EP2044015A1 - Nouvelles nitrones portant une charge positive utilisables pour le piégeage de radicaux libres et notamment le radical superoxyde - Google Patents

Nouvelles nitrones portant une charge positive utilisables pour le piégeage de radicaux libres et notamment le radical superoxyde

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Publication number
EP2044015A1
EP2044015A1 EP07803855A EP07803855A EP2044015A1 EP 2044015 A1 EP2044015 A1 EP 2044015A1 EP 07803855 A EP07803855 A EP 07803855A EP 07803855 A EP07803855 A EP 07803855A EP 2044015 A1 EP2044015 A1 EP 2044015A1
Authority
EP
European Patent Office
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aryl
alkyl
atom
group
radical
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07803855A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Paul Tordo
Jean-Pierre Finet
Florence Chalier
Olivier Ouari
Micael Hardy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aix Marseille Universite
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Provence Aix Marseille I
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite de Provence Aix Marseille I filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP2044015A1 publication Critical patent/EP2044015A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02—Phosphorus compounds
    • C07F9/547—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/655—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having oxygen atoms, with or without sulfur, selenium, or tellurium atoms, as the only ring hetero atoms
    • C07F9/65515—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having oxygen atoms, with or without sulfur, selenium, or tellurium atoms, as the only ring hetero atoms the oxygen atom being part of a five-membered ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02—Phosphorus compounds
    • C07F9/547—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/553—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07F9/572—Five-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02—Phosphorus compounds
    • C07F9/547—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/6558—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom containing at least two different or differently substituted hetero rings neither condensed among themselves nor condensed with a common carbocyclic ring or ring system
    • C07F9/65583—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom containing at least two different or differently substituted hetero rings neither condensed among themselves nor condensed with a common carbocyclic ring or ring system each of the hetero rings containing nitrogen as ring hetero atom

Definitions

  • the present invention relates to molecules, in particular new nitrones carrying a positive charge, for the trapping of free radicals, and more particularly for the entrapment of the superoxide anion radical, as well as to their method of preparation.
  • the oxygen carried in the body by respiration can be reduced into various reactive oxygen species, prooxidants of the superoxide radical type (O 2 " ), the hydroxyl radical (HO ' ) and perhydroxyl radical (HOO " ).
  • these species are eliminated by reaction with enzymatic or non-enzymatic antioxidant substances such as catalase, superoxide dismutase, glutathione peroxidase, glutathione, vitamin E or ascorbate, the concentration of reactive oxygen species thus remaining low. in biological media.
  • prooxidants and antioxidants there may be a break in the balance between prooxidants and antioxidants, leading to a situation of oxidative stress.
  • prooxidants and antioxidants can then react without selectivity with a large number of compounds present in the cell medium such as amino acids, proteins, carbohydrates, DNA bases and organic acids, in particular lipids which are unsaturated fatty acids. It can then result in the inactivation of many enzymes as well as changes in the permeability and fluidity of cell membranes.
  • free radicals especially the superoxide anion radical
  • the superoxide radical is the primary radical in the radical chain process in the body. Its detection, quantification and the determination of its production site are, therefore, important elements for the development of therapeutic treatments. It is therefore important to be able to propose molecules serving as effective free radical scavengers, that is to say which have a sufficiently high reactivity to compete with the other cellular constituents, in particular with the superoxide radical.
  • Oxygen radicals are very short-lived species. They can not be isolated and detected directly.
  • One of the strategies currently used to study these radicals is to associate the radical scavenging technique with electron paramagnetic resonance (EPR).
  • EPR electron paramagnetic resonance
  • the principle of this radical trapping is to trap the radical on a diamagnetic molecule to give a persistent and detectable paramagnetic species by RPE.
  • the trap must be stable and non-toxic under the conditions of the experiment, it must interact selectively with the target free radicals and the trapping rate values must be high.
  • the radical adducts that result from entrapment must be sufficiently persistent to be observed by RPE and must have RPE parameters characteristic of the trapped radical.
  • the molecules presenting these properties at best and which are therefore the most commonly used belong to two families of compounds:
  • nitroxide adduct which, in the vast majority of cases, is persistent and observable by RPE.
  • nitroso compounds have significant intrinsic disadvantages that limit their use in aqueous media. They are toxic, poorly soluble in water and have low thermal or photochemical stability.
  • the trapping of oxygen radicals by nitroso derivatives leads to very little persistent adducts leading rapidly to rearrangement products. Consequently, the EPR spectra obtained during a radical scavenging experiment in The presence of a nitroso derivative often corresponds to the superposition of the signals of several nitroxides and are difficult to interpret.
  • trap molecules for trapping radicals derived from oxygen are the nitrones PBN ( ⁇ -phenyl-N-tert-butyl nitrone), DMPO (5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide) and DEPMPO (2-diethylphosphono-2-methylpyrroline-N-oxide).
  • the DMPO-OOH adduct obtained with the superoxide radical has a half-life time of only 60 s at physiological pH.
  • the DMPO-OOH adduct partially degrades in the DMPO-OH adduct, thus causing difficulties in the analysis of the mechanisms involved in the formation of trapped radicals.
  • Patent EP 0 660 841 also discloses cyclic nitrones comprising in particular a phosphorus compound such as 2-diethylphosphono-2-methylpyrroline-N-oxide (DEPMPO) leading to comparatively more stable entrapment adducts than those obtained with the nitrone derivatives already known.
  • DEPMPO 2-diethylphosphono-2-methylpyrroline-N-oxide
  • No. 5,354,871 proposes 3,5-substituted 3,5-N-oxide pyrroline derivatives which also have 4-substituents.
  • substituents at 4 being chosen from certain esters, polyethers and alkanoyl groups, the latter having components that can bind to biological substrates (such as biotin).
  • the substituents at 3, 5 are preferably alkyl, cyclic alkyl or phenyl groups.
  • substituents at 4 such as, for example, a group to increase the specificity of the compound with respect to specific free radicals, a polar group to increase the solubility of a trap in water or a group that provides high affinity to biological substances.
  • substituents at 4 would have an additional effect on the formation of the hydroxyl adduct (only given as an example), on the stability and on the selectivity, depending on the groups chosen.
  • substituents at 4 would have an effect on the entrapment of the superoxide radical.
  • none of the substituents proposed is mentioned as interacting with the superoxide radical.
  • the superoxide radical has a very short life in biological media, which implies that the trapping rates of existing molecules remain too low to allow its detection effectively.
  • one of the aims of the invention is to provide a trap molecule for free radicals and in particular for the superoxide radical which has an improved entrapment rate, in particular with respect to the superoxide radical and a satisfactory stability. , if possible larger than the adduct formed with said superoxide radical.
  • the subject of the invention is compounds derived from cyclic nitrones of general formula
  • R 1 represents a phenyl, a (C 6 -C 18 ) aryl or a (C 1 -C 18 ) alkyl
  • R 2 represents a hydrogen atom, deuterium, a phenyl group, a group (C 6 - C 18 ) aryl, a (C 1 -C 18 ) alkyl group, or a radical Z 1 of formula
  • a 1 is a single bond, a methylene group, or an oxymethylene group (where the oxygen atom is attached to the phosphorus atom of the Z 1 radical)
  • X represents an oxygen or sulfur atom
  • Y represents an oxygen atom and R represents a hydrogen atom, a (C 1 -C 18 ) ahk: yl group or a (C 6 -C 18 ) aryl group
  • Y represents a methylene group and R represents a hydrogen atom, a (C 1 -C 17 ) alkyl or (C 6 -C 18 ) aryl, or a radical Z 3 of formula
  • R represents a hydrogen atom, a (C 1 -C 4) alkyl or (C 6 -C 18 ) aryl group
  • R 3 and R 5 independently represent a hydrogen atom, deuterium, a phenyl group, (C 6 -C 18 ) aryl or (C 1 -C 18 ) alkyl, R 4 represents a radical of formula
  • X is (C 1 -C 18 ) alkyl or (C 6 -C 18 ) aryl
  • (C 6 -C 18 ) aryl substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated, which may contain at least one oxygen, nitrogen and sulfur atom, R 6 a hydrogen atom, deuterium, a phenyl group, (C 6 -C 1S ) aryl, (C 1 -C 18 ) alkyl, or a radical Z 2 of formula
  • a 2 is a single bond, a methylene group, or an oxymethylene group (where the oxygen atom is attached to the phosphorus atom of the Z 2 radical)
  • X represents an oxygen or sulfur atom
  • Y represents an oxygen atom and R represents a hydrogen atom, a (C 1 -C 18 ) alkyl or a (C 6 -C 18 ) aryl or Y represents a methylene group and R represents a hydrogen atom; , a (C 1 -C 17 ) alkyl or (C 6 -C 18 ) aryl
  • R 7 represents a hydrogen atom, deuterium atom or a methyl group.
  • the molecules according to the invention have superior performances for the trapping of free radicals and in particular of the superoxide radical because of a long lifetime of the adducts obtained and a trapping rate.
  • the superoxide radical superior to those of existing molecules such as DMPO and DEPMPO, in particular thanks to the presence of the positive charge on the molecule according to the invention which attracts, by means of electrostatic interactions, the radicals to be trapped, comprising a charge negative, to the nitrone function.
  • the presence of the triphenylphosphonium group makes it possible to target and accumulate the trap molecule in the mitochondria.
  • the advantageous nature of the invention rests in part on the correctly positioned introduction of a positive charge on the trap molecule.
  • This cationic group guides, attracts to the trap function electrostatically the superoxide anion radical, which has an opposite charge, thus increasing its trapping rate, and stabilizing the adduct formed.
  • This positively charged group thus grants superior properties for the technique of trapping free radicals and in particular the superoxide radical. It may be thought that such an electrostatic attraction process is similar to that observed in certain enzymes where charged moieties are positioned around the active site to attract the charged substrate.
  • the compounds according to the invention correspond to the following general formula:
  • X is a (C 1 -C 18 ) alkyl or (C 6 -C 18 ) aryl
  • a 2 is an oxygen, nitrogen or carbon atom
  • the compound is the compound Mitodexpomo of formula:
  • the rate of entrapment of the superoxide radical is multiplied by 3 with respect to the speed obtained for the DMPO and DEPMPO.
  • the half-life time of the entrapment adduct obtained with this molecule and the superoxide is multiplied by 2.5 relative to DEPMPO which was the compound with the best half-life time value for the superoxide adduct so far.
  • the subject of the present invention is also precursor compounds, in particular trapping compounds according to the invention, of the following formula:
  • R 1 represents a phenyl, a (C 6 -C 18 ) aryl or a (C 1 -C 18 ) alkyl
  • R 2 represents a hydrogen atom, deuterium, a phenyl group, (C 6 -C 18 ) aryl, (C 1 -C 18 ) alkyl, or a radical Z 1 of formula
  • a 1 is a single bond, a methylene group, or an oxymethylene group (where the oxygen atom is attached to the phosphorus atom of the Z 1 radical),
  • X represents an oxygen or sulfur atom
  • Y represents an oxygen atom and R represents a hydrogen atom, a (C 1 -C 18 ) alkyl or a (C 0 -C 18 ) aryl or Y represents a methylene group and R represents a hydrogen atom; a (C 1 -C 17 ) alkyl or (C 6 -C 18 ) aryl,
  • R 3 and R 5 independently represent a hydrogen atom, deuterium, a phenyl group, (C 6 -C 18 ) aryl or (C 1 -C 18 ) alkyl, R 4 represents a radical of formula:
  • R 6 a hydrogen atom, deuterium, a phenyl group, (C 6 -C 18 ) aryl, (C 1 -C 1 S) alkyl, or a radical Z 2 of formula
  • a 2 is a single bond, a methylene group, or an oxymethylene group (where the oxygen atom is attached to the phosphorus atom of the Z 2 radical),
  • X represents an oxygen or sulfur atom
  • Y represents an oxygen atom and R represents a hydrogen atom, a (C 1 -C 18 ) alkyl or a (C 6 -C 18 ) aryl or Y represents a methylene group and R represents a hydrogen atom; a (C 1 -C 17 ) alkyl or (C 6 -C 18 ) aryl, and
  • R 7 represents a hydrogen atom, deuterium or a methyl group.
  • the precursor compound is:
  • Such a free radical scavenging molecule carries an activated releasable group which allows the preparation of new trap molecules by functionalization with ligands providing relevant properties and thus leading to the preparation of bifunctional traps having superior performance for trapping such as at the time of the invention.
  • introduction of a cationic group is also relates to a process for preparing the preferred free radical trap compound according to the invention comprising the synthesis of 4HMDEPMPO according to the following synthetic route:
  • nitrofuranone, diastereoisomeric mixture (55/45) is obtained in the form of a pale yellow oil (14.01 g, 0.047 mol) with a yield of 80%.
  • dp 121.49 MHz, CDCl 3 , H 3 PO 4 ) 13.70 (55%), 13.79 (45%).
  • FIG. 1 represents the decay curves obtained for adducts obtained with a molecule according to the invention and a molecule of the state of the art (DEPMPO);
  • FIG. 2 represents the decay curves obtained for adducts obtained with a molecule according to the invention and a molecule of the state of the art (DEPMPO);
  • FIG. 3 represents spectra obtained during the trapping of various free radicals with a molecule of the state of the art (DEPMPO);
  • FIG. 4 represents spectra obtained during the trapping of various free radicals with 4HMDEPMPO
  • FIG. 5 represents spectra obtained during the trapping of superoxide and hydroxyl free radicals with 4HMDEPMPO;
  • Figure 6 shows spectra obtained during trapping of various free radicals with 4SCMDEPMPO
  • Figure 7 shows spectra obtained during trapping of various free radicals with 4SCMDEPMPO.
  • the decay curve for the Mitodipo / OOH adducts generated by the hypoxanthine / xanthine oxidase enzyme system at pH 7 shows that the half-life time of these adducts is much better than that of the DEPMPO / OOH adducts generated by the hypoxanthine / xanthine oxidase enzyme system at pH 7.
  • FIG. 3 shows spectra obtained by electron paramagnetic resonance (EPR) during the trapping of various free radicals by the mito-DEPMPO as follows:
  • FIG. 4 shows spectra (RPE) obtained during the trapping of various free radicals by 4-HMDEPMPO as follows:
  • the gray signals represent the spectra simulated by the ROKI program. Recording conditions: power, 10 mW (ae); amplitude modulation, 0.0991 (b), 0.497 (a, c, e), 0.702 (d); time constant, 1.28 ms (ae); gain, May 10 (ae); scanning time, 84 s (ae); conversion time, 82 ms (ae).
  • FIG. 5 shows spectra (RPE) obtained during the trapping of superoxide and hydroxyl radicals by 4HM-DEPMPO thus:
  • the gray signals represent the spectra simulated by the ROKI program. Recording conditions: power, 10 mW (ae); amplitude modulation, 0.0991 (b), 0.497 (a, c, e), 0.702 (d); time constant, 1.28 ms (ae); gain, May 10 (ae); scanning time, 84 s (ae); conversion time, 82 ms (ae).
  • FIG. 6 shows spectra (RPE) obtained during the trapping of superoxide and hydroxyl radicals by 4SCMDEPMPO thus:
  • the gray signals represent the spectra simulated by the ROKI program.
  • FIG. 7 shows spectra (RPE) obtained during the trapping of various free radicals by 4SCMDEPMPO thus:
  • the gray signals represent the spectra simulated by the ROKI program. Recording conditions: power, 10 mW (af); modulation amplitude, 0.497 (af); time constant, 1.28 ms (af); gain, May 10 (af); scan time, 84 s (af); conversion time, 82 ms (af).

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Abstract

La présente invention concerne de nouvelles nitrones portant une charge positive utilisables pour le piégeage de radicaux libres et notamment le radical superoxyde, de formule générale (I).

Description

Nouvelles nitrones portant une charge positive utilisables pour le piégeage de radicaux libres et notamment le radical superoxyde
La présente invention concerne des molécules, en particulier de nouvelles nitrones portant une charge positive, pour le piégeage de radicaux libres, et plus particulièrement pour le piégeage du radical anion superoxyde ainsi que leur procédé de préparation.
Sous l'action de nombreux processus intracellulaires, l'oxygène véhiculé dans l'organisme par la respiration peut être réduit en diverses espèces oxygénées réactives, des prooxydants du type du radical superoxyde (O2 "), du radical hydroxyle (HO') et du radical perhydroxyle (HOO"). En situation normale, ces espèces sont éliminées par réaction avec des substances antioxydantes enzymatiques ou non telles que la catalase, la superoxyde dismutase, la glutathion peroxydase, le glutathion, la vitamine E ou l'ascorbate, la concentration en espèces oxygénées réactives restant ainsi faibles dans les milieux biologiques.
Cependant, il peut survenir une rupture de l'équilibre entre les prooxydants et les antioxydants, conduisant à une situation de stress oxydatif. Ces prooxydants très instables et en surnombre peuvent alors réagir sans sélectivité avec un grand nombre de composés présents dans le milieu cellulaire tels que les amino-acides, les protéines, les carbohydrates, les bases de l'ADN ainsi que les acides organiques, en particulier les lipides qui sont des acides gras insaturés. Il peut alors en résulter l'inactivation de nombreuses enzymes ainsi que des modification au niveau de la perméabilité et de la fluidité des membranes cellulaires.
Ainsi les radicaux libres, notamment le radical anion superoxyde, sont impliqués dans de nombreuses situations physiologiques et pathologiques chez l'animal et l'être humain tels que l'ischémie coronarienne, l'artériosclérose, l'infarctus, des maladies neurodégénératives, de nombreux processus inflammatoires, infectieux ou de vieillissement. Très souvent, le radical superoxyde est le radical primaire dans le processus radicalaire en chaîne dans l'organisme. Sa détection, sa quantification et la détermination de son site de production sont, par conséquent, des éléments importants pour le développement de traitements thérapeutiques. II est donc important de pouvoir proposer des molécules servant de pièges à radicaux libres efficaces, c'est-à-dire qui présentent une réactivité suffisamment importante pour entrer en compétition avec les autres constituants cellulaires, notamment avec le radical superoxyde.
Les radicaux oxygénés sont des espèces à très courte durée de vie. Ils ne peuvent être isolés et détectés directement. Une des stratégies employées actuellement pour étudier ces radicaux est d'associer la technique de piégeage radicalaire à la résonance paramagnétique électronique (RPE). Le principe de ce piégeage radicalaire est de piéger le radical sur une molécule diamagnétique pour donner une espèce paramagnétique persistante et détectable par RPE.
Le piège doit être stable et non toxique dans les conditions de l'expérience, il doit interagir sélectivement avec les radicaux libres visés et les valeurs de vitesse de piégeage doivent être élevées. Les adduits radicalaires qui résultent du piégeage doivent être suffisamment persistants pour être observés par RPE et doivent posséder des paramètres RPE caractéristiques du radical piégé. Les molécules présentant au mieux ces propriétés et qui sont donc les plus couramment employées appartiennent à deux familles de composés :
• les composés nitroso R1N=O
+
• les nitrones, RiCH-N R2
Cr
Avec ces deux familles de molécules, la capture d'un radical libre conduit à un adduit de type nitroxyde qui, dans la grande majorité des cas, est persistant et observable par RPE. Cependant, les composés nitroso présentent des inconvénients intrinsèques importants qui limitent leurs utilisations dans les milieux aqueux. Ils sont toxiques, peu solubles dans l'eau et présentent une faible stabilité thermique ou photochimique. De plus le piégeage de radicaux oxygénés par les dérivés nitroso conduit à des adduits très peu persistants conduisant rapidement à des produits de réarrangement. En conséquence, les spectres RPE obtenus lors d'une expérience de piégeage radicalaire en présence d'un dérivé nitroso correspondent souvent à la superposition des signaux de plusieurs nitroxydes et sont difficiles à interpréter.
Les molécules pièges les plus couramment utilisées pour piéger les radicaux issus de l'oxygène sont les nitrones PBN (a-phényl-N-tert-butyl nitrone), DMPO (5,5-diméthyl- 1-pyrroline-N-oxyde) et DEPMPO (2-diéthylphosphono-2-méthyl pyrroline-N-oxyde).
PBN DMPO DEPMPO
Des travaux récents ont démontré que la PBN et certains de ses dérivés ont un effet protecteur vis-à-vis de la mort neuronale consécutive à une ischémie-reperfusion au niveau cérébral. Cet effet thérapeutique protecteur est attribué à une bonne pénétration cellulaire de la PBN qui peut ainsi entrer en compétition avec les autres constituants cellulaires pour réagir avec les radicaux oxygénés. Malheureusement la PBN ne constitue pas un piège intéressant pour la technique de piégeage radicalaire, à cause de la très faible persistance de ses adduits oxygénés et de leurs paramètres RPE peu caractéristiques. Bien que sa distribution intracellulaire soit moins importante que pour la PBN, la DMPO est plus performante dans ce domaine car elle forme avec les radicaux centrés sur l'oxygène des adduits plus persistants, plus facile à détecter et à caractériser. Toutefois, l'utilisation de la DMPO pour détecter et caractériser les radicaux centrés sur l'oxygène présente aussi de sérieuses limites. Par exemple, l'adduit DMPO-OOH obtenu avec le radical superoxyde présente à pH physiologique un temps de demie-vie qui n'est que de 60 s. D'autre part l'adduit DMPO-OOH se dégrade pour partie en adduit DMPO-OH, entraînant ainsi des difficultés dans l'analyse des mécanismes impliqués dans la formation des radicaux piégés.
On connaît également d'autres composés comme l' α-(4-pyridil-l-oxide-N-tertbutyl nitrone (POBN), le 2-méthyl-2-nitrosopropane (MNP). On connaît également par le brevet EP 0 660 841, des nitrones cycliques comportant notamment un composé phosphore tels que la 2-diéthylρhosphono-2-méthylpyrroline- N-oxyde (DEPMPO) conduisant à des adduits de piégeage comparativement plus stables que ceux obtenus avec les dérivés nitrones déjà connus.
Cependant, compte-tenu de la stabilité des adduits obtenus avec de tels composés, il existe toujours un besoin de proposer des molécules présentant des performances supérieures à ces composés déjà existants, en particulier qui présentent une stabilité des adduits obtenus encore améliorée.
Dans le document US 5 354 871, on propose des dérivés de N-oxyde pyrroline substitués en 3,5 et présentant également des substituants en 4. En effet, on a pu remarqué que , ces substituants en 4 étant choisis parmi certains esters, polyéthers et groupes alcanoyles, ces derniers ayant des composants pouvant se lier à des substrats biologiques (tels que la biotine). Les substituants en 3, 5 sont de préférence des groupes alkyles, alkyles cycliques ou phényl.
Il est dit dans ce document qu'avec des groupes alkyles en 3,5, il est possible d'introduire différents substituants en 4 tels que par exemple, un groupe pour augmenter la spécificité du composé vis-à-vis de radicaux libres spécifiques, un groupe polaire pour augmenter la solubilité d'un piège dans l'eau ou un groupe qui fournit une affinité élevée à des substances biologiques. Ces substituants en 4 auraient un effet supplémentaire sur la formation de l'adduit hydroxyle (seul donné en exemple), sur la stabilité et sur la sélectivité, en fonction des groupes choisis. Cependant, il n'est pas indiqué que ces substituants en 4 auraient un effet sur le piégeage du radical superoxyde Par ailleurs, aucun des substituants proposés n'est cité comme interagissant avec le radical superpoxyde.
Dans l'article « Diastereoselective synthesis and ESR study of 4-PhenylDEPMPO spin traps" (J. Org. Chem. 2005, 70, 2135-2142), on a proposé de mettre un groupe phényle en position 4 sur une DEPMPO. Il s'avère d'après cette étude que seul l'isomère cis du 4-PhDEPMPO conduit au piégeage des radicaux hydroxyle et superpoxyde de manière efficace. En effet, l'isomère trans piège les radicaux mais les spectres sont compliqués du fait de la superposition de différentes espèces, et le temps de demi vie est faible, et donc c'est un piège peu intéressant pour une technique de piégeage de radicaux libres. En conséquence, seul l'isomère cis est utile, et les performances de ce piège sont limités par rapport à la DEPMPO.
En outre, dans le cas de l'introduction d'un groupement hydroxyméthyl en position 4 sur la DMPO (Synthesis and évaluation of DMPO-type spin traps. Free Radical Research (1995), 23(1), 15-25), l'étude du temps de demi vie de l'adduit du superoxyde a donné une valeur de 0,9 min, ce qui est de l'ordre de ce qui est observé pour la DMPO.
Ainsi, il apparaît clairement que le simple fait de positionner un substituant en position 4 ne suffit pas à améliorer les propriétés de stabilité des adduits formés et/ou de sélectivité des composés piégeurs de radicaux libres.
Par conséquent, même si les temps de vie des adduits notamment ceux avec le superoxyde ont été améliorés avec les composés tels que DMPO, DEPMPO, un besoin continu se fait sentir concernant la vitesse de piégeage qui doit être encore améliorée.
En particulier, le radical superoxyde présente une durée de vie très courte dans les milieux biologiques, ce qui implique que les vitesses de piégeage des molécules existantes restent trop faibles pour permettre sa détection de manière efficace. Aussi, l'un des buts de l'invention est de proposer une molécule piège pour radicaux libres et en particulier pour le radical superoxyde qui présente une vitesse de piégeage améliorée, notamment vis-à-vis du radical superoxyde ainsi qu'une stabilité satisfaisante, si possible plus grande de l'adduit formé avec ledit radical superoxyde.
A cet effet, l'invention a pour objet des composés dérivés des nitrones cycliques de formule générale
dans laquelle R1 représente un phényle, un (C6-C18) aryle ou bien un (C1-C18) alkyle, R2 représente un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, un groupe (C6- C18) aryle, un groupe (C1-C18) alkyle, ou un radical Z1 de formule
dans laquelle A1 est une simple liaison, un groupe méthylène, ou un groupe oxyméthylène (où l'atome d'oxygène est lié à l'atome de phosphore du radical Z1), X représente un atome d'oxygène ou de soufre, Y représente un atome d'oxygène et R représente un atome d'hydrogène, un groupe (C1-C18)ahk:yle ou un groupe (C6-C18) aryle ou bien Y représente un groupe méthylène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-C17) alkyle ou (C6-C18) aryle, ou un radical Z3 de formule
O
II -, R-O-C- Z3
dans laquelle R représente un atome d'hydrogène, un groupe (Q-C^alkyle ou (C6-C18) aryle
R3 et R5 représentent indépendamment un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, (C6-C18) aryle ou (C1-C18) alkyle, R4 représente un radical de formule
O
II — X-A2-C-A2-X-Z
dans laquelle X est un (C1 - C18) alkyle ou (C6 - C18) aryle,
A2 est un atome d'oxygène, d'azote ou de carbone et Z est un groupe chargé positivement tel qu'un triarylphosphonium -P+(Ar)3, Ar étant un groupe (C6-C18) aryle, le trialkylphoshonium -P+(R)3, le guanidinium -NH-C(=NH)NH3 +, l'ammonium - N+(R)3, le sulfonium S+(R)2 , dans lesquels R est un groupement choisi parmi les groupements (C1-C18) alkyle., (C6-C18) aryle, substitués ou non, saturés ou non, pouvant contenir au moins un atome d'oxygène, d'azote et de soufre, R6 un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, (C6-C1S) aryle, (C1-C18) alkyle, ou un radical Z2 de formule
dans laquelle A2 est une simple liaison, un groupe méthylène, ou un groupe oxyméthylène (où l'atome d'oxygène est lié à l'atome de phosphore du radical Z2), X représente un atome d'oxygène ou de soufre, Y représente un atome d'oxygène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-C18) alkyle ou un (C6-C18) aryle ou bien Y représente un groupe méthylène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-C17) alkyle ou (C6-C18) aryle, et R7 représente un atome d'hydrogène, de deutérium ou un groupe méthyle.
De manière très avantageuse, on a observé que les molécules selon l'invention possèdent des performances supérieures pour le piégeage des radicaux libres et en particulier du radical superoxyde du fait d'une grande durée de vie des adduits obtenus et d'une vitesse de piégeage notamment du radical superoxyde supérieure à celles des molécules existantes comme la DMPO et la DEPMPO, en particulier grâce à la présence de la charge positive sur la molécule selon l'invention qui attire au moyen d'interactions électrostatiques les radicaux à piéger, comportant une charge négative, jusqu'à la fonction nitrone. De plus, la présence du groupement triphénylphosphonium permet de cibler et d'accumuler la molécule piège dans les mitochondries.
Ainsi, le caractère avantageux de l'invention repose en partie sur l'introduction correctement positionnée d'une charge positive sur la molécule piège. Ce groupement cationique guide, attire vers la fonction piège de manière électrostatique le radical anion superoxyde, qui présente une charge opposée, augmentant ainsi sa vitesse de piégeage, et stabilisant l'adduit formé. Ce groupement chargé positivement octroie ainsi des propriétés supérieures pour la technique de piégeage de radicaux libres et notamment du radical superoxyde. On peut penser qu'un tel processus d'attraction électrostatique est similaire à celui observé dans certaines enzymes où des groupements chargés sont positionnés autour du site actif de manière à attirer le substrat chargé.
De préférence, les composés selon l'invention répondent à la formule générale suivante :
dans laquelle X est un (C1 - C18) alkyle ou (C6 - C18) aryle, A2 est un atome d'oxygène, d'azote ou de carbone et Z est un groupe chargé positivement tel que le triarylphosphonium -P+(Ar)3, le trialkylphosphonium -P+(R)3, le guanidinium-NH-C(=NH)NH3 + , l'ammonium -N+(R)3, le sulfonium -S+(R)2 dans lesquels R est un groupement choisi parmi les groupements (C1-C18) alkyle, (C6-C18) aryle, substitués ou non, saturés ou non, pouvant contenir au moins un atome d'oxygène, d'azote et de soufre.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le composé est le composé Mito- DEPMPO de formule :
De manière très avantageuse et inattendue, avec une telle molécule selon l'invention, on multiplie par 3 la vitesse de piégeage du radical superoxyde par rapport au vitesse obtenue pour la DMPO et DEPMPO. De plus, le temps de demi- vie de l'adduit de piégeage obtenu avec cette molécule et le superoxyde est multiplié par 2,5 par rapport à la DEPMPO qui était le composé possédant la meilleure valeur de temps de demi-vie pour l'adduit du superoxyde jusqu'à présent.
La présente invention a également pour objet des composés précurseurs notamment des composés de piégeage selon l'invention, de formule suivante :
dans laquelle R1 représente un phényle, un (C6-C18) aryle ou bien un (C1-C18) alkyle, R2 représente un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, (C6-C18) aryle, (C1-C18) alkyle, ou un radical Z1 de formule
dans laquelle A1 est une simple liaison, un groupe méthylène, ou un groupe oxyméthylène (où l'atome d'oxygène est lié à l'atome de phosphore du radical Z1), X représente un atome d'oxygène ou de soufre, Y représente un atome d'oxygène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-C18) alkyle ou un (CO-C18) aryle ou bien Y représente un groupe méthylène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-C17) alkyle ou (C6-C18) aryle,
R3 et R5 représentent indépendamment un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, (C6-C18) aryle ou (C1-C18) alkyle, R4 représente un radical de formule :
R6 un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, (C6-C18) aryle, (C1-C1S) alkyle, ou un radical Z2 de formule
R-Y, X
Ml P-A2-
R-Y
dans laquelle A2 est une simple liaison, un groupe méthylène, ou un groupe oxyméthylène (où l'atome d'oxygène est lié à l'atome de phosphore du radical Z2), X représente un atome d'oxygène ou de soufre, Y représente un atome d'oxygène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-C18)alkyle ou un (C6-C18) aryle ou bien Y représente un groupe méthylène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-C17) alkyle ou (C6-C18) aryle, et
R7 représente un atome d'hydrogène, de deutérium ou un groupe méthyle.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le composé précurseur est :
Une telle molécule piège à radicaux libres porte un groupement libérable activé qui permet la préparation de nouvelles molécules pièges par fonctionnalisation avec des ligands apportant des propriétés pertinentes et conduisant ainsi à la préparation de pièges bifonctionnels possédant des performances supérieures pour le piégeage tel que lors de l'introduction d'un groupe cationique. La présente invention a également pour objet un procédé de préparation du composé piège de radicaux libres préféré selon l'invention comprenant la synthèse de la 4HMDEPMPO selon la voie de synthèse suivante :
Puis la carbonatation de la nitrone 5-diéthoxyphosphoryl-5-méthyl-4- hydroxyméthyl-1- pyrroline N-oxyde (4HMDEPMPO) ainsi obtenue en solution dans de Pacétonitrile avec du carbonate de succinimide.
La nitrone ainsi formée est ensuite mise à réagir avec 1 équivalent de bromure de (2- aminoéthyl) triphénylphosphonium en présence de triéthylamine dans le dichlorométhane pour conduire au composé Mito-DEPMPO.
On décrira maintenant les exemples suivants de préparation qui illustrent l'invention à titre non limitatif.
Exemple de synthèse de la 4-(l-diéthoxyphosphoryl-l-nitroéthyl)-tétrahydrofuran-2-one
2,16 g de tributylphosphane (0,01 mol) sont additionnés à un mélange de nitrophosphonate (12,58 g, 0,059 mol) et de furanone (5 g, 0,059 mol) dans 70 ml de cyclohexane. Le mélange réactionnel est agité pendant 24 h à température ambiante. Le solvant est évaporé sous pression réduite. Le produit brut est purifié par chromatographie flash sur silicagel avec pour éluant un mélange Et2O / Pentane (9 / 1).
La nitrofuranone, en mélange diastéréoisomérique (55 / 45) est obtenue sous forme d'une huile jaune pâle (14,01 g, 0,047 mol) avec un rendement de 80 %. dp (121,49 MHz; CDCl3; H3PO4) 13,70 (55 %), 13,79 (45%).
Remarque : les 2 diastéréoisomères ont des signaux superposés ou non attribuables en
RMN 1H. dH (300,13 MHz; CDCl3; Me4Si) 4,54-4,05 (2x6H, m, CH2O, CH2OP), 3,78-3,56 (2xlH, m, C^CH), 2,82-2,35 (2x2H, m, CH2C(O)O), 1,77 &1.75 (2x3H, 2 d, JRP =
14,4, CH3C^), 1,38- 1,25 (2x6H, m, JHH = 7,0, CH1CH2O). de (75,47 MHz; CDCl3; Me4Si)
Analyse élémentaire pour Ci0H18NO7P (PM = 295,23) : Calculée : C, 40,68; H, 6,15; N, 4,74 %. Trouvée : C, 40,67; H, 6,07; N, 4,61 %.
Exemple de synthèse du 2-hydroxy-4-(l-diéthoxyphosphoryl-l-nitroéthyl)- tétrahydrofurane :
A une solution de 1,3 g (4,4 mmol) de 4-(l-diéthoxyphosphoryl-l-nitroéthyl)- tétrahydrofuran-2-one dans 35 ml de CH2Cl2 sont additionnés goutte à goutte 11,45 ml d'une solution de DIBAL-H IM dans l'hexane. Le mélange réactionnel est agité pendant 3 h puis le mélange est hydrolyse. Le mélange est filtré rapidement sur silicagel puis séché sur Na2SO4. Le solvant est évaporé sous pression réduite. Le produit brut (1,4 g) est purifié par chromatographie flash sur silicagel avec pour éluant le mélange CH2Cl2 / Et2O. Les 4 diastéréoisomères de Phémiacétal sont obtenus en mélange (650 mg, 2,19 mmol) sous forme d'une huile jaune pâle avec un rendement de 50 %.
dp (121,49 MHz; CDCl3; H3PO4) 15,15 (50 %), 15,28 (25 %), 15,48 (25%). Remarque : les 4 diastéréoisomères ont des signaux superposés ou non attribuables en RMN 1H. dH (300,13 MHz; CDCl3; Me4Si) 5,51 (4xlH, t, JHH = 5,3, CHOH), 4,31-3,97 (4x6H, m, CH2OP, CH2OCHOH), 3,94-3,56 (4xlH, m, CHC™), 2,43-1,86 (4x2H, m, CH2CHOH). 1,83 & 1,79 & 1,73 & 1,69 (4x3H, 4 d, JHP = 14,4 & 14,8 & 14,8 & 14,5 respectivement, CH3C^), 1,38-1,27 (4x6H, m, CH1CH2OP). de (75,47 MHz; CDCl3; Me4Si) 98,51 & 98,29 & 97,73 & 97,63 (4x1 C, 4 s, CHOH),
91,44 & 91,21 & 90,92 & 90,48 (4xlC, 4 d, JCP = 149,3 & 148,7 & 150,3 & 148,2 respectivement C^NO2 ), 66,98 & 66,95 & 65,85 (3xlC, 3 d, JCP = 10,4 & 2,0 & 10,4 respectivement, CH2OCH), 66,64 (Ix IC, 1 s, CH2OCH), 64,69 & 64,54 & 64,48 &
64,31 (4x2C, 4 d, JCp = 7,2 & 7,2 & 6,6 & 7,6 respectivement, CH2OP), 43,11 & 42,99 &
42,36 & 42,07 (4xlC, 4 s, ÇHCW), 35,57 & 35,54 & 34,97 & 34,81 (4x1 C, 4 d, JCp = 4,4
& 4,9 & 9,3 & 9,9 respectivement, CH1CHOH), 16,48 & 15,82 (2x1 C, 2 d, JCP = 1,1, CH3C^), 15,21 & 15,08 (2x1 C, 2 s, 0^0^)16,22 & 16,14 (4x2C, 4 d, JCP = 5,5,
CH1CH7OP).
Analyse élémentaire pour C10H20NO7P (297,24) Calculée : C, 40,41; H, 6,78; N, 4,71 %. Trouvée : C, 40,42; H, 6,65; N, 4,49 %.
Exemple de synthèse de la 5-diémoxyphosphoryl-5-méthyl-4-hydroxyméthyl-l- pyrroline N-oxyde ou 4HMDEPMPO :
4HMPEPMPOc 4HMDEPMPOt
A une solution de 3,8 g (0,0128 mol) d'hémiacétal 28 dans un mélange THF / H2O (1 / 1) sont additionnés du NH4Cl (1,71 g, 0,032 mol), puis du zinc en poudre fine (2,09 g, 0,032 mol) est ajouté. Le mélange réactionnel est laissé sous agitation pendant 6 h à température ambiante. Le précipité de ZnCl2 est ensuite éliminé par filtration et rincé par du CH2Cl2 (3 x 40 ml). Le filtrat est ensuite concentré sous pression réduite et le résidu est dissous dans 40 ml de CH2Cl2. Les phases organiques rassemblées sont séchées sur Na2SO4 et le solvant est évaporé sous pression réduite pour donner 3 g d'une huile jaune. Le produit brut est purifié par chromatographie flash sur silicagel avec pour éluant le mélange CH2Cl2 / EtOH (80 / 20) pour donner 3 fractions avec un rendement de 64 %. Sur les 3 fractions obtenues l'une, un solide rouge hygroscopique (1,22 g, 0,006 mol, 38 % de rdt.) correspondait à la 4HMDEPMPOc (4S, 5R ou 4R, 5S). Une autre, une huile rouge (630 mg, 0,0024, 19 % de rdt.) était composée uniquement de la 4HMDEPMPOt (4R, 5R ou 4S, 5S). La stéréochimie des deux nitrones a été confirmée par RMN NOESY.
Caractéristiques spectrales de la (4S*, 5R*)-4HMDEPMPOc : dp (121,49 MHz; CDCl3; H3PO4) 20,85. dH (300,13 MHz; CDCl3; Me4Si) 6,92 (IH, q, JHH = JHP = 2,7, HC=N), 4,39-4,14 (4H, m, CH3CH2OP), 3,90 (2H, d, JHH = 6,1, CH1OH), 2,78-2,39 (4H, m, CHCH7QH, CH2C=NO, OH), 1,76 (3H, d, JHP = 14,5, CH3C^NO), 1,38 (3H, t, JHH = 7,0, CH3CH2OP), 1,34 (3H, t, JHH = 7,0, CH1CH7QP). de (75,47 MHz; CDCl3; Me4Si) 134,52 (IC, d, JCP = 8,8, HC=N), 76,93 (IC^, d, JCP = 149,8, CH3CU), 63,86 (IC, d, JCP = 7,1, CH3CH4OP), 63,81 (IC, d, JCp = 7,7, CH3CH2OP), 62,23 (IC, d, JCp = 5,0, CH2OH), 49,32 (IC, d, JCP = 2,8, CH1C=), 29,16 (IC, s, CHCH2OH), 21,31 ( IC, d, JCp = 1,6, CH3C^), 16,40 (IC, d, JCP = 5,5, ÇHâCH2OP),16,25 (IC, d, JCp = 6,0 CH3CH2OP). Pf. 48 °C (décomposition).
Caractéristiques spectrales de la (4R*, 5R*)-4HMDEPMPOt : dp (121,49 MHz; CDCl3; H3PO4) 22,0. dH (300,13 MHz; CDCl3; Me4Si) 6,85 (Hv, q, JHH =JHP = 2,5, HC=N), 4,40-4,11 (4H, m, CH3CH2O), 3,82 (Ha, ABd, JHaHb = 11 ,0 & JHaHc = 7,0, CH2OH), 3,66 (Hb, ABd, JπbHa = 11,0 & JHbHo = 5,9, CH2OH), 3,25-3,05 (H0, m, CHCH2OH), 2,87 (Hd, ABdt, JHdHe = 18,3 & JHdHc = 6,6 & JHdHv = JHdP = 2,5, CHC=NO), 2,48 (IH & U0, ABtd, JHeHd = 18,3, JHeHc = 6,6, JHep = 6,6, JHeHv = 2,5, CHC=NO, OH), 1,67 (3H, d, JHP = 16,0, CH3C^NO), 1,34 (3H, t, JHH = 6,9, CH3CH2OP), 1,33 (3H, t, JHH = 6,9, CH1CH7OPV de (75,47 MHz; CDCl3; Me4Si) 134,87 (IC, d, JCP = 8,8, HC=N), 76,74 (lC™, d, JCP = 158,1, CH3C^), 64,08 (IC, d, JCp = 6,6, CH3CH2OP)5 63,25 (IC, d, JCP = 7,3, CH2OH), 61,26 (IC, d, JCp = 6,6, CH2OP), 40,85 (IC, s, CHCH2OH), 30,14 (IC, d, JCP = 4,8, CH2C=N) 16,24 (2C, d, JCP ≈ 5,9 CH3CH2OP), 14,01 (IC, s, CH3C^), Analyse élémentaire pour C10H2oN07P + 1 / 2 de H2O (274,25) des deux diastéréoisomères.
Calculée : C, 43,80; H, 7,72; N, 5,11 %. Trouvée : C, 44,06; H, 7,60; N, 5,33 %.
ESI-MS/MS (20 eV) m/z : 266,3 (79) (M+ + H), 248 (12), 234 (24), 220 (5), 190 (3), 162 (6), 155 (9), 127 (75), 112 (24), 94 (100).
Exemple de synthèse du (4R*, 5S*)-5-diéthoxyphosphoryl-4- (succinimidyloxycarbonyloxyméthyl)-5-méthyl- 1 -pyrroline-N-oxyde :
A une solution de 0,234 g de carbonate de disuccinimide (0,91mmol) dans de l'acétonitrile (5 ml) sont additionnés 0,202 g de nitrone (0,76 mmol). Le mélange réactionnel est laissé sous agitation pendant 16 h. Il est concentré ensuite sous pression réduite. Il est dissout dans du dichlorométhane puis lavé par une solution saturée en NaHCO3 jusqu'à pH = 8 puis par une solution saturée en NaCl. La phase organique est séchée sur Na2SO4 et le solvant est évaporé pour donner 220 mg d'une huile jaune. Le produit brut est purifié par chromatographie flash sur silicagel avec pour éluant le mélange CH2Cl2 / EtOH (90 / 10) pour donner la 4SCMDEPMPOC (170 mg, 0,419 mmol) sous forme d'une poudre blanche avec un rendement de 55 %.
Caractéristiques spectrales de la nitrone (4S*, 5R*) : dp (81,01 MHz; CDCl3; H3PO4) 18,0. dH (200,13 MHz; CDCl3; Me4Si) 6,97 (Hv, q, JHH = JHP = 2,9, HC=N), 4,76 (IH, ABd, JHAHB = 10,8 & JHAH = 5,9, CH2OCO), 4,57 (IH, ABd, JRBHA = 10,8 & JRBH = 7,8, CH2OCO)5 4,36-4,08 (4H, m, CH3CH2O), 2,83 (4H, s, CH2CO), 2,8-2,57 (3H, m, CHCH2O, CH2C=NO), 1,71 (3H, d, JHP = 13,9, CH3C17NO), 1,31 (3H, t, JHH = 7,0, CH3CH2OP), 1,33 (3H, t, JHH = 7,0, CH1CH2OP). de (50,32 MHz; CDCl3; Me4Si) 168,44 (2C, s, CON), 151,10 (IC, s, COO), 133,73 (IC, d, JCp = 7,7, HC=N), 75,86 (IC17, d, JCP = 148,7, CH3CU), 70,00 (IC, d, JCP = 3,0, CH2OCO), 64,51 (IC, d, JCp = 6,5, CH4OP), 62,80 (IC, d, JCP = 7,2, CH2OP), 45,45 (IC, d, JCp = 2,3, CHCH2O), 29,68 (IC, d, JCp = 0,8, CH2C=N), 25,28 (2C, s, CH2CO). 20,1 (IC, s, CH3C17), 16,13 (2C, d, JCP = 5,7, CH3CH2OP). Pf 81,4 °C, décomposition.
Masse exacte pour C15H23N2O9P, [C15H23N2O9P + Na]+. Calculée : 429,1039.
Trouvée : 429,1062.
Exemple de synthèse de la molécule piège selon l'invention. A un mélange de 4-NHSDEPMPO (0.5 g, 1.23 mmol) et de bromure de (2-aminoéthyl) triphénylphosphonium (0.48 g, 1.24 mmol) en solution dans CH2Cl2 (30 ml) est ajouté a température ambiante de la triéthylamine (0.23 mL, 1.61 mmol). Le mélange est agité pendant 2 heures, puis est lavé avec 15 ml d'eau. La phase organique est séchée sur Na2SO4 et le solvant est éliminé sous pression réduite. Le produit est purifié sur colonne de silice (CH2Cl2/Et0H 70:30) pour donner un solide blanc (0.57 g, 69%), correspondant à 4-MitoDEPMPO.
31P NMR (121.49 MHz) d 20.13, 21.52. 1H NMR (300.13 MHz) d 7.89 (IH, t, J= 6.1), 7.76-7.60 (15H, m), 6.88 (IH, q, J= 2.4), 4.34-4.01 (6H, m), 3.92-3.76 (2H, m), 3.64- 3.52 (2H, m), 2.65-2.45 (3H, m), 1.60 (3H, d, J= 14.1), 1.28 (3H, t, J= 7.0), 1.24 (3H, t, J= 6.9), 13C NMR (75.47 MHz) d 156.4 (IC17, s), 135.1 (3C, d, J= 2.9), 134.8 (IC, d, J= 8.0), 133.5 (6C, d, J= 10.3), 130.4 (6C, d, J= 13.2), 122.7 (3C, d, J= 86.1), 75.8 (IC, d, J= 149.2), 64.1 (2C, d, J= 6.3), 62.5 (IC, d, J= 7.5), 46.3 (IC, d, J= 2.3), 35.0 (IC, s), 30.5 (IC, s), 23.0 (IC, d, J= 48.7), 20.1 (IC, s), 16.3 (IC, d, J= 5.7), 16.2 (IC, d, J = 5.7). ESI-MS/MS (60 eV) m/z 597.0 [M + H]+ (100), 378.3 (20.1), 350.0 (9.3), 332.2 (22.6), 306.3 (1.0), 288.9 (7.9), 277.2 (0.6), 275.3 (0.4), 262.9 (0.4), 262.0 (0.6), 248.0 (0.6), 220.0 (2.5), 174.0 (2.7), 155.7 (0.6), 115.9 (0.2), 110.2 (0.4), 107.9 (0.2), 94.0 (0.7), 88.0 (0.7). HRMS calculé pour [C31H39N2O6P2J+, Br"; [C31H39N2O6P2f 597.2253, trouvé: 597.2283.
On décrira maintenant l'invention plus en détails à l'aide des figures suivantes dans lesquelles :
La figure 1 représente les courbes de décroissance obtenues pour des adduits obtenus avec une molécule selon l'invention et une molécule de l'état de la technique (DEPMPO) ;
La figure 2 représente les courbes de décroissance obtenues pour des adduits obtenus avec une molécule selon l'invention et une molécule de l'état de la technique (DEPMPO) ;
La figure 3 représente des spectres obtenus lors du piégeage de divers radicaux libres avec une molécule de l'état de la technique (DEPMPO) ;
La figure 4 représente des spectres obtenus lors du piégeage de divers radicaux libres avec du 4HMDEPMPO ;
La figure 5 représente des spectres obtenus lors du piégeage des radicaux libres superoxyde et hydroxyle avec du 4HMDEPMPO ;
La figure 6 représente des spectres obtenus lors du piégeage de divers radicaux libres avec du 4SCMDEPMPO ;
La figure 7 représente des spectres obtenus lors du piégeage de divers radicaux libres avec du 4SCMDEPMPO.
Comme cela est visible à la figure 1, la courbe de décroissance pour les adduits Mito- DEPMPO/OOH générés par le système enzymatique hypoxanthine / xanthine oxydase à pH 7 montre que la durée de demi-vie de ces adduits est bien meilleure que celle des adduits DEPMPO/OOH générés par le système enzymatique hypoxanthine / xanthine oxydase à pH 7.
De même, figure 2, la courbe de décroissance pour les adduits Mito-DEPMPO/OH générés par le système enzymatique hypoxanthine / xanthine oxydase suivi de l'addition de SOD et de glutathion et de glutathion peroxydase à pH 7 montre que la durée de demi-vie de ces adduits est bien meilleure que celle des adduits DEPMPO/OH .
A la figure 3 sont représentés des spectres obtenus par résonance paramagnétique électronique (RPE) lors du piégeage de divers radicaux libres par la mito-DEPMPO ainsi :
(a) Signal obtenu (Mito-DEPMPO/OOH) après 10 min. d'incubation d'un mélange contenant hypoxanthine (HX) (0.4 mM), xanthine oxydase (XO) (0.04 U mL"1), DTPA (1 mM) et Mito-DEPMPO (20 mM) dans un tampon phosphate (0.1 M, pH 7.3).
(b) comme dans (a) mais après 60 min.
(c) Signal obtenu après 2 min. incubation d'un mélange contenant le système KO2/18-c- 6 éther couronne (10 mM) et Mito-DEPMPO (20 mM) dans un tampon phosphate (0.1
M, pH 7.3).
(d') comme dans (a) avec 0.2 G de modulation d'amplitude.
(d) Signal obtenu 10 min. après réduction de l'adduit superoxyde obtenu dans (a) avec GPX (10 U mL"1) + GSH (1.2 mM) suivi de 3 min. de bullage avec de l'argon.
(e) Signal obtenu après 1 min. incubation d'un mélange contenant Mito-DEPMPO (20 mM), H2O2 (2 mM), FeSO4 (2 mM), DTPA (1 mM) dans un tampon phosphate (0.1 M, pH 7.3).
(f) comme dans (e) mais en présence de 5% of EtOH après 30 min. (g) comme dans (e) mais en présence de 7% de MeOH après 30 min.
(h) comme dans (e) mais en présence de 10% de DMSO après 30 min. et bullage d'argon.
(i) comme dans (e) mais en présence de 7% de HCOOH.
(j) Signal obtenu après 10 min. de photolyse d'un mélange contenant Mito-DEPMPO (20 mM), GSNO (1 mM), DTPA (1 mM) et un tampon phosphate (0.1 M, pH 7.3). Réglage du spectromètre: puissance onde 10 mW (a-c, e-j) 20 mW (d); modulation d'amplitude, 0.2 (d'), 0.5 (a, c, f-i), 0.63 (j), 0.7 (b), 0.8 (d-e); time constant, 0.640 ms (a-c, d', e-f, i), 1.28 ms (d, h, j); gain 105 (a-j); sweep time, 335.54 s (a-c, e-j), 167.77 (d); temps de conversion 0.163 s (a-c, e-j), 0.082 s (d), 0.327 s (d').
A la figure 4 sont représentés des spectres (RPE) obtenus lors du piégeage de divers radicaux libres par la 4-HMDEPMPO ainsi :
(a) signal obtenu 34 mn après la production de radicaux hydroxyle par le système (H2O2 2 mM, FeSO4 2 mM) dans un tampon phosphate (0,1 M, pH 7,3) en présence de MeOH (10 %), de 4HMDEPMPOc (61 mM) et de DTPA (1 mM).
(b) comme (a) après 1 mn d'incubation en présence de HCOOH (10 %).
(c) comme (a) après 10 mn d'incubation en présence de DMSO (5 %) dans un milieu purgé à l'argon.
(d) comme (a) après 1 mn d'incubation en présence de EtOH (10 %) et de 4HMDEPMPOc (50 mM).
(e) comme (d) après 1 mn d'incubation en présence de CH3COH (10 %). Les signaux en gris représentent les spectres simulés par le programme ROKI. Conditions d'enregistrement : puissance, 10 mW (a-e) ; modulation d'amplitude, 0,0991 (b), 0,497 (a, c, e), 0,702 (d) ; constante de temps, 1,28 ms (a-e) ; gain, 105 (a-e) ; temps de balayage, 84 s (a-e) ; temps de conversion, 82 ms (a-e).
A la figure 5 sont représentés des spectres (RPE) obtenus lors du piégeage des radicaux superoxyde et hydroxyle par la 4HM-DEPMPO ainsi :
(a) signal obtenu 34 mn après la production de radicaux hydroxyle par le système (H2O2 2 mM, FeSO4 2 mM) dans un tampon phosphate (0,1 M, pH 7,3) en présence de MeOH (10 %), de 4HMDEPMPOc (61 mM) et de DTPA (1 mM).
(b) comme (a) après 1 mn d'incubation en présence de HCOOH (10 %).
(c) comme (a) après 10 mn d'incubation en présence de DMSO (5 %) dans un milieu purgé à l'argon.
(d) comme (a) après 1 mn d'incubation en présence de EtOH (10 %) et de 4HMDEPMPOc (50 mM).
(e) comme (d) après 1 mn d'incubation en présence de CH3COH (10 %).
Les signaux en gris représentent les spectres simulés par le programme ROKI. Conditions d'enregistrement : puissance, 10 mW (a-e) ; modulation d'amplitude, 0,0991 (b), 0,497 (a, c, e), 0,702 (d) ; constante de temps, 1,28 ms (a-e) ; gain, 105 (a-e) ; temps de balayage, 84 s (a-e) ; temps de conversion, 82 ms (a-e).
A la figure 6 sont représentés des spectres (RPE) obtenus lors du piégeage des radicaux superoxyde et hydroxyle par la 4SCMDEPMPO ainsi :
(a) signal 1 mn après la libération de radicaux superoxyde par du KO2 (5 mM) dans un tampon phosphate (0,1 M, pH 7,3) en présence de 4SCMDEPMPOC (50 mM).
(b) 2 mn après photolyse du fert-butylhydroperoxyde (1,5 M) en présence de 4SCMDEPMPOC (20 mM) dans un mélange (9 / 1) toluène / CH2Cl2 dégazé. (c) 1 mn après la production de radicaux méthylperoxyle par le système Fenton (H2O22 mM, FeSO4 2 mM), dans un tampon phosphate (0,1 M, pH 7,3) saturé en O2 en présence de DMSO (5 %), de 4SCMDEPMPOC (10 mM) et de DTPA (1 mM).
Les signaux en gris représentent les spectres simulés par le programme ROKI.
Conditions d'enregistrement : puissance, 10 mW (a-c) ; modulation d'amplitude, 0,056
(b), 0,497 (c), 0,702 (a) ; constante de temps, 0,320 ms (b), 1,28 ms (a, c) ; gain, 3,2 x
104 (b), 105 (a, c) ; temps de balayage, 335,54 s (b), 84 s (a, c) ; temps de conversion, 327,68 ms (b), 82 ms (a, c).
A la figure 7 sont représentés des spectres (RPE) obtenus lors du piégeage de divers radicaux libres par la 4SCMDEPMPO ainsi :
(a) signal obtenu 1 mn après la production de radicaux hydroxyle par le système (H2O2 2 mM, FeSO4 2 mM) dans un tampon phosphate (0,1 M, pH 7,3) en présence de 4SCMDEPMPOC (20 mM) et de DTPA (1 mM).
(b) comme (a) après 5 mn d'incubation.
(c) comme (a) après 1 mn d'incubation en présence de MeOH (2 %) et de 4SCMDEPMPOC (20 mM).
(d) comme (a) après 1 mn d'incubation en présence de DMSO (5 %) dans un milieu purgé à l'argon en présence de 4SCMDEPMPOC (20 mM).
(e) comme (a) après 1 mn d'incubation en présence de HCOOH (1 %) et de 4SCMDEPMPOC (20 mM).
(f) comme (a) après 1 mn d'incubation en présence de EtOH (2 %) et de 4SCMDEPMPOC (20 mM). Les signaux en gris représentent les spectres simulés par le programme ROKI. Conditions d'enregistrement : puissance, 10 mW (a-f) ; modulation d'amplitude, 0,497 (a-f) ; constante de temps, 1,28 ms (a-f) ; gain, 105 (a-f) ; temps de balayage, 84 s (a-f) ; temps de conversion, 82 ms (a-f).

Claims

REVENDICATIONS
1. Composés dérivés des nitrones cycliques de formule générale
dans laquelle Ri représente un phényle, un (C1-C18) aryle ou bien un (C1-C18) alkyle, R2 représente un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, un (C1-C18) aryle, (C1-C18) alkyle, ou un radical Z1 de formule
dans laquelle A1 est une simple liaison, un groupe méthylène, ou un groupe oxyméthylène (où l'atome d'oxygène est lié à l'atome de phosphore du radical Z1), X représente un atome d'oxygène ou de soufre, Y représente un atome d'oxygène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-Ci8)alkyle ou un (CO-C18) aryle ou bien Y représente un groupe méthylène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-C17) alkyle ou (C6-C18) aryle, ou un radical Z3 de formule
O
II _
R-O-C — Z3
dans laquelle R représente un atome d'hydrogène, un groupe (C1-C17) alkyle ou (C6-C18) aryle
R3 et R5 représentent indépendamment un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, (C1-C18) aryle ou (Ci-C18) alkyle, R4 représente un radical de formule
o — X-A2-C-A2-X-Z dans laquelle X est un (C1 - C18) alkyle ou (C6 - C18) aryle, A2 est un atome d'oxygène, d'azote ou de carbone et Z est un groupe chargé positivement tel que le triarylphosphonium -P+(Ar)3, Ar étant un groupe (C6-C18) aryle, le trialkylphosphonium -P+(R)3, le guanidinium -NH-C(=NH)NIÎ3 + , l'ammonium - N+(R)3, le sulfonium -S+(R)2 dans lesquels R est un groupement choisi parmi les groupements (C1-C18) alkyle, (C6-C18) aryle, substitués ou non, saturés ou non, pouvant contenir au moins un atome d'oxygène, d'azote et de soufre,
R6un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, (C1-C18) aryle, (C1-C18) alkyle, ou un radical Z2 de formule
dans laquelle A2 est une simple liaison, un groupe méthylène, ou un groupe oxyméthylène (où l'atome d'oxygène est lié à l'atome de phosphore du radical Z2), X représente un atome d'oxygène ou de soufre, Y représente un atome d'oxygène et R représente un atome d'hydrogène, un (d-C18)alkyle ou un (C6-C18) aryle ou bien Y représente un groupe méthylène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-C17) alkyle ou (C6-C18) aryle, et R7 représente un atome d'hydrogène, de deutérium ou un groupe méthyle.
2. Composés selon la revendication 1 de formule
dans laquelle X est un (C1 - C1S) alkyle ou (C6 - C18) aryle, A2 est un atome d'oxygène, d'azote ou de carbone et Z est un groupe chargé positivement tel que le triaryl-phosphonium -P+(Ar)3, le trialkylphosphonium -P+(R)3, le guanidinium -NH-C(=NH)NH3 + , l'ammonium -N+(R)3, le sulfonium -S+(R)2 dans lesquels R est un groupement choisi parmi les groupements (C1-C18) alkyle, (C6-C18) aryle, substitués ou non, saturés ou non, pouvant contenir au moins un atome d'oxygène, d'azote et de soufre.
3. Composé selon la revendication 2, de formule
4. Composés précurseurs notamment de composés de piégeage selon la revendication 1, de formule suivante :
dans laquelle R1 représente un phényle, un (C1-C18) aryle ou bien un (C1-C18) alkyle, R2 représente un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, (C1-C18) aryle, (C1-C18) alkyle, ou un radical Z1 de formule
dans laquelle Ai est une simple liaison, un groupe méthylène, ou un groupe oxyméthylène (où l'atome d'oxygène est lié à l'atome de phosphore du radical Z1), X représente un atome d'oxygène ou de soufre, Y représente un atome d'oxygène et R représente un atome d'hydrogène, un (Ci-Cis) alkyle ou un (CO-CI8) aryle ou bien Y représente un groupe méthylène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-C17) alkyle ou (C6-C18) aryle, R3 et R5 représentent indépendamment un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, (C1-C18) aryle ou (C1-C18) alkyle, R4 représente un radical de formule :
R6 un atome d'hydrogène, de deutérium, un groupe phényle, (C1-C18) aryle, (C1-C18) alkyle, ou un radical Z2 de formule
dans laquelle A2 est une simple liaison, un groupe méthylène, ou un groupe oxyméthylène (où l'atome d'oxygène est lié à l'atome de phosphore du radical Z2), X représente un atome d'oxygène ou de soufre, Y représente un atome d'oxygène et R représente un atome d'hydrogène, un (Q-C^alkyle ou un (C6-C18) aryle ou bien Y représente un groupe méthylène et R représente un atome d'hydrogène, un (C1-C17) alkyle ou (C6-C18) aryle, et R7 représente un atome d'hydrogène, de deutérium ou un groupe méthyle.
5. Composés selon la revendication 4, de formule :
6. Procédé de préparation du composé piège de radicaux libres de formule
comprenant la synthèse de la 4HMDEPMPO selon la voie de synthèse suivante :
puis la carbonatation de la nitrone 5-diéthoxyphosphoryl-5-méthyl-4- hydroxyméthyl-1- pyrroline N-oxyde (4HMDEPMPO) ainsi obtenue en solution dans de l'acétonitrile avec du carbonate de succinimide
la nitrone ainsi formée (SCMDEPMPO) étant ensuite mise à réagir avec
1 équivalent de bromure de (2-aminoéthyl) triphénylphosphonium en présence de triéthylamine dans le dichlorométhane pour conduire au composé Mito-DEPMPO .
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