Brevet FR2013714A1 — publié le 19700403

La présente invention concerne de nouveaux composés ayant des caractéristiques antibactériennes, utiles comme agents thérapeutiques dans les maladies infectieuses chaz l'homme et l'animal, déterminées par les bactéries Gram+ et Gram-, ainsi que par les spirilles et les Tripanosomes; plus particulièrement l'invention concerne de nouvelles pénicillines organométalliques, ayant la formule générale suivante dans laquelle X indique un atome d'arsenic ou d'antimoine, relié directement à un atome de carbone du radical R, R' ;R, R' peuvent Atre identiques ou différents et représenter chacun une chatne caractéristique latérale des pénicillines en général; plus particulibrement R peut être représenté par la formule - R1 - (R2).n - (R ) - 3m et R' par la formule - R4 - (R5 n - (R6)m où Rîet R4 sont identiques ou différents et représentent chacun un groupe alkyle en C5-C72 cycloalkyle, aralkyle, indolylalkyle, naphtyle, benzyle, thionyle, ou un radical phényle ou phénylé substitué par 1 à 3 groupes suivants :: nitroamino, dialkylamino en C1-C8, monoalkylamino en C1-C8, alkanoylamino en C1~C12J alkanoyloxy en C1-C6, alkyle en C1-C8, alkoxy en C1-C6, sulfamyle, halogène, trifluorométhyle, alkylthio en C1 -C6, alkylsulfonyle en C1-C12, carboalkoxy en C1-C6; R2 et R5 sont identiques ou différents et représentent chacun un atome d'oxygène ou de soufre ou un goupe imino, N-alkylimino ou un groupe bivalent alkylène, arylène, alkénylène; ou bien R2 et R5 peuvent avoir la formule suivante où R1 > R4 sont définis comme ci-dessus, et R7 est un radical alkyle en C1-C4, aryle; et Y représente 0 ou S.R3 et R6 sont identiques ou différents et représentent chacun-un groupe alkylène > alkénylène, alkynylène, arylène, éventuellement substitué par un halogène. n et m représentent un nombre entier de O à 4 ; la valeur de n lorsque R2 et/ou R5 sont 0 ou S, peut être seulement de 0 ou 1. L'invention concerne également les sels non toxiques des pénicillines organométalliques ci-dessus définies. Parmi ces sels non toxiques sont inclus les sels des métaux suivants K, Na, Ca, Al, Mg, ammonium et les sels d'amines substituées comme par exemple les sels formés par les trialkylamines non toxiques comme la triéthylamine, la procaïne, la dibenzylamine, la N-benzyl-B-phényléthylamine, la N, N' -dibenzyléthylènediamine, les N-alkylpipéridines et d'autres amines, qui habituellement, sont utilisées pour former les sels de la benzylpdnicilline. Sont aussi inclus dans la présente invention les esters des pénicillines organométalliques précitées qui sont facilement hydrolysables par voie enzymatique ou par vote chimique, en reconstituant la pénicilline organométallique originale de la présente invention. Les nouvelles pénicillines organométalliques peuvent être préparées à partir de l'acide 6-amino-pénicillanique avec un chlorure d'acyle de formule dans laquelle R, R' et X sont comme définis ci-dessus, ou bien un autre dérivé carboxylique équivalent, tel que bromure d'acyle, anhydrides, ou anhydrides mixtes correspondants formés avec d'autres acides c.arboxyliques, incluant les monoesters de l'acide carbonique. Ainsi, un procédé commode pour la préparation des nouvelles pénicillines organométalliques comporte la réaction de 0,1 mole d'un acide carboxylique organométallique (dont la formule du chlorure est donnée ci-dessus) avec 0,2 mole de chlorocarbonate d'éthyle en présence de 0,2-0,22 mole de trialkylamine (de préférence la triéthylamine) dans un milieu anhydre, de préférence hydrosoluble, comme par exemple, le diaxone ou tétrahydrofuranne, à la température de OOC. Après 30 minutes environ de réaction, le mélange ainsi obtenu est versé dans une solution aqueuse refroidie dans 0,2 mole d'acide 6-aminopénicillanique et 0,2 mole de triéthylamine. Après 1 heure d'agitation à une température de OOC le mélange est extrait de préférence, avec de /i'éther, à un pH de 8. La phase aqueuse contenant la pénicilline organométallique sous forme de sel de triéthylamine est enfin acidifiée et extraite rapidement avec un solvant organique insoluble dans l-'eau ; l'extrait organique contenant la nouvelle pénicilline sous forme d'acide libre, après plusieurs lavages avec de l'eau, est séché par exemple avec du Na2SO4 anhydre Le produit est ensuite dissous dans un solvant organique tel que l'éther et transformé en différents types de sels désirés, par réaction avec une base correspondante, par exemple la procaïne ou le 2-éthylhexanoate de sodium. Ces sels sont insolubles dans le solvant organique et donc peuvent être isolés par simple filtration. Les nouveaux antibiiques selon la présente invention sont des composés relativement instables, facilement sujets à des modifications chimiques qui déterminent la perte de l'activité antibiotique; il est donc nécessaire de choisir des conditions de réaction suffisamment modérées pour éviter leur décomposition. Les conditions de réactions, pour l'obtention des pénicillines organométalliques, sont choisies sur la base de la réactivité spécifique des composés utilisés. La température de réaction pour la préparation des dérivés de l'acide 6-aminopénicillanique généralement ne dépasse pas 300 C, et dans plusieurs cas la température d'acylation est la température ambiante. On doit éviter des conditions trop acides ou alcalines dans la préparation des nouvelles pénicillines; il', est préférable de conserver le pH du milieu de réaction entre 6 et 9, ce qui peut être convenablement réalisé en utilisant des tampons convenables, par exemple une solution de bicarbonate de sodium ou un tampon de phosphate de sodium. En outre, le milieu aqueux d'acide 6-aminopénicillanique, y compris la solution d'acide 6-aminopénicillanique, provenant directement de l'hydrolyse enzymatique de la benzylpénicilline purifiée et/ou concentrée, doit être utilisé en présence de solvants inertes ne contenant pas d'atome d'hydrogène réactifs, tels que par exemple les suivants : diméthylformamide, diméthylacétamide, chloroforme, acétone, méthylisobutylcétone, tétrahydrofuranne et dioxane. Fréquemment, il est avantageux d'utiliser l'acide 6-aminopénicillanique sous forme d'un sel dissous dans un solvant inerte, et de préférence dans un solvant inerte hydrosoluble, comme par exemple l'acétone. Pour la préparation des nouvelles pénicillines organométalliques selon la présente invention, il est utile d'appliquer une agitation énergique dans la phase d'acylation de l'acide 6amino-pénicillanique, surtout lorsque deux phases sont présentes (solide-liquide, liquide-liquide). A la fin de la réaction, les produits sont isolés selon les techniques connues avec la benzylpénicilline.ou la phénoxyméthylpénicilline ; ainsi le produit peut autre extrait avec de ltéth ou du n-butanol, b pH acide, et ensuite isolé pour la lyophilisation ou pour la transformation sous forme de sels insolubles dans les solvants organiqu-es, par exemple par neutralisation avec une solution n-butanolique de 2-éthylhexanoate de potassium. Le produit peut en outre autre précipité directement de la solution aqueuse sous la forme d'un sel peu soluble formé avec une amine, ou bien directement par lyophilisation préférablement sous forme de sel potassique ou sodique. Par traitement avec des acides minéraux, le produit est transformé sous forme d'acide libre de la pénicilline qui peut être ensuite tranformée en d'autres sels. Une manière particulièrement convenable pour isoler les composés de la présente inventionconsiste dans leur isolement comme sels potassiques. Ce procédé est appliqué au cours de l'extraction du produit de synthèse de la solution aqueuse, à un pH acide (pH 2 environ) avec l'éther diéthylique; il faut dessécher la solution éthérée et la traiter avec une quantité équivalente de 2éthylhexanoate de potassium en solution n-butanolique concentrée. Le sel potassique qui se forme est précipité habituellement sous forme cristalline, et recueilli ensuite par filtration ou décantation. Au cours de la phase d'acylation de l'acide 6-aminopénicillanique, 1'acétone aqueuse s'est révélée particulièrement convenable; toutefois; on peut utiliser d'autres solvants appropriés. Les acides dicarboxyliques organométalliques symétriques, utilisés comme matières de départ dans la présente in vention, sont préparés selon des méthodes connues en soi. Ces composés peuvent autre préparés par réduction des composés arséno correspondants avec l'acide hypophosphoreux ou bien avec de l'hydrosulfite de sodium 2 H2O3As - R1 - (R2)n - (R3)m - C0OH + 8H +6H20 Les acides arsénocarboxyliques asymétriques peuvent être préparés par exemple par réduction simultanée de deux acides arsoniques (voir par exemple : C.S. Palmer et E.B. Kester, J. Am. Chem. Soc. vol. 50 p. 3109, 1928 Les anhydrides mixtes des acides carboxyliques organométalliques précités peuvent être convenablement préparés-par réactionde o,l mole d'acide carboxylique avec 0,2 mole de chlorocarbonate d'éthyle ou d'isopropyle, en présence de 0,2 mole de triéthylamine, à la température de OOC dans un solvant inerte. La réaction est complète généralement au bout de 30 mn environ, mais avec des acides carboxyliques moins réactifs, il est opportun de prolonger le temps de réaction. Les anhydrides mixtes habituellement ne doivent pas être isolés et le mélange de réaction est utilisé directement dans la phase d'acylation de l'acide 6-aminopénicillanique I1 est souvent utile dans la préparation des nouvelles pénicillines organométalliques d'utiliser du bouillon provenant de l'hydrolyse enzymatique de la benzylpénicilline; dans ce cas, même s'il n'est pas strictement nécessaire, il est préférable de purifier le bouillon en éliminant --les matières cellulaires ainsi que l'acide phénylacétique qui s'est formé au cours de l'hydrolyse enzymatique de la benzylpénicilline. Les exemples suivants illustrent le procédé de la présente invention, sans toutefois en limiter la portée. Exemple 1 4,52 g d'acide p-arséno-phénoxyacétique sont dispersés dans 50 ml d'acétone anhydre; on y ajoute 2,2 g de triéthylamine et, sous agitation et refroidissement externe à -5 C, on introduit 2,18 g de chlorocarbonate d'éthyle. Au bout de 30 minutes, on verse le mélange de réaction dans une solution maintenue sous agitation et refroidie à OOC de 4,32 g d'acide 6-aminopénicillanique dans 50 ml d'eau, contenant 4,4.g de triéthylamine et 250 ml d'acétone.. On maintent le mélange sous agitation à OOC pendant 30 mn, ensuite à température ambiante pendant 1 h. On règle le pH à 6,5 et on distille l'acétone sous vide à 30"C; le résidu aqueux est extrait avec 50 ml diéther et la phase aqueuse est refroidie à 0 C. On y ajoute 50 ml d'éther et sous agitation, une solution de HC1 à 10% jusqu'à pH 2,0. On sépare la phase organique que l'on lave avec de l'eau glacée; la phase éthérée est séchée avec du Na2SO4 anhydre. On ajoute ensuite 7 ml d'une solution de 2-éthylhexanoate de sodium dans du n-butanol (350 g/l) ; on obtient le sel disodique de l'arsénophénoxyméthylpénicilline, ayant la formule chimique suivante Exemple 2 En procédant comme à l'exemple 1, mais en utilisant 4,20 g d'acide p-arsénophénylacétique à la place de l'acide p-arsénophénoxyacétique, on obtient le sel sodique de la parsénobenzylpénicilline, ayant la formule suivante Exemple 2 En procédant comme à l'exemple 1, mais en utilisant 3,44 g d'acide p-carboxyméthylphénylarsénoacétique, on obtient la pénicilline organoarsénicale à structure asymétrique ayant la formule suivante Exemple 4 En procédant comme à l'exemple 1, mais en utilisant 2,68 g d'acide arsénoacétique, on obtient le sel disodique de l'arsénométhylpénicilline, ayant la formule suivante Exemple 2 a) 1 litre de bouillon résultant de l'hydrolyse en- matique de la benzylpénicilline et contenant 13,7 mg/ml d'acide 6-aminopénicillanique, est sépard par centrifugation de la matière cellulaire. La solution limpide, après refroidissement à 0 C- 50C est acidifiée avec du HC1 jusqu'à pH 2,0 et extraite àvec 200 ml de méthylisobutylcétone. La phase aqueuse est concentrée ensuite à pH 6 6,5 sous vide à la température ambiante de 30-350C jusqu a un volume final de 250 ml. A la solution concentrée, on ajoute 1000 ml d'acétone et le mélange est refroidi à 0 C, b) Par ailleurs, on dissout l'acide p-carbobenzyl oxyamino-a-arséno-phénylacétique,(obtenu à partir de 11,4g d'acide a-arséno-p-aminophénylacétique, par réaction avec une quantité équivalente de chlorocarbonate de benzyle en solution dans la soude aqueuse), dans 150 ml d'acétone en présence de 5,1 g de triéthylamine. On refroidit ensuite la solution OOC et on y ajoute goutte à goutte, sous agitation 5,5 g de chlorocarbonate d'éthyle. Le mélange de réaction obtenu en b) est ensuite introduit sous agitation dans la solution préparée en a), en conservant le pH à 7 à l'aide de la triéthylamine. Après 1 h de réaction, la solution est débarrassée de l'acétone par distillation sous vide et le résidu est extrait deux fois avec 100 ml d'éther. La phase aqueuse provenant de l'extraction, refroidie à 0 C en présence de 100 ml de méthylisobutylcétone est réglée à pH 2,6 par addition graduelle de HCl à 10%. Après 10 mn d'agitation, la couche organique est séparée, rincée, deux fois avec de l'eau glacée et traitée avec une solution de NaHCO3 à 3% jusqu'à pH 6,5. La phase aqueuse est séparée et lyophilisée pour obtenir le sel disodique de p-carbobenzyloxy-amino-a-arsénobenzylpénicilline, ayant la formule générale suivante R E V E N D I C A T I O N S 1 - Produits nouveaux constitués par de nouvelles pénicillines organo-métalliques ayant la formule générale dans laquelle X indique un atome d'arsenic ou d'antimoine, relié directement à un atome de carbone du radical R, R' ; R, R' peuvent être identiques ou différents et représenter chacun une chatne caractéristique latérale des pénicillines en général; plus particulièrement R peut être représenté par la formule R1 (R2)n (R3)m et R' par la formule 5 R4 - (R5)n- R6)m où R1 et R4 sont identiques ou différents et représentent chacun un groupe alkyle en C5 - C7, cycloalkyle, aralkyle, indolylalkyle, naphtyle, benzyle, thionyle ou un radical phényle ou phényle substitué par 1 à 3 groupes suivants : nitroamino, dialkylamino en C1-C8, monoalkylamino en C1 -C8, alkanoylamino en C1- C12, alkanoyloxy en C - C6 , alkyle en C1-C8, alkoxy en C1-C6, sulfamyle, halogène, trifluorométhyle, alkylthio en C1 -C6, alkylsulfonyle en C1-C12, carboalkoxy en C1 - C6 ;R2 et R5 sont identiques ou différents et représentent chacun un atome d'oxygène ou de soufre ou un groupe imino, N-alkylimino ou un groupe bivalent alkylène arylène alkénylère;ou bien R2 et R5 peuvent avoir la formule suivante où R1, R4 sont définis comme ci-dessus, et R7 est un radical alkyle en Cl-C4, aryle; et Y représente O ou S.R3 et R6 sont identiques ou différents et représentent chacun un groupe alkylène, alkénylène, alkynylène, arylène, éventuellement substitué par un halogène ; n et m représentent un nombre entier de 0 à 4; la valeur de n lorsque R2 et/ou R5 sont O ou S, peut être seulement de O ou 1, ainsi que les sels de ces pénicillines avec des métaux ou des amines, et les esters de ces pénicillines. 20- Procédé de préparation des nouvelles pénicillines organométalliques définies dans la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait réagir l'acide 6-akino-pénicillanique avec un chlorure d'acyle de formule X - R - CO - Cl X - R'- CO - C1 dans laquelle R, R' et X ont la m8me signification que celle donnée dans la revendication 1. 30- Médicaments utilisables comme antibiotiques, caractérisés en ce qu'ils contiennent, comme principe actif, au moins un produit selon la revendication 1.