EP0585341A1 - Nouveaux sulfates chiraux, leur preparation et leur emploi dans la synthese de produits pharmaceutiques - Google Patents

Nouveaux sulfates chiraux, leur preparation et leur emploi dans la synthese de produits pharmaceutiques

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EP0585341A1
EP0585341A1 EP19920911777 EP92911777A EP0585341A1 EP 0585341 A1 EP0585341 A1 EP 0585341A1 EP 19920911777 EP19920911777 EP 19920911777 EP 92911777 A EP92911777 A EP 92911777A EP 0585341 A1 EP0585341 A1 EP 0585341A1
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EP
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chloromethyl
preparation
ethylene
isomer
ethylene sulfate
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EP19920911777
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Xavier Radisson
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Aventis Pharma SA
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Rhone Poulenc Rorer SA
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    • C07D327/10—Heterocyclic compounds containing rings having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms two oxygen atoms and one sulfur atom, e.g. cyclic sulfates

Definitions

  • the present invention relates to new chiral sulfates, their preparation and their use in the synthesis of optically active products.
  • the invention relates to the (R) and (S) isomers of 1-chloromethyl ethylene sulphate, their preparation and their use.
  • the (R) and (S) isomers of 1-chloromethyl ethylene sulfate are obtained from, respectively, the (R) and (S) -isomers of 1,2-chloro-propanediol by passing through the (R) and (S) isomers of the corresponding 1-chloromethyl ethylene sulfite.
  • 1-chloromethyl ethylene sulfite (R) or (S) is obtained from (R) - or (S) -chloro-3-propanediol-1,2 according to known methods and in particular according to the process described for the preparation of racemic 1-chloromethyl ethylene sulfite by DS Breslow and H. Skolnik, "The Chemistry of Heterocyclic Compounds - Multi-Sulfur and Sulfur and Oxygen 5- and 6- Membered Heterocycles", 1966, Part I, p. 1 and Part II, p. 663 or by Van Woerden, Chem. Rev., èl, 557 (1963). It is particularly advantageous to react an excess of thionyl chloride on chloro-3-propanediol-1,2 chiral by operating at a temperature close to 0 ° C.
  • 1-chloromethyl ethylene sulfate (R) or (S) is obtained by oxidation of the corresponding 1-chloromethyl ethylene sulfite in particular according to the process described in French patent FR 2 628 423, that is to say at means of an alkaline or alkaline earth hypohalogenite (hypochlorite or hypobromite), preferably sodium, potassium or calcium hypochlorite, in the presence of a catalytic amount of a ruthenium derivative chosen from, preferably, l ruthenium (IV) oxide (Ru ⁇ 2) and ruthenium chloride (RUCI3).
  • a ruthenium derivative chosen from, preferably, l ruthenium (IV) oxide (Ru ⁇ 2) and ruthenium chloride (RUCI3).
  • the process can be carried out in a two-phase aqueous or hydroorganic medium. ; .
  • the solvent is generally chosen from aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons, optionally halogenated, such as hexane, cyclohexane, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride or dichloroethane, or esters such as methyl or ethyl acetate.
  • halogenated such as hexane, cyclohexane, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride or dichloroethane, or esters such as methyl or ethyl acetate.
  • an excess of hypohalogenite is used relative to the sulfite used.
  • 1 to 2 moles of hypohalogenite are used per mole of sulfite.
  • ruthenium derivative of between 1 (H> and 10 "! Mole per mole of sulfite used. It is understood that, by implementing the process according to the invention, the (R) isomer of 1-chloromethyl ethylene sulfate is obtained from (R) -chloro-3-propanediol-1,2 through the (R) isomer of chloromethyl-1 ethylene sulfite and that sulfate of chloromethyl-1 ethylene (S) is obtained from (S) -chloro-3-propanediol-1,2 by passing intermediarily through the (S) isomer of chloromethyl-l ethylene sulfite.
  • the (R) and (S) isomers of chloromethyl ethylene sulfate are particularly useful in the synthesis of chiral products having therapeutic properties such as chiral adrenergic ⁇ -blockers which are characterized by the presence of a 3-aminoamino chain 2-hydroxypropoxy.
  • adrenergic ⁇ -blockers such as acebutolol, atenolol, propranolol, celiprolol, metoprolol, timolol, nadolol, penbutolol, levobunolol or pindolol
  • therapeutic activity is due to the (S) -isomer, the (R) -isomer being, in general, completely inactive. It is therefore particularly advantageous to be able to directly prepare the (S) isomer practically free of the (R) isomer.
  • the adrenergic ⁇ -blockers in form (S) as defined above can be obtained according to one of the following methods:
  • Ar represents an aromatic radical or an optionally substituted heterocyclic aromatic radical which is encountered in the adrenergic ⁇ -blockers mentioned above and R represents a straight or branched alkyl radical containing 1 to 4 carbon atoms.
  • the condensation of the (R) -isomer of chloromethyl-1 ethylene sulfate with the phenol of formula ArOH, in which Ar is defined as above, is carried out in water or in an organic solvent or in a hydroorganic medium with a temperature between 0 and 80 ° C in the presence of a base chosen from alkali metal hydroxides (soda), alkali metal carbonates or bicarbonates (sodium carbonate), ammonia or quaternary ammonium hydroxides ( tetrabutylammonium hydroxide).
  • a base chosen from alkali metal hydroxides (soda), alkali metal carbonates or bicarbonates (sodium carbonate), ammonia or quaternary ammonium hydroxides ( tetrabutylammonium hydroxide).
  • nitriles acetonitrile
  • ketones acetone
  • alcohols ethanol
  • esters ethyl acetate
  • amides dimethylformamide
  • halogenated aliphatic hydrocarbons methylene chloride
  • condensation of the (S) -isomer of chloromethyl-1 ethylene sulfate on the amine of formula R-NH2, in which R is defined as above, is carried out in an organic solvent chosen, for example, from hydrocarbons halogenated aliphatics such as dichloromethane at a temperature close to the reflux temperature of the reaction mixture.
  • the condensation of the phenol of formula ArOH, in which Ar is defined as above, on the epoxide of form (S), obtained after hydrolysis in basic medium of the reaction product of the amine of formula R-NH2 on the (S) isomer of chloromethyl-1 ethylene sulfate, is carried out under conditions identical to those described above for the condensation of the R-isomer of chloromethyl-1 ethylene sulfate on the phenol of formula Ar-OH.
  • the process for preparing the chiral adrenergic ⁇ -blockers according to the present invention has, over the known processes from chiral epichlorohydrin, the advantage of being very selective, of using a much more reactive chiral cyclic sulfate and of do not offer the possibility of racemization.
  • the isomers (R) and (S) of chloromethyl ethylene sulfate can also be advantageously used in the synthesis of other chiral products such as L-carnitine, the "Platelet Activating Factor” or various (S) -phospholipids or (S) -glycerolphosphates.
  • the yield is 82.1%.
  • reaction mixture darkens throughout the addition. At the end of the addition, the mixture is kept at 0 ° C. for 5 minutes and then 50 cm 3 of methylene chloride are added. After decantation, the aqueous phase is extracted twice with 50 cm3 of methylene chloride. The combined organic phases are washed with 50 cm3 of water. After drying and filtration, the reaction mixture is concentrated to dryness at 50 ° C under reduced pressure (15 mm of mercury; 2 kPa).
  • the yield is 78.3%.

Abstract

Les isomères (R) et (S) du sulfate de chlorométhyl-1 éthylène, leur préparation et leur emploi en particulier dans la synthèse de (S)-beta-bloquants adrénergiques ou de la L-carnitine ou des phospholipides.

Description

NOUVEAUX SULFATES CHIRAUX. LEUR PREPARATION
ET LEUR EMPLOI DANS LA SYNTHESE DE PRODUITS
PHARMACEUTIQUES
La présente invention concerne de nouveaux sulfates chiraux, leur préparation et leur emploi dans la synthèse de produits optiquement actifs.
Plus particulièrement, l'invention concerne les isomères (R) et (S) du sulfate de chlorométhyl-1 éthylène, leur préparation et leur emploi.
Selon la présente invention, les isomères (R) et (S) du sulfate de chlorométhyl-1 éthylène sont obtenus à partir, respectivement, des isomères (R) et (S) du chloro-3 propanediol-1,2 en passant intermédiairement par les isomères (R) et (S) du sulfite de chlorométhyl-1 éthylène correspondants.
Généralement, le sulfite de chlorométhyl-1 éthylène (R) ou (S) est obtenu à partir du (R)- ou (S)-chloro-3-propanediol-l,2 selon les méthodes connues et en particulier selon le procédé décrit pour la préparation du sulfite de chlorométhyl-1 éthylène racémique par D.S. Breslow et H. Skolnik, "The Chemistry of Heterocyclic Compounds - Multi-Sulphur and Sulphur and Oxygen 5- and 6- Membered Heterocycles", 1966, Part I, p. 1 and Part II, p. 663 ou par Van Woerden, Chem. Rev., èl, 557 (1963). Il est particulièrement avantageux de faire réagir un excès de chlorure de thionyle sur le chloro-3-propanediol-l,2 chiral en opérant à une températutre voisine de 0°C.
Généralement, le sulfate de chlorométhyl-1 éthylène (R) ou (S) est obtenu par oxydation du sulfite de chlorométhyl-1 éthylène correspondant en particulier selon le procédé décrit dans le brevet français FR 2 628 423 c'est-à-dire au moyen d'un hypohalogénite (hypochlorite ou hypobromite) alcalin ou alcalino-terreux, de préférence l'hypochlorite de sodium, de potassium ou de calcium, en présence d'une quantité catalytique d'un dérivé du ruthénium choisi parmi, de préférence, l'oxyde de ruthénium (IV) (Ruθ2) et le chlorure de ruthénium (RUCI3).
Le procédé peut être mis en oeuvre en milieu aqueux ou hydroorganique biphasique. ;. Lorsque le procédé est mis en oeuvre en milieu hydroorganique biphasique, le solvant est généralement choisi parmi les hydrocarbures aliphatiques ou cycloaliphatiques, éventuellement halogènes, tel que l'hexane, le cyclohexane, le chlorure de méthylène, le chloroforme, le tétrachlorure de carbone ou le dichloroéthane, ou les esters tels que l'acétate de méthyle ou d'éthyle. Généralement on utilise un excès d'hypohalogénite par rapport au sulfite mis en oeuvre. De préférence on utilise 1 à 2 moles d'hypohalogénite par mole de sulfite.
Généralement, on utilise une quantité catalytique de dérivé du ruthénium comprise entre 1(H> et 10"! mole par mole de sulfite mis en oeuvre. II est bien entendu que, par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, l'isomère (R) du sulfate de chlorométhyl-1 éthylène est obtenu à partir du (R)-chloro-3-propanediol-l,2 en passant par l'isomère (R) du sulfite de chlorométhyl-l éthylène et que le sulfate de chlorométhyl-1 éthylène (S) est obtenu à partir du (S)-chloro-3-propanediol-l,2 en passant intermédiairement par l'isomère (S) du sulfite de chlorométhyl-l éthylène.
Les isomères (R) et (S) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène sont particulièrement utiles dans la synthèse de produits chiraux présentant des propriétés thérapeutiques tels que les β-bloquants adrénergiques chiraux qui se caractérisent par la présence d'une chaîne alkylamino-3 hydroxy-2 propoxy. Dans la famille des β-bloquants adrénergiques tels que l'acébutolol, l'aténolol, le propranolol, le céliprolol, le métoprolol, le timolol, le nadolol, le penbutolol, le levobunolol ou le pindolol, il est connu que l'activité thérapeutique est due à l'isomère (S), l'isomère (R) étant, d'une manière générale, totalement inactif. Il est donc particulièrement intéressant de pouvoir préparer directement l'isomère (S) pratiquement exempt de l'isomère (R).
Selon l'invention, les β-bloquants adrénergiques sous forme (S) tels que définis précédemment peuvent être obtenus selon l'une des méthodes suivantes :
1) par action d'un phénol préalablement anionisé sur l'isomère (R) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène suivi de l'action d'une alkylamine sur l'époxyde obtenu selon le schéma suivant :
R-NH.
"-*- ArO" 'NH-R
(S) 0 OH (S) Dans ce schéma, Ar représente un radical aromatique ou un radical aromatique hétérocyclique éventuellement substitué que l'on rencontre dans les β- bloquants adrénergiques mentionnés ci-dessus et R représente un radical alcoyle droit ou ramifié contenant 1 à 4 atomes de carbone. Généralement, la condensation de l'isomère (R) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène sur le phénol de formule ArOH, dans laquelle Ar est défini comme précédemment, est effectuée dans l'eau ou dans un solvant organique ou dans un milieu hydroorganique à une température comprise entre 0 et 80°C en présence d'une base choisie parmi les hydroxydes de métaux alcalins (soude), les carbonates ou bicarbonates de métaux alcalins (carbonate de sodium), l'ammoniaque ou les hydroxydes d'ammonium quaternaires (hydroxyde de tétrabutylammonium).
Comme solvants organiques peuvent être utilisés les nitriles (acétonitrile), les cétones (acétone), les alcools (éthanol), les esters (acétate d'éthyle), les amides (diméthylformamide) ou les hydrocarbures aliphatiques halogènes (chlorure de méthylène).
Généralement, on utilise un léger excès molaire, de préférence voisin de 10 %, de sulfate cyclique par rapport au phénol.
Il n'est pas nécessaire d'isoler le sulfate et l'alcool chiral intermédiaires pour obtenir l'époxyde sous forme (S). La condensation de l'aminé de formule R-NH2, dans laquelle R est défini comme précédemment, sur l'époxyde sous forme (S) est réalisée dans les conditions analogues à celles connues qui sont utilisées pour préparer les β-bloquants adrénergiques racémiques à partir de l'époxyde racémique.
2) par action d'une aminé de formule R-NH2 sur l'isomère S du sulfate de chlorométhyl-l éthylène suivie de l'action d'un phénol Ar-OH préalablement anionisé selon le schéma suivant :
Dans ce schéma, Ar et R sont définis comme précédemment.
Généralement, la condensation de l'isomère (S) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène sur l'aminé de formule R-NH2, dans laquelle R est défini comme précédemment, est effectuée dans un solvant organique choisi, par exemple, parmi les hydrocarbures aliphatiques halogènes tels que le dichlorométhane à une température voisine de la température de reflux du mélange réactionnel.
Généralement, la condensation du phénol de formule ArOH, dans laquelle Ar est défini comme précédemment, sur l'époxyde de forme (S), obtenu après hydrolyse en milieu basique du produit de réaction de l'aminë de formule R-NH2 sur l'isomère (S) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène, est effectuée dans des conditions identiques à celles décrites précédemment pour la condensation de l'isomère R du sulfate de chlorométhyl-l éthylène sur le phénol de formule Ar-OH. Le procédé de préparation des β-bloquants adrénergiques chiraux selon la présente invention présente, sur les procédés connus à partir de l'épichlorhydrine chirale, l'avantage d'être très sélectif, de mettre en oeuvre un sulfate cyclique chiral beaucoup plus réactif et de ne pas offrir de possibilité de racémisation.
Les isomères (R) et (S) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène peuvent également être avantageusement utilisés dans la synthèse d'autres produits chiraux tels que la L-carnitine, le "Platelet Activating Factor" ou divers (S)-phospholipides ou (S)-glycérolphosphates .
Les exemples suivants montrent comment l'invention peut être mise en pratique.
EXEMPLE ?
Dans un ballon tricol, on introduit 25 g de (R)-chloro-3-propanediol-l,2 (0,226 mole). Sous lente agitation, on ajoute en 1 heure, à 0°C, 26,9 g de chlorure de thionyle (0,226 mole). On observe un important dégagement gazeux ainsi qu'une fluidification du mélange réactionnel. Après la fin de l'addition, on laisse la température monter au voisinage de 25°C puis le mélange réactionnel est dégazé sous pression réduite puis distillé sous pression réduite (15 mm de mercure ; 2 kPa). On obtient ainsi 29,05 g de l'isomère (R) du sulfite de chlorométhyl-l éthylène dont les caractéristiques sont les suivantes :
- P.E 5 = 97-100°C
- ratio diastéréoisomérique : 37/63
- pouvoir rotatoire : [α]27D = -37,5° (c = 10,45 x 10**3 ; chloroforme contenant 0,6 % d'éthanol) f«]27365 = -140,9° (c = 10,45 x 10"3 ; chloroforme contenant 0,6 % d'éthanol)
- pureté énantiomérique : supérieure à 99 %.
Le rendement est de 82,1 %.
A une suspension de 10 g de l'isomère (R) du sulfite de chlorométhyl-l éthylène (0,0639 mole) dans 80 cm3 d'eau refroidie à 5°C, on ajoute en 40 minutes, 40 cm3 d'une solution aqueuse d'hypochlorite de sodium 2.1M contenant 6 mg de Ruθ2, 2H2O.
Le mélange réactionnel noircit tout au long de l'addition. A la fin de l'addition, on maintient pendant 5 minutes à 0°C puis on ajoute 50 cm3 de chlorure de méthylène. Après décantation, la phase aqueuse est extraite 2 fois par 50 cm3 de chlorure de méthylène. Les phases organiques réunies sont lavées par 50 cm3 d'eau. Après séchage et filtration, le mélange réactionnel est concentré à sec à 50°C sous pression réduite (15 mm de mercure ; 2 kPa).
On obtient ainsi 8,85 g de l'isomère (R) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène dont les caractéristiques sont les suivantes :
- pouvoir rotatoire :
[α]27D = +13,5° (c = 17,58 x 10**3 ; chloroforme contenant 0,6 % d'éthanol) [≈]27365 = +38,2° (c = 17,58 x 10'3 ; chloroforme contenant 0,6 % d'éthanol)
- pureté énantiomérique : supérieure à 99 % - pureté chimique : voisine de 97 %
Le rendement est de 80 % par rapport au sulfite mis en oeuvre. EXEMPLE 2
Dans un ballon, on introduit 20 cm3 d'acétone, 2,21 g d'acétyl-2 butyramido- 4 phénol (10 mmoles), 2 g de l'isomère (R) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène (11,6 mmoles). On ajoute ensuite 0,54 g de soude en pastilles. On agite pendant 3 heures à une température comprise entre 20 et 28βC jusqu'à l'obtention d'une solution homogène. On chauffe ensuite pendant 1 heure 30 minutes à la température de reflux du mélange réactionnel en présence de 0,8 g d'hydrogénosulfate de potassium et de 0,2 cm3 d'acide sulfurique. Le précipité qui apparaît est séparé par filtration. Au filtrat, on ajoute 1,2 g de soude en pastilles. On maintient pendant 2 heures 30 minutes à une température voisine de 20°C. On reprend par de l'eau puis élimine l'acétone sous pression réduite (15 mm de mercure ; 2 kPa). Le précipité obtenu est séparé par filtration, lavé à l'eau puis séché sous pression réduite.
On obtient ainsï 2, 17 g de (2S)-(acétyl-2' butyramido-4' phénoxy)-l époxy- 2,3 propane dont les caractéristiques sont les suivantes : -P.F. = 139°C - pouvoir rotatoire : [α]27*D ≈ 13,9° (c = 3,88 x 10**3 ; chloroforme contenant Q.6 % d'éthanol)
[α]27365 = - 1. ° (c = 3,88 x 10"3 ; chloroforme contenant 0,6 % d'éthanol) - pureté énantiomérique : supérieure à 99 %.
Le rendement est de 78,3 %.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Les isomères (R) et (S) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène.
2 - Procédé de préparation des isomères (R) et (S) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène caractérisé en ce que l'on oxyde les isomères (R) et (S) du sulfite de chlorométhyl-l éthylène au moyen d'un hypohalogénite alcalin ou alcaline- terreux en présence d'une quantité catalytique d'un dérivé du ruthénium en opérant en milieu aqueux ou hydroorganique à une température inférieure à 10°C.
3 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le dérivé du ruthénium est choisi parmi l'oxyde de ruthénium (IV) et le trichlorure de ruthénium.
4 - Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que l'on utilise de 10**6 à 10"1 mole de dérivé du ruthénium par mole de sulfite.
5 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'hypohalogénite alcalin ou alcalino-terreux est choisi parmi l'hypochlorite de sodium, l'hypochlorite de potassium et l'hypochlorite de calcium.
6 - Procédé selon l'une des revendications 2 ou 5 caractérisé en ce que l'on utilise 1 à 2 moles d'hypohalogénite par mole de sulfite.
7 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que, lorsque l'on opère en milieu hydroorganique, le solvant est choisi parmi les hydrocarbures aliphatiques ou cycloaliphatiques éventuellement halogènes et les esters.
8 - Utilisation de l'isomère (R) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène pour la préparation de β-bloquants adrénergiques (S) de formule générale :
'NH-R ÔH dans laquelle Ar représente un radical aromatique ou un radical aromatique hétérocyclique éventuellement substitué et R représente un radical alcoyle droit ou ramifié contenant 1 à 4 atomes de carbone, caractérisé en ce que l'on fait réagir l'isomère (R) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène sur un phénol de formule Ar-OH préalablement anionisé, en présence d'un excès de base, pour obtenir, après hydrolyse, un époxyde sous forme (S) de formule générale : dans laquelle Ar est défini comme précédemment, sur lequel on fait réagir, selon les méthodes connues, une aminé de formule R-NH2 dans laquelle R est défini comme précédemment.
9 - Utilisation de l'isomère (S) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène pour la préparation de β-bloquants adrénergiques (S) de formule générale :
'NH-R ÔH dans laquelle Ar et R sont définis comme dans la revendication 8 caractérisé en ce que l'on fait réagir l'isomère (S) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène sur une aminé de formule R-NH2, puis, après hydrolyse alcaline du mélange réactionnel, fait réagir un phénol de formule Ar-OH, préalablement anionisé, sur l'époxyde de formule générale :
dans laquelle R est défini comme précédemment, ainsi obtenu.
10 - Utilisation des isomères (R) et (S) du sulfate de chlorométhyl-l éthylène selon les revendications 8 et 9 pour la préparation de β-bloquants adrénergiques (S) de formule générale :
"NH-R ÔH dans laquelle Ar représente le reste aromatique de l'acébutolol, de l'aténolol, du propranolol, du céliprolol, du métoprolol, du timolol, du nadolol, du penbutolol, du levobunolol ou du pindolol, et R représente un radical alcoyle droit ou ramifié contenant 1 à 4 atomes de carbone.
11 - Utilisation de l'isomère du sulfate de chlorométhyl-l éthylène pour la préparation de la L-carnitine, de (S)-phospholipides et de (S)-glycérolphosphates.
EP19920911777 1991-05-23 1992-05-21 Nouveaux sulfates chiraux, leur preparation et leur emploi dans la synthese de produits pharmaceutiques Withdrawn EP0585341A1 (fr)

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