Способ синтеза функционализированного полисульфида

Изобретение относится к области органических полисульфидов, более конкретно, к способу синтеза функционализированных органических полисульфидов формулы (I), в которой различные заместители такие, как определены в формуле изобретения. Указанный способ включает стадии: a) получения соединения формулы (II), в которой различные заместители такие, как определены в формуле изобретения; b) получения неорганического полисульфида; c) взаимодействия между, по крайней мере, указанным соединением формулы (II) и указанным неорганическим полисульфидом в присутствии фермента, выбранного из сульфгидрилаз; d) получения по меньшей мере одного функционализированного полисульфида формулы (I); e) отделения и выделения по меньшей мере одного указанного функционализированного органического полисульфида формулы (I); при этом стадии a) и b) не проводят или проводят одновременно. Изобретение также относится к дигомоцистеинполисульфиду, полученному предложенным способом, где указанный дигомоцистеинполисульфид представляет собой дигомоцистеинтетрасульфид или дигомоцистеинпентасульфид. Предложенный способ проводится при умеренной температуре и давлении, в водном растворе со значениями pH, близкими к нейтральности, и с применением исходных материалов возобновляемого происхождения, и в целом способ является более экологически чистым. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 пр.

R₂-X-(NR₁R₇)C*H-(CH₂)_n-S_a-(CH₂)_n-C*H(NR₁R₇)-X-R₂ (I)

G-(CH₂)_n-C*H(NR₁R₇)-X-R₂ (II)

 

Изобретение относится к области органических полисульфидов, и более конкретно, к способу синтеза функционализированных органических полисульфидов.

Органические полисульфиды применяют во множестве областей. Потому что, в зависимости от функциональных групп, которые они несут, они могут применяться в качестве добавок при смазке, в качестве противоизносных агентов, агентов для сверхвысокого давления или антиоксиданта. Их также применяют во время пресульфидирования катализаторов для гидрообработки нефтяных фракций или вулканизации. Они также могут участвовать в композиции смазывающих составов, например, для коробок передач или для обработки материалов на станке. Более того, они могут применяться в производстве цемента, бетона или асфальта. Наконец, они могут участвовать в композиции некоторых лекарственных средств для борьбы с радиацией или для другого терапевтического применения.

Следовательно, в зависимости от желаемых органических полисульфидов, существует множество способов синтеза этих соединений.

Например, в промышленности, органические полисульфиды в основном синтезируют способом взаимодействия между меркаптаном, серой и основным катализатором. Они также могут быть получены реакцией между олефином из нефти или возобновляемого происхождения с серой или сероводородом. Однако эти способы получения органических полисульфидов требуют условий высокой температуры и/или давления для того, чтобы быть эффективными.

Понятно, что из-за множества возможных применений функционализированных органических полисульфидов, существует необходимость в получении способов синтеза последних.

Также должно быть понятно, что также существует необходимость в синтезе функционализированных органических полисульфидов 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 выход которых больше, чем получаемый в существующих способах, и в целом способами, которые более экологически чистые.

Было обнаружено, что возможно достигнуть целей, указанных выше, проведением способа в соответствии с данным изобретением и как описано ниже. Другие цели будут очевидными из продолжения описания данного изобретения, которое следует.

Таким образом, согласно первому аспекту, данное изобретение относится к способу синтеза, по крайней мере, одного функционализированного органического полисульфида формулы (I):

R₂-X-(NR₁R₇)C*H-(CH₂)_n-S_a-(CH₂)_n-C*H(NR₁R₇)-X-R₂ (I)

в которой:

- R₁ и R₇, одинаковые или разные, являются водородом или ароматической или не ароматической, линейной или циклической, насыщенной или ненасыщенной, разветвленной или не разветвленной, углеводородной цепью, включающей 1-20 атомов углерода, которая может включать гетероатомы;

- X является -C(=O)- или -CH₂- или -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, которая может включать гетероатомы, (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, которая может включать гетероатомы;

- n равно 1 или 2;

- a является целым числом или десятичным числом от 2 до 10, предпочтительно, от 2 до 6; и

- * является асимметрическим атомом углерода;

где указанный способ включает стадии:

a/ получения, по крайней мере, одного соединения формулы (II):

G-(CH₂)_n-C*H(NR₁R₇)-X-R₂ (II)

в которой

- n, R₁, R₂, R₇, X и * такие, как определены ранее,

- G является либо (i) R₆-C(=O)-O-, либо (ii) (R₈O)(R₉O)-P(=O)-O-, либо (iii) R₈O-SO₂-O-;

- 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, которая может включать гетероатомы;

- R₈ и R₉, которые могут быть одинаковыми или разными, являются протоном H, щелочным металлом, щелочноземельным металлом или аммонием, предпочтительно, протоном H или щелочным металлом, и более предпочтительно, протоном H или Na;

b/ получения, по крайней мере, одного неорганического полисульфида;

c/ взаимодействия между, по крайней мере, указанным соединением формулы (II) и, по крайней мере, указанным неорганическим полисульфидом в присутствии, по крайней мере, одного фермента, выбранного из сульфгидрилаз, и предпочтительно, сульфгидрилазы, ассоциированной с указанным соединением формулы (II);

d/ получения, по крайней мере, одного функционализированного циклического полисульфида формулы (I);

e/ разделения и выделения, по крайней мере, одного указанного функционализированного органического полисульфида формулы (I), и;

f/ необязательной дополнительной функционализации функционализированного органического полисульфида формулы (I), полученного на стадии d/ или e/;

стадии a/ и b/ не проводят или проводят одновременно.

Было обнаружено, что конфигурация асимметрического атома углерода сохраняется в течение реакции. В качестве другого преимущества, необходимо отметить, что функционализированный органический полисульфид формулы (I), полученный способом в соответствии с данным изобретением, является энантиомерно чистым органическим полисульфидом.

"Функционализированный органическим полисульфид" означает любой тип органического полисульфида формулы (I), атом азота которого несет функциональную группу (за исключением варианта, где R₁ является атомом водорода) и/или атом углерода которого в положении α к атому азота несет функциональную группу (за исключением варианта, где -X- является -CH₂- и где R₂ является атомом водорода).

Изобретение будет более понятно в свете описания и примеров, которые следуют, но никаким образом не ограничено указанными примерами.

Согласно предпочтительному варианту, R₁ и R₇ являются атомом водорода.

Согласно другому предпочтительному варианту, X является -C(=O)- функциональной группой.

Согласно другому варианту, R₂ является -OR₃, R₃ является водородом.

Согласно другому варианту изобретения, n равен 1.

Согласно еще одному варианту изобретения, n равно 2.

Согласно предпочтительному варианту изобретения, в формуле (I), R₁ является атомом водорода, X является -C(=O)-, R₂ является -OR₃, где R₃ является водородом, n равно 1, и соединением формулы (I) является дицистеинполисульфид.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, в формуле (I), R₁ является атомом водорода, X является -C(=O)-, R₂ является -OR₃, где R₃ является водородом, n равно 2, и соединением формулы (I) является дигомоцистеинполисульфид.

Согласно 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 соединением формулы (II) является производное L-серина.

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-сульфо-L-серина.

Предпочтительно, производное L-серина выбирают из O-фосфо-L-серина, O-сукцинил-L-серина, O-ацетил-L-серина и O-сульфо-L-серина.

Наиболее предпочтительно, производным L-серина является O-ацетил-L-серин.

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 2 и соединение формулы (II) является производным L-гомосерина.

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-сульфо-L-гомосерина.

Предпочтительно, производное L-гомосерина выбирают из O-сукцинил-L-гомосерина, O-ацетил-L-гомосерина, O-фосфо-L-гомосерина и O-сульфо-L-гомосерина.

Наиболее предпочтительно, производным L-гомосерина является O-ацетил-L-гомосерин (OAHS).

Производное L-серина и L-гомосерина либо коммерчески доступно, либо его получают методами, известными специалисту в данной области техники.

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.

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.

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.

Неорганический полисульфид, применяемый в способе в соответствии с данным изобретением, имеет среднюю или десятичную степень серы от 2 до 10, предпочтительно, от 2 до 6.

Неорганический полисульфид выбирают из полисульфидов щелочного металла, щелочноземельного металла и аммония.

Предпочтительно, неорганический полисульфид выбирают из полисульфида натрия, полисульфида калия, полисульфида кальция и полисульфида аммония.

Особенно предпочтительно, неорганическим полисульфидом является полисульфид натрия.

Неорганический полисульфид получают из гидросульфида или сульфида любым способом, известным специалисту в данной области техники. Применяемым гидросульфидом или сульфидом может быть гидросульфид или сульфид щелочного металла, щелочноземельного металла или аммония.

Неорганический полисульфид также может быть получен из гидроксидов, оксидов, сероводорода или серы.

Добавляемое количество серы корректируют согласно средней степени серы, желаемой для неорганического полисульфида.

Во время способа в соответствии с данным изобретением, реакцию между, по крайней мере, указанным соединением формулы (II) и, по крайней мере, указанным неорганическим полисульфидом проводят в присутствии, по крайней мере, одного фермента, где указанный фермент предпочтительно является сульфгидрилазой, ассоциированной с указанным соединением формулы (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-сульфо-L-серинсульфгидрилазы.

Предпочтительно, фермент, ассоциированный с производным L-серина, выбирают из O-фосфо-L-серинсульфгидрилазы, O-сукцинил-L-серинсульфгидрилазы, O-ацетил-L-серинсульфгидрилазы и O-сульфо-L-серинсульфгидрилазы.

Наиболее предпочтительно, ферментом, ассоциированным с производным L-серина, является O-ацетил-L-серинсульфгидрилаза.

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-сульфо-L-гомосеринсульфгидрилазы.

Предпочтительно, фермент, ассоциированный с производным L-гомосерина, выбирают из O-фосфо-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-сукцинил-L-гомосеринсульфгидрилазы, O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилазы и O-сульфо-L-гомосеринсульфгидрилазы.

Наиболее предпочтительно, ферментом, ассоциированным с производным L-гомосерина, является O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилаза.

Эти ферменты функционируют, как хорошо известно специалисту в данной области техники, в присутствии кофактора, такого как пиридоксаль 5'-фосфат (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.

Согласно предпочтительному варианту изобретения, производным L-серина является O-ацетил-L-серин, неорганическим полисульфидом является полисульфид натрия, и применяемым ферментом является O-ацетил-L-серинсульфгидрилаза.

Согласно предпочтительному варианту изобретения, органическим полисульфидом, полученным данным способом, является дицистеинполисульфид.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, производным L-гомосерин является O-ацетил-L-гомосерин, неорганическим полисульфидом является полисульфид натрия, и применяемым ферментом является O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилаза.

Согласно предпочтительному варианту изобретения, органическим полисульфидом, полученным данным способом, является дигомоцистеинполисульфид.

Что касается синтетической среды, температуры и условий pH, можно сделать ссылку на те, которые описаны в заявках на патент WO 2008013432 и WO 2013029690.

Таким образом, согласно рабочему пределу фермента, pH реакции составляет 5-8, предпочтительно, 6-7,5, и более предпочтительно, 6,2-7,2. Во всех случаях, pH должны регулироваться в соответствии с оптимальными условиями для фермента. рН может регулироваться добавлением основного неорганического полисульфида или разбавленной серной кислоты или разбавленного водного аммиака.

Таким образом, температура во время реакции составляет 10°C-45°C, предпочтительно, 20°C-40°C, и более предпочтительно, 25°C-35°C.

Реакция проходит в водной среде или в присутствии органических растворителей, если эти растворители совместимы с применяемыми ферментами. Предпочтительно, реакция проходит в водной среде.

Реакция может проводиться периодически, полунепрерывно или непрерывно. Любой тип реактора, известный специалисту в данной области техники, может подходить для реакций этого типа.

Согласно одному варианту изобретения, разделение и выделение полученного органического полисульфида может проводиться по любой методике, известной специалисту в данной области техники, в частности, осаждением и фильтрацией.

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/.

Это возможно потому, что функционализированный органический полисульфид формулы (I), полученный в конце стадии d/, может снова быть функционализирован во время этой стадии f/. Например, если X-R₂ является карбоксильной функциональной группой, последняя может быть эстерифицирована, восстановлена до альдегида, восстановлена до спирта и затем этерифицирована, амидирована, нитрилирована или подобное. Все функциональные группы могут быть получены методами, хорошо известными специалисту в данной области техники, в зависимости от конечного предполагаемого применения органического полисульфида.

Таким образом, функционализированный органический полисульфид формулы (I), полученный в конце стадии d/, может быть подвергнут одной или более дополнительным химическим реакциям для получения одного или более органических полисульфидов с разными функциональными группами, где указанными химическими реакциями являются все реакции, известные специалистам в данной области техники.

Функционализированные органические полисульфиды формулы (I), полученные способом в соответствии с данным изобретением, могут применяться во множестве областей, таких как смазка, вулканизация, сульфидирование катализаторов, в терапии и других.

В частности, функционализированные полисульфиды формулы (I) могут применяться в качестве противоизносных агентов, агентов для сверхвысокого давления или антиоксиданта. Их также применяют во время пресульфидирования катализаторов для гидрообработки нефтяных фракций или вулканизации. Они также могут участвовать в композиции смазывающих составов или некоторых лекарственных средств, таких как лекарственные средства для борьбы с радиацией. Наконец, они могут применяться в производстве цемента, бетона или асфальта.

Примеры

Следующие примеры позволяют проиллюстрировать настоящее изобретение, но ни при каких обстоятельствах не являются ограничивающими.

Пример 1: Синтез дигомоцистеинтетрасульфида

Стадия 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.

Стадия 2:

В то же время, 11,21 г гидросульфида натрия (200 ммоль) вводят в 100 мл дистиллированной воды в 250 мл стеклянный реактор и оставляют растворяться при перемешивании при температуре окружающей среды с применением термостатируемой масляной бани. 9,62 г серного цвета (300 ммоль) постепенно добавляют в течение более 2 ч, раствор становится красным и H₂S начинает дегазировать из реакционной среды. Этот реактор соединяют с ловушкой, содержащей 200 г 10% массовых раствора гидроксида натрия (500 ммоль 100% NaOH). Этот раствор гидроксида натрия делает возможным улавливание H₂S, исходящего из реактора, и также делает возможным отслеживание развития реакции посредством отбора образцов, анализируемых аргентометрическим потенциометрическим титрованием. Легкий поток азота вводят в реактор так, чтобы облегчить отвод H₂S. Через 2 часа анализ ловушки показал, что 100% H₂S теоретически полученного было уловлено в раствор гидроксида натрия с получением гидросульфида натрия. Как только эта ловушка насыщена (гидроксид натрия полностью превращен) после нескольких синтезов полисульфидов натрия, раствор гидросульфида натрия можно использовать как таковой для синтеза этих полисульфидов. В основном реакторе получают 117,1 г раствора Na₂S₄ с титрованием 14,9% масс.

Стадия 3:

10 г (62 ммоль) O-ацетил-L-гомосерина (OAHS, полученного на стадии 1) вводят 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 введением фермента желательно, чтобы рН был равен 6,5; для этого добавляют несколько капель раствора полисульфидов натрия, полученных на стадии 2. 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), и затем этот раствор добавляют в реактор. Реакция начинается. pH снижается и, для сохранения реакционной среды при pH равном 6,5, раствор тетрасульфида натрия медленно добавляют через капельную воронку (всего добавляют 36,2 г (т.е. 5,4 г Na₂S₄, выраженного как 100% - 31 ммоль) раствора, полученного на стадии 2). Образцы (1 мл) берут во время реакции. Анализ потенциометрическим титрованием, ТСХ, ВЭЖХ и СЭЖХ/УФ-масс показывает постепенное исчезновение реагентов (OAHS и Na₂S₄) и постепенное появление, во все более значительных количествах, следующих соединений (необходимо отметить, что часть этих полисульфидов выпадает в осадок во время реакции):

дигомоцистеиндисульфид (гомоцистеин):

дигомоцистеинтрисульфид:

дигомоцистеинтетрасульфид:

дигомоцистеинпентасульфид:

Единственными другими продуктами, наблюдаемыми после полного исчезновения OAHS, являются следы дигомоцистеина (гидролиз OAHS) и следы гомоцистеина. Таким образом можно сделать заключение, что синтез дигомосеринполисульфидов (средняя степень серы 4) из OAHS был практически полным.

Стадия 4: Разделение и выделение дигомоцистеина полисульфида:

Реакционную среду со стадии 3 фильтруют первый раз для восстановления, после сушки, 4,4 г дигомоцистеина полисульфида. Остаточный раствор концентрируют частичным выпариванием воды (для предотвращения выпадения в осадок ацетата натрия, присутствующего в реакционной среде) при пониженном давлении при 30°C; образуется свежий осадок. После фильтрации и сушки снова получают 3,8 г дигомоцистеина полисульфида. Общий выделенный выход гомосеринполисульфида составляет 8,2 г относительно теоретического 10,30 г, т.е. 79,6%. Дополнительный анализ этого сухого продукта показал, что это твердое вещество содержит 41% (элементный анализ) серы (таким образом, средняя степень 4,3), и что оно не содержит элементарную серу в свободном состоянии (ВЭЖХ анализ).

Пример 2: Синтез дигомоцистеинтетрасульфида (без фермента или кофермента)

Пример 1 повторяют, с тем отличием, что раствор пиридоксаль 5'-фосфата и фермента (10 мл дистиллированной воды, содержащей 400 мкл раствора пиридоксаль 5'-фосфата (10 ммоль/л) и 0,6 г фермента (O-ацетил-L-гомосеринсульфгидрилазы)) не добавляют в реактор. Оказывается, что реакция не начинается, и что возможно непрерывно добавлять раствор полисульфидов натрия в попытке сохранить pH 6,5. При повышении до pH равного 8 добавлением раствора полисульфида натрия, единственной наблюдаемой реакцией является начало гидролиза OAHS с получением гомосерина. Этот пример показывает, что этот синтез должен быть катализирован ферментом для того, чтобы быть эффективным.

Пример 3: Синтез цистеиндисульфида (цистина)

Стадия 1:

O-Ацетил-L-серин продается Sigma-Aldrich. Он также может быть синтезирован из L-серина любыми методами, известными специалистам в данной области техники.

Стадия 2:

11,21 г гидросульфида натрия (200 ммоль) вводят в 100 мл дистиллированной воды в 250 мл стеклянном реакторе и оставляют растворяться перемешиванием при температуре окружающей среды с применением термостатируемой масляной бани. 3,2 г серного цвета (100 ммоль) постепенно добавляют в течение более 2 ч, раствор становится красным и H₂S начинает дегазировать из реакционной среды. Этот реактор соединяют с ловушкой, содержащей 200 г 10% массовых раствора гидроксида натрия (500 ммоль 100% NaOH). Этот раствор гидроксида натрия делает возможным улавливание H₂S, исходящего из реактора, и также делает возможным отслеживание развития реакции посредством отбора образцов, анализируемых аргентометрическим потенциометрическим титрованием. Легкий поток азота вводят в реактор так, чтобы облегчить отвод H₂S. Через 2 часа анализ ловушки показал, что 100% H₂S теоретически полученного было уловлено в раствор гидроксида натрия с получением гидросульфида натрия. Как только эта ловушка насыщена (гидроксид натрия полностью превращен) после нескольких синтезов дисульфида натрия, раствор гидросульфида натрия можно использовать как таковой для синтеза этого дисульфида. В реакторе получают 111 г раствора Na₂S₄ с титрованием 9,9% масс.

Стадия 3:

9,12 г (62 ммоль) O-ацетил-L-серина вводят в 140 мл дистиллированной воды в термостатируемом 250 мл стеклянном реакторе. Раствор доводят до 35°C при механическом перемешивании. pH реакционной среды составляет 4,6. Перед введением фермента желательно, чтобы рН был равен 6,5; для этого добавляют несколько капель раствора полисульфидов натрия, полученных на стадии 2. Берут образец 1 мл реакционной среды (в t=0). Раствор пиридоксаль 5'-фосфата (10 ммоль, 0,4 мл) и фермента O-ацетил-L-серинсульфгидрилазы (0,6 мл) растворяют в 10 мл воды и затем добавляют в реактор. Реакция начинается. pH снижается и для сохранения реакционной среды при pH равном 6,5, раствор дисульфида натрия медленно добавляют через капельную воронку (всего добавляют 32 г раствора, полученного на стадии 2, т.е. 3,2 г Na₂S₂ выраженного как 100%, 31 ммоль). Образцы (1 мл) берут во время реакции. Анализ потенциометрическим титрованием, ТСХ, ВЭЖХ и СЭЖХ/УФ-масс показывает постепенное исчезновение реагентов (O-ацетил-L-серина и Na₂S₄) и постепенное появление цистина. Также наблюдается возникновение осадка, получаемого при образовании цистина:

Единственными другими продуктами, наблюдаемыми после полного исчезновения O-ацетил-L-серина, являются следы серина (гидролиз O-ацетил-L-серина). Таким образом можно сделать заключение, что синтез цистина из O-ацетил-L-серина был практически полным.

Стадия 4: Разделение и выделение цистина:

Реакционную среду со стадии 3 фильтруют первый раз для восстановления, после сушки, 4,7 г цистина. Остаточный раствор концентрируют частичным выпариванием воды (для предотвращения выпадения в осадок ацетата натрия, присутствующего в реакционной среде) при пониженном давлении при 30°C; образуется свежий осадок. После фильтрации и сушки снова получают 1,2 г цистина. Общий выделенный выход цистина составляет 5,74 г относительно теоретического 7,44 г, т.е. 77,2%. Дополнительный анализ этого сухого продукта показал, что это твердое вещество содержит 26,82% (элементный анализ) серы (таким образом, средняя степень 2,01), и что оно не содержит элементарную серу в свободном состоянии (ВЭЖХ анализ).

1. Способ синтеза функционализированного органического полисульфида формулы (I);

R₂-X-(NR₁R₇)C*H-(CH₂)_n-S_a-(CH₂)_n-C*H(NR₁R₇)-X-R₂, (I)

в которой:

- R₁ и R₇, одинаковые или разные, являются водородом или ароматической или не ароматической, линейной или циклической, насыщенной или ненасыщенной, разветвленной или не разветвленной углеводородной цепью, включающей 1-20 атомов углерода, которая может включать гетероатомы;

- X является -C(=O)-;

- R₂ является -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, которая может включать гетероатомы;

- n равно 1 или 2;

- a является целым числом или десятичным числом от 2 до 10, и

- * является асимметрическим атомом углерода;

где указанный способ включает стадии:

a) получения соединения формулы (II):

G-(CH₂)_n-C*H(NR₁R₇)-X-R₂, (II)

в которой

- n, R₁, R₂, R₇, X и * такие, как определены ранее,

- G является либо (i) R₆-C(=O)-O-, либо (ii) (R₈O)(R₉O)-P(=O)-O-, либо (iii) R₈O-SO₂-O-;

- 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, которая может включать гетероатомы;

- R₈ и R₉, которые могут быть одинаковыми или разными, являются протоном H, щелочным металлом, щелочноземельным металлом или аммонием;

b) получения неорганического полисульфида;

c) взаимодействия между, по крайней мере, указанным соединением формулы (II) и указанным неорганическим полисульфидом в присутствии фермента, выбранного из сульфгидрилаз;

d) получения по меньшей мере одного функционализированного полисульфида формулы (I);

e) отделения и выделения по меньшей мере одного указанного функционализированного органического полисульфида формулы (I);

стадии a) и b) не проводят или проводят одновременно.

2. Способ по п. 1, в котором функционализированный органический полисульфид формулы (I) энантиомерно чист.

3. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором функционализированный органический полисульфид формулы (I) выбирают из дицистеинполисульфида и дигомоцистеинполисульфида.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором соединение формулы (II) выбирают из производных L-серина и производных L-гомосерина.

5. Способ по п. 4, в котором производное L-серина выбирают 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-сульфо-L-серина.

6. Способ по п. 4, в котором производное L-гомосерина выбирают из O-сукцинил-L-гомосерина, O-ацетил-L-гомосерина, O-ацетоацетил-L-гомосерина, пропио-L-гомосерина, O-кумароил-L-гомосерина, O-малонил-L-гомосерина, O-гидроксиметилглутарил-L-гомосерина, O-пимелил-L-гомосерина, O-фосфо-L-гомосерина и O-сульфо-L-гомосерина.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором сульфгидрилазу выбирают из сульфгидрилаз, ассоциированных с производным L-серина, и сульфгидрилаз, ассоциированных с производными L-гомосерина.

8. Способ по п. 7, в котором сульфгидрилазу, ассоциированную с производным L-серина, выбирают 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-сульфо-L-серинсульфгидрилазы.

9. Способ по п. 7, в котором сульфгидрилазу, ассоциированную с производным L-гомосерина, выбирают 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-сульфо-L-гомосеринсульфгидрилазы.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором неорганический полисульфид выбирают из полисульфидов щелочного металла, щелочноземельного металла и аммиака.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, содержащий необязательную стадию f) дополнительной функционализации функционализированного органического полисульфида формулы (I), полученного на стадии d) или на стадии e).

12. Дигомоцистеинполисульфид, полученный способом, описанным в пп. 1-11, где указанный дигомоцистеинполисульфид представляет собой дигомоцистеинтетрасульфид или дигомоцистеинпентасульфид.