Brevet FR2013455A1 — publié le 19700403

La présente invention concerne de nouveaux composés de synthèse comme agents antibactériens, comme agents thérapeutiques dans le traitement des maladies infectieuses chez l'homme et chez l'animal, déterminées par des germes Gram + et Gram -, spirilles et tripanosomes, et notamment-concerne de nouvelles pénicillines organométalliques et leurs sels non toxiques. Les agents antibactériens tels que la benzylpénicilline ont trouvé-une large et très efficace application dans le traite- ment des infections produites par les Gram +; mais ce composé présente de graves limites à cause de son instabilité en solution aqueuse-acide et par conséquent son administration par voie orale est impoasible. En outre, la benzylpénicilline s'est révélée inefficace envera plusieurs souches bactériennes, définies comme résistantes à la pénicilline, comme par exemple les souches résistantes de StanhylocooQusaureus (Micrococcus pyogenes var. aureus): et tous les micro-organismes produeteurs de l'enzyme pénicillinase sont à mSme d'inactiver la benzylpéniaill'Ine. D'autre part, sont atuellement bien connues les pdnicil- lines demi-synthétiques qui sont actives, plus ou moins, vers les pathogènes Gram +, habituellement insensibles à la benzylpénicilline, comme par exemple, les pénicillines dérivées de Itacide isoxazolylcarboxylique, sous la dénomination commerciale de Oxacilline, !- Closacilline et Dicloxacilline. Depuis plusieurs années, on connatt l'action de.nombreux composés organométalliques, notamment de l'arsenic et de l'antimoine, envers les micro-organismes; plusieurs d'entre eux sont utilisés dans le traitement des maladies infectieuses déterminées par les spirilles (Triponema pallidum)et les tripanosomes. Deux d'entre eux, le Salvarsan et le Neosalvarsan, constituent aujourd'hui, généralement en association avec la benzylpénicilline, le traitement de la syphilis. D'autres composés arsénicaux sont utilisés en outre dans le traitement de la maladie du sommeil et dans le domaine vétérinaire. Les nouvelles pénicillines organométalliques de la présente invention, en plus de leur importante activité antibactérienne, présentent une surprenante résistance à la destruction opérée par la pénicillinase et par conséquent sont actives vers les souches de micro-organismes qui habituellement sont résistances à la benzyl pénicilline En plus, les nouvelles pénicillines organométalliques de la présente inventionprésentent une sotte activité vers les micro-organismes pathogènes qui, habituellement, ne sont pas détruits par la benzylpénicilline ou par d'autres pénicillines demi-synthétiques, tels que les spirilles et les tripanosomes. La présente invention a donc pour objet un nombre de pénicillines organométalliques choisies dans le groupe constitué par un acide ayant la formule générale suivante: où R représente une channe latérale caractéristique de la pénicilline et peut être-plus spécifiquement représenté par la formule: X - R1 - (R2)n (R3 X, dans laquelle R1 représente un radical alkyle, cycloalkyle, araîkyle, indolylalkyle, naphtyle, benzyle, thiényle et un radical tel que:: dans lequel R4, R5 et R6 identiques ou dlfrerents sont cfloisis parmi les radicaux dialkylamino dans lesquels les groupes alkyle ont 1 à 8 atomes de carbone, monoalkylamino ayant 1 à 3 atomes de carbone, acylamino ayant 1 à 12 atomes de carbone, acyloxy ayant 1 à 6 atomes de carbone, alkyle ayant 1 à 8 atomes de carbone, alkoxy ayant 1 à 6 atomes de carbone, alkylthio ayant 1 à 6 atomes de carbone, alkyl- sulfonyle ayant 1 à 12 atomes de carbone,carboxalkoxy ayant 1 à 6 atomes de carbone, ou parmi les atomes d-'hydrogène et d'halogène, ou parmi les groupes nitroamino, suif ongle ou trifluo-- rométhyle;R2 représente 0, S imino, N-allyl-imino, ou bien un groupe alkylénique, arylénique, alkénylénique et en outre Ra peut avoir la formule suivant: où R1 est le radical indiqué et R7 est un radical alkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone ou un radical aryle ; Y représente un atome d'oxygène ) ou de soufre ; R3 représente un groupe alkylénique, alkénylénique, arylénique, éventuellement substitué par un groupe nitro, hydroxy-aralkyle, halogène, amino ; n et m représententan nombre entier de O à 4 ; la valeur de n lorsque R2 = 0,05 peut être O et 9 ;X représente un radical métallique trivalent choisi entre arsenic et antimoine ayant la formule générale - As = Z ou - Sb = Z où Z représente 0 ou S, ou bien deux groupes alcoxyliques, aryle diques-arylamylidiques, alkyithidLiques, arylthioliques ; en outre, Z peut entre représenté par un des groupes suivants où R8 représente un radical bivalent alkylénique, arylénique, cycloalkénylbnique, alkénylénique et t représente un nombre entier entre l et 4. Dans le groupe: des pénicillines organométalliques de la présente invention indiquées au préalable sont inclus leurs sels non toxiques; dans leurs sels toxiques sont inclus. les dels .métalliques non toxiques tels que le K, le Na, le Ca, 1'Al, le Mg, 1'ammonium et sels d'ammonium substitués, comme par exemple, sels rormés de trialkylamines non toxiques, telles que la triéthylamine, la procaïne, la dibenzyiamine, la N-benzyl ss-phényléthylamine, la N, N,N'-dibenzyléthylènediamine, la N-alkylpipéridine et d'autres amines qui sont habituellement utilisées pour former deys sels de la benzylpénicilline Dans la présente invention sont aussi inclus les esters des pénicillines précitées, qui snt aisément hydrolysées par voie enzymatique ou par voie chimique, en reconstituant la pénicilline organométallie-1originale de la présente invention. Les nouvelles pénicillines organométalliques - de la présente invention peuvent astre préparées-d partir de l'acide 6-amino-pénicillanique et d'un acylchlorure ayant la formule suivante R - CO - C1 où R a le même sens précité, ou bien avec un autre dérivé carboxylique ayant la même fonctionnalité; ces équivalents incluent les bromures d'acyle correspondants, anhydrides et anhydrides mixtes formés avec d'autre acides carboxyliques, y compris les monoesters de l'acide carbonique. Or, un procédé convenable pour la préparation des nouvelles pénicillines organométalliques consiste dans la rac- tion de 0,1 mole d'un acide carboxylique (dont le chlorure est indiqué ci-dessus) avec O,l mole de chiorocarbonate d'éthyle en présence de O,11 mole de trialkylamine (préférablement triéthylamine) dans un milieu anhydre, préférablement hydrosoluble comme par exemple, le dioxane ou tétrahydrofuranne, à la température de O". Après 30 mn environ de réaction, le mélange ainsi obtenu est versé dans une solution aqueuse refroidie de 0,1 mole d'acide 6-aminopénicillanique et 0,1 mole dé t#téthylamine. Après 1 h d'agitation à une température de 0 , le mélange est extrait, de préférence avec de l'éther à un-pH 3 8. La solution aqueuse extraite qui contient la pénicilline organométallique sous forme de sel de triéthylamine est enfin extraite rapidement à pH acide avec un solvant organique insoluble dans l'eau, l'extrait organique qui content la nouvelle pénicilline sous forme d'acide libre, après plusieurs lavage, est séchée par exemple avec du Na2S04 anhydre. Ensuite, le produit dissous dans le solvant organique peut être transformé dans tout sel demandé, par réaction avec une base convenable, par exemple, procaïne, ou une solution de 2-éthylhexanoate de sodium. Ces sels sont insolubles dans l'éther et peuvent donc être isolés par simple filtration. Les antibiotiques de la présente invention sont des composés relativement instables qui peuvent astre soumis à des modifications chimiques déterminant la perte de l'activité antibiotique. Il est donc nécessaire de choisir des conditions de réaction suffisamment modérées dans le but d'éviter leur décomposition. Les conditions de réaction pour obtenir les pénicillines organométalliques objet de la présente invention seront choisies en considérant la réactivité des différents composés utilisés. Il est donc souvent opportun d'utiliser des réactifs très faibles, avec un long temps de réaction ou de faire recours à des conditions plus énergiques avec un temps de réaction in- férieur. La température de réaction pour la préparation des dérivés de l'acide 6-aminopénicillanique généralementre dépasse pas les 300C et souvent la réaction se déroule à la température ambiante. On doit éviter en outre les conditions trop acides ou basiques dans le procédé de la présente invention; il est préférable de maintenir le pH du milieu de réaction entre 6 et 9 ce qui peut être obtenu en utilisant des tampons convenables par exemple, solution de Na-bicarbonate ou tampon de Na-phosphate. En outre, le milieux aqueux, y compris la solution d'acide 6-aminopénicillanique , provenant directement de l'hydrolyse enzymatique de la benzylpénicilline purifiée etXou concentrée, doit Autre utilisé en présence de solvants inertes sans atomes d'H réactifs, tels que diméthyl6rmamide, diméthylacétamides chloroforme acétone, méthylisobutylcétone, tétrahydrofuranne, et dioxane. I1 est utile toutefois, souvent, d'utiliser le 6APA sous forme d'un sel sel dissous dans un solvant inerte, préré rablement dans un solvant inerte hydrosoluble, tel que acétone. Pour la préparation des nouvelles pénicillines organométalliques selon la présente invention, il est utile d'utiliser des conditions d'agitation vigoureuse dans la phase d'acylation du 6APA, notamment lorsque deux phases sont présentes (solide/liquide ou liquide-liquide). A la fin de la réaction, les produits sont isolés selon les techniques connues avec la benzylpénicilline ou la phénoxyméthylpénicilline; le produit peut être- extrait avec de l'éther ou du n-butanol à pH acide et ensuite isolé par lyophilisation ou par transformation en sels qui sont insolubles dans les solvants organiques, par exemple, par neutrali sation avec une solution n-butanolique de K-2-éthylhexanoate. Le produit peut en outre être précipité directement de la solution aqueuse comme sel peu soluble formé avec une anine, ou bien directement par lyophilisation, préférablement sous forme de sel sodique ou potassique. Traité avec des acides minéraux, le sel sodique est transformé dans la forme acide de la pénicilline qui, ensuite, peut être transformée en d'autres sels. Une manière particulièrement convenable d'isoler les composés de la présente invention consiste dans leur isolement sous forme de sels potassiques. Ce procédé consiste dans l'extraction du produit de synthèse de la solution aqueuse à un pH acide (=2) avec le diéthyléther; ensuite la solution éthérée est desséchée et traitée avec un équivalent de 2-éthylhexanoate de potassium en solution n-butanolique concentrée. Le sel potassique formé est précipité, habituellement sous forme cristalline et recueilli par filtration ou décantation. Dans la phase d'acylation de l'acide 6-aminopénicilla- nique, l'acétone aqueux s'est révélé un solvant particulirement convenable; toutefois, on peut utiliser aussi d'autres solvants sans préJudice pour la présente invention1 Les acides carbcxyliques organométalliques utilisés comme produit de départ dans la présente invention sont préparés selon les méthodes indiquées en littérature ou selon les méthodes indiquées pour des composés similaires. 1 Un procédé particulièrement convenable pour la préparation des arsénoxydes est indiqué de suite pour la réalisation de l'acide (p-arsénoso-phénoxy-acétique). Procédé pour la préparation de l'acide p-arsenoso-hénoxyacétique On dissout 27,6 g d'acide p-arsénophénoxyacétique (préparé selon Organic Synthesis Coll. Vol. I page 75) dans un mélange de 200 ml de méthanol et 85 ml;de HC1 concentré. A la solution, on ajoute 5 g de iodure potassique et, sous agitation, on fait passer dans la solution un courant de S02 pendant 6 h à température ambiante. On sépare la phase huSeuse jaune, qui est dissoute en solution de NaOH 5%. On extrait ensuite la solution aqueuse alcaline avec de éther et on acidifie graduellement sous agitation, avec HC1 10%; on sépare l'acide p-arsdnoso-phénoxyaeétique, sous forme de cristaux blancs. On lave avec de lteau froide et on déssèche à 700C sous vide; on obtient 17-18,5 g de produit qui, après cristallisation dans l'eau bouillante, présente un contenu en As+++ de 29, (par iodométrie). Bes anhydrides mixtes des acides carboxyliques organométalliques précités peuvent être convenablement préparés par la réaction de 0,1 mole de l'acide carboxylique avec 0,1 mole de chiorocarbonate d'éthyle ou dtisobutyle en présence de 0,1 mole de triéthylamine à la temp6tature de 00C dans un solvant inerte. La réaction est complète généralement après 30 mn environ. En utilisant des acides carboxyliques moins actifs, il est opportun de prolonger le temps de réaction. Les anhydrides mixtes habituellement ne doivent pas nécessairement être isolés : le mélange de réaction est utilisé directement dans la phase d'acylation de l'acide 6-aminopéniôîlla nique. Dans la préparation des nouvelles pénicillines organométalliques, il est souvent utile d'employer le bouillon provenant de l'hydrolyse enzymatique de la benzylpénicilline. Dans ce-cas, il est opportun, bien que non strictement nécessaire, de purifier le bouillon en éliminant-les matériaux eellulaires ainsi que l'acide phénylacétique formé au cours de l'hydrolyse enzymatique de la benzypénieilline. Les exemples suivants illustrent lâ présente invention, sans toutefois la limiter. Exemple 1 Préparation de l'acide 6-[ -(pararsénoso-phénoxy)acétamido] pénicillanique On disperse 3,40 g d'acide pararsénoso-phénoxy-acétique dans 10 ml de chlorure de méthyle anhydre. Sous agitation à -100C, on aJoute 2 ml de triSthyl- amine et, goutte à goutte, 1,4 ml de chlorocarbonate d'éthyle; on continue l'agitation pendant 30 mn à -10 C. A part, on disperse 3,44 g de 6APA (titre 95%) dans 30 ml de chlorure de méthyle; à 0 C, on ajoute ensuite 2,02 ml de triéthylamine. A la solution ainsi obtenue, on ajoute l'anhydride mixte préparé comme indiqué au préalable, en conservant la température à 0 C; on conserve ensuite le mélange à température ambiante pendant 1 h et on y ajoute 50 ml d'eau. On sépare la phase aqueuse qui est lavée avec de l'éther ensuite, onstratifie avec 100 ml de méthyiisobutylcéo'ne et on porte à pH 2 sous refroidissement et agitation en y ajoutant graduellement HCl 5%. On sépare ensuite la phase organique et on lave avec de l'eau; à la solution de MIEN, on ajoute 20 ml d'H2O et on porte à pH 7 en y ajoutant graduellement NaOH à 10% sous agitation. On sépare la phase aqueuse et on lave la phase organique avec 5 ml d'eau. Les phases aqueuses après lyophilisation donnent 3,7 g de pénicilline arsénicale sous forme de sel sodique, ayant la formule suivante. Exemple 2 Préparation de l'acide 6[1(p-stibinoso-phénoxy)acétamido]pénicil- lanique En utilisant 4,05 g d'acide p-stiblnostEdnoxyacétique on obtient la pénicilline organométallique correspondante, comme indiqué dans l'exemple 1. Exemple 2 Préparation de l'acide 6[1 (2-arsénoso-4-nitro-phénoxy) -acétamido- pénicillanique En partant de 2,87 g d'acide 2-arsénoso-4 nitrophénoxy- acétique, on prépare la pénicilline correspondante sous forme de sel sodique, comme indiqué dans l'exemple 1. Exemple 4 Préparation de l'acide 6[1 (p-arsénosophényl ac )acétamidJopénicilla nique Une dispersion refroidie sous agitation à -5 C de il g d'acide p-arsénosophénylacétique et 5,6 g de triéthylamine dans 50 ml de tétrahydrofuranne est traitée goutte à goutte avec 5,4 g de chlorocarbonate d'éthyle; on laisse ensuite sous agitation pendant 15 mn à 0 C. A part, on dissout 10,8 g de 6APA dans 200 ml dseau avec NaOH à 10 jusqu a pH 7,5. A la solution aqueuse, on ajoute 800 ml de tétrahydrofuranne et on fait refroidir à 00. Sous agitation, on ajoute ensuite à la solution de 6APA le mélange de l'anhydride mixte préalablement préparé en cog- servant le pH entre 6,5 et 7,5 par addition de triéthylamine Le mélange est conservé à OOC pendant 30 mn et ensuite à température ambiante pendant 30 mn; on filtre et on corrige le pH du filtrats 5,5. Sous vide à la température maxima de 30 C, on distille le tétrahydrofuranne et le résidu aqueux est extrait avec 75 ml de méthylisobutylcétone; on fait ensuite refroidir la solution à OC et sous agitation, on l'acidifie graduellement en présence de 100 ml de MIBC jusqu'à pH 2,5 ; on sépare la phase organique qui est lavée plusieurs fois rapidement avec de l'eau glacée. On sèche ensuite avec Na2S04 anhydre et on y ajoute 30 de solution n-butanolique de 2-éthylhexanoate de sodium (350 g/l); on dilue avec 10 volumes d'éther, pour faire précipiter le sel sodique de l'acide 6-1-(p-arsénosophényl)-acétamido péniciil-' nique. Exemple 5 Preparation de l'acide 6[1(p-carbobenzyloxyamino-phényl-&alpha;-ar- sénoso )acétamido]pénicillanique 0,1 mole d'acide p-carbobenzyloxyamino-&alpha;-arsénoso- phénylacétique, obtenu par réaction de quantités équivalentes d 'acide p-amino-&alpha;-arsénoso-phénylacétique et -chlorocarbonate de benzyle en solution aqueuse de NaOH sont dissous dans 100 ml d'acétone anhydre en présence de 0,2 mole de triéthylamine. On fait refroidir à -5 C et sous agitation, on ajoute goutte à goutte 0,1 mole de chlorocarbonate d'éthyle. Après 10-15 minutes de réaction, le mélange est versé en mAeme temps qu une solution refroidie à 0 de 0,1 mole de 6APA, dans 350 mi d'eau contenant 0,1 mole de NaHC03 et 1000 mi d'acétone. Le mélange de réaction est laissé ensuite sous agitation à température ambiante. On distille sous vide l'acétone et le résidu aqueux est extrait avec de l'éther. La solution aqueuse extraite est traitée avec 150 ml de méthylisobutylcétone et on corrige le pH à 2 avec de l'HCl . On sépare la phase organique et la phase aqueuse est extraite ultérieurement avec 75ml de MIBC. On réunit les extraits organiques que contiennent les pénicillines organométalliques sous forme diacide libre, on lave avec de l'eau glacée et ensuite on agite avec une quantité suffisante de solution de NaHCO) )% pour porter le pH de la phase aqueuse à 7 On sépare la phase aqueuse et la phase organique est lavée successivement avec 50 ml d'eau. Les solutions aqueuses sont réunies et, après extraction avec de l'éther, sont lyophilisées Le résidu solide est constitué par le sel sodique de l'acide 6 g l-p-carbobenzyl-oxaminophénylea-arsénoso)aeétamidS pé,nictllanique correspondant à la formule où As = 12,61; titre hydroxamique = 76%. Exemple 6 Préparation de l'acide 6[1-p-(1,3, 3,2-dithiarsalan-2-yl)-acétamido7- pénicilianipue A une solution de 35 millimoles d'acide p-arsénaophény-l- acétique dans liteau à pH 7 sont ajoutés 3,5 millimoles de 1,2dimercaptométhane et après 30 mn, on porte à pH 3,5 ; on filtre le précipité ayant la formule suivante Le produit obtenu, après séchage sous vide, est transformé en anhydride mixte par réaction avec une quantité équivalente de chlorocarbonate d'éthyle en présence d'une équivalente triéthylamine, comme indiqué dans les exemples précédents. Le mélange de réaction est utilise pour acyler acide 6-aminopénicillanique en solution acétique aqueuse selon ce qu'on a indiqué au préalable. Du melange, on distille sous vide l'acétone et, du résidu aqueux obtenu, on sépare par lyophilisation la pénicilline organo-métallique ayant la formule suivante R E V E N D I C A T I O N S 10- Nouveaux produits constitués par les pénicillines organométalliques de formule dans laquelle R représente une chaîne latérale caractéristique de la pénicilline et peut être plus spécifiquement représenté par la formule X - R1 - (R2)n - (R3)m - dans laquelle R1 représente un radical alkyle, cycloalkyle, aral aryle, indolylalkyle, naphtyle, benzyle, thiényle et un radical tel que,:: dan leuel R4, R5 et R6 identiques ou différents sont choit parmi les radicaux.dialkylamino dans lesquels les groupes alkyle ont 1 à 8 atomes de carbone, monoalkylamino ayant 1 à 3 atomes de carbone, acylamino ayant 1 à 12 atomes de carbone, acyloxy ayant 1 à 6 atomes der carbone, allyle ayant 1 à 8 atomes de carbone, alkoxy ayant 1 à 6 atomes de carbone, alkyithio ayant 1 à 6 atomes de carbone, alkillsulfonyle ayant 1 à 12 atomes de carbone, carboalkoxy ayant 1 à 6 atomes de carbone, ou parmi les atomes d'hydrogène et d'halogène, ou parmi les groupes nitro- aminoX sulfonyle ou trifluorométhyle;R2 représente 0, S imino, N-allyl-imino ou-bien un groupe alkylénique , arylénique, alkényl- énique et en outre R2 peut avoir la formule suivante où R1 est le radical indiqué et R7 est un radical alkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone ou un radical aryle ; Y représente un atome ed'oXygbne ou de soufre ; R3 représente un groupe alkylénique alkilénique,arylénique, éventuellement substitué par un groupe nitro, hydroxy-aralkyle, halogène, amino ; n et m représentent un nombre entier de O à 4 ; la valeur de n lorsque R2 = 0,05 peut être O et 1;X représente un radical métallique trivalent choisi entre arsenic et antimoine ayant la formule générale - As = Z ou - Sb = Z où Z représente O ou S, ou bien deux groupes alcoxyliques, aryloxydiques-arylamylidiques, alkylthioliques, arylthioiiques ; en outre, Z peut être représenté par un des groupes suivants où R8 représente un radical bivalent alkylénique, arylénique, cycloalkénylénique, aikénilénique et t représente un nombre entier entre 1 et 4, ainsi que les sels de ces nouvelles pénicillines avec, par exemple, les métaux ou les amines et les esters de ces nouvelles pénicillines0 2 - Procédé de préparation des produits nouveaux selon la revendication 1, caratérisé en ce.que l'on fait réagir acide 6-amino-pénicillanique sur un acyihalogénure de formule .R CO X dans laquelle X est un halogène et R a la signification donnée dans la revendication i. 3c Médicaments nouveaux, utilisables comme antibiotiques) caractérisés en ce qutils eontiennent, comme principe actif, au moins un produit nouveau décrit dans la revendication i.