Brevet FR2482602A1 — publié le 19811120

La présente invention concerne un procédé industriel nou- veau pour la production d'acide ursodésoxycholique (acide 3- alpha-7-bêta-dihydroxycholanique) de pureté élevée, et notamment non contaminé par son épimère, l'acide chénodésoxycholique (acide 3-apha-7alpha-dihydroxycholanique). L'acide ursodésoxycholique est connu comme un produit qui suscite un intérêt croissant dans le domaine de la thérapeuti- que, en raison du fait qu'on a découvert à son égard de nour veaux types d'activité. A l'heure actuelle, l'acide ursodésoxy- cholique est utilisé en tant que solubilisant pour les calculs biliaires, pour abaisser le pourcentage de cholestérol dans le sang, pour diminuer la glycémie, en tant que diurétique et com- me accélérateur du métabolisme des liquides. Dans l'essentiel, les procédés appliqués actuellement pour la production de l'acide ursodésoxycholique suivent tous le même schéma, consistant à oxyder l'acide chénodésoxycholique pour obtenir l'acide 3o-hydroxy-7cétocholanique (II) qui est transformé par hydrogénation en acide ursodésoxycholique ou acide 3a, 76-dihydroxycholanique (I) HO' (III) (II) COOH HO (I) La phase finale, dans laquelle l'acide (II) est transfor- mé par hydrogénation en acide ursodésoxycholique (I), aboutit toujours à un mélange d'acide ursodésoxycholique et d'acide chénodésoxycholique dans des proportions de l'ordre de 80: 20, mélange qu'il est difficile de débarrasser de l'acide chéno- désoxycholique. A cet égard, différents procédés ont été proposés pour purifier le mélange résultant de l'hydrogénation, procédés qui sont plus ou moins efficaces et plus ou moins compliqués, mais qui constituent toujours une lourde charge dans l'exploitation du procédé, en termes de produits, d'appareillage, de temps et, en conséquence, de prix de revient. Or, il a été découvert un procédé nouveau, extrêmement sélectif, qui fait l'objet de la présente invention et qui permet de préparer directement l'acide ursodésoxycholique avec un degré de pureté convenable pour des usages pharmaceutiques, sans qu'aucun traitement ultérieur de purification ne soit nécessaire. Le nouveau procédé utilise lui aussi, comme substance de départ, l'acide 3S 7?-dihydroxy-A11-cholnique (IV), géné- ralement obtenu à partir d'acide cholique. Mais il emprunte ensuite une voie qui est entièrement différente de celle du procédé connu dans l'état actuel de la technique, en passant par des produits intermédiaires qui sont tous des composés nouveaux. Le nouveau procédé peut être représenté dans l'essentiel par le schéma de réaction suivant: (l) > (Iv) HO (VII) (4) 00H (2) (VI) COOH () Le stade (1) du procédé indiqué schématiquement ci-dessus représente une oxydation de l'acide 3a, 7a-dihydroxy-A1l- cholénique pour obtenir l'acide 3a-hydroxy-7-céto-ALl-cholé- nique correspondant (VI). De préférence, l'oxydation est effectuée avec un chromate alcalin dans une solution d'acide acétique tamponnée avec un acétate alcalin. La température du mélange réactionnel doit être maintenue entre 0 et 20 C. Le stade (2) comprend l'hydrogénation sélective du groupe 7-céto sans saturation de la double liaison en Aàl, pour former un mélange composé principalement d'acide 3a, 7e- dihydroxy-A l-cholénique (VII) et d'un plus petit pourcentage (10 à 20 %) d'acide 3c, 7a-dihydroxy-A1l-cholénique. Cette réduction sélective est effectuée de préférence avec du sodium métallique ou du potassium métallique dans un solvant organique inerte, à la température de reflux du mélange. Conviennent, en tant que solvants organiques, les alcools aliphatiques infé- rieurs contenant 3 à 4 atomes de carbone.. Le mélange d'acides isolé à la fin du stade (2) est redissous dans un solvant organique approprié et soumis au stade (3) en vue de la préparation du dérivé tri-triméthyl- silylique, par traitement par un agent de silanisation appro- prié. Les solvants organiques préférés à ce stade sont par exemple le diméthylformamide, le diméthylsulfoxyde, l'acétoni- trile, le benzène, le toluène, l'acétone, la méthyléthylcétone, la méthylisobutylcétone ou similaires. L'agent de silanisation utilisé peut être la bis-triméthylsilurée, l'hexaméthyldisila- zane, le bis-triméthyl-silylacétamide ou similaires, à une température comprise entre 60 et 100 C. Dans ces conditions, il se forme le dérivé tri-timéthyl- silylique de l'acide 3a, 7e-dihydroxy-A1l-cholénique qui précipite, tandis que le dérivé tri-triméthylsilylique de l'acide 3ca 7a-dihydroxy-A1l-cholénique reste en solution. A partir du dérivé tri-triméthylsilylique de l'acide 3a, 7$-dihydroxy-A1l-cholénique pur, on obtient l'acide 3a, 78- dihydroxycholanique à l'état également pur et, en particulier, exempt de l'épimère, l'acide 3a, 7a-dihydroxy-cholanique. Cette dernière transformation peut être effectuée de deux manières différentes qui se valent en ce qui concerne le prix de revient et le rendement. La première consiste à hydro- géner le composé (VIII) pour former le dérivé tri-triméthyl- silylique correspondant de l'acide cholanique, puis à hydro- lyser les groupes triméthylsilyle. Suivant l'autre méthode, le composé (VIII) peut être hydrolysé pour donner de l'acide 3c, 7?-dihydroxycholénique qui est ensuite hydrogéné en acide 3a, 7?-dihydroxy-cholanique correspondant. Cette seconde manière d'opérer est préférée dans la pratique. Dans un cas comme dans l'autre, on obtient des conditions d'hydrogénation efficaces en opérant dans une solution alcooli- que avec un catalyseur au Pd fixé sur support, à une températu- re comprise entre 50 et 100 C et sous une pression monométri- que de 2 à 5 atm. L'hydrolyse du dérivé triméthylsilylique est effectuée dans une solution acide aqueuse à une température comprise entre 50 et 100 C, qu'elle se situe avant ou après l'hydrogé- nation. Le produit (I) est séparé du mélange réactionnel final par cristallisation. Quelques exemples de réalisation sont donnés ci-après afin de bien faire comprendre la description et de rendre plus aisément reproductible le procédé suivant l'invention, mais ces exemples ne sont destinés en aucune manière à-limiter celle-ci. Exemple 1 32 g de K2CrO4 dissous dans 60 ml de H20 sont ajoutés, en l'espace d'une heure et sans dépasser 10 C, à 50 g d'acide 3a, 7a-dihydroxy-A1lcholénique dissous dans 500 ml d'acide acétique contenant 100 g d'acétate de sodium. A la suite de l'addition, le mélange est maintenu sous agitation pendant 10 heures. Au bout de ce temps, il est dilué avec H20 jusqu'à l'état franchement trouble. Il est agité pendant 1 heure, puis filtré, bien pressé et séché. Le produit a les caractéristiques suivantes: P.f. 202-203 C. CaID 23 2 (C 1 dioxanne). Analyse élémentaire pour C24H3604: calculé C 74,10 % H 9,26,% trouvé 74,15 % 9,23 %. g d'acide 3c-hydroxy-7-céto-A1l-cholénique dissous dans 750 ml d'isopropanol sont traités dans des conditions d'ébullition par 50 g de sodium métallique. A la suite de l'ad- dition, le mélange est maintenu au reflux pendant 2 heures, puis l'isopropanol est éliminé par distillation et remplacé peu à peu par H20. - Après élimination complète de l'isopropanol, la solution est refroidie et acidifiée avec HC1 dilué pour précipiter i5 l'acide 3a, 7e-dihydroxy-A11cholénique qui est cristallisé à partir d'acétate d'éthyle. Le produit, qui contient environ % d'acide 3a, 7a-dihydroxy-A1l-cholénique, est alors intro- duit dans 200 ml de diméthylformamide et traité avec 50 g de bistriméthylsilurée. Le mélange est chauffé à 90 C pendant 1 heure, puis refroidi à 0 C. De cette manière, le dérivé tri- triméthylsilylique pur de l'acide 3a, 76-dihydroxy-A1l- cholénique précipite; il est recueilli par filtration et lavé au diméthylformamide. Lorsqu'un échantillon du produit, qui est instable en ce sens qu'il est facilement hydrolysé par l'humidité, est séché rapidement, il présente un point de fusion de 130-132 C. Un échantillon, hydrolysé avec HCl en présence d'acétate d'éthyle et d'eau, puis cristallisé à partir d'acétate d'éthyle, a les caractéristiques suivantes: P. f. 208-210 C. C 20 + 58 + 1 (Cl EtOH) Force alcalimétrique 99 %. Analyse élémentaire pour C24H3804: calculé C 73,80 % H 9,80 % trouvé 73,65 % 9,15 %. Le dérivé tri-triméthylsilylique de l'acide 3a, 7B- dihydroxy-Ail-cholénique est bien pressé, puis dissous dans 400 ml de méthanol et hydrogéné sous une pression monométrique de 4 atm et à 60 C en présence de 5 % de Pd/C pendant une période de 8 heures. A la fin de celle-ci, il est refroidi, le Pd/C est éliminé par filtration et la solution méthanolique est concentrée à un petit volume. Le résidu est repris dans 500 ml d'acétate d'éthyle et 100 ml de H20, puis acidifié avec HC.1. Ce mélange est chauffé à 50 C pour produire une désilani- sation complète, puis la phase aqueuse est séparée. La phase organiqueest lavée à la neutralité avec H20, puis concentrée jusqu'à ce que la précipitation s'amorce. Il est refroidi à 0 C et l'acide 3a, 7?-dihydroxy-5e- cholanique pur est filtré et lavé à l'acétate d'éthyle, puis séché sous vide. On obtient 28 g de produit, ayant les caracté- ristiques suivantes: P.f. 201-203 C. Cce 60 + 1 (C 1 EtOH) Force alcalimétrique 99 - 100 %. Analyse élémentaire pour C24H4004: calculé C 73,40 % H 10,25 % trouvé 73, 35 % 10,30 % Acide 3a, 7a-dihydroxy-5$-cholanique, 0,2 %. Exemple 2 g d'acide 3a-hydroxy-7-céto-A11-cholénique, obtenus en opérant de la manière décrite dans l'exemple précédent, sont dissous dans 200 ml de bitanol secondaire et réduits par traitement par 100 g de sodium métallique dans des conditions d'ébullition. A la suite de l'addition, le mélange est maintenu au reflux pendant 2 heures, la totalité du butanol secondaire est éliminée par distillation et le résidu est dissous dans H20. La solution est acidifiée, afin de provoquer la précipi- tation de l'acide 3a, 7?-dihydroxy-A1l-cholénique. On procède ensuite de la même manière que dans l'exemple 1. Exemple 3 g d'acide 3a-hydroxy-7-céto-A l-cholénique dissous dans 200 ml de n. butdnol sont traités par 80 g de potassium métallique dans des conditions d'ébutllition. A la suite de l'addition, le mélange est maintenu au reflux pendant 1 heure, puis le n-butanol est éliminé par distillation sous vide et remplacé par de l'eau. L'acide 3a, 7?-dihydroxy-A1li-cholénique précipite à partir de la solution aqueuse alcaline par acidification et il est extrait par filtration, cristallisé à partir d'acétate d'éthyle et séché. Le produit est alors mis en suspension dans I'acétoni- trile et traité par 60 g d'hexaméthyldisilazane. Le mélange est chauffé au reflux pendant 2 heures, puis refroidi à 0 C pendant une nuit. De cette manière, le dérivé tri-triméthylsilylique pur de l'acide 3a, 7?dihydroxy-A1l-cholénique précipite; il est filtré et lavé soigneusement à l'acétonitrile. Le produit humide est dissous dans 500 ml d'acétate d'éthyle et 100 ml d'eau, puis la solution est acidifiée avec HCl et chauffée à 50 C pendant 30 minutes. On le laisse reposer, puis la phase aqueuse est séparée et jetée, tandis que la phase organique est lavée à la neutra- lité, concentrée à un petit volume et refroidie à 0 C. L'acide 3a, 76dihydroxy-A1l-cholénique pur cristallise; il est filtré, lavé à l'acétate d'éthyle et séché. g d'acide 3a, 7?-dihydroxy-A1l-cholénique pur sont dissous dans 400 ml d'éthanol et hydrogénés en présence de Pd/C à 60 C pendant 10'heures. Après élimination du Pd/C par filtration, la solution est concentrée à un tiers de son volume et diluée avec de l'eau dionisée. L'acide 3a, 7?-dihydroxy- e-cholanique précipite; il est extrait par filtration et séché. On obtient 48 g de produit, ayant les caractéristiques données dans l'exemple 1. Exemple 4 250 g d'acide 3a, 7?-dihydroxy-All-cholénique impur du fait de la présence d'acide 3a, 7a-dihydroxy-A ll-cholénique (15 % environ) et obtenu de la manière décrite dans l'exemple 1, sont dissous dans 1000 ml de toluène et on y ajoute 250 g de bis-triméthylsilylurée. Le mélange est chauffé à 100 C pendant 1 heure, puis refroidi à O C. Le dérivé tritriméthylsilylique pur de l'acide 3a, 7?-dihydroxy-A l-cholénique est recueilli par filtration et il est hydrogéné directement de la manière décrite dans lrexemple 1. Exemple 5 g d'acide 3c, 7?-dihydroxy-&A,-cholénique impur du fait de la présence d'acide 3a, 7a-dihydroxy-A1l-cholénique et obtenu de la.manière décrite dans l'exemple 1, sont dissous dans 600 ml de méthylisobutylcétone et on y ajoute 120 g de bis-triméthylsilylacétamide. Le mélange est chauffé à 80 C pendant 1 heure, puis refroidi pendant une nuit à 0O C. Le dérivé tri-triméthyl- silylique pur de l'acide 3a, 7?-dihydroxy-A1l-cholénique est extrait par filtration et il est lavé, d'abord à la méthyl- isobutylcétone, puis au toluène. Le produit humide est hydro- géné et traité de la même manière que dans l'exemple 3. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la préparation d'acide 3La, 7?-dihydroxy- cholanique de pureté élevée à partir d'acide 3a, 7$-dihydroxy- cholénique, caractérisé en ce que l'acide 3a, 7a-dihydroxy-Ail- cholénique est transformé par oxydation en acide 3a-hydroxy-7- céto 41-cholénique qui est alors réduit sélectivement et prin- cipalement en acide 3a, 7e-dihydroxy-A 1l-cholénique, lequel est séparé sous la forme de dérivé tri-triméthylsilylique de pureté élevée, à partir duquel l'acide 3a, 7e-dihydroxy-chola- nique est obtenu par hydrogénation et hydrolyse. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acide 3a, 7adihydroxy-A1i-cholénique est transformé en acide 3a-hydroxy-7-céto À1cholénique par oxydation avec un chromate alcalin dans une solution tamponnée avec de l'acide acétique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acide 3c-hydroxy-7-céto-A1l-cholénique est réduit sélec- tivement en acide 3a, 7e-dihydroxy-A1l-cholénique avec du sodium métallique ou du potassium métallique dans un solvant organique inerte, à la température de reflux du mélange réactionnel. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dérivé tri-triméthylsilylique de l'acide 3a, 7e-dihydro- xycholénique est préparé avec un agent de silanisation dans un solvant organique, à une température comprise entre 60 et OC. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dérivé tri-triméthylsilylique de l'acide 3a, 76-dihydro- xycholénique ou l'acide libre obtenu à partir de celui-ci est hydrogéné dans une solution alcoolique en présence d'un cata- lyseur au Pd fixé sur support, à une température comprise entre 50 et 100 C et sous une pression manométrique de 2 à atm. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dérivé tri-triméthylsilylique de l'acide 3a, 7e-dihydro- xy-A1l-cholénique et de l'acide 3a, 7?dihydroxy-cholanique correspondant est hydrolysé dans une solution aqueuse acide à une température comprise entre 50 et 1O0 C.