Procédé de préparation d'une forme antibiotiquement active du thréo-1-p-nitrophényl- 2-dichloracétarnido-propanediol-1,3, par épimérisation du composé érythro correspondant.
La présente invention concerne un pro cédé de préparation d'une forme antibiotique- ment active du thréo-1-p-nitrophényl-2-di- cliloracéta.mido-propanediol-1,3 de formule:
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par épimérisation du composé diastéréoïsomé- rique érvthro correspondant.
Le composé de la formule ci-dessus eon- tient, deux atonies de carbone asymétriques, et cette formule représente par conséquent aussi bien les formes isomères de structure (érythro ou thréo) que les isomères optiques (D et L) et. les racémiques (DL) des deux séries éry- thro et. thréo.
Le but de la présente invention est l'épi- inérisation de la forme érythro antibiotique- inent inactive de ce composé en la forme thréo antibiotiquement active.
Le procédé selon l'invention comporte la transformation des formes optiques DL- et L-ér;c-thro du 1-p-nitrophényl-2-dichloracét- amido-propanediol-1,3 en les formes corres- pondantes DL- et D-thréo qui sont. des com posés thérapeutiques de valeur, l'isomère D-thréo étant l'antibiotique connu sous le nom de elilorampliénicol. L'isomère L-thréo lie. pos- sÈde pas un grand intérêt et n'est pas visé har le procédé selon l'invention.
Le procédé selon l'invention est caracté risé en 'ce que l'on estérifie la forme optique lévogyre (L) ou racémique (DL) de l'érythro- 1-p -nitropb,ényl-2-diclilorac6tamido-propane- diol-1,3 au moyen d'acide nitrique pour obte nir le 1,3-diester nitrique correspondant,
en ce qu'on traite ce diester par un alcali pour hydrolyser le groupement nitrate en position 1 et pour provoquer simultanément une cy- clisation en l'ester nitrique de la thréo 2-di- chlorométhyl-4 -hydroxyméthyl, 5-p-nitrophé- nyl-d2-oxazoline,
en ce qu'on traite ensuite ce composé oxazoline à l'aide d'un acide pour provoquer la scission du noyau oxazoline et pour former le 3-mononitrate du thréo-1-p- nitrophényl-2 -dichloracétamido-propanediol- 1,3, en ce qu'on traite ce mononitrate par un alcali pour provoquer l'hydrolyse du groupe nitrate en position 3 et la cyclisation simul tanée en thréo-2-dichlorométhyl-4-(p-nitro- phényl)-hydroxyméthyl-42-oxazoline,
en ce qu'on traite cette oxazoline par un acide pour provoquer la scission du noyau oxazoline, et
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en <SEP> ce <SEP> qu'on <SEP> neutralise <SEP> le <SEP> mélange <SEP> réactionnel
<tb> pour <SEP> oht.enir <SEP> le <SEP> tiiréo-7-p-nitropliéni#1=?-di-
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eli.loraeétamido-propanediol-1,3 <SEP> antibiotique ment <SEP> actif. <SEP> Le <SEP> produit <SEP> obtenu <SEP> n'est <SEP> pasnouveau.
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La <SEP> suite <SEP> des <SEP> réaetioii@ <SEP> peut <SEP> être <SEP> repi-ése tée <SEP> eoiïnne <SEP> suit:
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L'inversion de la structure conduisant à la forme thréo se produit au stade de forma tioü de la ,2-oxazoline désignée par (I11).
1.a phase initiale de la formation du di- ester nitrique est. avantageusement. effectuée en traitant la forme DL ou L de l'éryt.hro- diol (le départ par l'acide nitrique. de densité 1,50 à. une température voisine de 0" et de préférence n'excédant pas 5 .
La. deuxième phase, c'est-à-dire la transformation du di- estcr en niononitrate d'oxazoline (11I) par traitement avec un alcali est de préférence effectuée à froid en solution ou en suspension dam un milieu approprié tel qu'un alcool aqueux, le méthanol ou l'éthanol convenant bien. D'ordinaire, on utilise comme alcali l'Hydroxyde de sodium.
La scission de l'oxazo- line résultante, c'est-à-dire la troisième phase du procédé, est effectuée par traitement au nioYen d'un acide, de préférence un acide mi néral tel que l'acide chlorhydrique, et de pré férence à froid.
Si on désire isoler le produit résultant (IV), le mélange réactionnel est neutralisé au moyen d'une base convenable, et le produit solide ainsi obtenu est alors traité par un alcali dans les mêmes conditions que celles qui sont décrites ci-dessus pour la seconde phase, c'est-à-dire la conversion du dinitrate en mononitrate d'oxazoline. La solution acide résultant (le la troisième phase du processus peut aussi être traitée directement au moyen d'un excès d'aleali avec conversion in situ du produit réactionnel (IV) en hydroxy-oxa- zoline (V).
La dernière phase de la réaction est effec tuée en traitant l'hydroxy-oxazoline (V) au moyen d'un acide, de préférence l'acide chlor hydrique à froid, et neutralisant ensuite le mélange réactionnel au moyen d'une base con venable telle que l'ammoniaque ou le biearbo- nate de sodium. Un excès de base forte doit. être évité, car le diol résultant est sensible à une telle base. La phase de neutralisation est (le préférence effectuée au voisinage de la température ordinaire.
Le procédé de la présente invention per met. de passer facilement de la série érythro à la série thréo du 1-p-nitropliényl-2-dichlor- aeétamido-propanediol-1,3. On isole du mé lange réactionnel le diol DL-thréo ou D-thréo correspondant.
Le procédé selon l'invention offre un cer tain nombre d'avantages techniques. C'est ainsi, par exemple, que toutes les phases de la réaction peuvent être effectuées à la, tem pérature ordinaire et conduisent. à des pro duits contenant relativement peu d'impuretés accessoires; il en résulte qu'il est avantageux et même préférable, tel qu'il est. décrit dans les exemples suivants, d'isoler les intermé diaires sans les purifier. Un avantage supplé inentaire est qu'on obtient des rendements élevés.
Le procédé selon l'invention est illustré par les exemples suivants: Exemple <I>1:</I> 6,46 g de DL-éiythro-1-p-nitrophényl-\3- dichlorac6tamido-propanediol-1,3 en poudre sont ajoutés, en 10 minutes sous agitation, à 12 rm3 d'acide nitrique (D = 1,50) à une température d'environ -30 . L.'acide nitrique a été préalablement traité à l'acide sulfami- que pour éliminer l'acide nitreux. On agite le mélange réactionnel et :laisse la tempéra ture monter à + 10 .
La solution claire inco lore résultante est versée sur un mélange glace-eau agité, ce qui provoque la précipita tion du produit sous forme d'un solide gra nuleux blanc. Le dinitrate de DL-érythro-1-p- nitrophényl - 2 -,dichloracétamido - propanediol- 1,3 brut est filtré, lavé à l'eau et. séché.
Le rendement en produit bruit (8,05 g) repré- sente 97,5% de la théorie. Le produit fond à 133-136 .
Le produit recristallisé fond à 145-146 . Toutefois, le produit brut est suf fisamment pur pour la phase suivante: 4,03 g de ce dinitrate brut sont mis en suspension dans 2.5 ems de méthanol à 10 .<B>A</B> la suspension agitée, on ajoute 6 cm3 d'une solution de soude 2-L\7, ce qui fluidifie considé rablement, la suspension, mais après quelques minutes, des cristaux cubiques jaune pâle pré cipitent. La suspension jaune pâle est aban donnée au repos pendant une heure à 0 , les cristaux sont séparés par filtration et lavés avec un peu d'eau froide, puis avec du mé thanol.
Le produit de réaction brut (3,12 g) est obtenu avec un rendement de 91% de la théorie.
Il fond à 101-102 , le produit recris- tallisé fondant, à 101----105 . Le produit ob tenu est l'ester nitrique de la DL-thréo-2-di- chlorométhv l-4-hvdroxvméthv 1-5-p-nitrophé- nvl-,12-oxa.zoline avant. la structure suivante:
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Le produit brut est suffisamment pur pour être utilisé dans la phase suivante sans autre purification.
La potasse, le carbonate de potassium, la triéthvlamine, etc., peuvent être utilisés comme alcalis en vue d'hydroly ser le groupe nitrate en position 1, avec obten tion simultanée de l'oxazoline susmentionnée. mais le rendement. n'est pas aussi élevé que lorsqu'on emploie la soude dans ce but.
Les 3,12 g d'ester nitrique de ladite oxazo- line .sont triturés avec 20 cm3d'acide chlor hydrique concentré et la suspension crémeuse du chlorhydrate abandonnée au repos à la température ordinaire pendant une demi- heure. Le solide est. filtré et lavé avec quel ques gouttes d'acide chlorhydrique concentré froid. Le chlorhydrate est remis en suspen sion dans .10 cm?, d'eau froide et on ajoute un excès de bicarbonate de sodium solide suffi sant pour rendre le milieu juste alcalin. Le produit de réaction brut est filtré, lavé avec un peu d'eau et. séché à. l'air.
Le rendement (3, 2\? g) est. de 9811/o de la théorie. Le mono- ester en position 3 du DL-thréo-1-p-nitro- phénvl - ? - diehloracétamido - propanediol -1,3 brut fond à. 115-120 , le produit recristallisé fondant à. 119 . Le produit brut est suffisam ment pur pour la phase suivante: 2,46 _ de cet. ester nitrique brut sont dis sous dans 6 cm?- de méthanol et additionnés clé 3,5 em3 d'une solution :de soude 2N.
Cette solution, après repos d'une demi-heure à la température ordinaire, laisse déposer des cris taux de DL-thréo-\?-dieliloroniétlivl-4-(p-nitro- phénvl)-hvdroxvmétlivl-'2-oxazoline. Après repos de deux heures et demie, la suspension épaisse est diluée par un peu de méthanol et les cristaux jaune pâle sont filtrés et lavés au méthanol.
La DL-tliréo-2-dichloi-ométhvl--1- (p - nitrophénvl) - hvdr oxvmétlivl-J 2-oxazoline brute est obtenue avec un rendement de 820/0 de la théorie (1,7 g) et fond à 159-161 , l-'oxazoline pure fondant à 162-163 . Le pro duit brut peut être employé sans autre puri fication dans la phase suivante.
Le produit possède la structure suivante:
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La phase finale du procédé est. effectuée par dissolution de 1,5 g de cette DL-thréo- oxazoline blute dans 5 em- d'acide chlor hydrique concentré froid. Après deux minutes de repos, il se sépare un ehlorlii#drate cris tallisé.
Après repos d'une demi-heure, on ob tient une bouillie épaisse. Pour faciliter la fil tration, la masse est diluée au moyen d'acide ehlorhvdrique concentré et le chlorhydrate est filtré et lavé avec cule petite quantité supplé mentaire d'acide chlorhydrique concentré. Le chlorhydrate humide est dissous dans la quan tité minimum d'eau distillée, la solution est filtrée, puis neutralisée à ].'ammoniaque ou au bicarbonate de .sodium. La suspension est abandonnée au repos jusqu'à. fin de cristalli sation. On sépare le eliloraniphénieol racémi que, on le filtre et on le sèche.
Le rendement en chloramphénicol racé- inique (1,5 g) est. de 94,5% de la théorie. Le point de fusion est. 149-150 . La structure du produit final est. la même que celle du pro duit de départ, sauf qu'il appartient à la série thréo et non à la. série érvthro.
Le rendement global pour l'inversion complète est de 68% de la théorie. <I>Exemple</I> 4 g de L-érythro-1-p-nitrophényl-2-dichlor- acétamido-propanediol-1,3 [ [a] D = -20 6;
(c = 4% dans l'acétone) ] sont ajoutés en l'espace de deux minutes, vers -40 ,à 7,45 cm3 d'acide nitrique (D = 1,50), préalablement traité à l'acide sulfamique pour éliminer toute trace d'acide nitreux. L'agitation est pour suivie et 1a suspension s'échauffe jusqu'à 0 en 40 minutes environ. On obtient à 0 une solution complète et incolore qu'on verse sur un mélange agité de glace et d'eau. Après re pos d'une nuit, le produit légèrement collant durcit complètement.
On le filtre et sèche sous vide. On obtient 4,80 g de diester nitrique du 1.-éi-vtliro-1-p-nitrophényl-2-diehloracétamido- propanediol-1,3 brut, ce qui représente 93,5 % de la théorie.
Le point de fusion est 126-128 et le pouvoir rotatoire -I- 8 92; (c = 4% dans l'acétone).
3,57g de diester nitrique brut obtenus comme ci-dessus sont mis en suspension à 10 dans 21 eni3 de méthanol et on ajoute 4,02 enis d'une solution de soude 2N. L'ester se dissout rapidement et après 30 secondes il se dépose une huile. Après repos d'une heure à 0 , le liquide surnageant est éliminé et rem placé par 17,8 cm-3 d'acide chlorhydrique con centré. Par trituration, on provoque la préci pitation d'un chlorhydrate blanc. Après re pos d'une demi-heure, le solide est filtré et lavé avec un peu d'acide chlorhydrique.
Le chlorhydrate est mis en suspension dans l'eau et le milieu réactionnel est rendu juste alcalin au tournesol. Le monoester nitrique en posi tion 3 du D-thréo-1-p-nitrophényl-2-dichlor- aeétamido - propanediol - 1,3 se sépare sous forme d'une huile qui est transformée direc tement en oxazoline après élimination de la couche aqueuse. L'huile est, dissoute dans 6 em' de méthanol et on ajoute 3,6 cms d'une solution de soude 2N, ce qui provoque un léger rougissement de la solution.
Après re pos de deux heures et demie à la température ordinaire, les grandes aiguilles jaune pâle qui se sont. formées sont filtrées et lavées avec un peu de méthanol glacé. Le produit brut, 1) - thréo - 2 - diehlorométhyl-4- (p-nitrophényl)- liydroxyméthyl-d2-oxazoline, fond à 136 à 139 et a un pouvoir rotatoire de -169 9; (c = 10/a dans l'acétate d'éthyle).
Par cris tallisation dans le méthanol, on obtient un produit ayant un point de fusion de 141 à 142 et un pouvoir rotatoire [a] D = 172 ; (c = 1% dans l'acétate d'éthyle).
0,5 g d'oxazoline brute sont mélangés avec 2,5 cm?- d'acide chlorhydrique concentré, et la suspension blanche qui se forme rapide ment est abandonnée au repos sur la glace pendant une heure. Le solide est filtré et lavé avec 1 cm3 d'acide chlorhydrique concentré. Le résidu est dissous dans 5 cm3 d'acide chlorhydrique N/2 à 30 et la solution est filtrée. Elle est rendue juste alcaline au tournesol par .addition de bicarbonate de so dium solide.
Après concentration sous pres sion réduite, l'isomère D-thréo du chloramphé- nicol formé est filtré, lavé à l'eau glacée et séché au vide. Cet isomère fond à 150--152- et le pouvoir rotatoire [a] D = _191181; (c = 4% dans l'acétate d'éthyle).
<I>Exemple 3:</I> Le DL-érythro-1-p-nitrophényl-2-dichlor- acétamido-propanediol-1,3 est transformé en dinitrate, comme décrit. dans l'exemple 1, 2,06 g de ce dinitrate brut sont mis en sus pension dans 20 ems de méthanol à 10 et on ajoute<B>2,75</B> ci-n3 d'une solution de soude 2N. Le solide blanc se redissout et, au bout d'une minute, il se sépare des cristaux jaune pâle de l'ester nitrique de la DL-thréo-2-dichloro- Ar oxymét-hyl,
-5-p-nitrophén3-1-42- méthyl-4-hy oxazoline. Après avoir maintenu la suspen sion pendant une demi-heure à 10 , on la laisse se réchauffer jusqu'à la température du laboratoire pendant une demi-heure. La sus pension est juste alcaline au Jaiuie Brillant.
La suspension est rendue neutre au tourne sol par addition de 0,3 ems d'acide chlor hydrique 2N et. on ajoute .encore 2,75 cm-2. d'acide chlorhydrique 2N. La suspension com mence par se fluidifier considérablement, mais elle s'épaissit par la suite avec sépara= tion d'aiguilles du 3 - mononitrate du DL- thréo-l-p -nitrophényl=2-dich#loracétamido-pro- panediol-1,3. L'hydrolyse de l'oxazoline se produit à la température ordinaire en une heure.
La suspension est neutralisée au moyen d'une solution de soude 2N, puis on ajoute une quantité égale de la même solution (le soude. La solution est. abandonnée an repos pendant une nuit à la température ordinaire et il se forme des cristaux jaune pâle de DL- t hréo - 2- dichlorométhyl-4- (p-nitrophényl) -hy - droxyméthyl-d?-oxazoline. La suspension n'est plus alcaline au Jaune Clayton. On ajoute alois 0,
5 cuis d'une solution de soude 2N et abandonne la suspension au repos pendant une heure.
A ce moment, il peut être parfois avanta geux d'isoler l'oxazoline, ce qui en permet. une purification efficace, car l'oxazoline est peu soluble dans ce milieu. Toutefois, dans l'essai correspondant au présent exemple, la suspen sion orange est neutralisée au moyen d'acide chlorhydrique 2N, puis on ajoute encore 2,5 cms d'acide chlorhydrique 2N. Après agi tation pendant 10 minutes, le solide se redis- sout. en donnant une solution orange.
Cette solution est ensuite neutralisée par adjonc tion de NaHC03. Le chloramphénieol racé mique ainsi obtenu est, extrait à. l'acétate d'éthyle et. cristallise de ce solvant après con centration et addition d'éther de pétrole.