Brevet FR2024556A1 — publié le 19700828

La présente invention concerne un procédé chimique de synthèse de l'acide 6-[D(-)alpha-Aminophénylacétamido]pénicil- lanique de formule (I) L'acide 6-[D(-)alpha-aminophénylacétamido]pénicil- lanique de formule (I) est une pénicilline semi-synthétique qui a un spectre antibactérien étendu et une haute stabilité à l'é- gard des acides, qui est facilement assimilée après administration par voie orale, qui a une tendance faible à s'associer aux protéines du sérum et qui est relativement stable à la pénicillinase (voir K.E. Price, A. Gourevitch, Loche Cheney:Antimicrob. Agents ChemotherO 1966, 670 et F.P Doyle et J.H.C. Nayler dans avances in flrug Research, Academic Press, 1964, volume 1, page 1). En raison de ces propriétés, le produit a trouvé d'importantes applications thérapeutiques et est spécialement intéressant pour le traitement des infections du tractus gastrointestinal, des voies respiratoires et du système urinaire-. La forme D, c'est-à-dire l'acide 6-tD(-)alpha-amino- phénylacétamido]pénicillanique est plus active comme antibiotique que la forme L ou acide 6-LZ(+) -alpha-aminophénylacétamidoJ- pénicillanique et, par conséquent, plus active aussi que le racémique (.E. Price, Ao Gourevitch, L.C. Cheney : AntimicrobO Agents Chemother. 1966, 670). Par conséquent, pour obtenir l'antibiotique de formule (I) ayant une haute activité antibactérienne, il est essentiel que le dérivé de D(-)-2-phénylglycine de formule (II) que l'on condense avec l'acide 6-aminopénicillanioue de formule ne subisse pas de racémisation meme partielle pendant la synthèse de l'acide 6-g D(-)-alpha-aminophénylacétamido 7pénicillaniqueO Parmi les procédés décrits dans la littérature pour la synthèse de l'antibiotique de formule (I), certains font intervenir une condensation entre l'acide 6-aminopénicillanique de formule (III) et un anhydride mixte de la 'D(-)-2-phénylglycine de formule (IV) (par exemple 11 anhydride mixte obtenu au moyen du chloroformiate d'éthyle). Cependant, dans ces condensations, l'anhydride mixte peût subir une dismutation, comme indiqué ci-après ce qui conduit à de médiocres rendements en composé de formule (I) ou à un mélange de produits dérivant de la réaction de l'acide 6-aminopénicillanique de formule (III) avec les deux anhydrides des formules (V) et (VI). Dans d'autres procédés, on prend comme agent de condensation le chlorhydrate du chlorure de D(-)-2-phénylglycine de formule (VII) mais la préparation de ce chlorure de formule (VII) peut entrat- ner une racémisation importante du produit. Enfin, dans d'autres procédés, on utilise de l'acide 6- (alpha-bromophénylacétamido ) -pénicillanique de formule (VIII) ou de l'acide 6-(alpha-azidophénylacétamido)-pénicillanique de formule (IX) : mais avec ces produits on n'obtient que la forme racémique (au niveau de l'atome de carbone adjacent au cycle aromatique) de l'a- cide 6-(alpha-aminophénylacétamido)-pénicillanique On a découvert à présent qu'il est possible d'obtenir l'acide 6-[D(-)-alpha-aminophénylacétamido]pénicillanique de formule (I) optiquement pur en partant d'acide 6-aminopénicillanique de formule (III) et d'un ester réactif de D(-)-2-phénylglycine de formule (X) où R peut représenter l'un ou l'autre radical protecteur de la fonction amine connu pour la synthèse des composés peptidiques, par exemple clest-à-dire les dérivés obtenus par condensation de la D(-)2-phénylglycine avec lacétylacétone, 1 'acé;toacétate d' éthyle (E. Dane et collaborateurs, Bngew. Chem. Internat. Ed. 1, 658, 1962) ou le chloroformiate de benzyle (M. Bergmnnn et lo Zervas Ber. 65. 1192. 1932) et Rl relut reDrésenter un radical Les radicaux protecteurs de la fonction amine sont ensuite éliminés facilement par un procédé classique, c'est-àdire par hydrolyse en milieu acide ou hydrogénation catalytique. On exécute la condensation entre le composé de formule (III) et le composé de formule (X) dans des conditions modérées à une température de O à 400C, et, de préférence, de 200C dans un solvant organique courant (comme l'acétate d'éthyle, le chlorure de méthylène, le tétrahydrofuranne ou un de leurs mélanges) de préférence au moyen de quantités équimoléculaires du composé de formule (III), mis en oeuvre à l'état de sel de triéthylammonium, dans le chlorure de méthylène et du composé de formule (X) à une température de 200C pendant 2 à 20 heures. Bien que la chose ne soit pas essentielle, il peut entre préférable d'utiliser un tampon maintenant le pH à une valeur de 6 à 8. Le caractère surprenant de la découverte est dA au fait que normalement, comme on le sait à propos de la synthèse des composés peptidiques, un ester réactif du type ci-dessus dérivant d'un aminoacide peut être utilisé comme agent de condensation pour une réaction sur un ester d'aminoacide (voir par exemple, L.F. Fieser et M. Fieser, Reagents for Organic Synthesis, John Wiley 1967, pages 743, 485 et 486) alors que dans le cas présent, la condensation a lieu sur l'acide 6-amino-pénicillanique libre de formule (III) ou sur un de ses sels. Un autre caractère de nouveauté tient à la particula rité de l'acide 6-aminopénicillanique de formule (III) de participer avec facilité à une polymérisation, ce qui entrain encore plus facilement la rupture de la liaison b8ta-lactame. Il n'était donc pas prévisible a priori qu'une condensation du type décrit ici puisse s'effectuer sur de l'acide 6-aminopénicianique de formule (III) ni qu'elle puisse s'effectuer sans formation de quantités considérables de produits de polymérisation secondaire, de produits de décomposition, de produits d'hydrolyse, etc.. Au contraire, dans les conditions de réaction de l'invention, on obtient de bons rendements en produit d'une pureté satisfaisante. EXEMPLE 1 A 22,5 g de EOH à 85% (0,34 mole) en solution dans 300 ml de méthanol, on incorpore 50,5 g de D(-)-2-phénylglycine (0,334 mole) à 350C jusqu'à dissolution. On chauffe la solution limpide alors à 600C et on y ajoute 47,7 g d'acétoacétate d'éthyle (0,36 mole) en solution dans 190 ml de méthanol. On chauffe le mélange au reflux sous agitation pendant 10 minutes, puis on le concentre à siccité sous vide à 450C. À la masse solide, on ajoute 600 ml d'alcool isopropylique, puis on filtre le mélange, on lave le résidu sur le filtre avec de l'alcool isopropylique et on le sèche sous vide à 500C. On obtient ainsi 88 g du sel de potassium de la N g 2-(1-carboxyéthyl-1-propényl)J -D(-)-2-phénylglycine fondant à 220-221 a. On chauffe au reflux 6 g du sel de potassium de la Nt2- (1 -carboxyéthyl- 1 propényl)j-I) (-) -2-phénylglycine (20 milli moles) dans 100 ml d'acétate d'éthyle pendant 3 heures avec 2,27g de chloroacétonitrile (30 millimoles) en présence de 3 g de tri éthylamineO On refroidit le mélange, on le lave rapidement avec une solution glacée d'acide chlorhydrique à 2%, puis vivement avec une solution aqueuse glacée de bicarbonate de sodium à 2% et enfin rapidement à l'eau glacée. Après évaporation à siccité sous vide à 30 C, on obtient 4 g de l'ester cyanométhylique de la N-t2-(1-carboxy éthyl-1 propényl)]-D(-)-2-phénylglycine qu'on utilise à l'état brut pour la réaction suivante. A 3,02 g de l'ester cyanométhylique de la Nt2-(1- carboxyéthyl-1 -propényl)j-D(-) -2-phénylglycine (10 millimoles) dans 100 ml d'acétate d'éthyle, on ajoute à 200C une solution formée à 00C au moyen de 2,16 g d'acide 6-aminopénicillanique (10 millimoles) et de 2,02 g de triéthylamine (20 millimoles) dans 100 ml de chlorure de méthylène. On agite le mélange pendant 8 heures à 20 C, puis on le refroidit à 0 O et on y ajoute de l'acide chlorhydrique 1N à 0 C jusqu'à ce que le pH soit de 2, la durée de l'addition étant de 90 minutes, puis on sépare la phase aqueuse et on y ajoute à 0 C de l'hydroxyde de sodium 1N jusqu'à ce que le pH soit de 4,5, la durée de 11 addition étant de 90 minutes0 On recueille par filtration l'acide 6-[D(-)-alpha-aminophénylacétamido]-pénicil- lanique trihydraté qui se sépare, puis on lave le précipité à l'eau et on le sèche : teneur en humidité (perte de poids après 3 heures sous vide à 600) 13,5 0 pH (solution à 1% dans l'eau) 4,2 essai microbiologique (Sarcina lutea ATCC 9341) 102 % par rapport à un étalon essai iodométrique 98 % par rapport à un étalon essai au méthylate de lithium dans le diméthylformamide 99 fo par rapport à un étalon bandes d'absorption dans l'infrarouge à 1780, 1690, 1610, 1590 et 1500 cm 1 g alpha 7 DO = + 2600 (c = 0,25 dans l'eau). EXEMPLE 2 On dissout 32,6 g de D(-)-2-phénylglycine (216 millimoles) dans 220 ml d'hydroxyde de potassium 1N méthanolique à 500C, puis on ajoute à cette solution, à 600C, 30 g d'acétylacétone (300 millimoles) en solution dans 50 ml de méthanol, Après avoir maintenu le mélange aNa reflux pendant 60 minutes, on le refroidit et on le concentre sous vide jusqu a un volume de 100 ml. Après refroidissement jusqu'à OOC, on recueille par filtration le sel de potassium de la N-(1-méthyl-2-acétyl vinyl)-D(-)-2-phénylglycine (50 g) ayant un point de fusion de 222-2240C, On chauffe au reflux 5,42 g du sel de potassium de la N-( 1 -méthyl-2-acétylvinyl) D(-)-2-phénylglycine (20 millimoles) dans 100 ml d'acétate d'éthyle pendant 3 heures avec 2,27 g de chloroacétonitrile (30 millimoles) en présence de 3 g de tri éthylamineO En traitant le mélange comme dans ltexemple 1, on obtient 3,82 g d'ester cyanométhylique brut quton utilise rmmédia- tement pour la condensation suivante. A 2,72 g l'ester cyanométhylique obtenu comme cidessus (10 millimoles) dans acétate d'éthyle, on ajoute 2,16 g d'acide 6-aminopénicillanique (10 millimoles) et 2,02 g de triéthylamine en solution dans 100 ml de chlorure de méthylène, les conditions étant celles précisées dans l'exemple 1. On obtient de l'acide 6-gD(-)-alpha-aminophényl- acétamidoj-pénicillanique trihydraté dont les propriétés physicochimiques sont identiques à celles de l'échantillon pur obtenu dans l'exemple 19 EXEPiIPLE 9 Sous agitation, on ajoute à 33 g de D(-)-2-phénylglycine dans 219 ml d'hydroxyde de sodium 1N à OOC, 37 g de chloroformiate de benzyle, en maintenant le pH à une valeur de 8 à 9 par addition d'hydroxyde de sodium aqueux 1N. Après l'addition, on agite le mélange pendant 30 minutes à 0 C, puis pendant 1 heure à 200C, après quoi on le soumet à une extraction au moyen de 200 ml d'éther éthylique. On sépare la phase aqueuse et on l'acidifie à 0C au moyen d'acide chlorhydrique concentré, jusqu'à ce que le pH soit de 3. Après repos jusqu'au lendemain à OOC, on sépare le solide par filtration, puis on le lave à l'eau et on le sèche sous vide pour obtenir 48 g d'acide D(-)-al3ga-benzyloxyearbonyl~ amino-alpha-phénylacétique ayant un point de fusion de 130-132 C [alpha]D23 - 121O (c = 4% dans l'éthanol). A 5,9 g d'acide D(-)-alpha-benzyloxycarbonylamino- alpha-phénylacétique (20 millimoles) dans 200 ml d'acétate d'éthyle, on ajoute 2,27 g de chloroacétonitrile (30 millimoles) et 3 g de triéthylamine. On chauffe le mélange au reflux pendant 8 heures et, après refroidissement à 0 C, on le lave rapidement à 0 C au moyen de bicarbonate de sodium aqueux à 2% et au moyen d'eau. Après évaporation du solvant à 300C sous vide, on obtient l'ester cyanométhylique qu'on utilise sans purification pour la condensation suivante. Â 2000, on ajoute à 3,24 g de l'ester cyanométhylique (10 millimoles) obtenu comme ci-dessus, dans 100 ml d'acétate d'éthyle, une solution obtenue à 0 C au moyen de 2,16 g d'acide 6-aminopénicillanique (10 millimoles) et de 2,02 g de triéthylamine (20 millimoles) dans 100 ml de chlorure de méthylène. Après agitation pendant 8 heures à 200C, on refroidit le mélange à 0 C et on le soumet à l'extraction au moyen de bicarbonate de sodium aqueux à 3% jusqu'à ce que le pH soit de 7. On acidifie la solution aqueuse jusqu'à pH 2 au moyen d'acide chlorhydrique concentré à OOC, puis on la soumet à l'ex- traction au moyen de 200 ml d'éther éthylique. On soumet la solution éthérée à nouveau à l'extrac- tion à l'aide de bicarbonate de sodium aqueux à 3% jusqu'à ce que le pH soit de 7, après quoi on hydrogène la phase aqueuse à la température ambiante et sous la pression normale en présence de 2 g de palladium sur carbonate de calcium jusqu'à absorption de la quantité théorique d'hydrogène. Après avoir séparé le catalyseur par filtration, on lyophilise la solution aqueuse pour obtenir le sel de sodium de l'acide 6-rD ( - ) -alpha-aminophénylacétamido~7-pénicillaniqueO Essai microbiologique (Sarcina lutea) (ATCC 9341) 97% par rapport à un étalon Essai iodométrique 96% par rapport à un étalon Humidité (K.F.) 1,1% Dosage au moyen d'acide perchlorique dans l'acide acétique 99% par rapport à un étalon EXEMPLE 4 Au lieu de lyophiliser la solution aqueuse obtenue comme dans l'exemple 3, on l'acidifie à OOC à'aide d'acide chlorhydrique concentré jusqu'à ce que le pli soit de 2, puis on la lave avec de l'éther éthylique (200 ml) et on l'amène jusqu'à un pH de 4,5 à OOC au moyen d'hydroxyde de sodium 1N. Après repos jusqu'au lendemain à OOC, on recueille par filtration l'acide 6-[D(-)-alpha-aminophénylacétamido]-pé- nicillanique trihydraté. Après séchage à 400C sous vide, ce composé se révèle identique par ses propriétés physico-chimiques à l'échantillon obtenu par l'exemple 1. EXEMPLE 5 : A 5,9 g d'acide D(-)-alpha-benzyloxycarbonylamino- alpha-phénylacétique (20 millimoles) obtenu comme dans l'exemple 3 dans 200 ml d'acide acétique, on ajoute 5 ml de pyridine, puis 10,92 g de carbonate de di-(p-nitrophényle) (30 millimoles). On chauffe le mélange à 1000C pendant 5 heures, puis on l'évapore à 3000 sous vide. On dissout le résidu dans 200 ml d'acétate d'éthyle, on lave la solution avec de l'acide chlorhydrique 2N à OOC, puis avec du carbonate de sodium aqueux saturé à OOC et enfin avec de l'eau jusqu'à neutralité. Par évaporation à siccité sous vide à 50 C, on obtient 5 g de l'ester p-nitrophénylique de l'acide D(-)-alpha-ben zyloxycarbonyl-alpha-phénylacétique qu'on utilise sans purification pour la condensation suivante. A 4,06 g d'ester p-nitrophénylique de l'acide D(-) alpha-benzyloxycarbonyl-alpha-phénylacétique (10 millimoles) dans 200 ml d'acétate d'éthyle, on ajoute à 200C une solution obtenue à OOC à partir de 2,16 g d'acide 6-aminopénicillanique (10 millimoles) et de 2,02 g de triéthylamine (20 millimoles) dans 100 ml de chlorure de méthylène. Après agitation pendant 20 heures à 200C, on soumet le mélange à l'extraction à OOC au moyen de bicarbonate de sodium aqueux à 3% jusqu'à ce que le pH soit de 7. On acidifie la phase aqueuse jusqu'à un pH de 2 au moyen d'acide chlorhydrique concentré à OOC, puis on la soumet à l'extraction à l'aide de 200 ml d'éther éthylique. On soumet la solution éthérée à nouveau à l'extraction au moyen de bicarbonate de sodium aqueux à 3% jusqu'à ce que le pH soit de 7. A la phase aqueuse, on ajoute 1,5 g de palladium sur carbonate de calcium et on hydrogène la phase aqueuse à la température et sous la pression ambiante jusqu'à absorption de la quantité théorique d'hydrogène0 Après avoir séparé le catalyseur par filtration, on lyophilise la solution aqueuse pour obtenir le sel de sodium de l'acide 6[D(-)-alpha-aminophénylacétamido]-pénicillanique, qui est identique par ses propriétés physico-chimiques à l'échantil- lon obtenu dans l'exemple 3. EXEtPLE 6 Au lieu de lyophiliser la solution aqueuse obtenue comme dans 11 exemple 5, on l'acidifie à 0 C au moyen d'acide chlorhydrique concentré jusqu'à ce que le pH soit de 2 et après l'avoir lavée avec 200 ml d'éther éthylique, on y ajoute de l'hydroxyde de sodium 1N à OOC jusqu'à ce que le pH soit de 4,50 Après repos pendant une nuit à 0 C, on recueille par filtration le solide qu'on sèche sous vide à 4000 de manière à obtenir l'acide 6[D(-)-alpha-aminophénylacétamido]-pénicilla- nique trihydraté, qui est identique par ses propriétés physicochimiques à l'échantillon obtenu dans l'exemple 1. EXEMPLE 7 A 5,9 g d'acide D(-)-alpha-benzyloxycarbonylamino- alpha-phénylacétique (20 milliraoles) dans 200 ml d'acétate d'éthyle, on ajoute 4 g de 2,4,5-trichlorophénol à -10 C et 4,12 g de dicycjohexylcarbodiimide (20 millimoles). Après agitation pendant 3 heures à 0 C, on sépare par filtration la dicyclohexylurée, puis on évapore le filtrat à siccité sous vide à 30 Co On obtient ainsi 11 ester 2,4,5-trichlorophénylique de l'acide D(-)-alpha-benzyloxycarbonylamino-alpha-phénylacétique (brut) qu'on utilise pour la condensation ultérieure0 A 4,63 g d'ester 2,4,5-trichlorophénylique d'acide D(-)-alphe~-benzyloxyearbonylamino-alpha-phénylacétiQue (10 millimoles) dans 200 mi d'acétate éthyle, on ajoute à 20 O une solution obtenue à OOC au moyen de 2,10 g d'acide 6-aminopénicillanique (10 millimoles) et de 2,02 g de triéthylamine (20 millimoles) dans 100 mi de chlorure de méthylène. Après agitation du mélange à 200C pendant 20 heures, on le soumet à l'extraction à OOC au moyen du bicarbonate de sodium aqueux à 3 jusqu'à ce que le pH soit de 7. On acidifie la phase aqueuse à OOC au moyen d'acide chlorhydrique concentré jusqu'à ce que le pH soit de 2, puis on la soumet à l'extraction au moyen de 200 ml d'éther éthylique. On soumet la solution éthérée à nouveau à l'extrac- tion au moyen de bicarbonate de sodium aqueux à 3% jusqu'à ce que le pli soit de 7, après quoi on hydrogène la phase aqueuse à la température et sous la pression ambiantes au moyen de 2 g de palladium sur carbonate de calcium jusqu'à absorption de la quantité théorique d'hydrogène. Après avoir séparé le catalyseur par filtration, on lyophilise la solution aqueuse pour obtenir le sel de sodium de l'acide 6rD(-)-alpha-aminophén rlacétsmido~7~pénicillanique, qui est identique par ses propriétés physico-chimiques à l'échantillon obtenu dans l'exemple 3. EXEMPLE 8 Au lieu de lyophiliser la solution aqueuse obtenue dans l'exemple 7, on l'acidifie à OOC au moyen d'acide chlorhydrique concentré jusqu'à ce que le pH soit de 2, après quoi on la lave avec 200 ml d'éther éthylique et on l'amène à un pli de 4,5 à OOC au moyen d'hydroxyde de sodium 1N. Après repos jusqu'au lendemain à OOC, on recueille par filtration l'acide 6gD(-)-alpha-aminophénylacétamido~7~ pénicillanique trihydraté, qui est identique par ses propriétés physico-chimiques à l'échantillon obtenu dans l'exemple 1. REVENDI 0ATI ONS 1. Procédé de préparation de l'acide 6gD(-)-alpha- aminophénylacétamido]-pénicillanique trihydraté, caractérisé en ce qu'on condense de l'acide 6-aminopénicillanique avec un ester réactif de formule où R représente un radical protecteur courant pour la fonction amine comme on l'utilise pour la synthèse des composés peptidiques (par exemple R = CH3-C=CH-COCH3, CH3-C=CH-COOCH3, et Rt représente le radical cyanométhylène, pnitrophényle ou 2,4,5-trichlorophényle, à des températures de O à 4000. 2. Procédé de préparation du sel de sodium de l'acide 6[D(-)-alpha-aminophénylacétamido]-pénicillanique, caractérisé en ce qu'on condense de l'acide 6-aminopénicillanique avec un ester réactif de formule où R représente un radical protecteur courant de la fonction amine comme on l'utilise pour la synthèse des composés peptidi ques (par exemple R = CH3-C=CHCOCH3, CH3-C=CHCOOCH3, et R' représente un radical cyanométhylène, p nitrophényle ou 2,4,5-trichlorophényle, à des températures de O à 400C et on isole le produit de réaction à l'état de sel de sodium. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que 11 ester réactif est l'ester cyanométhylique de la N-[2-(1-carboxyéthyl-1-propényl)]-D(-)- (2) -phénylglycine. 4. Procédé suivant lune quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ester réactif est l'ester cyanométhylique de la N-(1-méthyl-2-acétylvinyl)D-(-)-2-phényl- glycine 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ester réactif est l'ester cyanométhylique de l'acide D(-)-alpha-benzyloxycarbonylamino alpha-phénylacétique , 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ester réactif est l'ester p-nitrophénylique de l'acide D(-) -alpha-benzyloxycarbonylamino- alpha-phénylacétique. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ester réactif est l'ester 2,4,5-trichlorophénylique de l'acide D(-)-alpha-benzyloxycarbonyl- amino-alpha-phénylacét i que. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est exécuté de préférence à 200C. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'acide 6-aminopénicillanique est utilisé à l'état de sel de triéthylammonium.