EP3562949A1 - Procédé de synthèse de polysulfures fonctionnalisés - Google Patents

Procédé de synthèse de polysulfures fonctionnalisés

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Publication number
EP3562949A1
EP3562949A1 EP17829270.2A EP17829270A EP3562949A1 EP 3562949 A1 EP3562949 A1 EP 3562949A1 EP 17829270 A EP17829270 A EP 17829270A EP 3562949 A1 EP3562949 A1 EP 3562949A1
Authority
EP
European Patent Office
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serine
homoserine
sulfhydrylase
polysulfide
formula
Prior art date
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Pending
Application number
EP17829270.2A
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German (de)
English (en)
Inventor
Georges Fremy
Arnaud MASSELIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arkema France SA
Original Assignee
Arkema France SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Arkema France SA filed Critical Arkema France SA
Publication of EP3562949A1 publication Critical patent/EP3562949A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P11/00—Preparation of sulfur-containing organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
    • C12P13/12—Methionine; Cysteine; Cystine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C323/00—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups
    • C07C323/50—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C323/51—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having the sulfur atoms of the thio groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton
    • C07C323/57—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having the sulfur atoms of the thio groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C323/58—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having the sulfur atoms of the thio groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups with amino groups bound to the carbon skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds

Definitions

  • the invention relates to the field of organic polysulfides and more particularly to a process for synthesizing functionalized organic polysulfides.
  • Organic polysulfides are used in many applications. Indeed, depending on the functions they carry, they can be used as additives for lubrication, as anti-wear agent, extreme pressure agent or antioxidant. They are also used during the presulphuration of hydrotreating catalysts of petroleum cuts or vulcanization. They can also be used in the formulation of lubricating formulations, for example for gearboxes or for machining materials. In addition, they can be used in the manufacture of cement, concrete or bitumen. Finally, they may be used in the composition of certain anti-radiation drugs or for other therapeutic purposes.
  • organic polysulfides are commonly synthesized by a reaction process between a mercaptan, sulfur and a basic catalyst. They can also be prepared by a reaction process between an olefin of petroleum or renewable origin with sulfur and hydrogen sulphide.
  • these processes for obtaining organic polysulfides require high temperature and / or pressure conditions in order to be efficient.
  • the present invention relates to a process for the synthesis of at least one functionalized organic polysulfide of formula (I):
  • Ri and R 7 are a hydrogen or a branched or unsaturated branched or unsaturated hydrocarbon chain, linear or cyclic, aromatic or not, from 1 to 20 carbon atoms, which may comprise heteroatoms;
  • R2 is (i) either zero (when X represents -CN), (ii) a hydrogen, (iii) or -OR3, R3 being a linear or cyclic hydrogen or a branched or unsaturated, saturated or unsaturated hydrocarbon-based chain, aromatic or not, of 1 to 20 carbon atoms, which may contain heteroatoms, (iv) or -NR4R5, R 4 and R 5 , different or different, being a hydrogen or a branched or unsaturated hydrocarbon chain, saturated or unsaturated, linear or cyclic, aromatic or not, of 1 to 20 carbon atoms, which may comprise heteroatoms;
  • n 1 or 2;
  • - a is an integer or decimal between 2 and 10, preferably between 2 and 6;
  • said method comprising the steps of:
  • R 1, R 2 , R 7, X and * are as defined above,
  • R 6 is a hydrogen or a branched or unsaturated branched or unsaturated hydrocarbon chain, linear or cyclic, aromatic or otherwise, of 1 to 20 carbon atoms, which may comprise heteroatoms;
  • Rg identical or different, being a proton H, an alkaline, an alkaline earth or an ammonium, preferably a proton H or an alkali, and more particularly an H or Na proton;
  • the functionalized organic polysulfide of formula (I) obtained according to the process according to the invention is an enantiomerically pure organic polysulfide.
  • “functionalized organic polysulfide” is meant any type of organic polysulfide of formula (I) whose nitrogen atom carries a functional group (except when R 1 represents the hydrogen atom) and / or the carbon atom alpha to the nitrogen atom carries a functional group (except when -X- represents -CH2- and R2 the hydrogen atom).
  • R 1 and R 7 represent the hydrogen atom.
  • R2 represents -OR3, R3 being a hydrogen.
  • n is equal to 1.
  • n is equal to 2.
  • R 1 represents the hydrogen atom
  • R 2 represents -OR 3 with R 3 being a hydrogen
  • n is 1
  • the compound of formula (I) is polysulfide dicysteine.
  • R 1 represents the hydrogen atom
  • R 2 represents -OR 3 with R 3 being a hydrogen
  • n is 2
  • the compound of formula (I) is dihomocysteine polysulfide.
  • R 1 represents the hydrogen atom
  • R2 represents -OR 3 with R 3 being a hydrogen
  • n is 1 and the compound of formula (II) is a derivative of L-serine.
  • the L-serine derivative used in the process according to the invention may, for example and without limitation, be chosen from ⁇ -phospho-L-serine, O-succinyl-L-serine, O-acetyl-L-serine, ⁇ -acetoacetyl-L-serine, ⁇ -propio-L-serine, O-coumaroyl-L-serine, ⁇ -malonyl-L-serine, ⁇ -hydroxymethylglutaryl-L-serine, ⁇ -pimelyl-L-serine and ⁇ -sulfato- L-serine.
  • the L-serine derivative is chosen from ⁇ -phospho-L-serine, ⁇ -succinyl-L-serine, ⁇ -acetyl-L-serine and ⁇ -sulfato-L-serine.
  • the L-serine derivative is O-acetyl-L-serine.
  • R 1 represents the hydrogen atom
  • F3 ⁇ 4 represents -OR 3 with R 3 being a hydrogen atom
  • n is 2 and the compound of formula (II) is a derivative of L-homoserine.
  • L-homoserine used in the process according to the invention may, for example and without limitation, be chosen from O-phospho-L-homoserine, O-succinyl-L-homoserine , ⁇ -acetyl-L-homoserine, O-acetoacetyl-L-homoserine, O-propio-L-homoserine, O-coumaroyl-L-homoserine, O-malonyl-L-homoserine, l O-hydroxymethylglutaryl-L-homoserine, ⁇ -pimelyl-L-homoserine, and O-sulfato- L-homoserine.
  • the derivative of L-homoserine is chosen from O-succinyl-L-homoserine, O-acetyl-L-homoserine, O-phospho-homoserine and O-sulfato. - L-homoserine.
  • the derivative of L-homoserine is O-acetyl-L-homoserine (OAHS).
  • the derivative of L-serine and the derivative of L-homoserine are either commercially available or obtained by any technique known to those skilled in the art.
  • the renewable raw material may be selected from glucose, sucrose, starch, molasses, glycerol, bioethanol, preferably glucose.
  • the derivative of L-serine can also be produced from the acetylation of L-serine, L-serine, which can itself be obtained by fermentation of a renewable raw material.
  • the renewable raw material may be selected from glucose, sucrose, starch, molasses, glycerol, bioethanol, preferably glucose.
  • the derivative of L-homoserine can also be produced from the acetylation of L-homoserine, L-homoserine, which can itself be obtained by fermentation of a renewable raw material.
  • the renewable raw material may be selected from glucose, sucrose, starch, molasses, glycerol, bioethanol, preferably glucose.
  • the inorganic polysulfide used in the process according to the invention has an average sulfur or decimal rank of between 2 and 10, preferably between 2 and 6.
  • the inorganic polysulfide is chosen from polysulfides of alkali, alkaline earth and ammonium.
  • the inorganic polysulfide is selected from sodium polysulfide, potassium polysulfide, calcium polysulfide and ammonium polysulfide.
  • the inorganic polysulfide is sodium polysulfide.
  • the inorganic polysulfide is prepared from sulfide or sulfide according to any technique known to those skilled in the art.
  • the sulfhydrate or sulphide used may be an alkali, alkaline earth or ammonium sulphide or sulphide
  • the inorganic polysulfide may also be prepared from hydroxides, oxides, hydrogen sulfide or sulfur.
  • the amount of sulfur added is adjusted according to the desired average sulfur rank for the inorganic polysulfide.
  • the reaction between said at least one compound of formula (II) and said at least one inorganic polysulfide is carried out in the presence of at least one enzyme, said enzyme preferably being an associated sulfhydrylase. said compound of formula (II).
  • the enzyme that can be used is selected from ⁇ -phospho-L-serine sulfhydrylase, O-succinyl-L-serine sulfhydrylase, ⁇ -acetyl-L-serine sulfhydrylase, ⁇ -acetoacetyl-L-serine sulfhydrylase, O-propio-L-serine sulfhydrylase, ⁇ -coumaroyl-L-serine sulfhydrylase, O-malonyl-L-serine sulfhydrylase , O-hydroxymethylglutaryl-L-serine sulfhydrylase, O-pimelyl-L-serine sulfhydrylase and ⁇ -sulfato-serine sulfhydrylase.
  • the enzyme associated with the L-serine derivative is chosen from O-phospho-L-serine sulfhydrylase, O-succinyl-L-serine sulfhydrylase and O-acetyl-L. -serine sulfhydrylase and ⁇ -sulfato-serine sulfhydrylase.
  • the enzyme associated with the L-serine derivative is O-acetyl-L-serine sulfhydrylase.
  • the enzyme that can be used is selected from O-phospho-L-homoserine, O-succinyl-L-homoserine sulfhydrylase , O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase, O-acetoacetyl-L-homoserine sulfhydrylase, O-propio-L-homoserine sulfhydrylase, O-coumaroyl-L-homoserine sulfhydrylase, ⁇ -malonyl-L -homoserine sulfhydrylase, O-hydroxymethylglutaryl- L-homoserine sulfhydrylase, ⁇ -pimélyl-L-homoserine sulfhydrylase and ⁇ -sulfato- L-homoserine sulfhydrylase.
  • the enzyme associated with the L-homoserine derivative is chosen from ⁇ -phospho-L-homoserine sulfhydrylase, ⁇ -succinyl-L-homoserine sulfhydrylase, rO-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase and ⁇ - sulfato-L-homoserine sulfhydrylase.
  • the enzyme associated with the derivative of L-homoserine is O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase.
  • the enzyme and its associated cofactor are generally dissolved in water before being added to the reaction medium.
  • the amount of enzyme relative to the weight of the compound of formula (II) is between 0.1 and 10% by weight, preferably between 1 and 5% by weight, and the amount of cofactor relative to the compound of formula (II) is between 0.1 and 10% by weight, preferably between 0.5 and 5% by weight.
  • the derivative of L-serine is O-acetyl-L-serine
  • the inorganic polysulfide is sodium polysulfide
  • the enzyme used is O-acetyl-L-serine sulfhydrylase.
  • the organic polysulfide obtained by the process is polysulfide dicysteine.
  • the derivative of L-homoserine is ⁇ -acetyl-L-homoserine
  • the inorganic polysulfide is sodium polysulfide
  • the enzyme used is ⁇ -acetyl-L homoserine sulfhydrylase.
  • the organic polysulfide obtained by the process is dihomocysteine polysulfide.
  • the reaction pH is between 5 and 8, preferably between 6 and 7.5, and more particularly between 6.2 and 7.2.
  • the pH must be regulated according to the optimum functioning of the enzyme.
  • the pH can be regulated by adding basic inorganic polysulfide, dilute sulfuric acid or dilute ammonia.
  • the temperature during the reaction is between 10 and 45 ° C, preferably between 20 and 40 ° C, and more particularly between 25 and 37 ° C.
  • the reaction takes place in an aqueous medium or in the presence of organic solvents if the latter are compatible with the enzymes used.
  • the reaction takes place in an aqueous medium.
  • the reaction can be carried out batchwise, semi-continuously or continuously. Any type of reactor, known to those skilled in the art, may be suitable for this type of reaction.
  • the separation and isolation of the organic polysulfide obtained can be carried out according to any technique known to those skilled in the art, in particular by precipitation and filtration.
  • the f / optional step of the method according to the invention provides additional functions and different from those obtained after step d / or step e /.
  • the functionalized organic polysulfide of formula (I) obtained at the end of step d / may again be functionalized during this step f /.
  • X-R2 represents a carboxylic function
  • the latter can be esterified, reduced to aldehyde, reduced to alcohol and then etherified, amidated, nitrilated or others. All functions can be obtained by those skilled in the art depending on the end use intended for the organic polysulfide.
  • the functionalized organic polysulfide of formula (I) obtained at the end of step d / may be subjected to one or more additional chemical reactions to obtain one or more organic polysulfides with different functions, the said reactions.
  • chemical being any reactions known to those skilled in the art.
  • the functionalized organic polysulfides of formula (I) obtained according to the process according to the invention can be used in many applications such as lubrication, vulcanization, sulphidation of catalysts, in the therapeutic field, and others.
  • the functionalized polysulfides of formula (I) may be used as an antiwear agent, extreme pressure agent or antioxidant. They can also be used in the composition of lubricating formulations or certain drugs such as anti-radiation drugs. Finally, they can be used in the manufacture of cement, concrete or bitumen.
  • Step 1 O-acetyl-L-homoserine was synthesized from L-homoserine and acetic anhydride according to Sadamu Nagai, "Synthesis of O-acetyl-L-homoserine", Academy Press, (1971), vol .17, pp. 423-424.
  • OAHS O-acetyl-L-homoserine
  • a solution of 10 ml of distilled water containing 400 ⁇ l of a solution of pyridoxal-5'-phosphate (10 mmol / L) and 0.6 g of enzyme (O-acetyl-L-) is prepared. homoserine sulfhydrylase) and this solution is added to the reactor. The reaction begins. The pH decreases and in order to maintain the reaction medium at a pH equal to 6.5, the sodium tetrasulfide solution is slowly added via the dropping funnel (a total of 36.2 g (ie 5.4 g of Na2S 4 expressed in 100% - 31 mmol) of the solution obtained in step 2). Samples (1 mL) are taken during the reaction.
  • Step 4 Separation and isolation of dihomocysteine polysulfide:
  • the reaction medium of step 3 is filtered a first time to recover, after drying, 4.4 g of dihomocysteine polysulfide.
  • the residual solution is concentrated by partial evaporation of the water (so as to avoid the precipitation of the sodium acetate present in the reaction medium) under reduced pressure at 30 ° C, a new precipitate is formed.
  • 3.8 g of dihomocysteine polysulfide are again obtained.
  • the overall isolated yield of homoserine polysulfide is 8.2 g over 10.30 g theoretical or 79.6%. Further analyzes on this dry product have showed that this solid contained 41% (elemental analysis) of sulfur (therefore an average rank of 4.3) and that it did not contain elemental sulfur in the free state (HPLC analysis).
  • Example 1 was repeated with the only difference that the solution of pyridoxal-5'-phosphate and enzyme (10 ml of distilled water containing 400 ⁇ l of a solution of pyridoxal-5'-phosphate ( 10 mmol / L) and 0.6 g of enzyme (O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase) were not added to the reactor, but the reaction does not start and it is impossible to to continuously add the sodium polysulfide solution while trying to maintain a pH of 6.5 By increasing to a pH of 8 by adding sodium polysulfide solution, the only reaction observed is a start of hydrolysis of This example shows that this synthesis must be catalyzed by an enzyme in order to be efficient.
  • enzyme O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase
  • Step 1
  • O-acetyl-L-serine is marketed by Sigma-Aldrich. It can also be synthesized by any means known to those skilled in the art from L-serine.
  • 250 g of sodium hydrosulphide (200 mmol) are added to a 250 ml glass reactor in 100 ml of distilled water which is allowed to solubilize while stirring at room temperature using a dye bath. thermostatic oil.
  • 3.2 g of sulfur flower (100 mmol) are gradually added during 2 hours, the solution becomes bright yellow and the S starts degassing from the reaction medium.
  • This reactor is connected to a trap containing 200 ml of a solution containing 10% by weight of sodium hydroxide (500 mmol 100% NaOH).
  • This sodium hydroxide solution makes it possible to trap the h S from the reactor and to follow the progress of the reaction by means of samples analyzed by argentimetric potentiometry.
  • a solution of pyridoxal-5'-phosphate (10 mmol, 0.4 mL) and the enzyme O-acetyl-L-serine sulfhydrylase (0.6 mL) are dissolved in 10 mL of water and added in the reactor.
  • the reaction begins.
  • the pH decreases and in order to maintain the reaction medium at a pH equal to 6.5, the sodium disulfide solution is added slowly via the dropping funnel (a total of 32 g of the solution obtained during the stage is added). 2 or 3.2 g of Na2S2 expressed in 100%, 31 mmol).
  • Samples (1 mL) are taken during the reaction.
  • the potentiometric, TLC, HPLC and UPLC / UV-mass analyzes show a gradual disappearance of the reagents (O-acetyl-L-serine and Na2S2) and the progressive appearance of cystine. The appearance of a precipitate resulting from the formation of cystine is also observed:
  • the reaction medium of step 3 is filtered a first time to recover, after drying, 4.7 g of cystine.
  • the residual solution is concentrated by partial evaporation of the water (so as to avoid the precipitation of the sodium acetate present in the reaction medium) under reduced pressure at 30 ° C., and a new precipitate is formed.
  • 1.2 g of cystine are again obtained.
  • the overall isolated yield of cystine is 5.74 g over 7.44 g theoretical or 77.2%. Further analyzes on this dry product showed that this solid contained 26.82% (elemental analysis) of sulfur (and therefore an average rank of 2.01) and that it did not contain elemental sulfur in the free state (analysis HPLC).

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Abstract

L'invention concerne le domaine des polysulfures organiques et plus particulièrement un procédé de synthèse de polysulfures organiques fonctionnalisés de formule (I) : R2-X-(NR1R7)C*H-(CH2)n-Sa-(CH2)n-C*H(NR1R7)-X-R2 dans laquelle les différents substituants sont tels que définis dans la description, par réaction d'au moins un composé de formule (II) : G-(CH2)n-C*H(NR1R7)-X-R2, dans laquelle les différents substituants sont tels que définis dans la description avec au moins un polysulfure inorganique en présence d'au moins une enzyme choisie parmi les sulfhydrylases. L'invention concerne également les polysulfures organiques fonctionnalisés ce formule (I) obtenus selon le procédé de l'invention, ainsi que leurs utilisations pour la lubrification, la vulcanisation, la sulfuration des catalyseurs, la préparation de médicaments.

Description

PROCÉDÉ DE SYNTHÈSE DE POLYSULFURES FONCTIONNALISÉS
[0001] L'invention concerne le domaine des polysulfures organiques et plus particulièrement un procédé de synthèse de polysulfures organiques fonctionnalisés.
[0002] Les polysulfures organiques sont utilisés dans de nombreuses applications. En effet, selon les fonctions qu'ils portent, ils peuvent être utilisés en tant qu'additifs pour la lubrification, en tant qu'agent anti-usure, agent d'extrême-pression ou anti-oxydant. Ils sont également utilisés lors de la présulfuration de catalyseurs d'hydrotraitement de coupes pétrolières ou la vulcanisation. Ils peuvent aussi entrer dans la composition de formulations lubrifiantes, par exemple pour les boîtes de vitesse ou pour l'usinage des matériaux. Par ailleurs, ils peuvent être utilisés dans la fabrication de ciment, de béton ou de bitume. Enfin, ils peuvent entrer dans la composition de certains médicaments anti-radiation ou pour d'autres usages thérapeutiques.
[0003] Par conséquent, en fonction des polysulfures organiques souhaités, il existe de nombreux procédés de synthèse de ces composés.
[0004] Par exemple, dans l'industrie, les polysulfures organiques sont couramment synthétisés par un procédé de réaction entre un mercaptan, du soufre et un catalyseur basique. Ils peuvent également être préparés par un procédé de réaction entre une oléfine d'origine pétrolière ou renouvelable avec du soufre et du sulfure d'hydrogène. Cependant, ces procédés d'obtention de polysulfures organiques nécessitent des conditions de températures et/ou de pressions élevées afin d'être performants.
[0005] On comprendra facilement que, de par la multitude des applications possibles des polysulfures organiques fonctionnalisés, il existe toujours un besoin de proposer des procédés de synthèse de ces derniers.
[0006] On comprendra également qu'il existe aussi un besoin pour des synthèses de polysulfures organiques fonctionnalisés avec des procédés que l'on peut qualifier de durables, c'est-à-dire réalisables avec des conditions douces de température et de pression, en solution aqueuse avec des pH proches de la neutralité, et avec des matières premières d'origine renouvelable, et dont les rendements sont supérieurs à ceux obtenus avec les procédés déjà existants, et plus généralement selon des procédés plus respectueux de l'environnement.
[0007] Il a maintenant été découvert qu'il était possible de répondre aux ojectifs définis ci- dessus en mettant en œuvre le procédé selon l'invention et tel que décrit ci-après. D'autres objectifs encore apparaîtront dans la suite de la description de la présente invention qui suit. [0008] Ainsi, et selon un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de synthèse d'au moins un polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) :
R2-X-(NRi R7)C*H-(CH2)n-Sa-(CH2)n-C*H(NRi R7)-X-R2 (I)
dans laquelle
- Ri et R7, différents ou non, sont un hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée ramifiée ou non, saturée ou insaturée, linéaire ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone, pouvant comporter des hétéroatomes ;
- X est -C(=0)- ou -CH2- ou -CN ;
- R2 est (i) soit nul (quand X représente -CN), (ii) soit un hydrogène, (iii) soit -OR3, R3 étant un hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée ramifiée ou non, saturée ou insaturée, linéaire ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone, pouvant comporter des hétéroatomes, (iv) soit -NR4R5, R4 et R5, différents ou non, étant un hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée ramifiée ou non, saturée ou insaturée, linéaire ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone, pouvant comporter des hétéroatomes ;
- n est égal à 1 ou 2 ;
- a est un nombre entier ou décimal compris entre 2 et 10, de préférence entre 2 et 6 ; et
- * représente un carbone asymétrique ;
ledit procédé comprenant les étapes de :
a/ fourniture d'au moins un composé de formule (II) :
G-(CH2)n-C*H(NRi R7)-X-R2 (II)
dans laquelle
- n, Ri , R2, R7, X et * sont tels que définis précédemment,
- G représente soit (i) R6-C(=0)-0-, soit (ii) (R80)(R90)-P(=0)-0-, soit (iii) R80-S02-0- ;
- R6 est un hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée ramifiée ou non, saturée ou insaturée, linéaire ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone, pouvant comporter des hétéroatomes ;
- Re et Rg, identiques ou différents, étant un proton H, un alcalin, un alcalino-terreux ou un ammonium, de préférence un proton H ou un alcalin, et plus particulièrement un proton H ou Na ;
b/ fourniture d'au moins un polysulfure inorganique ;
cl réaction entre ledit au moins composé de formule (II) et ledit au moins polysulfure inorganique en présence d'au moins une enzyme choisie parmi les sulfhydrylases, et de préférence une sulfhydrylase associée audit composé de formule (II) ;
61 obtention d'au moins un polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) ; e/ séparation et isolation dudit au moins polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) et ;
f/ de façon optionnelle, fonctionnalisation supplémentaire du polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) obtenu à l'étape d/ ou e/ ;
les étapes a/ et b/ étant, ou non, effectuées de manière simultanée.
[0009] Il a été observé que la configuration des atomes de carbone asymétriques est conservée tout au long de la réaction. Comme autre avantage, il est à noter que le polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) obtenu selon le procédé selon l'invention est un polysulfure organique énantiomériquement pur.
[0010] Par « polysulfure organique fonctionnalisé », on entend tout type de polysulfure organique de formule (I) dont l'atome d'azote porte un groupement fonctionnel (sauf lorsque Ri représente l'atome d'hydrogène) et/ou l'atome de carbone en alpha de l'atome d'azote porte un groupement fonctionnel (sauf lorsque -X- représente -CH2- et que R2 l'atome d'hydrogène).
[0011] L'invention sera mieux comprise au regard de la description et des exemples qui suivent mais n'est en aucun cas limitée aux dits exemples.
[0012] Selon un mode de réalisation préféré, Ri et R7 représentent l'atome d'hydrogène.
[0013] Selon un autre mode réalisation préféré, X représente la fonction -C(=0)-.
[0014] Selon un autre mode de réalisation, R2 représente -OR3, R3 étant un hydrogène.
[0015] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, n est égal à 1 .
[0016] Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, n est égal à 2.
[0017] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, au sein de la formule (I), Ri représente l'atome d'hydrogène, X représente -C(=0)-, R2 représente -OR3 avec R3 étant un hydrogène, n est égal à 1 , et le composé de formule (I) est le polysulfure de dicystéine.
[0018] Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, au sein de la formule (I), Ri représente l'atome d'hydrogène, X représente -C(=0)-, R2 représente -OR3 avec R3 étant un hydrogène, n est égal à 2, et le composé de formule (I) est le polysulfure de dihomocystéine.
[0019] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, au sein de la formule (II), Ri représente l'atome d'hydrogène, X représente la fonction C=0, R2 représente -OR3 avec R3 étant un hydrogène, n est égal à 1 et le composé de formule (II) est un dérivé de la L-sérine.
[0020] Le dérivé de L-sérine utilisé dans le procédé selon l'invention peut, par exemple et de manière non limitative, être choisi parmi ΓΟ-phospho-L-sérine, l'O-succinyl-L-sérine, l'O-acétyl-L-sérine, ΓΟ-acétoacétyl-L-sérine, ΓΟ-propio-L-sérine, l'O-coumaroyl-L-sérine, ΓΟ-malonyl-L-sérine, ΓΟ-hydroxyméthylglutaryl-L-sérine, ΓΟ-pimélyl-L-sérine et ΓΟ-sulfato- L-sérine.
[0021] De manière préférée, le dérivé de L-sérine est choisi parmi ΓΟ-phospho-L-sérine, ΓΟ-succinyl-L-sérine, ΓΟ-acétyl-L-sérine et ΓΟ-sulfato-L-sérine.
[0022] De manière tout particulièrement préférée, le dérivé de L-sérine est l'O-acétyl- L-sérine.
[0023] Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, au sein de la formule (II), Ri représente l'atome d'hydrogène, X représente la fonction C=0, F¾ représente -OR3 avec R3 étant un hydrogène, n est égal à 2 et le composé de formule (II) est un dérivé de la L-homosérine.
[0024] Le dérivé de la L-homosérine utilisé dans le procédé selon l'invention peut, par exemple et de manière non limitative, être choisi parmi l'O-phospho-L-homosérine, l'O-succinyl-L-homosérine, ΓΟ-acétyl-L-homosérine, l'O-acétoacétyl-L-homosérine, l'O-propio-L-homosérine, l'O-coumaroyl-L-homosérine, l'O-malonyl-L-homosérine, l'O-hydroxyméthylglutaryl-L-homosérine, ΓΟ-pimélyl-L-homosérine, et l'O-sulfato- L-homosérine.
[0025] De manière préférée, le dérivé de la L-homosérine est choisi parmi l'O-succinyl- L-homosérine, l'O-acétyl-L-homosérine, l'O-phospho-homosérine et l'O-sulfato- L-homosérine.
[0026] De manière tout particulièrement préférée, le dérivé de la L-homosérine est l'O-acétyl-L-homosérine (OAHS).
[0027] Le dérivé de la L-sérine et le dérivé de la L-homosérine sont, soit disponibles dans le commerce, soit obtenus par toute technique connue de l'homme du métier.
[0028] Ils peuvent par exemple être obtenus par fermentation d'une matière première renouvelable. La matière première renouvelable peut être choisie parmi le glucose, le saccharose, l'amidon, la mélasse, le glycérol, le bioéthanol, de préférence le glucose.
[0029] Le dérivé de la L-sérine peut également être produit à partir de l'acétylation de la L-sérine, la L-sérine, pouvant elle-même être obtenue par fermentation d'une matière première renouvelable. La matière première renouvelable peut être choisie parmi le glucose, le saccharose, l'amidon, la mélasse, le glycérol, le bioéthanol, de préférence le glucose.
[0030] Le dérivé de la L-homosérine peut également être produit à partir de l'acétylation de la L-homosérine, la L-homosérine, pouvant elle-même être obtenue par fermentation d'une matière première renouvelable. La matière première renouvelable peut être choisie parmi le glucose, le saccharose, l'amidon, la mélasse, le glycérol, le bioéthanol, de préférence le glucose. [0031] Le polysulfure inorganique utilisé dans le procédé selon l'invention a un rang moyen en soufre entier ou décimal compris entre 2 et 10, de préférence entre 2 et 6.
[0032] Le polysulfure inorganique est choisi parmi les polysulfures d'alcalins, d'alcalino- terreux et d'ammonium.
[0033] De manière préférée, le polysulfure inorganique est choisi parmi le polysulfure de sodium, le polysulfure de potassium, le polysulfure de calcium et le polysulfure d'ammonium.
[0034] De manière particulièrement préférée, le polysulfure inorganique est le polysulfure de sodium.
[0035] Le polysulfure inorganique est préparé à partir de sulfhydrate ou de sulfure selon toute technique connue de l'homme de métier. Le sulfhydrate ou le sulfure utilisé peut être un sulfhydrate ou un sulfure d'alcalins, d'alcalino-terreux ou d'ammonium
[0036] Le polysulfure inorganique peut également être préparé à partir d'hydroxydes, d'oxydes, d'hydrogène sulfuré ou de soufre.
[0037] La quantité de soufre ajoutée est ajustée en fonction du rang de soufre moyen souhaité pour le polysulfure inorganique.
[0038] Au cours du procédé selon l'invention, la réaction entre ledit au moins composé de formule (II) et ledit au moins polysulfure inorganique s'effectue en présence d'au moins une enzyme, ladite enzyme étant de préférence une sulfhydrylase associée au dit composé de formule (II).
[0039] Ainsi, lorsque le composé de formule (II) est un dérivé de la L-sérine, l'enzyme qui peut être utilisée est choisie parmi ΓΟ-phospho-L-sérine sulfhydrylase, l'O-succinyl-L-sérine sulfhydrylase, ΓΟ-acétyl-L-sérine sulfhydrylase, ΓΟ-acétoacétyl-L-sérine sulfhydrylase, l'O- propio-L-sérine sulfhydrylase, ΓΟ-coumaroyl-L-sérine sulfhydrylase, l'O-malonyl-L-sérine sulfhydrylase, l'O-hydroxyméthylglutaryl-L-sérine sulfhydrylase, l'O-pimélyl-L-sérine sulfhydrylase et ΓΟ-sulfato-sérine sulfhydrylase.
[0040] De manière préférée, l'enzyme associée au dérivé de la L-sérine est choisie parmi l'O-phospho-L-sérine sulfhydrylase, l'O-succinyl-L-sérine sulfhydrylase, l'O-acétyl-L-sérine sulfhydrylase et ΓΟ-sulfato-sérine sulfhydrylase.
[0041] De manière tout particulièrement préférée, l'enzyme associée au dérivé de la L-sérine est l'O-acétyl-L-sérine sulfhydrylase.
[0042] Lorsque le composé de formule (II) est un dérivé de la L-homosérine, l'enzyme qui peut être utilisée est choisie parmi l'O-phospho-L-homosérine, l'O-succinyl-L-homosérine sulfhydrylase, l'O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase, l'O-acétoacétyl-L-homosérine sulfhydrylase, l'O-propio-L-homosérine sulfhydrylase, l'O-coumaroyl-L-homosérine sulfhydrylase, ΓΟ-malonyl-L-homosérine sulfhydrylase, l'O-hydroxyméthylglutaryl- L-homosérine sulfhydrylase, ΓΟ-pimélyl-L-homosérine sulfhydrylase et ΓΟ-sulfato- L-homosérine sulfhydrylase.
[0043] De manière préférée, l'enzyme associée au dérivé de la L-homosérine est choisie parmi ΓΟ-phospho-L-homosérine sulfhydrylase, ΓΟ-succinyl-L-homosérine sulfhydrylase, rO-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase et ΓΟ-sulfato-L- homosérine sulfhydrylase.
[0044] De manière tout particulièrement préférée, l'enzyme associée au dérivé de la L-homosérine est l'O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase.
[0045] Ces dites enzymes fonctionnent, tel que parfaitement connu de l'homme du métier, en présence d'un cofacteur tel que le pyridoxal-5'-phosphate.
[0046] L'enzyme et son cofacteur associé sont généralement dissous dans de l'eau avant d'être ajoutés au milieu réactionnel. La quantité d'enzyme par rapport à la masse du composé de formule (II) est comprise entre 0,1 et 10% en poids, de préférence entre 1 et 5% en poids, et la quantité de cofacteur par rapport au composé de formule (II) est comprise entre 0,1 et 10% en poids, de préférence entre 0,5 et 5% en poids.
[0047] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le dérivé de la L-sérine est l'O- acétyl-L-sérine, le polysulfure inorganique est le polysulfure de sodium. et l'enzyme utilisée est l'O-acétyl-L-sérine sulfhydrylase.
[0048] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le polysulfure organique obtenu selon le procédé est le polysulfure de dicystéine.
[0049] Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le dérivé de la L-homosérine est ΓΟ-acétyl-L-homosérine, le polysulfure inorganique est le polysulfure de sodium et l'enzyme utilisée est ΓΟ-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase.
[0050] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le polysulfure organique obtenu selon le procédé est le polysulfure de dihomocystéine.
[0051] En ce qui concerne les conditions de pH, de températures, de milieu de synthèse, on peut se référer à celles décrites dans les demandes WO2008013432 et WO2013029690.
[0052] Ainsi, suivant le domaine de fonctionnement de l'enzyme, le pH réactionnel est compris entre 5 et 8, de préférence entre 6 et 7,5, et plus particulièrement entre 6,2 et 7,2. Dans tous les cas, le pH doit être régulé suivant l'optimum de fonctionnement de l'enzyme. Le pH peut être régulé par ajout de polysulfure inorganique basique, d'acide sulfurique dilué ou d'ammoniaque dilué.
[0053] Ainsi, suivant le domaine de fonctionnement de l'enzyme, la température au cours de la réaction est comprise entre 10 et 45°C, de préférence entre 20 et 40°C, et plus particulièrement entre 25 et 37°C. [0054] La réaction se déroule en milieu aqueux ou en présence de solvants organiques si ces derniers sont compatibles avec les enzymes utilisées. De manière préférée, la réaction se déroule en milieu aqueux.
[0055] La réaction peut être menée en batch, en semi-continu ou en continu. Tout type de réacteurs, connu de l'homme de métier, peut convenir à ce type de réactions.
[0056] Selon un mode de réalisation de l'invention, la séparation et l'isolation du polysulfure organique obtenu peuvent s'effectuer selon toute technique connue de l'homme du métier, en particulier par précipitation et filtration.
[0057] L'étape f/ optionnelle du procédé selon l'invention permet d'obtenir des fonctions supplémentaires et différentes de celles obtenues après l'étape d/ ou l'étape e/.
[0058] En effet, le polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) obtenu à l'issue de l'étape d/ peut de nouveau être fonctionnalisé au cours de cette étape f/. Par exemple, si X-R2 représente une fonction carboxylique, cette dernière peut être estérifiée, réduite en aldéhyde, réduite en alcool puis éthérifiée, amidifiée, nitrilée ou autres. Toutes les fonctions peuvent être obtenues par l'homme de métier en fonction de l'utilisation finale que l'on destine au polysulfure organique.
[0059] Ainsi, le polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) obtenu à l'issue de l'étape d/ peut être soumis à une ou plusieurs réactions chimiques supplémentaires pour obtenir un ou plusieurs polysulfures organiques avec des fonctions différentes, les dites réactions chimiques étant toutes réactions connues de l'homme du métier.
[0060] Les polysulfures organiques fonctionnalisés de formule (I) obtenus selon le procédé selon l'invention peuvent être utilisés dans de nombreuses applications telles que la lubrification, la vulcanisation, la sulfuration des catalyseurs, dans le domaine thérapeutique, et autres.
[0061] En particulier, les polysulfures fonctionnalisés de formule (I) peuvent être utilisés en tant qu'agent anti-usure, agent d'extrême-pression ou anti-oxydant. Ils peuvent également entrer dans la composition de formulations lubrifiantes ou de certains médicaments tels que les médicaments anti-radiation. Enfin, ils peuvent être utilisés dans la fabrication de ciment, de béton ou de bitume.
Exemples
[0062] Les exemples qui suivent permettent d'illustrer la présente invention mais ne sont en aucun cas limitatifs.
Exemple 1 : Synthèse du tétrasulfure de dihomocystéine
Étape 1 : [0063] L'O-acétyl-L-homosérine a été synthétisée à partir de L-homosérine et d'anhydride acétique selon Sadamu Nagai, « Synthesis of O-acétyl-L-homosérine », Académie Press, (1971 ), vol.17, pp. 423-424.
Étape 2 :
[0064] En parallèle, dans un réacteur en verre de 250 mL, sont introduits 1 1 ,21 g de sulhydrate de sodium (200 mmol) dans 100 mL d'eau distillée que l'on laisse solubiliser en agitant à température ambiante grâce à un bain d'huile thermostaté. On ajoute progressivement, pendant 2h, 9,62 g de fleur de soufre (300 mmol), la solution devient rouge et de l'h S commence à dégazer du milieu réactionnel. Ce réacteur est connecté à un piège contenant 200 g de soude à 10% en masse (500mmol NaOH 100%). Cette solution de soude permet de piéger l'h S provenant du réacteur et permet également de suivre l'avancement de la réaction grâce à des prélèvements analysés par potentiométrie argentimétrique. Un faible débit d'azote est introduit dans le réacteur de façon à faciliter le départ de l'H2S. Au bout de 2 heures, l'analyse du piège montre que 100% de l'h S théoriquement produit a été piégé dans la soude pour former du sulfhydrate de sodium. Une fois ce piège saturé (soude totalement convertie) après plusieurs synthèses de polysulfures de sodium, la solution de sulfhydrate de sodium pourra être utilisée telle quelle pour la synthèse de ces polysulfures. Dans le réacteur principal, on obtient 1 17,1 g une solution de Na2S4 titrant 14,9% en masse.
Étape 3 :
[0065] Dans un réacteur thermostaté en verre de 250 mL, sont introduits 10 g (62 mmol) d'O-acétyl-L-homosérine (OAHS provenant de l'étape 1 ) dans 140 mL d'eau distillée. La solution est portée à 35°C sous agitation mécanique. Le pH du milieu réactionnel est de 4,8. On souhaite, avant de mettre l'enzyme, que le pH soit égal à 6,5 ; pour cela on ajoute quelques gouttes de la solution de polysulfures de sodium obtenue à l'étape 2. On effectue un prélèvement (à t = 0) d'1 mL du milieu réactionnel.
[0066] On prépare une solution de 10 mL d'eau distillé contenant 400 μί d'une solution de pyridoxal-5'-phosphate (10 mmol/L) et de 0,6 g d'enzyme (O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase) puis cette solution est ajoutée dans le réacteur. La réaction commence. Le pH diminue et afin de maintenir le milieu réactionnel à un pH égal à 6,5, la solution de tétrasulfure de sodium est ajoutée lentement via l'ampoule de coulée (au total, on ajoute 36,2 g (soit 5,4 g de Na2S4 exprimé en 100% - 31 mmol) de la solution obtenue lors de l'étape 2). Des prélèvements (1 mL) sont effectués au cours de la réaction. Les analyses par potentiométrie, CCM, HPLC et UPLC/UV-masse montrent une disparition progressive des réactifs (OAHS et Na2S4) et l'apparition progressive en quantités de plus en plus importantes des composés suivants (à noter qu'une partie de ces polysulfures précipite au cours de la réaction) :
Disulfure de dihomocystéine (homocystine) :
Tétrasulfure de dihomocystéine
[0067] Les seuls autres produits observés après la disparition totale de l'OAHS sont des traces de dihomocystéine (hydrolyse de l'OAHS) et des traces d'homocystéine. On peut donc en conclure que la synthèse de polysulfures (rang moyen en soufre de 4) de dihomosérine à partir d'OAHS a été quasi-totale.
Étape 4 : Séparation et isolation du polysulfure de dihomocystéine :
[0068] Le milieu réactionnel de l'étape 3 est filtré une première fois pour récupérer, après séchage, 4,4 g de polysulfure de dihomocystéine. La solution résiduelle est concentrée par évaporation partielle de l'eau (de façon à éviter la précipitation de l'acétate de sodium présent dans le milieu réactionnel) sous pression réduite à 30°C, un nouveau précipité se forme. Après filtration et séchage, on obtient à nouveau 3,8 g de polysulfure de dihomocystéine. Le rendement isolé global de polysulfure d'homosérine est 8,2 g sur 10,30 g théoriques soit 79,6%. Des analyses complémentaires sur ce produit sec ont montré que ce solide contenait 41 % (analyse élémentaire) de soufre (donc un rang moyen de 4,3) et qu'il ne contenait pas de soufre élémentaire à l'état libre (analyse HPLC).
Exemple 2 : Synthèse du tétrasulfure de dihomocystéine (sans enzyme, ni co- enzyme)
[0069] L'exemple 1 a été répété à la seule différence que la solution de pyridoxal-5'- phosphate et d'enzyme (10 ml_ d'eau distillé contenant 400 μΙ_ d'une solution de pyridoxal- 5'-phosphate (10 mmol/L) et de 0,6 g d'enzyme (O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase) n'a pas été ajoutée dans le réacteur. Il s'avère que la réaction ne démarre pas et qu'il est impossible d'ajouter continuellement la solution de polysulfures de sodium en cherchant à conserver un pH de 6,5. En augmentant à un pH égal à 8 par ajout de solution de polysulfure de sodium, la seule réaction observée est un début d'hydrolyse de l'OAHS en homosérine. Cet exemple montre que cette synthèse doit être catalysée par une enzyme pour être performante.
Exemple 3 : Synthèse de disulfure de cystéine (cystine)
Étape 1 :
[0070] L'O-acétyl-L-sérine est commercialisée par Sigma-AIdrich. Elle peut aussi être synthétisée par tous les moyens connus de l'homme du métier à partir de la L-sérine.
Étape 2 :
[0071] Dans un réacteur en verre de 250 ml_, sont introduits 1 1 ,21 g de sulfhydrate de sodium (200 mmol) dans 100 ml_ d'eau distillée que l'on laisse solubiliser en agitant à température ambiante grâce à un bain d'huile thermostaté. On ajoute progressivement, pendant 2 heures, 3,2 g de fleur de soufre (100 mmol), la solution devient jaune vive et de l'h S commence à dégazer du milieu réactionnel. Ce réacteur est connecté à un piège contenant 200 mL d'une solution à 10% en masse de soude (500 mmol NaOH 100%). Cette solution de soude permet de piéger l'h S provenant du réacteur et de suivre l'avancement de la réaction grâce à des prélèvements analysés par potentiométrie argentimétrique. Un faible débit d'azote est introduit dans le réacteur de façon à faciliter le départ de l'h S. Au bout de 2 heures, l'analyse du piège montre que 100% de l'h S théoriquement produit a été piégé dans la soude pour former du sulfhydrate de sodium. Une fois ce piège saturé (soude totalement convertie) et après synthèse de disulfure de sodium, la solution de sulfhydrate de sodium pourra être utilisée telle quelle pour la synthèse de ce disulfure. Dans le réacteur on obtient 1 1 1 g d'une solution de Na2S4 titrant 9,9 % en masse. Étape 3 :
[0072] Dans un réacteur thermostaté en verre de 250 ml_, sont introduits 9,12 g (62 mmol) d'O-acétyl-L-sérine dans 140 ml_ d'eau distillée. La solution est portée à 35°C sous agitation mécanique. Le pH du milieu réactionnel est de 4,6. On souhaite, avant de mettre l'enzyme, que le pH soit de 6,5 ; pour cela on ajoute quelques gouttes de la solution de disulfure de sodium (Na2S2) obtenue à l'étape 2. On effectue un prélèvement (à t = 0) d'1 mL du milieu réactionnel. Une solution de pyridoxal-5'-phosphate (10 mmol, 0,4 mL) et l'enzyme, l'O- acétyl-L-sérine sulfhydrylase (0,6 mL), sont dissous dans 10 mL d'eau puis ajoutés dans le réacteur. La réaction commence. Le pH diminue et afin de maintenir le milieu réactionnel à un pH égal à 6,5, la solution de disulfure de sodium est ajoutée lentement via l'ampoule de coulée (en tout on ajoute 32 g de la solution obtenue lors de l'étape 2 soit 3,2 g de Na2S2 exprimé en 100%, 31 mmol). Des prélèvements (1 mL) sont effectués au cours de la réaction. Les analyses par potentiométrie, CCM, HPLC et UPLC/UV-masse montrent une disparition progressive des réactifs (O-acétyl-L-sérine et du Na2S2) et l'apparition progressive de la cystine. On observe également l'apparition d'un précipité résultant de la formation de cystine :
[0073] Les seuls autres produits observés après la disparition totale de l'O-acétyl-L-sérine sont des traces de sérine (hydrolyse de ΓΟ-acétyl-L-sérine). On peut donc en conclure que la synthèse de cystine à partir d'O-acétyl-L-sérine a été quasi-totale.
Étape 4 : Séparation et isolation de la cystine :
[0074] Le milieu réactionnel de l'étape 3 est filtré une première fois pour récupérer, après séchage, 4,7 g de cystine. La solution résiduelle est concentrée par évaporation partielle de l'eau (de façon à éviter la précipitation de l'acétate de sodium présent dans le milieu réactionnel) sous pression réduite à 30°C, et un nouveau précipité se forme. Après filtration et séchage, on obtient à nouveau 1 ,2 g de cystine. Le rendement isolé global de cystine est de 5,74 g sur 7,44 g théoriques soit 77,2%. Des analyses complémentaires sur ce produit sec ont montré que ce solide contenait 26,82% (analyse élémentaire) de soufre (donc un rang moyen de 2,01 ) et qu'il ne contenait pas de soufre élémentaire à l'état libre (analyse HPLC).

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de synthèse d'au moins un polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) :
R2-X-(NRi R7)C*H-(CH2)n-Sa-(CH2)n-C*H(NRi R7)-X-R2 (I)
dans laquelle
- Ri et R7, différents ou non, sont un hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée ramifiée ou non, saturée ou insaturée, linéaire ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone, pouvant comporter des hétéroatomes ;
- X est -C(=0)- ou -CH2- ou -CN ;
- R2 est (i) soit nul (quand X représente -CN), (ii) soit un hydrogène, (iii) soit -OR3, R3 étant un hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée ramifiée ou non, saturée ou insaturée, linéaire ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone, pouvant comporter des hétéroatomes, (iv) soit -NR4R5, R4 et R5, différents ou non, étant un hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée ramifiée ou non, saturée ou insaturée, linéaire ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone, pouvant comporter des hétéroatomes ;
- n est égal à 1 ou 2 ;
- a est un nombre entier ou décimal compris entre 2 et 10, de préférence entre 2 et 6 ; et
- * représente un carbone asymétrique ;
ledit procédé comprenant les étapes de :
a/ fourniture d'au moins un composé de formule (II) :
G-(CH2)n-C*H(NRi R7)-X-R2 (II)
dans laquelle
- n, Ri , R2, R7, X et * sont tels que définis précédemment,
- G représente soit (i) R6-C(=0)-0-, soit (ii) (R80)(R90)-P(=0)-0-, soit (iii) R80-S02-0- ;
- R6 est un hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée ramifiée ou non, saturée ou insaturée, linéaire ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone, pouvant comporter des hétéroatomes ;
- Re et Rg, identiques ou différents, étant un proton H, un alcalin, un alcalino-terreux ou un ammonium, de préférence un proton H ou un alcalin, et plus particulièrement un proton H ou Na ;
b/ fourniture d'au moins un polysulfure inorganique ; cl réaction entre ledit au moins composé de formule (II) et ledit au moins polysulfure inorganique en présence d'au moins une enzyme choisie parmi les sulfhydrylases, et de préférence une sulfhydrylase associée audit composé de formule (II) ;
61 obtention d'au moins un polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) ;
e/ séparation et isolation dudit au moins polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) et ;
f/ de façon optionnelle, fonctionnalisation supplémentaire du polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) obtenu à l'étape d/ ou e/ ;
les étapes al et b/ étant, ou non, effectuées de manière simultanée.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) est énantiomériquement pur.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) est choisi parmi le polysulfure de dicystéine et le polysulfure de dihomocystéine.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le composé de formule (II) est choisi parmi les dérivés de la L-sérine et les dérivés de la L-homosérine.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le dérivé de la L-sérine est choisi parmi l'O-phospho-L-sérine, ΓΟ-succinyl-L-sérine, ΓΟ-acétyl-L-sérine, l'O-acétoacétyl- L-sérine, ΓΟ-propio-L-sérine, ΓΟ-coumaroyl-L-sérine, l'O-malonyl-L-sérine, l'O-hydroxy- méthylglutaryl-L-sérine, ΓΟ-pimélyl-L-sérine et ΓΟ-sulfato-L-sérine, de préférence l'O-phospho-L-sérine, ΓΟ-succinyl-L-sérine, ΓΟ-acétyl-L-sérine et l'O-sulfato-L-sérine, et plus particulièrement l'O-acétyl-L-sérine.
6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le dérivé de la L-homosérine est choisi parmi ΓΟ-phospho-L-homosérine, l'O-succinyl-L-homosérine, l'O-acétyl-L-homosérine, l'O-acétoacétyl-L-homosérine, la propio-L-homosérine, l'O-coumaroyl-L-homosérine, l'O-malonyl-L-homosérine, l'O-hydroxyméthylglutaryl-L-homosérine, l'O-pimélyl- L-homosérine et ΓΟ-sulfato-L-homosérine, de préférence, l'O-succinyl-L-homosérine, l'O-acétyl-L-homosérine, l'O-phospho-homosérine et ΓΟ-sulfato-L-homosérine, et plus particulièrement l'O-acétyl-L-homosérine.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la sulfhydrylase est choisie parmi les sulfhydrylases associées aux dérivés de la L-sérine et les sylfhydrylases associées aux dérivés de la L-homosérine.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la sulfhydrylase associée au dérivé de la L-sérine est choisie parmi ΓΟ-phospho-L-sérine sulfhydrylase, ΓΟ-succinyl-L-sérine sulfhydrylase, ΓΟ-acétyl-L-sérine sulfhydrylase, l'acétoacétyl-L-sérine sulfhydrylase, ΓΟ-propio-L-sérine sulfhydrylase, ΓΟ-coumaroyl-L-sérine sulfhydrylase, l'O-malonyl- L-sérine sulfhydrylase, ΓΟ-hydroxyméthylglutaryl-L-sérine sulfhydrylase, l'O-pimélyl- L-sérine sulfhydrylase et ΓΟ-sulfato-L-sérine, de préférence ΓΟ-phospho-L-sérine, ΓΟ-succinyl-L-sérine sulfhydrylase, ΓΟ-acétyl-L-sérine sulfhydrylase et l'O-sulfato- L-sérine, et plus particulièrement ΓΟ-acétyl-L-sérine sulfhydrylase.
9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la sulfhydrylase associée au dérivé de la L-homosérine est choisie parmi ΓΟ-phospho-L-homosérine sulfhydrylase, rO-succinyl-L-homosérine sulfhydrylase, ΓΟ-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase, rO-acétoacétyl-L-homosérine sulfhydrylase, ΓΟ-propio-L-homosérine sulfhydrylase, rO-coumaroyl-L-homosérine sulfhydrylase, ΓΟ-malonyl-L-homosérine sulfhydrylase, rO-hydroxyméthylglutaryl-L-homosérine sulfhydrylase, ΓΟ-pimélyl-L-homosérine sulfhydrylase et ΓΟ-sulfato-L-homosérine sulfhydrylase, de préférence l'O-phospho- L-homosérine sulfhydrylase, ΓΟ-succinyl-L-homosérine sulfhydrylase, l'O-acétyl- L-homosérine sulfhydrylase et ΓΟ-sulfato-L-homosérine sulfhydrylase, et plus particulièrement ΓΟ-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le polysulfure inorganique est choisi parmi les polysulfures d'alcalins, d'alcalino-terreux et d'ammonium, de préférence, le polysulfure de sodium, le polysulfure de potassium, le polysulfure de calcium et le polysulfure d'ammonium, et plus particulièrement le polysulfure de sodium.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une étape f/ optionnelle de fonctionnalisation supplémentaire du polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) obtenu à l'étape d/ ou à l'étape e/.
12. Polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) préparé selon le procédé décrit dans les revendications 1 à 1 1 .
13. Polysulfure de dicystéine ou de dihomocystéine préparé selon le procédé décrit dans les revendications 1 à 1 1 .
14. Utilisation du polysulfure organique fonctionnalisé de formule (I) préparé selon le procédé selon les revendications 1 à 1 1 , pour la lubrification, la vulcanisation, la sulfuration des catalyseurs, la préparation de médicaments.
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