Brevet FR2013456A1 — publié le 19700403

La présente invention concerne une nouvelle méthode de préparation des anhydrides mixtes, et plus particulièrement une nouvelle méthode de synthèse des anhydrides mixtes d'acides organiques utiles notamment dans la préparation de pénicillines demi-synthétiques. L'invention concerne en outre le procédé de synthèse des pénicillines demi-synthétiques. Les anhydrides mixtes, utilisées pour la synthèse de pénicillines demi-synthétiques, sont caractérisées par l'une des formules générales suivantes ou bien dans lesquelles - R1 représente un groupe alkyle, cycloalkyle, indolilalkyle, naphtyle, benzyle, thiényle ou un radical dans lequel R5, R6 et R7 identiques ou différents sont choisis dans les composés suivants : les radicaux dialkylamino dans lesquels les groupes alkyle ont de 1 à 8 atomes de carbone, monoalkylamino ayant 1 à 8 atomes de carbone, acyloxy ayant 1 à 6 atomes de carbone, açyamino ayant I à 12 atomes de carbone, alkyle ayant I à 8 atomes de carbone, alcoxy ayant I à 6 atomes de carbone, alkylthîo ayant I à 6 atomes de carbone, alkylsulfonyle ayant I à 12 atomes de carbone, carboalcoxy ayant l à 6 atomes de carbone, cycloalkyle ayant 5 à 7 atomes de carbone, ces radicaux pouvant entre substitués avec des atomes d'halogène, les atomes d-'hydrogène ou d'halogène, ou les groupes sulfamyle ou trifluorométhyle;; - R2 représente un groupe alkyle ou aryle, ou cycloalkyle, ou araîkyle éventuellement substitué avec un atome d'halogène, un groupe aminé tel que monoalkylamino en C1 à C8 ou dialkylamino ou acylamino, un groupe sulfamidique ou un groupe aldimidique ou cétimidique, un groupe hydroxyle, un groupe alcoxy ayant de 1 à 6 atomes de carbone ou un groupe aryloxy. - R1 et R2 pouvant en outre faire partie d'un même cycle tel qu'un cyçle aliphatique ayant 5 à 7 atomes de carbone ou un hétérocycle comme le 5-méthyl-3-phényl-4-isoxazolyle ou le 5-méthyl-3-(2,6-dichlorophényl)-4- isoxazolyle ou le 5-méthyl-3-( 2-chlorophényl)-4-isoxazolyle.r - R3 et R4 identiques ou différents sont un atome d'halogène ou un radical alcoxy ou aryloxy ou alkylthio ou arylthio, ou R3 et R4 peuvent faire partie d'un même cycle tel que dans lequel R8 est un- groupe divalent tel qu'un groupe alkylène, cyclo alkylène, arylène, alcénilène ou alkinylène, un au plusieurs atomes d'hydrogène.dtun tel groupe pouvant être remplacé par un ou plusieurs atomes dlhalogène. Les anhydrides mixtes, utilisés Jusqu'à présent pour l'acylation de l'acide 6-aminopénicillanique (6APA) sont habituellement obtenus en utilisant des réactifs motteux et très irritants tels que par exemple le chlorocarbonate d'éthyle, ou benzyle, ou dinitrobenzyle, ce qui rend la préparation de ces dérivés acyle onéreuse et difficile. La demanderesse a trouvé maintenant que les anhydrides mixtes d'acides carboxyliques organiques avec les dérivés de l'acide phosphoreux ou phosphorique peuvent être préparés aisément par la réaction d'un sel de l'acide carboxylique demandé avec un dérivé halogéné de l'acide phosphoreux ou phosphorique, selon la réaction suivante ou h , R2, R3, R4 ont Le même sens que ci-dessus; ou M représente un dérivé métallique de valence n tel que Na, K, NH4, Ca, Hg, trialkylammo nium; out X représente un atome d'halogène. Les anhydrides mixtes obtenus selon les réactions précitées, ayant la formule 1 et la formule 2 sont utilisés dan-Ia présente invention, pour la préparation des pénicillines demi-synthétiques. Ces anhydrides mixtes sont mis en réaction avec l'acide 6-aminopénicillaniqué (6APA) selon les réactions suivantes La préparation des anhydrides mixtes selon ce procédé est réaliséepar la réaction d'un sel d'un acide carboxylique selon la réaction précitée, avec le dérivé halogéné convenable de l'acide phosphoreux ou phosphorique dans un solvant inerte miscible ou non miscible à l'eau, à une température comprise entre -50 et +350C, de préférence- entre -20 et +5"C. Par "solvant inerte", on entend les solvants qui ne réagissent pas, dans les conditions de la réaction, avec les réactifs présents, tel que par exemple acétone, benzène7iSobubimkFylcéne, dioxane, tétrahydrofuranne, chloroforme, chlorure de méthylène. Le rapport des réactifs qui sont utilisés dans le but d'obtenir les anhydrides mixtes selon le procédé de la présente invention est strictement stoechiométrique. Le temps de la réaction de la formation des anhydrides mixtes selon la présente invention diffère suivant les réactivités spécifiques des sels des acides carboxyliques et des dérivés halogénés du phosphore utilisés; toutefois,généralement la formation des anhydrides mixtes est complète dans un intervalle compris entre 15 minutes et 2 heures. La synthèse des pénicillines demi-synthétiques de la formule (3) par l'utilisation des anhydrides mixtes ayant les formules 1 et 2, selon la présente invention,est obtenue par la réaction d'un anhydride mixte avec 6APA à une température comprise entre -15 et +250C, de préférence entre -5 et +5 C. L'acylation du 6APA avec les anhydrides mixtes a lieu de préférence en présence de substances à même de neutraliser l'acide hydrohalogène qui s'est formé au cours de la réaction; à cette fin, on peut utiliser indifféremment les solutions aqueuses de soude3 potasse, sodium carbonate, bicarbonate, ou bien des bases organiques comme la triéthylamine ou la pyridine. Pour obtenir un rendement optimal dans le procédé selon l'invention, il est utile de maintenir, au cours de la réaction, un pH neutre, et par conséquent, il est préférable (mais non essentiel) d'utiliser le produit basique dans une quantité correspondant à la quantité stoechiométrique. Le milieu de réaction de la synthèse des pénicillines, selon la présente invention, peut etre homogène ou hétérogène et il peut être constitué d'acétone, méthylisobutylcétone, tétrahydrofuranne, dioxane, chloroforme, chlorure de méthylène, acétate de butyle. I1 est utile mais non essentiel d'utiliser les solvants qui sont solubles, ou partiellement solubles dans l'eau, comme par exemple l'acétone, le tétrahydrofuranne ou le dioxine. Un autre avantage de la présente invention est le suivant pour la synthèse des pénicillines demi-synthétiques de formule 3, on peut utiliser directement des solution aqueuses de différentes concentrations et puretés de 6APA provenant de la séparation enzymatique de la pénicilline. Le rapport des réactifs (l'anhydride mixte ayant la formule 1-2 et 6APA) peut varier : 2,5/1 et 0,5/1; toutefois, il est préférable d'utiliser les réactifs dans le rapport moléculaire. Le temps d'acylation du 6APA selon l'invention change suivant la réactivité des. différents composés utilisés; en général, la réaction est complète dans 3 heures. Un autre avantage de la présente invention est le suivant le procédé en question peut être réalisé en continu- dans une colonne thermostatée, par circulation externe de saumure, à 0 , en alimentant séparément la colonne avec la solution, ou dispersion, de l'anhydridemixte et avec la solution du 6APA contenant une quantité correspondante de substance basique nécessaire pour neutraliser l'acide brmE. A la fin de la synthèse, les pénicillines obtenues peuvent être isolées du milieu de réaction selon les procédés connus de la technique, par exemple par extraction avec les solvants à pH acide, et par extraction successive avec des alcalis de la solution organique. Une autre méthode pour isoler les produits obtenus peut être celle de l'adsorption et -G2ution en utilisant des ruines d'échange d'ions anioniques. Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention. EXEMPLE 1 A un mélange agité et refroidi de l'extérieur à -5 C, de 20,7 g d'acide 5-méthyL-4-phénylisoxazol-yl-4-carboxylique, 150 ml d'acétone anhydre et 20,2 g de triéthylamine, on ajoute graduellement, pendant 30 mn, 13,5 g de trichlorure de phosphore; on garde le mélange sous agitation à -5 C pendant 1 heure. On dissout à part 21,6 g de 6APA dans 400 ml d'eau en corrigeant le pH à 7,5 avec du NaOH 5X. A la solution de 6APA, on ajoute 1000 ml d'acétone et on refroidit à OOC. Sous agitation, on ajoute ensuite à la solution de 6APA le mélange de réaction de l'anhydride mixte, en conservant le pH à 7 et en ajoutant graduellement la triéthylamine. On maintient ensuite le mélange à 0 C sous agitation pendant 2 heures et ensuite on corrige le pH à 6,0; on filtre les impuretés séparées et du filtrat, on distille l'acétone sous vide à la température de 30"C. Un échantillon prélevé de la solution aqueuse obtenue indique, par chromatographie sur couche mince, la présence d'acide 6-/ 3-phényl-5- méthyl-4-isoxazolylcarboxamido]-pénicillanique (Oxacilline). EXEMPLE 2 300 ml de la solution aqueuse, obtenue de l'évaporation de l'acétone dans l'exemple précédent, sont refroidis à 0 C et mélangés avec 150 ml de méthylisobutylcétone. On ajoute sous agitation de l'acide chlorhydrique 57 jusqu'à pH 2; après 5 mn d'agitation, sont séparées les deux phases et la phase organique est rincée trois fois avec 50 ml d'eau; ensuite, après addition de 50 ml d'eau, le pH est porté à 6,5 par addition de NaOH; on sépare la phase aqueuse qui est lyophilisée. On obtient 22, & g de sel sous forme monohydrate de Oxacilline. EXEMPLE 3 En remplaçant le trichlorure de phosphore avec 27,1 g de tribromure de phosphore dans ltexemple 1, on obtient également lOxacilline. EXEMPLE 4 2 litres de bouillon provenant de l'hydrolyse enzymatique de la benzylpénicilline contenant 12,6 mg/ml de 6APA sont centrifugés, avec séparation du bouillon cellulaire. La solution limpide après refroidissement à 50C est acidifiée HC1 10% jusqu'à pH 2 et extraite avec 500 ml d'acétate de butyle. La solution aqueuse après extraction est ensuite concentrée à pH 6,5 sous vide à la température de 35 C jusqu'à un volume final de 500 ml; au résidu, on ajoute 2 litres de tétrahydrofurame et le mélange est ensuite refroidi à CC. On prépare l'anhydride mixte par dissolution de 27,2 g d'acide 5-méthyl-3-(2, 6-dichlorophényl)-isoxazolyl-4-carboxylique dans 500 ml de tétrahydrofurane. On ajoute 10,1 g de triéthylamine et on fait refroidir à 0 C; ensuite, on ajoute dans le mélange 12,7 g de 2-chloro-1,3,2-dioxaphospholane (préparé selon J.A.C.S. vol 72, page 5491 de 1950) sous agitation pendant 2 heures. Le mélange obtenu est ensuite versé petit à petit dans la solution, agitée et refroidie, de 6APA en conservant le pH à 7 avec la triéthylamine. Après 2 heures de réaction à 0 Cy on distille du mélange le tétrahydrofuranne sous vide à la température de 350C; ensuite on filtre le résidu. On extrait la solution filtrée avec 250 ml de méthylisobutylcétone et ensuite à pH 2, toujours avec 250 ml de MIBC, on répète trois finis l'extractxn. La solution de méthylisobutylcétonique acide est rincée 3 fois avec l'eau et la pénicilline contenue est extraite de nouveau avec de l'eau à pH 6,5; la solution aqueuse obtenue est ensuite lyophilisée. On obtient 22,1 g de sel sodique de l'acide 6-/3-(2,6-dichloro- phenyl)-5-méthylisoxazolyl-4-carboxamidof-pénicillanique monohydrate (Dicloxacilline). EXEMPLE 5 Un mélange de 15,1 g de D(-)phénylglycine, 5,8 g de potasse, 100 ml de MeOH et 8,5 ml de HCOH 40% est conservé à 600C pendant 3 heures et ensuite on fait évaporer sous vide le méthanol (MeOH), Le résidu est dispersé dans 150 ml d'acétone anhydre et on refroidit à -5 C. Sous agitation, on introduit 12,6 g de 2-chloro-1,3,2-dioxaphospholane et on garde le mélange sous agitation à 0 C pendant 90 mn. On dissout 21,6 g de 6APA dans 350 ml d'eau et on ajoute du NaOH 5% jusqu'au pH 7,5; à la solution, on ajoute ensuite 1000 ml d'acétone. A la solution de 6APA refroidie à OOC, on ajoute la dispersion de l'anhydride mixte sous forte agitaion, en conservant le pH à 7. Après 1 heure de réaction à température ambiante, on filtre après correction du pH à 6,5. Par chromatographie sur couche mince, on note la présence de D(-)o'-méthylimino-benzylpénicilline. EXEMPLE 6 2,85 g de N-carbobenzyloxy D(-)phénylglycine dans 25 ml de tétrahydrofurarie sont traités avec 1,01 g de triéthylamine et, après refroidissement à -100C, on ajoute 1,53 g d'oxychlorure de phosphore fraichement distillé. On conserve le mélange à -10 C pendant 15 mn et on verse dans une solution contenant 2,16 g de 6APA dans 125 ml d'acétone 75% à pH 735 refroidie à OOC. Après 1 heure de réaction dans le mélange, on observe la présence de la D(-)a-N-carbobenzyloxybenzylpénicilline par chromatographie sur couche mince. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'anhydrides mixtes de formules dans lesquelles - R1 représente un groupe alkyle, cycloalkyley indolilalkyle, naphtyle, benzyle, thiényle ou un radical dans lequel R5, R6 et R7 identiques ou différents sont choisis dans les composés suivants : les radicaux dialkylamino dans lesquels les groupes alkyle ont de 1 à 8 atomes de carbone, monoalkylamino ayant l 8'atomes de carbone, acyloxy ayant 1 à 6 atomes de carbone, acylamino ayant l à 12 atomes de carbone, alkyle ayant 1 à 8 atomes de carbone, alcoxy ayant 1 à 6 atomes de carbone, alkylthio ayant 1 à 6 atomes de carbone, alkylsulfonyle ayant 1 à 12 atomes de carbone, carboalcoxy ayant 1 à 6 atomes de carbone, cycloalkyle ayant 5 à 7-atomes de carbone, ces radicaux pouvant être substitués avec des atomes dthalogène, les atomes d'hydrogène ou d'halogène, ou les groupes sulfamyle ou trifluorométhyle;; - R2 représente un groupe alkyle ou aryle, ou cycloalkyle, ou araîkyle éventuellement substitué avec un atome d'halogène, un groupe aminé tel que monoalkylamino en C1 à C8 ou dialkylamino ou acylamino, un groupe sulfamidique ou un groupe aldimidique ou cétimidique, un groupe hydroxyle, un groupe alcoxy ayant de 1 à 6 atomes de carbone ou un groupe aryloxy. - R1 et R2 pouvant en outre faire partie d'un même cycle tel qu'un cycle aliphatique ayant 5 à 7 atomes de carbone ou un hétérocycle comme le 5méthyl-3-phényl-4-isoxazolyle ou le 5-méthyl-3-(2,6-dichlorophényl)-4- isoxazolyle ou le 5-méthyl-3-(2-chlorophényl)-4-isoxazolyIe. - R3 et R4 identiques ou différents sont un atome d'halogène ou un radical alcoxy ou aryloxy ou alkylthio ou arylthio, ou R3 et R4 peuvent faire partie d'un même cycle tel que dans lequel Rg est un groupe divalent tel qu'un groupe alkylène > cyclo alkylène, arylène, alcénilène ou alkinylène, un ou plusieurs atomes d'hydrogène d'un tel groupe pouvant être remplacés par un ou plusieurs atomes d'halogène, caractérisé en ce que l'on fait réagir, dans un solvant inerte et à une température comprise entre -50 et +35C, un sel d'un acide carboxylique de formule sur un dérivé halogéné de l'acide phosphoreux (de formule dans laquelle X est un rique (de formule halogRne) ou X Pw 3 dans sur un dérivé halogéné de l'acide phospholaquelle X est un halogène). 2. Procédé d'utilisation des anhydrides mixtes tels que décrits dans la revendication 1 pour la préparation de pénicillines semi synthétiques, caractérisé en ce que l'on fait réagir, de préférence en présence d'une base susceptible de naitraliser l'acide produit au cours de la réaction et à une température comprise entre -15 et +250C de l'acide 6-aminopénicillanique avec l'un de ces anhydrides d'acide.