Brevet FR2601676A1 — publié le 19880122

La présente invention concerne un procédé de préparation du taxol et du desacétyl-10 taxol par hémisythèse à partir, respectivement, de la baccatine III et de la desacetyl-10 baccatine III. Parmi les dérivés du taxane qui répondent à la formule 05 générale: RO 0 OH | 6COCH3 6COC6H5 le taxol est celui pour lequel R représente un radical acétyle et R1 15 représente un radical -OCO-CHOH-CH(C6H5)NH-COC6H5 (2'R, 3'S), le desacétyl-10 taxol est celui pour lequel R représente un atome d'hydrogène et R1 représente un radical -OCO-CHOH-CH(C6H5)-NHCOC6H5 (2'R, 3'S),la baccatine III est celui pour lequel R représente un radical acétyle et R1 représente un radical hydroxy et la 20 desacetyl-10 baccatine III est celui pour lequel R représente un atome d'hydrogène et R1 représente un radical hydroxy. Le taxol, le desacétyl-10 taxol et la baccatine III peuvent être extraits assez difficilement des écorces de tronc de différentes espèces de Taxus et les rendements sont généralement faibles, de 25 l'ordre de 100 mg/kg dans le cas du taxol. Par ailleurs, la baccatine III se trouve en quantité relativement importante dans la bois. La desacetyl-10 baccatine III est extraite beaucoup plus facilement et avec de meilleurs rendements (300 mg/kg de feuilles) à partir des feuilles d'ifs. Alors que le taxol et le desacétyl-10 taxol sont connus pour promouvoir in vitro la polymérisation de la tubuline et, parallèlement, pour inhiber la dépolymérisation des microtubules provoquée par e froid ou les ions calcium, la baccatine III et la desacétyl-10 baccatine III ne présentent que facilement ces propriétés et ne cons35 tituent pas de ce fa.: des agents antitumoraux thérapeutiquement utiisableas. Il a maintenant été trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, que la baccatine III et la desacétyl-10 baccatine III peuvent être transformées respectivement en taxol et desacetyl-10 taxol qui présentent des propriétés antitumorales 05 remarquables. I1 est connu, en particulier d'après V. Senilh et Coll., C. R. Acad. Sci. Paris, 299, série II, n 15, 1039-1043 (1984) de transformer la baccatine III ou la desacetyl-10 baccatine III en produit -de formule générale: R'0 0 O-CO-O-CH CC13 COO-__ / l l (II) 2' CH-OH H C6H5-CH-NH-R1 OCOCH3 OCOC6H5 3' dans laquelle R' représente un radical acetyl ou trichloro-2,2,2 éthoxvcarbonyle et R1 représente un radical éthoxycarbonyle ou 20 paratoluènesulfonyle. Cependant, compte tenu de la complexité et de la fragilité de ces produits, il n'a pas été possible jusqu'à présent de remplacer le substituant R1 par le radical benzoyle présent dans le taxol et le desacétyl-10 taxol. II a toutefois été trouvé que, parmi les produits de formule générale (II) , celui pour lequel R1 représente un radical tertiobutoxycarbonyl peut être transformé en produit de formule générale: R:0 O O-CO-O-CH2 CC13 COO.- (III) CH-OH \ C E75-CH-NHe OCOCH3 C 5 -CH-NH2 dans laquelle RI est défini comme précédemment, par action d'un halogénotrialkylsilane, tel que l'iodotriméthylsilane en opérant dans un solvant organique tel que l'acétonitrile à une température voisine de 0 C. Le produit de formule générale (III) est ensuite transformé en produit de formule générale: R'O 0 0-COOCH2CCl3 Coo._ (IV) CH-OH 0 C6H5-CH-NH-CO-C H OCOCH3 COC6H5 dans laquelle R' est défini comme précédemment, par action du chlorure de benzoyle à une température voisine de 20 C et en présence d'un accepteur d'acide tel que la pyridine. Le produit de formule générale (IV) est transformé en taxol 15 ou en desacétyl-10 taxol en remplaçant le ou les radicaux trichloro-2, 2,2 éthoxycarbonyle par un atome d'hydrogène par exemple au moyen de zinc en présence d'acide acétique. Le taxol et le desacétyl-10 taxol obtenus selon le procédé de la présente invention peuvent être purifiés par des méthodes 20 physico-chimiques telles que la chromatographie. Le produit de formule générale (II) qui existe sous forme des stéréoisomères (2'S, 3'R et 2'R, 3,S) permet de préparer le taxol (2'R, 3'S), le desacétyl-10 taxol (2'R,3'S) et les isomères 2'S, 3'R du taxol et du desacetyl-10 taxol. Les exemples suivants, donnés à titre non limitatif, montrent comment l'invention peut être mise en pratique. EXEMPLE 1 A une solution de 170 mg de produit de formule générale (II) dans laquelle R' représente un radical trichloro-2,2,2 éthoxycar- bonyle et R1 représente un radical tertiobutoxycarbonyle dans 5 cm d'acétonitrile, on ajoute, sous atmosphère d'argon et à une tempéra3 ture de 0 C, 0,025 cm de iodotriméthylsilane. Après disparition du produit de départ, on ajoute du méthanol puis on concentre à sec. On 05 purifie le résidu obtenu par chromatographie en couche épaisse de silice en éluant avec un mélange chlorure de méthylène-méthanol (95-5 en volumes). On obtient ainsi, avec un rendement de 75 %, le produit de formule (III) dans laquelle R' repOsente un radical trichloro-2, 2,2 éthoxycarbonyle dont les caractéristiques sont les suivantes: - spectre infra-rouge bandes d'absorption caractéris-i tiques à 3670, 3500, 3400, 2950, 1765 et 1735 cm - spectre de résonance magnétique nucléaire du proton (CDCl3, 200 MHz, déplacements en ppm): 1,18 (s,3H); 1,25 (s,3H); 1,85 (s,3H), 2,01 (s, 3H); 2,31 (s, 3H); 2,56 (m, 1H); 3,89 (d, J 15 = 7, 1H); 4,16 et 4,34 (2d, J = 9, 2H); 4,41 (s large, 2H); 4,63 et 4,94 (2d, J = 12, 2H); 4,81 (s, 2H); 4,96 (d, J = 9, 1H); 5,58 (m, 1H); 5,69 (d, J = 7, 1H); 6,19 (t, J = 9, 1H); 6,28 (s, 1H); 7,47 (5H); 7,57,7,69 et 8,18 (5H). A une solution de 30 mg du produit obtenu précédemment dans 2 cm de pyridine, on ajoute 1 équivalent de chlorure de benzoyle. Le mélange réactionnel est agité à température ambiante jusqu'à disparition du produit de départ. Après hydrolyse, on extrait par du chlorure de méthylène. Après séchage, filtration et évaporation du solvant on obtient, avec un rendement quantitatif, le produit de 25 formule (IV) dans laquelle R' représente un radical trichloro-2,2,2 éthoxycarbonyle dont les caractéristiques sont les suivantes: - spectre infra-rouge: bandes d'absorption caractéris-i tiques à 3560, 3440, 2950, 1765, 1760, 1730, 1665 cm 1. - spectre de réscnance magnétique nucléaire du proton 30 (CDC13,200 fMHz, déplacements en ppm): 1,19 (s, 3H); 1,26 (s, 3H); 1,88 (s, 3H); 1,90 (s, 3H); 2,42 (s, 3H); 3,93 (d, J = 7, 1H); 4,23 et 4,27 (2d, J = 9, 2H); 4, 63 et A,94 (2d, J = 12, 2H); 4,80 (s, 2H) 4,83 (d, J = 2, 1H); 4,99 (d, J = 9, 1H); 5,58 (m, 1H); ,75 (d, J = 7, 1H); 5,84 (dd, J = 9 et J = 2, 1H); 6,28 (s et t, 260 1 676 2H); 7,09 (d, J-= 9, 1H); 7,41-8,17 (15H). On dissout le produit obtenu précédemment dans l'acide acétique puis on ajoute du zinc en poudre. Le mélange réactionnel est agité pendant 2 heures à 50 C puis il est filtré et concentré à sec. 05 On reprend le résidu par l'eau puis on extrait à l'acétate d'éthyle. Les phases organiques sont concentrées à sec. On obtient ainsi, avec un rendement de 90 %, le desacétyl-10 taxol dont les caractéristiques sont identiques à celles décrites dans la littérature [V. Senilh et coll, J. Nat. Prod, 47, 131-137 (1984)]. Le produit de formule générale (II) dans laquelle R' représente un radical trichloro-2,2,2 éthoxycarbonyle et R1 représente un radical tertiobutoxycarbonyle peut être préparé de la manière suivante: On agite énergiquement pendant 5 minutes une solution de 15 0,5 g du sel de sodium du N-chlorocarbamate de tertiobutyle et de 1 g de nitrate d'argent dans 20 cm3 d'acétonitrile. On ajoute ensuite 0,2 cm3 d'une solution de tétraoxyde d'osmium dans l'alcool tertiobutylique (solution à 0,1 mole par litre), 2 g du produit de formule: Ccc3CH2ocoo o o-c00cH2ccz3 CH O COCH C C 6C C6H5 3 2 6H5 et 0,1 cm d'eau. Après 20 heures d'agitation à une température voisine de 20 C et à l'abri de la lumière, on ajoute 0,5 g de sel de 25 sodium du N-chlorocarbamate de tertiobutyle, 0,1 de la solution de tétraoxyde d'osmium et 0,06 cm d'eau. Après 48 heures d'agitation dnergique, le mélange réactionnel est filtré sur célite. Le filtre est rincé par de l'acétonitrile et le filtrat est concentré à sec. Le produit obtenu est purifié par chromatographie, sur silice (silice Merck 7736) en éluant avec un mélange éther-hexane (50-50 en volumes) et en opérant sous légère pression. On isole de cette manière 900 mg de produit de formule (III) n'ayant pas réagi et les produits oxy05 aminés qui sont purifiés et séparés par chromatographie sur couche épaisse (CCE) en éluant avec un mélange chlorure de méthylèneméthanol (982 en volumes). On obtient ainsi: - 295 mg de produit de formule générale (II) dans laquelle 10 R' représente un radical trichloro-2,2,2 éthoxycarbonyle, R1 tertiobutoxycarbonyl (2'R, 3'S) dont les caractéristiques sont les suivantes: - pouvoir rotatoire: [a]D = -38,4 (c = 1, chloroforme) spectre ultra-violet: À max = 231 nm (15150) 15 À max = 275 nm (1200) X max = 283 nm (1035) - spectre infra-rouge: principales bandes d'absorption caractéris-1 tiques à 3580, 3440, 2960, 1770 et 1730 cm - spectre de résonance magnétique nucléaire du proton (CDCl3; 400 MHz; déplacements en ppm): 1,21 (s, 3H); 1,27 (s, 3H); 1,36 (s, 9H); 1,86 (s, 3H); 1,96 (s, 3H); 2,39 (s, 3H); 2,62 (m, 1H); 3,90 (d, J = 7, 1H); 4,17 et 4,32 (2d, J = 9, 2H); 4,63 (d, J = 3, 1H); 4,59 et 4,90 (2d, J = 12, 2H); 4,77 (s, 2H); 4,96 (d, J = 9, 1H); 5,27 (dd, J = 9 et J = 3, 1H); 5, 42 (d, J = 9, 1H); 5,55 (m, 25 1H); 5,69 (d, J = 7, 1H); 6,21 (t, J = 9, 1H); 6,23 (s, 1H); 7,39 (5H); 7,51, 7,62 et 8,09 (5H) - 250 mg de produit de formule générale (II) dans laquelle R' représente un radical trichloro- 2,2,2 éthoxycarbonyle, R1 représente un radical tertiobutoxycarbonyle (2'S, 3'R) dont les 30 caractéristiques sont les suivantes: - pouvoir- rotatoire: [aj = -43,5 (c = 1, chloroforme) - spectre ultra-violet: max = 231 nm (15300) max = 275 nm (1035) \ max = 283 nm (905) - spectre infra- rouge: bandes d'absorption caractéristiques à 3400, -1 3000, 1770 et 1730 cm - spectre de résonance magnétique nucléaire du proton (CDC13, 400 MHz, déplacements en ppm): 1,18 (s, 3H); 1,23 (s, 3H); 1,40 05 (s, 9H); 1,86 (s, 3H); 2,08 (s, 3H); 2,24 (s, 3H); 2,64 (m, 1H); 3,94 (d, J = 7, 1H); 4, 17 et 4,32 (d, J = 9, 2H); 4,48 (d, J = 3, IH); 4,60 et 4,92 (2d, J = 12, 2H); 4,78 (s, 2H); 4,97 (d, J = 9, 1H); 5,22 (dd, J = 9 et J = 3, 1H); 5, 32 (d, J = 9, 1H); 5,58 (m, 1H); 5,70 (d, J = 7, 1H); 6,07 (t, J = 9, 1H); 6,27 (s, 1H); 10 7,33-7,45 (5H); 7,48, 7,61 et 8,04 (5H). Le produit de formule (V) peut être préparé de la manière suivante: A une solution de 9,84 g d'acide cinnamique (66,5 m.moles) dans 150 cm3 de toluene anhydre, on ajoute 11,92 cm3 de chlorure 15 d'oxalyle. Le mélange réactionnel est agité pendant 1 heure à 60 C puis on élimine le chlorure d'oxalyle en excès par distillation. Le chlorure de cinnamoyle obtenu est repris par 300 cm3 de toluene anhydre puis on ajoute 12 g du produit de formule CCl CH OC000 0-COoz0CCil HO _. (VI) OCOCH q 6COC6H5 et 7,9 g de cyanure d'argent. Le mélange réactionnel est chauffé pendant 10 heures à 100 C sous agitation énergique. Après refroi25 dissement, le mélange réactionnel est filtré et le précipité est rincé par de l'acétate d'éthyle. Les filtrats réunis sont versés dans de l'eau glacée. On extrait par de l'acétate d'éthyle. Les phases organiques réunies sont concentrées à sec puis reprises par 200 cm d'éther. Dans cette solution on fait passer un courant d'ammoniac 26 0 1676 jusqu'à précipitation du cinnamate d'ammonium formé. Apres filtration la solution éthérée est concentrée et le résidu est chromatographié sur silice (silice Merck 7736) en éluant avec du chlorure de mithylène sous pression. On Qbtient ainsi avec un rendement de 55 %, 7,6 g 5 du produit de formule (V) dont les caractéristiques sont les suivants: [a]d = -56 (C = 0,567; chloroforme) D - spectre ultra-violet: X max = 217 nm (26800) : X max = 222 nm (26900) : X max = 232 nm (16100) : À max = 276 nm (23600) : A max = 283 nm (24400) - spectre infra-rouge: principales bandes d'absorption -1 caractéristiques à 3420, 1760, 1725, 1710 et 1635 cm spectre de résonance magnétique nucléaire du proton (CDCl3; déplacements en ppm): 5,73 (d, J = 7, C2H); 3,99 (d, J = 7, C3H); 5,02 (d, J = 9, C5H); 1,88 et 2,68 (m, 2 x C6H); 5,62 (m, C7H); 6,30 (s, C10H); 6,21 (t, J = 8, C13H); 2,48 (m, C14H2); 1,29 (s, C16H3); 1,23 (s, C17H3); 2,16 (s, C18H3) ; 1,88 (s, 20 C19H3); 4,20 et 4,34 (d, J = 9, 2 x C20H); 2,31 (acétate); 7,45, 7,60 et 8,07 (benzoate); 6,53 (d, J = 16, C2,H); 7,89 (d, J = 16, C3,H); 7,45 (4H); 7,60 (1H); 4,62 à 4,93 (d, J = 12); 4,79 (s, 2H) - spectre de masse (ionisation chimique) m/z 1023 (MH), 25 1005, 831, 813, 683, 665, 491, 431, 369, 309, 291, 149, 131, 123. Le produit de formule (VI) peut être préparé de la manière suivante: Une solution de 30 g de desacetyl-10 baccatine III (55 m.moles) dans 480 cm3 de pyridine anhydre est refroidie à 3 C 30 sous atmosphère d'argon. On ajoute, en 3 minutes, 25,5 cm3 de chloroformiate de trichloro-2,2,2 éthyle (184 m.moles). Le mélange réactionnel est agité pendant 3 minutes à 20 C puis pendant 6 minutes à 280C. La solution est ensuite refroidie au moyen d'un bain de glace puis elle est versée rapidement dans 1 litre d'eau glacée. La phase 35 aqueuse est extraite en 3 fois par 1 litre au total de chlorure de méthylène. Après concentration, la pyridine est éliminée par épuisement au moyen de dichloro-1,2 éthane. Le produit brut obtenu (61,9 g) est purifié par chromatographie sur 1,2 kg de silice (silice Merck 7736) en éluant avec un mélange chlorure de méthylène- méthanol (99-1 en volumes). On obtient ainsi, avec un rendement de 93 %, 45,6 g du produit de formule (VI) dont les caractéristiques sont les 05 suivantes: - point de fusion = 233-234 C - pouvoir rotatoire = [a]23 = -58 (C = 0,465, chloroforme) spectre ultra-violet =Xmax = 232 nm (19000):Xmax = 276 n (990) :Xmax = 283 nm (810) - spectre infra-rouge = bandes d'absorption - caractéristiques à 3420, 1765, 1730 et 1720 cm 1 - spectre de résonance magnétique nucléaire du proton (CDC13, déplacements en ppm): 1,12 (s, 3H); 1,16 (s, 3H); 1,85 (s, 3H); 2,16 (s, 3H) 2,30 (s, 3H); 2,30 (m, 2H); 2, 05 et 2,65 (2m, 2H); 4,00 (d, J = 7, 1H); 4, 18 et 4,35 (2d, J = 9, 2H); 4, 63 et 4,92 (2d, J = 12, 2H); 4,76 et 4,80 (2d, J = 12, 2H); 4,92 (t, J = 9, 1H); 5,00 (d, J = 9, 1H); 5,61 (m, 1H); 5,66 (d, J = 7, 1H); 6,30 (s, 1H); 20 7,50, 7,64 et 8,13 (2t et ld, J = 7, 5H) - spectre de masse (ionisation chimique) m/z 893 (MH +), 875, 701, 683, 579, 387, 327, 309, 123. La desacetyl-10 baccatine III peut tre obtenue de la manière suivante: Des feuilles non séchées de Taxus baccata L (100 kg) sont broyées puis mises en percolation accélérée en tournaire avec de l'alcool à 95 (dont le taux réel en alcool passe à 80-85 du fait de l'eau contenue dans les feuilles). La première macération est effectuée avec 300 litres d'alcool et les macération suivantes 30 (4 fois 200 litres) sont effectuées avec de l'alcool récupéré par distillation et dont le degré alcoolique est maintenu à 85 . Chaque percolation dure 10 heures à une température voisine de 20 C. Lbrassage est assuré par circulation de solvant au moyen d'une pompe. L'extràit, qui n'est pas évaporé à sec, reste en milieu aqueux (20 litres) sous forme d'une suspension solide. On reprend par du chlorure de méthylène (9 extractions avec un total de 100 litres de chlorure de méthylène) et on épuise la phase aqueuse par 60 litres 05 d'acétate d'éthyle. Le poids de l'extrait sec, déterminé à partir d'une partie aliquote, est de 2,3 kg. La solution organique obtenue est déposée, par portions de 2 kg, sur de la silice (zéosil: 8 kg / célite: 8,3 kg) contenue 10 dans une colonne de 1,5 m de hauteur et de 24 cm de diamètre. On élue avec du chlorure de méthylène avec un débit de 8 à 9 litres/heure. On sépare ainsi 3 fractions: la première (300 litres) fournit 1,74 kg d'extrait sec, la seconde (170 litres) fournit 390 g d'extrait sec et la troisième (130 litres) fournit 20 g d'extrait 15 sec. La seconde fraction (390 g), qui contient essentiellement la desacétyl-10 baccatine III, est à nouveau chromatographiée dans les mêmes conditions. On obt ent ainsi 4 fractions dont la plus intéressante (154 g) conduit après concentration et digestion dans le 20 chlorure de méthylène à 22 g de desacétyl-10 baccatine III pure. Les eaux-mères (132 g", purifiées par chromatographie sur silice, fournissent 8 g de desaîtryi-10 baccatine III. Le rendement total est de 300 mg de desacétyl-10 baccatine III par kg de feuilles. REVENDICATION Procédé de préparation du taxol ou du desacétyl-10 taxol caractérisé en ce que l'on fait réagir un halogènotrialkylsilane tel que l'iodotriméthylsilane sur un produit de formule générale: R'O o oCooCHCcl3 CH-OH C6H -CH-NH-COOC(CH3)3 - COCH3 ôcoc6H5 dans laquelle, R' représente un radical acétyle ou trichloro-2,2, 2 éthoxycarbonyle, en opérant dans un solvant organique tel que l'acétonitrile à une température voisine de 0 C pour obtenir un produit de formule générale: R'O O?-COOCH2CC13 CH-OH O C6H5-CH-h2 OCOCH3 OCOC6H5 6 5 dans laquelle R' est défini comme précedemment sur lequel on fait réagir le chlorure de benzoyle en présence d'un accepteur d'acide tel que la pyridine à une température voisine de 20 C pour obtenir le 15 produit de formule générale: R'O O O-COOCHCCl C00- I l! I z Cco JS je i i CH-OH _ O -CH-NH-COC: t 0CocH n aav 3 2601676 12 dans laquelle RI est défini comme précédemment sur lequel on fait réagir le zinc dans l'acide acétique pour obtenir le taxol ou le desacétyl-10 taxol.