RU2790041C2

RU2790041C2 - Method for synthesis of functionalized cyclic dithiocarbamate

Info

Publication number: RU2790041C2
Application number: RU2019123410A
Authority: RU
Inventors: Жорж Фреми; Арно МАССЛЕН
Original assignee: Аркема Франс
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2023-02-14

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to a method for synthesis of functionalized cyclic dithiocarbamates of the formula (I) by interaction of a compound of the formula (II): G-(CH₂)_n-C*H(NHR₁)-X-R₂ with inorganic trithiocarbamate in the presence of enzyme of sulfhydrylase family.

EFFECT: new method for synthesis of cyclic dithiocarbamates of the formula (I) is developed, which can be carried out at a moderate temperature and pressure, in an aqueous solution with pH values close to neutrality, and using ecologically pure source materials.

13 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области циклических дитиокарбаматов и более конкретно, к способу синтеза циклических дитиокарбаматов, и более конкретно, функционализированных циклических дитиокарбаматов.The invention relates to the field of cyclic dithiocarbamates, and more specifically, to a process for the synthesis of cyclic dithiocarbamates, and more specifically, functionalized cyclic dithiocarbamates.

Дитиокарбаматы являются органическими соединениями, которые могут применяться в качестве радикальных предшественников, промежуточных соединений в органическом синтезе, вулканизирующих агентов, хелатирующих агентов или ферментных ингибиторов. Области их применения варьируются, и они могут быть включены в композиции фунгицидов, гербицидов, пестицидов или инсектицидов в сельскохозяйственном секторе, и они могут применяться в полимерной промышленности или в фармацевтической промышленности для лечения заболеваний, таких как рак или ВИЧ.Dithiocarbamates are organic compounds that can be used as radical precursors, intermediates in organic synthesis, curing agents, chelating agents or enzymatic inhibitors. Their applications vary and they can be incorporated into fungicide, herbicide, pesticide or insecticide formulations in the agricultural sector and they can be used in the polymer industry or in the pharmaceutical industry to treat diseases such as cancer or HIV.

Благодаря множеству применений дитиокарбаматов, существует множество разных методик для их синтеза.Due to the many applications of dithiocarbamates, there are many different techniques for their synthesis.

Таким образом, в статье Entesar A. Hassan, ʺDithiocarbamates as precursors in organic chemistry, synthesis and usesʺ, Phosphorus, Sulfur and Silicon, vol. 189, (2014), страницы 300-323, описаны разные способы синтеза дитиокарбаматов. Дано описание, например, синтеза N,N-диалкилдитиокарбамата взаимодействием соли дитиокарбамата с алкилгалогенидом или с диалкилфосфатом, или добавлением электрон-дефицитных олефинов. В указанной статье также описано получение дитиокарбаматов ацилированием аминов с хлордитиоформиатом. Получение циклических дитиокарбаматов взаимодействием дисульфидов с (i) 2-аминоэтанолом, 2-аминоэтилсульфатом и 2-аминоэтилгалогенидом, (ii) первичными аминами и 1,2-дибромэтаном в присутствии основания, (iii) азиридинами и (iv) 2-иминотиазолидинами также описано. Циклические дитиокарбаматы также могут быть получены циклизацией β-гидроксиалкилдитиокарбаматов обработкой мезилхлоридом в пиридине, или, альтернативно, циклизацией 2-алкиламинометантиола с тиофосгеном в присутствии основания.Thus, in Entesar A. Hassan, ʺDithiocarbamates as precursors in organic chemistry, synthesis and usesʺ, Phosphorus, Sulfur and Silicon, vol. 189, (2014), pages 300-323, describes various methods for the synthesis of dithiocarbamates. A description is given, for example, of the synthesis of N,N-dialkyldithiocarbamate by reacting a dithiocarbamate salt with an alkyl halide or dialkyl phosphate, or by adding electron-deficient olefins. This article also describes the preparation of dithiocarbamates by acylation of amines with chlordithioformate. The preparation of cyclic dithiocarbamates by reacting disulfides with (i) 2-aminoethanol, 2-aminoethyl sulfate and 2-aminoethyl halide, (ii) primary amines and 1,2-dibromoethane in the presence of a base, (iii) aziridines and (iv) 2-iminothiazolidines has also been described. Cyclic dithiocarbamates can also be prepared by cyclization of β-hydroxyalkyldithiocarbamates with mesyl chloride in pyridine, or alternatively by cyclization of 2-alkylaminomethanethiol with thiophosgene in the presence of a base.

Более того, в заявке на патент CN 103804258 описан синтез дитиокарбаматов из карбамида и сероуглерода и в заявке на патент CN 103804257 описано получение диэтилдитиокарбаматов также из карбамида и сероуглерода.Moreover, patent application CN 103804258 describes the synthesis of dithiocarbamates from urea and carbon disulfide and patent application CN 103804257 describes the preparation of diethyldithiocarbamates also from urea and carbon disulfide.

В заявке на патент US 2046876 описан синтез N-диарилдитиокарбаматов добавлением сероуглерода к диариламиновым производным.US Patent Application 2,046,876 describes the synthesis of N-diaryldithiocarbamates by adding carbon disulfide to diarylamine derivatives.

Понятно, что из-за множества возможных применений дитиокарбаматов, существует возрастающая потребность в новых дитиокарбаматах, в частности, в новых функционализированных дитиокарбаматов, более конкретно, для применения в полимеризации (а именно, для необязательной прививки на органическую подложку), для применения в девулканизации и подобных, но также и более конкретно, в новых оптически активных дитиокарбаматах для множества применений в лекарственных средствах, биологии и подобных.It is clear that due to the many possible applications of dithiocarbamates, there is an increasing need for new dithiocarbamates, in particular new functionalized dithiocarbamates, more specifically for use in polymerization (namely for optional grafting onto an organic support), for use in devulcanization and of the like, but also more particularly in new optically active dithiocarbamates for a variety of applications in drugs, biology, and the like.

Также понятно из описания способов синтеза, что также существует потребность в синтезе дитиокарбаматов методами, которые могут быть описаны как долговечные, т.е. которые могут проводиться при умеренной температуре и давлении, в водном растворе со значениями pH, близкими к нейтральности, и с применением исходных материалов возобновляемого происхождения, и которые в целом более экологически чистые.It is also clear from the description of the synthesis methods that there is also a need for the synthesis of dithiocarbamates by methods that can be described as durable, i. which can be carried out at moderate temperature and pressure, in an aqueous solution with pH values close to neutrality, and using raw materials of renewable origin, and which are generally more environmentally friendly.

Было обнаружено, что возможно достигнуть целей, указанных выше, полностью или, по крайней мере, частично, проведением способа в соответствии с данным изобретением и как описано ниже. Другие цели будут очевидными из продолжения описания данного изобретения, которое следует.It has been found that it is possible to achieve the objectives indicated above, in whole or at least in part, by carrying out the method in accordance with this invention and as described below. Other purposes will become apparent from the continuation of the description of the present invention that follows.

Таким образом, и согласно первому аспекту, данное изобретение относится к способу синтеза функционализированного циклического дитиокарбамата формулы (I):Thus, and according to the first aspect, the present invention relates to a process for the synthesis of a functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I):

в которойwherein

- R₁ является водородом или ароматической или не ароматической, линейной или циклической, насыщенной или ненасыщенной, разветвленной или не разветвленной, углеводородной цепью, включающей 1-20 атомов углерода, и которая может включать один или более гетероатомов, выбранных из O, S, N, P и Si;- R ₁ is hydrogen or aromatic or non-aromatic, linear or cyclic, saturated or unsaturated, branched or unbranched, hydrocarbon chain containing 1-20 carbon atoms, and which may include one or more heteroatoms selected from O, S, N , P and Si;

- X является -C(=O)- или -CH₂- или -CN;- X is -C(=O)- or -CH ₂ - or -CN;

- R₂ (i) не существует (если X является -CN), (ii) является водородом, (iii) или -OR₃, где R₃ является водородом или ароматической или не ароматической, линейной или циклической, насыщенной или ненасыщенной, разветвленной или не разветвленной, углеводородной цепью, включающей 1-20 атомов углерода, и которая может включать один или более гетероатомов, выбранных из O, S, N, P и Si, (iv) или -NR₄R₅, где R₄ и R₅, которые являются одинаковыми или разными, являются водородом или ароматической или не ароматической, линейной или циклической, насыщенной или ненасыщенной, разветвленной или не разветвленной, углеводородной цепью, включающей 1-20 атомов углерода, и которая может включать один или более гетероатомов, выбранных из O, S, N, P и Si;- R ₂ (i) does not exist (if X is -CN), (ii) is hydrogen, (iii) or -OR ₃ where R ₃ is hydrogen or aromatic or non-aromatic, linear or cyclic, saturated or unsaturated, branched or straight, hydrocarbon chain containing 1-20 carbon atoms, and which may include one or more heteroatoms selected from O, S, N, P and Si, (iv) or -NR ₄ R ₅ where R ₄ and R ₅ that are the same or different, are hydrogen or aromatic or non-aromatic, linear or cyclic, saturated or unsaturated, branched or unbranched, hydrocarbon chain containing 1-20 carbon atoms, and which may include one or more heteroatoms selected from O, S, N, P and Si;

- n равно 0, 1 или 2, предпочтительно, 1; и- n is 0, 1 or 2, preferably 1; And

- * является асимметрическим атомом углерода;- * is an asymmetric carbon atom;

где указанный способ включает стадии:where said method includes the steps:

a/ получения, по крайней мере, одного соединения формулы (II):a/ obtaining at least one compound of formula (II):

в которойwherein

- n, R₁, R₂, X и * такие, как определены ранее,- n, R ₁ , R ₂ , X and * such as previously defined,

- G является либо (i) R₆-C(=O)-O-CH₂-, либо (ii) (R₇O)(R₈O)-P(=O)-O-CH₂-, либо (iii) R₇O-SO₂-O-CH₂-;- G is either (i) R ₆ -C(=O)-O-CH ₂ - or (ii) (R ₇ O)(R ₈ O)-P(=O)-O-CH ₂ - or (iii) R ₇ O-SO ₂ -O-CH ₂ -;

- R₆ является водородом или ароматической или не ароматической, линейной или циклической, насыщенной или ненасыщенной, разветвленной или не разветвленной, углеводородной цепью, включающей 1-20 атомов углерода, и которая может включать один или более гетероатомов, выбранных из O, S, N, P и Si;- R ₆ is hydrogen or aromatic or non-aromatic, linear or cyclic, saturated or unsaturated, branched or unbranched, hydrocarbon chain containing 1-20 carbon atoms, and which may include one or more heteroatoms selected from O, S, N , P and Si;

- R₇ и R₈, которые могут быть одинаковыми или разными, выбирают, независимо друг от друга, из протона H, щелочного металла, щелочноземельного металла или аммония, предпочтительно, протона H или щелочного металла, и более предпочтительно, протона H или Na;R ₇ and R ₈ , which may be the same or different, are independently selected from an H proton, an alkali metal, an alkaline earth metal or ammonium, preferably an H or alkali metal proton, and more preferably an H or Na proton;

b/ получения, по крайней мере, одного неорганического тритиокарбоната;b/ obtaining at least one inorganic trithiocarbonate;

c/ реакции между, по крайней мере, указанным соединением формулы (II) и, по крайней мере, указанным неорганическим тритиокарбонатом в присутствии, по крайней мере, одного фермента, выбранного из сульфгидратов и, предпочтительно, сульфгидрилазы, ассоциированной с указанным соединением формулы (II);c/ reactions between at least said compound of formula (II) and at least said inorganic trithiocarbonate in the presence of at least one enzyme selected from sulfhydrates and preferably a sulfhydrylase associated with said compound of formula (II );

d/ получения, по крайней мере, одного функционализированного циклического дитиокарбамата формулы (I);d/ obtaining at least one functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I);

e/ разделения и выделения, по крайней мере, одного указанного циклического дитиокарбамата формулы (I);e/ separating and isolating at least one said cyclic dithiocarbamate of formula (I);

f/ необязательной дополнительной функционализации функционализированного циклического дитиокарбамата формулы (I), полученного на стадии d/ или e/;f/ optional additional functionalization of the functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I) obtained in step d/ or e/;

стадии a/ и b/ необязательно проводят одновременно.steps a/ and b/ are optionally carried out simultaneously.

Было обнаружено, что конфигурация асимметрического атома углерода сохраняется в течение реакции. В качестве другого преимущества, необходимо отметить, что функционализированный циклический дитиокарбамат формулы (I), полученный способом в соответствии с данным изобретением, является энантиомерно чистым дитиокарбаматом.It has been found that the configuration of the asymmetric carbon atom is maintained throughout the reaction. As another advantage, it should be noted that the functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I), obtained by the method in accordance with this invention, is an enantiomerically pure dithiocarbamate.

Термин "функционализированный циклический дитиокарбамат" означает любой тип циклического дитиокарбамата формулы (I), атома азота которого несет функциональную группу (за исключением варианта, где R₁ является атомом водорода) и/или атом углерода которого как α к атому азота несет функциональную группу (за исключением варианта, где -X- является -CH₂- и где R₂ является атомом водорода).The term "functionalized cyclic dithiocarbamate" means any type of cyclic dithiocarbamate of formula (I) whose nitrogen atom carries a functional group (except for the variant where R ₁ is a hydrogen atom) and/or whose carbon atom as α to the nitrogen atom carries a functional group (for except where -X- is -CH ₂ - and where R ₂ is a hydrogen atom).

Изобретение будет более понятно в свете описания и примеров, которые следуют, но никаким образом не ограничено указанными примерами.The invention will be better understood in light of the description and examples that follow, but are in no way limited to these examples.

Согласно одному варианту изобретения, R₁ является атомом водорода.According to one embodiment of the invention, R ₁ is a hydrogen atom.

Согласно другому варианту изобретения, -X- является -C(=O)-.According to another embodiment of the invention, -X- is -C(=O)-.

Согласно еще одному варианту изобретения, R₂ является -OR₃, где R₃ является атомом водорода.According to another variant of the invention, R ₂ is -OR ₃ where R ₃ is a hydrogen atom.

Согласно другому варианту изобретения, n равно 0.According to another embodiment of the invention, n is 0.

Согласно еще одному варианту изобретения, n равно 1.According to another embodiment of the invention, n is equal to 1.

Согласно предпочтительному варианту изобретения, в формуле (I), R₁ является атомом водорода, -X- является -C(=O)-, R₂ является -OR₃, где R₃ является водородом, n равно 0 и соединение формулы (I) является L-рафанузаминовой кислотой.According to a preferred embodiment of the invention, in formula (I), R ₁ is a hydrogen atom, -X- is -C(=O)-, R ₂ is -OR ₃ where R ₃ is hydrogen, n is 0 and the compound of formula (I ) is L-raphanusamic acid.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, в формуле (I), R₁ является атомом водорода, -X- является -C(=O)-, R₂ является -OR₃, где R₃ является атомом водорода, n равно 1 и соединение формулы (I) является L-гоморафанузаминовой кислотой.According to another preferred embodiment of the invention, in formula (I), R ₁ is a hydrogen atom, -X- is -C(=O)-, R ₂ is -OR ₃ where R ₃ is a hydrogen atom, n is 1 and the compound of formula (I) is L-homoraphanusamic acid.

Согласно предпочтительному варианту изобретения, в формуле (II), R₁ является атомом водорода, -X- является -C(=O)-, R₂ является -OR₃, где R₃ является атомом водорода, n равно 0 и соединение формулы (II) является производным L-серина.According to a preferred embodiment of the invention, in formula (II), R ₁ is a hydrogen atom, -X- is -C(=O)-, R ₂ is -OR ₃ where R ₃ is a hydrogen atom, n is 0 and the compound of formula ( II) is a derivative of L-serine.

Производное L-серина, применяемое в способе в соответствии с данным изобретением, может быть выбрано, например и без ограничений, из O-фосфо-L-серина, O-сукцинил-L-серина, O-ацетил-L-серина, O-ацетоацетил-L-серина, O-пропио-L-серина, O-кумароил-L-серина, O-малонил-L-серина, O-гидроксиметилглутарил-L-серина, O-пимелил-L-серина и O-сульфато-L-серина.The L-serine derivative used in the method of the present invention may be selected, for example and without limitation, from O-phospho-L-serine, O-succinyl-L-serine, O-acetyl-L-serine, O- acetoacetyl-L-serine, O-propio-L-serine, O-coumaroyl-L-serine, O-malonyl-L-serine, O-hydroxymethylglutaryl-L-serine, O-pimelyl-L-serine and O-sulfato- L-serine.

Предпочтительно, производное L-серина выбирают из O-фосфо-L-серина, O-сукцинил-L-серина, O-ацетил-L-серина и O-сульфато-L-серина.Preferably, the L-serine derivative is selected from O-phospho-L-serine, O-succinyl-L-serine, O-acetyl-L-serine and O-sulfato-L-serine.

Наиболее предпочтительно, производным L-серина является O-ацетил-L-серин.Most preferably, the L-serine derivative is O-acetyl-L-serine.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, в формуле (II) R₁ является атомом водорода, X является C=O функциональной группой, R₂ является -OR₃, где R₃ является водородом, n равно 1 и соединение формулы (II) является производным L-гомосерина.According to another preferred embodiment of the invention, in formula (II) R ₁ is a hydrogen atom, X is a C=O functional group, R ₂ is -OR ₃ where R ₃ is hydrogen, n is 1 and the compound of formula (II) is a derivative of L - homoserine.

Производное L-гомосерина, применяемое в способе в соответствии с данным изобретением, может быть выбрано, например и без ограничений, из O-фосфо-L-гомосерина, O-сукцинил-L-гомосерина, O-ацетил-L-гомосерина, O-ацетоацетил-L-гомосерина, O-пропио-L-гомосерина, O-кумароил-L-гомосерина, O-малонил-L-гомосерина, O-гидроксиметилглутарил-L-гомосерина, O-пимелил-L-гомосерина и O-сульфато-L-гомосерина.The L-homoserine derivative used in the process of the present invention may be selected, for example and without limitation, from O-phospho-L-homoserine, O-succinyl-L-homoserine, O-acetyl-L-homoserine, O- acetoacetyl-L-homoserine, O-propio-L-homoserine, O-coumaroyl-L-homoserine, O-malonyl-L-homoserine, O-hydroxymethylglutaryl-L-homoserine, O-pimelyl-L-homoserine and O-sulfato- L-homoserine.

Предпочтительно, производное L-гомосерина выбирают из O-фосфо-L-гомосерина, O-сукцинил-L-гомосерина, O-ацетил-L-гомосерина и O-сульфато-L-гомосерина.Preferably, the L-homoserine derivative is selected from O-phospho-L-homoserine, O-succinyl-L-homoserine, O-acetyl-L-homoserine and O-sulfato-L-homoserine.

Наиболее предпочтительно, производным L-гомосерина является O-ацетил-L-гомосерин (OAHS).Most preferably, the L-homoserine derivative is O-acetyl-L-homoserine (OAHS).

Производное L-серина и L-гомосерина либо коммерчески доступно, либо его получают методами, известными специалисту в данной области техники.A derivative of L-serine and L-homoserine is either commercially available or is prepared by methods known to the person skilled in the art.

Оно может быть получено, например, ферментированием возобновляемого исходного материала. Возобновляемый исходный материал может быть выбран из глюкозы, сахарозы, крахмала, мелассы, глицерина и биоэтанола, предпочтительно, глюкозы.It can be obtained, for example, by fermenting a renewable source material. The renewable feedstock may be selected from glucose, sucrose, starch, molasses, glycerol and bioethanol, preferably glucose.

Производное L-серина также может быть получено ацетилированием L-серина, где сам L-серин возможно получают ферментированием возобновляемого исходного материала. Возобновляемый исходный материал может быть выбран из глюкозы, сахарозы, крахмала, мелассы, глицерина и биоэтанола, предпочтительно, глюкозы.An L-serine derivative can also be made by acetylation of L-serine, where L-serine itself is possibly made by fermentation of a renewable starting material. The renewable feedstock may be selected from glucose, sucrose, starch, molasses, glycerol and bioethanol, preferably glucose.

Производное L-гомосерина также может быть получено ацетилированием L-гомосерина, где сам L-гомосерин возможно получают ферментированием возобновляемого исходного материала. Возобновляемый исходный материал может быть выбран из глюкозы, сахарозы, крахмала, мелассы, глицерина и биоэтанола, предпочтительно, глюкозы.The L-homoserine derivative can also be obtained by acetylation of L-homoserine, where L-homoserine itself is optionally obtained by fermentation of a renewable starting material. The renewable feedstock may be selected from glucose, sucrose, starch, molasses, glycerol and bioethanol, preferably glucose.

Неорганический тритиокарбонат, применяемый в способе в соответствии с данным изобретением, может быть выбран из тритиокарбоната щелочного металла, тритиокарбоната щелочноземельного металла и тритиокарбоната аммония.The inorganic trithiocarbonate used in the process of the present invention may be selected from alkali metal trithiocarbonate, alkaline earth metal trithiocarbonate and ammonium trithiocarbonate.

Предпочтительно, неорганический тритиокарбонат выбирают из тритиокарбоната натрия, тритиокарбоната калия, тритиокарбоната кальция и тритиокарбоната аммония.Preferably, the inorganic trithiocarbonate is selected from sodium trithiocarbonate, potassium trithiocarbonate, calcium trithiocarbonate and ammonium trithiocarbonate.

Особенно предпочтительно, неорганическим тритиокарбонатом является тритиокарбонат натрия.Particularly preferably, the inorganic trithiocarbonate is sodium trithiocarbonate.

Во время проведения способа в соответствии с данным изобретением, реакцию между, по крайней мере, указанным соединением формулы (II) и, по крайней мере, указанным неорганическим тритиокарбонатом проводят в присутствии, по крайней мере, одного фермента, где указанный фермент предпочтительно является сульфгидрилазой, ассоциированной с указанным соединением формулы (II).During the process according to the invention, the reaction between at least said compound of formula (II) and at least said inorganic trithiocarbonate is carried out in the presence of at least one enzyme, where said enzyme is preferably a sulfhydrylase, associated with said compound of formula (II).

Таким образом, если соединением формулы (II) является производное L-серина, применяемый фермент может быть выбран из O-фосфо-L-серинсульфгидрилазы, O-сукцинил-L-серинсульфгидрилазы, O-ацетил-L-серинсульфгидрилазы, O-ацетоацетил-L-серинсульфгидрилазы, O-пропио-L-серинсульфгидрилазы, O-кумароил-L-серинсульфгидрилазы, O-малонил-L-серинсульфгидрилазы, O-гидроксиметилглутарил-L-серинсульфгидрилазы, O-пимелил-L-серинсульфгидрилазы и O-сульфато-L-серинсульфгидрилазы.Thus, if the compound of formula (II) is an L-serine derivative, the enzyme used can be selected from O-phospho-L-serine sulfhydrylase, O-succinyl-L-serine sulfhydrylase, O-acetyl-L-serine sulfhydrylase, O-acetoacetyl-L -serine sulfhydrylase, O-propio-L-serine sulfhydrylase, O-coumaroyl-L-serine sulfhydrylase, O-malonyl-L-serine sulfhydrylase, O-hydroxymethylglutaryl-L-serine sulfhydrylase, O-pimelyl-L-serine sulfhydrylase and O-sulfato-L-serine sulfhydrylase .

Предпочтительно, фермент, ассоциированный с производным L-серина, выбирают из O-фосфо-L-серинсульфгидрилазы, O-сукцинил-L-серинсульфгидрилазы, O-ацетил-L-серинсульфгидрилазы и O-сульфато-L-серинсульфгидрилазы.Preferably, the enzyme associated with the L-serine derivative is selected from O-phospho-L-serine sulfhydrylase, O-succinyl-L-serine sulfhydrylase, O-acetyl-L-serine sulfhydrylase and O-sulfato-L-serine sulfhydrylase.

Наиболее предпочтительно, ферментом, ассоциированным с производным L-серина, является O-ацетил-L-серинсульфгидрилаза.Most preferably, the L-serine derivative-associated enzyme is O-acetyl-L-serine sulfhydrylase.

Более того, если соединением формулы (II) является производное L-гомосерина, применяемый фермент может быть выбран из O-фосфо-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-сукцинил-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-ацетоацетил-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-пропио-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-кумароил-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-малонил-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-гидроксиметилглутарил-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-пимелил-L-гомосеринсульфгидрилазы и O-сульфато-L-гомосеринсульфгидрилазы.Moreover, if the compound of formula (II) is an L-homoserine derivative, the enzyme used can be selected from O-phospho-L-homoserine sulfhydrylase, 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, O-malonyl-L-homoserine sulfhydrylase, O-hydroxymethylglutaryl-L-homoserine sulfhydrylase, O-pimelyl-L-homoserine sulfhydrylase and O-sulfato-L-homoserine sulfhydrylase .

Предпочтительно, фермент, ассоциированный с производным L-гомосерина, выбирают из O-фосфо-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-сукцинил-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилазы и O-сульфато-L-гомосеринсульфгидрилазы.Preferably, the enzyme associated with the L-homoserine derivative is selected from O-phospho-L-homoserine sulfhydrylase, O-succinyl-L-homoserine sulfhydrylase, O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase and O-sulfato-L-homoserine sulfhydrylase.

Наиболее предпочтительно, ферментом, ассоциированным с производным L-гомосерина, является O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилаза.Most preferably, the enzyme associated with the L-homoserine derivative is O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase.

Эти ферменты имеют оптимальное функционирование, как хорошо известно специалисту в данной области техники, если их применяют в присутствии кофактора, например, пиридоксаль 5'-фосфата (PLP).These enzymes perform optimally, as is well known to those skilled in the art, when used in the presence of a cofactor, eg pyridoxal 5'-phosphate (PLP).

Фермент и его ассоциированный кофактор обычно растворяют в воде до добавления в реакционную среду. Доля фермента относительно массы соединения формулы (II), будет составлять от 0,1% до 10% массовых, предпочтительно, от 1% до 5% массовых, и количество кофактора относительно соединения формулы (II) будет составлять от 0,1% до 10% массовых, предпочтительно, от 0,5% до 5% массовых.The enzyme and its associated cofactor are typically dissolved in water prior to addition to the reaction medium. The proportion of enzyme relative to the mass of the compound of formula (II) will be from 0.1% to 10% by mass, preferably from 1% to 5% by mass, and the amount of cofactor relative to the compound of formula (II) will be from 0.1% to 10 % mass, preferably from 0.5% to 5% mass.

Что касается синтетической среды, температуры и условий pH, можно сделать ссылку на те, которые описаны в заявках на патент WO 2008/013432 и WO 2013/029690.With regard to synthetic media, temperature and pH conditions, reference may be made to those described in patent applications WO 2008/013432 and WO 2013/029690.

Таким образом, pH реакции предпочтительно составляет 5-8, предпочтительно, 6-7,5, и более предпочтительно, 6,2-7,2. Указанные pH зависят от рабочего предела фермента и могут регулироваться в соответствии с оптимальными условиями для фермента, добавлением основного тритиокарбоната или добавлением разбавленной серной кислоты или разбавленного аммиака. Предпочтительно, pH доводят регулированием добавления основного тритиокарбоната.Thus, the pH of the reaction is preferably 5-8, preferably 6-7.5, and more preferably 6.2-7.2. Said pH depends on the working limit of the enzyme and can be adjusted according to the optimum conditions for the enzyme, by adding basic trithiocarbonate or by adding dilute sulfuric acid or dilute ammonia. Preferably, the pH is adjusted by adjusting the addition of basic trithiocarbonate.

Таким образом, температура во время реакции составляет 10°C-45°C, предпочтительно, 20°C-40°C, и более предпочтительно, 25°C-35°C. Указанные температуры выбирают согласно рабочему пределу фермента.Thus, the temperature during the reaction is 10°C-45°C, preferably 20°C-40°C, and more preferably 25°C-35°C. These temperatures are chosen according to the working limit of the enzyme.

Реакция проходит в водной среде в присутствии органических растворителей, если эти растворители совместимы с применяемыми ферментами. Предпочтительно, реакция проходит в водной среде.The reaction takes place in an aqueous medium in the presence of organic solvents, if these solvents are compatible with the enzymes used. Preferably, the reaction takes place in an aqueous medium.

Реакция может проводиться периодически, полунепрерывно или непрерывно. Любой тип реактора, известный специалисту в данной области техники, может подходить для реакций этого типа.The reaction may be carried out batchwise, semi-continuously or continuously. Any type of reactor known to the person skilled in the art may be suitable for reactions of this type.

Согласно одному варианту изобретения, разделение и выделение полученного дитиокарбамата может проводиться по любой методике, известной специалисту в данной области техники, в частности, осаждением и фильтрацией.According to one embodiment of the invention, separation and isolation of the obtained dithiocarbamate can be carried out by any method known to the person skilled in the art, in particular, precipitation and filtration.

Необязательная стадия f/ способа в соответствии с данным изобретением делает возможным получение дополнительных функций, которые отличаются от полученных на стадии d/ или на стадии e/.The optional step f/ of the method according to the invention makes it possible to obtain additional functions that differ from those obtained in step d/ or step e/.

Это возможно потому, что функционализированный циклический дитиокарбамат формулы (I), полученный в конце стадии d/ или в конце стадии e/, может снова быть функционализирован во время этой стадии f/. Например, если X-R₂ является карбоксильной функциональностью, указанная функциональность может быть эстерифицирована, восстановлена до альдегида, восстановлена до спирта и затем этерифицирована, амидирована, нитрилирована или подобное. Все функциональности могут быть получены методами, хорошо известными специалисту в данной области техники, в зависимости от конечного предполагаемого применения дитиокарбамата.This is possible because the functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I) obtained at the end of step d/ or at the end of step e/ can be functionalized again during this step f/. For example, if XR ₂ is a carboxyl functionality, said functionality may be esterified, reduced to an aldehyde, reduced to an alcohol, and then esterified, amidated, nitrilated, or the like. All functionalities can be obtained by methods well known to the person skilled in the art, depending on the end intended use of the dithiocarbamate.

Таким образом, функционализированный циклический дитиокарбамат формулы (I), полученный в конце стадии d/ или e/, может быть подвергнут одной или более дополнительным химическим реакциям для получения одного или более дитиокарбаматов с разными функциями, где указанными химическими реакциями являются все реакции, известным специалистам в данной области техники.Thus, the functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I) obtained at the end of step d/ or e/ may be subjected to one or more additional chemical reactions to obtain one or more dithiocarbamates with different functions, where said chemical reactions are all reactions known to those skilled in the art. in this field of technology.

Согласно одному варианту изобретения, при контакте производного L-серина, такого как O-ацетил-L-серин, фермента, такого как O-ацетил-L-серинсульфгидрилаза, кофактора, такого как пиридоксаль 5'-фосфат (PLP) и основного тритиокарбоната, такого как тритиокарбонат натрия, неожиданно оказывается, что одним из основных полученных продуктов является циклический дитиокарбамат, соответствующий наименованию L-рафанузаминовая кислота, где рафанузаминовая кислота представлена формулой:According to one embodiment of the invention, upon contacting an L-serine derivative such as O-acetyl-L-serine, an enzyme such as O-acetyl-L-serine sulfhydrylase, a cofactor such as pyridoxal 5'-phosphate (PLP) and a basic trithiocarbonate, such as sodium trithiocarbonate, surprisingly, one of the main products obtained is a cyclic dithiocarbamate, corresponding to the name L-raphanusamic acid, where raphanusamic acid is represented by the formula:

Согласно другому варианту изобретения, производное L-гомосерина, такое как O-ацетил-L-гомосерин, фермент, такой как O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилаза, кофактор, такой как пиридоксаль 5'-фосфат (PLP) и основной тритиокарбонат, такой как тритиокарбонат натрия, подвергают контакту. Неожиданно оказывается, что одним из основных полученных продуктов является циклический дитиокарбамат, соответствующий наименованию L-гоморафанузаминовая кислота (циклический высший гомолог L-рафанузаминовой кислоты), где гоморафанузаминовая кислота представлена формулой:According to another embodiment of the invention, an L-homoserine derivative such as O-acetyl-L-homoserine, an enzyme such as O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase, a cofactor such as pyridoxal 5'-phosphate (PLP) and a basic trithiocarbonate such as sodium trithiocarbonate, subjected to contact. Surprisingly, one of the main products obtained is a cyclic dithiocarbamate corresponding to the name L-homoraphanusamic acid (cyclic higher homologue of L-raphanusamic acid), where homoraphanusamic acid is represented by the formula:

Было отмечено, что синтез дитиокарбамата может сопровождаться образованием меркаптана формулы (III): HS-CH₂(CH₂)_n-C*H(NHR₁)-X-R₂, в котором n, R₁, R₂, X и * такие, как определены ранее. Этот меркаптан преимущественно может служить исходным материалом для синтеза дитиокарбамата взаимодействием с сероуглеродом в основной среде.It was noted that the synthesis of dithiocarbamate may be accompanied by the formation of a mercaptan of formula (III): HS-CH ₂ (CH ₂ ) _n -C*H(NHR ₁ )-XR ₂ in which n, R ₁ , R ₂ , X and * such , as defined earlier. This mercaptan can mainly serve as a starting material for the synthesis of dithiocarbamate by interaction with carbon disulfide in the main medium.

Например, в случае синтеза гоморафанузаминовой кислоты, полученным меркаптаном гомоцистеин, который взаимодействует с сероуглеродом по следующей схеме:For example, in the case of the synthesis of homoraphanusamic acid, homocysteine obtained by mercaptan, which interacts with carbon disulfide according to the following scheme:

Соединение в квадратных скобках является промежуточным соединением, которое появляется в процессе. Это соединение, а также его другие соли щелочного металла, щелочноземельного металла или аммония, является новым и, в связи с этим, являются частью данного изобретения. Эти соединения далее называют "тритиокарбонаты" ("тритиокарбонат натрия", если противоионом является ион натрия) гомоцистеина.The connection in square brackets is an intermediate connection that appears in the process. This compound, as well as its other alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salts, is novel and therefore part of the present invention. These compounds are hereinafter referred to as "trithiocarbonates" ("sodium trithiocarbonate" if the counterion is sodium ion) of homocysteine.

В более общем смысле, промежуточным соединением может быть соединение формулы (IV):More generally, the intermediate may be a compound of formula (IV):

в котором R₁, R₂, X, * и n такие, как определены ранее, и X₂ является группой щелочного металла, щелочноземельного металла или аммония, предпочтительно, Na, K, NH₄ или Ca, более предпочтительно, Na.in which R ₁ , R ₂ , X, * and n are as previously defined, and X ₂ is an alkali metal, alkaline earth metal or ammonium group, preferably Na, K, NH ₄ or Ca, more preferably Na.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, сероуглерод может добавляться непрерывно или периодически в течение реакции.According to another preferred embodiment of the invention, carbon disulfide may be added continuously or intermittently during the reaction.

Добавление сероуглерода делает возможным значительно повысить выход синтеза дитиокарбамата.The addition of carbon disulfide makes it possible to significantly increase the yield of dithiocarbamate synthesis.

Согласно предпочтительному варианту изобретения, производным L-серина является O-ацетил-L-серин, тритиокарбонатом является тритиокарбонат натрия и применяемым ферментом является O-ацетил-L-серинсульфгидрилаза.According to a preferred embodiment of the invention, the L-serine derivative is O-acetyl-L-serine, the trithiocarbonate is sodium trithiocarbonate, and the enzyme used is O-acetyl-L-serine sulfhydrylase.

Согласно предпочтительному варианту изобретения, функционализированным циклическим дитиокарбаматом формулы (I), полученным в соответствии с данным изобретением, является L-рафанузаминовая кислота.According to a preferred embodiment of the invention, the functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I) obtained in accordance with this invention is L-raphanusamic acid.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, производным L-гомосерина является O-ацетил-L-гомосерин, тритиокарбонатом является тритиокарбонат натрия и применяемым ферментом является O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилаза.According to another preferred embodiment of the invention, the L-homoserine derivative is O-acetyl-L-homoserine, the trithiocarbonate is sodium trithiocarbonate, and the enzyme used is O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase.

Согласно предпочтительному варианту изобретения, функционализированным циклическим дитиокарбаматом формулы (I), полученным в соответствии с данным изобретением, является L-гоморафанузаминовая кислота.According to a preferred embodiment of the invention, the functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I) obtained in accordance with this invention is L-homoraphanusamic acid.

Как указано выше, конфигурация асимметрического атома углерода сохраняется в течение реакции. Это делает возможным получением конкретного энантиомера, что может быть преимущественным для определенных применений, а именно, в области медицины или фармацевтики.As stated above, the configuration of the asymmetric carbon atom is maintained throughout the reaction. This makes it possible to obtain a specific enantiomer, which may be advantageous for certain applications, namely in the field of medicine or pharmaceuticals.

Более того, карбоновая кислота, присутствующая в функционализированном дитиокарбамате формулы (I), может сделать возможным "присоединение" множества соединений или молекул, делая возможным прививку на органическую или неорганическую подложку.Moreover, the carboxylic acid present in the functionalized dithiocarbamate of formula (I) can allow the "attachment" of a variety of compounds or molecules, allowing grafting onto an organic or inorganic support.

Функционализированные циклические дитиокарбаматы формулы (I), полученные способом в соответствии с данным изобретением, могут применяться в качестве радикальных предшественников, промежуточных соединений в органическом синтезе, вулканизирующих агентов, хелатирующих агентов или ферментных ингибиторов. Область их применения варьируется, и они могут быть включены, например, в композицию фунгицидов, гербицидов, пестицидов или инсектицидов в сельскохозяйственном секторе, и они могут применяться в полимерной промышленности, а еще в фармацевтической промышленности в лечении заболеваний, таких как рак и ВИЧ.The functionalized cyclic dithiocarbamates of formula (I) obtained by the process according to the invention can be used as radical precursors, intermediates in organic synthesis, curing agents, chelating agents or enzymatic inhibitors. Their field of application varies, and they can be included, for example, in the composition of fungicides, herbicides, pesticides or insecticides in the agricultural sector, and they can be used in the polymer industry, as well as in the pharmaceutical industry in the treatment of diseases such as cancer and HIV.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1: Ферментный синтез L-гоморафанузаминовой кислотыExample 1 Enzymatic Synthesis of L-homoraphanusamic Acid

Стадия 1:Stage 1:

O-Ацетил-L-гомосерин (OAHS) синтезируют из L-гомосерина и уксусного ангидрида согласно Sadamu Nagai, "Synthesis of O-acetyl-L-homoserine", Academic Press (1971), vol. 17, pages 423-424.O-Acetyl-L-homoserine (OAHS) is synthesized from L-homoserine and acetic anhydride according to Sadamu Nagai, "Synthesis of O-acetyl-L-homoserine", Academic Press (1971), vol. 17, pages 423-424.

Стадия 2:Stage 2:

10 г (62 ммоль) OAHS, синтезированного выше, помещают в 140 мл дистиллированной воды в термостатируемом 250 мл стеклянном реакторе. Раствор доводят до 35°C при механическом перемешивании. pH реакционной среды составляет 4,8. Перед добавлением фермента, pH устанавливают 6,5 несколькими каплями раствора тритиокарбоната натрия (4,78 г; 31 ммоль, растворенного в 20 мл дистиллированной воды). Берут образец 1 мл реакционной среды (в t=0). Раствор пиридоксаль 5'-фосфата (10 ммоль, 0,4 г) и фермента O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилазы (0,6 г) растворяют в 10 мл воды и затем добавляют в реактор.10 g (62 mmol) of the OAHS synthesized above are placed in 140 ml of distilled water in a thermostatically controlled 250 ml glass reactor. The solution is brought to 35°C with mechanical stirring. The pH of the reaction medium is 4.8. Before adding the enzyme, the pH is adjusted to 6.5 with a few drops of sodium trithiocarbonate solution (4.78 g; 31 mmol, dissolved in 20 ml of distilled water). Take a sample of 1 ml of the reaction medium (at t=0). A solution of pyridoxal 5'-phosphate (10 mmol, 0.4 g) and O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase enzyme (0.6 g) was dissolved in 10 ml of water and then added to the reactor.

Начинается реакция, которая приводит к снижению pH. Реакционную среду поддерживают при pH 6,5 медленным добавлением тритиокарбоната натрия через капельную воронку. Образцы (1 мл) отбирают во время реакции. Анализ потенциометрическим титрованием, ТСХ, ВЭЖХ и СЭЖХ/УФ-масс показывает постепенное исчезновение реагентов (OAHS и Na₂CS₃) и постепенное появление, во все более значительных количествах, следующего соединения:A reaction begins, which leads to a decrease in pH. The reaction medium is maintained at pH 6.5 by slowly adding sodium trithiocarbonate via an addition funnel. Samples (1 ml) are taken during the reaction. Analysis by potentiometric titration, TLC, HPLC and SELC/UV-mass shows the gradual disappearance of the reagents (OAHS and Na ₂ CS ₃ ) and the gradual appearance, in increasing amounts, of the following compound:

Это промежуточное соединение, в свою очередь, постепенно исчезает с получением эквимолярных количеств:This intermediate, in turn, gradually disappears to give equimolar amounts:

- L-гоморафанузаминовой кислоты (функционализированного циклического дитиокарбамата)- L-homoraphanusamic acid (functionalized cyclic dithiocarbamate)

- и L-гомоцистеина- and L-homocysteine

Единственными другими продуктами, наблюдаемыми после исчезновения OAHS, являются следы гомосерина (гидролиз OAHS).The only other products observed after the disappearance of OAHS are traces of homoserine (hydrolysis of OAHS).

Стадия 3: Разделение и выделение дитиокарбамата:Stage 3: Separation and isolation of dithiocarbamate:

Реакционную среду концентрируют частичным выпариванием воды (чтобы избежать осаждение ацетата натрия, присутствующего в реакционной среде) при пониженном давлении при 30°C. Осадок образуется, так как дитиокарбамат является наименее растворимым из соединений, присутствующих в реакционной среде. После фильтрации и сушки получают 4,9 г дитиокарбамата. Общей выделенный выход дитиокарбамата составляет 45% (4,9 г полученных из 11 г теоретически ожидаемого). Дополнительный анализ этого сухого продукта показал, что это твердое вещество содержит только следы гомоцистеина.The reaction medium is concentrated by partial evaporation of water (to avoid precipitation of sodium acetate present in the reaction medium) under reduced pressure at 30°C. A precipitate forms because the dithiocarbamate is the least soluble of the compounds present in the reaction medium. After filtration and drying, 4.9 g of dithiocarbamate are obtained. The total isolated yield of dithiocarbamate is 45% (4.9 g obtained from 11 g theoretically expected). Additional analysis of this dry product showed that this solid contained only traces of homocysteine.

Пример 2: Синтез дитиокарбамата (без фермента или кофермента)Example 2 Synthesis of dithiocarbamate (no enzyme or coenzyme)

Пример 1 повторяют, единственным отличием является то, что раствор пиридоксаль 5'-фосфата (10 ммоль; 0,4 г) и фермента O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилазы (0,6 г), растворенных в 10 мл воды, не добавляют в реактор. Оказывается, что реакция не начинается, и что невозможно непрерывно добавляют раствор тритиокарбоната, пытаясь сохранить pH 6,5. При повышении до pH 8 и затем до pH 12 добавлением раствора тритиокарбоната натрия, единственной наблюдаемой реакцией является начало гидролиза OAHS до гомосерина. Этот пример показывает, что синтез дитиокарбоната должен быть катализирован ферментом, чтобы быть эффективным.Example 1 is repeated, the only difference is that a solution of pyridoxal 5'-phosphate (10 mmol; 0.4 g) and O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase enzyme (0.6 g) dissolved in 10 ml of water is not added to reactor. It turns out that the reaction does not start and that it is not possible to continuously add the trithiocarbonate solution in an attempt to keep the pH at 6.5. When raised to pH 8 and then to pH 12 by adding sodium trithiocarbonate solution, the only reaction observed is the onset of hydrolysis of OAHS to homoserine. This example shows that dithiocarbonate synthesis must be catalyzed by an enzyme to be efficient.

Пример 3: Ферментный синтез дитиокарбамата (с добавлением CS₂ в конце реакции)Example 3: Enzymatic synthesis of dithiocarbamate (with addition of CS ₂ at the end of the reaction)

Стадия 1:Stage 1:

O-Ацетил-L-гомосерин (OAHS) синтезируют из L-гомосерина согласно протоколу, взятому в литературе (Sadamu Nagai, "Synthesis of O-acetyl-L-homoserine", Academic Press (1971), vol. 17, pages 423-424).O-Acetyl-L-homoserine (OAHS) is synthesized from L-homoserine according to the protocol taken from the literature (Sadamu Nagai, "Synthesis of O-acetyl-L-homoserine", Academic Press (1971), vol. 17, pages 423- 424).

Стадия 2:Stage 2:

10 г (62 ммоль) OAHS помещают в 140 мл дистиллированной воды в термостатируемом 250 мл стеклянном реакторе. Раствор доводят до 35°C при механическом перемешивании. pH реакционной среды составляет 4,8. До добавления фермента, pH устанавливают 6,5 добавлением нескольких капель раствора тритиокарбоната натрия (общее количество, добавленное в течение реакции, составляет 4,78 г, т.е. 31 ммоль, растворенных в 20 мл дистиллированной воды). Берут образец 1 мл реакционной среды (в t=0).10 g (62 mmol) of OAHS are placed in 140 ml of distilled water in a thermostatically controlled 250 ml glass reactor. The solution is brought to 35°C with mechanical stirring. The pH of the reaction medium is 4.8. Before adding the enzyme, the pH is adjusted to 6.5 by adding a few drops of sodium trithiocarbonate solution (total amount added during the reaction is 4.78 g, i.e. 31 mmol, dissolved in 20 ml of distilled water). Take a sample of 1 ml of the reaction medium (at t=0).

Готовят раствор 10 мл дистиллированной воды, содержащей 400 мкл раствора пиридоксаль 5'-фосфата (10 ммоль/л) и 0,6 г фермента (O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилазы). Снижение pH, показывающее образование уксусной кислоты, делает возможным установить, что реакция началась. Необходимо поддерживать реакционную среду при pH равном 6,5. Для этого раствор тритиокарбоната натрия медленно добавляют через капельную воронку. Образцы (1 мл) берут во время реакции.Prepare a solution of 10 ml of distilled water containing 400 μl of a solution of pyridoxal 5'-phosphate (10 mmol/l) and 0.6 g of the enzyme (O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase). The decrease in pH, indicating the formation of acetic acid, makes it possible to establish that the reaction has begun. It is necessary to maintain the reaction medium at a pH of 6.5. To do this, sodium trithiocarbonate solution is slowly added through an addition funnel. Samples (1 ml) are taken during the reaction.

Когда анализ потенциометрическим титрованием показывает 50% превращение OAHS в гомоцистеин, 1,87 мл сероуглерода (31 ммоль) добавляют в реакционную среду. pH реакционной среды доводят до 10 1M раствором гидроксида натрия. Реакционную среду затем доводят до 50°C. Потенциометрический анализ показывает исчезновение цистеина. Раствор хлористоводородной кислоты (2N) затем применяют для снижения до 5 pH реакционной среды.When analysis by potentiometric titration shows 50% conversion of OAHS to homocysteine, 1.87 ml of carbon disulfide (31 mmol) is added to the reaction medium. The pH of the reaction medium is adjusted to 10 with 1M sodium hydroxide solution. The reaction medium is then brought to 50°C. Potentiometric analysis shows the disappearance of cysteine. A solution of hydrochloric acid (2N) is then used to lower the pH of the reaction medium to 5.

Дополнительный анализ ТСХ, ВЭЖХ и СЭЖХ/УФ-масс показывает образование основного продукта, L-гоморафанузаминовой кислоты.Additional analysis by TLC, HPLC and SELC/UV-mass shows the formation of the main product, L-homoraphanusamic acid.

Единственными другими продуктами, наблюдаемыми после полного исчезновения OAHS, являются следы гомосерина (гидролиз OAHS), а также следы гомоцистеина.The only other products observed after the complete disappearance of OAHS are traces of homoserine (hydrolysis of OAHS), as well as traces of homocysteine.

Стадия 3: Разделение и выделение дитиокарбаматаStage 3: Separation and isolation of dithiocarbamate

Реакционную среду концентрируют частичным выпариванием воды (чтобы избежать осаждение ацетата натрия и других солей, присутствующих в реакционной среде) при пониженном давлении при 30°C. Осадок образуется, так как дитиокарбамат является наименее растворимым в воде. После фильтрации и сушки получают 9,2 г дитиокарбамата. Общей выделенный выход дитиокарбамата составляет 9,2 г полученных из 11 г теоретически ожидаемого, т.е. 84%.The reaction medium is concentrated by partial evaporation of water (to avoid precipitation of sodium acetate and other salts present in the reaction medium) under reduced pressure at 30°C. A precipitate forms because dithiocarbamate is the least soluble in water. After filtration and drying, 9.2 g of dithiocarbamate are obtained. The total isolated yield of dithiocarbamate is 9.2 g obtained from 11 g theoretically expected, i.e. 84%.

Пример 4: Ферментный синтез дитиокарбамата (с добавлением CS₂ во время реакции)Example 4: Enzymatic synthesis of dithiocarbamate (with addition of CS ₂ during the reaction)

Стадия 1:Stage 1:

O-Ацетил-L-гомосерин (OAHS) синтезируют из L-гомосерина согласно протоколу, взятому в литературе (источник: Sadamu Nagai, "Synthesis of O-acetyl-L-homoserine", Academic Press (1971), vol. 17, pages 423-424).O-Acetyl-L-homoserine (OAHS) is synthesized from L-homoserine according to a protocol taken from the literature (source: Sadamu Nagai, "Synthesis of O-acetyl-L-homoserine", Academic Press (1971), vol. 17, pages 423-424).

Стадия 2:Stage 2:

10 г (61 ммоль) OAHS, синтезированного ранее, помещают в 140 мл дистиллированной воды в термостатируемом 250 мл стеклянном реакторе. Раствор доводят до 35°C при механическом перемешивании. pH реакционной среды составляет 4,8. До добавления фермента, pH устанавливают 7,2 добавлением нескольких капель раствора тритиокарбоната натрия и сероуглерода (4,78 г, тритиокарбоната, 31 ммоль, 1,87 мл сероуглерода; 31 ммоль растворяют в 20 мл дистиллированной воды).10 g (61 mmol) of the OAHS synthesized above are placed in 140 ml of distilled water in a thermostatically controlled 250 ml glass reactor. The solution is brought to 35°C with mechanical stirring. The pH of the reaction medium is 4.8. Before adding the enzyme, the pH is adjusted to 7.2 by adding a few drops of a solution of sodium trithiocarbonate and carbon disulfide (4.78 g trithiocarbonate, 31 mmol, 1.87 ml carbon disulfide; 31 mmol dissolved in 20 ml distilled water).

Берут образец 1 мл реакционной среды (в t=0). Готовят раствор 10 мл дистиллированной воды, содержащей 400 мкл раствора пиридоксаль 5'-фосфата (10 ммоль/л) и 0,6 г фермента (O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилазы). Снижение pH, показывающее образование уксусной кислоты, делает возможным установить, что реакция началась. Необходимо поддерживать реакционную среду при pH равном 7,2. Для этого раствор тритиокарбоната натрия медленно добавляют через капельную воронку. Образцы (1 мл) берут во время реакции. Анализы потенциометрическим титрованием, ТСХ, ВЭЖХ и СЭЖХ/УФ-масс (после дериватизации) показывают постепенное исчезновение реагентов (OAHS и Na₂S₃) и постепенное появление, в возрастающих количествах, L-гоморафанузаминовой кислоты. Когда весь OAHS прореагирует, pH среды снижается до 5 с применением 2M раствора хлористоводородной кислоты.Take a sample of 1 ml of the reaction medium (at t=0). Prepare a solution of 10 ml of distilled water containing 400 μl of a solution of pyridoxal 5'-phosphate (10 mmol/l) and 0.6 g of the enzyme (O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase). The decrease in pH, indicating the formation of acetic acid, makes it possible to establish that the reaction has begun. It is necessary to maintain the reaction medium at a pH of 7.2. To do this, sodium trithiocarbonate solution is slowly added through an addition funnel. Samples (1 ml) are taken during the reaction. Analyzes by potentiometric titration, TLC, HPLC and SELC/UV-mass (after derivatization) show the gradual disappearance of the reagents (OAHS and Na ₂ S ₃ ) and the gradual appearance, in increasing amounts, of L-homoraphanusamic acid. When all of the OAHS has reacted, the pH of the medium is lowered to 5 using a 2M hydrochloric acid solution.

Получают L-гоморафанузаминовую кислоту (дитиокарбамат).Get L-homoraphanusamic acid (dithiocarbamate).

Дериватизацию для СЭЖХ/УФ-масс способа проводят способом, описанным в примере 1.Derivatization for the FAELC/UV mass method is carried out in the manner described in Example 1.

Реакционную среду концентрируют частичным выпариванием воды (чтобы избежать осаждение ацетата натрия и других солей, присутствующих в реакционной среде) при пониженном давлении при 30°C. Осадок образуется, так как дитиокарбамат является наименее растворимым в воде. После фильтрации и сушки получают 8,3 г дитиокарбамата. Общей выделенный выход дитиокарбамата составляет 8,3 г полученных из 11 г теоретически ожидаемого, т.е. 75,4%.The reaction medium is concentrated by partial evaporation of water (to avoid precipitation of sodium acetate and other salts present in the reaction medium) under reduced pressure at 30°C. A precipitate forms because dithiocarbamate is the least soluble in water. After filtration and drying, 8.3 g of dithiocarbamate are obtained. The total isolated yield of dithiocarbamate is 8.3 g obtained from 11 g theoretically expected, i.e. 75.4%.

Claims

1. Method for the synthesis of functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I):

(I)

wherein

- R ₁ is hydrogen or aromatic or non-aromatic, linear or cyclic, saturated or unsaturated, branched or straight hydrocarbon chain containing 1-20 carbon atoms, and which may include one or more heteroatoms selected from O, S, N, P and Si;

- X is -C(=O)-, or -CH ₂ -, or -CN;

- R ₂ (i) does not exist (if X is -CN), (ii) is hydrogen, (iii) or -OR ₃ where R ₃ is hydrogen or aromatic or non-aromatic, linear or cyclic, saturated or unsaturated, branched or straight chain hydrocarbon containing 1-20 carbon atoms, and which may include one or more heteroatoms selected from O, S, N, P and Si, (iv) or -NR ₄ R ₅ where R ₄ and R ₅ which are the same or different, are hydrogen or aromatic or non-aromatic, linear or cyclic, saturated or unsaturated, branched or straight hydrocarbon chain containing 1-20 carbon atoms, and which may include one or more heteroatoms selected from O, S, N, P and Si;

- n is 0, 1 or 2, preferably 1; And

- * is an asymmetric carbon atom;

where said method includes the steps:

a) obtaining a compound of formula (II):

G-(CH ₂ ) _n -C*H(NHR ₁ )-XR ₂ , (II)

wherein

- n, R ₁ , R ₂ , X and * such as previously defined,

- G is either (i) R ₆ -C(=O)-O-CH ₂ - or (ii) (R ₇ O)(R ₈ O)-P(=O)-O-CH ₂ - or (iii) R ₇ O-SO ₂ -O-CH ₂ -;

- R ₆ is hydrogen or aromatic or non-aromatic, linear or cyclic, saturated or unsaturated, branched or straight hydrocarbon chain containing 1-20 carbon atoms, and which may include one or more heteroatoms selected from O, S, N, P and Si;

R ₇ and R ₈ , which may be the same or different, are independently selected from an H proton, an alkali metal, an alkaline earth metal or ammonium, preferably an H or alkali metal proton, and more preferably an H or Na proton;

b) obtaining inorganic trithiocarbonate;

c) reactions between said compound of formula (II) and said inorganic trithiocarbonate in the presence of a sulfhydrylase associated with said compound of formula (II);

d) obtaining at least one functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I);

e) separating and isolating at least one said cyclic dithiocarbamate of formula (I);

steps a) and b) are optionally carried out simultaneously.

2. The method according to p. 1, in which the functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I) is enantiomerically pure.

3. The method according to any one of the preceding claims, wherein the functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I) is L-raphanusamic acid or L-homoraphanusamic acid.

4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the compound of formula (II) is selected from L-serine and L-homoserine derivatives.

5. The method of claim 4 wherein the L-serine derivative is selected from O-phospho-L-serine, O-succinyl-L-serine, O-acetyl-L-serine, O-acetoacetyl-L-serine, O- propio-L-serine, O-coumaroyl-L-serine, O-malonyl-L-serine, O-hydroxymethylglutaryl-L-serine, O-pimelyl-L-serine and O-sulfato-L-serine, preferably O-phospho -L-serine, O-succinyl-L-serine, O-acetyl-L-serine and O-sulphato-L-serine, and more particularly O-acetyl-L-serine.

6. The method according to claim 4, wherein the L-homoserine derivative is selected from O-succinyl-L-homoserine, O-acetyl-L-homoserine, O-acetoacetyl-L-homoserine, propio-L-homoserine, O-coumaroyl- L-homoserine, O-malonyl-L-homoserine, O-hydroxymethylglutaryl-L-homoserine, O-pimelyl-L-homoserine, O-phospho-L-homoserine and O-sulfato-L-homoserine, preferably O-succinyl-L -homoserine, O-acetyl-L-homoserine, O-phosphomoserine and O-sulphato-L-homoserine, and more particularly O-acetyl-L-homoserine.

7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the sulfhydrylase is selected from L-serine derivative-associated sulfhydrylases and L-homoserine derivative-associated sulfhydrylases.

8. The method of claim 7, wherein the L-serine derivative-associated sulfhydrylase is selected from O-phospho-L-serine sulfhydrylase, O-succinyl-L-serine sulfhydrylase, O-acetyl-L-serine sulfhydrylase, O-acetoacetyl-L -serine sulfhydrylase, O-propio-L-serine sulfhydrylase, O-coumaroyl-L-serine sulfhydrylase, O-malonyl-L-serine sulfhydrylase, O-hydroxymethylglutaryl-L-serine sulfhydrylase, O-pimelyl-L-serine sulfhydrylase and O-sulfato-L-serine sulfhydrylase , preferably O-phospho-L-serine sulfhydrylase, O-succinyl-L-serine sulfhydrylase, O-acetyl-L-serine sulfhydrylase and O-sulfato-L-serine sulfhydrylase, and more specifically O-acetyl-L-serine sulfhydrylase.

9. The method of claim 7, wherein the L-homoserine derivative-associated sulfhydrylase is selected from O-phospho-L-homoserine sulfhydrylase, 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, O-malonyl-L-homoserine sulfhydrylase, O-hydroxymethylglutaryl-L-homoserine sulfhydrylase, O-pimelyl-L-homoserine sulfhydrylase and O-sulfato-L-homoserine sulfhydrylase , preferably O-phosphomoserine sulfhydrylase, O-succinyl-L-homoserine sulfhydrylase, O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase and O-sulfato-L-homoserine sulfhydrylase, and more preferably O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase.

10. The process according to one of the above, wherein the inorganic trithiocarbonate is selected from alkali metal trithiocarbonate, alkaline earth metal trithiocarbonate and ammonium trithiocarbonate, preferably sodium trithiocarbonate, potassium trithiocarbonate, calcium trithiocarbonate and ammonium trithiocarbonate, and more preferably sodium trithiocarbonate.

11. A method according to any of the preceding claims, comprising the optional step f) further functionalizing the functionalized cyclic dithiocarbamate of formula (I) obtained in step d) or step e).

12. L-homoraphanusamic acid obtained by the method described in paragraphs. 1-11.

13. Trithiocarbonate homocysteine of formula (IV):

X ₂ ⁺ S ^- -C \u003d (S) -S-CH ₂ - (CH ₂ ) _n C * H (NHR ₁ ) -XR ₂ , (IV)

in which R ₁ , R ₂ , X, * and n are as defined in paragraph 1, and X ₂ is an alkali metal, alkaline earth metal or ammonium group, preferably Na, K, NH ₄ or Ca, more preferably Na.