Brevet FR2733985A1 — publié le 19961115

Complexes organométalliques du fer antipaludiques L'invention concerne des complexes organométalliques du fer présentant des propriétés particulièrement intéressantes à titre d'agents antipaludiques. L'invention concerne notamment l'insertion de groupements ferrocènes au sein de la structure de molécules possédant des propriétés antipaludiques. Depuis plusieurs années, le paludisme continue d'être une cause de mortalité majeure dans plusieurs pays en voie de développement. L'effritement de l'arsenal chimio-thérapique lié au développement de la résistance des souches est un des principaux problèmes rencontrés dans la lutte antipaludique. La chloroquinine est l'antipaludéen le plus utilisé dans le monde et des souches chloroquinorésistantes sont apparues dans toutes les zones impaludées. II est donc envisageable qu'à terme les difficultés rencontrées dans le traitement d'infections liées au paludisme seront de plus en plus importantes. Bien que des ressources considérables soient consacrées à la lutte antipaludique, peu d'alternatives aux médicaments présentement utilisés ont été proposées. Les inventeurs ont découvert qu'en associant à des molécules de structure proche de celle d'antipaludéens un ou plusieurs atomes de fer, par exemple par l'entremise de l'insertion d'un groupement ferrocène à l'intérieur d'analogues de substances telle la quinine, la chloroquinine, la mépacrine et la primaquine, on augmentait de façon substantielle l'activité thérapeutique de ces substances. La grande vitesse de reproduction du plasmodium falciparum et son utilisation du fer ont conduit à des tentatives de destruction par privation de fer dans l'utilisation d'hydroxyamates de ferrioxamine. Bien que ces essais aient donné des résultats satisfaisants, les inventeurs ont orienté leur stratégie sur une démarche inverse. II s'agit plutôt d'utiliser l'affinité du plasmodium pour le fer pour augmenter la probabilité de rencontre avec la molécule antipaludique. L'utilisation des complexes organo-métalliques demeure jusqu'à présent marginale en chimie thérapeutique. Le ferrocène en particulier n'apparaît que dans des analogues des prostaglandines, le Ferroceron (médicament utilisé pour combattre les déficiences en fer) et des analogues de l'hexestrol. L'invention concerne donc des complexes organométalliques du fer comprenant au moins un des éléments structurels caractéristiques d'une molécule possédant des propriétés antipaludiques ainsi qu'un ou plusieurs atomes de fer. La référence à des éléments structurels caractéristiques d'une molécule possédant des propriétés antipaludiques est utilisée pour désigner certaines portions caractéristiques de molécules antipaludiques qui confèrent à ces molécules leurs propriétés. Des éléments structurels caractéristiques de molécules possédant des propriétés antipaludiques sont variés et peuvent être facilement reconnus par la personne versée dans l'art. On notera cependant la nécessité d'utiliser la structure de base déterminant l'activité antipaludique. Par exemple, dans le cas des quinines, la présence d'un substituant amino alcool sur la quinoléine est essentiel, de même qu'un substituant diamine sur la quinoléine est essentiel pour les molécules modifiées de type chloroquinine, de même qu'un substituant est essentiel pour les molécules modifiées de type mépacrine. Pour ces molécules, les quinoléines ou les acridines sont considérées comme des éléments structurels de base conférant les propriétés antipaludiques désirées. II s'agissait donc de reproduire aussi fidèlement que possible la structure de base de ces molécules tout en y attachant, et de façon préférée en y insérant, des substituants permettant de conférer à ces molécules un caractère organométallique. L'invention est donc basée sur l'association d'un atome de fer et d'un ligand organique proche de molécules dont les propriétés antipaludiques sont connues. De façon préférée, le fer est apporté par le ferrocène dont la chimie est connue et plusieurs dérivés sont commercialisés. II est important de souligner ici que les inventeurs n'ont pas cherché uniquement à greffer une molécule contenant des atomes de fer (le ferrocène par exemple) à des composés antipaludiques existants. Des impératifs de synthèse organique auraient pu rendre ce type d'opération difficile, mais en tout état de cause, les inventeurs cherchaient plutôt à positionner les atomes de fer de façon à les rendre aussi facilement accessibles que possible aux souches de Plasmodium FaiciDarum visées. En fait, les inventeurs ont cherché à remplacer une partie hydrophobe par un groupement ferrocène par exemple, et à placer ce groupement ferrocène à l'intérieur de la molécule de façon à perturber le moins possible la géométrie globale de l'ensemble. Le choix de la position du ferrocène est donc fonction d'un endroit sur la molécule où les altérations géométriques modifient le moins possible les effets structurels globaux de la molécule. Selon l'une des réalisations préférentielles, les complexes organométalliques du fer de l'invention comprennent au moins un des éléments structurels de base suivants: dans lesquels RI est hydrogène, alkyl, alkoxy, acyl, halogene ou étheralkyl aldehyde, hydroxy, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, acyloxyalkyl, acetylalkyl, de préférence hydrogène ou éthermethyl; R2 est hydrogène, alkyl, alkoxy, halogène, acyl ou étheralkyl aldehyde, hydroxy, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, acyloxyalkyl, acetylalkyl, de préférence hydrogène ou halogène; et R3 est un groupe amine ou hydroxyalkyle pouvant être relié à un groupe ferrocène par l'entremise d'une liaison covalente. De préférence, lorsque le terme alkyl est utilisé dans le contexte de la présente invention, on fait référence à un alkyl ayant entre I et 10, de façon préférée entre 1 et 4 atomes de carbone. Bien que le ferrocène semble être le substituant de choix pour conférer un caractère organométallique aux composés de l'invention, on peut envisager l'utilisation d'autres substituants qui rendraient possible la présentation d'un ou de plusieurs atomes de fer susceptibles d'être absorbés par la souche de plasmodium infectante. On peut donc envisager entre autres l'utilisation de substituants tels les diène fer-tricarbonyl. Selon une autre réalisation préférentielle de l'invention, le complexe organométallique du fer est caractérisé en ce qu'il possède la structure suivante: dans laquelle R1, R2 et R3 sont tels que définis précédemment; R4 est un groupement ferrocène; et R5 est un groupement amine, substitué ou non, de préférence par un ou plusieurs groupement alkyl, particulièrement méthyl. Parmi les composés particulièrement intéressants, I'utilisation des composés ayant la structure suivante est envisagée: dans lesquels R1 et R2 sont tels que définis précédemment; et R6 et R7 sont identiques ou différents et sont choisis parmi hydrogène, alkyl, particulièrement méthyl ou éthyl, mais également le groupement où R8 est un -CH - ou un hétéroatome, et R9 est hydrogène, alkyl, alkoxy, acyl, halogène ou étheralkyl aldéhyde, hydroxy , hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, acyloxyalkyl, acetylalkyl, pour former de préférence les groupes , H pipéridino t) ,morpholino ou piperazino I i Le groupement représente un substituant ferrocène tel que connu par la personne versée dans l'art. L'invention concerne également les composés comprenant un groupe acridine et possédant la structure suivante: dans laquelle R1, R2, R6 et R7 sont tels que définis précédemment. De plus, I'invention concerne des complexes organométalliques pouvant être considérés comme des analogues de la primaquine ayant la structure suivante: dans laquelle R6 et R7 sont tels que définis précédemment. L'invention conceme également des compositions pharmaceutiques comprenant un des composés décrits précédemment en association avec un excipient pharmaceutique acceptable ainsi qu'une méthode pour le traitement du paludisme qui consiste à administrer à un patient une dose thérapeutique d'un des composés mentionnés précédemment. Des tests in vitro et in vivo effectués pour déterminer l'activité des complexes organométalliques de l'invention sur des souches de laboratoire et des souches de terrain ont été effectués. Les tests in vitro. qui sont basés sur l'assimilation d'hypoxanthine radioactive par des parasites ont démontré que les complexes organométalliques de l'invention ont, de façon générale, une action plus importante sur l'inhibition de la parasitémie que les composés normalement utilisés telle la chloroquinine ou la quinine. De plus, des tests ont démontré une action marquée sur une souche chloroquino-résistante. Prénaration de certaines réalisations Préférentielles des complexes orpanométallipues du fer de l'invention La synthèse des complexes organométalliques de l'invention fait appel aux méthodes classiques de la chimie organométallique, soit la réaction de Mannich, la lithiation et la condensation sur un aldéhyde. Par exemple, le passage du ferrocène au dialkylaminométhylferrocène par réaction du méthanal et de la dialkylamine (ou la pipéridine ou du di(dialkylamino)méthane est connu. II s'agit de la réaction de Mannich. Le choix de l'amine permet de moduler les chaînes alkyles portées par l'azote dans le produit final. La lithiation est décrite dans la littérature également. La condensation sur la 4-formyl quinoléine conduit au composé désiré. Suivant cette méthode et en se basant sur certaines molécules modèles, les molécules suivantes sont synthétisées: 1) Molécule modèle = Quinine synthèse 1 Molécule Molécule modèle H cible F CHO:HOH CH30 I CHOH É Quinine I | Synthèse 1 Le passage du ferrocène au dialkylamino méthyl ferrocène 2 par action du méthanal et d'une dialkyl amine (ou la pipéridine) ou du di(dialkylamino)méthane est connu (réaction de MANNICH). Le choix de l'amine permet de moduler les chaînes alkyles portées par l'azote dans le produit final. La lithiation de 2 est décrite dans la littérature. La condensation de 3 sur la 4-formyl quinoléine conduira à 1.L'étude stéréochimique de ce produit qui porte deux centres de chiralité sera effectuée. 2) Molécule modèle = Chloroauinine Synthèses 2 et 3 Molécule Molécule Molécule Molécule Molécule )\~9 X X Chloroquine Cl Q4 Synthèse 2 La condensation de 3 sur la diméthylformamide conduit à l'aldéhyde 6. L'oximation et la réduction de 6 donnent 7 puis 8. La condensation de 8 sur la 4-7 dichloroquinoléine aboutit au composé 4. Synthèse 3 Moléculeo + / sH2 $t cible ÉÀ4"9 r%a'J,on s L'aldéhyde 6 est condensé avec la 4-aminoquinoléine. L'imine 9 formée sera hydrogénée en 5, homologue non chloré de 4. 3) Molécule modèle = MéPacrine synthèses 4 et 5 Molécule Molécule modèle cible wrJ chez CIN par rince mépacrine Synthèse 4 wH2 CH t wR2 3 6 0$ réduction 10 L'aldéhyde D est condensé avec la 6-aminoacridine, qui est commerciale. L'imine formée sera halogénée en 10, homologue non chloré et non méthoxylé de la mépacrine. Synthèse 5 O CO2H OCH3 CO2H OCH3 OCH3 # + # # # # # # # C1 C1 NH2 C1 N C1 N H H molécule cible WRL 10 j oC k0ç3 9 oI"o Cl 000 Il Cette synthèse, connue jusqu'au composé dichloré, permet l'introduction des substituants présents sur la molécule cible. 4) Molécule modèle = Primaquine synthèses 6, 7, 8 et 9 CH3O Primaquine e Molécule MOIéCwNRs modèle cible Synthèse 6 L'aldéhyde 6 est condensé sur la 8-aminoquinoléine et l'imine 13 est hydrogénée en 12. L'homologue de 12 méthoxylé en 6 s'obtient à partir de la 6méthoxy 8-amino quinoléine dont la préparation est connue (synthèse de Skraup): Synthèse 7 cH n o o CW 309 Skraup 101 4 & uction Àà I I NOL 15 o \ réduction CH,O C3Om w \IT X R2 l H X Rs JRz 16 l cible L'homologue méthylé en a de l'azote secondaire est obtenu par action de 3 sur l'acétonitrile: : Synthèse 8 3+CH3-CN CH3 Éi ~~~~ WRL NHL 18 Qo Molécule réduction cible CH3 2 3R2 R2| L'homologue méthylé en a de l'azote secondaire et méthoxylé en 6, comme l'est la Primaquine, est obtenu par action de 18 sur 15: Synthèse CH3 00QL CH 30 3o CH;K + Molécule'21 C43 ÂÈ Ces 9 synthèses conduiront à 9 séries de molécules obtenues en utilisant, pour la réaction de MANNICH de départ, des amines diversement alkylées. BIBLIOGRAPHIE 1) K. DOMBROWSKI, W. BALDWIN et J. SHEATS, J. Organomet. Chem., 1986, 281. 2) A. RYABOV, Angew..Chem. Int. Ed. Engl., 1991, 931. 3) G. JAOUEN et A. VESSIERES, Pure Appli. Chem. 1989, 61, 56; G. JAOUEN, A. VESSIERES, et I. Butler, Acc. Chem. Res. 1993, 26, 361; id. Organomet., 1993,12, 4545 4) M. GRUSELLE, B. MALESIEUX, L. TROITSKAYA, V. SOKOLOV, L. EPSTEIN, Y. SHUBRINA, Organomet., 1994, 13, 200. 5) V. SOKOLOV, L. TROISKAYA, N. KRUSKCHOVA, lzv. Acad, Nauk. SSSR, Ser. Kim., 1987,10, 2387. 6) KOPF et Coll., Angew. Chem., 1984, 96, 446, id. Chem. Hev., 1987, 87,1137. Tests in vitro d'un comPlexe ornanométalliaue de l'invention présentant une structure analoaue à la chloroquinine Tel que mentionné précédemment, I'activité in vitro d'un complexe organométallique de l'invention analogue à la chloroquinine a été mesurée sur des souches de terrain. Les tests utilisés sont basés sur l'assimilation de l'hypoxanthine radio-active par les parasites. Les résultats présentés dans le tableau ciVessous démontrent que l'analogue de la chloroquinine a, d'une manière générale, une action plus importante sur l'inhibition de la parasitémie ou la quinine et une action marquée sur la seule souche chloroquinorésistante testée jusqu'à présent. ID 50 (CHLOROQUINE & COMPOSE D) Souches Souches chloroquino résistantes N souche 917 17 309 935 926 823 265 859 Chloroquine ( M) 1,9 2 9,8 > 10 > 10 > 10 > 10 indéterminé Composé D ( M) 0,13 0,23 1,15 1,2 2,3 1,2 1,7 18 Tests de l'activité in vivo d'un complexe organométallique du fer de l'invention Drésentant une structure analoaue à la chloroquinine Le composé testé in vitro dans l'exemple précédent a également fait l'objet de tests in vivo qui consistait à comparer l'activité de la chloroquinine et du complexe organométallique de l'invention sur une souche sensible de P.Berghei. En présence de 10 mg/kg du complexe de l'invention administré sur 4 jours, 4 souris sur 5 ne présentent aucun parasite à l'examen de frottis au 21émue jour, alors que tous les témoins sont morts. Ceci démontre une efficacité certaine du produit. A la même dose de produit, seulement 3 souris sur 5 apparaissent non parasités au 21éme jour. Même si ces résultats peuvent sembler modestes, il ressort quand même de cette étude que les complexes organométalliques de la présente invention présentent une meilleure affinité envers les souches chloroquinosensibles en plus de présenter une activité importante envers les souches chloroquinorésistantes. Les résultats obtenus récemment à la suite d'études effectuées sur des complexes organométalliques de l'invention présentant des structures analogues à la quinine démontrent également une activité accrue de ces composés sur des souches résistantes. L'absence de toxicité des complexes de l'invention permet leur utilisation chez l'homme à des doses semblables aux doses utilisées pour les quinines ou les chloroquinines. REVENDICATIONS 1. Complexe organométallique du fer comprenant au moins un des éléments structurels de base caractéristiques d'une molécule possédant des propriétés antipaludiques ainsi qu'un ou plusieurs atomes de fer. 2. Complexe selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un ou plusieurs groupes ferrocènes. 3. Complexe selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément structurel caractéristique d'une molécule possédant des propriétés antipaludiques inclut: dans lesquelles: R1 est hydrogène, alkyl, alkoxy, acyl, halogène ou étheralkyl aldehyde, hydroxy, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, acyloxyalkyl, acetylalkyl, de préférence hydrogène ou éthermethyl; R2 est hydrogène, alkyl, alkoxy, halogène, acyl ou étheralkyl aldehyde, hydroxy, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, acyloxyalkyl, acetylalkyl, de préférence hydrogène ou halogène; et R3 est un groupement amine ou hydroxyalkyl pouvant être relié à un groupe ferrocène par l'entremise d'une liaison covalente. 4. Complexe selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il possède une des structures suivantes: dans lesquelles R1 est tel que défini précédemment. 5. Complexe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il possède la structure suivante dans laquelle R1, R2 et R3 sont tels que définis à la revendication 3, R4 est un groupement ferrocène ; et R5 est un groupement amine substitué ou non par un ou plusieurs groupements alkyl. 6. Complexe selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' possède la structure suivante: dans laquelle: R2 est tel que défini précédemment; et R6 et R7 sont identiques ou différents et sont choisis parmi hydrogène, alkyl, particulièrement méthyl ou éthyl, mais également le groupement où R8 est un -CH2- ou un hétéroatome, et R9 est hydrogène, alkyl, alkoxy, acyl, halogène ou étheralkyl aldéhyde, hydroxy, hydroxyalkyl, alkoxyalkyl, acyloxyalkyl, acetylalkyl, pour former de préférence les qroupes pipéridino morpholino ou piperazine 7. Complexe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il possède la structure suivante dans laquelle R1 et R2 sont tels que définis à la revendication 3, et R6 et R7 sont tels que définis à la revendication 5. 8. Complexe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il possède la structure suivante: dans laquelle R6 et R7 sont tels que définis à la revendication 5. 9. Composition pour le traitement du paludisme, caractérisée en ce qu'elle comprend un complexe organométallique tel que défini aux revendications 1 à 8, en combinaison avec un excipient pharmaceutique acceptable.