Brevet FR2427341A1 — publié le 19791228

La présente invention a pour objet de nouveaux dérivés aminoglycosidiques hémisynthétiques, leur procédé de préparation et leur application en thérapeutique. Ces nouveaux dérivés répondent plus précisément à la formule suivante dans laquelle : - R représente un atome d'hydrogène ou un radical hydroxyle, et - R1 représente . un groupe aminométhyle de formule -CH2-NH2, . un enchaînement aminoéthylamino de formule -NH-CH2-CH2-NH2, . un enchaînement hydroxyéthylamino de formule -NH-CH2-CH2-OH, ou . un enchaînement formylméthylamino ou diméthoxy-2,2 éthylamino, respectivement de formule -WH-CH2-CHO et Les composes de rormule (@) a l'exception ae ceux pour lesquels R1 représente un groupe aminométhyle et formylméthylamino, sont obtenus par hydrogénolyse du groupe protecteur Z des composés de formule dans laquelle - R a la même signification que dans la formule (I) ; - R'1 représente . un enchaînement aminoéthylamino de formule -NH-CH2-CH2-NH2, . un enchaînement hydroxyéthylamino de formule -NH-CH2-CH2-OH, ou . un enchaînement diméthoxy-2,2 éthylamino de formule -NH-CH -CH(OCH) : et 2 32' - Z représente un groupe benzyloxycarbonyle de formule Cette réaction d'hydrogénolyse s'effectue de préférence en autoclave et en présence de palladium sur charbon, notamment en solution dans un mélange eau-méthanol-acide acétique. Lés composés 'de formule (II), eux aussi nouveaux, résultent de l'action des composés de formule R'1H (III) dans laquelle R'1 a la même signification que dans la formule (II), sur les composés de formule dans laquelle R et Z ont la même signification que dans la formule (II). Cette réaction de substitution nucléophile se fait de préférence dans un solvant organique, comme par exemple l'acétonitrile, et éventuellement en tube scellé. Les composés de formule (IV), également nouveaux, sont obtenus par action de la N-bromosuccinimide en présence du triphénylphosphine et de préfé rence en solution dans le diméthylformamide, sur les composés de formule dans laquelle R et Z ont la même signification que dans la formule (II). Les nouveaux composés de formule (V) résultent de l'action du chloroformiate de benzyle sur les composés de formule dans laquelle R représente un atome d'hydrogène ou un radical hydroxyle. Cette réaction se fait de préférence en présence d'une base, comme par exemple le carbonate de sodium. Lé composé de formule (VI) dans laquelle R=H, est dénommé LIVIDAMINE et il est obtenu par hydrolyse ménagée de la LIVIDOMYCINE selon le protocole de T. ODA (J. Ant. 2k, 511-518, 1971). Le composé de formule (VI) dans laquelle R=OH est, quant à lui, dénommé PARCMAMINE ; il est obtenu par hydrolyse ménagée de la PAROMOMYCINE selon le protocole de S. UMEZAWA (J. Chem. Soc. Japan, 39, 2014-2017, 1966). Les composés de formule (I) dans laquelle R1 représente un groupe aminométhyle sont obtenus par réduction et déprotection simultanées des composés de formule dans laquelle R et Z ont la même signification que dans la formule (II), Cette réaction de réduction et de deprotection simultanées est réalisée de préférence par le palladium sur charbon, par exemple à 10 %, et en milieu acide. Les composés de formule (VII), également nouveaux, résultent de l'action d'un sel de cyanure, notamment d'un cyanure de métal alcalin et de préférence du cyanure de potassium, sur les composés de formule (IV) préparés ci-dessus. Enfin, les composés de formule (I) dans laquelle R1 représente un enchaînement formylméthylamino, sont obtenus par-hydrolyse de composés de formule (I) pour lesquels R1 représente un enchaînement diméthoxy-2,2 éthylamino. Les préparations suivantes sont données à titre illustratif de la présente invention. Exemple i 6' N-(hydroxy-2 éthyl)-néamine [composé de formule (I) où R=OH et R1=NH-CH2-CH2-OH] 7ère étape : per-N-carbobenzoxy-paromamine Composé de formule (V) où R=OH] Dans un réacteur de 4 litres muni d'un agitateur et d Tune ampoule dtintroduction, on additionne 2,9 litres d'eau et 0,75 litre de méthanol. On ajoute alors 108,5 g (0,5 mole) de chlorhydrate de paromamine, puis 600 g (5,7 moles) de carbonate de sodium. On refroidit le ballon par un bain d'eau glacée et ajoute 304 g soit 28k ml (2 moles) de chloroformiate de benzyle en 30 minutes, en prenant soin de ne pas laisser la température s'élever à plus de 200 C. On laisse en réaction pendant 24 heures à température ordinaire et sépare le précipité par essorage.On remet à nouveau le précipité en suspension sous vive agitation dans 6 litres de HCl 0,01 M et essore à nouveau Apres lavage à l'eau puis essorage, le gâteau obtenu est repris sous agitation par 3 litres de méthanol, essoré à nouveau puis séché pendant 15 heures à 60 C sous vide. Le produit est à nouveau repris par 3 litres de méthanol dans lequel on a dissous 10 g de sodium et le mélange obtenu est porté au reflux pen- dant 2 heures. Le milieu obtenu est dilué par 1,5 litre de méthanol et ltinsoluble est récupéré par essorage puis séché dans une étuve sous vide. On obtient ainsi 234 g du composé attendu. . Rendement : 65 % . Point de fusion : > 2600 C (décomposition) . [&gamma;]20D = 60,3 (DMF) chromatographie sur couche mince de silice ; éluant CHCl3-100, CH3COOC2H5-25, CH3OH-15. Rf = 0,24 (I2,Mo Spray) Par le même procédé mais à partir de la LIVICAMINE, on obtient la per-N-carbobenzoxylividamine [composé de formule (V) où Rendement t 80 % . Point de fusion : > 260 C . [&gamma;]D = 42,2 (DMF) 20 . Chromatographie sur couche mince de silice ; éluant : CHCl3-100, CH3COOC2H5-25, CH3OH-15 Rf=0,16 (I2, Mo Spray) 2ème étape : bromure de déoxy-6' N-carbobenzoxyparomaminyle [composé de formule (IV) où R-OH] Le composé dans lequel R=OH obtenu à l'étape précédente (58 g 0,8 mole) préalablement séché est dissous dans 500 ml de diméthylformamide sec.On ajoute 42 g (0,16 mole) de triphénylphosphine puis, en 30 minutes sous courant d'azote et en refroidissant,286 g de N-bromo-succinimide. Le milieu homogène jaune obtenu est porté au reflux pendant 5 heures à 600 C sous azote. Après retour à température ordinaire, on évapore le solvant, reprend par 300 ml d'eau puis décante pour éliminer la phase aqueuse. L'huile obtenue est reprise par 500 ml de chloroforme et le produit cristallin obtenu est séparé par essorage puis lavé par de l'éther. Après séchage, on obtient 44 g du composé attendu. Rendement : 70 % . Point de fusion : 2150 C [&gamma;]D = 47,1 (DMF) 20 . Formule brute : C36H42BrN3012,H20 . Poids moléculaire : 806,6 . Analyse élémentaire C H N Br Calculé (%) 53,59 5,37 5,20 9,90 Trouvé f(%) 53,34 5,42 5,44 9,32 . Chromatographie sur couche mince de silice ; éluant * CHCl3-100, CH3COOC2H5-25 , CH3OH-15 Rf=0,33 (I2, Mo Spray) Par le même procédé mais à partir de la per-N-carbobenzoxylividamine, on obtient le bromure de déoxy-6' N-carbobenzoxylividaminyle [composén de formule (IV) où R=H] . Rendement : 70 % . Point de fusion : 2550 C . [&gamma;]20D = 39,6 (DMF) . Formule brute : C36H42BrN3011 Analyse élémentaire: C If N Calcule (%) 55,96 5,48 5,44 Trouvé (%) 55,82 5,44 5,83 , Chromatographie sur couche mince (silice) ; éluant : CHCl3-100, CH3COOC2H5-25, CH3OH-15. Rf=0,44 (I2,Mo Spray). 3ème étape : 6'-g-(hydroxy-2 éthyl) N'-carbobenzoxynéamine composé de formule (II) où R=OH et R'1-NH-CH2-CH2-OH] 788 mg (10 3 mole) du composé (dans lequel R=OH) préparé à l'étape prkcétlenté et 610 mg (10 2 mole) d'éthanolamine sont chauffés en tube scellé à 900 C pendant 15 heures dans 10 ml d'acétonitrile. Le mélange s'homogénéise et peu à peu un précipité se forme. Après retour à température ambiante, le précipité est filtré puis lavé abondamment à l'eau. Après séchage, on isole 450 mg du produit attendu. . Rendement : 59 % Point de fusion : 2350 C (décomposition) . Formule brute : C38H48N4013, 2H20 . Analyse élémentaire : C H N Calcule (%) 56,55 6,51 6,96 Trouve (%) 56,55 6,11 9,94 4ème étape : 6' N-(hydroxy-2 éthyl)-néamine composé de formule (I) où R=OH et R1=NH-CH2-CH2-OH] 768 g du produit obtenu à l'étape précédente sont dissous dans un mélange de 10 cm3 d'acide acétique, 20 cm3 de méthanol, 5 cm3 d'eau et hydrogénolysés sous 3 kg pendant 5 heures en présence de palladium sur charbon. Après les traitements habituels, on purifie le produit obtenu par filtration sur colonne d'exclusion Séphadex G10 dans l'eau. . Rendement : 52 % . Point de fusion : 260 C (décomposition) . [&gamma;]D = 60,6 (eau) Formule brute : C14H3ON4O7,H2O . Poids moléculaire : 384,4 . Analyse élémentaire : C H N Trouvé (%) $43,50 $8,40 14,20 Exemple 2 : 6' N-(amino-2 éthyl) néamine [composé de formule (I) où R=3H et R1= NH-CH2-CH2-NH2] 1ère étape : 6' N-(amino-2 éthyl) N-carbobenzoxy-néamine [composé de formule (II) où R=OH et R'1=NH-CH2-CH2-NH2] 1,57 g du composé (IV ; R=OH) préparé à la deuxième étape de l'exemple 1 et 1,2 g d'éthylène diamine sont dissous dans 20 ml d'acétonitrile et chauffés à 800 C pendant 15 heures en tube scellé. Après avoir refroidi la solution obtenue, on évapore le solvant et chromatographie le résidu sur acide silicique (CHCl3/CH3OH:50/50 puis CH3OH pur). . Rendement : 20 % . Point de fusion : 2100 C . Formule brute : C38H49N5O12,H2O . Analyse élémentaire : C H N Calculé (%) 58,07 6,54 8,91 Trouvé (%) 57,79 6,80 8,26 2ème étape : 6' N-(amino- 2 éthyl) néamine [composé de formule (I) où R=OH et R1=NH-CH2-CH2-NH2i 320 mg du produit obtenu à l'étape précédente sont dissous dans un mélange de 10 cm3 d'acide acétique, 20 cm3 de méthanol et 10 cm3 d'eau et hydrogénolysés sous 3 kg pendant 6 heures en présence de palladium sur charbon à 10 %. Après les traitements habituels, on purifie le produit par filtration sur colonne d'exclusion Sephadex G10 dans l'eau. Rendement : 42 % . [&gamma;]20D = 44,4 (eau) . Formule brute : C14H31N5O6, 2H2O . Analyse élémentaire : C H N Calculé (%) 41,88 8,78 17,44 Trouvé (%) 41,50 8,50 17,55 Exemple 3 : 6' N-(diméthoxy-2,2 éthyl) néamine [composé de formule (I) où R=OH et @ere etape : 6' N-(dimethoxy-2,2 éthyl) N-carbobenzoxyn@amine [composé de formule (II) où R-OH et 2,4 g du composé (IV ; R=OH) obtenu à la 2ème étape de l'exemple 1 et 3 ml d'aminoacétaldéhyde diméthylacétal sont dissous dans 30 ml dracétonitrile. La solution est chauffée à 900 C pendant 78 heures Après retour à température ambiante, on évapore le solvant, reprend par l'eau, filtre le résidu et le recristallise dans l'eau. . Rendement : 74 % . Point de fusion : 229 C . Formule brute : C40H52N4O14, H2O . Analyse élémentaire : C | H N Calculé (%) 57,82 6,55 6,74 Trouvé (%) 57,59 | 6,62 6,74 2ème étape : 6' N-(diméthoxy-2,2 éthyl) néamine [composé de formule (I) où R=OH et 830 mg du produit obtenu à l'étape précédente sont hydrogénolysés dans un mélange acide acétique/méthanol/eau, en présence de palladium sur charbon sous 3 kg. Après les traitements habituels, on purifie le produit obtenu par chromatographie sur acide silicique (CHCl3/ CH3OH 50/50 jusqu'à élimination des impuretés puis phase supérieure du mélange CHCl3 100, CH30H 50, NH40H 50).On élimine enfin la silice entraînée par passage sur résine CG 50. Après lyophilisation, on récupère 220 mg du produit désiré. . Rendement : 47 % . Point de fusion : 200 C . Formule brute : C16H34N4O8 . Poids moléculaire : 464,5 . Analyse élémentaire : C H N Calculé (%) 41,36 8,68 12,06 Trouvé (%) 41,98 8,31 11,62 Exemple 4 : Homonéamine [composé de formule (I) où R=OH et R1=CH2NH2] lère étape : cyanure de déoxy-6' N-carbobenzoxyparomaminyle [composé de formule (VII) où R=OH] Dans un ballon de 50 ml muni d'un agitateur on introduit 3,16 g (0,04 mole)du composé (IV ; R=OH) obtenu à la 2ème étape de l'exemple 1 dans 10 ml de diméthylsulfoxyde sec. Après addition de 0,65 g (O,C1 mole) de cyanure de potassium anhydre, on chauffe sous azote à 500 C pendant 24 heures.On laisse le milieu revenir à température ordinaire puis dilue à 110 ml par de l'eau. On filtre le précipité obtenu que l'on recristallise dans le méthanol. On obtient ainsi 1,2 g du composé attendu. . Rendement : 41 % . Point de fusion : 2570 C . [&gamma;]D = 54,3 (DMF) 20 . Formule brute : C37H42N4O12, 1,5 H2O . Analyse élémentaire : C H N Calculé (%) 60,48 5,76 7,63 Trouvé (%) 58,33 5,95 7,35 . Chromatographie sur couche mince (silice) ; CHCl3-100, CH3COOC2H5-25, CH3OH-15. Rf = 0,40 (I2, Mo Spray) Par le même procédé mais à partir du composé de formule (IV) où R=H obtenu conformément à la seconde étape de l'exemple 1, on prépare le cyanure de déoxy-6' N-carbobenzoxylividaminle [composé de formule (VII) où R=H . Rendement : 83 % . Point de fusion : 228 C . [&alpha;]D = 40,6 (DMF) 20 . Formule brute : C37H42N4O11 . Analyse élémentaire : C H N Calculé (%) 60,31 6,02 7,60 Trouvé (%) 59,79 5,86 7,75 .Chromatographie sur couche mince (silice) ; CHCl3-100, CH3COOC2H5-25, CH3OH-15 ; Rf = 0,40 (I2, Mo Spray) 2ème étape : Homonéamine [composé de formule (I) où R=OH et R1=CH2NH2] 1 g (1,35 mole) du composé (VII ; R=OH) obtenu à l'étape précédente, 300 mg de palladium sur charbon à 10 %, 15 ml d'acide acétique, 12 ml de méthanol et 3 ml d'eau sont agités à température ordinaire dans un appareil de Parr sous une pression d'hydrogène de 3,4 Kg/cm2 pendant 4 h 30. Après filtration sur célite du catalyseur, on chasse le solvant, reprend l'huile résiduelle par le méthanol puis centrifuge la suspension obtenue pendant 15 minutes à 15 000 t/m.Le surnageant est récupéré et le solvant évaporé sous vide. Aprés chromatographie sur 45 g d'acide silicique (éluant phase inférieure : CHCl3 l litre, CH3OH 500 ml, NH4OH 500 ml, puis phase supérieure des mélanges précédents), on récupère 256 mg du produit désiré. . Rendement : 57 % .Point de fusion : > 2600 C (décomposition) .[&gamma;]20D = 74,5 (H2O) . Formule brute (chlorhydrate): C13H28N4O6, 3H2O, 4HCl .Point de fusion du chlorhydrate : > 2600 C . Analyse élémentaire au chlorhydrate C H N Calculé (%) 29,11 7,14 10,45 Trouvé (%) 28,45 6,43 10,25 . Chromatographie sur couche mince (silice) du chlorhydrate ; CH3OH-1, NH4OH-1 ; Rf = 0,36 (I2, Mo Spray) Par le meme procédé mais à partir du composé de formule (VII) pour lequel R=H préparé conformément à la lère étape de l'exemple 4, on obtient l'homolividamine [composé de formule (I) où R=H et R1=CH2-NH2]. . Rendement : 60 % . Point de fusion: > 260 C . [&gamma;]20D = -10 (eau) . Formule brute : C13H28N4O5, 2H2O . Analyse élémentaire : C H N Calculé (%) 43,80 9,05 15,72 Trouvé (%) 43,54 9,25 15,47 . Chromatographie sur couche mince (silice) ; CH3OH-2, NH4OH-1 ; Rf = 0,12 (I2, Mo Spray). Exemple 5 : 6' N-(éthane one-2)-néamine [composé de formule (I) où R=OH et R1=NH-CH2-CHO]. 50 mg du composé obtenu à la seconde étape de l'exemple 3 sont agités pendant 3 heures à 800 C avec 20 ml de HCl 2N. Après évaporation à sec, on filtre sur colonne d'exclusion G 10. On isole ainsi 47 mg du produit désiré. . Rendement : 67 % . [&alpha;]D = 66,8 (eau) 20 . Formule brute : C14H28N4O7, 4HCl, 4H2O . Poids moléculaire : 582,3 . Analyse élémentaire : C H N Calculé (%) 28,87 6,92 9,62 Trouvé (%) 29,04 6,83 9,28 Les composés de formule (I) peuvent être utilisés. en thérapeutique notamment comme antibiotiques possédant un spectre d'action plus large que les aminoglycosides employés actuellement, ainsi qu'une action inhibitrice sur certains phosphorylases, nucléotidyltransférases ou acétylases d'inactivation des aminoglycosides. Ainsi, les composés selon l'invention ont été testés sur une gamme de bactéries gram + sensibles et résistantes aux antibiotiques aminoglycosidiques majeurs. Outre l'activité sur les bactéries sensibles à la néamine et à la lividamine, les composés de formule (I) possèdent une activité antibiotique prononcee sur les bactéries capables de résister aux antibiotiques aminoglycosidiques majeurs en 6' [plasmide R5 responsable de la biosynthèse de A A C (6')]. Les résultats obtenus avec les composes de formule (I) ainsique ceux obtenus avec deux temoins, la Néamine et la Kanamycine, sont répertoriés dans le tableau ci-après. Il est à noter par ailleurs que les composés de formule I possèdent une faible toxicité. Dans ces conditions, ils peuvent être utilisés comme médicament s et notamment dans le traitement des maladies infectieuses provoquées par des bactéries gram -, y compris celles résistantes aux antibiotiques aminoglycosidiques Ces produits seront administrés sous forme de soluté injectable par voie intramusculaire, sous cutanée ou intra-veineuse, à raison de 5 à 40 mg/kg/ jour de principe actif, par voie orale sous forme de cachets, de dragées ou de gélules, à raison de 25 à 200 mg/kg/jour de principe actif, ou encore sous forme d'aérosols, à raison de 250 mg à 2 g/kg/jour de principe actif. Souches bactériennes Homonéamine (I) Homolividamine (I) (I) (I) (I) NEA KANAtestées R=OH R=H R=OH R=OH R=OH MINE MYCINE R1=CH2-NH2 R1=CH2-NH2 R1= R1= R1= NH-CH2-CH2-OH NH-CH2-CH2-NH2 NH-CH2-CHO S. Aureus + + + + + + + E. Coli K12 + + + + + + + E. Coli (R5) AAC (6') + + + + + + + Providencia 164 AAC (2') - - - - # - E. Coli R 135 AAC 3"(I) + + + + + + + E. Coli R 176 AAC (3')II - - - - - - E. Coli R112 APH (3) I - - - - - - E. Coli R 148 APH (3') II - - - - - - E. Coli R 55 ANT (2") + + + + + + S.Aureus RAPD 1 ANT (4') - - - - - - S.Aureus Palm AAC (6') + + + + + - S.Aureus Palm APH (2") + + + + + - + = activité antibiotique - = activité nulle ou très faible REVENCIATIONS 1. A titre de produits industriels nouveaux, les composés de formule dans laquelle - R représente un atome d'hydrogène ou un radical hydroxyle, et - R1 représente : . un groupe aminométhyle de formule -CH2-NH2, . un enchaînement aminoéthylamino de formule -NH-CH2-CH2-NH2, . un enchaînement hydroxyéthylamino de formule -NH-CH2-CH2-OH, ou . un enchaînement formylméthylamino ou diméthoxy-2,2 éthylamino, respectivement de formule -NH-CH2-CHO et 2. A titre de produits industriels nouveaux, les composés selon la revendication 1 pour lesquels le couple (R,R ) possède l'une des significations suivantes (OH,NH-CH2-CH2-OH), (OH,NH-CH2-CH2-NH2), (OH,CH2-NH2), (H,CH2NH2), (OH,NH-CH2-CHO). 3. A titre de médicaments, les composés selon Itune quelconque des revendications 1 et 2. 4. Procédé de préparation des composés de formule (I) à l'exception de ceux pour lesquels R1 représente un groupe aminométhyle et formylméthylamino, caractérisé en ce qu'il consiste à hydrogénolyser le groupe protecteur Z des composés de formule : dans laquelle - R a la meme signification que dans la formule (I) ; - R71 représente : . un enchaînement aminoéthylamino de formule -NH-CH2-CH2-NH2, . un enchaînement hydroxyéthylamino de formule -NH-CH2-CH2-OH, ou . un enchaînement diméthoxy-2,2 éthylamino de formule -NH-CH2-CH(OCH3)2 ; et - Z représente un groupe benzyloxycarbonyle de formule 5.Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la réaction d'hydrogénolyse s'effectue en autoclave et en présence de palladium sur charbon. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les composes de formule (II) résultent de l'action des composés de formule : R'1H (III) dans laquelle R'1 a la même signification que dans la formule (II), sur les composés de formule dans laquelle R et Z ont la même signification que dans la formule (II), 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la réaction est réalisée en tube scellé et en milieu acétonitrile. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les composés de formule (IV) sont obtenus par action de la N-bromosuccinimide en présence de triphénylphosphine sur les composés de formule : dans laquelle R et Z ont la même signification que dans la fQrmule (II)t 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les composés de formule (V) résultent de l'action du chloroformiate de henzyle sur les composés de formule dans laquelle R représente un atome d1hydrogène ou un radical hydroxyle, 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la réaction se fait en présence d'une base et notamment de carbonate de sodium, 11.Procédé de préparation des composés de formule (I) dans laquelle R1 représente un groupe aminométhyle, caractérisé en ce qu'il consiste dans la réduction et la deprotection simultanées des composes de formule dans laquelle R et Z ont la même signification que dans la formule (II). 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que cette réaction de réduction et déprotection simultanées est réalisée par le palladium sur charbon, en milieu acide. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que les composés de formule (VII) résultent de l'action d'un sel de cyanure, notamment d'un cyanure de métal alcalin et de préférence du cyanure de potassium, sur les composés de formule (IV) préparés ci-dessus. 14. Procédé de préparation des composés de formule (I) dans laquelle R1 représente un enchaînement formylméthylamino, caractérisé en ce qu'il consiste à hydrolyser les composés de formule (I) pour lesquels R1 représente un enchaînement diméthoxy-2,2 éthylamino. 15. A titre d'int.erTédiaires de synthèse nouveaux, les composés de formules (II), (IV), (V) et (VII).