Brevet FR2673942A1 — publié le 19920918

La présente invention se rapporte d'une manière générale à la préparation d'un isomère de l'acide propyl-2 pentène-2 olque ainsi qu'à une composition nouvelle utilisable en tant qu'inter- médiaire de synthèse. En particulier, l'invention concerne un procédé pour la préparation, sous forme pure, de l'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oique de formule: C 2 H 5-CH O C-C-OH (isomère E) I n-C 3 H 7 ainsi que de ses sels pharmaceutiquement acceptables. Cet acide de formule I est un produit connu ayant été décrit notamment dans Arch Pharm 310 ( 5) pp 394-403 ( 1977) et dans J A C S 93, ( 17) pp 4242- 4247 ( 1971). Il s'agit d'un métabolite de l'acide valproique, composé connu pour ses propriétés anti- convulsivantes et largement utilisé dans le traitement de l'épilepsie. L'acide de formule I présente également une activité antiépileptique non négligeable et un degré de tératogénicité inférieur à celui de l'acide valproique. On connaît déjà plusieurs procédés pour préparer l'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oique. Cependant, la plupart d'entre eux présentent des inconvénients tels que leur utilisation ne peut être envisagée valablement pour une production sur le plan industriel En effet, ces différents procédés font intervenir: soit des réactifs dangereux tel que le cyanure de sodium, nécessitant une mise en oeuvre délicate, soit des composés de départ déjà élaborés et difficilement accessibles tel que l'hydroxy-4 octa- none-5, soit un nombre d'étapes important avec, en finalité un rendement global faible, de l'ordre de 30 %, doublé d'une mise en oeuvre assez lourde en raison des réactifs utilisés. Il existe cependant des procédés de prépa- ration de l'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oique en question comportant un nombre relativement restreint d'étapes et utilisant des réactifs aisément accessi- bles Toutefois, ces procédés présentent des désavan- tages dont les plus importants se caractérisent par un manque de sélectivité au niveau des isomères de l'acide propyl-2 pentène-2 oique formé (isomères géo- métriques et de position) et une séparation difficile de ces isomères entraînant des rendements globaux assez faibles. A cet égard, on peut citer le procédé décrit dans Arch Pharm 310 ( 1977) cité précédemment, procédé selon lequel: a) on provoque une déshydrohalogénation du bromo-2 propyl-2 pentanoate d'éthyle, au reflux, au moyen de N,N-diéthylaniline et une purification par distilla- tion (rendement: 76,5 %), b) on saponifie, au reflux, l'ester ainsi obtenu, au moyen d'une solution aqueuse 1,5 M en hydroxyde de sodium et en présence d'éthanol, on traite par l'acide sulfurique et on purifie par cristallisation frac- tionnée dans l'éther de pétrole (rendement: 25 %) Le rendement global de ce procédé s'avère très faible puisque de l'ordre de 19 % à partir du bromo-2 propyl-2 pentanoate d'éthyle. Une modification de cette méthode a été décrite dans la demande de brevet EP-293 753 selon laquelle on provoque: a) la déshydrohalogénation du bromo-2 propyl-2 pentanoate d'éthyle au moyen de diaza-l,4 bicyclo- 2,2,27 octane dans l'acétonitrile, la réaction ayant lieu durant 8 h à la température de reflux du milieu, puis on purifie par distillation pour obtenir un mé- lange 77/23 d'isomères (E) et (Z) de propyl-2 pen- tène-2 oate d'éthyle(rendement: 80 % équivalant à un rendement de 62 % en isomères (E)l, b) la saponification du mélange d'isomères en question au moyen de 10 équivalents d'hydroxyde de sodium dans le méthanol et durant 5 jours à température ambiante pour donner un mélange brut quantitatif 80/20 d'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oique/propyl-2 pentène- 3 oique (isomère A 3) puis la purification par distillation (rendement non précisé). En conséquence, le procédé ci-dessus ne permet d'obtenir l'acide (E)propyl-2 pentène-2 oique brut qu'avec un rendement maximum de 48 %. En outre, lors de la séparation des isomères formés au niveau de l'acide propyl-2 pentène-2 oique, on peut s'attendre à d'importants problèmes puisqu'il est précisé dans la demande de brevet en question que la distillation à réaliser pour la purification est délicate et doit être effectuée au moyen d'une colonne puissante. La mise au point d'un procédé apte à être utilisé sur le plan industriel et permettant de pré- parer l'acide de formule I sous forme pure, c'est-à- dire exempt d'isomères et avec de bons rendements, reste donc d'un intérêt majeur. Or, on a découvert, de manière surprenante, selon l'invention, qu'il est possible, par mise en oeuvre d'une méthode de saponification d'esters propyl-2 pentène-2 olque au moyen d'un hydroxyde de métal alcalin, d'obtenir l'acide (E)-propyl-2 pen- tène-2 oique avec des rendements de loin supérieurs à ceux fournis par les procédés antérieurs et avec un excellent degré de pureté. La supériorité de la méthode, selon l'in- vention repose notamment sur la mise en évidence d'une cinétique de saponification des isomères (E) et (Z) des esters propyl-2 pentène-2 oiques en question totalement différente puisqu'il a été constaté que l'isomère (E) se saponifie beaucoup plus rapidement * 15 que l'isomère (Z) correspondant. En conséquence, cette différence peut être mise à profit en contrôlant efficacement le taux de saponification de manière à limiter la conversion à un mélange maximal en sel d'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oique et minimal en sel d'acide (Z)-propyl-2 pentène-2 olque. La supériorité de la méthode de saponifica- tion selon l'invention s'est révélée particulièrement efficace lors de sa mise en oeuvre à partir d'un mélange d'isomères (E) et (Z) d'esters de formule générale: C 2 H 5-CH O C-C-OR II n-C 3 H 7 dans laquelle R représente un radical alkyle en C 1-C 4, de préférence le radical éthyle, ce mélange comportant au moins 85 % d'isomère (E). Les mélanges d'isomères (E) et (Z) de for- mule II constituent des compositions intermédiaires nouvelles et sont, à ce titre, un autre objet de l'invention. Les mélanges d'esters (E) et (Z) de formule II comportant au moins 90 % d'isomère (E) constituent des mélanges préférés en particulier le mélange comportant 90 % d'isomère (E). Selon l'invention, on prépare l'acide (E)-propyl-2 pentène-2 olque: a) en saponifiant jusqu'à un taux de conversion de 90 à 92 %, un mélange d'isomère (E) et (Z) d'esters de formule II, la saponification étant effectuée au moyen d'un hydroxyde de métal alcalin dans un milieu réac- tionnel aqueux et en présence d'un alcool de formule générale: R OH III dans laquelle R a la même signification que précé- demment, en extrayant les esters non saponifiés au moyen d'un solvant non miscible à l'eau par exemple un éther, et en acidifiant le milieu réactionnel aqueux après extraction des esters non saponifiés, au moyen d'un acide fort, pour obtenir essentiellement l'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oîque sous forme brute, b) en purifiant l'acide pentène-2 oique obtenu, par cristallisations successives dans l'eau et en présence d'un alcool de formule III, ce qui fournit l'acide (E)-propyl-2 pentène- 2 oique sous forme pure, que l'on peut faire réagir, éventuellement avec un acide orga- nique ou inorganique approprié pour obtenir un sel pharmaceutiquement acceptable. La saponification, a généralement lieu en présence de 2 à 10 équivalents, de préférence 5 équi- valents d'un hydroxyde de métal alcalin Préférentiel- lement, on utilise comme hydroxyde de métal alcalin, l'hydroxyde de sodium. Cette réaction de saponification se déroule en général à une température de 30 à 50 C, de préfé- rence à une température de l'ordre de 40 OC dans un milieu réactionnel formé d'un milieu aqueux contenant préférentiellement de 50 à 150 %, par exemple 100 %, par rapport à l'eau, d'un alcool de formule III ainsi que, de préférence, de 2 à 10 moles/l d'hydroxyde de métal alcalin, par exemple 7,5 moles/l, et, de préférence de 1 à 3 moles/l, d'esters de formule II, par exemple 1,5 moles/l Quant à l'acide fort, celui-ci est géné- ralement un hydracide tel que l'acide chlorhydrique. Le procédé ainsi décrit permet d'obtenir l'acide de formule I avec des rendements voisins de % en produit brut et de l'ordre de 75 % en produit pur calculés à partir du mélange d'isomères de formule II En outre, le produit pur ainsi obtenu présente un titre en acide (E)-propyl- 2 pentène-2 oîque supérieur à 98 % voire supérieur à 98,7 %. Le mélange d'isomères (E) et (Z) de formule II peut être obtenu selon un procédé mettant en oeuvre les étapes suivantes: a) on traite, dans un solvant polaire, l'acide n-propyl-2 pentanoique ou acide valproîque, de for- mule: n-C 3 H 7 O CH-C-OH IV n-C 3 H 7 d'abord avec le chlorure de thionyle ensuite avec le brome et finalement avec un alcool de formule III, ces réactions ayant lieu dans un solvant aprotique tel que le dichloroéthane pour obtenir un ester C-C-OR V n-C 3 H 7Br dans laquelle R a la même signification que précédem- ment, b) on traite l'ester ainsi obtenu au moyen d'une amine dans un solvant aprotique polaire comportant un grou- pement amide, à une température de 40 à 70 C, de pré- férence à une température de l'ordre de 55 C, ce qui fournit un mélange d'isomères (E) et (Z) de formule II comportant au moins 85 % d'isomère (E). 1 f 5 Le traitement du composé de formule V a lieu généralement au moyen d'une trialkylamine en C 1-C 4 telle que la triméthylamine (TMA), la triéthylamine (TEA) ou la triméthyléthylènediamine (TMEDA) ou encore au moyen de diaza-l,4 bicyclo l 2,2,2 J octane (DABCO) ou d'hexaméthylphosphotriamide (HMPT). En outre, ce traitement se déroule préfé- rentiellement dans le N,N-diméthylformamide comme solvant. Les esters de formule II obtenus de cette manière se sont révélés exempts d'ester propyl-2 pentène-3 oiques correspondants Calculés à partir de l'ester bromo-2 propyl-2 pentanoique et notamment à partir du bromo-2 propyl-2 pentanoate d'éthyle, le procédé de l'invention permet d'obtenir l'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oique sous forme pure avec des rendements plus importants que ceux offerts par les procédés de l'état de la technique, puisque supérieurs à 70 % en produit brut, et, supérieurs à 60 % en produit pur. Comme indiqué précédemment, la supériorité du procédé de l'invention, sur l'état de la technique, repose notamment sur la mise en évidence d'une ciné- tique de saponification des isomères (E) et (Z) des esters propyl-2 pentène-2 oiques de formule II. Cette différence de cinétique est nettement perceptible sur la Figure ciannexée Sur cette figure on a représenté, à titre d'exemple: les courbes de cinétique de saponification des 1 isomères (E) (courbe a) et (Z) (courbe b) du propyl-2 pentène-2 oate d'éthyle au moyen de 5 équivalents d'hydroxyde de sodium à 40 C et dans un milieu eau/ éthanol la courbe de cinétique de formation du mélange 1 correspondant des sels sodiques comportant des sels sodiques des isomères (E) et (Z) de l'acide propyl-2 pentène-2 oîque et de l'isomère a 3 (courbe c). Ainsi, en limitant la réaction de saponi- fication à un taux de conversion voisin de 90 %, on peut réduire de moitié le pourcentage d'isomère (Z) contenu dans l'acide propyl-2 pentène-2 otque brut par rapport à l'isomère (Z) contenu dans l'ester propyl-2 pentène-2 oique de formule II sans accroitre le taux d'isomère A 3. L'Exemple, non limitatif, suivant illustre l'invention: EXEMPLE Préparation de l'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oique a) Préparation du bromo-2 propyl-2 pentanoate d'éthyle Dans un réacteur de Grignard, on introduit, sous atmosphère d'azote, 144 g d'acide propyl-2 pentanoique et 0,5 g de N,N-diméthylformamide. On chauffe l'ensemble à 65 C et on addi- tionne, en 8 h, 128,4 g de chlorure de thionyle en P maintenant la température du milieu entre 65 et C En fin d'addition, on chauffe le milieu à 95 C et on maintient cette température durant une heure On introduit ensuite 40 g de dichloro-1,2 éthane, chauffe à 100 C et additionne en 8 h, 164 g de brome On main- tient la température du milieu à 110-115 C durant une heure après la fin de l'addition, on refroidit le mélange réactionnel à 80-85 C, puis on ajoute, en 2 h min, 74 g d'éthanol absolu On chauffe à reflux durant une heure, puis on refroidit à 20 C avant d'additionner 40 g d'eau On décante, on concentre la phase organique et distille le résidu huileux lP E: 117-119 C ( 20 mm Hg)7. De cette manière, on obtient 242 g de bromo-2 propyl-2 pentanaote d'éthyle Rendement: 96,5 %. b) Préparation du propyl-2 pentène-2 oate d'éthyle Dans un réacteur de Grignard de 500 ml, on introduit 0,43 mole d'amine, 320 ml de N,N-diméthyl- 2 formamide et 53 g ( 0,21 mole) de bromo-2 propyl-2 pentanoate d'éthyle On chauffe le milieu réactionnel à une température T durant X heures On refroidit alors le mélange à 20 C et on ajoute 100 ml d'eau puis ml d'acide chlorhydrique concentré On laisse le milieu sous agitation durant 1 heure puis on extrait par 3 fois 400 ml d'hexane On lave les phases orga- niques par 3 fois 350 ml d'eau, sèche sur sulfate de sodium et concentre. De cette manière, on obtient le propyl-2 pentène-3 oate d'éthyle brut sous forme d'un résidu huileux incolore exempt de propyl-2 pentène-2 oate d'éthyle. En utilisant le procédé décrit ci-dessus, on a obtenu les résultats suivants: Amine T (C ) X (h) Rendement Rapport des brut (%) isomères E/Z * DABCO 55 21 96,7 89/11 ( 35 g) DABCO 90 4,5 97 86/14 En utilisant le même procédé que celui décrit précédemment mais en chauffant le milieu réactionnel à une température T 1 durant X 1 heures puis à une température T 2 durant X 2 heures, on a obtenu les résultats suivants: Amine T 1 ( C) X 1 (h) Rendement Rapport des T 2 ( C) X 2 (h) brut (%) isomères E/Z * TMA 55 44 89/11 4 TEA 55 16 88/12 22 TMEDA 55 17 85/15 9 * déterminé par résonance magnétique nucléaire (R.M N) dans CD C 13 ( 300 M Hz): triplet à 6,75 et ,80 ppm. l 1 c) Préparation de l'acide propyl-2 pentène-2 oique Dans un réacteur de Grignard, on introduit, sous argon, 20,4 ml d'eau, 12 g d'hydroxyde de sodium en pastilles et 20,4 ml d'éthanol On chauffe l'en- semble à 40 C et on additionne rapidement 10,21 g de propyl-2 pentène-2 oate d'éthyle On maintient le milieu réactionnel à cette température pendant 130 minutes La conversion d'ester en acide est alors d'environ 90 % (contrôle par chromatographie en phase 1 * gazeuse) On additionne au milieu réactionnel 100 ml d'eau épurée et 30 ml d'éther diisopropylique On décante et extrait une nouvelle fois la phase aqueuse par 30 ml d'éther diisopropylique On acidifie la phase aqueuse par 35 ml d'acide chlorhydrique à 37 % et i 5 extrait par 3 fois 50 ml d'éther diisopropylique On rassemble les phases organiques et les lave par 3 fois ml d'eau On sèche sur sulfate de sodium et concen- tre à l'évaporateur rotatif (température De cette manière, on obtient 7,7 g d'acide propyl-2 pentène-2 oique brut Rendement: 90,3 %. Par R M N dans CD C 13 ( 300 M Hz), on détermine le rapport isomérique E/Z = 94/6 (triplet à 6,8 et 6 ppm). d) Isolement de l'acide (E)-propyl- 2 pentène-2 oique Dans un ballon tricol de 100 ml, on intro- duit 22 ml d'éthanol, 33 ml d'eau et 7,6 g d'acide propyl-2 pentène-2 oique obtenu précédemment On chauffe au reflux puis refroidit le milieu, lentement en 1 heure, de 30 C à 10 C L'acide (E)-propyl-2 io pentène-2 oique précipite vers O C Après filtration, on recristallise, dans les mêmes conditions le préci- pité obtenu puis on réempâte par un mélange eau/ éthanol 70/30 De cette manière, on obtient 6,5 g d'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oique. Rendement de purification:85 %. Pureté déterminée par chromatographie en phase gazeuse capillaire: titre 98,9 %. P.F: 38 C. Impuretés: Isomère (Z): 0,7 % Isomère A 3: 0,4 % REVENDICATIONS 1 Procédé de préparation de l'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oique de formule: C 2 H 5-CH O n H/ C-C-OH (isomère E) I n-C 3 H 7 ainsi que de ses sels pharmaceutiquement acceptables, caractérisé en ce que: a) on saponifie, jusqu'à un taux de conversion de 90 à 92 %, un mélange d'isomère (E) et (Z), comportant au moins 85 % d'isomère (E), d'esters de formule géné- rale: C 2 H 5-CH O C-C-OR II n-C 3 H 7 dans laquelle R représente un radical alkyle en C 1-C 4, au moyen d'un hydroxyde de métal alcalin dans un milieu réactionnel aqueux et en présence d'un alcool de formule générale: R OH III dans laquelle R a la même signification que précé- demment, on extrait les esters non saponifiés au moyen d'un solvant non miscible à l'eau et on acidifie le milieu réactionnel aqueux après extraction des esters non saponifiés, au moyen d'un acide fort, pour obtenir essentiellement l'acide (E)-propyl-2 pentène-2 olque sous forme brute, b) on purifie l'acide pentène-2 olque obtenu, par cristallisations successives dans l'eau et en présence d'un alcool de formule III, ce qui fournit l'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oique sous forme pure, que l'on peut faire réagir, éventuellement avec un acide orga- nique ou inorganique approprié pour obtenir un sel pharmaceutiquement acceptable. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que R représente le radical éthyle. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'hydroxyde de métal 1 o alcalin est l'hydroxyde de sodium. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la saponification est effectuée au moyen de 2 à 10 équivalents d'hydroxyde de métal alcalin. 5 Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la saponification a lieu à une température de 30 à 600 C. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la saponification à lieu à 40 QC. 7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'acide fort est l'acide chlorhydrique. 8 Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'acide (E)-propyl-2 pentène-2 oique sous forme pure présente un degré de pureté supérieur à 98 %. 9 Composition constituée d'un mélange d'isomères (E) et (Z) d'esters de formule générale: C 2 H 5-C Hx O C-C-OR n-C 3 H caractérisé en ce qu'il comporte au moins 85 % d'iso- mère (E). Composition selon la revendication 9 comportant 90 % d'isomère (E). 11 Procédé de préparation d'une composition selon la revendication 9, caractérisé en ce que: a) on traite, dans un solvant polaire, l'acide n-propyl-2 pentanoique ou acide valproique, de for- *o mule: n-C 3 H 7 O CH-C-OH IV n-C 3 H 7 * 15 d'abord avec le chlorure de thionyle ensuite avec le brome et finalement avec un alcool de formule: R OH III dans laquelle R représente un groupe alkyle en Cl-C 4, dans un solvant aprotique pour obtenir un ester Y-bromé de formule générale: n-C 3 H 7, O C-C-OR V n-C 3 H 7 Br dans laquelle R a la même signification que précédem- ment, 0 o b) on traite l'ester ainsi obtenu au moyen d'une amine dans un solvant aprotique polaire comportant un grou- pement amide, à une température de 40 à 70 C, ce qui fournit un mélange d'isomères (E) et (Z) de formule II comportant au moins 85 % d'isomère (E).