FR2M - - Google Patents

Description

RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

MINISTÈRE DE L'INDUSTRIE

SERVICE de la PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE

BREVET SPECIAL DE MEDICAMENT

P.V. n° 829.213 Classification internationale :

N° 2 M A 61 k — C 07 d

Acides pénicillaniques et procédé pour leur préparation.

Société dite: BEECHAM RESEARCH LABORATORIES LIMITED résidant en Grande-Bretagne.

Demandé le 7 juin 1960, à 14h 20m, à Paris.

Délivré par arrêté du 28 novembre 1960.

{Bulletin officiel de la Propriété industrielle [5.S.M.], n° 1 de 1961.)

{Demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 8 juin 1959, sous le n" 818.506,

au nom de M. Lee C. Cheney.)

La présente invention se rapporte à des composés synthétiques nouveaux intéressants à titre d'agents antibactériens, de suppléments alimentaires pour la nourriture des animaux, d'agents pour le traitement de la mastite du bétail et d'agents thérapeutiques pour les animaux, l'homme et les volailles, spécialement pour le traitement des maladies infectieuses causées par les bactéries Gram-positives.

Les agents antibactériens comme la benzylpé-nicilline se sont montrés antérieurement très efficaces dans la thérapeutique des infections dues aux bactéries Gram-positives, bien qu'ils présentent de sérieux inconvénients, tels que leur instabilité en milieu acide, par exemple lors d'une administration orale, et leur inefficacité contre de nombreuses bactéries produisant de la pénicillinase. Nombre des composés selon l'invention, outre leur activité antibactérienne, manifestent une résistance à la destruction par les acides ou par la pénicillinase, ou bien sont efficaces contre les souches de bactéries résistant à la benzylpénicilline.

L'invention concerne des acides de formule générale

(I)

Ri

Ra-CH-CO-NH-CH-

-CH

CO N-

/sv x \ /CH3

f/

I^CHs

-CH-COOH

et leurs sels non toxiques, dans laquelle Ri et R2 sont identiques ou différents et représentent un groupe alcoylique contenant de 1 à 10 atomes de carbone. Le groupe alcoyle peut être aliphatique à chaîne droite ou ramifiée, tel que les groupes méthyle, éthvle, n-propyle, isopropyle, ra-butyle, butyle secondaire, liutyle tertiaire, isoamyle, n-hep-tyle et re-décyle.

Les sels comprennent les sels métalliques non toxiques comme ceux de sodium, de potassium, de calcium et d'aluminium, les sels d'ammonium et d'ammonium substitué, comme les sels des aminés non toxiques telles que les trialcoylamines comme la triéthylamine, la procaïne, la dibenzylamine, la N-benzyl-bêta-phénéthylamine, la 1-éphénamine, la N.N'-dibenzyléthylène-diamine, la déshydroabiéthyl-amine, la N.N'-bis-déshydro-abiéthyl-éthylène-dia-mine et d'autres aminés, qui ont été utilisées pour former des sels avec la benzylpénicilline.

L'invention concerne également un procédé de préparation de composés de formule générale (I) consistant à faire réagir l'acide 6-amino-pénicilla-nique, de préférence sous forme de sel neutre comme le sel de sodium ou de triéthylamine, avec un chlorure d'acide de formule générale

(II)

Ri

I

Ra-CH-CO-Cl dans laquelle Ri et Ro ont les significations précédemment indiquées, ou ses équivalents fonctionnels, à titre d'agent acylant du groupe aminique primaire. Ces équivalents fonctionnels comprennent les anhydrides d'acides carboxyliques correspondants et les anhydrides mixtes avec d'autres acides carboxyliques, y compris les monoesters et en particulier les esters aliphatiques inférieurs de l'acide carbonique.

Un procédé de préparation d'un composé selon l'invention au moyen d'un anhydride mixte d'un chlorocarbonate d'alcoyle consiste à mélanger un acide (dont le chlorure d'acide est indiqué ci-avant) avec le chlorocarbonate d'alcoyle et une aminé hydrocarbonylique ou aliphatique tertiaire comme la triéthylamine, dans un solvant inerte et de préférence miscible à l'eau comme le p-dioxane, avec si désiré une petite quantité d'acétone sèche et

1 - 41301

Prix du fascicule : 1 NF

[2 MJ — 2

pure, pendant environ trente minutes à froid, par exemple à 4 °C environ. A cette solution d'anhydride mixte on ajoute alors une solution froide d'acide 6-aminopénicillanique et une aminé hydro-carbonylique tertiaire telle que la triéthylamine, par exemple dans un solvant tel que l'eau. On agite le mélange réactiormel pendant une période d'une heure environ, de manière à former le sel d'ammonium substitué du produit désiré. Le mélange peut être si désiré épuisé à un pH alcalin à l'aide d'un solvant non miscible à l'eau tel que l'éther, de manière à éliminer les matières premières inaltérées. Le produit présent dans la phase aqueuse est alors converti en acide libre, de préférence à froid sous une couche d'éther, par addition d'acide minéral étendu, par exemple de SO4H2 5 N, à un pH égal à 2. L'acide libre est alors extrait au moyen d'un solvant organique neutre non miscible à l'eau tel que l'éther, et l'extrait est éventuellement lavé rapidement à l'eau froide, puis séché. Le produit présent dans l'extrait éthéré sous forme d'acide libre est alors converti en sel de métal ou d'amine désiré par traitement au moyen d'une base appropriée, par exemple d'une aminé libre telle que la procaïne ou d'une solution de 2-éthylhexanoate de potassium dans le /i-butanol sec. Les sels sont habituellement insolubles dans les solvants comme l'éther et peuvent être recueillis à l'état pur par simple filtration.

Un autre procédé de préparation d'une solution éthérée de la forme acide d'un composé selon l'invention consiste à préparer une solution aqueuse d'acide 6-amino-pénicillanique et de bicarbonate de sodium, à ajouter le chlorure d'acide et à agiter énergiquement à la température ambiante, par exemple pendant vingt à soixante minutes. Le mélange est alors épuisé à l'aide d'éther de manière à enlever les matières premières inaltérées ou hvdrolysées. On acidifie alors la solution à un pH égal à 2 et on extrait au moyen d'éther la forme acide libre du produit. On sèche cet extrait éthéré, par exemple au moyen de sulfate de sodium anhydre, et on enlève l'agent déshydratant, de manière à obtenir une solution éthérée sèche de laquelle le produit peut être facilement isolé, de préférence sous forme d'un sel soluble dans l'éther tel que le sel de potassium. On applique ce procédé quand le chlorure d'acide réagit avec une aminé primaire plus rapidement qu'avec l'eau, ce qu'on détermine par un essai simple. Dans ce procédé, le chlorure d'acide peut être remplacé par une quantité équimolaire du bromure d'acide ou de l'anhydride d'acide correspondant.

Certaines des substances antibiotiques obtenues par le procédé selon l'invention étant des composés relativement instables, subissant facilement des modifications chimiques aboutissant à une perte d'activité antibiotique, il est désirable de choisir des conditions réactionnelies suffisamment modérées pour éviter leur décomposition. Les conditions réactionnelies choisies dépendent naturellement en grande partie de la réactivité du réactif chimique utilisé. Dans la plupart des cas, il y a lieu de trouver un compromis entre l'utilisation de conditions très modérées pendant une période prolongée et de conditions plus énergiques pendant une période plus courte, avec la possibilité de décomposition d'une partie de la substance antibiotique.

La température choisie pour le procédé de préparation des dérivés d'un acide 6-aminopénicilla-nique ne doit en général pas dépasser 30 °C, et dans de nombreux cas la température appropriée est la température ambiante. L'utilisation de conditions fortement acides ou alcalines dans le procédé selon l'invention devant être évitée, il semble préférable de mettre en œuvre le procédé à un pH allant de 6 à 9, ce qui peut être effectué commodément à l'aide d'un tampon tel qu'une solution de bicarbonate de sodium ou un phosphate de sodium. Indépendamment de l'utilisation de milieux aqueux pour la réaction, y compris les bouillons de fermentation filtrés contenant l'acide 6-amino-péniciHanique en solution aqueuse, on peut avoir recours à des solvants organiques, par exemple à la diméthylformamide, à la diméthylacéta-mide, au chloroforme, à l'acétone, à la méthyl-iso-butyl-cétone et au dioxane. Il est souvent satisfaisant d'ajouter une solution aqueuse d'un sel d'acide 6-aminopénicillanique à une solution de l'agent acylant dans un solvant inerte et de préférence dans un solvant inerte miscible à l'eau comme l'acétone ou la diméthylformamide. II est naturellement judicieux d'agiter énergiquement quand il existe plus d'une phase, par exemple des phases solide et liquide ou deux phases liquides.

La réaction terminée, on isole les produits, si désiré, par les techniques appliquées à la benzylpénicilline et la phénoxyméthyl-pénicilline. Ainsi, le produit peut être épuisé au moyen d'éther diéthvlique ou de w-butanol à un pH acide, puis récupéré par lyophilisation ou par conversion en un sel insoluble dans le solvant, par exemple par neutralisation au moyen d'une solution n-butano-lique de 2-éthylhexanoate de potassium, ou bien il peut être précipité de la solution aqueuse sous forme d'un sel insoluble dans l'eau d'une aminé, ou récupéré directement par lyophilisation, de préférence sous forme d'un sel de sodium ou de potassium. Quand il est sous forme de sel de triéthylamine, le produit est converti en sa forme acide libre, puis en d'autres sels, de la manière utilisée pour la benzylpénicilline et pour les autres pénicillines. Ainsi, le traitement d'un tel composé de triéthylamine au sein d'eau à l'aide de soude le convertit en sel de sodium, et la triéthylamine peut

""SB

— 3

être enlevée par extraction, par exemple à l'aide de toluène. Le traitement du sel de sodium à l'aide d'acide aqueux fort convertit le composé en sa forme acide, qui peut elle-même être convertie en d'autres sels d'amine, par exemple de procaïne, par réaction avec l'aminé. Les sels ainsi formés sont isolés par lyophilisation ou, si le produit est insoluble, par filtration. Un procédé d'isolement du produit sous forme de sel de potassium cristallisé consiste à extraire le produit à partir d'une solution aqueuse acide (par exemple à un pH égal à 2) au moyen d'éther diéthvlique, à sécher la couche éthérée et à ajouter au moins un équivalent d'une solution concentrée de 2-éthylhexanoate de potassium dans le /i-butanol sec. Le sel de potassium qui se forme précipite généralement à l'état cristallisé et est recueilli par filtration ou décantation.

Les exemples suivants, donnés à titre non limitatif, montrent comment l'invention peut être mise en œuvre.

Exemple 1. — A 1,53 g (0,015 mol/g) d'acide alphaméth) Ibutyrique (acide 2-mélhyl-re-butanoï-que) dissous dans 30 ml de dioxane pur et sec à 10 °C, on ajoute 3 ml de triéthylamine. Après dix minutes d'agitation, on ajoute goutte à goutte 2,2 g (0,016 mol/g) de chlorocarbonate d'isobutyle dans 20 ml de dioxane en trente minutes, en refroidissant. On agite la solution ainsi obtenue pendant cent-soixante minutes et, pendant qu'elle est à 10 °C, on ajoute goutte à goutte en trente minutes une solution dans 30 ml d'eau et ml de triéthylamine de 3,46 g (0,016 mol /g) d'acide 6-amino-pénicillanique. On agite la solution pendant trente minutes à 10 °C et pendant trois heures à la température ambiante. Après addition de 40 ml d'eau, on épuise la solution à deux reprises au moyen de portions de 100 ml d'éther, puis on recouvre de 100 ml d'éthe,r, on règle à un pH acide au moyen d'acide sulfurique 5 N, ce qui met l'acide 6-(2-méthyl-/i-butyramido)pénicillanique en liberté à partir de son sel de triéthylammonium. On épuise le produit à deux reprises au moyen de 100 ml d'éther et on lave le mélange des extraits éthérés à l'aide de 100 ml d'eau, on sèche pendant dix minutes en agitant sur du sulfate de sodium anhydre et on filtre. L'addition en une fois de 9,4 ml de /i-butanol sec contenant 0,373 g/ml de 2-éthylhexanoate de potassium précipite le sel de potassium du produit, qu'on recueille par filtration, qu'on sèche et qui pèse alors 3,60 g. Il est soluble dans l'eau et se décompose par chauffage à 170-175 °C. Il contient le noyau bêta-lactame comme le montre l'analyse aux infra-rouges, il inhibe le Staph. aureiis Smith à la concentration de 0,31 mes:/ml et sur le même microorganisme, par injection intramusculaire chez la souris, il présente une dose curative chez 50 % des sujets (DCr.o) de 4 meg/kg.

— [2 M]

Exemple 2. — A une solution de 1,23 g (0,0085 mol/g) d'acide 2-éthylhexanoïque et de 1,4 ml (0,01 mol/g) de triéthylamine dans 35 ml de dioxane pur et sec à 10 °C, on ajoute 1,31 ml de chlorocarbonate d'isobutyle. On ajoute alors une solution de 2 g d'acide 6-amino-pénicillanique dans 1,4 ml de triéthylamine dans 10 ml d'eau et 10 ml d'acétone en cinq à dix minutes. On agite la solution pendant deux heures à la température ambiante, on étend à l'aide de 250 ml d'eau et on épuise au moyen d'éther, qu'on rejette. On acidifie la solution aqueuse à un pH égal à 2 à l'aide d'acide sulfurique étendu, en refroidissant au bain de glace, et on épuise à l'aide d'environ 50 ml d'éther. On sèche l'extrait éthéré contenant le produit, qui est l'acide 6-(2-éthylhexanoamido)pénicil-lanique, sur du sulfate de sodium anhydre, et on filtre. L'addition de 4,7 g de 2-éthylhexanoate de potassium dans le butanol à 40 % précipite le sel de potassium du produit, qu'on recueille par décantation, qu'on sèche sur de l'anhydride phosphoreux et dont le poids est de 2 g. Ce composé est soluble dans l'eau, il fond à 85-88 °C, il contient la structure bêta-lactame comme le montre l'analyse aux infra-rouges, il inhibe le Staph. aureus Smith à la concentration de 0,31 mcg/ml et il possède une DCso de 1,3 mg/kg par injection intramusculaire chez la souris contre le Staph. aureus Smith.

Exemple 3. — On agite 0,01 mol/g d'acide di-éthylacétique (dénommé également acide 2-éthylbu-tyrique), 0,011 mol/g de triéthylamine et 0,01 mol/g de chlorocarbonate d'isobutyle dans 20 ml de dioxane pur et sec et 2 ml d'acétone sec, pendant environ trente minutes à 4 °C environ. A cette solution on ajoute alors une solution refroidie de 0,01 mol/g d'acide 6-amino-pénicillanique et de 0,01 mol/g de triéthylamine dans 20 ml d'eau, et on agite le mélange pendant environ une heure à froid. Après addition de 1,0 g de bicarbonate de sodium dans 30 ml d'eau froide, on épuise la solution à deux reprises au moyen de portions de 75 ml d'éther, et on jette les extraits éthérés. On refroidit la solution aqueuse et on l'agite au bain de glace, on la recouvre à l'aide de 75 ml d'éther et on règle à un pH égal à 2 au moyen d'acide sulfurique 5 N. On sépare l'éther et on épuise de nouveau la solution aqueuse au moyen de 75 ml d'éther. On ' sèche rapidement le mélange des extraits éthérés contenant le produit, qui est l'acide 6-(alpha.alpha-diéthyl-acétamido ) pénicillanique, sur du sulfate de sodium anhydre, et on filtre. L'addition de 6 ml de «-butanol sec contenant 0,373 g/ml de 2-éthyl-hexanoate de potassium, suivie d'une addition d'éther sec, précipite le sel de potassium du produit. Après trituration avec de l'éther, on sèche le sel de potassium du produit sous vide sur de l'anhydride phosphorique, et on recueille une poudre soluble dans l'eau qui inhibe le développe-

[2 M} —

ment du Staph. aureus Smith à la concentration de 0,001 % en poids.

Exemple 4. — Dans le procédé décrit dans l'exemple 1, le remplacement de l'acide alpha-mé-thyl-K-butyrique par 0,015 mol/g respectivement d'acide alpha-méthyl-/i-dodécanoïque, isobutyrique, alpha-métbyl-re-pentoïque (acide méthylpropylacé-tique), 2.3-diméthyl-re-butvrique (acide méthyliso-propylacétique), alpha-méthyl-n-hexanoïque (acide méthylbutylacétique), alpha - éthyl - re-heptanoïque (acide éthylpropylacétique), aipha-re-butyl-re-hexa-noïque, alpha-«.-propyl-n-octanoïque, alpha-w-hexyl-n-octanoïque et alpha-méthyl-rc-décanoïque donne respectivement les acides 6-(2-méthyldodécanoami-do ) -pénicillanique, 6-isobutyramido-pénicillanique, 6-(2-méthyl-/i-pentanoamido ) -pénicillanique, 6-(2.3-diméthyl-Tî-butyramido J -pénicillanique, 6-(2-méthyl-rt-hexanoamido ) -pénicillanique, 6-(2-éthyI-n-hepta-noamido) -pénicillanique, 6-f2-n-butyl-n-hexanoami-do ) -pénicillanique, 6-(2-re-propyl-re-octanoamido ) -pénicillanique, 6-(2-n-hexyl-n-octanoamido ) pénicillanique et 6-(2-méthyl-/i-décanoamido)-pénicillanique, qu'on isole sous forme de sels de potassium solides solubles dans l'eau. Ces composés contiennent le noyau bêta-lactame comme le montre l'analyse aux infra-rouges et ils inhibent le Staph. aureus Smith à une concentration inférieure à 0,001 % en poids.

RÉSUMÉ

1° Acides de formule générale :

Ri ç.

1 / \ /CH3

R2-CH-CO-NH-CH CH C'

j xch3

CO N CH.COOH

et leurs sels non toxiques, dans laquelle Ri et R2 sont identiques ou différents et sont des groupes alcoyle contenant de un à dix atomes de carbone, et en particulier :

a. Acide 6-(2-méthylbutyramido)pénicillanique;

b. Acide 6-(2-éthylhexanoamido)pénicillanique;

c. Acide 6-(alpha.alpha-diéthylacétamido ) pénicillanique ;

d. Acide 6-(2.3-diméthyl-/i-butyramido) pénicillanique ;

e. Acide 6-(2-méthyl-/î-pentanoamido) pénicillanique, ainsi que leurs sels non toxiques.

2° Procédé de préparation des composés spécifiés sous 1°, consistant à faire réagir l'acide 6-amino-pénicillanique ou un de ses sels neutres avec un chlorure d'acide de formule ri

!

R2-CH-CO-CI

clans laquelle Ri et R2 ont les significations précédentes. ou avec un équivalent fonctionnel de celui-ci, à titre d'agent acylant d'un groupe ami-nique primaire.

3° Mode de mise en œuvre de ce procédé, selon lequel l'agent acylant est un anhydride mixte d'un chlorocarbonate d'alcoyle préparé par réaction de l'acide correspondant au chlorure d'acide avec un chlorocarbonate d'alcoyle et une aminé hydrocar-bonylique ou aliphatique tertiaire, au sein d'un solvant inerte anhydre.

Société dite :

BEECHAM RESEARCH LABORATORIES LIMITED

Par procuration :

Cabinet Maulvault

Pour la vente des fascicules, s'adresser à I'Imprimerie Nationale, 27, rue de la Convention, Paris (15e).