coûteux.

Selon le procédé qu.i fait l'objet de la présente invention, on peut accéder aux aspartyl peptides en trois tapes seulement, toutes rapides et de bon rendement, et utilisant des réactifs peu coûteux.

a) Da n s un premier temps, on protège la fonction amine de l'acide L aspartique par passage a un dérivé de a forme:

o P désigne un groupe protecteur, tel que formyle, chloroacétyle, tertiobutoxy ou amyloxy carbonyle, benzyloxy carbonyle substitué ou non sur le noyau, eu encore une énamine dérivée d'un composé dicarbonylé.

En pratique, on condense par exemple acide L aspartique et un chlorure ou anhydride d'acide ou encore unchloroformiate en milieu aqueux et à un pH de l'ordre de 9,5 (voir par exemple: BERGMANN et ZERVAS Ber. 65 1932 p 1192); on peut aussi opérer en présence d'une base organique telle que la triéthylamine ou tout autre amine tertiaire ou secondaire encombrée.

L'acide L aspartique ainsi protégé peut à volonté etre isolé à l'état pur, ou rfscupéré sous forme d'une solution que l'on engage telle-quelle au stade suivant.

b) La seconde tape consiste en une activation pré- liminaire des fonctions acides libres du dérivé aspartique précédemment obtenu, suffisante pour permettre le condensation extemporanée avec un acide aminé, un anima ester, un peptide, ou plus généralement un composé possédant une tion amine primaire ou secondaire. Cette activation prélimi- naire s'obtient par formation d'un anhydride mixte de 1 'aci- de L aspartique protégé et d'un acide carboxylique: à cet effet, on fait réagir l'acide L aspartique protégé et un halogénare d'acide carboxylique en présence d'une amine tertiaire. Ce type d'activation n'a jamais été décrit pour l'acide aspartique.

Les halogénures d'acides préférés appartiennent au groupe formé par les chlorures de pivaloyle, isobutyryle, isovaleroyle, éthyl-2 butyryle, éthyl-2 hexanoyle et benzoyle (éventuellement substitué sur le noyau aromatique). De même, on utilise de préférence comme amine tertiaire la triéthylamine, la N méthyl diisopropylamine, la tributylamine, la N méthyl morpholine, la N méthyl pipé-ridine ou la dicyclohexylamine.Le solvant utilisé est choisi en fonction de la solubilité des réactifs utilisés et de celle des intermédiaires formés, de la sélectivité de réaction qu'il permet, mais aussi de préférence identique à celui dans lequel la synthèseNpeptidique proprement dite aura lieu: conviennent ainsi les hydrocarbures halogénés ou non tels le toluène, le chlorure de méthylène, le chloroforme ou le dichloro-1,2 éthane, les éthers tels le dibutyl éther ou le tétrahydrofuranne, les cétones, les esters tels les acétates d'éthyle ou de méthoxy-2 éthyle, les amides tels le diméthyl acétamide, le diméthyl formemide ou la N méthyl pyrrolidone, ou encore des mélanges de ces solvants; dans certains cas on peut opérer en présence d'eau.

Pratiquement, on-oppose le chlorure d'acide h l'aci- de L aspartique protégé à une température comprise entre -500C et +20 C et de préférence entre -20 C et OoC. La formation de l'anhydride mixte est quasi instantanée et l'on peut procéder sur le champ 3 la condensation avec la molécule aminée.

Celle-ci est engagée sous forme libre ou salifiée; dans ce dernier cas, lwaddition dDune base organique, telles que les amines précites, ou minérale, tels que les hydroxydes ou sels d'acides faibles alcalins, permet sa résction.

La condensation est menée S une température comprise entre -500C et +500C environ, et de préférence entre -200C et +20 C; elle est extrêmement rapide et un temps de contact inférieur à une heure assure la consommation totale des réactifs.

Dans la plupart des cas, les produits de réaction sont obtenus après addition d'eau au mélange réactionnel et ajustement du pH à des valeurs successives permettant la purification par un simple jeu d'extractions. On obtient ainsi l'aspartyl peptide recherché sous forme protégée, que l'on engage selon les cas brut ou purifié dans -l'étape finale de déprotection.

c) Les conditions opératoires de la dernière étape sont fonction du groupe protecteur P choisi: une hydrolyse acide élimine les radicaux formyle ou tertio alkyloxy carbonyle et décompose les énamines de composés ss dicarbonylés; dans le cas des radicaux benzyloxy carbonyle, l'hydro-- génolyse reste la méthode de choix, réalisée sous atmosphère d'hydrogène ou è l'aide d'un composé donneur d'hydrogène (hydrogénation en transfert). On peut ausi envisager selon les cas une déprotection à l'aide de réactifs tels que les thiourées, les peroxydes, l'hydrazine et ses dérivés ou l'hydroxylamine.

Le produit final est alors recueilli et purifié selon des méthodes connues de l'homme de l'art.

Les exemples suivants illustreront l'invention sans en limiter la portée.

Exemple 1: α L aspartyl L phényl alaninate de méthyle
a) Acide N benzyloxy carbonyl L aspartique
Dans un réacteur de 10 l , on dissout- 665 g d'acide L aspartiqué dans 2,5 l d'eau par addition lente de 1,4 2 de soude aqueuse 4 N. On coule ensuite simultanément 907 g 9 de chloroformiale de benzyle (à 98,7 %) et 2,25 t de soude aqueuse 4 N de manière à maintenir le pH aux alentours de 9,5. On lave ensuite eux fois avec î e de toluène, puis on acidifie le milieu jusqu'à pH = 1,5 à l'aide d'acide sulfurique à 55 %. On agite pendan-t 6 heures vers +10 C, on essore le précipité obtenu, on lave à I'eau et sèche en étuve ventilée à 5O0C. On obtient ainsi 1242 g d'acide N benzyloxycarbonyl L aspartique, soit un rendement de 93 %.

pr = 1170C
CCM (x) (méthyl) éthyl cétone-pyridine-esu, 60-15-20) Rf = 0,5
(x) CCM signifie chromatographie en couche mince.

b) N benzyloxy carbonyl L aspartyl L phénylalaninate de méthyle
Dans un réacteur de 2 , on dissout 133,5 g d'acide
N benzyloxy carbonyl L aspartique dans 800 m d'acétate d'éthyle et 200 me de diméthyl acétamide vers -10 C; on ajoute lentement 101 g de triéthylamine puis, et en maintenant la température vers -7Q0C, 120,5 g de chlorure de pivaloyle.

Après 15 mn, on ajoute 108 g de chlorhydrate de L phényl alaninate de méthyle puis 50,5 g de triéthylamine dissoute dans 200 me d'acétate d'éthyle. On poursuit l'agitation pendant 30 mn, vers -20 C, puis on réchauffe vers +10 C et ajoute 500 me d'eau. On agite pendant 24 heures à température ambiante et décante. La phase organique est lavée avec 300 ml d'eau.

La CCM (méthyl ethyl cétone-pyridine-eau, 60-15-20) montre que le phényl alaninate de méthyle est entièrement consommé et qu'il s'est formé en grande prépondérance l'aspartyl phényl alaninate de méthyle protégé accompagne d'une faihle quantité d'un composé de di-condensation:

et de très peu de N pivaloyl phényl alanilate de méthyle.

Par extractioon à l'eau à pH = 10 de la phase organique, on élimine ces deux impuretés; par acidification de cette nouvelle phase aqueuse @ l'aide d'H2SO4 à 55 %, jusq'à pH = 1,5, on obtient une huile qui cristallise après extraction au chlorure de méthylène et concentration. nn recueille ainsi 135 g de N benzyloxy carbonyl L aspartyl L phényl alaninate de méthyle.

pF = 110 C
CCM: Rf = 0,8
HPLC (chromatoqraphie liquide sous pression élevée): le produit renferme les deux isomères α et ss.

c) L OC aspartyl L phényl alaninate de méthyle
50 g -du produit précédemment obtenu sont hydrogénés à température et pression ordinaires dans un réacteur de @ contenant 70@ mgde méthanol et 5 9 de charbon palladié à 10%.

Le précipité obtenu est essoré puis dissous dans 500 mt d'eau à pH 2: après filtration, on ajuste le pli à 5,3 à laide de carbonate de soude en solution aqueuse à 10 %, on agite pendant 6 heures vers +100C et essore. Le solide obtenu est recristallisé dans 8 volumes d'eau. Après séchage à 500C sous vide, on obtient le L α aspartyl L phényl alaninate de méthyle pur avec un rendement de 80 %.

Teneur HPLC > 99,5 a [α]D20 = 16,6 (c = 4 HCOOH 15 N)
CCM: Rf = 0,65

Claims (5)

REVENDICATIONS

1.- Procédé de préparation de dipeptides dérivés de l'acide aspartique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

a) protection du groupe amino de l'acide aspartique conduisant à un dérivé N protégé sous forme de diacide libre ou de sel d'amine,

b) prépa-ration d'un anhydride mixte de l'acide aspartique N protégé et d'un acide carboxylique, immédiatement suivie par la condensation avec un amine acide ou un dérivé d'amino acide,-ce qui conduit à un aspartyl peptide N protégé,

c) déprotection conduisant à l'aspartyl peptide.

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le groupe protecteur est le groupe formyle, le groupe chloroacétyle, le groupe tertiobutoxy ou amyloxy carbonyles, le groupe carbobenzoxy, ou une énamine dérivée d'un composé dicarbonylé

3.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'anhydride mixte est obtenu à ide d'un chlorure choisi parmi les chlorures de pivaloyle, d'isobutyrule, d'isovalkroyle, d'é- thyl-2 butyryle, d'éthyl-2 hexanoyle et de benzoyle substitué ou non sur le noyau aromatique.

4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé par le fait que l'aspartyl peptide obtenu est 1' K L aspartyl L phényl alaninate de méthyle, le dérivé d'amino acide utilisé étant le L phényl alaninate de méthyle.

5.- A titre de produit industriel nouveau, 11 α L L aspartyl L phényl alaninate de méthyle obtenu par le procédé suivant la revendication 4.