WO1988007999A1 - ESTERS DE L'O-ISOPROPYLIDENE-1,2-alpha-D-GLUCOFURANNOSE ET ACIDES GRAS, SYNTHESE SPECIFIQUE ET UTILISATIONS - Google Patents

ESTERS DE L'O-ISOPROPYLIDENE-1,2-alpha-D-GLUCOFURANNOSE ET ACIDES GRAS, SYNTHESE SPECIFIQUE ET UTILISATIONS Download PDF

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WO1988007999A1
WO1988007999A1 PCT/FR1988/000181 FR8800181W WO8807999A1 WO 1988007999 A1 WO1988007999 A1 WO 1988007999A1 FR 8800181 W FR8800181 W FR 8800181W WO 8807999 A1 WO8807999 A1 WO 8807999A1
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isopropylidene
glucofuranose
acyl
glucofurannose
mixture
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Arnaud Glacet
Pascalis Gogalis
Gino Lino Ronco
Pierre Joseph Villa
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Generale Sucriere
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H13/00—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids
    • C07H13/02—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids by carboxylic acids
    • C07H13/04—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids by carboxylic acids having the esterifying carboxyl radicals attached to acyclic carbon atoms
    • C07H13/06—Fatty acids

Definitions

  • Esters of O-isopropylidene-1,2- ⁇ -D-glucofuranose and fatty acids specific synthesis and uses.
  • the subject of the present invention is a process for the specific synthesis of monoesters between a fatty acid and O-isopropylidene-1,2 ⁇ -D-glucofuranose, as well as the products obtained by this process.
  • glucose as an aldohexose can exist in cyclized forms.
  • D-glucose exists in two anomeric, cyclized 6-membered forms: ⁇ -D-glucopyrannose and ⁇ -D-glucopyrannose.
  • These cyclized forms originate from the intramolecular reaction of the adhyde group in position 1 with the hydroxyl in position 5 to form an internal hemiacetal by cyclization. If the hydroxyl in position 5 is replaced by another group, the resulting derivative will then tend to cyclize by intramolecular reaction of the aldehyde group in position 1 with the hydroxyl in position 4 to form a 5-membered ring called glucofuranosis.
  • K. KNOEVENAGEL and R. HIMMERLREICH (US Patent No. 3,171,832) have transesterified O-isopropylidene-1,2 ⁇ -D-glucofuranose (monoacetone glucose) by palmitate, stearate, or oleate methyl, under reduced pressure, at elevated temperature to obtain the corresponding O-acyl-6 O-isopropylidene-1,2 ⁇ -D-glucofuranose.
  • the yield indicated without any purity check is 75%.
  • the Applicant has set itself the goal of providing a process. specific and industrial synthesis of monoester of fatty acids and 1,2- ⁇ -isopropylidene ⁇ -D-glucofuranose, in order to obtain pure esters (monodisperses) having a hydrophobic "tail” formed by the long saturated or unsaturated alkyl chain of the ester and a hydrophilic "head” formed by the O-isopropylidene-1,2-D-glucofuranose unit and the carbonyl group of the ester function.
  • the solvent is chosen from benzene, toluene, an alkane.
  • the intermediate product obtained in step g) of the process according to the invention comprises two isopropylidene protective groups: the group -1.2 and the group -5, 6. It has been found that the group -5.6 can be selectively eliminated, keeping the group -1,2, by controlled contacting of the compound O-Acyl-3 di-isopropylidene-1,2: 5,6 ⁇ -D-glucofuranose with an ion exchange resin (H + ) in the presence of an alkanol / water mixture, for a determined period and at a controlled temperature, for example between 40 "and 70oC. It is also possible to remove the two protective groups isopropylidene by using this same resin under experimental conditions of longer contact time and / or higher temperature. In the latter case, the glucose derivative molecule reorganizes to recycle into the glucopyran derivative.
  • H + ion exchange resin
  • the mixture of alkanol / water solvents is preferably a 95/5 v / v methanol / water mixture or 95 ° ethanol.
  • the solution after percolation will contain: optionally, a residue of O-Acyl-3 di-isopropylidene 1,2: 5,6 ⁇ -D-glucofuranose and a mixture of O-Acyl -3 O-isopropylidene-1,2 ⁇ -D-glucofuranose and O-Acyl-3 D-glucopyrannose in variable proportions.
  • O-Acyl-3 O-isopropylidene-1,2 ⁇ -D-glucofurannose-O-Acyl-6- O-is ⁇ propylidene-1,2 ⁇ -D-glucofurannose.
  • the Applicant has found that the separation of this mixture into its three preceding categories does not require the use of solution partition chromatography or the weight ratio of the mixture to be separated relative to the weight of the chromatography support varies from 1/50 to 1/100, but it was enough to use filtration-adsorption on silica gel in which the ratio of the weight of the mixture to be separated relative to the weight of the silica gel is between 1/1 and 1 / 2.5.
  • the silica gel can be reused many times, that is to say recycled by percolation with pure acetone and then with pure hexane;
  • O-Acyl-3 O-isopropylidene-1,2 ⁇ -D-glucofuranose 'with possibly
  • O-Acyl-6 O-isopropylidene-1,2 ⁇ -D-glucofurannose is very simply transformed into O -Acyl-6 0-isopropylidene-1,2 ⁇ -D-pure glucofuranose (monodisperse).
  • the advantage of obtaining pure products according to the invention resides in the fact that these products act as solvents in a use as gelling, swelling, emulsifying and micro-emulsifying products, and that, the arrangement of solvation is uniform, reproducible and more stable than that obtained with impure products ( polydispersed).
  • O-palmitoyl-3 di-O-isopropylidene-1,2 5,6 ⁇ -D-glucofuranose of purity equal to or greater than 95%.
  • a jacketed column is prepared in which propylene glycol is circulated at 50oC.
  • the column with a capacity of 1 1 and an internal diameter equal to 4 cm, is filled with 500 g of JANSSEN AMBERLYST-15 (H + ) WET resin and conditioned with an eluent of methanol-water composition
  • Example 8 O-stearoyl-6 O-isopropylidene-1,2 ⁇ -D-glucofuranose.
  • the procedure is as in Example 6, using the 1st operating mode.
  • the above compound is obtained quantitatively;
  • the pure compounds O-acyl-6 O-isopropylldene-1,2 ⁇ -D-glucofuranose according to the invention have industrial applications as swelling agents, gelling agents, emulsifiers, microemulsifiers in food, pharmacy, hygiene, cosmetics.
  • the products obtained according to the process of the invention are pure compared to the impure compounds of the state of the art and therefore exhibit better performance.
  • O-acyl-3 O-isopropylidene-1,2 ⁇ -D-glucofuranose compounds according to the invention have properties similar to the O-acyl-6 compounds above, and have similar industrial applications.
  • group R of the acyl group R-CO contains a double bond, the latter does not interfere in the mechanism of the esterification and the 3 ⁇ 6 transposition according to the invention and derivatives of the unsaturated chain of the same way as that described in the previous examples.
  • O-acyl-3 di-O-isopropylidene-1,2 5,6 ⁇ -D-glucofuranose as well as O-acyl-3 and O-acyl-6 O-isopropylidene-1,2 ⁇ - D-glucofurannose have revealed an effective role as fermentation adjuvants in the must of sugar by-products under the conditions of industrial distilleries.
  • O-oleyl-3 di-O-isopropylidene -1,2: 5,6 ⁇ -D-glucofuranose to 1 liter of molasse must to 140 g of sugar in the presence of saccharomycés cerevisiae causes a triple effect:

Abstract

Procédé de synthèse spécifique de monoester entre un acide gras et l'O-isopropylidène-1,2alpha-D-glucofurannose comportant l'acylation du di-O-isopropylidène-1,2:5,6alpha-D-glucofurannose et l'élimination sur résine échangeuse d'ions (H+) du groupe protecteur isopropylidène-5,6 pour donner du O-acyl-3 O-isopropylidène-1,2alpha-D-glucofurannose. Celui-ci peut-être transposé quantitativement en O-acyl-6 O-isopropylidène-1,2alpha-D-glucofurannose pur. Ces monoesters où acyl signifie (i), avec R=alkyle ayant un nombre de carbone égal ou supérieur à 7, sont adjuvants de fermentation, des agents de gonflement, des gélifiants, des émulsifiants, des micro-émulsifiants utilisables dans l'alimentation, la pharmacie, l'hygiène, les cosmétiques.

Description

Esters de l'O-isopropylidène-1,2-α-D-glucofurannose et acides grasses, synthèse spécifique et utilisations.
La présente invention a pour objet un procédé de synthèse spécifique de monoesters entre un acide gras et l' O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose, ainsi que les produits obtenus par ce procédé.
Il est connu que le glucose en tant qu'aldohexose peut exister sous des formes cyclisées. Ainsi le D-glucose existe sous deux formes anomères cyclisées à 6 chaînons : l' α-D-glucopyrannose et le β-D-glucopyrannose. Ces formes cyclisées proviennent de la réaction intramoléculaire du groupe adéhyde en position 1 avec l'hydroxyle en position 5 pour former un hémiacétal interne par cyclisation. Si l'hydroxyle en position 5 est remplacé par un autre groupe, le dérivé résultant aura tendance alors à se cycliser par réaction intramoléculaire du groupe aldéhyde en position 1 avec l'hydroxyle en position 4 pour former un cycle à 5 chaînons appelé glucofurannose.
Différents auteurs ont cherché à estérifier spécifiquement l'un des sites hydroxyles de dérivés du D-glucose où deux ou plusieurs hydroxyles sont protégés par des groupes protecteurs isopropylidènes. C'est ainsi que par condensation de l'acétone et du D-glucose il est connu d'obtenir le "diacétone glucose" ou di-O-isopropylidène 1,2:5,6 α-D-glucofurannose qui possède un seul groupe hydroxyle, en position, 3 non protégé. Ce groupe, hydroxyle en position 3 peut être soumis sélectivement à une réaction d'estérification. C'est ainsi que J. ASSELINEAU (Bull Soc, chim. Fr., 9, 937-944, 1955) fait réagir le chlorure de palmitoyle sur le diacétone glucose pendant deux jours dans la pyridine, puis par hydrolyse acide dans un mélange acétone-acide chlorhydrique obtient le O-palmitoyl-3 D-glucose avec un rendement de 28%.
II faut remarquer que cette synthèse à le désavantage d'utiliser la pyridine comme solvant, que la réaction est lente et conduit à un dérivé monoestérifié du glucose avec un faible rendement qui serait insuffisant dans une synthèse à l'échelle industrielle.
D'autres auteurs, F. H. OTEY et CL. MEHLTRETTER (J. M. Oil. Chemist's Soc, 35 455-457, 1958) ont obtenu le O-stéaroyl-3 D-glucose avec un rendement voisin de 60 % par addition du chlorure de stéaroyle au diacétone-glucose dans un mélange pyridine-chloroforme ou toluène-sodium, suivie de l'hydrolyse des deux groupes protecteurs isopropylidènes par le mélange éther éthylique-acide chlorhydrique concentré 50/50, volume par volume.
Enfin, d'autres auteurs, K. KNOEVENAGEL et R. HIMMERLREICH (Brevet US Nº 3.171.832) ont transestérifié le O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose (monoacêtone glucose) par les palmitate, stéarate, ou oléate de méthyle, sous pression réduite, à température élevée pour obtenir les O-acyl-6 O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose correspondants. Le rendement indiqué sans aucun contrôle de pureté est de 75 % . Nous avons recommencé cette expérience et vérifié qu'en fait on obtient à partir du palmitate de méthyle, 50 % de O-palmitoyl-6 O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose, 15 % de tripalmitoyl 3,5,6 O-isoprσpylidène-1,2 α D-glucofurannose, du produit de départ et des goudrons. K. KNOEVENAGEL et al. (voir ci-dessus) décrivent le stéarate et l'oléate de l'hydroxyle en 6 de l'O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose comme ayant des propriétés de gélifiants dans les milieux éther de pétrole, paraffine et huile végétale/eau 95/5 v/v. En fait ces auteurs ont utilisé des produits impurs (polydisperses) comme gélifiants dont les performances n'ont pas été optimisées.
La demanderesse s'est fixée comme but de fournir un procédé de. synthèse spécifique et industrielle de monoester d'acides gras et d'O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose, afin d'obtenir des esters purs (monodisperses) ayant une "queue" hydrophobe formée par la longue chaîne alkyle saturée ou insaturée de l'ester et une "tête" hydrophile formée par le motif O-isopropylidène-1,2 -D-glucofurannose et le groupe carbonyle de la fonction ester.
Un objet de la présente, invention est un procédé de synthèse spécifique de monoester entre un acide gras saturé ou insaturé R-CO2H et l'O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose, comportant l'estérification de l'hydroxyle en position 3 du di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α -D-glucofurannose par un agent d'acylation R-CO-X, X étant un groupe partant et R un radical alkyle saturé ou insaturé à nombre de carbones égal ou supérieur à 7, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : sous forte agitation, d) on mélange du di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α -D-glucofurannose et une quantité équimolaire de triéthylamine dans un solvant et l'on porte à reflux ; e) on ajoute de l'éther de pétrole. (Eb760 = 62-63°C) en maintenant le reflux ; f) on ajoute goutte à goutte une solution sensiblement équimolaire de R-CO-X dans de l'éther de pétrole. (Eb760 =
62-63°C) et l'on maintient à reflux le temps nécessaire pour avoir un taux de conversion du di-O-isopropylidène-1,2:5,6α-D-glucofurannose supérieur à 90 % , puis on refroidit à température ambiante et l'on obtient une solution-suspension ; g) on filtre la solution-suspension sur gel de silice en suspension dans l'éther de pétrole et on évapore le filtrat pour obtenir du O-Acyl-3 di-O-isopropylidène 1,2:5,6 α -D-glucofurannose, où le groupe Acyl est identique à
Figure imgf000005_0001
le radical R contient de préférence 7 à 29 atomes de carbone et mieux 7 a 19 atomes de carbone; X comme groupe partant est choisi parmi les atomes de chlore et de brome.
Le solvant est choisi parmi le benzène, le toluène, un alcane. L'alcane est par exemple l'éther de pétrole industriel dit "hexane industriel" (Eb = 62 - 63ºC sous 1,01 bar).
Le procédé précédent peut comprendre en outre la préparation préalable du diacétone-glucose à partir d'un procédé de la littérature (Brevet US Nº 2 715 121 et Smith, O.T. Methods in Carbohydrate Chemistry 2 (83) 318 (1963)), amélioré par l'utilisation d' hexane industriel à la place du chloroforme en tant que solvant d'extraction du produit final et qui comprend les étapes suivantes : a) on agite à température ambiante, dans de l'acétone en excès, du glucose en présence de Cl2Zn et de PO4H3 ; b) on élimine le glucose résiduel par filtration, puis on élève le pH jusqu'à pH = 8 par addition de soude ; c) on évapore l'acétone en excès, et extrait avec un solvant.
Le produit intermédiaire obtenu à l'étape g) du procédé selon l'invention comporte deux groupes protecteurs isopropylidène : le groupe -1,2 et le groupe -5 , 6. Il a été trouvé que le groupe -5,6 pouvait être sélectivement éliminé, en .gardant le groupe -1,2, par mise en contact contrôlée du composé O-Acyl-3 di-isopropylidène-1,2:5,6 α-D-glucofurannose avec une résine échangeuse d'ions (H+ ) en présence d'un mélange alcanol/eau, pendant une durée déterminée et à une température contrôlée, par exemple comprise entre 40" et 70ºC. Il est également possible d'éliminer les deux groupes protecteurs isopropylidène par l'utilisation de cette même résine dans des conditions expérimentales de durée de contact plus longue et/ou de température plus élevée. Dans ce dernier cas la molécule de dérivé de glucose se réorganise pour se recycliser en dérivé glucopyrannose.
Le déblocage sélectif du groupe isopropylidène-5,6 conduit à de nouvelles molécules où le caractère hydrophile du motif glucose est tempéré par un reste acétal cyclique ( isopropylène-1,2) sur les hydroxyles 1,2 de la forme glucofurannose estérifiée en position 3. En pratique la mise en contact contrôlée du composé O-Acyl-3 di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α -D-glucofurannose a lieu par percolation, à travers un lit fixe de résine échangeuse. d'ions (H ), d'une solution de ce composé dans un mélange de solvants alcanol/eau. Le mélange de solvants alcanol/eau est de préférence un mélange méthanol/eau 95/5 v/v ou de l'éthanol à 95°. Suivant la température de la colonne et la vitesse de percolation, la solution après percolation contiendra : éventuellement, un reste de O-Acyl-3 di-isopropylidène 1,2:5,6 α -D-glucofurannose et un mélange de O-Acyl-3 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose et de O-Acyl-3 D-glucopyrannose en proportions variables.
Si la solution après percolation est laissée au repos un certain temps à température ambiante avant évaporation il se produit spontanément une. transposition lente par transestérification suivant la réaction : →
O-Acyl-3 O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose-O-Acyl-6- O-isόprôpylidène-1,2 α-D-glucofurannose.
Il a été vérifié que cette transposition n'avait pas lieu sur la colonne échangeuse d ' ions (H+ ) mais plutôt en milieu neutre ou légèrement basique.
L'existence du mélange précédent et de la difficulté supplémentaire de l'éventuelle transposition O-Acyl-3... en O-Acyl-6... en solution aurait pu être un obstacle à la mise au point du procédé industriel selon l'invention, qui permet d'obtenir des monoesters purs (monodisperses).
Le mélange précédent, même après transposition partielle O-Acyl-3... en O-Acyl-6... contient essentiellement 3 catégories de dérivés du D-glucose : 1. L'O-Acyl-3 di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α -D-glucofurannose qui est peu polaire car ne contenant aucun hydroxyle libre ;
2º l'O-Acyl-3 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose et éventuellement l'O-Acyl-6 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose qui sont moyennement polaires car contenant deux hydroxyles libres; 3º les O-Acyl-3 D-glucopyrannose et éventuellement l'O-Acyl-6 glucopyrannose qui sont polaires car contenant quatre hydroxyles libres.
En fait, la demanderesse a trouvé que la séparation de ce mélange en ses trois catégories précédentes ne nécessitait pas l'emploi d'une chromatographie de partage en solution ou le rapport en poids du mélange à séparer par rapport au poids du support de chromatographie varie de 1/50 à 1/100, mais qu'il suffisait d'utiliser une filtration-adsorption sur gel de silice dans laquelle le rapport du poids du mélange à séparer par rapport au poids du gel de silice est compris entre 1/1 et 1/2,5.
De plus, le gel de silice peut être réutilisé de nombreuses fois, c'est-à-dire recyclé par percolation à l'acétone pure puis à l'hexane pur; l'O-Acyl-3 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose' avec éventuellement de l'O-Acyl-6 O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose est transformé de manière très simple en O-Acyl-6 0-isopropylidêne-1,2 α-D-glucofurannose pur (monodisperse).
Il suffit de mettre en solution ce mélange dans du tétrahydrofuranne ou de l'éthanol à 95º d'ajouter du bicarbonate solide, de porter à reflux pendant un certain temps, de filtrer et d'évaporer.
Ainsi tout le procédé selon la présente invention qui conduit à des O-Acyl-3 O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose purs (monodisperses), et à des O-Acyl-6 O-isopropylidène-1,2 α glucofurannose purs (monodisperses) est simple à mettre en oeuvre et adapté à la synthèse industrielle en grosse quantité.
L'avantage d'obtenir les produits purs selon l'invention réside dans le fait que ces produits agissent comme solvatants dans une utilisation comme produits gélifiants, de gonflement, émulsifiants et microraulsifiants, et que, l'arrangement de solvatation est uniforme, reproductible et plus stable que celui obtenu avec des produits impurs (polydispersés).
La présente invention sera mieux comprise à l'aide des exemples qui vont suivre et qui sont donnés à titre d'illustrations en référence au schéma annexé. Dans les exemples suivants, les pouvoirs rotatoires spécifiques ont été déterminés en dissolvant 200 à 300 mg de composé dans 10 ml du solvant indiqué.
Exemple 1 0-palmitoyl-3 di-O-isopropylidène-1,2 :5,6 α-D-glucofurannose (II) 52 g (0,2 mole) de di-O-isopropylidène-1,2 : 5,6 α -D-glucofurannose, 100 ml de benzène (le benzène paut être remplacée par du toluène ou de l'éther de pétrole industriel Eb 62-63ºC) et 28 ml (0,2 mole) de triéthylamine sont portés à 80ºC dans un réacteur cylindrique muni d'un agitateur vibrant vigoureux. En maintenant le reflux, l'addition de 100 ml d'éther de pétrole (Eb 760 = 62-63ºC) laisse le mélange homogène. On ajoute alors goutte à goutte par une ampoule à brome 55 g (0,2 mole) de Chlorure de palmitoyle en solution dans 100 ml d'éther de pétrole. Des cristaux blancs apparaissent : il s ' agit de chlorhydrate de triéthylamine, formé à mesure qu'avance la réaction, et qui est insoluble dans le mélange éther de pétrole/benzène (ou toluène) 2/1 (volume/volume) à ébullition ou l'éther de pétrole à ébullition. Après 2h30 de reflux, la réaction atteint un taux de conversion de 95 % (déterminé par C P V). On laisse le mélange reactionnel revenir à température ambiante et on le filtre sur une suspension de 50 ml de gel de silice (MATREX 35 - 70 mesh) dans 50 ml d'éther de pétrole, avec une surpression de 2 bars. Le chlorhydrate de triéthylamine et le reste de di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α-D-glucofurannose sont retenus sur la silice, alors que le monoester formé est recueilli dans le filtrat. Après evaporation du solvant on obtient 92 g d'un produit pâteux jaune pâle de pouvoir rotatoire = -15,0º (CHCl3); Rendement = 92.,4 % .
Figure imgf000010_0002
Les contrôles de C P V (chromatographie en phase vapeur) et de RMN 1H et RMN 13C montrent qu'il s'agit du
O-palmitoyl-3 di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α -D-glucofurannose de pureté égale ou supérieure à 95 % . 10 g de cet échantillon a été soumis à une filtration-adsorption à l'aide de 100g de gel de silice et d'éluants de polarité croissante, et l'on a obtenu 9,5 g d'es-ter pur : F = 30ºC (pâteux) ;
= -19,5º (CHCl3), ce qui correspond bien à un
Figure imgf000010_0001
produit brut de pureté égale ou supérieure à 95 %
Figure imgf000010_0003
Figure imgf000011_0001
Exemple 2. O-lauroyl-3 di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α -D-glucofurannose.
De la même manière qu' à l'exemple 1, en utilisant le chlorure de lauroyle, on obtient le produit ci-dessus avec un rendement, égal à 85 % après une filtration-adsorption sur gel de silice, sous forme d'un liquide.
= -24,3º (CHCl3)
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0002
Figure imgf000013_0001
Exemple 3 O-Stéaroyl-3 di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α -D-glucofurannose.
De la même nanière qu' à l'exemple 1, en utilisant le chlorure de stearoyle, on obtient le produit ci-dessus, après une filtration-adsorption sur gel de silice, sous forme d'un solide F = 44 - 45ºC,
= -18,5º (CHCl3)
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0002
Figure imgf000015_0001
Exemple 4 O-palmitoyl-3 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose (III).
On prépare une colonne à jaquette dans laquelle on fait circuler du propylène glycol à 50ºC. La colonne, de capacité de 1 1 et de diamètre intérieur égal à 4 cm, est remplie avec 500 g de résine JANSSEN AMBERLYST-15 (H+) WET et conditionnée avec un éluant de composition méthanol-eau
95-5 (v/v) jusqu'au ras de la résine.
On dissout 14,24 g (0,0286 mole) de O-palmitoyl-3 di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α-D-glucofurannose brut de l'exemple 1,
= -15º (CHCl3) dans 190 ml de méthanol
Figure imgf000016_0002
et l'on ajoute 10 ml d'eau juste avant d'introduire cette solution en tête de colonne avec un débit de 20 ml/min, débit régulé par une pompe péristaltique, puis on ajoute avec le même débit, 750 ml d'éluant méthanol-eau 95-5 (v-v). Nous avons vérifié que ce volume de rinçage était suffisant pour pouvoir recommencer avec la même colonne un autre cycle .de traitement, et ainsi de suite, même après plusieurs heures de fonctionnement de dispositif (plusieurs centaines de grammes de substrat traités en continu).
Après collecte de la solution éluée (environ 965 ml) on l'évaporé rapidement et le produit brut résultant est soumis avec diligence à une filtration-adsorption sur 30g de gel de silice MATREX 35-70 avec un éluant de polarité croissante composé de 5 à 100 % (en volume) d'acétone dans l'éther de pétrole. On recueille par ordre d'élution :
- 6,25 g de O-palmitoyl-3 di-O-lsopropylidène- 1,2:5,6 α -D-glucofurannose (II) n'ayant pas réagi, qui peuvent être directement recyclés ; F = 34-35ºC ;
= -18,8º (CHCl3) ;
Figure imgf000016_0001
- 0,95 g d'acide palmitique (F = 59-60ºC)
- 5,60 g O-palmitoyl-3 O-isopropylidène-1,2 α-D- glucofurannose pur d'après les analyses HPLC (chromatographie liquide haute performance), RMN 1H et RMN 13C ; F = 47 - 48ºC ; = + 12,6º (CHCl3)
Figure imgf000017_0001
Rendement par rapport au substrat transformé : 76,2% - moins de 0,2 g de O-palmitoyl-3 D-glucopyrannose.
Figure imgf000017_0002
Figure imgf000018_0001
Exemple 5 Etude des conditions de déblocage des groupes isopropylidène de l'O-palmitoyl-3 di-O-isopropylidène-1,2 : 5,6 α-D-glucofurannose (II).
Afin d'augmenter la proportion de substrat ayant réagi, par rapport à l'exemple 4, on a effectué des essais où la température du propylène-glycol a été élevée à 65ºC et où on a augmenté le temps de résidence dans la colonne (en réduisant le débit sortant). On atteint alors des taux de conversion du substrat supérieur à 98 % (HPLC), mais il se forme également des quantités importantes de
O-palmitoyl-3 D-glucopyrannose, de méthyl palmitate et d'acide palmitique (HPLC).
Un compromis a été trouvé et. consiste à maintenir le propylène-glycol de la jaquette à 60ºC et le débit sortant de la colonne à 10 ml /min (pour la même quantité de résine soit 500 g) dans ce déblocage de 10 g de produit
(II).
On obtient ainsi 6,4 g de O-palmitoyl-3 O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose (III) et 0,93 g de O-palmitoyl-3 D-glucopyrannose.
Des résultats analogues ont été obtenus lorsqu'on remplace le mélange méthanol-eau 95-5 (v-v) de l'exemple 4 par de l'éthanol à 95° en opérant à une température de l'éthylène-glycol égale à 70°C. En solution neutre dans le mélange méthanol-eau
95-5 (v-v) le O-palmitoyl-3 O-isopropylidène-1 , 2 -D-glucofurannose (III) se transforme peu à peu en
O-palmitoyl-6 O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose
(IV). Exemple 6 O-palmitoyl-6 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose (IV). a) 1er mode opératoire :
On prépare une solution décimolaire de
O-palmitoyl-3 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose (III) dans du tétrahydrofuranne. On ajoute 840 mg de bicarbonate de sodium par 100 ml de T H F pur et on porte à reflux sous agitation. Après 48 h de reflux l'isomérisation est complète (H P L C). Après refroidissement on filtre le bicarbonate et l'on évapore le filtrat pour obtenir quantitativement le composé (IV) ci-dessus, b) 2ème mode opératoire : On dissout 40 g de O-palmitoyl-3 O-iso ropylidène-1,2 α-D-glucofurannose (III) dans 200 ml d'éthanol à 95º, puis on ajoute 3,5 g de bicarbonate et porte à 70ºC sous agitation pendant 3 heures. Après refroidissement on filtre et l'on évapore le filtrat pour obtenir quantitativement du O-pàlmitoyl-6 O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose pur, F = 82ºC ;
= -1,03º(CHCl3)
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0002
Figure imgf000021_0001
c) 3ème mode opératoire :
22 g de O-isopropylidène-1,2 α-D glucofurannose (0,1 mole), 100 ml de toluène et 10, 1 g de triéthylamine (0,1 mole) sont portés à 110ºC dans un réacteur sous agitation vigoureuse. En maintenant l'agitation et la température ou additionne goutte à goutte pendant 4 heures, 27,5 g de chlorure de palmitoyle en solution dans 50 ml de toluène. A la fin de l'addition l'avancement de la réaction est de 90 % . Alors on filtre rapidement le mélange chaud sur 20 g de gel de silice. La partie solide contient le chlorhydrate de triéthylamine et la fraction de monoacétone glucose qui n'a pas réagi.
L'evaporation du filtrat donne 41 g d'un solide (rendement 90 % ) qui par fractionnement sur 150 g de gel de silice avec élution par mélange éther de pétrole-acétone, donne : - 9 g de di et tri-O-palmitoyl O-isopropylidène-1,2 α-D glucofurannose ;
- 3 g de fraction mixtes (mono et di ester) ;
29 g de O-palmitoyl-6 O-isopropylidène-1,2 α-D glucofurannose pur : F = 83ºC ; (α)D 20= -1,0º (CHCl3) ; rendement final : 63,3 % .
Exemple 7 O-Lauroyl-6 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose
On opère comme dans l'exemple 6, en utilisant le 1er mode opératoire. On obtient le composé ci-dessus d'une manière quantitative ; F = 75 - 76ºC ; = 1,58º(CHCl3)
Figure imgf000022_0001
Exemple 8 O-stéaroyl-6 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose. On opère comme dans l'exemple 6, en util'isant le 1er mode opératoire. On obtient le composé ci-dessus d'une manière quantitative ; F = 84-85ºC ; = -0,94º(CHCl3).
Figure imgf000022_0002
Les composés purs O-acyl-6 O-isopropylldène-1,2 α -D-glucofurannose selon l'invention ont des applications industrielles comme agents de gonflement, gélifiants, émulsifiants, microémulsifiants dans l'alimentation, la pharmacie, l'hygiène, les cosmétiques. Les produits obtenus selon le procédé de l'invention sont purs par rapport aux composés impurs de l'état de la technique et présentent de ce fait de meilleures performances.
Les composés O-acyl-3 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose selon l'invention ont des propriétés analogues aux composés O-acyl-6 ci-dessus, et ont des applications industrielles similaires.
Si le groupe R du groupe acyle R-CO contient une double liaison, celle-ci n'interfère pas dans le mécanisme de l'estérification et de la transposition 3→6 selon l'invention et on obtient des dérivés à chaîne insaturée de la même manière que celle décrite aux exemples précédents.
Les composés O-acyl-3 di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α -D-glucofurannose ainsi que O-acyl-3 et O-acyl-6 O-isopropylidène-1,2 α- D-glucofurannose ont révélé un rôle efficace comme adjuvants de fermentation des moûts de co-produits de sucrerie dans les conditions des distilleries industrielles. Far exemple l'addition de 100 mg de de O-oléyl-3 di-O-isopropylidène -1,2:5,6 α -D-glucofurannose à 1 litre de moût de molasse à 140 g de sucre en présence de saccharomycés cerevisiae provoque un triple effet:
- antimousse efficace ;
- compensation de la carence en acide oléique chez les levures (passage de 800 μg d'acide oléique/g de levure sèche au début, à 3000 ug d'acide oléique/g de levure sèche en fin de cycle fermentaire ; - augmentation de vitesse de croissance cellulaire et de la population lévurienne en fin de cycle (+ 10 % ) ;
- augmentation de la viabilité des levures
(+ 10%) pour un recyclage dans les cycles fermentaires ultérieures. Ces esters O-acyl-3 (ou 6) O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose avec un groupe acyle R-CO, où R est une chaîne linéaire hydrocarbonée en C7, C11, C15, C17 ont été testés sur des souris par voie orale (v.o.). La toxicité aigϋe exprimée par la DL 50 après dix jours est supérieure à 10 g/kg. Aucun effet secondaire n'a été détecté sur desrats et des lapins pendant un suivi de trois mois après une injection unique massive.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de synthèse spécifique de monoester entre un acide gras saturé ou Insaturé R-CO2H et l'O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose, comportant l'estérification de l'hydroxyle en position 3 du di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α -D-glucofurannose par un agent d'acylation R-CO-X, X étant un groupe partant et R un radical alkyle saturé ou insaturé à nombre de carbones égal ou supérieur à 7, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : sous forte agitation, d) on mélange du di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α -D-glucofurannose et une quantité équimolaire de triéthylamine dans un solvant et l'on porte à reflux ; c) on ajoute de l'éther de pétrole (Eb760) = 62-63°C) en maintenant le reflux ; f) on ajoute goutte à goutte une solution sensiblement équimolaire de R-CO-X dans de l'éther de pétrole (Eb760 =62-63ºC) et l'on maintient à reflux le temps nécessaire pour avoir un taux de conversion du di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α-D-glucofurannose supérieur à 90 %, puis on refroidit à température ambiante et l'on obtient une solution-suspension ; g) on filtre la solution-suspension sur gel de silice en suspension dans l'éther de pétrole et on évapore le filtrat pour obtenir du O-Acyl-3 di-O-isopropyïidène-1,2:5,6 α-D-glucofurannose, où le groupe Acyle est identique à
Figure imgf000024_0001
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant est choisi parmi .le benzène, le toluène, un alcane.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le groupe partant X est un halogène choisi parmi le chlore et le brome.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 comprenant la préparation préalable, du di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α-D-glucofurannose cristallisé à l'aide des étapes suivantes : a) on agite à température ambiante, dans de l'acétone en excès, du glucose, en présence, de Cl2Zn et de PO4H3, b) on élimine le glucose résiduel par filtration, puis on élève le pH jusqu'à pH = 8 par addition de soude, c) on évapore l'acétone en excès et extrait avec un solvant, caractérisé en ce que le solvant d'extraction est de l'hexane industriel porté à ébullition, ce qui après décantation, refroidissement, et. filtration conduit au di-O-isopropylidène-1,2:5,6 α-D-glucofurannose cristallisé.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend à la suite de l'étape g) les étapes suivantes : h) on dissout le composé O-Acyl-3 di-O-isopropylidène-1,2 :5,6 α-D-glucofurannose dans un mélange de solvants alcanol-eau et l'on percole la solution ainsi obtenue à travers une colonne, contenant une résine échangeuse d'ions (H+) et le même mélange de solvants alcanol/eau, la colonne étant maintenue à une température comprise entre 40 et 70ºC, i) on évapore la solution obtenue après percolation et. on soumet le résidu à une filtration-adsorption sur gel de silice à l'aide d'une succession d'éluants de polarité croissante pour recueillir en tête le O-Acyl-3 di-O-isopropylidène-1,2 : 5,6 α-D-glucofurannose n'ayant pas réagi, puis après un peu d'acide RCOOH, le O-Acyl-3 O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose pur.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mélange de solvants alcanol/eau est du méthanol/eau 95/5 en v/v.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mélange de solvants alcanol/eau est de l ' éthanol à 95 º .
8. Procédé selon l'une quelconque, des revendications 5 à 7, caractérisé en ce. qu'il comprend à la suite de l'étape i) les étapes suivantes : j) on dissout le composé O-Acyl-3 O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose dans un éther cyclique ou de l'éthanol à
95º et l'on ajoute du bicarbonate solide, puis on porte à reflux le temps nécessaire pour avoir un taux de conversion de l'O-Acyl-3 O-isopropylidène-1,2 α-D-glucofurannose supérieur à 98 %, k) on filtre et évapore l'éther cyclique ou l'éthanol à 95º pour obtenir du O-Acyl-6 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose pur.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'éther cyclique est du tétrahydrofuranne.
10. Composé O-Acyl-3 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose dans lequel le groupe acyle est identique à R est un radical alkyle dont le nombre de carbones
Figure imgf000026_0002
est supérieur ou égal à 7.
11- Composé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le nombre de carbones du radical R est compris entre 7 et 29.
12. Composé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le nombre de carbone du radical R est compris entre 7 et 19.
13. O-palmitoyl-3 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose.
14. O-lauroyl-3 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose.
15 O-stéaroyl-3 O-isopropylidène-1,2 α D-glucofurannose.
16. Utilisation d'un O-Acyl-3 di-O-isopropylidène -1,2:5:6 α -D-glucofurannose, le groupe acyl étant identique à avec R radical alkyle dont le nombre de
Figure imgf000026_0001
carbones est supérieur ou égal à 7, comme adjuvant de fermentation des moûts de sucrerie.
17. Utilisation d'un O-Acyl-6 O-isopropylidène-1,2 α -D-glucofurannose, le groupe acyl étant, identique à avec R radical alkyle dont le nombre de carbones est
Figure imgf000027_0001
supérieur ou égal à 7, comme adjuvant de fermentation des moûts de sucrerie.
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US3171832A (en) * 1959-07-24 1965-03-02 Spiess C F & Sohn New esters of isopropylidene glucose and process of preparing the same

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