Brevet FR2067328A1 — publié le 19710820

390C2 1 2067328 La présente invention concerne un procédé clumi ■ que d"hydrolyse de lactones. En particulier, l'invention concerne un procédé pour hydrolyser la. lactone de 1 acide désaeétyl 7 amino céphalosporanique. Le composé acide désaeétyl 7 aminocéphalosporani -que (I) est ut. composé connu (brevet des Etats Unis d'.Amérique n° 3 202 656}.. et sert d intermédiaire dans la préparation d anti ■ biotiques de la famille des céphalosporlies. 10 H2N H0ÏÏ CHo0H .0 -d N ^ . 2 X.^CH. s2 0-C 0 (II' 15 Le groupe amino de 1 alcool I peut être acyle par des techniques connues, à l:aide d'une série 1'agents d'acylation connus, ojur produire des désaeétyl-eéphalosporines, qui sont des agents nux propriétés antibiotiques.^ La. lactone II est également un composé connu 20 (cf. brevet des Etats Unis d Amérique n° 3 207 755), mais on n-est pas encore parvenu jusqu'à présent à transformer la lactone en alcool intéressant. Les essais à - hydrolyse du cycle ol ;d. que , pz*-des techniques classiques comme par exemple une hydrolyse acide eu basique à des températures variables pendent des durées prclon 25 gees, conduisent principalement à 1-ouverture du cycle y lac rame, labile, plutôt qu:à une ouverture sélective du cycle olidique L:alcool I n:a. par conséquent pu être obtenu jusqu à présent par voie chimique à partir de la lactone avec des rendements suffisants nour se prêter à une application industrielle. L alcool 3C ne pouvait é'tre obtenu què par une hydrolyse enzymatique du groupe acétoxy d un composé tel que l'acide 7 amino céphalosporanique. L'invention a par conséquent comme objet princi pal une technique d:hydrolyse chimique de la lactone de 1 acide désaeétyl 7 amino céphalosporanique (II) en acide désaeétyl 7 35 amino-céphalosporanique (I) avec des rendements suffisants pour permettre une application commerciale. Etant donné la possibilité d:une synthèse totole de la lactone I (cf. les brevets français 1 480 288 eu 1 492 854)5 1 invention permet donc une synthèse totale, applicable industriellement, des antibiotiques efficaces 4C de 1a. série de la. céphalosporine BAD ORIGINAL 70 39082 2 2067328 Le procédé suivant l'invention consiste généralement à traiter la lactone II, ou un de ses sels,pendant environ 5 secondes à 5 minutes par un milieu basique aqueux dont le pH est compris entre 11 et 13 » Les paramètres critiques sont la durée et :5 le pH» Des durées plus longues produisent l'ouverture du cycle (3-lactame en plus de celle du cycle olidique* Bien que le procédé suivant l'invention provoque une certaine ouverture du cycle lac-tame, la limitation de la durée, telle qu'indiquée ci-dessus, permet d'obtenir une quantité suffisante du produit recherché, dans 10 lequel le cycle lactame est intact, alors que le cycle olidique a été hydrclyséo Le pH est également un facteur critique, car à un pH inférieur à 11,1'ouverture du cycle lactawe est importante et l'ouverture du cycle olidique réduite, tandis qu'à un pH supérieur à 13 a lieu une décomposition secondaire importante» 15 Les conditions préférées sont un pH entre .11,5 et 12,5 et une durée de 5 à 60 secondes0 Lorsque la réaction est réalisée à un pH entre 11 et 13 et pendant une durée de 5 secondes à 5 minutes, la température réactionnelle est approximativement la température or-20 dinaire (20-30°C), de préférence 25 à 27°C0 On peut faire varier cette température entre 0 et 100°C „ mais dans ce cas, les conditions optimales de pH et de durée de la réaction sont différentes!. Le solvant utilisé pour la réaction n'est pas critique, à condition qu'il contienne une certaine quantité d'eau 25 pour l'hydrolyse et qu'il soit en outre capable de dissoudre le produit de départ. On obtient par exemple des résultats satisfaisants avec des alcools, l'acétone, le diméthylformaraide et le tétrahydrofuranne en solution aqueuse. La façon la plus avantageuse pour réaliser la 30 réaction est de dissoudre un sel de la lactone (y compris le chlorhydrate, l'acétate, le sulfate , etc) dans de l'eau, d'ajuster rapidement le pH aux environs de 12 à l'aide d'une base aqueuse et d'arrêter la réaction 15 à 30 secondes plus tard par l'addition -d'un acide amenant le pH à 7. Le pH voulu pour la réaction 35 d'hydrolyse peut 'être obtenu par l'emploi de produits basiques classiques, tels que des hydroxydes, y compris l'hydroxyde de sodium et de potassium, des hydroxydes d'ammonium quaternaire, y compris des résines échangeuses d'ions, ainsi que de tampons capables de maintenir le pH voulu» 40 L'alcool produit peut être isolé par une techniBAD ORIGINAL 70 39082 ✓ 2067328 que classique quelconque, l'invention visant plutôt les conditions d'hydrolyse que la technique d'isolation. Une technique préférée de séparation consiste s lyophiliser un mélange de la solution réactionnelle et de cellulose et de soumettre ensuite ce mélange 5 à 5°C à une chromatographie sur colonne de cellulose, l'éluant étant l'acét-onitrile à 90% dans l'eau.Le produit de départ résiduel éventuel est elué en premier lieu,, puis les sous-produits éventuels, provenant de l'ouverture du cycle lactame et en dernier lieu 1'hydroxy-acide recherchée Le produit peut également être 10 séparé par chromatographie par échange d'ions. L'évaporation du solvant sous pression réduite conduit au produit brut, qui peut être purifié par des moyens classiques. Les exemples non limitatifs , qui suivent, sont destinés à illustrer plus en détail le procédé suivant l'invention, 15 mais ce procédé peut subir de nombreuses modifications, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. EXEMPLE 1 767 mg du sel trifluoracétique de la lactone de l'acide désacétyl-7-aminocéphalosporanique (préparé par réaction 20 de 1'amino-lactone et de l'acide trifluoracétique dans les conditions habituelles pour la préparation de sels) sont dissous à 25-27°C dans 50 ml d'eau désionisée, puis on ajoute rapidement à la solution maintenue sous agitation du NaOH 1 N, jusqu'à obtenir un pH de 12. Après 15-30 secondes, le pH est ajusté par du 25 HC1 IN à 6,8-6,9 » puis on ajoute 1 g de Cellulose Whatman GF 11. Le mélange est congelé dans un bain de glace sèche et d'acétone. Le mélange congelé est lyophilisé jusqu'au lendemain et le résidu est placé sous forme d'une couche mince d'une épaisseur de 5 à 6% au sommet d'une colonne de Cellulose Whatman CF 11 (2^4 x 24 cra). 30 On recouvre ensuite la colonne d'une nouvelle couche de 5 à 6 mm de cellulose et la colonne est développée a 5°C, en pompant à travers elle, à raison de 0,5 ml/min, une solution d'acétonitrile à 90% dans l'eau , qui élue les composants. L'éluat est recueilli dans un collecteur automatique des fractions, qui renouvelle tou-35 tes les 10 minutes le tube collecteur* Chaque fraction est analysée. par chromatographie en couche mince, en déposant des échantillons de 10X de chaque tube sur des plaques revêtues de cellulose (Eastman Kodak Co„) et en développant les taches sur les plaques sur 15 cm à l'aide d'une solution à 75/i d'acétonitrile et à 40 25% d'eau. Les fractions 1 à 45 contiennent des traces du produit BAD ORIGINAL 70 39082 4 2067328 de départ. Les fractions 46 à 95 contiennent principalement le sous-produit indésirable obtenus par ouverture du cycle lactame. Les fractions 96 a 151 contiennent un mélange du produit recherché et de sous-produit indésirable. Les constituants de ce mélange 5 peuvent être séparés par une nouvelle chromatographie sur colonne de cellulose. Les fractions 152 à 184 contiennent 1'hydroxy-acide I recherché. Ces dernières fractions sont réunies et évaporées sous pression réduite, le mélange huileux obtenu étant extrait à l'acétate d'éthyle» La phase aqueuse restante est lyophilisée 10 jusqu'au lendemain et le résidu est lavé avec une solution à 95$ d'acétate d'éthyle et à 5$ de méthanol. La suspension est filtrée et le produit solide séparé et conservé à 5°C dans un dessicatéur» Les fractions 152 à 184 réunies produisent 10 mg du produit recherché; le mélange de ce produit et du sous-produit des fractions 96 15 à 151 pèse 130 mg. Les analyses aux rayons infrarouges et par spec-trographie de masse confirment, par comparaison avec un échantillon authentique, l'identité du produit recherché, dont le rendement est de 15 à 30fo, déterminé par des techniques biochimiques nor-20 malisées. EXEMPLE 2 On répète le mode opératoire de l'exemple 1, sauf que le pH est ajusté, à 11,0 , la durée de la réaction étant de 5 minutes. La détermination de la teneur en acide désacétyl-7-25 aminocéphalosporanique par des méthodes biochimiques fait apparaître une transformation d'approximativement 10$. EXEMPLE 3 On répète le mode opératoire de l'exemple 1, sauf que le pH est ajusté à 11,5 et la durée de la réaction 30 est de 15 a 30 secondes. L'estimation de la teneur en acide désacétyl-7-aminocéphalosporanique par une méthode biochimique montre une transformation approximative de 15/o » EXEMPLE 4 On répète le mode opératoire de l'exemple 1, 3-5 sauf que le pH est ajusté à 13,0 et la durée de la réaction est de 5 à 10 secondes. La transformation en acide désacétyl-7-amino-céphalosporanique, déterminée par méthode biochimique, est d'environ 8%. BAD ORIGINAL 70 39082 5 2067328 Il H 11 I C l T I 0 K S ■ 1. Procédé pour hydrolyser la lactone dé 1'*acide désacétyl-7-aminocéphalosporanique en acide désacétyl-7-amino-céphalosporanique, caractérisé en ce que la lactone est-soumise 5 pendant 5 secondes à 5 minutes à l'action d'un milieu basique aqueux à un pH de 11 à 13 « • 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu basique aqueux est de l'hydroxyde de sodium aqueux. . D 3- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que 1& pH est de 11,5 à 12,5 et la durée de la réaction de 5 à 60 secondes. 4» Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le pH est de 12 et la durée de la réaction de- 15 à 30 15 secondes.