Procédé de préparation d'esters de thréo-1-p-rntrophényl-2-dichloracétamidopropane-1,3-diols et d'amino-acides
La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'esters de thréo-l-p-nitrophényl-2-di- chloracétamidopropane-1, 3-diols et d'amino-acides.
Ces composés, à l'état de base libre, peuvent être représentés par la formule ci-après
EMI1.1
dans laquelle le radical acyle est le radical acyle d'un amino-acide. L'amino-acide peut être choisi parmi les amino-acides carboxyliques et parmi les amino-acides sulfoniques. Il peut être pris parmi les amino-acides aliphatiques tels que la glycine, l'alanine, la B-alanine, l'acide B-amino-éthane sulfonique, la valine, la leucine, la norleucine, l'isoleucine, la sérine, la thréonine, la méthionine et la lysine; les amino-acides alicycliques tels que les dérivés aminés de l'acide cyclohexane acétique;
les amino-acides aromatiques tels que la phénylalanine, la tyrosine,
L'acide anthranilique et l'acide p-amino-benzoïque; et les amino-acides hétérocycliques tels que l'histidine et le tryptophane. Lorsqu'il y a possibilité d'activité optique, les acides peuvent être de la configuration dite naturelle, ou série L, de la configuration dite non naturelle, ou série D, ou les racémates. La série naturelle ou L est en général préférée.
Les 1 -p-nitrophényl-2-dichloracétamidopropane 1,3-diols, ainsi que les esters de la formule générale ci-dessus, peuvent exister dans diverses formes isomères. Ces formes comprennent des formes diastéréoisomères, de même que des formes optiquement isomères. Le présent procédé concerne les composés présentant la forme diastéréoisomère thréo, par opposition à la forme diastéréoisomère érythro. Les groupes fixés sur les deux atomes de carbone asymétriques des formes thréo ont la même configuration ou disposition spatiale relative que les groupes fixés sur les deux atomes de carbone asymétriques de la pseudo-éphédrine et du thréose.
Dans le présent exposé, l'expression thréo , non accompagnée d'une désignation de la forme optique, englobe les forme DL-thréo, correspondant au DL-thréose ou throse racémique, et Dethréo, correspondant au thréose. Pour désigner une forme optique particulière on utilisera une notation conjointement au terme thréo , par exemple D-thréo .
En raison de la difficulté de la représentation de ces variétés spatiales dans des formules bidimensionnelles, on utilisera tout au long de cet exposé, les formules développées ordinaires, en les accompagnant éventuellement d'une notation désignant la forme stéréochimique.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on traite un dérivé N-tritylé des dits esters avec un acide, de façon à remplacer le groupe trityle par de l'hydrogène.
Le groupe trityle est le groupe triphénylméthyle (C6HÏ) SC-.
Le mode d'exécution préféré du procédé selon l'invention conduit aux esters des thréo-l-p-nitrophé nyl-2-dichloracétamidopropane- 1,3-diols avec des amino-acides, dans lesquels le radical acyle du groupe ester est le radical acyle d'un amino-acide carboxylique aliphatique inférieur. Ces composés, à l'état de base libre, peuvent être représentés par la formule générale suivante:
EMI1.2
Forme thréo dans laquelle R représente un reste aliphatique contenant moins de 9 atomes de carbone, et n est égal à 1 ou 2.
Dans ces modes d'exécution préférés, le radical acyle du groupe ester peut être un radical acyle d'un monoamino-acide, par exemple un radical glycyle, alanyle, p-alanyle, valyle, leucyle, norleucyle, isoleucyle, séryle ou méthionyle; ou un radical acyle d'un dlamino-acide, par exemple le radical lysile.
Parmi les esters préférés obtenus on peut citer ceux qui répondent à l'état de base libre, à la formule générale suivante:
EMI2.1
Forme threo dans laquelle R' est un reste aliphatique contenant moins de 8 atomes de carbone. Parmi ce groupe de composés, on trouve les esters d'a-amino-acides carboxyliques hydrocarbonés aliphatiques pouvant être représentés à l'état de base libre par la formule générale suivante:
EMI2.2
Forme thréo dans laquelle R" représente un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle inférieur contenant moins de 8 atomes de carbone.
Dans la plupart des cas, seul un groupe trityle est présent et doit être éliminé, pour produire un amino-ester contenant un seul groupe amino. Cependant, pour la préparation de composés tels que l'ester de la lysine, pour lesquels on peut partir d'un dérivé ditritylé, tous les groupes trityles présents sont éliminés.
L'élimination du ou des groupes trityles est effectuée de préférence en dissolvant le dérivé tritylé dans un solvant approprié et en traitant avec l'acide.
Il convient d'employer un solvant neutre ou non réactif tel que l'acétone ou un alcanol inférieur, et de traiter la solution avec un acide inorganique tel que l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique dilué, l'acide bromhydrique ou autre acide minéral. Un réactif anhydre, tel que le gaz chlorhydrique en solution dans l'éthanol absolu, le chloroforme ou l'éther, peut être employé. I1 est possible également d'utiliser des acides organiques tels que les acides alca noïques ou alcane sulfoniques inférieurs pour éliminer le groupe trityle; lorsqu'on utilise un solvant acide tel que l'acide acétique dilué, la réaction a lieu sans addition d'un autre acide.
I1 suffit d'une quantité catalytique de l'acide libre pour éliminer le groupe trityle. Comme un équivalent de l'acide est consommé par la formation du sel du dérivé tritylé, il convient d'employer seulement un léger excès par rapport à cette proportion pour effectuer la réaction lorsqu'on veut obtenir le produit sous forme de sel. L'élimination du groupe trityle se produit de façon satisfaisante dans des limites très étendues de température et de durée de réaction. En particulier, lorsqu'on utilise des acides minéraux la réaction est terminée en 10 à 15 minutes à température ordinaire, et il n'est pas nécessaire de chauffer le mélange ou de prolonger le traitement.
Lorsqu'on utilise des acides plus faibles tels que l'acide acétique, la réaction est achevée plus facilement en chauffant modérément, ou en chauffant à reflux pendant quelques minutes, mais dans tous les cas un chauffage prolongé à une température supérieure à 500 C doit être évité, en raison de la possibilité d'hydrolyser le groupe amino. Une fois la réaction terminée, l'amino-ester désiré peut être isolé directement sous forme de son sel d'addition d'acide ou, après neutralisation, sous forme de base libre.
Les thréo-l-p-nitrophényl-2-dichloracétamido-3- tritylaminoacyloxypropan-l-ols de départ peuvent être préparés en traitant un N-tritylamino-acide avec un halogénure de sulfonyle tel que le chlorure de ptoluène sulfonyle ou le chlorure de benzène sulfonyle, en présence d'une base tertiaire telle que la pyridine ou la triéthylamine, pour obtenir l'agent d'acylation désiré, puis en faisant réagir cet agent d'acylation avec un thréo- 1 -p-nitrophényl-2-dichlor- acétamidopropane-1, ,3-diol. I1 convient de conduire cette acylation dans un solvant tel que l'acétone ou la pyridine, à 0-15"C pendant 1 minute à 1 heure, puis d'isoler le produit par dilution avec de l'eau.
Bien que l'on admette que l'agent d'acylation effectif soit principalement constitué par l'anhydride d'acide N-tritylaminé, il est entendu qu'un anhydride mixte peut aussi être présent et fonctionner comme agent d'acylation. La définition précise de l'agent d'acylation n'est naturellement pas nécessaire à l'exécution de l'invention.
Les bases libres obtenues par mise en oeuvre du présent procédé forment des sels d'addition d'acide non toxiques et solubles dans l'eau avec un certain nombre d'acides minéraux et d'acides organiques forts. Parmi ces acides, on peut citer les acides chlorhydrique, bromhydrique, iodhydrique, sulfurique, acétique, citrique, maléique, malique, gluconique, ascorbique, et les acides apparentés. Ces sels d'addition d'acide, préparés par mélange de la base libre avec l'acide sont, du point de vue de l'invention, équivalents aux bases libres, et en particulier aux bases libres en solution en milieu acide.
Les bases libres peuvent être obtenues à partir des sels d'addition d'acide correspondants en dissolvant les sels d'addition d'acide dans un solvant convenable, tel que l'eau, et en ajoutant avec précaution une base telle que l'hydroxyde de sodium ou de préférence le bicarbonate de sodium, jusqu'au point de précipitation de la base libre ou la neutralisation.
Les composés obtenus par le procédé selon l'invention sont utiles en ce qu'ils fournissent des formes solubles dans l'eau et administrables du chloramphénicol [D-(-)hréo- 1 -p-nitrophényl-2-dichlor- acétamidopropane-1,3-diol] et de son racémate. Ils peuvent être mis sous forme de solutions aqueuses de propriétés avantageuses pour l'injection par voie parentérale. A cet effet, on dissout les sels d'addition d'acides non toxiques directement dans de l'eau ou dans de l'eau contenant un tampon; ou on dissout les bases libres dans un milieu aqueux acidulé. Les compositions résultantes ont pour avantage particulier qu'elles sont rapidement hydrolysées dans le corps en chloramphénicol ou en son racémate.
Exemple I
On ajoute 6 g de chlorure de p-toluène sulfonyle à une solution de 5 g de N-tritylglycine dans 100 ml de pyridine à 250 C. On refroidit la solution jusqu'à 50 C environ, après quoi on ajoute une solution de 5 g de D-(-)-thréo-l -p-nitrophényl-2-dichloracétamido- propane-1,3-diol (chloramphénicol) dans 20 ml de pyridine. On maintient le mélange réactionnel à environ 50 C durant 1 heure, puis on le coule dans 1 litre d'eau glacée. On sépare le produit brut précipité et on le dissout dans de l'acétate d'éthyle. On sèche la solution et on l'évapore. On dissout le résidu huileux, qui est le D-thréo-l-p-nitrophényl-2-di-
chloracétamido-3-(N-tritylaminoacétoxy)-propan-l-ol brut dans 50 ml d'acétone.
On ajoute 1,6 ml d'acide chlorhydrique concentré et, après 10 minutes, on dilue la solution avec plusieurs fois son volume d'éther.
On recueille le produit précipité et on le recristallise dans un mélange d'acétone et de dichlorure d'éthylène. C'est le chlorydrate de D-thréo-l-p-nitrophényl
2-dichloracétamido- 3-aminoacétexy- propain-l-o (chlorhydrate de D-thréo-l-p-nitrophényl-2-dichlor- acétamido-3-glycycloxypropan-1-ol; sel d'acide chlorhydrique du glycinate de chloramphénicol) ; aminoacétate de chloramphénicol, qui fond à environ
172-1740 C.
La base libre, le glycinate de chloramphénicol, est préparée en traitant lentement une solution
aqueuse froide du chlorhydrate avec du bicarbonate de sodium et en recueillant le produit précipité. Ce composé présente la formule développée:
EMI3.1
Forme D-thréo
On traite une solution de la base libre dans de l'éther contenant une petite quantité d'alcool isopropylique, avec un équivalent d'acide bromhydrique anhydre dans de l'alcool isopropylique. Après dilution avec une quantité supplémentaire d'éther, on recueille le bromhydrate insoluble.
On obtient un citrate soluble dans l'eau en mélangeant des solutions méthanoliques de la base libre et d'acide citrique et en concentrant jusqu'à un faible volume.
Exemple 2
On traite une solution de 2,46 g de N-trityl-DLméthionine dans 50 mi de pyridine avec 2,4 g de chlorure de p-toluène sulfonyle, à température ordinaire, puis on refroidit à environ 5 C. On ajoute une solution de 2 g de DL-thréo-1-p-nitrophényl-2- dichloracétamidopropane- 1,3-diol dans 10 ml de pyridine et on maintient le mélange réactionnel à environ 5o C pendant encore 1 heure. On le coule ensuite dans 500 ml d'eau glacée. On sépare le produit précipité et on le dissout dans de l'acétate d'éthyle.
On lave à l'eau ladite solution dans l'acétate d'éthyle, on la sèche et on l'évapore. On dissout dans 40ml d'éthanol le dérivé tritylé brut obtenu comme résidu de l'évaporation. On ajoute 0,3 g d'acide chlorhydrique anhydre et on maintient la solution à température ordinaire durant 20 minutes, puis on la dilue avec plusieurs fois son volume d'éther. On recueille le chlorhydrate précipité, on le lave à l'éther, et on le dissout dans de l'eau froide. On traite la solution aqueuse avec du bicarbonate de sodium jusqu'à ce que la séparation de la base libre insoluble soit complète. On recueille alors ce produit et on le lave à l'eau.
C'est le DL-2-amino-4-méthylthiobutyrate de DL-thréo-l-p-nitrophényl-2-dichloracétamido- propane-1,3-diol, de formule développée:
EMI3.2
Forme DL-thréo
Cette base libre se dissout facilement dans l'acide sulfurique dilué en donnant un sulfate.
Exemple 3
On traite avec 6 g de chlorure de p-toluène sulfonyle une solution de 5,2 g de N-trityl-DL-alanine dans 100 ml de pyridine à 20-250 C. On refroidit la solution jusqu'à environ 50 C et on la traite avec 5 g de chloramphénicol dissous dans 20ml de pyridine.
On maintient ce mélange à environ 50 C pendant 1 heure puis on le coule dans plusieurs fois son volume d'eau glacée. On sépare le produit précipité, on le lave à l'eau et on le dissout dans de l'acétate d'éthyle. On déshydrate cette solution et on l'évapore à sec. On traite le dérivé N-tritylé résiduel en solution dans 50 mi d'acétone avec 1,6 mi d'acide chlorhydrique concentré et on laisse reposer 10 minutes. On dilue le mélange réactionnel avec un grand volume d'éther et on recueille le produit précipité. Si une purification plus poussée est désirée, le produit peut être recristallisé dans un mélange d'acétone et de dichlorure d'éthylène.
Ce composé est le sel d'acide chlorhydrique du DL-2-amino propionate de chloramphénicol. I1 présente, dans un disque de bromure de potassium, des maximums prononcés d'absorption dans l'infrarouge à environ 3,0, 3,3, 5,7, 5,9, 6,2, 6,6, 7,4, 8,1 et 12,2 microns.
La base libre, obtenue en neutralisant avec précaution une solution aqueuse du chlorhydrate, au moyen de bicarbonate de potassium, présente la formule développée:
EMI4.1
Forme D-thréo
Exemple 4
On prépare de la N-trityl-ss-alanine par réaction du sel chlorhydrique du 3-arninopropionate d'éthyle avec de la triéthylamine et du chlorure de trityle, dans du chloroforme suivie d'hydrolyse de l'ester, comme décrit par Amiard et autres (Bull. Soc. Chim. p. 191, 1955).
En remplaçant la N-trityl-DUalanine dans l'exemple 3 par 5,2 g de N-trityl-ss-alanine, on obtient de DL-3-aminopropionate de chloramphénicol de formule développée:
EMI4.2
Forme D-thréo
Exemple 5
On ajoute 6 g de chlorure de ptoluène sulfonyle à une solution de 5,9 g de N-trityl-L-leucine dans 100 ml de pyridine à 250 C. On refroidit alors la solution à environ 0-50 C. On ajoute lentement une solution de 5 g de chloramphénicol dans 20ml de pyridine puis, Addition étant terminée, on maintient le mélange réactionnel à environ 50 C pendant encore 1 heure. On précipite le produit brut par dilution avec un grand volume d'eau glacée, on le recueille et on le dissout dans de l'acétate d'éthyle.
On sèche la solution dans l'acétate d'éthyle, on l'évapore et on dissout dans 85 ml d'acétone le résidu huileux contenant le dérivé N-tritylé de l'amino-ester désiré. On ajoute 2 ml d'acide bromhydrique concentré puis, au bout de 15 minutes, on dilue la solution avec plusieurs fois son volume d'éther. On recueille le produit précipité et on le lave à l'éther.
Si une purification plus poussée est désirée, on recristallise le produit dans un mélange d'acétone et de dichlorure d'éthylène. Ce composé est le sel d'acide bromhydrique du L-2-amino-4-méthylvalé- rate de chloramphénicol. Dans un disque de bromure de potassium, on observe des maximums d'absorption dans l'infrarouge à environ 3,0, 3,3, 5,7, 5,9, 6,2, 6,6, 7,4, 8,1 et 12,2 microns. On obtient la base libre en neutralisant une solution aqueuse du bromhydrate au moyen de bicarbonate de sodium, en extrayant au chloroforme et en évaporant l'extrait chloroformique.