Brevet FR2605318A1 — publié le 19880422

PROCEDE DE PREPARATION D'AZETIDINONES Les acyloxy-4 azétidinones de formule (I): OR1 0 CH OCR H3C CHCH (I) I I C R o - R1 et R2 représentent des atomes d'hydrogène ou des groupes protégeant les fonctions alcool et amide; et - R3 représente un groupe alkyle en C1-C10 ou un groupe aryle, sont habituellement préparées par oxydation des acyl-4 azétidinones correspondantes de formule : OR1 0 CH CR H'C CH--CH (il) I l C-N O R2 O' \ R2 o R1, R2 et R3 sont tels que définis ci-dessus; la réaction mentionnée ci-dessus est connue, comme décrit, par exemple, dans l'article de S. Hanessian et al. "J.A.C.S. 107, page 1438". Les composés résultants de formule (I) sont des intermédiaires utiles dans la préparation de composés anti- bactériens, appellés penem, comme décrit, par exemple, dans le Brevet Britannique n' 2 111 496-B. Cette oxydation est effectuée au moyen de peracides organiques, tels que, par exemple, l'acide monoperphtalique ou l'acide m-chloroperbenzoïque. 2 oU2605318 Cependant, de tels réactifs, même s'ils ne sont que faiblement acides en eux-mêmes, par suite de leur réduction, donnent naissance aux acides carboxyliques correspondants qui ont des constantes d'acidité caractéristiques, relativement élevées. Par conséquent, les peracides organiques, en tant que tels, ne permettent pas d'obtenir des résultats satisfaisants dans l'oxydation de composés qui sont particulièrement instables dans des conditions acides, tels que, par exemple, les acyl-4 azétidinones (II>, o R1 représente un atome d'hydrogène. La fonction alcool a donc besoin d'être protégée par un groupe présentant une bonne stabilité dans un environnement acide, le groupe tert.-butyldiméthylsilyle étant habituelle- ment utilisé à cet effet (on se reportera à M. Shiozaky, N. Ishida, H. Naruyama, T. Hirahoka, "Tetrahedron 1983, 3, 2399"-; H Naruyama, K. Shiozaky, T. Hirahoka, "Bull. Chem. Soc. Jpn. 1985, 5, 3264"; T. Chiba, T. Nakai, "Chem. Lett. 1985, 651"). Cependant, en raison des coûts élevés du groupe silyle mentionné ci-dessus et du chlorure de tétrabutylammonium, qui doit être employé pour régénérer par la suite la fonction alcool, ladite étape de protection représente un inconvénient sérieux dans la préparation industrielle des composés anti-bactériens devant être obtenus à partir de l'intermédiaire de formule (I). Le peroxymonosulfate de potassium a été également employé parfois dans l'oxydation de cétones en esters, mais ce composé, employé habituellement en mélange avec des acides tels que KHSO4 ou même l'acide sulfurique est de ce fait à peine efficace à l'égard de substrats, qui sont instables dans des conditions acides. Le but de la présente invention est, par conséquent, de proposer un procédé facile à mettre en oeuvre et peu coûteux pour oxyder les acyl-4 azétidinones (II) en acyloxy-4 azétidinones alcool non protégée. Un autre but est de proposer un procédé exempt des problèmes de corrosion et de sécurité, que l'on rencontre généralement lorsque des solutions de peracide organique sont employées. On a maintenant découvert que ces buts, ainsi que d'autres, sont atteints par un procédé de préparation des acyloxy-4 azétidinones de formule OR1 0 " CH\ 0OCR3 H3C CH-CH (I> I I R2 o - R1 représente un atome d'hydrogène ou un groupe protecteur de la fonction alcool; R2 représente un atome d'hydrogène ou un groupe protecteur du groupe NH d'amide; et - R3 représente un groupe alkyle en C 1-C10 ou un groupe aryle, qui consiste en l'oxydation des acyl-4 azétidinones correspondantes de formule OR1 0 1 Il CH CR H C CH-CH I I C-/ O R2 o R1, R2 et R3 ont les significations mentionnées ci- dessus, dans un système à deux phases comprenant: a> une phase organique comprenant une acyl-4 azétidinone ou alcalino-terreux d'un peracide organique ou minéral. Des exemples d'acyl-4 azétidinones (II) que l'on peut oxyder selon la présente invention sont celles o: - R1 représente un atome d'hydrogène ou un groupe silyle (par exemple, le groupe triméthylsilyle et également tert.-butyldiméthylsilyle); - R2 représente un atome d'hydrogène, un groupe benzyle non-substitué ou substitué (par exemple, p-méthoxy- benzyle) ou un groupe phényle non substitué ou substitué (par exemple, pméthoxyphényle); et - R3 représente un groupe phényle ou alkyle (par exemple, méthyle). Les matières premières de formule (II) sont des composés connus ou bien elles peuvent être préparées à l'aide des procédés décrits dans la littérature, par exemple dans les articles et brevets mentionnés ci-dessus. La formule générale (I) englobe toutes les formes optiques (racémique ou optiquement actives). Les configurations préférées sont SR,4S pour l'azétidinone et R pour l'atome de carbone dans la chaîne portant le groupe hydroxy, de sorte que les composés penem résultant des composés de formule (I) présentent la stéréochimie finale préférée [5R,6S, (1R)]. Dans la réaction, on peut employer, comme sel d'"onium", un sel d'ammonium ou phosphonium quaternaire de formule (III): o: - M représente un atome d'azote ou de phosphore; - Y représente un anion minéral stable, tel que Cl ou HS04; et - R4, R5, R6 et R7, qui peuvent être identiques ou différents, représentent des groupes hydrocarbonés, avec une teneur totale en atomes de carbone se situant entre environ 10 et 70. Des exemples de sels d'"onium", que l'on peut utiliser avantageusement dans la réaction, sont le chlorure de diméthyl [dioctadécyl (75%) + dihexadécyl (25%)] ammonium (vendu sous la dénomination "ARQUAD 2HT") et le chlorure de méthyltrioctylammonium "ALIQUAT 336"). Comme solvant, un solvant non miscible & l'eau, tel que l'acétate d'éthyle ou le chloroforme, peut être employé. Comme agent d'oxydation, on peut employer, dans la réaction, un sel de n'importe quel métal alcalin ou acalino- terreux de n'importe quel peracide organique ou minéral. Cependant, du point de vue de leur stabilité et de leur grande disponibilité sur le marché & des prix modérés, le peroxy monosulfate de potassium et le monoperoxy phtalate 2Q acide de magnésium hexahydraté, vendu-sous la dénomination "H-48)", sont particulièrement attrayants. La réaction est effectuée par agitation énergique du mélange à deux phases, à des températures se situant entre environ 5 et 60'C, de préférence, entre 15 et 45C, La concentration de l'acyl-4 azétidinone (II) dans la phase organique peut se situer dans la plage allant d'environ 2 à % en poids. Par ailleurs, la concentration du composé peroxy dans la phase aqueuse peut se situer dans la plage allant d'environ 2 à 15% en poids, sa teneur se situant dans la plage allant d'environ 1 à 5 moles par mole d'acyl-4 azétidinone azétidinone (I) selon des techniques classiques. L'invention sera illustrée de façon plus détaillée par les Exemples suivants, qui doivent être considérés comme purement illustratifset non limitatifs. (Les rendements se rapportent à des produits fournissant une simple tache en chromatographie sur couches minces, utilisant des couches de gel de silice "Merck F-254" et, comme éluant, un mélange 9/1 acétate d'éthyle/heptane; détection par irradiation avec de la lumière UV à 254 nm). EXEEhLE 1 Dans un ballon à deux cols, d'une capacité de 50 ml, équipé d'un thermomètre, d'un condenseur à reflux et d'un agitateur magnétique, on a introduit 440 mg de (SS, 4S)- benzoyl-4 [ (1R)-hydroxyéthyl]-3 azétidine-2-one (2 moles), 3,5 ml d'acétate d'éthyle, 50 mg de chlorure de diméthyl [dioctadécyl (75%) + dihexadécyl (25%)] ammonium (environ 0,1 mmole), 14 ml de tampon phosphate de Na à pH 6,6, et 1,47 g de CAROAT q mélange contenant 41,5 % de peroxymonosulfate de potassium Spectre de Nasse (C.I. isobutane): m/e = 235 (M). EXEEELE_2 On a répété l'exemple 1 en remplaçant le CAROAT par 1,98 g de monoperoxyphtalate acide de magnésium hexahydraté de réaction à 10 heures. 264 mg de -benzoyloxy-4 [(lR)-hydroxy- éthyl]-3 azétidine-2-one Dans un ballon à deux cols, d'une capacite de ml, équipé d'un thermomètre, d'un condenseur à reflux et d'un agitateur magnétique, on a introduit 440 mg de évaporer. 180 mg de éthyl]-3 azétidine-2-one pure &8 26U3I REVENDICATIONS 1 - Procédé de préparation des composés de formule (I): OR OCOR3 l I(I) N O R2 o - R1 représente un atome d'hydrogène ou un groupe protecteur de la fonction alcool; - R2 représente un atome d'hydrogène ou un groupe protecteur du groupe NH d'amide; et - R3 représente un groupe alkyle en C1-C10 ou un groupe aryle, caractérisé par le fait que l'on oxyde des composés de formule (II): OR1 COR3 (II) N 2,0 o R1, R2 et R ont les significations mentionnées ci- dessus, dans un système à deux phases comprenant a) une phase organique comprenant le composé de formule (II) et un sel d'"onium" dissous dans un solvant non miscible à l'eau; b) une solution aqueuse comprenant un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux d'un peracide organique ou minéral. g 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que R1 représente un atome d'hydrogène ou un groupe silyle, R2 représente un atome d'hydrogène ou un groupe benzyle ou phényle, substitué ou non substitué, et R3 représente un groupe alkyle ou phényle. 3 - Procédé selon la revendication i ou 2, caractérisé par le fait que le sel d'"onium" est un sel d'ammonium ou phosphonium quaternaire de formule (III>: (R4, R5, R, R)"+ Y (III) do 4' 5' 6' 7xY(I) o - X est un atome d'azote ou de phosphore; - Y est un antion minéral stable; et _ R4, R5, R et R sont identiques ou différents et 4t5 6 7 représentent des groupes hydrocarbonésavec une teneur totale en atomes de carbone se situant entre 10 et 70. 4 - Procédé selon larevendication 3, caractérisé par le fait que le sel d'"onium>> est le chlorure de diméthyl [dioctadécyl (75%) + dihexadécyl (25%)] ammonium ou le chlorure de méthyltrioctylammonium. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le solvant non miscible & l'eau est l'acétate d'éthyle ou le chloroforme. - 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le sel de métal alcalin ou alcalino-terreux du peracide est le peroxymonosulfate de potassium ou le monoperoxyphtalate acide de magnésium hexahydraté. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'on mène la réaction à une température comprise entre 5 et 60'C, pendant une période de temps se situant dans la plage allant de 5 à 48 heures. 8 - Procédé selon l'unedes revendications 1 & 7, caractérisé par le fait que la concentration du composé de formule (II) dans la phase organique se situe dans la plage allant de 2 à 25% en poids, la concentration du composé peroxy dans la phase aqueuse se situe dans la plage allant de 2 à 15% en poids, sa quantité étant comprise entre 1 et 5 moles par mole du composé (II), le sel d'"onium" étant employé dans une quantité se situant dans la plage allant de 0,01 à 0,1 mole par mole du compose (II). 9 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'on contr6le le pH de la phase aqueuse par un tampon. - Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la solution tampon employée est une solution de phosphate de sodium avec un pH voisin de 7.