Brevet FR2170180A1 — publié le 19730914

la présente invention concerne, d'une façon générale, la production de la 3-fluoro-D-alanine et de ses analogues deutéro, qui sont de puissants agents antibactériens précieux pour inhiber la croissance de bactéries pathogènes de type aussi bien gram-positif que gram-négatif. Plus particulièrement, elle concerne la préparation de composés de la 3-fluoro-D-alanine par une synthèse asymé- trique dans laquelle l'acide fluoropyruvique est amené â réagir avec une amine à activité optique D, comme la D-o-méthylbenzyl- amine pour former la cétimine correspondante qui est hydrogénée ou deutérée catalytiquement pour former un dérivé N-(D-7- méthylbenzyle), puis soumise à une hydrogénolyse du groupe méthylbenzyle pour former la 3-fluoro-Dwalanine ou la 2-deutéro 3-fluoro-DLalanine. En variante, un groupe amino d'un acide D-amino est transféré par voie enzymatique sur l'acide fluoro pyruvique. Selon la présente invention, on fait réagir un composé amino à activité optique D, comme la D-&alpha;-méthylbenzylamine la R(D)-phénylglycine, la 1aiino-(S)-2-(R)-1-hydroxyéthyl indoline et analogues, avec l'acide fluoropyruvique, de préférence en solution dans un alcool inférieur comme l'éthanol. La réaction est conduite initialement à froid et on laisse le mélange se réchauffer vers la température ambiante et, dans ces conditions, la réaction est substantiellement complète en une heure.On fait alors réagir la citimine résultante comme l'acide 2-(D-&alpha;-méthylbenzylimino)-3-fluoroprionique, lacide 2-(D-a- carboxybenzylimino)-3-fluoropropionique et analogues, avec l'hydrogène sous pression, de préférence à environ 2,8 kg/cm2 en présence d'un catalyseur d'hydrogénation comme le catalyseur palladium sur noir ; l'hydrogénation est poursuivie jusqu'à ce que l'absorption cesse, le catalyseur est séparé par filtration et le produit dthydrogénation est isolé du filtrat, si on le désire, pour donner la N-(D-&alpha;-méthylbenzyl)-3-luoro-D-ala- nine, la N-(D-&alpha;-carboxybenzyl)-3-luoro-D-alanine et analogues. On fait ensuite réagir une solution dans l'éthanol aqueux de ce dérivé N-substitué avec l'hydrogène à pression élevée, par exemple & 2,8 kg/cm2, en utilisant un catalyseur d'hydrogénation comme un catalyseur hydroxyde de palladium sur noir, en hydrolysant ainsi le N-substituant. Une fois que l'absorption d'hydrogène cesse, le catalyseur est filtré, le filtrat est évaporé à sec sous vide et le produit restant est recristallisé dans l'isopropanol aqueux pour donner la 3-fluoro- D-alamine. Les exemples qui suivent illustrent la mise en pratique de la présente invention, mais il doit être compris que ces exemples sont donnés dans le but d'illustrer la présente invention et non de la limiter. - EXELLE I - Une solution froide de 12,1 g de D-o-méthylbenzyl- amine dans 100 ml d'éthanol est ajoutée lentement à une solution de 5,3 g d'acide fluoropyruvique dans 250 ml d'éthanol tandis qu'on maintient la solution résultante à 000. On laisse la solution se réchauffer à 25 C et on la maintient à 25 C pendant une heure.On fait alors réagir la solution contenant l'acide 2-(D-&alpha;-méthylbenzylimino)-3-fluoro-propionique avec lthydrogène à 4,8 kg/cm2 en utilisant 5,0 g de catalyseur palladium sur noir à 10%, l'hydrogènation étant poursuivie jusqu'à ce que cesse l'absorption d1hydrogène ; le catalyseur est séparé par filtration et le-filtrat est évaporé jusqu'à la moitié de son volume. On ajoute environ 100 ml d'eau pour former une solution hydroéthanolique contenant la N-(D-&alpha;-méthyl- benzyl)-3-fluoro-D-alanine et le groupe méthylbJnzyl est hydrogénolysé à 2,8 kg/cm en utilisant 5,0 g de catalyseur hydro xyde de palladium sur-noir à noir 10%.Quand cesse l'absorption d'hydrogène, le catalyseur est séparé par filtration, le filtrat est évaporé à sec sous vide et le produit restant est recristallisé dans l'isopropanol aqueux à 50N, puis dans eau pour donner la 3-fluoro-D-alanine substantiellement pure. - EXEMPLE 2 Une solution froide de 12,1 g de D-&alpha;-méthylbenzyl- amine dans 100 ml d'éthanol est ajoutée lentement à une solu tion de 5,3 g d'acide fluoropyruvique dans 250 ml d'éthanol tandis qu'on maintient la solution résultante à 0 C. On laisse la solution se réchauffer à 250C et on la maintient à 250C pendant une heure. On fait alors réagir la solution contenant l'acide 2-(D-&alpha;-méthyl-benzylimino)-3-fluoro-propionique avec le deuterium à 2,8 kg/cm2 en utilisant 5,0 g de catalyseur palladium sur noir å 10%, la deutération étant continuée jusqu' à ce que l'abaorption cesse ; le catalyseur est séparé par filtration et le filtrat est évaporé à moitié de son volume. On ajoute environ 100 mi d'eau pour former une solution hydroéthanolique contenant la N-(D-&alpha;-méthyl-benzyl)-2-deutero-3- fluoro-L-alanine, et le groupe méthylbenzyle est hydrogénolysé sur le catalyseur au noir. Quand cesse l'absorption d'hydrogène, le catalyseur est séparé par filtration, le filtrat est évaporé à sec sous vide et le produit qui reste est recristallisé dans l'isopropanol aqueux à 5%, puis dans l'eau, pour donner la 2-deutero-3-fluoro-L-alanine substantiellement pure. Au Heu d'utiliser la D-&alpha;-méthylbenzylamine dans la réaction avec l'acide fluoropyruvique, on peut employer d'autres composés amino optiquement actifs comme la R(D)-phénylgly- cine ou la I-amino(3)-2-)-[(R)-1-hydroxy-éthyl]indoline. En variante, un groupe amino peut entre transféré par voie enzymatique, en utilisant un oxydase d'acide D-amino ou une transaminase spécifique d'un acide D-amino, sur l'acide fluoropyruvique, à partir d'un acide D-amino comme la D-alanines le L-2- aminobutyrate, la D-proline, la D-phénylalanine, la D-méthionine, soit dans leur forme optiquement pure, soit en mélange avec leur contrepartie L. Par exemple, on ajoute 150 G/ml d'oxydase cristalline de l'acide D-amino du rein de cochon à une solution contenant un tampon de pyrophosphate de sodium 0,1 X, pH 8,5, 40 mli de sulfate d'ammoniui, 40 mi de 3-fluoropyruvate de sodium et 8 mM de D-proline et on purge à l'azote pour exclure tout ltoxygène. Le mélange est incubé & 250C pendant 4 heures et l'enzyme est inactivée par chauffage à 950C pendant 2 minutes. La solution réactionnelle est diluée avec de l'isopropanol et ajustée à pH 4,8 par addition d'ammoniaque aqueuse ; le produit précipité est isolé par filtration et séché pour donner la 3-fluoro-D-alanine. REVENDICATIONS 1) Procédé caractérisé en ce qu'on fait réagir l'acide fluoropyruvique avec un composé D-amino optiquement actif, formant ainsi la D-cétimine correspondante, on fait réagir cette dernière avec lthydrogène ou le deutérium en présence d'un catalyseur d'hydrogénation, réduisant ainsi la cétimine pour former la 3-fluoro-D-alanine N-substituée correspondante, et on hydrogène catalytiquement ce dernier composé, hydrogéno lysant ainsi le substituant à l'azote pour former la 3-fluorop-alanine 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait réagir l'acide fluoropyruvique avec la R(D)-phé- nylglycine pour former l'acide 2-(Dvo-carboxybenzylimino)-3- fluoro propionique, on fait réagir ce dernier avec l'hydrogène en présence d'un catalyseur palladium sur noir, formant ainsi la N-(D-&alpha;-carboxybenzyl)-3-luoro-D-alanine et on fait réagir ce dérivé avec l'hydrogène en présence d'un catalyseur hydroxyde de palladium sur noir, hydrogénolysant ainsi le substituant carboxybenzyle pour former la 3-fluoro-D-alanine. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composé D-amino optiquement actif qu'on fait réagir avec l'acide fluoropyruvique est la 1-amino-(8)-2-tCR)-1-hy- droryéthyl]indollne 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait réagir l'acide fluoropyruvique avec la D-o-méthy benzylamine pour former l'acide 2-(D-x-méthylbenzylimino)-3- fluoro-propionique, on fait réagir ce dernier avec I'hydrogène en présence d'un catalyseur palladium sur noir, formant ainsi la N-(D-&alpha; ;-méthylbenzy 3-fluoro-D-alanine et on fait réagir ce dernier composé avec l'hydrogène en présence d'un catalyseur hydroxyde de palladium sur noir hydrogénolysant ainsi le substituant méthylbenzyle pour former la 3-fluoro-D-alanine. 5) Procédé caractérisé en ce qu'on transfère par voie enzymatique un groupe amino d1un acide D-amino sur le groupe céto de l'acide fluoropyruvique formant ainsi la 3-fluoro D-alanine correspondante. 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enzyme utilisée est une oxydase d'acide D-amino et l'acide D-amino utilisé est la D-proline.