CH354453A - Process for preparing cystine - Google Patents

Process for preparing cystine

Info

Publication number
CH354453A
CH354453A CH354453DA CH354453A CH 354453 A CH354453 A CH 354453A CH 354453D A CH354453D A CH 354453DA CH 354453 A CH354453 A CH 354453A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
ethyl
bis
cystine
sep
sub
Prior art date
Application number
Other languages
French (fr)
Inventor
Joullie Maurice
Laurre Michel
Maillard Gabriel
Muller Pierre
Original Assignee
Rech Et Propagande Scient S A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rech Et Propagande Scient S A filed Critical Rech Et Propagande Scient S A
Publication of CH354453A publication Critical patent/CH354453A/en

Links

Description

  

  Procédé de préparation de la     cystine       On connaît l'importance de la     cystéine    et du chlorhydrate de     cystéine.    On sait également que la     cystéine,     en raison notamment de sa grande solubilité, présente de sérieuses difficultés d'isolement et que, pour la  préparer par une voie synthétique, il est recommandé d'effectuer d'abord la synthèse de la     cystine    puis  de réduire ce composé     disulfuré.     



  La synthèse de la     cystine    et celle de la     cystéine    ont fait l'objet de nombreux travaux. Wood  et du     Vigneaud    (J.     Biol.        Chem.    1939, 131, 267-271) ont condensé le     phtalimido        malomate    sodé avec le       benzyl        thio        chloro-méthane    suivant la réaction  
EMI0001.0017     
    Par hydrolyse et décarboxylation de ce composé sul  furé,

   on obtient le dérivé     S-benzylique   <B>de</B> la     cystéine     que l'on réduit ensuite dans l'ammoniac liquide avec  l'aide de sodium pour obtenir de la     cystéine    qui,  oxydée, donne de la     cystine.     



  On a proposé également     (Crawhall    et     Elliolt,    J.  J.     Chem.    Soc. 1951, p. 2071 à 2077) de     fixer    un  groupe     hydroxy-méthylique    sur le     thio-benzamido          malonate    d'éthyle  
EMI0001.0029     
    puis de déshydrater le composé     méthylolé    en     thi-          azoline     
EMI0001.0033     
    que l'on     transforme    ensuite en     cystéine.     



       Nadeau    et     Gaud'ry    (Car. J. Research, 1949, 27,  421) ont     appliqué    au cas de la     cystéine    la méthode      de synthèse des acides a-aminés décrite par     Bücherer     (J.     Prakt.        Chem.    1934, 140, 291 et 141, 5) ;

   à partir  de l'acétal     diéthylique    de la     benzyl        thio    acétaldéhyde,  ils ont préparé la     benzyl        thio        méthyl        hydantone    dont  l'hydrolyse fournit la     S-benzyl        cystéine.     



       Atkinson,        Poppeldorf    et Williams (J.     Chem.    Soc.  1953, p. 580) ont préparé la     S-benzyl        cystéine    à  partir de     l'acétamido        malonate    d'éthyle par une  méthode compliquée, comprenant la préparation de       l'acétamido        diméthyl-amino-méthyl        malonate    d'éthyle  (par action de la     formaldéhyde    et de la     diméthyl-          amine),

      la     transformation    de ce composé tertio  aminé en     iodo-méthylate,    la réaction de     l'iodo-          méthylate    avec du     benzyl        thiolate    de sodium pour  obtenir     l'acétamida        benzyl-thio-méthyl        malonate     d'éthyle qui,     décarboxylé,    fournit la     S-benzyl        cystéine.     



  Pour mémoire on citera les synthèses à partir  de la série décrite par     Erlenmeyer        (Berichte    Ber       deutsch.        Chem.        Ges.    1903, 36, 2720 et     Ann.    337,  236), par Fry (J.     Org.        Chem.    1950, 15, 438) et  par     Crawhall    et     Elliolt    (J.     Chem.    Soc. 195l, p.

   2071)  et les synthèses à partir du     chloracrylonitrile        (Gun-          dermann,        Angew.        Chem.    1952, 64, 594 et     Ann.     1952, 578, 45) à     partir    du     chloracrylate    de méthyle       (Behringer    et P.     Zillikens,        Ann.    1951, 574, 140),  à     partir    de l'acide     a-acétamido-acrylique        (Schürbel     et Wagner,     Naturwiss.    1947, 34, 189 et     Farlow    J.

         Biol.        Chem.    1948, 176, 71) à partir des     oxazolones     (C. R.     Acad.        Sci.    240, 1955, 208-210) et à     partir     de l'acide     a-acétamido    acrylique, avec passage par  le     N-benzyl        thio-carbonylamino        malonate    d'éthyle       (Arnstein    et     Crawhall,    J. 1953, 55, 2, 180-185).  



  La plupart de ces synthèses conduisent à la S  benzyl-cystéine et l'on est ainsi ramené au problème  qu'ont résolu Wood et du     Vigneaud.    Or la réduction  appliquée par ces auteurs, c'est-à-dire la réduction  par le sodium et l'ammoniac liquide est un procédé  de laboratoire qu'il n'est pas possible de transposer       économiquement    à l'échelle industrielle.  



  Or, la titulaire a trouvé qu'il était possible d'obte  nir aisément et avec un bon rendement un mélange  de     dl-cystine    et de     mésocystine    en préparant d'abord  un Bisulfure de     bis-(a-amino-a,        a-di-carbalcoxy-          éthyle)    à groupements     d'amine    libres ou bloqués et  en soumettant ce     Bisulfure    à une hydrolyse     décar-          boxylante    suivant     une    des méthodes connues.  



  On peut, en     particulier,    préparer initialement un  Bisulfure de     bis-(a-acylamido-a,        a-di-carbalcoxy-          éthyle),    en     particulier    du     Bisulfure    de     bis-(a-acét-          amido-a,        a-dicarbéthoxy-éthyle)     
EMI0002.0098     
    en condensant, dans la proportion moléculaire 2 :

   1,  un dérivé sodique ou potassique d'un     acylamido          malonate    d'alcoyle, en particulier celui de     l'acétyl-          amido        malonate    d'éthyle, avec un     Bisulfure    de bis-         halogéno-méthyle,    en particulier le Bisulfure de     bis-          chlorométhyle,    en milieu organique anhydre, de pré  férence en milieu benzénique ou     toluénique.     



  Le Bisulfure obtenu se présente vraisemblable  ment en mélange avec des produits d'hydrolyse par  tielle, notamment le bisulfure de     bis-(a-acétamido-          a-carboxy-carbéthoxy-éthyle)     
EMI0002.0111     
    et le composé     aza-lactonisé     
EMI0002.0113     
    lorsqu'on part     d'acétylamido        malonate    d'éthyle.  



  On a trouvé que, pour préparer la     cystine,    il  n'était pas     nécessaire    de chercher à séparer le     Bisul-          fure    de     bis-(a-acétamido-a,        (x-di-carbéthoxy-éthyle)     des produits de son hydrolyse partielle qui peuvent       l'accompagner.    On peut très bien     utiliser,    et il y a  par conséquent avantage à     utiliser,    comme matière  première, le produit brut de la réaction de conden  sation définie ci-dessus, après l'avoir simplement sé  paré du milieu organique dans lequel il a pris nais  sance.

   Il suffit, par exemple, de chasser la majeure  partie du benzène par distillation sous la pression  ordinaire et les dernières traces par distillation, sous  vide, après quoi on peut effectuer l'hydrolyse     décar-          boxylante    dans le récipient de distillation même.  



  Pour transformer le bisulfure ou le mélange de  bisulfures défini ci-dessus en     cystine,    avec sépara  tion d'alcool et d'anhydride carbonique et déblocage  des groupements aminés, on peut le traiter par de  l'acide chlorhydrique dilué à l'ébullition. Pour séparer  la     cystine    formée, il suffit de neutraliser le produit  brut de la réaction, après l'avoir filtré, puis isoler le  précipité et le purifier.  



  On recueille ainsi de la     cystine        optiquement    inac  tive, accompagnée de son isomère la     mésocystine.    Si  on le désire, on peut les séparer l'une de l'autre, par  exemple par application de la méthode décrite par       Loring    et du     Vigneaud    (J.     Biol.        Chem.    1933, 102,  287).  



  Le procédé décrit ci-dessus offre l'avantage de  permettre la préparation de la     cystine    d'une façon  très simple et quantitative sans impliquer de traite  ment qui soit prohibitif à l'échelle industrielle. Lors  qu'on     part        d'acétamido        malonate    d'éthyle sodé et de  bisulfure de     bis-chlorométhyle,    le rendement en     cys-          tine,        rapporté    à ce bisulfure est généralement de 70  à 75     %.     



  La présente invention a pour objet un procédé  de préparation de la     cystine,    caractérisé en ce qu'on  soumet un Bisulfure de     bis-(a-amino-    ou a-acylamino-      a,     a-dicarbalcoxy-éthyle)    à une hydrolyse     décarboxy-          lante.     



  Parmi les     disulfures    de     bis-(a-acylamido-u,        a-          dicarbalcoxy-éthyle,    les.     disulfures    de     bis-(a-form-          amido-a,        a-dicarbalcoxy-éthyle),    plus spécialement le       disulfure    de     bis-(a-formamido-a,        (x-dicarbéthoxy-          éthyle)    et le     disulfure    de     bis-(a-acétamido-a,        a-di-          carbéthoxy-éthyle),

      conviennent particulièrement bien  comme matières premières pour la synthèse de la       cystine,    car leur hydrolyse     décarboxylante        s'accom-          plit        beaucoup    plus rapidement, en l'espèce en quel  ques heures, que celles de divers autres     disulfures    à  groupes aminés     amidifiés,    pour lesquels elle demande  plusieurs jours.  



  Pour faire la synthèse de la     cystine,    il y a avan  tage à préparer un     disulfure    de     bis-(a-acylamido-a,          a-dicarbalcoxy-éthyle)    ou un     disulfure    de     bis-(a-          amino-a,        a-dicarbalcoxy-éthyle),    de     préférence    le     Bi-          sulfure    de     bis-(a-formamido-a,        a-dicarbéthoxy-éthyle)     en milieu     éthanolique    absolu, à chasser ensuite l'étha  nol par distillation,

   et à effectuer en     milieu    acide  selon les techniques connues l'hydrolyse     décarboxy-          lante    du résidu de la distillation ; pour exécuter     cette     hydrolyse, on     peut,    d'une façon générale, utiliser un  acide     fort    à l'état dilué (solution aqueuse ayant un  titre compris entre 5 à 30     "/o),    et faire bouillir le  résidu de distillation avec cet acide ;

   on     utilise    de  préférence de l'acide chlorhydrique à un titre de  l'ordre de 25     ')/o.    On a remarqué qu'en ajoutant à  un tel acide de l'acide acétique en moindre propor  tion, de préférence de l'ordre de 5 à 50 %, par     rap-          port    à     la        solution        d'acide    à     25        %,        on        accélérait        con-          sidérablement    la vitesse de décarboxylation,

   appa  remment grâce à l'action solubilisante de l'acide acé  tique à l'égard du Bisulfure soumis à l'hydrolyse ; si       en        revanche        on        ajoute        plus        de        70        %        d'acide        acétique     la décarboxylation n'est plus favorisée et est plutôt  freinée.

   La     proportion    optimum d'acide acétique à  ajouter peut être dans chaque cas déterminée par des  essais ; ainsi les proportions les meilleures (par rap  port à l'acide chlorhydrique à 25 0/0) sont d'environ  5 à     15        %        pour        le        composé        formiamidé,

          20    à     30        0/0          pour        le        composé        benzamidé        et        30    à     50        %        pour        le     composé     phtalimidé.    Au lieu d'acide acétique, on  peut aussi utiliser du     dioxane    qui offre toutefois l'in  convénient d'être plus     coûteux.     



  L'intérêt de soumettre sans purification à l'hydro  lyse le produit intermédiaire de la réaction dans  l'éthanol découle à la fois de ce que les opérations  se trouvent ainsi     simplifiées    et les     pertes    évitées et de  ce que, dans les liqueurs mères de cristallisation des  produits     intermédiaires,    on trouve souvent des sirops  incristallisables qui néanmoins se révèlent capables  de fournir de la     cystine    par hydrolyse     décarboxylante.     



  Lorsqu'on travaille ainsi sans isolement du pro  duit intermédiaire à l'état pur, on peut produire de  la     cystine    avec un rendement de l'ordre de 80 à 85 0/0.  



  Dans les exemples suivants, tous les points de  fusion sont mesurés au tube de     Thiele.       <I>Exemple 1</I>  On utilise du     disulfure    de     bis-chlorométhyle          (CICH2-S-S-CH2Cl)    pur, préparé et     purifié,    par  exemple, selon. les indications de     Davies    et     Hambly,          Australian    J.     Chem.    1953, 6, 152-155 ; ce     disulfure     doit avoir été rectifié sous vide dans une     colonne    de  grande hauteur (par exemple une colonne de     Vigreux     de 1,20 m), afin d'être très pur.  



       L'acétamido        malonate    d'éthyle sodé peut être pré  paré par l'action - du sodium sur de     l'acétamido          malonate    d'éthyle dans du xylène,     ce    qui est lent et  peu pratique.  



  Le mode de préparation suivant s'est avéré pré  férable:  Dans un ballon muni d'un agitateur, on dissout  2,82 g de sodium dans 50     cm3    d'éthanol anhydre (dis  tillé sur Mg suivant la technique de     Vogel,      A     text     book of     practical        organic        chemistry        n    p. 165-l66) on  ajoute alors, peu à peu, 26,65 g     d'acétamido        malo-          nate    d'éthyle anhydre dissous dans 300     cm8    de  benzène anhydre.

   Le ballon est ensuite muni, en plus  de l'agitateur, d'un réfrigérant ascendant garni à son  extrémité d'une garde de     CaCl2.    Après deux heures  d'agitation à l'ébullition, il y a apparition d'un pré  cipité blanc jaunâtre. On distille alors jusqu'à dispa  rition de la présence d'alcool dans le distillat. Il faut  pour cela distiller environ 200 cm' de solvant.  



  On complète ensuite le résidu de distillation pré  cédent à 300 cors de benzène anhydre et on ajoute,  en une fois, 10 g de     Bisulfure    de     bis-chlorométhyle     parfaitement rectifié et recueilli sur 10. Le mélange  est     porté    à     reflux    pendant 10 heures (un essai effec  tué à la température     ordinaire    a révélé qu'après  15 heures d'agitation, la réaction était pratiquement  nulle). Après     refroidissement,    le benzène et les pro  duits de réaction forment un gel blanc jaunâtre.  



  Le benzène est chassé par distillation à la pres  sion     ordinaire    au bain à huile puis sous pression  réduite (20     m/m)    on obtient 36 g d'un produit blanc.  



  Dans un ballon de 250     cm3    muni d'un réfrigérant  ascendant on place 10 g du produit     ainsi    obtenu,  après expulsion du benzène, avec 100     cm3    d'acide  chlorhydrique à 25 0/0. Le mélange est     porté    à l'ébul  lition pendant 6 heures ou mieux pendant 8 à 10 heu  res. Après 5 heures, il y a dissolution totale du pro  duit. Après refroidissement, on     filtre    la solution pour  éliminer une très faible quantité de matière insoluble.  Le filtrat incolore est amené à neutralité (tournesol)  avec de l'ammoniaque.

   La solution est abandonnée  une nuit à la     glacière,    le précipité est essoré et lavé  à     l'eau.        On        le        dissout        dans:        l'ammoniaque    à     20'%.        La     solution obtenue est filtrée puis la     cystine    est précipitée  par addition d'acide acétique jusqu'à     neutralité    (tour  nesol).

   La     cystine    est lavée à l'eau glacée puis à     l'al-          cool        et        l'éther.        Le        rendement        est        de        80        %    à     partir        du     produit intermédiaire. Cette     cystine    fond vers 2600  avec décomposition. Ce composé est     absolument    iden  tique à la     cystine        optiquement    inactive.

      
EMI0004.0001     
  
    Analyse
<tb>  Calculé: <SEP> Trouvé
<tb>  C <SEP> Q/o <SEP> = <SEP> 29,99 <SEP> C'o/o <SEP> = <SEP> 29,88 <SEP> - <SEP> 29,84
<tb>  H'o/o <SEP> = <SEP> 5,03 <SEP> H'o/o <SEP> = <SEP> 4,90 <SEP> - <SEP> 5,03
<tb>  N <SEP> % <SEP> = <SEP> 11,66 <SEP> N <SEP> o/o <SEP> = <SEP> 11,74 <SEP> - <SEP> 11,48
<tb>  S <SEP> 'o/o <SEP> = <SEP> 26,69 <SEP> S <SEP> 'o/o <SEP> = <SEP> 26,83 <SEP> - <SEP> 27,10       Ce produit donne la réaction de Sullivan comme  la     dl-cystine    et, à la chromatographie sur papier, il  se comporte     comme    la     dl-cystine    et la     mésocystine     préparées par d'autres voies.  



  On a réussi à séparer     aisément    la     dl-cystine     d'avec la     mésocystine    en     appliquant    la méthode indi  quée par     Loring    et du     Vigneaud    d'ans J.     Biol.        Chem.     1933, 102, 287.  



  On peut modifier     certaines    conditions opératoi  res ; ainsi, en particulier, on peut     effectuer    l'hydro  lyse     décarboxylante    avec de l'acide chlorhydrique  plus dilué (notamment de l'acide à 20 0/0), remplacer  le benzène par du toluène (la     réaction    est alors un  peu plus rapide) pour préparer le Bisulfure de     bis-          (a-acétylamido-a,        a-dicarbéthoxy-éthyle)    et utiliser un  Bisulfure de     bis-(a-amino-a,        a-dicarbalcoxy-éthyle)

       dont les groupements d'amine sont ou bien libres ou  bien     acylés    par un groupe autre que le groupe     acéty-          lique,    en     particulier    par le groupe     formylique    ou       phtalylique.    De même l'alcool qui estérifie les grou  pes carboxyliques peut être autre que l'alcool éthyli  que.  



  <I>Exemple 2</I>  a) Dans un ballon de 500     cm3    muni d'un dis  positif d'agitation     mécanique,    d'un réfrigérant à re  flux, d'une ampoule à brome et d'un thermomètre,  on place 200     cm3    d'éthanol absolu avec 4,6 g de  sodium. Lorsque la solution alcoolique est à une  température de 400 on ajoute 40,6 g de     formamido-          malonate    d'éthyle dissous dans 100     cm3    d'éthanol.  



  On agite le mélange pendant une demi-heure.  Après ce temps, lorsque la température est à     30 ,    on  introduit     lentement    16,3 g de Bisulfure de     bis-chloro-          méthyle    et on     chauffe    le mélange à reflux pendant  une heure.  



  Après     refroidissement,    on filtre le mélange afin  d'éliminer le chlorure de sodium formé.  



  On chasse l'alcool par distillation sous vide et,  au résidu gommeux, on ajoute 400     cm3    d'acide  chlorhydrique à 25     fl/o    avec 20     cm3    d'acide acétique  concentré.  



  Le mélange est porté à     reflux    durant 4 à 6 heures  (jusqu'à absence de dégagement de CO.). Durant  l'hydrolyse on prend soin de faire barboter de l'azote  dans le     milieu.     



  Après absence de dégagement de     CO..    on amène  la solution à siccité afin d'éliminer la majeure partie  de l'acide chlorhydrique, puis on reprend le résidu  par de l'eau     distillée    et enfin on traite suivant les  indications de l'exemple 1.    Après la première précipitation par l'ammonia  que, on obtient la     cystine    brute avec un rendement       variant        de        60    à     85        %        suivant        que        l'on        opère    à     l'abri     de l'humidité ou pas.

   Ce rendement peut être obtenu  chaque fois que l'on opère avec des solvants et des  produits rigoureusement anhydres. L'emploi de  l'acide sulfurique pour l'hydrolyse     décarboxylante     n'est pas avantageux vu la difficulté d'éliminer cet  acide.  



  L'ordre des vitesses de décarboxylation semble  être, jusqu'ici, inversement proportionnel au poids  moléculaire des composés utilisés.



  Process for the Preparation of Cystine The importance of cysteine and cysteine hydrochloride is known. It is also known that cysteine, due in particular to its high solubility, presents serious difficulties of isolation and that, to prepare it synthetically, it is recommended to first carry out the synthesis of cystine and then to reduce this disulfide compound.



  The synthesis of cystine and that of cysteine have been the subject of numerous studies. Wood and du Vigneaud (J. Biol. Chem. 1939, 131, 267-271) condensed sodium phthalimido malomate with benzyl thio chloro-methane following the reaction
EMI0001.0017
    By hydrolysis and decarboxylation of this sulfur compound,

   we obtain the S-benzyl derivative <B> of </B> cysteine which is then reduced in liquid ammonia with the help of sodium to obtain cysteine which, oxidized, gives cystine.



  It has also been proposed (Crawhall and Elliolt, J. J. Chem. Soc. 1951, pp. 2071-2077) to attach a hydroxy-methyl group to ethyl thio-benzamido malonate.
EMI0001.0029
    then to dehydrate the methylol compound to thiazoline
EMI0001.0033
    which is then transformed into cysteine.



       Nadeau and Gaud'ry (Car. J. Research, 1949, 27, 421) applied to the case of cysteine the method of synthesis of α-amino acids described by Bücherer (J. Prakt. Chem. 1934, 140, 291 and 141, 5);

   from the diethyl acetal of benzyl thio acetaldehyde, they prepared benzyl thio methyl hydantone, the hydrolysis of which provides S-benzyl cysteine.



       Atkinson, Poppeldorf and Williams (J. Chem. Soc. 1953, p. 580) prepared S-benzyl cysteine from ethyl acetamido malonate by a complicated method, comprising the preparation of acetamido dimethyl-amino - ethyl methyl malonate (by the action of formaldehyde and dimethylamine),

      the transformation of this tertio-amino compound into iodomethylate, the reaction of iodomethylate with sodium benzyl thiolate to obtain ethyl acetamida benzyl-thio-methyl malonate which, when decarboxylated, provides S-benzyl cysteine .



  For the record, we will cite the syntheses from the series described by Erlenmeyer (Berichte Ber deutsch. Chem. Ges. 1903, 36, 2720 and Ann. 337, 236), by Fry (J. Org. Chem. 1950, 15, 438 ) and by Crawhall and Elliolt (J. Chem. Soc. 195l, p.

   2071) and the syntheses from chloracrylonitrile (Gundermann, Angew. Chem. 1952, 64, 594 and Ann. 1952, 578, 45) from methyl chloracrylate (Behringer and P. Zillikens, Ann. 1951, 574 , 140), from α-acetamido-acrylic acid (Schürbel and Wagner, Naturwiss. 1947, 34, 189 and Farlow J.

         Biol. Chem. 1948, 176, 71) from oxazolones (CR Acad. Sci. 240, 1955, 208-210) and from α-acetamido acrylic acid, with passage through N-benzyl thio-carbonylamino ethyl malonate (Arnstein and Crawhall, J. 1953, 55, 2, 180-185).



  Most of these syntheses lead to S benzyl-cysteine and we are thus brought back to the problem solved by Wood and du Vigneaud. However, the reduction applied by these authors, that is to say the reduction with sodium and liquid ammonia, is a laboratory process which cannot be transposed economically to an industrial scale.



  However, the licensee has found that it is possible to obtain easily and with a good yield a mixture of dl-cystine and mesocystine by first preparing a bis- (a-amino-a, a-di -carbalcoxyethyl) containing free or blocked amine groups and by subjecting this bisulfide to decarboxylating hydrolysis according to one of the known methods.



  In particular, a bis- (α-acylamido-a, α-di-carbalkoxy-ethyl) bisulfide, in particular bis- (α-acet-amido-α, α-dicarbethoxy-ethyl) bisulfide, can be prepared in particular. )
EMI0002.0098
    by condensing, in molecular proportion 2:

   1, a sodium or potassium derivative of an alkyl acylamido malonate, in particular that of ethyl acetylamido malonate, with a bis-halo-methyl disulfide, in particular bis-chloromethyl disulfide, in anhydrous organic medium, preferably in a benzene or toluene medium.



  The bisulfide obtained is probably present as a mixture with partial hydrolysis products, in particular bis- (α-acetamido-α-carboxy-carbethoxy-ethyl) bisulfide.
EMI0002.0111
    and the aza-lactonized compound
EMI0002.0113
    when starting from ethyl acetylamido malonate.



  It has been found that in order to prepare cystine it is not necessary to attempt to separate bis- (α-acetamido-α, (x-di-carbethoxy-ethyl) bisulfide from the products of its partial hydrolysis which It is possible to use very well, and there is therefore an advantage in using, as raw material, the crude product of the condensation reaction defined above, after having simply separated it from the organic medium in which he was born.

   It suffices, for example, to remove the major part of the benzene by distillation under ordinary pressure and the last traces by distillation, under vacuum, after which the decarboxylating hydrolysis can be carried out in the distillation vessel itself.



  In order to convert the bisulfide or the mixture of bisulfides defined above into cystine, with separation of alcohol and carbon dioxide and deblocking of the amino groups, it can be treated with hydrochloric acid diluted at the boiling point. To separate the cystine formed, it suffices to neutralize the crude product of the reaction, after having filtered it, then to isolate the precipitate and to purify it.



  Optically inactive cystine is thus collected, accompanied by its isomer, mesocystine. If desired, they can be separated from one another, for example by applying the method described by Loring and du Vigneaud (J. Biol. Chem. 1933, 102, 287).



  The process described above offers the advantage of allowing the preparation of cystine in a very simple and quantitative manner without involving treatment which is prohibitive on an industrial scale. When starting from sodium ethyl acetamido malonate and bis-chloromethyl disulfide, the yield of cystine, relative to this disulfide, is generally 70 to 75%.



  The present invention relates to a process for the preparation of cystine, characterized in that a bis- (a-amino- or a-acylamino- a, a-dicarbalcoxy-ethyl) bisulphide is subjected to decarboxylating hydrolysis. .



  Among bis- (α-acylamido-u, α-dicarbalcoxy-ethyl disulfides, bis- (α-form-amido-α, α-dicarbalcoxy-ethyl) disulfides, more especially bis- (a -formamido-a, (x-dicarbethoxy-ethyl) and bis- (a-acetamido-a, a-di-carbethoxy-ethyl) disulfide,

      are particularly suitable as raw materials for the synthesis of cystine, since their decarboxylating hydrolysis is carried out much more rapidly, in this case within a few hours, than those of various other disulfides containing amidified amino groups, for which it requires several days.



  To synthesize cystine, there is an advantage in preparing bis- (a-acylamido-a, a-dicarbalcoxy-ethyl) disulfide or bis- (a-amino-a, a-dicarbalcoxy- disulfide). ethyl), preferably bis- (α-formamido-α, α-dicarbethoxy-ethyl) bisulphide in absolute ethanolic medium, to then be removed from the ethanol by distillation,

   and in carrying out in an acidic medium according to known techniques the decarboxylating hydrolysis of the residue from the distillation; in order to carry out this hydrolysis, it is generally possible to use a strong acid in the diluted state (aqueous solution having a titer of between 5 to 30 "/ o), and to boil the distillation residue with this acid;

   hydrochloric acid is preferably used in a titer of the order of 25 ') / o. It has been observed that by adding acetic acid to such an acid in a smaller proportion, preferably of the order of 5 to 50%, with respect to the 25% acid solution, the con - the speed of decarboxylation dramatically,

   Apparently thanks to the solubilizing action of acetic acid with respect to the bisulfide subjected to hydrolysis; if, on the other hand, more than 70% acetic acid is added, the decarboxylation is no longer favored and is rather slowed down.

   The optimum proportion of acetic acid to be added can in each case be determined by tests; thus the best proportions (relative to 25% hydrochloric acid) are about 5 to 15% for the formiamide compound,

          20 to 30% for the benzamide compound and 30 to 50% for the phthalimid compound. Instead of acetic acid, it is also possible to use dioxane which, however, has the disadvantage of being more expensive.



  The advantage of subjecting the intermediate product of the reaction in ethanol to hydrolysis without purification results both from the fact that the operations are thus simplified and the losses avoided and from the fact that, in the mother liquors of crystallization intermediate products, incrystallizable syrups are often found which nevertheless prove capable of supplying cystine by decarboxylating hydrolysis.



  When working in this way without isolation of the intermediate product in the pure state, cystine can be produced with a yield of the order of 80 to 85%.



  In the following examples, all melting points are measured using a Thiele tube. <I> Example 1 </I> Pure bis-chloromethyl disulphide (CICH2-S-S-CH2Cl) is used, prepared and purified, for example, according to. the indications of Davies and Hambly, Australian J. Chem. 1953, 6, 152-155; this disulfide must have been rectified under vacuum in a column of great height (for example a Vigreux column of 1.20 m), in order to be very pure.



       Sodium ethyl acetamido malonate can be prepared by the action of sodium on ethyl acetamido malonate in xylene, which is slow and inconvenient.



  The following method of preparation has proved to be preferable: In a flask fitted with a stirrer, 2.82 g of sodium are dissolved in 50 cm3 of anhydrous ethanol (distilled on Mg according to the technique of Vogel, A text book of practical organic chemistry n p. 165-166) is then added, little by little, 26.65 g of anhydrous ethyl acetamido malonate dissolved in 300 cm8 of anhydrous benzene.

   The flask is then fitted, in addition to the stirrer, with an ascending condenser lined at its end with a CaCl2 guard. After two hours of stirring at the boil, a yellowish-white precipitate appears. The mixture is then distilled until the presence of alcohol in the distillate has disappeared. This requires distilling about 200 cm 3 of solvent.



  The residue from the previous distillation is then made up to 300 cores of anhydrous benzene and 10 g of bis-chloromethyl disulfide which has been perfectly rectified and collected in 10 are added all at once. The mixture is refluxed for 10 hours (a test carried out at room temperature revealed that after 15 hours of stirring the reaction was practically nil). After cooling, the benzene and the reaction products form a yellowish-white gel.



  The benzene is distilled off at ordinary pressure in an oil bath and then under reduced pressure (20 m / m), 36 g of a white product are obtained.



  In a 250 cm3 flask fitted with an ascending condenser, 10 g of the product thus obtained are placed, after expelling the benzene, with 100 cm3 of 25% hydrochloric acid. The mixture is brought to the boil for 6 hours or better for 8 to 10 hours. After 5 hours, the product has completely dissolved. After cooling, the solution is filtered to remove a very small amount of insoluble material. The colorless filtrate is brought to neutrality (sunflower) with ammonia.

   The solution is left in the cooler overnight, the precipitate is drained and washed with water. It is dissolved in: 20% ammonia. The solution obtained is filtered then the cystine is precipitated by addition of acetic acid until neutral (Nesol tower).

   The cystine is washed with ice water and then with alcohol and ether. The yield is 80% from the intermediate product. This cystine melts around 2600 with decomposition. This compound is absolutely identical to optically inactive cystine.

      
EMI0004.0001
  
    Analysis
<tb> Calculated: <SEP> Found
<tb> C <SEP> Q / o <SEP> = <SEP> 29.99 <SEP> C'o / o <SEP> = <SEP> 29.88 <SEP> - <SEP> 29.84
<tb> H'o / o <SEP> = <SEP> 5.03 <SEP> H'o / o <SEP> = <SEP> 4.90 <SEP> - <SEP> 5.03
<tb> N <SEP>% <SEP> = <SEP> 11.66 <SEP> N <SEP> o / o <SEP> = <SEP> 11.74 <SEP> - <SEP> 11.48
<tb> S <SEP> 'o / o <SEP> = <SEP> 26.69 <SEP> S <SEP>' o / o <SEP> = <SEP> 26.83 <SEP> - <SEP> 27 This product gives the Sullivan reaction like dl-cystine and on paper chromatography it behaves like dl-cystine and mesocystine prepared by other routes.



  It has been possible to easily separate dl-cystine from mesocystine by applying the method indicated by Loring and du Vigneaud of years J. Biol. Chem. 1933, 102, 287.



  It is possible to modify certain operating conditions; thus, in particular, the decarboxylating hydrolysis can be carried out with more dilute hydrochloric acid (in particular 20% acid), replacing the benzene with toluene (the reaction is then a little faster) to prepare bis- (a-acetylamido-a, a-dicarbethoxy-ethyl) bisulfide and use bis- (a-amino-a, a-dicarbalcoxy-ethyl) bisulfide

       in which the amine groups are either free or else acylated by a group other than the acetyl group, in particular by the formyl or phthalyl group. Likewise the alcohol which esterifies the carboxylic groups may be other than ethyl alcohol.



  <I> Example 2 </I> a) In a 500 cm3 flask fitted with a mechanical agitation device, a re-flow condenser, a bromine funnel and a thermometer, we place 200 cm3 of absolute ethanol with 4.6 g of sodium. When the alcoholic solution is at a temperature of 400, 40.6 g of ethyl formamidomonate dissolved in 100 cm 3 of ethanol are added.



  The mixture is stirred for half an hour. After this time, when the temperature is at 30, 16.3 g of bis-chloromethyl disulfide are slowly introduced and the mixture is heated under reflux for one hour.



  After cooling, the mixture is filtered in order to remove the sodium chloride formed.



  The alcohol is removed by vacuum distillation and, to the gummy residue, 400 cm3 of 25 fl / o hydrochloric acid are added with 20 cm3 of concentrated acetic acid.



  The mixture is brought to reflux for 4 to 6 hours (until there is no evolution of CO.). During hydrolysis care is taken to bubble nitrogen in the medium.



  After no release of CO .. the solution is brought to dryness in order to remove the major part of the hydrochloric acid, then the residue is taken up in distilled water and finally the treatment is carried out according to the indications of Example 1 After the first precipitation with ammonia, crude cystine is obtained with a yield varying from 60 to 85% depending on whether the operation is protected from humidity or not.

   This yield can be obtained each time one operates with solvents and strictly anhydrous products. The use of sulfuric acid for the decarboxylating hydrolysis is not advantageous in view of the difficulty of removing this acid.



  The order of the decarboxylation rates seems to be, so far, inversely proportional to the molecular weight of the compounds used.

 

Claims (1)

REVENDICATION Procédé de préparation de la cystine, caractérisé en ce qu'on soumet un Bisulfure de bis-(a-amino- ou a-acylamino-a, a-dicarbalcoxy-éthyle) à une hydro lyse décarboxylante. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on soumet in situ à l'hydrolyse décarboxylante le produit bru tel qu'on l'obtient par condensation d'un dérivé alcalin d'un amino malonate d'alcoyle avec un Bisulfure de bis-halogénométhyle dans de l'éthanol anhydre puis en chassant ce diluant. 2. CLAIM Process for the preparation of cystine, characterized in that a bis- (a-amino- or a-acylamino-a, a-dicarbalcoxy-ethyl) bisulfide is subjected to decarboxylating hydrolysis. SUB-CLAIMS 1. Method according to claim, characterized in that the crude product as obtained by condensation of an alkaline derivative of an alkyl amino malonate with decarboxylating hydrolysis is subjected in situ to a bis-halogenomethyl disulfide in anhydrous ethanol and then expelling this diluent. 2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on effectue l'hydrolyse décarboxylante au moyen d'acide chlorhydrique dilué, à la température d'ébullition, puis on neutralise et sépare le précipité de cystine. 3. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on part d'un Bisulfure de bis-(a-acylamino-a, a-dicarbalcoxy-éthyle). 4. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que les groupes carbalcoxy du Bisulfure sont des groupes carbéthoxy. 5. Process according to claim, characterized in that the decarboxylating hydrolysis is carried out by means of dilute hydrochloric acid at the boiling temperature, then the cystine precipitate is neutralized and separated. 3. Method according to claim, characterized in that one starts from a bis- (a-acylamino-a, a-dicarbalcoxy-ethyl) bisulphide. 4. Method according to claim, characterized in that the carbalkoxy groups of the bisulfide are carbethoxy groups. 5. Procédé selon la revendication et les sous- revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'on part du Bisulfure de bis-(a-formamido-u, a-dicarbéthoxy- éthyle). 6. Procédé selon la revendication et les sous revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'on part du Bisulfure de bis-(a-acétamido-a, a-dicarbéthoxy- éthyle). 7. Process according to claim and sub-claims 3 and 4, characterized in that the starting point is bis- (a-formamido-u, a-dicarbethoxy-ethyl) disulphide. 6. Method according to claim and sub-claims 3 and 4, characterized in that the starting point is bis- (a-acetamido-a, a-dicarbethoxy-ethyl) disulfide. 7. Procédé selon la revendication et la sous- revendication 2, caractérisé en ce que l'acide chlor hydrique dilué est additionné d'acide acétique en moindre proportion. 8. Procédé selon la revendication et la sous- revendication 2, caractérisé en ce que l'acide chlor hydrique dilué est additionné de dioxane. Process according to Claim and sub-Claim 2, characterized in that the dilute hydrochloric acid is added with acetic acid in a smaller proportion. 8. The method of claim and sub-claim 2, characterized in that the dilute hydrochloric acid is added dioxane.
CH354453D 1955-11-30 1956-11-26 Process for preparing cystine CH354453A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR354453X 1955-11-30
FR1152952T 1956-05-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH354453A true CH354453A (en) 1961-05-31

Family

ID=26214587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH354453D CH354453A (en) 1955-11-30 1956-11-26 Process for preparing cystine

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH354453A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2658513A1 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF CIS-BETA-PHENYLGLYCIDIC- (2R, 3R) ACID.
CH395065A (en) Process for preparing polyene carboxylic acid derivatives
FR2583746A1 (en) PROCESS FOR THE OPTICAL DEDOLUTION OF A PHENYLACETIC ACID DERIVATIVE
FR2731219A1 (en) PROCESS FOR THE SYNTHESIS OF ALPHA-SUBSTITUTED ACRYLIC ACIDS AND THEIR APPLICATION
EP0021940B1 (en) Amino derivatives of benzothiazole, process for their preparation and their use in therapy
CH354453A (en) Process for preparing cystine
CH615414A5 (en)
EP1205476A1 (en) Process for the synthesis of N-(mercaptoacyl)-amino acids derivatives from alpha-substituted acrylic acids
EP0279716B1 (en) Process for the n-omega-trifluoroacetylation of alpha, omega-saturated aliphatic diamino-monocarboxylic acids
JP2002544252A (en) Process for preparing R-(-)-carnitine from S-(-)-chlorosuccinic acid or derivatives thereof
JP2002534407A5 (en)
CH615673A5 (en)
EP0030505B1 (en) Lactones substituted by an amino-acid residue, their preparation and their use in the separation of said lactones or amino acids
EP0124407B1 (en) Process for the preparation of alkanoic acids
EP0302799B1 (en) Process for the preparation of l,l or d,d or racemic n6-benzyloxycarbonyl-2,6-diamino-pimelamic acid
JP3959798B2 (en) Method for optical resolution of 1- (3-methoxyphenyl) ethylamine
CH637621A5 (en) PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF HYDROXY-4, 3,5-DIMETHOXY-BENZOIC ACID FROM TRIMETHOXY-3,4,5 BENZOIC ACID.
FR2590894A1 (en) AMINO-4-BUTANOIC ACID DERIVATIVES, PROCESS FOR PREPARING SAME AND USE THEREOF
FR2684673A1 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF A DERIVATIVE OF RACEMIC 2-AMINO NAPHTYRIDINE.
FR2587339A1 (en) NOVEL DRUGS COMPRISING 2,3-OR 3,4-DIPHENYL DERIVATIVES OF G-NITRIL ESTERS OR CYCLING PRODUCTS AND METHODS FOR PREPARING THE SAME
WO2000061573A1 (en) Novel benzodioxinones and method for obtaining same
CH327724A (en) Dl-proline resolution process
CH637378A5 (en) CYCLOALKYLALKYLIC BENZAMIDES.
FR2702213A1 (en) Process for preparing N-methyl (3-pyridyl) -2-tetrahydrothiopyranecarbothioamide-2-oxide-1- (1R, 2R).
BE858897A (en) PHTHALIDYL ESTERS OF THERAPEUTICALLY ACTIVE ARYL-ALKANOIC ACIDS AND PROCESS FOR THEIR PREPARATION