Brevet FR2267105A1 — publié le 19751107

La présente invention concerne l'acide 1-aza-3-thiayclohexane 6-carboxylique, son procédé de fabrication et ses applications à des fins thérapeutiques. On connaît déjà l'acide 1-aza-3-thiacyclohexane 6-carboxylique ou acide thiazame carboxylique de formule : Les procédés e synthèse tendant à l'obtention de cet acide font en général appel à des processus microbiologiques qui sont longs, élicats et onéreux et qui sont peu intéressants, du point de vue industriel étant donne les mauvais rendements que lton peut atteindre.Ces procédés font en général appel à l'homocystéine comme matière de départ que lton soumet à l'action de microorganismes ou d'enzymes, Or la présente invention fournit un procede simple et économique donnant des rendements élevés en acide thiazame carboxylique ce procédé étant essentiellement caractérisé par le fait que l'on fait réagir du chlorhydrate d'homocystéine thiolactone avec du formaldéhyde en présence d'une base en maintenant le pH du milieu réactionnel à une valeur comprise entre 5,5 et 6,5 et la température au voisinage de la température ambiante. De façon plus particulière, le procédé de l'invention consiste à ajouter, à une solution aqueuse de formaldéhyde sous agitation, une solution aqueuse ou chlorhydrate d'homocystine thiolactone en meAme temps qu'une solution aqueuse de la base et à régler le débit de ces deux solutions de manière à maintenir le pH du milieu réactionnel dans les limites cidessus et à refroidir ce milieu si nécessaire, de manière à éviter toute élévation de température au cour de lu réactica, Avantageusement on maintient le pH au voisinage de 6,3 de préférence légèrement au-dessus pour éviter la destruction du produit et la formation de polymères du formaldéhyde pouvant se produire à des pE supérieurs. De nieme on maintient, par tout moyen approprié, la température aussi constante que possible afin d'éviter la destruction du produit aussitôt formé par suite d'une élévation de la température. La solution aqueuse de la base est avantageusement une solution aqueuse d'une base minérale choisie parmi les hydroxydes solubles de métaux alcalins ou alcalino-terrex. On choisira de préférence les solutions aqueuses de soude ou de potasse caustique. A la suite de l'étude faite des propriétés pharmaceutiques et des activités du produit obtenu selon l'invention, ce produit s'est avéré être intéressant dans le domaine de la thérapeutique humaine. Bien que connu, l'acide thiazame carboxylique n'a en effet jamais été présenté, à la connaissance de la Demanderesse, comme possédant des activités propres à recommander son utilisation comme médicament. Or la présente invention vise l'application de ce produit comme tel. La description qui va suivre fera du reste mieux ressortir la portée et l'intérêt de l'invention. Exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention Dans un bécher de 100 ml on introduit 25 ml d'un soluté de formaldéhyde (CHOH à 37 ffi dans l'eau). On installe dans ce bécher un dispositif d'agitation puissante de tout type connu et un système d'électrode relié à un pH mètre. On prévoit également un bain de refroidissement alimenté en eau froide pour le maintier de la température. On prépare d'un autre coté séparément deux solutions - l'une de chlorhydrate d'homocystéine thiolactone (50 g dans 75 ml d'eau) que l'on a obtenue après chauffage pour parfaire la dissolution et filtration pour éliminer les impuretés insolubles (10 à 15 minutes à 60OC) - l'autre de soude caustique (solution de NaOH à 30 ). On met chacune de ces solutions dans une burette pour pouvoir les ajouter, avec un bon goutte-à-goutte et à un débit réglable à la solution de formaldéhyde sous agitation. Le pH au départ étant de 3-3,5, l'addition d'une goutte de la solution de soude amène ce pH à 7-8 et l'addition d'une goutte de la solution de chlorhydrate d'homocystéine thiolactone le fait redescendre au-dessous de 6. Pour obtenir de bons rendements, il est préférable de maintenir, en réglant le débit des deux solutions, au-dessous de pH = 6,3 plutoAt qu'audessus En effet, au-dessus de cette valeur il y a possibilité de destruction du produit formé et de formation de polymères du formaldéhyde. Par la suite, l'addition des deux solutions peut être accélérée tout en restant très régulière, la solution réceptrice de formaldéhyde étant alors suffisamment tamponnée. En fin d'addition de la totalité de la solution de chlorhydrate d'homocystéine thiolactone, on porte le pH à 6,3 au moyen de la solution de soude-. Tout au long de l'addition on maintient constante la température par une circulation d'eau froide dans le bain dans lequel plonge le bécher contenant la solution réceptrice de formaldéhyde. On laisse ensuite reposer pendant 16 heures, pour achever la précipitation çui commence à se manifester en cours d'addition. On filtre alors sur un filtre Buchner, on lave à l'eau pour éliminer toute trace d'ions chlorure, on sèche à l'étuve à vide (trompe à eau) à 100 C pendant 3 heures. On obtient un produit blanc en fins cristaux brillants. Rendement : 39,7 g (82 %) Test HCl : pas de tracs Dosage du soufre : bon, ce qui donne une pureté de 99,7 % Chromatographie sur couche mince :une seule tache corres pondant à celle du produit de référence Spectre I.R. : bonne correspondance. Des essais effectués sur de plus grosses quantités ont permis d'obtenir de très bons résultats A partir due 1 kg de chlorhydrate d'homocystéine thiolactone, on atteint un rendement de 86,5 % et une pureté donnée par le dosage du soufre de 99,89 %. En travaillant en effet sur une grande quantité, la solution réceptrice est plus facilement tamponnée, ce qui pose beaucoup moins de difficultés quant au réglage du pH. Pour obtenir 1 kg de produit final, il est avantageux de prévoir un débit des solutions de chlorhydrate d'homocystéine thiolactone et de soude caustique de manière que leur ad- dition se fasse pendant une durée comprise entre 5 et 6 heures. L'acide thiazame ainsi obtenu avec de bons rendements s'avère, du fait de ses propriétés étudiées par la Demanderesse, trouver des applications intéressantes dans le domaine pharmaceutique. La Demanderesse a en effet trouvé que cet acide a une action sur la synthèse du mucus. Cette propriété a été mise en évidence à la suite d'une étude réalisée in vitro, par une technique de culture cellulaire. Deux précurseurs des glycoprotéines du mucus à savoir la glucosamine et la L-sérine, mar 3 par 14 quées par H ou C, ont servi d'éléments traceurs sachant que la "Furomycine" et l'Actinomycine' en inhibent l'incorporation. On prélève sur un lot de rats des fragments exactement pesés de trachée et on place ces fragments dans un milieu de culture cellulaire (EME, milieu de Eagle) contenant une quantité de 3HD-Glucosamine et de 14CL-serine corresponlant à une activité de 0,2 microcurie par millilitre et des concentrations variables (1 à 52 mcg/ml) des produits à essayer. L'incubation à 37 C dure 24 heures. Après enlèvement des fragments de trachée, le mucus soluble secrété dans chaque milieu est précipité par une solution de chlorhydrate de cétyl triméthyl ammonium à 10 . Le précipité est lavé puis remis eu suspension à pH neutre au moyen de KCl (1N) + KOH (3,75M). Des quantités aliquotes de 100 microlitres de cette suspension sont portées, avec 15 ml de butyl PBD, dans des flacons à scintillation liquide et sont analysées sur spectromètre à scintillation liquide. Les résultats sont exprimés en CPM (coups par minute) rapportés au gramme de trachée de rat et sont comparés à des témoins incubés sans produit à savoir la L-cystéine, la S-carboxy N-méthyl cystéine, le chlorhydrate de N-cyclohexyl N-méthyl 2-(2-amino 3,5 dibromo)benzyl ammonium ("Bisolvon R") et l'acide thiazame carboxylique. Tous les résultats ont été analysés par le test du "t" de Student Fisher. Le tableau suivant donne les résultats obtenus. Dans les conditions expérimentales indiquées, par rapport aux produits essayés et par rapport au précurseur étudié, il ressort que - dans le cas de la 14CL-sérine l'acide thiazame carboxylique augmente son incorporation d'une manière identique à la S-carboxy N-méthyl cystéine, le "Bisolvon R" étant inactif. Cette activité est fonction de la dose ; - dans le cas de la 3HD-glucosamine : la S-carboxy Nméthyl cystéine est inactive et l'acide thiazame carboxylique en augmente l'incorporation de manière nette, en fonction de la dose étudiée ; toutefois, son action est moins forte que celle du "Bisolvon R" ; la L-cystéine est inactive. Compte tenu de ce qui précède on peut alors dire que l'acide thiazame carboxylique agit sur l'incorporation des deux précurseurs de manière identique, ce qu'aucun des produits étudiés à titre de témoin actif ne réalise. Par ailleurs, des études effectuées in vivo sur des animaux à différents dosa g-s olt montré que cette activité est fonction de la dose administrée ce qui indique que l'acide thiazame carboxylique participe au métabolisme intracellulaire de néoformation des glycoprotéines. TABLEAU Action de l'acide thiazame carboxylique sur la héoformation de mucus dans la trachée ches le rat Incorporation des précurseurs PRODUIT 3H Glucosamine 14C L-Sérine Concentration CPM par g trachée p. cent CPM par g de trchée p. cent Dénomination (meg/ml) Témoins Traités témoins Témoins Traités témoins 10 98,90(11,7)* 134,90(20,6) 136 21,36(2,8) 21,80(2,9) 102 "Bisolvon R" 12 69,39(4,6) 109,84(5,7) 158** 23,01(2,1) 21,63(2,3) 94 S-carboxy 1 298,04(28,1) 280,67(55,6) 94 - - N-méthyl 10 348,88(34,9) 116,5 17,69(3,7) 22,42(2,4) 126,5 -cystéine 26 342,76(18,5) 112 - - 52 306,27(12,8) 359,10(51,9) 117,5 - - L-cystéine 26 271,53(27,4) 88 - - Acide 10 71,26(10,9) 112 17,69(3,7) 19,02(4,3) 108 thiazame 23 62,91(6,0) 77,88(3,8) 124** 20,53(1,9) 116 carboxylique 50 102,63(11,9) 163** 23,77(2,5) 134,5 *Erreur standard **p # 0,05 par rapport aux témoins Par ailleurs-une étude du métabolisme de acide thiazame carboxyliquo chez le rat a été faite de la façon suivante : Des lots de 7 rats ont reçu 500 mg de cet acide parkg et par voie orale. Des prélèvements sanguins ont ensuite été réalisés à 30 minutes, 1, 2, 4 et 8 heures après administration. Un lot d?animaux non traités a été pris comme témoin. Les métabolites sanguins de 11 acide thiazame carboxylique ont été recherchés par la technique de Lindel et Saville ("Techniques de Laboratoires" par Loiseleur, tome I, fascicule 2, page 1108), les résultats étant exprimés en équivalents cystéine + cystine. Le graphique annexé donne les résultats obtenus. Sur ce graphique on a porté en abscisses le Temps (T) en heures et en ordonnées les Equivalents cystéine + cystine (E) en mcg par ml Comme on peut le voir à lsexamen de ce graphique, le retour à la normale se réalise en 7 heures environ, l'acmé se situant à 1/2 heure. Calculée sur ce graphique la demi-vie du produit dans le sang du rat est de 1 h 45. On constate au surplus dans le sang, après gavage, l'apparition de groupements thiols libres. En outre lorsqu'on provoque une bronchite expérimentale au S02 chez le rat on amène par administration de l'acide thiazame carboxylique une augmentation de la perméabilité à l'air des voies respiratoires (200 mg par kg et par jour) avec protection des cellules épithéliales. L'étude de la toxicité a permis de constater que la toxicité aiguë est faible. Le produit est toléré chez le rat lorsqu'il est administré per os, à 200-400 et 800 mg par kg et par jour pendant un mois. Les doses de 1 600 et 3 200 mg par kg par jour provoquent une légère modification des fonctions hépatiques. Entant donné les propriétés intéressantes de cet acide celui-ci s1 avère être un nouveau médicament efficace convenant entre autres pour le traitement de 11 asthme, de la bronchite chronique et indiqué dans tous les cas où une protection-de L'épithélium des voies aériennes sera nécessaire et dans tous les cas où une meilleure perméation à l'air de ces voies serait utile. Les doses a prescrire suivant les indications du médecin traitant peuvent aller de 200 à 600 mg par jour. Il peut etre administré sous toute forme appropriée telle que sous forme de solution aqueuse ou alcoolique, de sirop, de comprimé, de gelule, de suppositoire. L'exemple suivant est ainsi celui de l'une des formes possibles d'administration du médicament Exemple de siroP Acide thiazame carboxylique 1200 mg Eau 30 ml Agents de- conservation usuels 30 mg Arôme 0,6 Sirop de sucre q.s 60 ml Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre purement explicatif et nullement limitatif et que toute modification utile pourra y eAtre apportée sans sortir de son cadre tel que défini par les revendications ci-après. REVENDICADIONS Procédé de fabrication de l'acide 1-aza 3-thia eyclohexane-6 carboxylique stable dont les fonctions acide et amine sont libres, caractérisé par le fait que iton fait réagir du chlorhydrate dthomocystéine thiolactone avec du formaldéhyde en présence d'une base en maintenant le pR-du milieu réactionnel à une valeur comprise entre 5,5 et 6,5 et la température au voisinage de la température ambiante. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on ajoute, à une solution aqueuse de formaldéhyde sous agitation, une solution aqueuse du chlorhydrate d'homocystéine thiolactone en même temps qu'une solution aqueuse de la base et qu'on règle le débit de ces deux solutions de manière à maintenir le pH da milieu réactionnel entre 5,5 et 6,5 et qu'on refroidit ce milieu, si nécessaire, de manière à éviter toute élévation de température au cours de la réaction. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on maintient le pH au voisinage de 6,3 et la température au voisinage de la température ambiante. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la solution aqueuse de la base est avantageusement une solution aqueuse dtlme base minérale choisie parmi les hydroxydes de métaux alcalins ou alcalinoterreux. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la solution aqueuse de la base est une solution aqueuse de soude ou de potasse caustiques. 6. Acide 1-aza D-thia cyclohexane-6-carboxylique, caractérisé par le fait qu'il est obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Application de l'acide 1-aza 3-thia cyclohexane-6 carboxylique en tant que médicament. 8. - Médicament administré sous forme de sirop à base de l'acide 1-aza D-thiacyclohexane-6 carboxylique en vue de la protection de 11 épithélium des voies aériennes et convenant pour le traitement de l'asthme-et de la bronchite chronique.