Brevet FR2206324A1 — publié le 19740607

La présente invention a pour objet un procédé de préparation de sels de fluoro-5 cyclocytidine-2,2'; plus particulièrement, l'invention a pour objet un procédé de préparation de sels de fluoro-5 cyclocytidine-2,2' qui comprend la fluoration directe d'un sel de cyclocytidine-2,2' dans un solvant. I1 est bien connu que les composés fluoro-5 pyrimidine, dont le fluoro-5 uracile, ont une cytotoxicité efficace pour traiter certains cancers et infections virales. Particulièrement, les sels de fluoro-5 cyclocytidine-2,2', obtenus selon l'invention, sont des composés utiles dont on a prouvé récemment la cytotoxicité très forte contre certains cancers. La cytotoxicité des produits obtenus selon l'invention est établie par comparaison avec des nucléosides pyrimidiques analogues (voir "Journal of Medicinsl Chemistry", 1972, Vol. 15, n 12, page 1218). L'activité antitumeur de quelques cyclonucléosides pyrimidiques est déterminée par des procédés précédemment décrits (A. Hoshi, F. Kanzawa, K. Kumagai et K. Kuretani "Cancer Chemother Rep." (Partie 1), 53, 165 (1969). On utilise des groupes de six souris maies et femelles de souche BDF1 pesant 20 - 2 g et 1 x 105 cellules de leucémie L1210 sont administrées par injection intrapéritonéale (que l'on désignera par la suite par i.p.). Le composé à tester est injecté i.p. b 100 mg/kg par jour une fois par jour pendant 5 jours, en commençant 24 heures après la transplantation. L'activité antitimeur est évaluée en % d'augmentation de la durée de vie (ADV). L'activité est graduée comme suit:-=P > 0,05;+=P P TABLEAU I Effet des cyclonucléosides pyrimidiques contre la leucémie L1210 Dosse % ADV sur les groupes de Activité Composé mg/kg/j contrôle a) (1) 100 50 +++ (2) 100 76 +++ (3) 100 68 +++ (4) 100 58 (5). 30 b.) 56 (6) 100 75 (7) 100 65 (8) 100 63 (9) 100 42 (10) 100 18 + a) durée de survie dans les groupes de contrôle : 7-9 jours b) seul (5) est injecté i.p. à 30 mg/kg/j une fois par jour pendant 5 jours, en commençant 24 heures après la transplantation. R1 R2 R3 (3) Br H H (4) I H H (5) F H H (6) Br Ac Ac (7) Br PhCO PhCO (8) H PhCO PhCO (Ac : acetyle Ph . phényle) Le substituant X dans les formules ci-dessus a la mgme signification que dans les composés I et LI du procédé de l'invention décrit plus loin. Le tableau I ci-dessus montre que les composés (5), c'est-à-dire les sels de fluoro-5 cyclocytidine2,2',présentent une cytotoxicité extrêmement forte. Les sels de fluoro-5 cycLocytidine-2,2' etaient préparés jusqu'ici par condensation de fluoro-5 cytosine avec un sucre qui donne de la fluoro-5 cytidine que l'on cyclise ensuite. Les étapes de ce procédé sont représentées schématiquement ci-dessous. NH2 BzOCH Hg(CN)2 k ..-"L-* t alcali N cor~~ hane dét > enzoyicinr, 5 & NZ r BzO OBz fluoro-5 cytsine (bz : groupe benznvle) NH NH,HX > F 4 F ICN/ HOC W HOC S OH OH OH fluoro-5 cytidine sel de fluoro-5 cyclocytidine-2,2' (Voir J.J. Fox, Cancer Res., 32, 2269 (1972)). On-sait aussi synthétiser la fluoro-5 cyclocytidine-2,2' à partir de la cyclisation de fluoro-5 cytidine, Le dernier composé peut être préparé par sulfuration suivie de l'amination d'un dérivé de la fluoro-5 uridine qui est obtenu par réaction de fluoro-5 uracide avec un dérivé du ribose (voir Kanai et autres, Med. Chem. 15, 1218 (1972)). Ces procédés ont l'inconvénient de comporter de nombreuses étapes et, de ce fait, de ne permettre qu'un faible rendement. L'invention fournit un procédé de préparation de sels de fluoro-5 cyclocytidine-2,2' comprenant des étapes très simples. L'invention fournit un procédé de préparation des composés précités avec un haut rendement à partir de cyclocytidine obtenue par cyclisation de cytidine facilement obtenue à partir dé source naturelle. Le but de l'invention peut être atteint par fluoration directe d'un sel de cyclocytidine avec un agent de fluoration. Le procédé selon l'invention est représenté par la réaction suivante NH,HX agent de agent de fluoration O HOClI HOCH 2o 2o OH OH (il) (i) Dans les formules ci-dessus,. HX représente tout acide chimiquement compatible dans le procédé. Les acides peuvent étre organiques ou non organiques et le type d'acide HX est de faible importance pour la préparation du composé (I) et aussi pour sa cytotoxicité. Les acides- non organiques sont notamment : HCl, 1/2 H2S04, HBr, HF, HI et 1/3 H3P04; les acides organiques sont notamment les acides carboxyliques aliphatiques ayant généralement 5 atomes de carbone ou moins comme l'acide formique, l'acide acétique et l'acide propionique, les acides carboxyliques aromatiques comme l'acide benzoSque, l'acide o-, m- et p-méthyl benzotque, les acides sulfoniques comme l'acide toluènesulfonique, l'acide méthanesulfonique et l'acide nicotinique. La fluoration directe d'uracile et d'uridine a été récemment décrite dans le "Journal of American Chemical Society" (Vol. 93, p. 5277, 1971) et dans le "Journal of Organic Chemistry (Vol 37, p. 329, 1972). Toutefois, la réactivité des sels de cyclocytidine-2,2' lors de la fluoration n'était pas tout à fait connue et on ne savait rien de leur fluoration directe. La demanderesse a étudié cette fluoration et a établi que les sels de cyclocytidine peuvent être fluorés directement. Selon le procédé de l'invention, les sels de fluoro-5 cyclocytidine,qui sont très importants dans le domaine médical, peuvent etre préparés très facilement et avec un haut rendement à partir de matières premières qui sont facilement disponibles comme produits naturels. On peut utiliser comme agents de fluoration dans le procédé selon l'invention le gaz fluor dilué avec un gaz inerte et des hypo fluorines ayant un groupement oxyfluoro combiné avec un groupement attracteur d'électrons inerte dans la réaction de fluoration. On peut utiliser comme gaz inerte tout gaz inerte vis-à-vis de cette réaction, notamment N2, Ar, He, CF3C1, CF4, etc. Le gaz fluor est de préférence dilué avec un gaz inerte à une concentration inférieure à 80% en volume. Des concentrations supérieures provoquent une réaction vive et, de ce fait, créent des difficultés opératoires.- Inversement avec des concentrations inférieures a 17 en volume, la vitesse de réaction est extremement réduite et la vitesse d'alimentation en gaz doit etre augmentée. La concentration est donc, pratiquement, comprise entre 1 et 80% en volume. On préfère l'intervalle 1-30% en volume et plus particulièrement l'intervalle 3-157. en volume, en vue de la vitesse de la réaction et des conditions opératoires. On peut utiliser comme hypofluorites, par exemple, les hypofluorites de fluoroalkyle ayant, comme groupement.al.kyle, les groupements trifluorométhyle, perfluoropropyle, perfluoroisopropyle, perfluoro-t-butyle. On utilise généralement ceux ayant de 1 à 4 atomes de carbone dans le groupement alkyle, 1'hypofîuorite de trifluorométhyle étant le préféré. Bien que l'on désire que les solvants utilisés dans l'invention soient inertes dans la réaction, ils peuvent hêtre actifs dans une certaine mesure pour améliorer le pouvoir de dissolution des matières premières. On peut utiliser coine solvants, par exemple, l'eau, les alcanols (de préférence ceux ayant de I à 3 atomes de carbone comme le e'tbanol et l'étbanol), les acides alipbatiques (de préférence les acides aliphatiques inférieurs ayant de 1 à 3 atones de carbone comme l'acide formique, acide acétique, l'acide propionique) et leurs esters comme l'acétate d'éthyle, les hydrocarbures fluorés (de préférence ceux ayant de 1 à 3 atones de carbone comme le chlorotrifluorométhane et le tétrafluorométhane), les acides aliphatiques fluorés et leurs esters (de préférence les acides et les esters ayant de 1 à 3 atones de carbone comme l'acide trifluoroacétique, le trifluoroacétate d 'éthyle), les cétones fluorées (de préférence ayant de 1 à 3 atones de carbone comme l'hexafluoroacétone) et les mélanges d'entre eux. Le mélange de ces solvants est utile pour améliorer la solubilité des nattières premières ou pour abaisser la température de réaction, ceci étant dû & å l'abaissement du point de solidification du mélange résultant. La concentration du sel de cyclocctidine-212' dans le solvant est généralement comprise entre 0,1 et 30% en poids, de préférence entre 0,5 et 5,0% en poids, bien que le procédé selon l'invention puisse etre iis en oeuvre avec des concentrations supérieures ou inférieures. Quand on utilise le gae fluor comme agent de fluoration dans le procédé de l'invention, on l'introduit généralement sous agitation dans une solution de sel de cyclocytidine-2,2' à pression normale pendant 30 un à 20 h, généralement 6-10 h, en quantité telle que le rapport molaire de fluor au sel de cyclocytidine-2,2' soit compris dans l'intervalle 0,5-3, de préférence 0,5-1,5.Le temps d'introduction peut être convenablement déterminé selon la dilution du gaz fluor et la température utilisée. Quand on utilise de l'hypofluorite comme agent de fluoration, il est généralement dissous dans un solvant en quantité telle que le rapport molaire d'hyprofluorite au sel de cyclooctidine-2,2' soit compris dans l'intervalle 1-4, de préférence 1,5-2 et mélange avec une solution de sel de cyclocytidine-2,2' pour que la réaction s'effectue. Quand on utilise de 1'hypofluorite, la réaction peut être effectuée soit sous pression normale, soit sous pression élevée dans un autoclave. En utilisant du gaz fluor, la réaction, dans laquelle le gaz fluor dilué est introduit dans la solution contenant les ratières premières sous pression normale, convient.La réaction dure généralement 30 un à 50 h, plus particulièrement 1 b 10 h selon la température. La réaction est de préférence effectuée à faible tempé- rature telle que la matière première puisse etre dissoute dans le solvant et telle que le solvant ne soit pas gelé puisque, a basse température, la vitesse de réaction est modérée et la formation de sous-produit est contrôlée. La température de réaction peut être comprise entre -78 C et +50 C, mais n'est pas limitée a eet intervalle. Le gaz fluor dilué peut Stre, de préférence, utilisé une température comprise entre environ -20 et +50 C, et l'hypo- fluorite peut être, de préférence, utilisé a une température comprise entre -78 et +30 C. le le procédé selon l'invention, quand on utilise de l'hypofluorite, il se forme un produit intermédiaire : un composé fluoro-5 fluoroalcoxy-6 dibydro-5,6. Toutefois, il peut être facilement converti en un sel de fluoro-5 cyclocytidine-2,2' par chauffage à environ 50-100 C pendant 5 mn å 2 h.Quand on utilise du gaz fluor, il se forme un produit intermé diaire : un composé pyrimidine dont les positions 5 et 6 du noyau pyrimidine sont saturées; il peut être converti en sel correspondant dans les mêmes conditions que précédemment La fin de la conversion peut strie déterminée par analyse UV os iM. tes résultats des analyses UV ou BMN sont donnés dans l'exemple 1 ci-après. Après le fin de la réaction, un gaz inerte, tel que l'azote, est introduit dans le liquide réactionnel pour éliminer tout excès d'agent de fluoration, et le fluorure d'hydrogène produit dans le liquide réactionnel est éliminé avec du fluorure de potassium ou de sodium, de l'acétate de sodium on de potassium, un tamis moléculaire, ou en lavant le mélange reactionnel:avec un exces d'éther, c'est-a-dire en précipitant le produit voulu à partir du mélange réactionnel avec un excès d'éther et, de ce fait, en transférant le fluorure d'hydrogène dans une couche surnageante. La solution réactionelle ainsi traitée peut être soumise å une chrosatographie par échange d'ions avec une résine échangeuse de cations ou å une chromatographie par adsorption avec du gel de silice, alumine, etc. pour isoler un sel de fluoro-5 cyclocytidine-2,2'. Les exemples suivants illustrent l'invention sans en limiter la portée. EXEMPLE 1 On dissout dans l'eau (70 ml) du chlorhydrate de cyclo cytidine'-2,2' (2,62 g, 10 millimoles); on introduit dans cette solution environ 155 de gaz fluor dilué avec de l'azote, a la vitesse de 600 ml/h å environ 200C, tout en agitant vigoureusement. Le produit de départ disparaît en 6-8 h (ce qui est- déterminé par analyse UV 3 une longueur d'onde de 263 en-utilisant une partie de la solution réactionnelle diluée avec de l'HCl 0,lN); on introduit ensuite dans le liquide réactionnel de l'azote gazeux et on élimine le solvant sous pression réduite.On dissout le résidu dans 70 ml de méthanol et on ajoute 10 g de fluorure de potassium, on chauffe ensuite å 700C en agitant jusqu'à ce que le produit intermédiaire soit converti en fluoro-5 cyclocytidine-2,2'. On sépare le précipité par filtration, on concentre et on sèche le filtrat sous pression réduite. On dissout le résidu dans de l'eau (50 ml) et on fait passer la solution h travers une colonne échangeuse d'ions de Dowex 50 (nom commercial, disponible chez Dow Chemical Co., type H , résine échangeuse de cations, 140 ml).On lave la colonne avec de l'eau. 2,5 litres, qui sont élués avec 0,1 mole de solution tampon pyridineacide formique, sont éliminés puisque l~'analyse UV prouve qu'ils ne contiennent pas le produit recherché. 3 litres, qui sont élues avec 0,3 mole de solution tampon pyridine-acide formique, sont récupérés, l'analyse W montrant qu'ils contiennent le produit recherché. Le solvant est éliminé sous pression réduite, et on fait passer 50 ml d'une solution aqueuse du résidu-à travers une.colonne de Dowex 1 x 2 (nom commercial, disponible chez Dow Chemical Co., type C1, résine échangeuse d'anions, 20 ml) dont la résine est ensuite lavée avec de l'eau. Les effluents sont réunis et concentrés sous pression réduite. Le résidu est recristallisé, dans l'éthanol; on obtient du chlorhydrate de fluoro-5 cyclocytidine-2,2' (1,51 g, 54%). Point de fusion : supérieur a 2600C; absorption dans le domaine ultraviolet: #maxH2O: 320, 269 m (AM 9.100, 11.200), #maxN-HCl: 230, 269 m (AM 10.100, 12.000). Spectre RMN (dans D2O) # 8,37 (d, 1H, C6-H), 5,62 (d, 1H, C2-H). Les résultats de l'analyse élémentaire concordent avec les valeurs calculées Analyse élémentaire pour C9H11N304FC1 Calculé : C : 38,65% ; H :3,96%; ; N : 15,03% Trouvé : C :38,68%; H :3,95%; N : 15,10% EXEMPLE 2 On dissout du chlorhydrate de cyclocytidine-2,2' (2,62 g, 10 millimoles) dans de l'acide acétique glacial (70 ml); on introduit dans cette solution environ 5% de fluor gazeux dilué avec de l'argon, la vitesse d'alimentation en gaz étant de 1,2 l/h à une température de 10 C pendant 10 h tout en agitant vigoureusement jusqu'à ce que le produit de départ disparaisse. On procède ensuite de la même façon que dans l'exemple 1; on obtient du chlorhydrate de fluoro-5 cyclocytidine-2,2' (1,68 g, 60%). Ses propriétés physiques sont tout à fait identiques à celles du produit de l'exemple 1. EXEMPLE 3 On dissout du chlorhydrate de cyclocytidine-2,2' (2,62 g, 10 millimoles) dans une solution 50% v/v de méthanol dans de l'eau (70 ml); on introduit dans cette solution 10% de gaz fluor dilué avec de l'azote, la vitesse d'introduction étant de 1 l/h d 25"C tout en agitant vigoureusement pendant 6 h jusqu'à ce que le produit de départ disparaisse. On procède ensuite de la mme façon que dans l'exemple 1; on obtient du chlorhydrate de fluoro-5 cyclocytidine-2,2' (1,60 g, 57%). Ses propriétés physiques sont identiques à celles du produit de l'exemple 1. EXEMPLE 4 On dissout de l'acétate de cyclocytidine-2,2' (2,85 g, 10 millimoles) dans 100 ml d'acide trifluoroacétique; on introduit environ 5% de fluor gazeux dilué avec de l'hélium d une vitesse de 1,2 líh à 20"C pendant 10 h, tout en agitant vigoureusement jusqu'à ce que le produit de départ disparaisse. On procède ensuite de la même façon que dans l'exemple 1 pour obtenir de l'acétate de fluoro-5 cyclocytidine-2,2' (1,80 g, 64%). Ses propriétés physiques sont tout à fait les mêmes que celles du produit obtenu dans l'exemple 1. EXEMPLE 5 On dissout du chlorhydrate de cyclocytidine-2,2' (2,62 g, 10 millimoles) dans un mélange d'acide trifluoroacétique (17 ml) et d'eau (55 ml); on ajoute cette solution à une solution d'hypofluorite de trifluorométhyle (20 millimoles) dans de l'acide trifluoroacétique (100 ml) dans un tube à réaction résistant å la pression b -78oC. Le mélange réactionnel -est lentement chauffé a 20"C et vigoureusement agité pendant 10 h. L'excès d'hypofluorite de trifluorométhyle est éliminé en insufflant de l'azote gazeux et le solvant est éliminé sous pression réduite.Le résidu est ensuite lavé avec de l'éther, dissous dans environ 70 ml de méthanol et chauffé å 70"C en présence d'environ 10 g de fluorure de potassium. Les précipités sont éliminés et le solvant est concentré et séché sous pression réduite. On dissout le résidu dans environ 20 ml d'eau; on fait passer la solution à travers une colonne de Dowex 1 x 2 (nom commercial, type C1, 20 ml). L'effluent et les solutions de lavage sont réunis puis concentrés et séchés sous pression réduite. Le résidu est cristallisé dans l'éthanol. Les cristaux bruts sont recristallisés dans de l'éthanol chaud; on obtient du chlorhydrate de fluoro-5 cyclocytidine-2,2' (2,10 g, 75%). Ses propriétés physiques sont tout å fait identiques à celles du produit obtenu à l'exemple 1. Le procédé selon l'invention a été illustré ci-dessus en utilisant les composés (I) et (II) sous forme d'un sel; il peut aussi être mis en oeuvre en utilisant ces composés sous forme libre. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédez qui viennent d'être décrits à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T IO N S 1. Procédé de préparation de sels de fluoro-5 cyclocytidine2,2', caractérisé en ce qu'il comprend la fluoration directe d'un sel de cyclocytidize-2,2' avec un agent de fluoration dans un solvant. 2. Procédé salon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de fluoration est choisi parmi le groupe comprenant le fluor gazeux dilué avec un gaz inactif et un hypofluorite ayant un groupe oxy fluoro qui est combiné avec un groupe attracteur d'électrons inerte dans la réaction de fluoration. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la réaction est effectuée à une temperature comprise entre -78 et 500 C. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ee qu'on utilise le fluor gazeux dilué avec un gaz inerte comme agent de fluoration. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé entre que le gaz inerte est choisi parmi le groupe comprenent N2, Ar, He, CF3Cl, et CF4. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on utilise de l'azote gazeux comme gaz inerte. 7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fluor est dilué avec le gaz inerte è une concentration inférieure a 80Z en volume. 8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fluor est dilué avec le gaz inerte è une coneentration comprise entre i et 30% en volume. 9. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fluor dilué avec un gai inerte est introduit dans une solution de sel de cyclocytidine-2,2' dissous dans un solvant pendant 30 mn à 20 h en quantité telle que le rapport molaire de fluor au sel de cyclocyditine-2,2' soit compris dans l'intervalle 0,5-3. 10. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la réaction est effectuée d une température comprise entre -20 C et +50 C. 11. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'hypofluorite ayant le groupement fluoro-oxy combiné avec un groupement attracteur d'électrons inerte dans la réaction de fluoration est utilise comme agent de fluoration. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'hypofluorite est un hypofluorite de fluoroalkyle. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'hypofluorite est un hypofluorite de fluoroalkyle ayant de 1 d 4 atomes de carbone. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que 1'hypofluorite est l'hypofluorite de trifluorométhyle. 15. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le rapport molaire d'hypofluorite au sel de cyclocytidine-2,2' est compris entre 1 et 4. 16. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une solution d'hypofluorite et une solution d'un sel de cyclocytidine*2,2', séparément dissoutes dans le solvant, sont mélangées pour la réaction de fluoration. 17. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la réaction est effectuée è une température comprise entre -78 C etÊ300O. 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le temps de réaction est compris entre 30 mn et 50 h. 19. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant est constitue par au moins un composé choisi parmi le groupe comprenant l'eau, les alcanols, les acides aliphatiques et leurs esters; les hydrocarbures fluorés, les acides aliphatiques fluorés et leurs esters et les cétones fluorées. 20. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration du sel de cyclocytidine-2,2' dans le solvant est comprise entre 0,1 et 30% en poids.