Brevet FR2692266A1 — publié le 19931217

La présente invention concerne un nouveau procédé de préparation de stéroïdes 16 a-méthylés. L'invention a ainsi pour objet un procédé de préparation des composés de formule (I): O R 3 dans laquelle les cycles A et B représentent un reste: R 3 dans lequel la fonction cétone en position 3 est éventuelle- ment protégée sous forme de cétal, de thiocétal, d'hémithio- cétal ou d'éther d'énol, ou un reste: o R 3 R représente un radical méthyle ou un radical -CH 2-OR', dans lequel R' représente un atome d'hydrogène ou un reste éther ou30 un reste ester, R 1 et R 2 forment ensemble une seconde liaison, ou R 1 et R 2 forment ensemble un époxyde en position B, ou R 1 représente un atome d'hydrogène, une fonction cétone ou une fonction hydroxy en position a ou B, libre ou protégée sous forme d'éther ou d'ester et R 2 représente un atome d'hydro-35 gène, ou R 1 représente un atome d'hydrogène et R 2 représente une fonction hydroxy en position a, ou R 1 représente une fonction hydroxy en position B, libre ou protégée sous forme d'éther ou d'ester et R 2 représente un atome de fluor ou de brome en position a, et R 3 représente un atome d'hydrogène ou un atome de fluor ou un radical méthyle, en position a ou B, caractérisé en ce que l'on traite un composé de formule (II): ou (II) R 3 dans laquelle A, B, R, R 1, R 2 et R 3 ont la signification déjà indiquée, par un agent de méthylation en présence d'un cataly- seur à base de cuivre, puis hydrolyse l'intermédiaire méthylé ainsi obtenu et oxyde le milieu réactionnel par l'oxygène20 moléculaire en présence d'un agent réducteur et complexant du cuivre, pour obtenir le composé attendu. Lorsque la fonction cétone en 3 est protégée sous forme de cétal, thiocétal ou hémithiocétal, il s'agit de préférence d'un groupement de formule:25 (CH 2)n, (CH 2)n ou (CH 2)n dans (n 2 '-o/ (Cx/ N 0/ lequel N est égal à 2 ou 3 et tout particulièrement d'un groupement éthylènedioxy ou éthylènedithio. Lorsque la fonction cétone en 3 est protégée sous forme d'éther d'énol, il s'agit de préférence d'un groupement alkoxy ou alkoxyalkoxy renfermant de 1 à 8 atomes de carbone et plus35 particulièrement d'un groupement méthoxy, éthoxy, éthoxyéthoxy ou l-éthoxyéthoxy, les cycles A et B comportant alors un système de doubles liaisons A 3,5. Lorsque R' représente un reste éther, il peut s'agir de tout reste connu de l'homme du métier et notamment d'un radical alkyle renfermant de 1 à 6 atomes de carbone, par exemple méthyle, éthyle ou propyle, d'un radical tétrahydropyranyle, ou d'un reste d'éther silylé, par exemple trialkyl- 5 silyle tel que triméthyl ou diméthylterbutylsilyle, triaryl- silyle tel que triphénylsilyle ou diarylalkylsilyle tel que diphénylterbutylsilyle. Lorsque R' représente un reste ester, il peut s'agir de tout reste connu de l'homme du métier et notamment d'un radi- cal acyle renfermant de 1 à 8 atomes de carbone, par exemple formyle, acétyle, propionyle, butynyle, valéryle ou benzoyle. Lorsque R 1 représente une fonction hydroxy protégée sous forme d'éther ou d'ester, il s'agit de l'un des restes éthers ou esters mentionnés plus haut pour R', étant entendu que ces15 restes ne sont pas nécessairement identiques. L'invention a notamment pour objet un procédé tel que défini précédemment, caractérisé en ce que l'on utilise au départ un composé de formule (II) dans laquelle les cycles A et B représentent un reste20 ou O hm R 3 R 3 dans lequel R 3 est défini comme précédemment et la fonction cétone en position 3 est libre. L'invention a aussi notamment pour objet un procédé tel que défini précédemment, caractérisé en ce que l'on utilise au départ un composé de formule (II) dans laquele R 1 et R 2 for- ment ensemble une seconde liaison, ou R 1 et R 2 forment ensem- ble un époxyde en position B, ou R 1 représente une fonction hydroxy en position B, libre ou protégée sous forme d'éther ou35 d'ester et R 2 représente un atome de fluor en position a, et R 3 représente un atome d'hydrogène, un atome de fluor ou un radical méthyle et, de préférence, un atome d'hydrogène. L'agent de méthylation utilisé peut être un dérivé méthylé du cuivre, par exemple CH 3 Cu, (CH 3)2 Cu Mg, (CH 3)2 Cu Li ou, de préférence, un chlorure, bromure ou iodure de méthyl- magnésium, utilisé en présence d'un catalyseur à base de cuivre Le catalyseur peut être un sel tel que l'acétate, le 5 propionate ou le chlorure cuivrique, le chlorure, le bromure, l'iodure ou le cyanure cuivreux, ou encore un complexe, par exemple l'acétylacétonate de cuivre, le bromure diméthylsul- fure cuivreux ou encore le tri-nbutylphosphine chlorure cuivreux ou tout autre complexe du même type connu de l'homme10 du métier L'acétate et le proprionate cuivrique sont tout particulièrement préférés. On opère au sein d'un solva t qui est de préférence un éther tel que le tétrahydrofuranne, le dioxane, le terbutyl- méthyléther, le diméthoxyéthane Le tétrahydrofuranne est plus particulièrement préféré. On opère avantageusement à une température de O à -30 C et, de préférence, à -20 C. L'hydrolyse de l'intermédiaire méthylé est de préférence effectuée en versant la solution réactionnelle dans une solu- tion aqueuse d'un phosphate monoalcalin, par exemple de sodium ou de potassium, ou dans un tampon de p H faiblement acide, notamment un tampon phosphate, ou, plus généralement dans un agent acide faible tel que l'acide acétique, propionique ou butyrique.25 L'oxydation est effectuée par barbotage d'oxygène ou, de préférence, d'air dans le milieu d'hydrolyse et l'on opère en présence d'un agent réducteur complexant du cuivre et compa- tible avec l'oxydant, qui est notamment un dialkylsulfure, le tétrahydrothiophène, un trialkyl ou triphénylphosphite ou la30 triphénylphosphine Le diméthyl sulfure et le tétrahydrothio- phène sont tout particulièrement préférés On opère de préfé- rence à température ambiante. Des procédés de préparation de composés de formule (I) ont déjà été décrits, par exemple dans la demande WO 87/07612. Le procédé de cette demande consiste à méthyler un dérivé 16 insaturé par un agent de méthylation en présence d'un cataly- seur à base de cuivre et d'un agent de silylation, dans le but d'isoler intermédiairement un dérivé du type: \H -Si (R 20) 3 CH 3 CH 3 lequel est ensuite traité par un peracide pour former l'époxyde 17 a-20 qui est enfin hydrolysé par un acide ou une10 base. Le procédé de la présente invention ne requiert l'isole- ment d'aucun intermédiaire, le produit issu de la réaction de méthylation étant directement hydrolysé puis oxydé dans des conditions jamais envisagées à ce jour et particulièrement15 intéressantes d'un point de vue industriel Sa mise en oeuvre est beaucoup plus simple que celle des procédés connus et notamment celle de la demande citée plus haut. Le brevet anglais 2 001 990 décrit également un procédé de préparation de composés de formule (I) qui consiste comme ci-dessus à méthyler un dérivé 16-insaturé, puis à préparer et isoler l'hydroperoxyde de formule: O 3 il C CH 2 OAC % O-OH CH 3 lequel est ensuite réduit par le zinc dans l'acide acétique ou par un iodure alcalin dans une cétone aliphatique Il convient de noter 1) qu'un tel procédé qui d'abord isole un hydro- peroxyde et ensuite le traite par un réducteur n'est pas industrialisable en raison des dangers inhérents à ces opéra-35 tions; 2) qu'au contraire du procédé de notre demande qui permet d'opérer l'oxydation et la réduction en une seule étape en mettant en oeuvre un réducteur compatible, le procédé ci- dessus ne le permet pas, en raison de l'incompatibilité entre les réactifs qu'il met en oeuvre En d'autres termes, le principe sur lequel est fondé le procédé de notre demande est différent et ceci tient essentiellement au ligand réducteur (ou oxydable) qu'il utilise et dont la présence est indispen- sable. Les composés de formule (II) sont connus et décrits, par exemple, dans les brevets US 2 345 711, 2 883 400, 2 963 496, 2 966 504, 2 975 197, 3 029 233, 3 210 341, 3 377 343, 3 839 369, 3 976 638, 4 031 080, 4 277 409, 4 929 395, le brevet allemand 2 207 420, le brevet néerlandais 69 02 507 ou les brevets belges 539 498, 540 478, 711 016, ou peuvent être aisément préparés à partir des composés décrits dans ces brevets, par des procédés connus de l'homme du métier. Les composés 16 a-méthyl de formule (I) sont connus pour posséder une activité anti-inflammatoire et cette formule englobe notamment la dexaméthasone ses dérivés fluméthasone ( 6 a-fluoro), paraméthasone ( 6 a-fluoro 9 H) et des précurseurs possibles (A 9,11,9 a-OH ou 9,11-époxy). Les exemples suivants illustrent l'invention sans toute- fois la limiter. EXEMPLE 1: 9 B, 11 B-époxy 16 a-méthyl 17 a-hydroxy 21-acétyloxy pregna 1,4-diène 3,20-dione Le mélange à 20 C sous gaz inerte pendant 15 mn, 0,1 g d'acétate cuivrique monohydraté, 3,83 g de 9 B, 11 B-époxy 21-acétyloxy pregna 1,4,16 ( 17)-triène 3,20-dione et 50 cm 3 de tétrahydrofuranne, puis refroidit la solution à -20 C et introduit lentement 3,75 cm 3 d'une solution 3 M de bromure de méthylmagnésium dans l'éther éthylique On agite à -20 C pendant 1 heure.30 On refroidit par ailleurs à O C environ, 40 cm 3 d'une solution aqueuse de phosphate monopotassique à 13,6 % et y ajoute sous agitation en 5 mn environ le mélange obtenu ci- dessus On laisse remonter la température, sous agitation et à l'air, puis ajoute à +i 5 C, 4 cm 3 de diméthylsulfure.35 On fait barboter de l'air dans le mélange, sous agita- tion, en laissant remonter la température et en condensant le diméthylsulfure entrainé Après 3 heures, on rajoute 2 cm 3 de diméthylsulfure et poursuit le barbotage d'air pendant 2 heures On décante et extrait à l'acétate d'éthyle On lave la phase organique à l'eau, sèche et évapore le solvant On chromatographie le résidu sur silice en éluant au mélange chlorure de méthylène-éther ( 7-3) On obtient 3,124 g de 5 produit attendu cristallisé. Spectre IR (CH C 13) Absorptions à 3616 cm-1 (OH), 1747-1728 cm-1 (C=O), 1663-1624- 1607 cm- 1 (A 1,4 3-one). Spectre RMN (CD C 13, 300 M Hz, ppm) 0,88: 16-CH 3; 0,93: H de 18-CH 3; 1,44: H de 19-CH 3; 2,16: CH 3 de O Ac; 2,94: H de 17-OH; 3,21: H en 11; 4,69-5,04: 2 H en 21; 6,14: H en 4; 6,20 H en 2; 6,62: Hen 1. EXEMPLE 2: 9 B, 11 B-époxy 16 a-méthyl 17 a-hydroxy pregna 1,4-15 diène 3,20-dione On opère comme indiqué à l'exemple 1, en utilisant au départ 0,02 g d'acétate cuivrique monohydraté et 0,649 g de 9 B, 11 B-époxy pregna 1,4,16 ( 17)-triène 3,20-dione dans 10 cm 3 de tétrahydrofuranne, puis 0,8 cm 3 de bromure de méthylmagné- sium ( 3 M dans l'éther), 8 cm 3 de solution de phosphate monopo- tassique à 13,6 % et 1,5 cm 3 de diméthyl sulfure On maintient sous agitation et barbotage d'air au total pendant 16 heures. Après extraction à l'acétate d'éthyle, on purifie le produit brut par chromatographie sur silice en éluant au mélange25 chlorure de méthylèneéther ( 75-25) et isole 0,326 g de pro- duit attendu cristallisé. Spectre IR (CH C 13) Absorption à 3610 cm-1 (OH), 1706-1688 cm-1 (C=O), 1663-1625- 1607 cm-1 (A 1,4 3-one). Spectre RMN (CD C 13, 300 M Hz, ppm) 0,88: 16-CH 3; 1,01 (s): 18-CH 3; 1, 44 (s): 19-CH 3; 2,24 (s): -CO-CH 3; 3,05 (s) -O-H; 3,21 (s): Hll; 6,15: H 4; 6,18 (dd): H 2; 6,6 (d): H 1. EXEMPLE 3: 16 a-méthyl 17 a-hydroxy 21-acétyloxy pregna 1,4,9 ( 11)-triène 3,20-dione On opère comme indiqué à l'exemple 1, en utilisant au départ 0,02 g d'acétate cuivrique monohydraté, 0,733 g de 21- acétyloxy pregna 1,4,9 ( 11), 16 ( 17)-tétraène 3,20-dione dans cm 3 de tétrahydrofuranne, puis 0,77 cm 3 de bromure de méthylmagnésium ( 3 M dans l'éther), 7 cm 3 de solution de phos- phate monopotassique à 13,6 % et 2,25 cm 3 de diméthylsulfure. On maintient sous agitation et barbotage d'air au total pen- 5 dant 18 heures puis extrait à l'acétate d'éthyle On purifie le produit par chromatographie sur silice en éluant au mélange chlorure de méthylène-éther ( 7-3) On obtient 0,16 g de pro- duit attendu cristallisé. Spectre IR (CH C 13)10 Absorption à 3610 cm-1 (OH), 1747-1728 cm-1 (C=O), 1663-1623- 1606 cm-" (A 1,4 3-one). Spectre RMN (CD C 13, 300 M Hz, ppm) 0,75: 13- CH 3; 0,94: 16-CH 3; 1,40: 10-CH 3; 2,17: CH 3 de OAC; 4,82 et 4,99: 2 H en 21; 5,54: H en 11; 6,05: H en 4; 6,28: H en 2; 7,19: H en 1. EXEMPLE 4: 9 a-fluoro 11 B-hydroxy 16 améthyl 17 a-hydroxy 21- acétyloxy pregna 1,4-diène 3,20-dione On opère comme indiqué à l'exemple 1, en utilisant au départ 0,02 g d'acétate cuivrique monohydraté et 0,805 g de 9 a-fluoro 11 B-hydroxy 21-acétyloxy pregna 1,4,16 ( 17) triène- 3,20-dione dans 10 cm 3 de tétrahydrofuranne, puis 1,5 cm 3 de bromure de méthylmagnésium ( 3 M dans l'éther), 8 cm 3 de solu- tion de phosphate monopotassique à 13,6 % et 1,6 cm 3 de dimé- thylsulfure On maintient sous agitation et barbotage d'air25 pendant au total 17 heures puis extrait à l'acétate d'éthyle. On purifie le produit par chromatographie sur silice en éluant au mélange chlorure de méthylène-acétate d'éthyle ( 7-3) On obtient 0,276 g de produit attendu cristallisé. Spectre IR (CHC 13)30 Absorptions à 3450-3360 cm- 1 (OH), 1740 cm-1 (C=O/acétate), 1720 cm-1 (C=O non conjuguée), 1660 cm- 1 (C=O conjuguée). Spectre RMN (CDC 13, 300 M Hz, ppm) 0,93 (d): 16-CH 3; 1,07: 13-CH 3; 1,57: 10-CH 3; 2,17: CH 3 de OAC; 3,39: 17 a OH et 11 B-OH; 4,38: 11 a-H; 4,92: 2 H en 21; 6,11: H en 4; 6,33: H en 2; 7,25: H en 1. EXEMPLE 5: 9 a-fluoro 110,21-diacétyloxy 16 a-méthyl 17 a- hydroxy pregna 1,4-diène 3,20-dione On opère comme indiqué à l'exemple 1, en utilisant au départ 0,02 g d'acétate cuivrique monohydraté et 0,889 g de 9 a-fluoro 11 B,21-diacétyloxy pregna 1,4,16 ( 17) triène-3,20- dione dans 10 cm 3 de tétrahydrofuranne, puis 0,78 cm 3 de bromure de méthylmagnésium ( 3 M dans l'éther), 8 cm 3 de solu- 5 tion de phosphate monopotassique à 13,6 % et 1,6 cm 3 de dimé- thylsulfure On maintient sous agitation et barbotage d'air pendant 18 heures puis extrait à l'acétate d'éthyle On puri- fie le produit par chromatographie sur silice en éluant au mélange chlorure de méthylène-éther éthylique ( 75- 25) et10 obtient 0,634 g de produit attendu cristallisé. Spectre IR (CHC 13) Absorptions à 3615 cm-1 (OH), 1746 cm 1 (-OAC), 1730 cm-1 (C=O non conjuguée), 1668-1631 et 1610 cm-1: A 1,4 3-one. Spectre RMN (CDC 13, 300 M Hz, ppm)15 0,93 (d): CH 3 en 16 et 0,93 (s): CH 3 en 13; 1,58: CH 3 en ; 2,13-2,15: CH 3 de Ac; 2,74: 17 a-OH; 4,71-4,99: 2 H en 21; 5,42: H en 11 a; 6,11: H en 4; 6,33: H en 2; 6,82: Hen 1. EXEMPLE 6: 9 B, 11 B-époxy 16 a-méthyl 17 a-hydroxy 21-acétyloxy20 pregna 1,4-diène 3,20-dione On opère comme indiqué à l'exemple 1, en utilisant au départ 0,766 g de dérivé 9,11-époxy et 0,02 g d'acétate cui- vrique monohydraté dans 10 cm 3 de tétrahydrofuranne, 0,8 cm 3 de solution 3 M de bromure de méthyl magnésium dans l'éther et25 8 cm 3 de solution tampon phosphate ( 1 mole d'H 3 PO 4 pour 1,2 mole de soude). Après 5 minutes sous agitation et gaz inerte à O C, on laisse remonter la température à + 18 C, poursuit l'agitation sous barbotage d'air pendant 30 minutes et ajoute 1,2 cm 3 de30 tétrahydrothiophène On maintient sous agitation et barbotage d'air pendant 4 heures, rajoute 0,4 cm 3 de tétrahydrothiophène et poursuit l'agitation et le barbotage On décante, extrait à l'acétate d'éthyle, lave la phase organique à l'eau, sèche et évapore le solvant On purifie le produit brut par chromato- graphie sur silice en éluant au mélange chlorure de méthylène- éther ( 7-3) On obtient 0,6075 g de produit attendu identique à celui obtenu à l'exemple 1. REVENDICATIONS 1) Procédé de préparation des composés de formule (I): o R R 3 dans laquelle les cycles A et B représentent un reste: R 3 dans lequel la fonction cétone en position 3 est éventuelle- ment protégée sous forme de cétal, de thiocétal, d'hémithio- cétal ou d'éther d'énol, ou un reste: R 3 R représente un radical méthyle ou un radical -CH 2-OR', dans lequel R' représente un atome d'hydrogène ou un reste éther ou30 un reste ester, R 1 et R 2 forment ensemble une seconde liaison, ou R 1 et R 2 forment ensemble un époxyde en position B, ou R 1 représente un atome d'hydrogène, une fonction cétone ou une fonction hydroxy en position a ou B, libre ou protégée sous forme d'éther ou d'ester et R 2 représente un atome d'hydro-35 gène, ou R 1 représente un atome d'hydrogène et R 2 représente une fonction hydroxy en position a, ou R 1 représente une fonction hydroxy en position B, libre ou protégée sous forme d'éther ou d'ester et R 2 représente un atome de fluor ou de brome en position a, et R 3 représente un atome d'hydrogène ou un atome de fluor ou un radical méthyle, en position a ou B, caractérisé en ce que l'on traite un composé de formule (II): t dans laquelle A, B, R, RI, R 2 et R 3 ont la signification déjà indiquée, par un agent de méthylation en présence d'un cataly- seur à base de cuivre, puis hydrolyse l'intermédiaire méthylé ainsi obtenu et oxyde le milieu réactionnel par l'oxygène moléculaire en présence d'un agent réducteur et complexant du20 cuivre, pour obtenir le composé attendu. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise au départ un composé de formule (II) dans laquelle les cycles A et B représentent un reste: iii ou Ii 7 j o R 3 R 3 dans lequel R 3 est défini comme à la revendication 1 et la fonction cétone en position 3 est libre. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on utilise au départ un composé de formule (II) dans laquelle R 1 et R 2 forment ensemble une seconde liaison, ou R 1 et R 2 forment ensemble un époxyde en position B, ou R 1 repré- sente une fonction hydroxy en position B, libre ou protégée sous forme d'éther ou d'ester et R 2 représente un atome de fluor en position a, et R 3 représente un atome d'hydrogène, un atome de fluor ou un radical méthyle. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise au départ un composé de formule (II) dans laquelle R 3 représente un atome d'hydrogène. ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'agent de méthylation est un dérivé méthylé du cuivre ou un chlorure, bromure ou iodure de méthyl magnésium utilisé en présence d'un catalyseur à base de10 cuivre. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'agent de méthylation est le chlorure, bromure ou iodure de méthyl magnésium utilisé en présence d'acétate ou propionate cuivrique.15 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'agent d'hydrolyse est choisi dans le groupe constitué par un phosphate monoalcalin, le chlorure d'ammonium, un acide faible et un tampon de p H faiblement acide.20 8) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'oxydation est effectuée par l'oxygène ou l'air. 9) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'agent réducteur et complexant du cuivre est choisi dans le groupe constitué par les dialkylsul- fures, le tétrahydrothiophène, les trialkylphosphites, le triphénylphosphite et la triphénylphosphine. 10) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'agent réducteur et complexant du cuivre est choisi dans le groupe constitué par le diméthylsul- fure et le tétrahydrothiophène.