Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR SYNTHESISING FUNCTIONALISED MERCAPTANS UNDER H2S PRESSURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/117951
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for synthesising functionalised mercaptan, comprising the reaction between a compound of formula R2-X-C*H(NR1R7)-(CH2)n-G (II) and H2S in the presence of at least one enzyme chosen from among the sulfhydrylases; the reaction taking place in a reactor with a partial pressure of H2S in the gaseous headspace of the reactor of between 0.01 and 4 bar, preferably between 0.1 and 3 bar, for example between 0.1 and 2.5 bar, and more preferably between 0.25 and 2 bar, at the reaction temperature.

Inventors:
LEC JEAN-CHRISTOPHE (FR)
FREMY GEORGES (FR)
DESSOMMES ARNAUD (FR)
Application Number:
PCT/FR2021/052156
Publication Date:
June 09, 2022
Filing Date:
December 01, 2021
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ARKEMA FRANCE (FR)
International Classes:
C07C319/08; C07C323/58
Domestic Patent References:
WO2012053777A22012-04-26
WO2008013432A12008-01-31
Foreign References:
FR2007577A11970-01-09
Other References:
WHITE R H ED - LILLIG C H ET AL: "The biosynthesis of cysteine and homocysteine in Methanococcus jannaschii", BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 1624, no. 1-3, 5 December 2003 (2003-12-05), pages 46 - 53, XP004475870, ISSN: 0304-4165, DOI: 10.1016/J.BBAGEN.2003.09.005
MAIER T., NATURE BIOTECHNOLOGY, vol. 21, 2003, pages 422 - 427
GROMAN ET AL., PROC. NAT. ACAD. SCI. USA, vol. 69, no. 11, November 1972 (1972-11-01), pages 3297 - 3300
SADAMU NAGAI: "Synthesis of O-acetyl-L-homoserine", vol. 17, 1971, ACADEMIC PRESS, pages: 423 - 424
Attorney, Agent or Firm:
STEFENEL, Alexandra (FR)
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS

1. Procédé de synthèse d’au moins un mercaptan fonctionnalisé de formule générale (I) suivante : R2-X-C*H(NRiR7)-(CH2)n-SH (I) dans laquelle,

Ri et R7, identiques ou différents, sont un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone et pouvant comprendre un ou plusieurs hétéroatomes ;

X est choisi parmi -C(=O)- , -CH2- ou -CN ;

R2 est :

(i) soit nul quand X représente -CN,

(ii) soit un atome d’hydrogène,

(iii) soit -OR3, R3 étant un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone et pouvant comprendre un ou plusieurs hétéroatomes,

(iv) soit -NR4R5, R4 et R5, identiques ou différents, étant un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone et pouvant comprendre un ou plusieurs hétéroatomes ; n est égal à 1 ou 2 ; et * représente un carbone asymétrique ; ledit procédé comprenant les étapes de : a) fourniture d’au moins un composé de formule générale (II) suivante : R2-X-C*H(NRiR7)-(CH2)n-G (II) dans laquelle *, Ri, R2, R7, X et n sont tels que définis pour la formule (I) et

G représente soit (i) Re-C(O)-O-, soit (ii) (R7O)(RsO)-P(O)-O-, soit (iii) RgO-SO2-O- ; avec

Re étant un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée de 1 à 20 atomes de carbone, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, pouvant comprendre un ou plusieurs groupement(s) aromatique(s) et pouvant être substituée par un ou plusieurs groupement(s) choisi(s) parmi -OR10, (=O), -C(O)ORn, -NRi2Ri3 ;

R10, Ru, R12 et R13 étant indépendamment les uns des autres choisis parmi :

H ou une chaîne hydrocarbonée de 1 à 20 atomes de carbone, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique ;

R7 et Rs, identiques ou différents, étant un proton, un alcalin, un alcalinoterreux ou un ammonium ; Rg étant choisi parmi un proton, un alcalin, un alcalinoterreux ou un ammonium ; b) fourniture d’H2S ; c) réaction entre ledit au moins un composé de formule (II) et l’H2S en présence d’au moins une enzyme choisie parmi les sulfhydrylases, de préférence une sulfhydrylase associée audit composé de formule (II) ; ladite réaction s’effectuant dans un réacteur avec une pression partielle en H2S dans le ciel gazeux dudit réacteur comprise entre 0,01 et 4 bars, par exemple entre 0,01 et 3 bars, de préférence entre 0,1 et 3 bars, par exemple entre 0,1 et 2,5 bars, à la température de réaction

5 d) obtention d’au moins un mercaptan fonctionnalisé de formule (I) ; e) éventuelle séparation dudit au moins un mercaptan fonctionnalisé de formule (I) obtenu à l’étape d) ; et f) éventuelle fonctionnalisation supplémentaire et/ou éventuelle déprotection du mercaptan fonctionnalisé de formule (I) obtenu à l’étape d) ou e) ; et dans lequel les étapes a) et b) sont, ou non, effectuées de manière simultanée.

2. Procédé de synthèse selon la revendication 1 , dans lequel la pression partielle en H2S dans le ciel gazeux dudit réacteur est comprise entre 0,25 et 2 bars.

3. Procédé de synthèse selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’H2S est en excès par rapport au composé de formule (II).

4. Procédé de synthèse selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape c) est réalisée en solution aqueuse.

5. Procédé de synthèse selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pression partielle en H2S correspond à la pression totale dans ledit ciel gazeux.

6. Procédé de synthèse selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pression partielle en H2S est maintenue constante pendant toute la durée de l’étape c).

7. Procédé de synthèse selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le composé de formule (II) est choisi parmi le groupe constitué de : l’O-phospho-L-homosérine, l’O-succinyl-L-homosérine, l’O-acétyl-L-homosérine, l’O- acétoacétyl-L-homosérine, l’O-propio-L-homosérine, l’O-coumaroyl-L-homosérine, l’O- malonyl-L-homosérine, l’O-hydroxyméthylglutaryl-L-homosérine, l’O-pimélyl-L-homosérine et l’O-sulfato-L-homosérine, de préférence l’O-acétyl-L-homosérine.

8. Procédé de synthèse selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mercaptan fonctionnalisé de formule (I) est la L-homocystéine.

9. Procédé de synthèse selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit composé de formule (II) est l’O-acétyl-L-homosérine, l’enzyme utilisée est l’O-acétyl-L- homosérine sulfhydrylase et le mercaptan fonctionnalisé de formule (I) est la L-homocystéine.

10. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape c) est réalisée essentiellement en l’absence d’oxygène, de préférence en l’absence d’oxygène.

11. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la température au cours de l’étape c) est comprise entre 10°C et 60°C, de préférence entre 20°C et 40°C, et plus particulièrement entre 25°C et 40°C.

12. Composition comprenant :

- un composé de formule (II) tel que défini à la revendication 1 ;

- une sulfhydrylase ; et

- de l’H2S solubilisé.

Description:
DESCRIPTION

TITRE : PROCEDE DE SYNTHESE DE MERCAPTANS FONCTIONNALISES SOUS PRESSION D’H 2 S

[0001] La présente invention concerne un procédé de synthèse de mercaptans fonctionnalisés, ainsi qu’une composition permettant notamment la mise en œuvre de ce procédé.

[0002] Les mercaptans sont utilisés dans de nombreux domaines industriels et de nombreuses méthodes de synthèse sont connues telles que la sulfhydratation d'alcools, l'addition catalytique ou photochimique d'hydrogène sulfuré sur des composés organiques insaturés ou la substitution à l'aide d'hydrogène sulfuré d'halogénures, d'époxydes ou de carbonates organiques.

[0003] Toutefois, ces procédés présentent de nombreux inconvénients et ne sont pas toujours adaptés à la synthèse de mercaptans fonctionnalisés, c’est-à-dire comprenant au moins un autre groupement fonctionnel que le groupement thiol (-SH). Ce type de mercaptans constitue une famille chimique à fort potentiel, notamment les acides aminés et dérivés à fonction thiol, en particulier l’homocystéine. Ils peuvent par exemple être utiles en tant qu’intermédiaires de synthèse pour l’industrie cosmétique. Cependant, il n’existe pas à ce jour de méthode de synthèse performante qui soit adaptée à leur production et qui soit viable au niveau industriel, notamment pour des applications relevant de la chimie de commodités.

[0004] Ainsi, parmi les méthodes par voie chimique classique, la substitution par l'hydrogène sulfuré nécessite des températures et des pressions souvent élevées et conduit à des sous- produits non-désirés de type oléfines, éthers, sulfures et/ou polysulfures. L'addition catalytique ou photochimique de l'hydrogène sulfuré sur des composés insaturés se fait généralement dans des conditions légèrement plus douces mais conduit également à de nombreux sous- produits formés par isomérisation de la matière première, par addition non-régiosélective ou par double addition conduisant à la production de sulfures et/ou polysulfures.

[0005] Ces méthodes classiques de synthèse nécessitent donc des conditions opératoires trop dures pour des composés tels que les mercaptans fonctionnalisés et conduisent à la coproduction de sulfures et/ou de polysulfures en quantité non négligeable et difficilement valorisables.

[0006] Il est connu comme alternative aux voies chimiques de synthétiser les mercaptans fonctionnalisés par voie biologique. Par exemple, la cystéine est actuellement produite par voie biologique par une voie de fermentation (Maier T., 2003. Nature Biotechnology, 21 : 422- 427). Ces voies biologiques sont plus douces et plus adaptées à des molécules plurifonctionnelles. Toutefois, ces voies biologiques présentent souvent des rendements faibles et/ou sont difficilement transposables et viables à l’échelle industrielle. De plus, là encore, la production du mercaptan d’intérêt s’accompagne des sulfures et/ou des polysulfures correspondants tels que les disulfures (cf. par exemple la demande internationale WO 2012/053777).

[0007] Ainsi, il existe un besoin pour un procédé de synthèse de mercaptans fonctionnalisés amélioré, en particulier par voie biologique.

[0008] En particulier, il existe un besoin pour un procédé de synthèse de mercaptans fonctionnalisés qui permette d’obtenir un rendement satisfaisant, voire un rendement d’au moins 20%, de préférence d’au moins 60%, de préférence encore d’au moins 80%, plus préférentiellement d’au moins 90%.

[0009] Il existe également un besoin pour un procédé de synthèse de mercaptans fonctionnalisés viable à l’échelle industrielle, avec des conditions opératoires douces.

[0010] Un objectif de la présente invention est de fournir un procédé de synthèse d’un mercaptan fonctionnalisé amélioré, en particulier ayant un rendement amélioré, voire un rendement d’au moins 20%, de préférence d’au moins 60%, de préférence encore d’au moins 80%, plus préférentiellement d’au moins 90%.

[0011] Un autre objectif de la présente invention est de fournir un procédé industriel avec des conditions opératoires douces et adaptées à la synthèse d’un mercaptan plurifonctionnel. [0012] Un autre objectif de la présente invention est de fournir un procédé évitant l’utilisation de sel de sulfhydrate et/ou de sel de sulfure en tant que réactif, ainsi plus respectueux de l’environnement.

[0013] La présente invention répond en tout ou partie aux objectifs ci-dessus.

[0014] Selon la présente invention, les mercaptans fonctionnalisés de formule (I) tels que définis ci-dessous, en particulier la L-homocystéine, sont avantageusement synthétisés par réaction entre des composés de formule (II) et l’H2S, en présence d’une enzyme sulfhydrylase, sous une gamme particulière de pression partielle en H2S dans le réacteur où se déroule ladite réaction. En particulier, ladite pression partielle en H2S est comprise entre 0,01 et 4 bars, par exemple entre 0,01 et 3 bars, de préférence entre 0,1 et 3 bars, par exemple entre 0,1 et 2,5 bars, et plus préférentiellement entre 0,25 et 2 bars.

[0015] Les présents inventeurs ont ainsi découvert que la transformation des composés de formule (II) en mercaptans fonctionnalisés de formule (I) est fortement dépendante de la pression partielle en H2S dans le réacteur. De façon surprenante, les présents inventeurs ont découvert que dans une gamme spécifique de pression partielle en H2S dans le réacteur, on obtient une conversion et/ou un rendement d’au moins 20%, de préférence d’au moins 60%, de préférence encore d’au moins 80%, plus préférentiellement d’au moins 90%. Par exemple, la conversion et/ou le rendement est(sont) compris entre 80% et 100%, voire entre 90% et 100%. En particulier, la conversion et/ou le rendement est(sont) de 100%.

[0016] En effet, contrairement à ce qui était attendu, l’augmentation de la pression partielle en H2S dans le réacteur au-delà d’une certaine limite ne permet pas d’augmenter la conversion et/ou le rendement de la réaction mais limite voire inhibe celle-ci. On pouvait s’attendre à ce que plus la pression partielle en H2S augmente dans le réacteur, plus la quantité d’F S augmente dans le milieu réactionnel (notamment sous forme solubilisée dans un milieu réactionnel liquide), favorisant ainsi la réaction. Or, une pression partielle en H 2 S trop forte est en réalité nuisible pour la réaction.

[0017] De plus, la gamme spécifique de pression partielle en H 2 S dans le réacteur selon l’invention permet une cinétique de réaction rapide. Par exemple, on peut atteindre 100% de rendement en une heure. Le temps de réaction peut ainsi être compris entre 0,15h et 10h, par exemple entre 0,25h et 4h, de préférence entre 0,5h et 1 h.

[0018] On observe également que le procédé selon l’invention permet d’obtenir de meilleurs rendements qu’un procédé utilisant des sels de sulfhydrate et/ou de sulfure comme réactifs. L’utilisation de l’hydrogène sulfuré permet ainsi de limiter, voire de simplifier les étapes de purification et de gestion des effluents qui sont nécessaires lorsque l’on utilise de tels sels. Le procédé selon l’invention est donc plus respectueux de l’environnement.

[0019] Ainsi, la présente invention concerne un procédé de synthèse d’au moins un mercaptan fonctionnalisé de formule générale (I) suivante : R 2 -X-C*H(NRiR 7 )-(CH 2 )n-SH (I) dans laquelle,

Ri et R7, identiques ou différents, sont un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone et pouvant comprendre un ou plusieurs hétéroatomes ;

X est choisi parmi -C(=O)- , -CH 2 - ou -CN ;

R2 est :

(i) soit nul quand X représente -CN,

(ii) soit un atome d’hydrogène,

(iii) soit -OR3, R3 étant un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone et pouvant comprendre un ou plusieurs hétéroatomes, (iv) soit -NR4R5, R4 et R5, identiques ou différents, étant un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone et pouvant comprendre un ou plusieurs hétéroatomes ; n est égal à 1 ou 2 ; et * représente un carbone asymétrique ; ledit procédé comprenant les étapes de : a) fourniture d’au moins un composé de formule générale (II) suivante :

R 2 -X-C*H(NRiR 7 )-(CH 2 )n-G (II) dans laquelle *, Ri, R 2 , R 7 , X et n sont tels que définis pour la formule (I) et

G représente soit (i) Re-C(O)-O-, soit (ii) (R 7 O)(RsO)-P(O)-O-, soit (iii) RgO-SO 2 -O- ; avec

R 6 étant un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée de 1 à 20 atomes de carbone, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, pouvant comprendre un ou plusieurs groupement(s) aromatique(s) et pouvant être substituée par un ou plusieurs groupement(s) choisi(s) parmi -OR10, (=0), -C(O)ORn, -NRi 2 Ri3 ;

R10, Ru, R12 et R13 étant indépendamment les uns des autres choisis parmi :

H ou une chaîne hydrocarbonée de 1 à 20 atomes de carbone, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique ;

R 7 et Rs, identiques ou différents, étant un proton, un alcalin, un alcalinoterreux ou un ammonium ;

Rg étant choisi parmi un proton, un alcalin, un alcalinoterreux ou un ammonium ; b) fourniture d’H 2 S ; c) réaction entre ledit au moins un composé de formule (II) et l’H 2 S en présence d’au moins une enzyme choisie parmi les sulfhydrylases, de préférence une sulfhydrylase associée audit composé de formule (II) ; ladite réaction s’effectuant dans un réacteur avec une pression partielle en H 2 S dans le ciel gazeux dudit réacteur comprise entre 0,01 et 4 bars, par exemple entre 0,01 et 3 bars, de préférence entre 0,1 et 3 bars, par exemple entre 0,1 et 2,5 bars, et plus préférentiellement entre 0,25 et 2 bars, à la température de réaction ; d) obtention d’au moins un mercaptan fonctionnalisé de formule (I) ; e) éventuelle séparation dudit au moins un mercaptan fonctionnalisé de formule (I) obtenu à l’étape d) ; et f) éventuelle fonctionnalisation supplémentaire et/ou éventuelle déprotection du mercaptan fonctionnalisé de formule (I) obtenu à l’étape d) ou e) ; et dans lequel les étapes a) et b) sont, ou non, effectuées de manière simultanée.

[0020] L’expression « compris entre X et X » inclut les bornes mentionnées, sauf mention contraire. [0021] On entend par chaîne hydrocarbonée insaturée, une chaîne hydrocarbonée comprenant au moins une double ou une triple liaison entre deux atomes de carbone.

[0022] On entend notamment par hétéroatome, un atome choisi parmi O, N, S, P et les halogènes.

[0023] On entend notamment par gaz inerte, tout gaz ayant peu ou pas de réactivité dans le contexte du procédé selon l’invention. On peut par exemple citer le diazote, l’argon ou le méthane, de préférence le diazote.

[0024] Par milieu (ou mélange) réactionnel, on entend notamment un milieu comprenant au moins un composé de formule (II), de l’F S, et ladite au moins une sulfhydrylase.

[0025] Ledit milieu réactionnel peut ainsi comprendre : au moins un composé de formule (II) tel que défini ci-dessous, de l’H 2 S, au moins une sulfhydrylase telle que définie ci-dessous, éventuellement son cofacteur tel que défini ci-dessous, éventuellement une base telle que définie ci-dessous, et éventuellement un solvant, de préférence de l’eau.

[0026] De préférence, le milieu réactionnel est liquide, par exemple sous forme de solution aqueuse, notamment aux conditions de température et de pression de l’étape c).

[0027] L’H2S est sous forme gazeuse, notamment aux conditions de température et de pression de l’étape c). En particulier, il est entendu qu’une partie de l’H2S est solubilisée dans le milieu réactionnel pour que la réaction de l’étape c) s’effectue tandis que l’autre partie se retrouve sous forme gazeuse dans le ciel gazeux du réacteur, à ladite pression partielle.

[0028] On entend notamment « par ciel gazeux » l’espace du réacteur situé au-dessus du milieu réactionnel, de préférence au-dessus du milieu réactionnel liquide. Plus particulièrement, on entend par « ciel gazeux » l’espace situé entre la surface du milieu réactionnel liquide et le haut du réacteur (soit la partie supérieure du réacteur comprenant la phase gazeuse quand la partie inférieure du réacteur comprend une phase liquide). Le ciel gazeux comprend notamment une phase gazeuse comprenant l’H 2 S à ladite pression partielle. [0029] Le milieu réactionnel et l’H 2 S sont notamment introduits dans le réacteur en quantités telles qu'un ciel gazeux se situe au-dessus du milieu réactionnel contenu dans le réacteur.

[0030] De façon alternative, l’étape c) peut être décrite comme suit : c) réaction entre ledit au moins un composé de formule (II) et l’H 2 S en présence d’au moins une enzyme choisie parmi les sulfhydrylases, de préférence une sulfhydrylase associée audit composé de formule (II) ; ladite réaction s’effectuant dans un réacteur avec une pression partielle en H 2 S au-dessus du milieu réactionnel comprise entre 0,01 et 4 bars, par exemple entre 0,01 et 3 bars, de préférence entre 0,1 et 3 bars, par exemple entre 0,1 et 2,5 bars, et plus préférentiellement entre 0,25 et 2 bars, à la température de réaction.

[0031] Selon un mode de réalisation, ladite pression partielle en H2S correspond à la pression totale de la phase gazeuse présente dans le ciel gazeux (i.e. seul l’H2S est présent dans le ciel gazeux du réacteur).

[0032] Selon un mode de réalisation, ladite pression partielle en H2S peut être maintenue constante pendant toute la durée de l’étape c). Ceci peut être obtenu par introduction continue d’F S dans le réacteur ou par ajouts ponctuels réguliers ou non d’F S dans le réacteur, pendant l’étape c). En effet, l’H2S étant consommé au cours de la réaction, on peut ainsi compenser la diminution de la pression partielle en H2S.

[0033] Selon un autre mode de réalisation, ladite pression partielle en H2S peut être atteinte avant ou pendant l’étape c), puis l’introduction d’F S dans le réacteur est stoppée. La pression partielle en H2S diminue donc au cours de l’étape c), de préférence jusqu’à l’arrêt de la réaction.

[0034] La pression partielle en H 2 S peut être contrôlée tout au long de l’étape c), notamment par toute technique connue, par exemple à l’aide d’un manomètre. L’H 2 S peut être ajouté de façon à ce qu’un état d’équilibre entre la phase liquide (milieu réactionnel) et la phase gazeuse (comprenant l’H 2 S à ladite pression partielle) soit atteint dans le réacteur.

[0035] De façon préférée, la pression totale de la phase gazeuse dans le ciel gazeux (par exemple la pression d’H 2 S lorsque ce dernier est le seul gaz ou la pression totale du mélange d’F S et d’un gaz inerte) correspond environ à la pression atmosphérique (environ 1 ,01325 bar). On peut également choisir de travailler en sous-pression ou en sur-pression par rapport à la pression atmosphérique selon les conditions opératoires voulues.

[0036] On peut par exemple citer les méthodes suivantes.

[0037] Selon un mode réalisation, on effectue le vide dans le réacteur puis on introduit l’H2S à la pression partielle selon l’invention. Par exemple, on effectue un tirage sous vide jusqu’à - 1 bar puis on applique une pression d’F S de 0,25 bar.

[0038] Selon un autre mode de réalisation, on effectue les étapes suivantes : on balaie à l’aide d’un gaz inerte, tel que N2, le ciel du réacteur ; puis on effectue un vide partiel ; puis on introduit l’H2S à la pression partielle selon l’invention.

Par exemple, après balayage du ciel du réacteur avec N2, on fait le vide à -0,25 bar puis on ajoute 0,25 bar d’F S. [0039] Selon un autre mode de réalisation, il est possible d’introduire dans le réacteur un mélange de gaz inerte, tel que N2, et d’H2S à la pression partielle selon l’invention. Par exemple, on peut introduire un mélange de 0,25 bar d’F S et de 0,75 bar de N2.

[0040] Selon un autre mode de réalisation, il est possible d’introduire dans le réacteur un gaz inerte (balayage du ciel gazeux), tel que N2, puis d’ajouter l’F S à la pression partielle selon l’invention. Par exemple, on peut appliquer une pression de 1 bar de N2 puis ajouter 0,25 bar d’F S.

[0041] La température au cours de l’étape c) peut être comprise entre 10°C et 60°C, de préférence entre 20°C et 40°C, et plus particulièrement entre 25°C et 40°C.

[0042] Le réacteur utilisé pour l’étape c) peut être de tout type. Il est de préférence choisi parmi les réacteurs de type piston ou les réacteurs continus, de préférence agités et/ou à recirculation de la phase gazeuse et/ou à recirculation de la phase liquide. De préférence, ledit réacteur permet une recirculation (ou recyclage) de la phase gazeuse présente dans le ciel gazeux.

[0043] Les étapes a) et b) peuvent être simultanées ou effectuées dans n’importe quel ordre. [0044] On peut préparer ledit milieu réactionnel en ajoutant ledit composé de formule (II), ladite sulfhydrylase et éventuellement son cofacteur dans n’importe quel ordre. Il est préférable d’introduire l’F S ensuite. Cela permet notamment de gérer plus facilement la pression en H2S introduite dans le réacteur.

[0045] De préférence, le composé de formule (II) et/ou la sulfhydrylase est(sont) sous forme de solution, plus préférentiellement sous forme de solution aqueuse.

[0046] L’H 2 S peut être introduit par toute méthode connue dans le réacteur et notamment par bullage dans le milieu réactionnel, de préférence par bullage dans le milieu réactionnel depuis le fond du réacteur. Le bullage peut être réalisé en mélangeant l’H 2 S avec un gaz inerte, par exemple le diazote, l’argon ou le méthane, de préférence le diazote. Préférentiellement, l’F S est introduit pur (sans être mélangé à un autre gaz). L’H2S peut également être introduit par le ciel du réacteur et par exemple s’équilibrer ensuite avec le milieu réactionnel, le milieu réactionnel étant de préférence sous agitation.

[0047] De façon préférée, l’F S est en excès, de préférence en excès molaire, par rapport au composé de formule (II), de préférence durant l’étape c) et plus préférentiellement durant toute la durée de l’étape c). L’H2S peut donc être en quantité sur-stœchiométrique par rapport à la quantité du composé de formule (II), de préférence durant l’étape c) et plus préférentiellement durant toute la durée de l’étape c). [0048] En particulier, le ratio molaire H2S / composé de formule (II) est compris entre 1 ,1 et 20, de préférence entre 1 ,1 et 10, préférentiellement entre 2 et 8, par exemple entre 3,5 et 8, et encore plus préférentiellement entre 3,5 et 5, de préférence durant l’étape c) et plus préférentiellement durant toute la durée de l’étape c). Ledit ratio peut être maintenu constant durant toute la durée de l’étape c).

[0049] L’étape c) peut être réalisée en solution, en particulier en solution aqueuse. Par exemple, la solution comprend entre 50 % et 99 % en poids d’eau, de préférence entre 75 % et 97 % en poids d’eau par rapport au poids total de la solution.

[0050] Le pH du milieu réactionnel à l’étape c) peut être compris entre 4 et 9, par exemple entre 5 et 8, de préférence entre 6 et 7,5, et plus particulièrement entre 6,2 et 7,2, en particulier lorsque le milieu réactionnel est une solution aqueuse.

[0051] Le pH peut notamment être ajusté à l’intérieur des gammes mentionnées ci-dessus suivant l’optimum de fonctionnement de la sulfhydrylase choisie. Le pH peut être déterminé par des méthodes classiquement connues, par exemple avec une sonde pH-métrique. Le pH peut notamment être ajusté par ajout d’une base, de préférence tout au long de la réaction de l’étape c). Tout type de base peut être utilisée, de préférence une base comprenant un atome de soufre. Par base, on entend notamment un composé ou un mélange de composés ayant un pH supérieur à 7, de préférence compris entre 8 et 14.

[0052] La base peut être choisie parmi les sels de sulfhydrates et/ou les sels de sulfures, la soude, la potasse ou l’ammoniaque. La base préférée est le sulfhydrate d’ammonium (NH 4 SH).

[0053] Le sel de sulfhydrate et/ou de sulfure peut être choisi parmi le groupe constitué des : sulfhydrate d’ammonium, sulfhydrates de métaux alcalins, sulfhydrates de métaux alcalino- terreux, sulfures de métaux alcalins et sulfures de métaux alcalino-terreux.

[0054] On entend par métaux alcalins, le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium et le césium, de préférence le sodium et le potassium.

[0055] On entend par métaux alcalino-terreux, le béryllium, le magnésium, le calcium, le strontium et le baryum, de préférence le calcium.

[0056] En particulier, le sel de sulfhydrate et/ou sel de sulfure peut être choisi parmi le groupe constitué de : sulfhydrate d’ammonium NH4SH, sulfhydrate de sodium NaSH, sulfhydrate de potassium KSH, sulfhydrate de calcium Ca(SH)2, sulfure de sodium Na2S, sulfure d’ammonium (NFL^S, sulfure de potassium K2S et sulfure de calcium CaS. Le sulfhydrate préféré est le sulfhydrate d’ammonium NH4SH.

[0057] La base peut être ajoutée à une concentration comprise entre 0,1 et 10 M, de préférence entre 0,5 et 10 M, de préférence encore entre 0,5 et 5 M. On utilisera notamment des bases concentrées de manière à limiter la dilution du milieu réactionnel lors de l’ajout de la base.

[0058] L’étape c) peut être menée en batch, en semi-continu ou en continu.

Etape c) effectuée essentiellement en l’absence d’oxygène :

[0059] On entend notamment par oxygène, le dioxygène O2.

[0060] De préférence, l’étape c) est réalisée essentiellement en l’absence d’oxygène, voir en l’absence d’oxygène. Lorsque l’on effectue l’étape c) essentiellement en l’absence d’oxygène (voire en l’absence d’oxygène O2), cela permet si besoin de limiter (voire d’éviter) la co-production de sulfures et/ou polysulfures, notamment de disulfures, sous-produits non désirés (cf. la demande FR2007577).

[0061] Plus particulièrement, on entend par « essentiellement en l’absence d’oxygène » qu’il peut rester une quantité d’oxygène dans le milieu réactionnel et/ou dans la phase gazeuse (contenue dans le ciel gazeux du réacteur) telle que la quantité de sulfures et/ou polysulfures produite est inférieure ou égale à 5% en poids par rapport au poids total du composé de formule (I) produit.

[0062] Par exemple, on entend par « essentiellement en l’absence d’oxygène » que le milieu réactionnel contient moins de 0,0015% d’oxygène (de préférence strictement inférieur à 0,0015%) en poids par rapport au poids total du milieu réactionnel et/ou que la phase gazeuse (contenue dans le ciel gazeux) contient moins de 21 % d’oxygène (de préférence strictement inférieur à 21 %) en volume par rapport au volume total de ladite phase gazeuse.

[0063] Ainsi, le milieu réactionnel peut contenir entre 0 et 0,0015% d’oxygène (de préférence strictement inférieur à 0,0015%) en poids par rapport au poids total du milieu réactionnel et/ou la phase gazeuse (contenue dans le ciel gazeux) peut contenir entre 0 et 21 % d’oxygène (de préférence strictement inférieur à 21%) en volume par rapport au volume total de la phase gazeuse. Notamment, la quantité d’oxygène dans le milieu réactionnel et/ou dans la phase gazeuse (contenue dans le ciel gazeux) est telle que la quantité de sulfures et/ou polysulfures produite est inférieure ou égale à 5% en poids par rapport au poids total du composé de formule (I) produit.

[0064] Par exemple, l’étape c) peut être effectuée dans un réacteur fermé (i.e. sans apport d’oxygène de l’air).

[0065] De façon tout à fait préférée, la phase gazeuse (contenue dans le ciel gazeux) ne comprend pas d’oxygène. De façon préférée, la phase gazeuse (contenue dans le ciel gazeux) ne comprend pas d’oxygène et le mélange réactionnel comprend entre 0 et 0,0015% d’oxygène (de préférence strictement inférieur à 0,0015%) en poids par rapport au poids total du mélange réactionnel. En effet, le mélange O2/H2S peut présenter un risque d’explosivité, ce qui implique à l’évidence un risque pour la sécurité des opérateurs.

[0066] Plus particulièrement, lorsque l’étape c) est également effectuée essentiellement en l’absence d’oxygène (voire en l’absence d’oxygène), cela permet si besoin de produire de la L-homocystéine tout en limitant (voire en évitant) la coproduction de la L-homocystine et/ou de la L-homocystéine sulfure (également appelée acide 4,4’-sulfanediylbis(2- aminobutanoïque) / L-homolanthionine), sous-produits non désirés.

La L-homocystéine sulfure est de formule suivante :

La L-homocystine est de formule suivante :

[0067] Afin d’effectuer l’étape c) essentiellement en l’absence d’oxygène, voire en l’absence d’oxygène, des méthodes classiques peuvent être utilisées.

[0068] Selon un mode de réalisation, préalablement à l’étape c), on enlève l’oxygène du milieu réactionnel, par exemple par dégazage.

[0069] Selon un autre mode de réalisation, préalablement à l’étape c), on enlève séparément l’oxygène de chacun des composants ou du mélange d’au moins deux d’entre eux qui vont former le milieu réactionnel. Par exemple, on dégaze chacune des solutions comprenant le composé de formule (II), la sulfhydrylase et éventuellement le solvant.

[0070] On peut également enlever l’oxygène de la phase gazeuse du ciel du réacteur, de préférence par dégazage.

[0071] On peut aussi inerter le réacteur avec un gaz inerte tel que le diazote, l’argon ou le méthane, de préférence le diazote.

[0072] On peut également combiner différentes techniques entre elles.

[0073] De préférence, l’absence substantielle, voire l’absence totale, d’oxygène est obtenue de la façon suivante : on inerte le réacteur avec un gaz inerte tel que le diazote, l’argon ou le méthane, de préférence le diazote ; et on dégaze chacune des solutions comprenant le composé de formule (II), la sulfhydrylase et éventuellement le solvant. [0074] Les méthodes de dégazage industrielles sont bien connues et l’on peut par exemple citer les suivantes : réduction de pression (dégazage sous vide), régulation thermique (augmenter la température pour un solvant aqueux et baisse de la température pour un solvant organique), dégazage membranaire, dégazage par alternance de cycles geler-pomper-dégeler, dégazage par barbotage d’un gaz inerte (par exemple argon, diazote ou méthane).

[0075] Selon un mode de réalisation, à l’étape c) l’oxygène n’est présent ni sous forme dissoute dans un liquide (en particulier dans le milieu réactionnel), ni sous forme gazeuse (en particulier dans ladite phase gazeuse).

[0076] L’étape de séparation e) peut s’effectuer selon toute technique connue de l’homme de métier. En particulier, quand le produit final est un solide : par extraction et/ou décantation avec un solvant non miscible dans le milieu réactionnel suivie d’une évaporation dudit solvant ; par précipitation (par évaporation partielle des solvants ou par ajout d’un solvant dans lequel le composé d’intérêt est moins soluble). Cette précipitation est généralement suivie d’une étape de filtration selon toute méthode connue de l’homme de métier. Le produit final peut ensuite être séché ; ou par précipitation sélective via l’ajustement du pH et en fonction des solubilités respectives des différents composés.

[0077] L’homocystéine peut notamment être récupérée sous forme solide.

[0078] Quand le produit final est sous forme liquide, la séparation peut s’effectuer par distillation ou par distillation ou évaporation précédée d’une extraction liquide/liquide.

[0079] L’étape f) de fonctionnalisation supplémentaire et/ou d’éventuelle déprotection peut permettre d’obtenir des fonctions chimiques supplémentaires et/ou de déprotéger certaines fonctions chimiques par des méthodes classiques. Par exemple, si X-R2 représente une fonction carboxylique, cette dernière peut être estérifiée, réduite en aldéhyde, réduite en alcool puis estérifiée, amidifiée, nitrilée ou autres. Toutes les fonctions peuvent être obtenues et/ou déprotégées par l’homme de métier en fonction de l’utilisation finale que l’on destine audit mercaptan fonctionnalisé de formule (I).

[0080] Ainsi le mercaptan fonctionnalisé de formule (I) obtenu à l’issue de l’étape d) ou e) peut être soumis à une ou plusieurs réactions chimiques supplémentaires pour obtenir un ou plusieurs dérivés mercaptans avec des fonctionnalités différentes, lesdites réactions chimiques étant des réactions bien connues.

[0081] Le procédé selon l’invention vise à obtenir des mercaptans fonctionnalisés de formule générale (I) suivante:

R 2 -X-C*H(NRiR 7 )-(CH 2 )n-SH (I) dans laquelle,

Ri et R 7 , identiques ou différents, sont un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone et pouvant comprendre un ou plusieurs hétéroatomes ;

X est choisi parmi -C(=O)- , -CH 2 - ou -CN ;

R 2 est :

(i) soit nul quand X représente -CN,

(ii) soit un atome d’hydrogène,

(iii) soit -OR3, R3 étant un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone et pouvant comprendre un ou plusieurs hétéroatomes,

(iv) soit -NR4R5, R4 et R5, identiques ou différents, étant un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, aromatique ou non, de 1 à 20 atomes de carbone et pouvant comprendre un ou plusieurs hétéroatomes ; n est égal à 1 ou 2 ; et * représente un carbone asymétrique.

[0082] Ces mercaptans sont dits fonctionnalisés car en plus de la fonction chimique -SH, ils comprennent également au moins une fonction -NRI R 7 de type amine.

[0083] De préférence, n est égal à 2.

[0084] De préférence, X est -C(=O)-.

[0085] De préférence, R 2 est -OR3 avec R3 tel que défini ci-dessus. R3 peut notamment être un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée saturée, linéaire ou ramifiée, de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 1 à 5 atomes de carbone. En particulier R3 est H.

[0086] De préférence, Ri et R 7 , identiques ou différents, sont un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée, saturée, linéaire ou ramifiée, de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 1 à 5 atomes de carbone. De préférence, Ri et R 7 sont H.

[0087] En particulier, X est -C(=O)- et R 2 est -OR3 avec R3 tel que défini ci-dessus. [0088] Les mercaptans fonctionnalisés de formule (I) peuvent être choisis parmi le groupe constitué de l’homocystéine, de la cystéine et de leurs dérivés.

[0089] En particulier, les mercaptans fonctionnalisés de formule (I) sont la L-homocystéine et la L-cystéine.

[0090] Un mercaptan fonctionnalisé de formule (I) préféré est l’homocystéine, et tout particulièrement la L-homocystéine de formule suivante :

Pour la L-homocystéine, n est égal 2, X est -C(=O)-, R2 est -OR3 avec R3 est H et Ri et R 7 sont H.

[0091] Il a été observé que la configuration des atomes de carbone asymétriques est conservée tout au long de la réaction de l’étape c). Ainsi, le mercaptan fonctionnalisé de formule (I) obtenu selon le procédé de l’invention peut être énantiomériquement pur.

[0092] Les mercaptans fonctionnalisés de formule (I) sont des composés chiraux. Dans la présente description, lorsque la forme énantiomérique n’est pas précisée, le composé est compris quel que soit sa forme énantiomérique.

[0093] Selon un mode de réalisation, le milieu réactionnel à la fin de l’étape c) ne comprend pas de sulfure ni de polysulfure et notamment pas de sulfure ni de polysulfure correspondant au mercaptan fonctionnalisé de formule (I) obtenu. Par exemple, le milieu réactionnel à la fin de l’étape c) comprend moins de 10%, de préférence moins de 5% molaire de sulfures et de polysulfures par rapport au nombre total de moles de composé de formule (II) converties en composé de formule (I).

[0094] On entend notamment par sulfure, le sulfure correspondant au composé de formule (I) qui est lui de formule (III) suivante :

R2-X-C*H(NRiR7)-(CH 2 )n-S-(CH 2 )n-(NRiR7)C*H-X-R2 (III) avec *, Ri, R 2 , R7, X et n tels que définis ci-dessus.

[0095] On entend notamment par polysulfure, le polysulfure correspondant au composé de formule (I) qui est lui de formule (IV) suivante :

R2-X-C*H(NRiR7)-(CH 2 )n-(S)m-(CH 2 )n-(NRiR7)C*H-X-R2 (IV) avec *, Ri, R 2 , R7, X et n tels que définis ci-dessus et m étant un entier compris entre 2 et 6 bornes incluses, par exemple m est égal à 2 ou 3.

[0096] De préférence, m est égal à 2 (ce qui correspond à un disulfure).

[0097] En particulier, le milieu réactionnel à la fin de l’étape c) ne comprend pas de L- homocystéine sulfure ni de L-homocystine lorsque le composé de formule (I) est la L- homocystéine. [0098] De préférence, suite à la réaction du composé de formule (II) avec l’H2S lors de l’étape c), on obtient un mercaptan fonctionnalisé de formule (I) tel que défini ci-dessus et un composé de formule (V) GH avec G tel que défini ci-dessous, soit, un composé de type : (i’) Re-C(O)- OH, (ii’) (R 7 O)(RsO)-P(O)-OH, ou (iii’) R9O-SO2-OH ; avec Re, R7, Rs et Rg tels que définis ci- dessous. En particulier, lorsque le composé (II) est l’O-acétyl-L-homosérine, on obtient la L- homocystéine et de l’acide acétique. Les composés de formule (V) peuvent être responsables de l’acidification du milieu réactionnel au cours de l’étape c). Aussi, il est possible de maintenir le pH du milieu réactionnel entre 4 et 9, par exemple entre 5 et 8, de préférence entre 6 et 7,5, et plus particulièrement entre 6,2 et 7,2, en particulier pendant l’étape c) tel que mentionné ci- dessus et notamment par l’ajout d’une base telle que définie ci-dessus.

Composés de formule générale (II) :

[0099] Pour les composés de formule générale (II) suivante : R 2 -X-C*H(NRiR 7 )-(CH 2 )n-G (II)

*, Ri, R 2 , R 7 , X et n sont tels que définis ci-dessus pour les composés de formule (I), et G représente soit (i) Re-C(O)-O-, soit (ii) (R 7 O)(RsO)-P(O)-O-, soit (iii) R9O-SO2-O- ; avec Re étant un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée de 1 à 20, de préférence 1 à 10, atomes de carbone, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, pouvant comprendre un ou plusieurs groupement(s) aromatique(s) et pouvant être substituée par un ou plusieurs groupement(s) choisi(s) parmi -OR10, (=O), -C(O)ORn et -NR12R13 ;

R10, Ru, R12 et R13 étant indépendamment les uns des autres choisis parmi :

H ou une chaîne hydrocarbonée de 1 à 20, de préférence de 1 à 10, atomes de carbone, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique ;

R 7 et Rs, identiques ou différents, étant un proton, un alcalin, un alcalinoterreux ou un ammonium, de préférence un proton ou un alcalin, et plus particulièrement H + ou Na + ;

Rg est choisi parmi un proton, un alcalin, un alcalinoterreux ou un ammonium, de préférence un proton ou un alcalin, et plus particulièrement un proton H + ou Na + .

[00100] En particulier, G représente soit Re-C(O)-O- soit R9O-SO2-O- ; de préférence G est R 6 -C(O)-O-,

[00101] En particulier, Re est un atome d’hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée de 1 à 10, de préférence de 1 à 5, atomes de carbone, saturée ou insaturée, linéaire ou ramifiée, et pouvant être substituée par un ou plusieurs groupement(s) choisi(s) parmi -OR10, (=O) et - C(O)ORii ; Rw et Rn étant indépendamment l’un de l’autre choisis parmi :

H ou une chaîne hydrocarbonée de 1 à 10, de préférence 1 à 5, atomes de carbone, saturée ou insaturée, linéaire ou ramifiée. [00102] Plus particulièrement, Rw et Rn sont H. En particulier, Ri2 et R sont H.

[00103] Par groupement aromatique, on entend préférentiellement le groupement phényle.

[00104] Le composé de formule générale (II) est notamment un dérivé de la sérine (quand n est égal à 1 ) ou de l’homosérine (quand n est égal à 2), en particulier de la L-sérine ou de la L-homosérine. Il peut par exemple être choisi parmi le groupe constitué de : l’O-phospho-L-homosérine, l’O-succinyl-L-homosérine, l’O-acétyl-L-homosérine, l’O- acétoacétyl-L-homosérine, l’O-propio-L-homosérine, l’O-coumaroyl-L-homosérine, l’O- malonyl-L-homosérine, l’O-hydroxyméthylglutaryl-L-homosérine, l’O-pimélyl-L-homosérine l’O-sulfato-L-homosérine, l’O-phospho-L sérine, l’O-succinyl-L sérine, l’O acétyl-L sérine, l’O- acétoacétyl-L sérine, l’O-propio-L sérine, l’O-coumaroyl-L sérine, l’O-malonyl-L sérine, l’O- hydroxyméthylglutaryl-L sérine, l’O-pimélyl-L sérine et l’O-sulfato-L sérine.

[00105] Plus particulièrement, il peut être choisi parmi le groupe constitué de : l’O-phospho-L-homosérine, l’O-succinyl-L-homosérine, l’O-acétyl-L-homosérine, l’O- acétoacétyl-L-homosérine, l’O-propio-L-homosérine, l’O-coumaroyl-L-homosérine, l’O- malonyl-L-homosérine, l’O-hydroxyméthylglutaryl-L-homosérine, l’O-pimélyl-L-homosérine et l’O-sulfato-L-homosérine.

[00106] Le composé de formule générale (II) peut être choisi parmi le groupe constitué de : l’O-phospho-L-homosérine, l’O-succinyl-L-homosérine, l’O-acétyl-L-homosérine, l’O-sulfato-L- homosérine et l’O-propio-L-homosérine.

[00107] Le composé de formule générale (II) peut être choisi parmi le groupe constitué de : l’O-phospho-L-homosérine, l’O-succinyl-L-homosérine, l’O-acétyl-L-homosérine.

[00108] Le composé de formule (II) tout particulièrement préféré est l’O-acétyl-L-homosérine (OAHS), composé pour lequel n est égal à 2, X est -C(=O)-, R2 est -OR3 avec R3 est H, Ri et R 7 sont H et G est -O-C(O)-Re avec R 6 est un méthyle.

[00109] Les composés de formule (II) sont, soit disponibles dans le commerce, soit obtenus par toute technique connue de l’homme du métier.

[00110] Ils peuvent être obtenus par un procédé de fermentation à partir d’une source hydrocarbonée et d’azote, par exemple comme décrit dans la demande WO 2008/013432.

[00111] Ils peuvent être obtenus par exemple par fermentation d’une matière première renouvelable. La matière première renouvelable peut être choisie parmi le glucose, le saccharose, l’amidon, la mélasse, le glycérol, le bioéthanol, de préférence le glucose.

[00112] Les dérivés de la L-sérine peuvent également être produits à partir de l’acétylation de la L-sérine, la L-sérine, pouvant elle-même être obtenue par fermentation d’une matière première renouvelable. La matière première renouvelable peut être choisie parmi le glucose, le saccharose, l’amidon, la mélasse, le glycérol, le bioéthanol, de préférence le glucose. [00113] Les dérivés de la L-homosérine peuvent également être produits à partir de l’acétylation de la L-homosérine, la L-homosérine, pouvant elle-même être obtenue par fermentation d’une matière première renouvelable. La matière première renouvelable peut être choisie parmi le glucose, le saccharose, l’amidon, la mélasse, le glycérol, le bioéthanol, de préférence le glucose.

[00114] La réaction entre ledit au moins un composé de formule (II) et l’H2S s’effectue en présence d’au moins une enzyme choisie parmi les sulfhydrylases, de préférence une sulfhydrylase associée audit composé de formule (II). La sulfhydrylase associée à un composé de formule (II) est aisément identifiable car elle partage le même nom, par exemple l’O-acétyl- L-homosérine sulfhydrylase (OAHS Sulfhydrylase) est associée à l’O-acétyl-L-homosérine.

[00115] La sulfhydrylase permet notamment de catalyser la réaction entre ledit composé de formule (II) et l’H2S (réaction enzymatique). On entend généralement par « catalyseur » une substance accélérant une réaction et qui se retrouve inchangée à la fin de cette réaction. La sulfhydrylase, et éventuellement son cofacteur, peut(peuvent) être utilisée(és) en quantité catalytique. Par « quantité catalytique », on entend notamment une quantité suffisante pour catalyser une réaction. Plus particulièrement, un réactif utilisé en quantité catalytique est utilisé en plus petite quantité, par exemple entre environ 0,01 % et 20 % en poids, par rapport à la quantité en poids d’un réactif utilisé en proportion stoechiométrique.

[00116] Ladite enzyme sulfhydrylase appartient préférentiellement à la classe des transférases, notamment désignée par la nomenclature EC 2.X.X.XX (ou notée EC 2). La nomenclature EC pour « Enzyme Commission numbers » est largement utilisée et peut être trouvée sur le site https://enzyme.expasy.org/. En particulier, ladite enzyme est choisie parmi les sulfhydrylases de classe EC 2.5.X.XX (ou notée EC 2.5.), soit des transférases qui transfèrent un groupement alkyle ou aryle autre qu'un groupement méthyle.

[00117] Les sulfhydrylases sont notamment de classe EC 2.5.1. XX (avec XX qui varie selon le substrat de l’enzyme).

[00118] Par exemple : l’O-acétylhomosérine sulfhydrylase est de type EC 2.5.1 .49. l’O-phosphosérine sulfhydrylase est de type EC 2.5.1 .65. l’O-succinylhomosérine sulfhydrylase est de type EC 2.5.1 .49.

Par exemple :

- l’O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase est de type EC 2.5.1 .49.

- l’O-phospho-L-sérine sulfhydrylase est de type EC 2.5.1.65.

- l’O-succinyl-L-homosérine sulfhydrylase est de type EC 2.5.1 .49. [00119] Ainsi, notamment lorsque le composé de formule (II) est un dérivé de la L-homosérine ou de la L-sérine, la sulfhydrylase utilisée peut être choisie parmi l’O-phospho-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-succinyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-acétoacétyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-propio-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-coumaroyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-malonyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-hydroxyméthylglutaryl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-pimélyl-L- homosérine sulfhydrylase, l’O-sulfato-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-phospho-L sérine sulfhydrylase, l’O-succinyl-L sérine sulfhydrylase, l’O-acétyl-L sérine sulfhyhdrylase, l’O- acétoacétyl-L sérine sulfhydrylase, l’O-propio-L sérine sulfhydrylase, l’O-coumaroyl-L sérine sulfhydrylase, l’O-malonyl-L sérine sulfhydrylase, l’O hydroxyméthylglutaryl-L sérine sulfhydrylase, l’O-pimélyl-L sérine sulfhydrylase et l’O-sulfato-sérine sulfhydrylase.

[00120] Plus particulièrement, la sulfhydrylase utilisée peut être choisie parmi l’O-phospho-L- homosérine sulfhydrylase, l’O-succinyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-acétoacétyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-propio-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-coumaroyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-malonyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-hydroxyméthylglutaryl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-pimélyl-L- homosérine sulfhydrylase, l’O-sulfato-L-homosérine sulfhydrylase.

[00121] En particulier, la sulfhydrylase peut être choisie parmi l’O-phospho-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-succinyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-sulfato-L-homosérine sulfhydrylase et l’O-propio-L-homosérine sulfhydrylase.

[00122] La sulfhydrylase peut être choisie parmi l’O-phospho-L-homosérine sulfhydrylase, l’O-succinyl-L-homosérine sulfhydrylase et l’O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase.

[00123] De manière tout particulièrement préférée, l’enzyme est l’O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase (OAHS Sulfhydrylase).

[00124] Ladite sulfhydrylase, et en particulier l’O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase, peut provenir ou être dérivée des souches bactériennes suivantes : Pseudomonas sp., Chromobacterium sp., Leptospira sp. ou Hyphomonas sp..

[00125] Les sulfhydrylases peuvent fonctionner, tel que parfaitement connu de l’homme du métier, en présence d’un cofacteur tel que le pyridoxal-5’-phosphate (également appelé PLP) ou l’un de ses analogues, de préférence le pyridoxal-5’-phosphate.

[00126] Parmi les analogues du cofacteur pyridoxal phosphate, on peut citer le a5- Pyridoxalmethylphosphate, le 5'-Methylpyridoxal-P, le Pyridoxal 5'-sulfate, l’acide a5- Pyridoxalacetique ou tout autre dérivé connu (Groman et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA Vol. 69, No. 11 , pp. 3297-3300, November 1972). [00127] Selon un mode de réalisation, un cofacteur de la sulfhydrylase peut être ajouté au milieu réactionnel. Ainsi, un cofacteur de la sulfhydrylase, par exemple le pyridoxal-5’- phosphate, peut être fourni avant l’étape c), ou peut être ajouté lors de l’étape c). Lorsque l’étape c) est effectuée en solution aqueuse, l’enzyme et éventuellement son cofacteur peuvent être préalablement dissous dans de l’eau avant d’être ajoutés à ladite solution.

[00128] Selon un autre mode de réalisation, des cellules, par exemple bactériennes ou autres, peuvent produire voire surproduire ledit cofacteur en même temps qu’elles expriment ou surexpriment l’enzyme sulfhydrylase de manière à éviter une étape de supplémentation dudit cofacteur.

[00129] Selon un mode de réalisation, la sulfhydrylase, et éventuellement son cofacteur, sont soit sous forme isolée et/ou purifiée, par exemple en solution aqueuse ;

L’isolation et/ou la purification de ladite enzyme produite peut être réalisée par tout moyen connu de l’homme du métier. Il peut s’agir par exemple d’une technique choisie parmi une électrophorèse, un tamisage moléculaire, une ultracentrifugation, une précipitation différentielle, par exemple au sulfate d’ammonium, une ultrafiltration, une filtration sur membrane ou sur gel, un échange d’ions, une séparation par interactions hydrophobes, ou une chromatographie d’affinité, par exemple de type IMAC. soit compris dans un extrait brut, c’est-à-dire dans un extrait de cellules broyées (lysat) ; L’enzyme d’intérêt peut être surexprimée ou non dans lesdites cellules, appelées ci- après cellules hôtes. La cellule hôte peut être tout hôte approprié pour la production de l’enzyme d’intérêt à partir de l’expression du gène codant correspondant. Ce gène pourra alors se trouver soit dans le génome de l’hôte, soit porté par un vecteur d’expression.

On entend notamment par « cellule hôte » au sens de la présente invention une cellule procaryote ou eucaryote. Des cellules hôtes couramment utilisées pour l’expression de protéines recombinantes ou non incluent notamment des cellules de bactéries telles que Escherichia coli ou Bacillus sp., ou Pseudomonas, des cellules de levures telles que Saccharomyces cerevisiae ou Pichia pastoris, des cellules de champignons tels que Aspergillus niger, Pénicillium funiculosum ou Trichoderma reesei, des cellules d’insectes telles que les cellules Sf9, ou encore des cellules de mammifères (notamment humaines) telles que les lignées cellulaires HEK 293, PER-C6 ou CHO.

De préférence, l’enzyme d’intérêt et éventuellement le cofacteur sont exprimés dans la bactérie Escherichia coli. Préférentiellement, l’enzyme d’intérêt est exprimée à l’intérieur d’une souche d’ Escherichia coli comme par exemple Escherichia coli BL21 (DE3). Le lysat cellulaire peut être obtenu selon différentes techniques connues telles que la sonication, la pression (presse de French), via l’utilisation d’agents chimiques (ex. xylène, triton) etc... Le lysat obtenu correspond à un extrait brut de cellules broyées. soit compris dans des cellules entières. Pour cela, les mêmes techniques que précédemment peuvent être utilisées sans effectuer l’étape de lyse cellulaire.

[00130] Selon un mode de réalisation, la quantité de biomasse exprimant l’enzyme sulfhydrylase par rapport à la masse du composé de formule (II) est comprise entre 0,1% et 10% en poids, de préférence entre 1 % et 5% en poids, et/ou la quantité de cofacteur par rapport au composé de formule (II) est comprise entre 0,1 % et 10% en poids, de préférence entre 0,5% et 5% en poids.

[00131] Le milieu réactionnel peut également comprendre : éventuellement un ou plusieurs solvants choisis parmi l’eau, les tampons tels que les tampons phosphates, Tris-HCI, Tris-base, bicarbonate d’ammonium, acétate d’ammonium, HEPES (acide 4-(2-hydroxyéthyl)-1-pipérazine éthane sulfonique), CHES (acide N-cyclohexyl- 2-aminoéthanesulfonique), ou les sels tels que le chlorure de sodium, le chlorure de potassium, ou leurs milieus ; éventuellement des additifs tels que des surfactants, afin notamment de favoriser la solubilité d’un ou plusieurs réactif(s) ou substrat(s).

[00132] Les différents composants qui peuvent être utilisés pour la réaction de l’étape c) ci- dessus sont aisément accessibles dans le commerce ou peuvent être préparés selon des techniques bien connues de l’homme du métier. Ces différents éléments peuvent se présenter sous forme solide, liquide ou gazeuse et peuvent très avantageusement être mis en solution ou dissous dans l’eau ou tout autre solvant pour être mis en œuvre dans le procédé de l’invention. Les enzymes utilisées peuvent également être greffées sur support (cas des enzymes supportées).

[00133] Selon un mode de réalisation préféré, ledit composé de formule (II) est l’O-acétyl-L- homosérine, l’enzyme utilisée est l’O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase et le mercaptan fonctionnalisé de formule (I) obtenu est la L-homocystéine.

[00134] La présente invention concerne également une composition, de préférence une solution aqueuse, comprenant : un composé de formule (II) tel que défini ci-dessus ; une sulfhydrylase, de préférence une sulfhydrylase associée au composé de formule (II), telle que définie ci-dessus ; et de I’FkS solubilisé, de préférence en excès.

[00135] De préférence, ladite composition comprend : de la O-acétyl-L-homosérine ; de la O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase ; et l’F S solubilisé, de préférence en excès.

[00136] Ladite composition correspond notamment au milieu réactionnel tel que défini ci- dessus.

[00137] Les conditions, caractéristiques et composants supplémentaires éventuels sont les mêmes que ceux définis pour le milieu réactionnel tel que défini ci-dessus.

[00138] En particulier, la composition selon l’invention ne comprend pas d’oxygène dissous. De façon préférée, l’F S est en excès, de préférence en excès molaire, par rapport au composé de formule (II). L’F S peut donc être en quantité sur-stœchiométrique par rapport à la quantité du composé de formule (II).

[00139] En particulier, le ratio molaire F S/composé de formule (II) est compris entre 1 ,1 et 20, de préférence entre 1 ,1 et 10, préférentiellement entre 2 et 8, par exemple entre 3,5 et 8, et encore plus préférentiellement entre 3,5 et 5.

[00140] La composition peut également comprendre un cofacteur de la sulfhydrylase tel que défini ci-dessus.

[00141] En particulier, la composition selon l’invention permet la mise en œuvre du procédé selon l’invention.

[00142] Description des Figures

[00143] Figure 1 : La Figure 1 représente le rendement (%) de la réaction de synthèse enzymatique de la L-homocystéine après 1 heure de réaction en fonction de la pression partielle en H 2 S (bars).

[00144] Les exemples qui suivent permettent d’illustrer la présente invention mais ne sont en aucun cas limitatifs. EXEMPLES

[00146] Les définitions usuelles de la conversion, de la sélectivité et du rendement sont les suivantes :

Conversion = (nombre de moles de réactif à l’état initial - nombre de moles de réactif restant après la réaction) / (Nombre de moles de réactif à l’état initial)

Sélectivité = Nombre de moles de réactif converti en produit souhaité / (Nombre de moles de réactif à l’état initial - nombre de moles de réactif restant après la réaction)

Rendement = Conversion X Sélectivité Préparation enzymatique de L-homocystéine à partir d’O-acétyl-L- homosérine sous pression partielle d’H 2 S

Etape 1 : Préparation de l’O-acétyl-L-homosérine (OAHS)

L’O-acétyl-L-homosérine a été synthétisée à partir de L-homosérine et d’anhydride acétique selon le protocole décrit dans les travaux de Sadamu Nagai, « Synthesis of O-acetyl-L- homoserine », Academie Press, (1971 ), vol.17, p. 423-424.

Etape 2 : Préparation du milieu réactionnel

Dans un réacteur thermostaté en inox de 500 mL, sont introduits 10 g/L d’O-acétyl-L- homosérine provenant de l’étape 1 ), ce produit étant dissous dans 250 mL d’eau. La solution est portée à 37°C sous agitation mécanique.

5 g/L d’OAHS Sulfhydrylase et 0,4 g/L de cofacteur pyridoxal phosphate sont ajoutés dans le milieu réactionnel de manière à atteindre un volume total de 300 mL. Le pH est maintenu à une valeur consigne de 6,5 via une solution d’ammoniaque (4M).

Le milieu réactionnel est ensuite dégazé par un bullage à l’azote pendant une dizaine de minutes.

Le réacteur est placé sous vide afin d’éliminer tous les gaz présents dans le ciel du réacteur et ainsi maîtriser finement la pression en hydrogène sulfuré ajouté. Puis une certaine pression en H 2 S est appliquée (PH 2 S = Ptotale). Le lancement de la réaction est confirmé par une acidification progressive du milieu réactionnel (due à la libération progressive du coproduit acide acétique) et le pH de la solution est maintenu à environ 6,5 via l’ajout progressif d’ammoniaque (4M). Analyse.

Le rendement de la réaction est mesuré après 1 heure de réaction via une approche de quantification du mercaptan formé par titration de potentiométrie argentimétrique (résultats également confirmés par des analyses RMN et HPLC).

Résultats.

Le rendement en L-homocystéine après une heure de réaction a été déterminé pour plusieurs essais avec différentes pressions partielles en H2S dans le ciel gazeux du réacteur utilisé.

Les résultats montrent qu’il y a trois phases (cf. Figure 1 ) : une augmentation du rendement entre 0 et 0,25 bar de pression partielle en H 2 S. une phase de plateau, avec un rendement compris entre 90% et 100%, entre 0,25 et 2 bars de pression partielle en H 2 S. une diminution de ce rendement pour des pressions partielles en H 2 S supérieures à 2 bar jusqu’à 4 bars. Préparation enzymatique de L-homocystéine à partir d’O-acétyl-L- homosérine sous pression partielle d’H 2 S et dans un milieu réactionnel non dégazé

Etape 1 : Préparation de l’O-acétyl-L-homosérine (OAHS)

L’O-acétyl-L-homosérine a été synthétisée à partir de L-homosérine et d’anhydride acétique selon le protocole décrit dans les travaux de Sadamu Nagai, « Synthesis of O-acetyl-L- homoserine », Academie Press, (1971 ), vol.17, p. 423-424.

Etape 2 : Préparation du milieu réactionnel

Dans un réacteur thermostaté en inox de 500 mL, sont introduits 10 g/L d’O-acétyl-L- homosérine provenant de l’étape 1 ), ce produit étant dissous dans 250 mL d’eau. La solution est portée à 37°C sous agitation mécanique.

5 g/L d’OAHS Sulfhydrylase et 0,4 g/L de cofacteur pyridoxal phosphate sont ajoutés dans le milieu réactionnel de manière à atteindre un volume total de 300 mL. Le pH est maintenu à une valeur consigne de 6,5 via une solution d’ammoniaque (4M).

Le réacteur est placé sous vide afin d’éliminer tous les gaz présents dans le ciel du réacteur et ainsi maîtriser finement la pression en hydrogène sulfuré ajouté. Puis une pression en H 2 S de 0,25 bar est appliquée. Le lancement de la réaction est confirmé par une acidification progressive du milieu réactionnel (due à la libération progressive du coproduit acide acétique) et le pH de la solution est maintenu à environ 6,5 via l’ajout progressif d’ammoniaque (4M).

Analyse. Le rendement de la réaction est mesuré après 1 heure de réaction via une approche de quantification du mercaptan formé par titration de potentiométrie argentimétrique (résultats également confirmés par des analyses RMN et HPLC).

Résultats : Rendement L-Homocystéine à Tfinal = 88,4%.