Brevet FR2517672A1 — publié le 19830610

1. La présente invention concerne des thioalcanoyl-carni- tines, un procédé pour leur préparation et des compositions phar- maceutiques à activité mucolytique et antitussive les contenant. Plus particulièrement l'invention concerne une nouvelle catégorie de thioalcanoyl-carnitines de formule générale (I) (CH 3)3 -CH 2-CH-CI -COOH X CO-R-SCO-R dans laquelle R représente un radical alkylène linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, R 1 représente un radical alkyle inférieur linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone, et X est un anion halogène. On voit que, selon que R représente un radical linéaire ou ramifié, le radical thioalcanoyle R 1 COS est situé dans les composés (I) en position terminale ou non terminale. Les composés de formule générale (I) possèdent une remarquable activité mucolytique et antitussive ainsi qu'une faible toxicité comme exposé ciaprès L'invention concerne donc également des compositions pharmaceutiques possédant une activité mucolytique et antitussive qui comprennent,comme ingré- dient actif, au moins un des composés de formule (I) associé aux excipients généralement utilisés en technologie pharmaceutique. Enfin, l'invention concerne un procédé de préparation des thioalcanoylèarnitines (I) Ce procédé est caractérisé sous sa forme la plus générale par: la réaction d'un thioacide de formule générale (II) R 1 COSH dans laquelle R 1 a la signification précédemment indiquée, (a) si dans les composés (I) le radical thioalcanoyle R 1 COS- est en position terminale, avec un composé de formule générale(III) 2. + (CH 3)3 N-CH -CH-CH 2 -COOH 3 _ 2 X OCO(CH 2)n-CH=CH 2 dans laquelle N est un nombre entier compris entre O et 4, selon le schéma réactionnel suivant: R COSH+(CH 3)3 -CH -CH-CH COOH (Ithioalcanoyle terminal) 1 33 2 2- X OCO(CH 2)n-CH=CH 2 ou (b) si dans les composés (I) le radical thioalcanoyle R 1 COS n'est pas en position terminale, avec un composé de formule générale (IV) + CH 3)3 N -H-CH 2 H-C 2-COOH X o CO-(CH 2)m CH=CH-(CH 2)m 1-R 2 dans laquelle m et mi sont des nombres entiers compris entre 0 et 3, et R représente un radical alkyle inférieur ayant de 1 à 4 atomes de carbone, selon le schéma réactionnel suivant + R COSH+(CH 3)3 N-CH -CH-CH -COOH -(I, thioalcanoyle non termninal) X OCO(CH 2),m-CH=CH-(CH 2)m l-R 2 Le radical R est de préférence choisi parmi les radi- eaux éthylène, triméthylène, tétraméthylène, éthyl-éthylène, propylène, 1-méthyl triméthylène et 2-méthyl triméthylène. Les radicaux R 1 et 2 sont de préférence choisis parmi les radicaux méthyle, éthyle,propyle, isopropyle et butyle. La réaction entre (II) et (III) et entre (II) et (IV) s'effectue très facilement Il suffit de mettre les réactifs en contact mutuel même en l'absence de solvant et d'agent de mise en suspension et de maintenir le mélange réactionnel sous agita- tion pendant quelques heures à quelques jours à une température comprise entre le voisinage de la température ordinaire et 50 C. On préfère utiliser un excès du thioacide (II) par rapport à (III) et (IV) L'excès varie entre un rapport molaire de 3/1 lorsqu'on 3. effectue la réaction en présence de solvants à un rapport molaire de 30/1 en l'absence de solvant. Les solvants et agents de mise en suspension éventuels ainsi que les modes d'isolement et de purification sont ceux généralement utilisés dans les synthèses organiques. Les exemples non limitatifs suivants illustrent le procédé de préparation de certains des composés de l'invention et leurs caractéristiques physico-chimiques - EXEMPLE 1 3-thioacétyl propionyl-carnitine (ST 405) + + (CH)3 -N-CH -CH-CH -COOH (CH) -N-CH -CH-CH -COOH 33 2 1 2 33 2 2 2 Ci OCO(-CH 2)2-Br Cl OCO-CH=CH 2 2 2 + 1 (CH 3)3 -N-CH 2-CH-CH 2-COOH C OC O (CH 2)2-SCO-CH 3 ( 1) Préparation d'acryloyl-carnitine A une solution de 4 g de bromopropionyl-carnitine dans 40 mnil d'eau, on ajoute 100 cm 3 de résine Amberlite IR 45 activée sous la forme OH On maintient le mélange réactionnel sous agitation pendant 2 heures puis on filtre et lyophilise. On purifie la matière brute ainsi obtenue par chroma- tographie avec un gel de silice tamponné avec du Na 2 HPO 4 à 1,5 % et en éluant par le méthanol On traite l'éluat avec de l'acide chlorhydrique puis on lyophilise; on obtient 1, 5 g de pro- duit pur Rendement 42 %. RMN: D 20; 6 = 6, 6 6, 3 ( 3 H, m, CH=CH 2); 5, 6 ( 1 H, m, -ICH-) 2 > 2 CH 3 O CH 3 2,6 ( 211, d, -CH 2 CO) 2, 6 ( 2 H, d, -CH 2 CO). 4. ( 2) Préparation de 3-thioacétyl propionyl-carnitine. On met en suspension 0, 008 mole du sel interne d'acry- loyl-carnitine Qbtenu au stade ( 1) précédent dans 40 ml d'éthanol absolu On ajoute à la suspension obtenue 0, 0238 mole d'acide thioacétique On maintient la suspension sous agitation pendant 3 heures puis on précipite avec de l'éther éthylique anhydre et on conserve au réfrigérateur pendant une nuit On sépare par décan- tation un précipité huileux et on le purifie de façon répétée par dissolution dans l'éthanol et précipitation avec de l'éther éthylique. On reprend par l'eau la matière brute ainsi obtenue, on acidifie avec de l'acide chlorhydrique concentré à O C puis on lyophilise. On obtient 1, 9 g de produit Rendement 75 % + RAIN D 20; = 5, 6 ( 1 H,m, CH-); 3, 8 ( 2 H, m, -N-CH 2-); O + 3,3 ( 9 H, s, (CH 3)3 N) 3, 0 2, 6 ( 6 H, m, -CH 2 COOH, -COC Hg CH 2-S-); 2, 3 ( 3 H, s, -COCH 3). 3. EXEMPLE 2 -thioacétyl pentanoyl-carnitine (ST 412) CH) -N-CH -CH-CH -COOH 33 2 i 2 21 2 C OIH Cl OCO-(CH 2)2-CH=CH 2 + (CH 3)3-N-CH 2-CH-CH 2-COOH cl OCO-(CH 2)4-SCOCH 3 ( 1) Préparation d'allyl acétyl-carnitine. A une solution de 9 g ( 0, 045 mole) de chlorhydrate de carnitine dans 15 ml d'acide trifluoroacétique, on ajoute 0, 13 mole de chlorure d'allylacétyle On maintient la solution obtenue à 45 C pendant 4 heures Ensuite on ajoute de l'acétone à la solution, on sépare la carnitine n'ayant pas réagi et on ajoute de l'éther éthylique pour obtenir un précipité On purifie la matière 5. brute ainsi obtenue par précipitation dans un mélange d'isopro- panol et d'éther éthylique On ontient 9, 5 g de produit Rende- ment 66 %. RMN D 2 O; 2 = 5,7 ( 2 H, m, -CH= CH 2, -CH-); O + , 1 ( 2 H, m, -CH=CH 2-); 3, 8 ( 2 H, m, >N-CH 2-); 3,3 ( 9 H, s, (CH 3)3N); 2,8 ( 2 H, d,-CH 2 COOH); 2,5 ( 4 H,m, -COCH 2-CH 2-). ( 2) Préparation de 5-thioacétyl pentanoyl-carnitine. On ajoute 22,4 g ( 0, 38 mole) d'acide thioacétique à 4 g ( 0, 013 mole) d'allyl acétylcarnitine du stade ( 1) précédent On maintient la solution obtenue à 40 C pendant une nuit On ajoute ensuite de l'éther éthylique à la solution et on isole par décanta- tion le précipité ainsi formé On dissout le précipité dans l'eau et on extrait trois fois avee de l'éther éthylique On concentre la phase aqueuse et on lave avec de l'acétone pour obtenir 3, 9 g de produit Rendement 84 % + r- RMN: D 20; D= 5,6 ( 1 H, m, -CH-); 3,7 ( 2 H,m, >N-CH 2-) + 3,2 ( 9 H, s, (CH 3)3-N-); 2,7 ( 6 H, m, -CH 2 COOH; OCOCH 2-; CH 25); 2,4 ( 3 H, s, -COCH 3); 1,6 ( 4 H, m, -COCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 S-). EXEMPLE 3 3-thioacétyl butyryl carnitine (ST 406) + 6. (CH 3)3-N-CH 2 -CH-CH 2 -COOH + CH 3 CH=CHCO Cl Ci OH (CH) -N-CH 2 -CH-CH 2 -COOH C OCOCH= CH-CH 3 + 4 (CH$)3-N-CH 2-CH-CH 2 -COOH Cl OCOCH 2 -CH-CH 2 COCH 3 ( 1) Préparation de crotonoyl-carnitine. On ajoute 8 ml ( 0,08 mole) de chlorure de crotonoyle à une solution ( 8 g; 0, 04 mole) de chlorhydrate de carnitine dans l'acide trifluoroacétique On maintient le mélange réaction- rel sous agitation à 50 C pendant une nuit On ajoute ensuite de l'éther éthylique au mélange et il se forme un précipité On sépare le précipité par filtration et on l'utilise tel quel dans la réaction suivante. RMN:D 20; 7,5 6,9 ( 1 H, m, -OCOCH= CH-); 6,3 5,5 ( 2 H, m, -OCOCH=CH-; CH-); I O + + 3,8 ( 2 H, m, N-CH 2-); 3, 3 ( 9 H, s, (CH 3)3-N); 2,8 ( 2 H, d, -CH 2 COOH); 2,0 ( 3 H, d, =CH-ACH). ( 2) Préparation de 3-thioacétyl butyryl-carnitine. On ajoute 15 ml ( 0, 20 mole) d'acide thioacétique à 3, 5 g ( 0,01 mole) de crotonoyl-carnitine du stade ( 1) précédent On maintient le mélange réactionnel sous agitation à la température ordinaire pendant 4 jours On ajoute ensuite de l'éther éthylique au mélange réactionnel On obtient une huile qu'on purifie par dissolution dans l'éthanol et précipitation par l'éther éthylique. On répète trois fois la précipitation Ensuite on dissout le précipité dans l'eau et on extrait trois fois avec de l'éther éthylique On lyophilise la solution aqueuse O obtient 2, 6 g de produit. Rendement 70 % + + RMN: D 20; S= 5,5 ( 1 H, m, -CH-); 3,8 ( 2 H, m, >N-CH 2-) b+ 3,2 ( 9 H, s, (CH 3)3-N) 2,6 2,9 ( 4 H, m, -CH 2 COOH; -OCOCH 2-); 2, 4 ( 3 H, s, -COCH 3); 2, 2 ( 1 H, m, -CH-SCO-); 1,4 ( 3 H, d, -CH-CH 3). On étudie la toxicité aig e, les activités expectorante et mucolytique et l'effet sur la motilité ciliaire des composés de formule (I). TOXICITE AIGUE La DL 50 des composés de formule générale (I) évaluée selon la méthode de Weil ("Tables for convenient calculation of median effective dose (LD 50 or ED 50) and instructions in their use", Biometrics, 249-253, 1952), par administration i p à la souris figure dans le tableau 1. TABLEAU 1 DL 50 et limites de confiance, mg/kg i p des composés de for- mule (I) Méthode de Weil N = 4, K = 4. Composé DL 50 Limites de confiance ST-405 378 489 292 ST-406 97 115 82 ST-412 1540 1760 1320 ACTIVITE EXPECTORANTE On effectue les essais sur des lapins màles pesant 2 à 3 kg anesthésiés avec de l'éthyluréthane selon la méthode décrite par Perry et coll (J Pharm Exp Ther 73, 65, 1941). 8. Les animaux anesthésiés, attachés la tête en bas à une table opératoire inclinée à 60 , portent une canule insérée dans la trachée Chaque canule est raccordée à un dispositif d'alimentation qui fournit un débit régulier d'air préchauffé ( 36-38 C) à humidité constante ( 80 %) A l'extrémité inférieure de chaque canule se trouve une éprouvette graduée dans laquelle on recueille les sé- crétions bronchiques Tous les animaux respirent spontanément et par conséquent assurent une autorégulation de l'apport d'air convenant à la respiration normale Une heure après la mise en place de la canule, on administre aux animaux par voie orald (par sonde gastrique) les composés de formule générale (I) dissous dans de l'eau distillée à des doses comprises entre 20 et 40 mg. On administre chaque dose de médicament à 5 animaux Les ani- maux témoins ( 8) reçoivent uniquement de l'eau On détermine l'abondance des sécrétions 1, 2 et 4 heures après l'administration. Les résultats regroupés dans le tableau 2 montrent que les com- posés de formule générale (I) n'exercent pas d'activité expecto- rante. ACTIVITE MUCOLYTIQUE On effectue les essais in vitro en utilisant la méthode décrite par Morandini et coll (Lotta contro la tubercolosi 47, n 4, 1977) On utilise un thromboélastographe pour suivre les variations provoquées par les composés de formule générale (I) et l'acétylcystéine sur les propriétés rhéologiques des crachats humains Les résultats, regroupés dans le tableau 3, montrent que les composés de formule (I) provoquent une diminution de la densité des crachats humains supérieure à celle provoquée par l'acétyleystéine. EFFET SUR L'ACTIVITE CILIAIRE La capacité des composés de formule ( 1) à modifier la motilité ciliaire a été étudiée par observation au microscope 17672 9. du mouvement ciliaire d'anneaux de trachée de rats qu'on a fait tremper dans des solutions des composés à étudier. Selon cette technique, on peut étudier, par rapport à la concentration en composé et à la durée de contact, le blocage des mouvements ciliaires provoqué par les composés à étudier, ce blocage étant en relation avec l'élimination du mucus de l'épithélium ciliaire. Les substances destinées à être utilisées sous forme de solutions ne doivent pas permettre à ce blocage de se produire dans moins de 15 minutes après le contact. Des solutions aqueuses à 2 % des composés de formule (I) provoquent un blocage du mouvement ciliaire qui se produit en 18 à 22 minutes. Effet des composés bronchiques TABLEAU 2 de formule générale (I) sur les sécrétions Pourcentages de variations écart-type des sécrétions bronchiques par rapport aux va- Composés leurs de base aux intervalles de temps indiqués après l'administration. 1 heure 2 heures 4 heures. Témoin (H 20) + 1, 3 + 0,04 + 2, 2 + 0, 05 + 3, 5 + 0, 04 ST-405 + 1,1 + 0,03 + 1,9 + 0, 04+ 3, 6 + 0, 05 ST-406 + 1,4 + 0,05 + 1,9 + 0,05 + 3, 4 + 0, 04 ST-412 + 1,3 + 0,04 + 2,1 + 0,05 + 3,1 + 0, 03 n = 6 animaux par groupe. 17672 10. TABLEAU 3 Activité mucolytique in vitro des composés de formule générale (I) et de l'acétyleystéine modifications de la densité des crachats humains. Pourcentages de baisse + écart-type du tracé par rapport au pic maximal (M) Composés après addition de 1 ml d'une solution à % des composés à étudier à la dilu- tion indiquée 1/30 1/60 ST-405 79 65 ST-406 88 70 ST-412 87 64 Acétyleystéine 84 55 (t) indice d'activité mucolytique. Comme le montrent les expériences, les composés de l'invention modifient de façon importante les propriétés rhéolo- giques des crachats A l'examen des résultats obtenus on constate une diminution de la densité des crachats aux doses élevées (ou dilutions faibles) ou aux doses faibles (ou dilutions élevées) toujours supérieure à celle obtenue avec l'acétyleystéine D'autre part, aucun des composés n'augmente les sécrétions bronchiques ni n'est capable de bloquer le mouvement ciliaire de l'épithélium des préparations d'anneaux de trachée dans des intervalles de temps inférieurs à ceux admis. Les composés de l'invention sont utiles en thérapeuti- que pour le traitement des maladies des voies respiratoires On administre aux malades qui en ont-besoin, par voie orale ou paren- térale, une quantité thérapeutique efficace d'un composé de for- 17672 11. mule générale (I). La dose de composé de formule générale (I) administrée par voie orale ou parentérale est généralement comprise entre environ 15 et environ 70 mg/kg de poids corporel et par jour, bien que des doses plus importantes ou plus faibles puissent être administrées par le médecin traitant en fonction de l'âge, du poids et de l'état général du malade, à partir d'une bonne évaluation professionnelle. En pratique on administre les composés par voie orale ou parentérale sous l'une quelconque des formes pharmaceutiques habituelles préparées selon des techniques classiques bien connues des spécialistes de la technologie pharmaceutique Ces formes comprennent des doses unitaires orales, solides ou liquides, telles que des comprimés, des gélules, des solutions, des sirops et similaires, ainsi que des formes injectables, telles que des solu- tions stériles pour ampoules et flacons Certains exemples non limitatifs de compositions convenant à l'administration orale ou parentérale figurent ci-après. COMPOSITIONS PHARMACEUTIQUES Ampoules pour l'administration en aérosol ou l'administration intramusculaire. Chaque ampoule contient ST-405 O > 40 g Métabisulfite de sodium 10 mg Eau distillé apyrogène 3 ml Sirop ST -405 4,0 g Sorbitol à 70 15 g Saccharose 50 g Ethanol 1 ml p -hydroxybenzoate 0,2 mg Arômes 0, 5 ml 12. Eau distillée Saccharine Suppositoires pour adultes ST-405 MIétabisulfite de sodium Excipients q s p i suppositoire Suppositoires enfants ST -405 Métabisulfite de sodium Excipient q s p 1 suppositoire Suppositoires pour nourrissons ST-405 Métabisulfite de sodium Excipient q s p 1 suppositoire Sachets pour une dose ( 5 g) Chaque 100 grammes contiennent ST-405 Saccharine Arôme d'orange Lyophilisat d'orange Saccharose, q s p 100 grammes. q.s p 100 ml 0,20 g 0, 40 g 0,020 g 0,20 g 0, 010 g 0, 10 g 0, 005 g 3,80 g 0, 20 g 0,5 g g 13. REVENDICATIONS 1 Thioalcanoyl-carnitines répondant à la formule générale (I): + (CH 3)3 N-CH 2 ?HCH 2 -COOH X CO-R-SCO-R 1 dans laquelle R représente un radical alkylène linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, R 1 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone, et X' représente un anion halogène. 2 Thioalcanoyl-carnitine selon la revendication 1 qui est la 3-thioacétyl propionyl-carnitine - 3 Thioalcanoyl-carnitine selon la revendication 1 qui est la 5-thioacétyl pentanoyl-carnitine. 4 Thioalcoyl-carnitine selon la revendication 1 qui est la 3-thioacétyl butyryl-carnitine. Procédé de préparation des thioalcanoyl-carnitines (I) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait réagir un thioacide de formule générale (II): R 1 COSH dans laquelle R 1 a la signification précédemment indiquée (a) si dans les composés (I) le radical thioalcanoyle R 1 COS est en position terminale avec un composé de formule générale (III) (CH 3)3 N-CH 2-CH-CH 2-COOH X_ CO (CH 2)n-CH=CH 2 dans laquelle N est un nombre entier compris entre 0 et 4, selon le schéma réactionnel suivant + R 1 COSH+(CH 3)3 N-CH 2 -H- CH 2 -COOH (I, thioalcanoyle terminal) OCO(CH 2)n-CH=CH 2 ou 14. (b) si dans les composés (I) le radical thioalcanoyle R 1 COS est en position non terminale, avec un composé de formule générale (IV): + (CH 3)3 N-CH 2-C 1 H-CH 2 -COOH X OCO-(CH 2)m CH=CH-(CH 2)m 1 -R 2 dans laquelle m et m sont des nombres entiers compris entre 0 et 3, et R 2 est un radical alkyle inférieur ayant de 1 à 4 atomes de carbone, selon le schéma réactionnel suivant R 1 COSH+(CH 3)3 N-CH 2-CH-CH 2-COOH >(I, thioalcaloyle non terminal) X OCO(CH 2)m-CH=CH-(CH 2)m 1 -R 2 6 Composition pharmaceutique possédant des activi- tés mucolytique et antitussive caractérisée en ce qu'elle comprend, comme composant actif, une quantité thérapeutiquement efficace d'au moins un composé de formule (I) selon la revendication 1.