FR2531076A1

FR2531076A1 - Procede de synthese de l'acide amino-4 hydroxy-3 methyl-6 heptanoique

Info

Publication number: FR2531076A1
Application number: FR8213386A
Authority: FR
Inventors: Bertrand Castro; Remy Guegan
Original assignee: Sanofi SA
Current assignee: Sanofi SA
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1984-02-03
Also published as: FR2531076B1

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PREPARATION DE L'ACIDE AMINO-4 HYDROXY-3 METHYL-6 HEPTANOIQUE, LEDIT ACIDE ETANT OBTENU SOUS LA FORME D'UN MELANGE DE SES DIVERS ISOMERES OU SOUS LA FORME D'UN DE SES ISOMERES A L'ETAT PUR CARACTERISE EN CE QU'ON UTILISE COMME PRODUIT DE DEPART LE PRODUIT DE FORMULE: (CF DESSIN DANS BOPI) DANS LAQUELLE BOC EST LE RADICAL DE BLOCAGE DE LA FONCTION AMINE; QUE L'ON FAIT REAGIR LEDIT PRODUIT DE DEPART SUR L'ENOLATE MAGNESIEN DU DICHLORACETATE DE METHYLE, CETTE REACTION ETANT EFFECTUEE A BASSE TEMPERATURE DANS UN SOLVANT, PUIS, APRES EVENTUELLE SEPARATION DES ISOMERES DU PRODUIT OBTENU, ON REDUIT LE PRODUIT OBTENU PAR HYDROGENATION APRES QUOI ON REALISE DANS UN ORDRE QUELCONQUE LES OPERATIONS DE SAPONIFICATION DU GROUPE ESTER DE LA MOLECULE ET DE LIBERATION DE LA FONCTION AMINE PAR DEBLOCAGE.

Description

Procédé de synthèse de l'acide amino-4 hydroxy-3 méthyl-6 Heptanoîque.

Les travaux effectués depuis une dizaine d'années cnt mis en évidence l'intérêt présenté par un pentapeptide désigné sous le nom de pepstatine, d'abord isolé d'une culture de strep- tomycetes. Ce peptide s'est révélé etreun inhibiteur de protéases telles que la pepsine ou la cathepsine ainsi que de l'action de l'enryme rénale ou rénine sur son substrat l'angiotensinogène et yar suite il est susceptible d'être utilisé a des fins thérapeu- tiques
L'étude de sa structure a montré que ce peptide comprenait 2 molécules d'un acide aminé :: acide amino-4 hydroxy-3 méthyl-6 heptanoîque isomère 3S, 4 S, désigné sous le nom de statine.-

Cet amino acide qui possède 2 atomes de carbone asymétriques (atome 3 et 4) peut extster sous la forme de 4 isomères 3 R 9 S, 3 S 4 S, 3 R 4 R et 3 S 4 R.

Différentes méthodes de synthèse de l'acide amino-4 hydroxy-3 méthyl-6 heptanoîque sous forme de ses isomères ont déjà été décrites mais aucune ne s'est révélée parfaitement satisfaisante.

La présente invention a pour objet un nouveau procédé de synthèse de l'acide amino-4 hydroxy-3 méthyl-6 heptanoîque et de ses isomères
Ce procédé est résumé dans le schéma réactionnel suivant:

Boc = tertiobutoxy
carbonyl

<tb> <SEP> i <SEP> 3
<tb> <SEP> OCH
<tb> <SEP> Cl,C=C
<tb> <SEP> s <SEP> / <SEP> O-Nlg <SEP> Br
<tb> Boc-NH-CH-CHOH-C <SEP> Ci2- <SEP> COOCH
<tb> <SEP> 3
<tb> <SEP> CH,
<tb> <SEP> CH <SEP> 2
<tb> <SEP> H <SEP> C <SEP> CH.
<tb>

<SEP> 3 <SEP> 3
<tb> <SEP> Séparation <SEP> des <SEP> isomères
<tb> <SEP> puis <SEP> réduction
<tb> Boc- <SEP> NH- <SEP> CH- <SEP> CHOH-CH2 <SEP> COOCH3
<tb> <SEP> CH2
<tb> <SEP> CH
<tb> <SEP> f <SEP> CH
<tb> <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> <SEP> 3
<tb>

<tb> <SEP> Acide <SEP> Trifluoracétique <SEP> OH <SEP> puis <SEP> HI
<tb> <SEP> Z <SEP> . <SEP> s <SEP> r
<tb> 1CH-CHOHffi <SEP> Boc
<tb> H2N- <SEP> 1 <SEP> 2
<tb> <SEP> - <SEP> 3 <SEP> 2
<tb> <SEP> CH, <SEP> CH,
<tb> <SEP> I
<tb> <SEP> CH <SEP> CH
<tb> <SEP> H3C <SEP> > C; <SEP> s <SEP> CF <SEP> jCOOH <SEP> HC <SEP> CH3
<tb> <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> <SEP> I
<tb> <SEP> H2N <SEP> ) <SEP> H2Nw <SEP> CH- <SEP> CHOHz <SEP> COOHCF3C9OH
<tb> <SEP> H <SEP> CH2
<tb> <SEP> P <SEP> C
<tb> <SEP> l
<tb> <SEP> CH
<tb> <SEP> H C <SEP> eR3.
<tb>

Le produit de départ est le tertiobutoxycarbonylamino-2 méthyl-4 pentanal ou Boc Leucinal 1. Ce produit est connu dans la littérature chimique. Il peut en particulier être préparé de façon particulièrement satisfaisante par un nouveau procédé décrit dans'une demande de brevet déposée ce jour par la demanderesse.

Par action sur le composé 1 de l'énolate magnésien du dichloracétate de méthyle préparé à basse température selon la technique décrite dans le Bulletin de la Société chimique de
France 1968, 246-250, on obtient le tertiobutoxycarbonyl amino-4 dichloro-2,2 hydroxy-3 méthyl-6 heptanoate de méthyle 2. La réaction est effectuée en solution dans un solvant tel que le tétrahydrofuranne et à basse température comprise entre -30 et -40 C.

Le composé 2 possède 2 atomes de carbone asymétriques et par suite il peut exister sous forme de 4 isomères
En partant du composé 1 sous la form d'un de ses isomères optiques, on fixe la confiquration de l'un des centres d'asymétrie et par suite, on obtient le composé 2 sous forme d'un mélange de 2 isomères qu'il est possible de séparer par chromato- graphie sur une colonne de gel de silice.

Ainsi, à partir du Boc L-.leucinal, on obtient le composé 2 sous forme du mélange des 2 isomères (3s,4s) et (3R,4S) qu'on sépare en chacun de ses constituants.

partir de chacun des isomères du co'sé 2, on prépare 1 isomère correspondant du tertiobutoxycarbonylamino-4 hydroxy-3 méthyl-6 heptanoate de méthyle (composé 3) par réduction
On peut opérer, soit par hydrogénation catalytique en présence de
Palladium sur charbon ou de vickel de Raney, soit par traitement par le formiate d'ammonium et le Palladium sur charbon en solution dans un solvant tel que le méthanol
A partir du composé 3, on obtient l'isomère correspondant de l'acide amino-4 hydroxy-3 méthyl-6 heptanoïque en libérant la fonction amine de son groupe protecteur et en saponifiant l'ester méthylique.Ces 2 opérations peuvent étre effectuées dans un ordre quelconque. I1 faut opérer dans des conditions suffisamment douces pour.ne pas modifier la configuration optique du produit.

Ainsi l'élimination du groupe tertiobutyloxy carbonyl porté par la fonction amine; peut être effectuée par traitement par l'acide trifluoracétique à température ambiante. La saponification de l'ester méthylique peut etre réalisée, soit en phase homo- gène dans un solvant tel que le dioxame par action d'une solution diluée de soude à température ambiante, soit en phase hétérogène par action d'une suspension de baryte dans le chlorure de méthylène.

Les exemples suivants parmettent d'illustrer l'invention.

EXEMPLE 1:
a) - Tertiobutoxycarbonylamino-4 dichloro-2,2
méthyl-6. heptanoate de méthyle [isomères
(3S, 4S) et (3R, 4S)]
On prépare une solution de 0,164 Mole d'énolate magnésien du dichloracêtate de méthyle dans 180 ml de tétrahydrofuranne pur selon la technique décrite dans le Bulletin de la Société
Chimique de France 1968, 246-250.

On refroidit cette solution à -35, -40 C et ajoute sous agitation, la solution de 19- de Boc-L-Leucinal dans 100 ml.

de tétrahydrofuranne en maintenant la température à -35,-40 C.

Après la fin de l'addition, on poursuitl'agitation pendant 45 minutes à la meme température puis on effectue l'hydrolyse en versant le mélange réactionnel sur une solution glacée fortement agitée contenant 68 g d'acétate de sodium cristallisé et 32 ml d'acide acétique dans 400 ml d'eau.

On extrait 4 fois avec de l'acétate d'éthyle et réunit les extraits organiques On lave 2 fois avec une solution aqueuse saturée de chlorure de sodium.

Après séchage sur sulfate de sodium, on évapore le solvant à siccité sous vide sans dépasser la température de 400C.

Séparation des isomères.

L'huile brute obtenue ci-dessus dissoute dans le chlorure de méthylène, est versée sur une colonne de gel de silice
(2000 x 37 mm). On élue par un gradient du mélange hexane-éther isopropylique de 80/20 à 50/50 vol/vol avec un débit de 5 ml/minute en detectant la sortie du produit par absorption U.V. à 230. nm.

Chacune des fractions ainsi réalisées est contrôlée par chromatographie en couche mince sur gel de silice avec le mélange solvant hexane-acétone 2/1 (vol/vol).

On peut réunir les fractions en 3 groupes - les fractions de tête contenant l'isomère (3S, 4S) - les fractions intermédiaires contenant un mélange des 2 isomères
qui seront reprises dans une séparation ultérieure - les fractions de queue renfermant l'isomère (3R, 4S).

Après évaporation des solvants à siccité, on obtient
Isomère (3S, 4S) : Poids : 3 g ; Fc: 96 - 8 C
[α]D25 = - 17,8 C (c = 1,éthanol)
. Isomère (3r, 4S) : Poids : 2 g ; Fc : 116 - 90C
25
= - 22i0 (c = 1, éthanol)
D
b) - Tertiobutoxycarboonylamino-4 hydroxy-3 méthyl-6
heptanoate de méthyle [isomère (3S, 4S)]
On dissout 10 g du dé-rivé dichloré (isomère 3S,4S) obtenu précédemment dans 100 mi de méthanol et traite par 1,25 g de Palladium sur charbon à 5 % de Palladium. On agite pendant 10 minutes, puis on ajoute 13 g de formiate d'ammonium et poursuit l'agitation pendant 7 heures.

On filtre la solution sur celite et évapore la solution à siccité sous vide. On épuise lerésidu par du chlorure de méthylène, filtre et évapore le solvant à siccité sous vide
Le résidu cristallise par refroidissement
Fc : 59 - 61 C ; Rendement 97%
[α]25 = -37 (c = 1, éthanol)
D
c) - Acide tertiobutoxycarbonylamino-4 hydroxy-3
méthyl-6 heptanoïque [Isomère (3S, 4S)]
On dissout 3,72 g de l'ester obtenu au paragraphe précédent dans 40 mi de dioxane et S ml d'eau. On ajoute 15,6 ml d'une solution aqueuse de soude 1N et agite pendant 12 minutes à température ambiante.

On acidifie à pH = 4,5 par l'acide chlorhydrique puis on évapore les solvants à siccité On reprend le résidu dans le chlorure de méthylène et l'eau. On sépare la couche organique et sèche sur sulfate de sodium. On évapore le solvant à siccité et reprend le résidu dans l'hexane. On essore les cristaux.

F : 112 - 4 C ; Rendement 93%
[α]25 = -39 (c = 1, méthanol)
D
d) - Acide amino-4 hydroxy = 3 méthyl-6 heptanoïque
[Isomère (3S, 4S) ou Statine]
On met en suspension 1,1 g du produit obtenu ci-dessus dans 6 ml de chlorure de méthylène puis on ajoute peu à peu 6 ml d'acide trifluoracétique en refroidissant extérieurement dans un bain de glace Après la fin de l'addition, on laisse 30 minutes à température ambiante puis on évapore les solvants sous vide.

On reprend le résidu huileux dans 15 ml d'eau et neutralise à pH = 6 par addition de résine échangeuse d'ions Amberlite IR-AD # sous forme OHI. On filtre la solution et éva- pore à.sec puis lyophilise.

On recristallise dans le mélange eau-éthanol et obtient finalement un solide.

Fc : 208-210 C ; [α]D25 = -20,6 (c = 1, eau).

EXEMPLE z : 2
a) - Trifluoracétate de l'amino-4 hydroxy-3 méthyl-6
heptanoate de méthyle [Isomère (3S, 4S)]
On agite pendant 10 minutes à température ambiante une solution de 1,45 g de tertiobutyloxycarbonylamino-4 hydroxy-3 méthyl-6 heptanoate de méthyle isomère (3 S, 4 S) obtenu à l'exemple 7 b) - dans 10 ml d'acide trifluoracétique.

On évapore le solvant sous vide et reprend le résidu huileux dans l'éther anhydre. Après audition d'un égal volute de pentane, on essore le solide qui s'est formé.

Rendement 90% ; F : 151-3 C.

b) - Acide amino-4 hydroxy-3 méthyl-6 heptanoïque
[Isomère (3S, 4S) ou Statine]
On traite l'ester obtenu ci-dessus par la soude comme dans l'exemple 1 c)
Par neutralisation à pH = 6,on obtient le produit attendu identique au produit obtenu dans l'exemple 1 d) -.

EXEMPLE 3 :
a) - tertiobutoxycarbonylamino-4 hydroxy-3 méthyl-6
heptanoate de méthyle [Isomère (3R, 4S)]
On opère selon la technique de l'exemple lb)- partir du dérivé dichloré isomère (3R, 4S) séparé dans l'exemple 1 a) -.

Par le même traitement, on obtient. le produit attendu.

Fc : 64 C ; [α]D21 = -23 (c = 0,98, éthanol].

b) - Acide tertiobutoxycarbonylamino-4 hydroxy-3
méthyl-6 heptanoïque [Isomère (3R, 4S)]
Ce produit est obtenu à partir de l'ester ci-dessus selon la méthode de l'exemple 1 c)
Fc : 132-133 C ; [α]D20 = -26,8 (c=0,31 méthanol)
c) - Acide (3R, 4S) amino-4 hydroxy-3 méthyl-6
heptanoïque
0,80 g du dérivé ci-dessus (2,9 mmoles) en suspension dans 10 ml de chlorure de méthylène sont traites sous agitation magné- tique par 5 ml d'acide trifluoracétique pendant 45 mn à T.A. Après évaporation sous vide à sec l'huile résiduelle est reprise dans 10 ml de propanol-2 en évaporant sous vide chaque foisO le résidu pâteux est séché au dessicateur sous vide en présence de potasse.

On obtient aussi 0,85 g de produit brut que l'on dissout 15 ml d'eau et traite par 6 ml de résine échangeuse d'ions Amberlite IR 45 (OH) La suspension neutre après 20 mn est alors filtrée et le filtrat évapo-ré à sec laisse un résidu de 0,5 q dont la recristal- lisation dans un mélange eau-éthanol fournit un produit dont les caractéristiques sont en accord avec la littérature
Fc : 208-210 C ; [α]D20 = -17,8 (c = 0,70 eau)

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de l'acide amuno-4 hydroxy-3 méthyl-6 heptanoïque, ledit acide étant obtenu sous la forme d'un mélange de ses divers isomeres ou sous la frome d'un de ses isomères à l'état pur caractérisé en ce qu'on utilise comme produit de départ le produit

<tb> dans laquelle BOC est le radical de blocage de la fonction amine que l'on fait réagir ledit produit de départ sur l'énolate magnésien du dichloracétate de méthyle, cette réaction étant effectuée à basse température dans un solvant, puis, après éventuelle séparation des isomères du produit obtenu, on réduit le produit obtenu par hydrogéna- tion après quoi on réalise dans un ordre quelconque les opérations de saponification du groupe ester de la molécule et de libération de la fonction amine par deblocage.

<tb> <SEP> ao <SEP> 3

<tb> <SEP> BOC <SEP> - <SEP> tE <SEP> - <SEP> CH <SEP> - <SEP> oe

<tb> de <SEP> formule <SEP> ::CH <SEP> CH2-CS <SEP> CH3
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le radical de blocage est le radical tertiobutoxycarbonyl.
3. Procédé selon lune des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la réaction entre le produit de départ et l'énolate magnésien de dichloroacétate de méthyle est réalisée à température comprise entre - 30 et - 400C dans le tétrahydrofuranne.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'hydrogénation est réalisée par hydrogénation catalytique en présence de palladium ou de nickel Raney.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'hydrogénation est réalisée par le formiate de sodium en présence de palladium.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 a 5, caractérisé en ce que la libération de la fonction amine est effectuée par traitement par l'acide trifluoroacétique à température arbiante.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la saponification est réalisée à température ambiante.