Brevet FR2780287A1 — publié le 19991231

- 1 La présente invention concerne un amide dérivé de l'acide tétraiodotéréphtalique et du 1-déoxy 1-[(2,3-dihydroxypropyl)amino] Dgalactitol, son application comme produit de contraste en imagerie médicale par rayons X, ainsi que les stéréoisomères de cet aminoalcool intermédiaire de synthèse. Un composé iodé, non ionique, pour l'imagerie du système cardiovasculaire, du système nerveux comme des zones hépatobiliaires ou urinaires, doit être administré, par voie intraveineuse et/ou intraartérielle, ce qui implique qu'il satisfasse un certain nombre de critères plus ou moins contradictoires: - pouvoir d'opacification important (nombre d'atomes d'iode par molécule élevé), - solubilité aqueuse élevée (concentration exprimée en grammes d'iode/litre), - stabilité lors de la stérilisation des solutions et pendant leur conservation, - viscosité de la solution diagnostique compatible avec une injection rapide et osmolalité voisine de celle du sang pour limiter l'hémodilution et l'inconfort du patient, - pas ou peu d'effets indésirables in vivo (une faible lipophilie limite les interactions néfastes avec des bio-molécules), - élimination du corps rapide et totale, sans formation de métabolites toxiques. Ces conditions sont développées notamment, dans l'ouvrage Contrast Media: Biologic effects and clinical application - 1(3) - Zaheer Parvez - CRC Press (1 987). Pour augmenter le pouvoir d'opacification par molécule et donc diminuer l'osmolalité des solutions de concentration en iode donnée, ce n'est que récemment qu'on a proposé des composés comportant un noyau phényle tétraiodé comme produits de contraste non ioniques, alors que de très nombreux dérivés du noyau phényle triiodé ont été étudiés et que tous les produits commercialisés comportent ce groupe. - 2 Même si la présence de 4 atomes d'iode par molécule pouvait suggérer une bonne opacification associée à une faible osmolalité, on estimait, en effet, que ce noyau polyiodé particulièrement volumineux et hydrophobe donnerait des produits peu solubles et toxiques. On sait maintenant que les amides dérivés de lI'acide tétraiodotéréphtalique, qui comportent un grand nombre de groupes hydroxyles sur les substituants des atomes d'azote, de 10 à 24, tels que ceux décrits dans EP-A-675105, donnent des solutions aqueuses de concentration suffisante pour une imagerie médicale de qualité, tout en présentant une viscosité acceptable et une osmolalité, en principe, inférieure à celle des monomères non ioniques triiodés. Certains de ces composés peuvent se présenter, étant donné la présence des atomes de carbone asymétriques, sous forme de mélanges, en proportions diverses, d'isomères que l'on peut distinguer, en général, par chromatographie liquide haute performance. En outre, I'encombrement stérique autour des groupes carboxamido, dû à la présence de 2 atomes d'iode en ortho sur le noyau phényle, gêne les rotations des atomes autour des liaisons C-CO et CO-N de telle sorte que les isomères conformationnels correspondants en solution ne sont en général pas interconvertibles dans les conditions de température et pression ordinaires, mais aussi lors des recristallisations du produit ou de la stérilisation finale à la chaleur. Le présent inventeur a constaté que malgré leurs propriétés intéressantes, les composés antérieurs répondant à la formule mentionnée dans EP-A-675105, ne pouvaient, compte-tenu des critères précédemment cités, être comparés favorablement aux produits de contraste de type monomère ou dimère non ioniques actuellement commercialisés dans tous les domaines de la radiologie médicale, notamment à cause de leur solubilité aqueuse insuffisante. Aussi il est surprenant que le produit de la présente invention, facile à préparer, peu coûteux, ait des propriétés convenant à une utilisation diagnostique élargie, et cela même vis-à-vis de ses isomères, dérivés du mannitol et du sorbitol. Ainsi, - 3 - sa solubilité à température ambiante (20 C) est supérieure à 45 g d'iode/100 ml de solution alors que celle des isomères dont la chaîne pentahydroxylée dérive soit du D- glucose (exemple 7 dans EP-A-675105), soit du D-mannose, est inférieure à 30 g d'iode/100 ml; en outre, aux températures plus basses que l'on peut rencontrer en cours de stockage, la solubilité du produit reste élevée, alors que celle des isomères chute brutalement avec la température. - son coefficient de partage (octanol/eau) est inférieur à celui des composés à noyau triiodophényle commercialisés; - I'osmolalité de sa solution aqueuse à 30 g d'iode pour 100 ml est o10 d'environ 2 fois plus faible que celle des solutions de monomères dérivés du noyau triiodophényle. L'invention concerne le composé, utile comme produit de contraste pour la radiologie X, de formule l I OHHOH-2CH2-CHOH)-CH2 2-CHOH-CH2 HC2(-C ' N-OC CO-N I HOCH2-(CHOH)4-CH2 CH2-(CHOH)4-CH20H l I dans laquelle les groupes N-CH2-(CHOH)4-CH2OH ont la configuration du 1-amino 1-déoxy D-galactitol et chaque groupe CH2-CHOH- CH2OH, ayant un carbone asymétrique, est sous forme de chacun des 2 énantiomères ou d'un mélange des deux, de préférence en proportion relative comprise entre 25% et 50% et mieux de 45% à 50%. Etant donné l'encombrement stérique autour du groupe amido, dû à la présence des 2 atomes d'iode en ortho sur le noyau phényle, ce composé peut présenter plusieurs conformations dont les pourcentages relatifs seront fonction de sa structure mais aussi, notamment, des conditions de sa synthèse et de sa purification, dans la mesure o elles ne sont pas aisément interconvertibles; l'invention concerne aussi les différents mélanges de ces isomères conformationnels, dont l'existence peut en général être mise en évidence par chromatographie liquide haute pression. Le composé de l'invention est préparé de facon connue en soi, par action du dichlorure de l'acide tétraiodotéréphtalique sur l'aminoalcool de configuration appropriée de formule j CH2-CHOH-CH2OH H-N CH2(CHOH)4-CH20H en solution dans un solvant aprotique polaire, tel que le diméthylacétamide ou la N-méthylpyrrolidone, et en présence d'une base, qui peut être une amine tertiaire, un carbonate ou un hydroxyde de métal alcalin ou un excès de l'aminoalcool, à une température comprise entre 30 C et 100 C. Dans ces conditions, il est possible de ne pas bloquer les fonctions hydroxyles de l'aminoalcool. Le diamide peut être purifié par précipitation ou par recristallisation, de préférence après élimination des sels formés et des impuretés acides et basiques par traitement d'une solution aqueuse du mélange brut avec des résines échangeuses d'anions et de cations. 15. Le dichlorure d'acide tétraiodotéréphtalique est un produit connu, qui peut être préparé par action de SOCI2 en excès sur le diacide, éventuellement, dans un solvant tel qu'un hydrocarbure aromatique, un hydrocarbure halogéné, ou le dioxanne, de préférence en présence d'un catalyseur tel que le diméthylformamide, une amine tertiaire ou un ammonium quaternaire, par exemple comme décrit dans Synthesis, p. 441-442, Juin 1991. L'acide tétraiodotéréphtalique peut être préparé par action de l'iode sur l'acide téréphtalique en milieu sulfurique. Le 1-déoxy 1-[(2,3-dihydroxypropyl)amino] D-galactitol peut être préparé par des procédés dont le principe est connu, par exemple par action du 3-chloropropane-1,2-diol ou du glycidol sur le 1-amino 1- déoxy D-galactitol ou par action du D-galactose sur le 3-aminopropane-1, 2-diol en milieu réducteur ou encore par action du D-galactose sur la benzylamine en milieu réducteur pour donner le 1- que l'on débenzyle de façon habituelle par action de l'hydrogène. La séparation des 2 diastéréoisomères et/ou l'enrichissement du mélange en l'un ou l'autre peuvent être effectués de façon connue par recristallisation de l'aminoalcool ou d'un de ses sels. On peut aussi faire réagir l'énantiomère R ou l'énantiomère S du glycidol, produits commercialisés, sur le 1-(benzylamino) 1-déoxy D-galactitol pour obtenir après débenzylation chacun des diastéréoisomères de l'aminoalcool. L'invention concerne aussi le 1-déoxy 1-[2,3-dihydroxypropylamino] Dgalactitol, produit nouveau, intermédiaire fondamental dans la synthèse du produit de contraste de l'invention puisque l'autre isomère connu, le 1-déoxy 1-[(2,3-dihydroxypropyl)amino] D-glucitol conduit à un diamide tétraiodé ne pouvant être administré en solution aqueuse qu'à une concentration inférieure à 300 mg d'iode/ml, alors qu'une telle concentration est nécessaire pour certains types de radiologie diagnostique. L'invention comprend aussi les compositions pour l'imagerie médicale par rayons X, contenant le produit de contraste de formule I précédemment défini, et un véhicule pharmaceutiquement acceptable. Ces compositions seront, selon le type d'imagerie, administrées aux doses usuelles par voie parentérale ou intravasculaire. Dans ce cas, on préfère que la composition se présente sous forme d'une solution aqueuse de concentration comprise entre 200 mg d'iode/ml à 350 mg d'iode/ml et mieux d'environ 300 mg d'iode/ml; la solution peut contenir les adjuvants habituels des produits de contraste iodés, tels que des tampons, des ions du plasma sanguin (Na+, Ca++, Mg++, K+), de l'oxygène, ou encore des stabilisants, tel que 1' EDTA. Ces compositions pourront être utilisées comme les produits de contraste iodés non ioniques actuellement commercialisés, notamment pour visualiser le compartiment vasculaire, le système nerveux, la région gastrointestinale, le poumon, les reins, ou d'autre parties du corps. Elles peuvent donc trouver une application, notamment, en angiographie cérébrale ou - 6 périphérique, en urographie, en myélographie, ou en arthrographie et hysterosalpingographie. Les doses unitaires (volume et concentration en iode des solutions) seront du même ordre que celles actuellement utilisées en pratique, fonction de la taille et de l'âge du patient et évidemment du type d'imagerie pratiquée. Dans ce qui suit, on décrit des exemples de la préparation du composé de l'invention, étant entendu que d'autres méthodes de synthèse, mettant en oeuvre des principes connus ou des variantes des conditions opératoires décrites ci-dessus donneront aussi le composé de l'invention, éventuellement contenant des proportions différentes des nombreux isomères. 1. Préparation du dichlorure de l'acide 2,3,5,6-tétraiodotéréphtalique a) lodation de l'acide téréphtalique: On introduit goutte à goutte, à 40 C, 0,25 litres d'oléum à 65% dans 500 ml d'acide sulfurique concentré, puis à 70 C, on introduit 170 g d'iode. 62,5 g d'acide téréphtalique sont ajoutés à 80 C puis le milieu réactionnel est porté, en 2 heures, jusqu'à 125 C, température qui est ensuite maintenue pendant 36 heures. Après retour à température ambiante, le mélange est versé lentement dans 3 litres d'eau; on ajoute 5 ml de solution aqueuse 5 M de NaHSO3 avant de filtrer le précipité. Après lavage à l'eau et séchage, le produit brut est maintenu 4 heures dans 480 ml de méthanol au reflux contenant 8,5 ml d'acide sulfurique concentré. Il peut ensuite être purifié par dissolution dans une solution aqueuse de NaOH (pH 6) et reprécipitation en milieu acide. Le produit pur est obtenu avec 45% de rendement. b) Dichlorure de l'acide tétraiodotéréphtalique: On ajoute 4,5 ml de SOCI2 à une suspension de 13,5 g du diacide préparé à l'étape a) et 0,4 g de chlorure de tricaprylméthylammonium dans 25 ml de toluène et le mélange est maintenu durant 18 heures à 80 C. Les produits volatils sont éliminés par distillation sous pression réduite vers 30 C, et on introduit -7- ml d'oxyde de diisopropyle dans le milieu. Le précipité de chlorure d'acide est alors isolé. Rendement: 95 %. 2. Préparation du 1-déoxy 1-[(2,3-dihydroxypropyl)amino] D-galactitol: On maintient 27 g de 3-aminopropane-1,2-diol et 50 g de D-galactose dans 140 ml de méthanol sous agitation à 40 C pendant 16 heures. On ajoute alors 60 ml d'eau et on effectue, en présence de 7 g de paladium sur charbon (à %) I'hydrogénation de l'imine durant 7 heures à 60 C sous une pression de x 105 Pa d'hydrogène. Le catalyseur est alors séparé par filtration sur Célite . Après élimination du solvant sous pression réduite, le résidu, dissous dans le minimum d'eau (50 ml), est introduit lentement dans 600 ml d'isopropanol. Le précipité formé est isolé. F = 132 C, rendement 90%. On peut aussi avant la précipitation dans l'isopropanol, chromatographier le produit brut, en solution dans 200 ml d'eau sur 500 ml d'une résine échangeuse d'ions sous forme acide sulfonique. (IMAC HP 110 NA, commercialisé par Rohm et Haas), en éluant par une solution aqueuse de NH4OH dilué. Dans ces conditions, l'aminoalcool est un mélange pratiquement 50/50 des deux diastéréoisomères. Par recristallisation, précipitation fractionnée ou mise en suspension, on peut enrichir le mélange en l'un ou l'autre des isomères. Ainsi, par traitement au méthanol à sa température de reflux (25 g de l'aminoalcool dans 500 ml du solvant) on obtient un mélange qui contient un excès de l'un des isomères (65% de l'isomère ayant le plus grand temps de rétention d'après les surfaces mesurées sur les chromatogrammes obtenus dans les conditions suivantes): - Chromatographie en phase gazeuse (dérivé totalement trifluoroacétylé par action de l'anhydride trifluoroacétique à 60 C) Appareil: Varian Star 3400 Colonne: DB 1701 de J & W (0,25,upm m x 0,25 mm) Gaz vecteur He - T injecteur (split 1/40e) = 290 C - 8 T colonne = 150 C à 280 C (5 C/mn) - Volume: 1 pl Temps de rétention: 14,5 et 14,9 minutes (5,6 mn pour l'aminopropanediol de départ) - RMN 3C (200 MHz - DMSO d6 - Réf DMSO - T = 30 C) 6 (ppm): 71,7; 71,6; 70,5; 70, 1; 69,5; 68,5; 68,2 - (CHOH) 64,6; 63,2; (CH2OH) - 53,4; 53; 52,9 (NCH2). On peut aussi obtenir chaque diastéréoisomère en condensant le Dgalactose sur l'énantiomère pur de l'aminopropanediol ou par action des énantiomères du glycidol sur la N-(2,3,4,5,6pentahydroxyhexyl)benzylamide o10 comme suit: a) N-benzyl N-(2,3,4,5,6pentahydroxyhexyl)amine On dissout dans 230 ml de méthanol 29 g de Dgalactose, 17 ml de benzylamine et on maintient le mélange à 50 C pendant 7 heures sous une pression d'hydrogène de 8 x 105 Pa, après addition de 5 g de charbon palladié à 5%. Après l'hydrogénation, on introduit à 40 C, une solution aqueuse d'acide chlorhydrique jusqu'à pH acide dans le milieu réactionnel. On filtre le mélange sur célite à température ambiante pour éliminer le catalyseur, et après concentration partielle, on introduit une solution aqueuse de NaOH 5N jusqu'à pH basique. Le précipité formé est isolé et recristallisé dans l'éthanol. - RMN 13C (200 MHz - DMSO d6 - Réf DMSO - T = 30 C) 8 (ppm): 140,8 (C CH2N) - 128,8; 128,4; 126,9 (phényl) - 72; 70,6; 69,9; 68,8; (CHOH) - 63,2 (CH2OH) - 53,1; 52,4 (CH2NH). b)N-benzyl N-(2,3-dihydroxypropyl)(2,3,4,5,6-pentahydroxyhexyl)amine On dissout 6,5 g de l'amine secondaire obtenue dans l'étape précédente dans 200 ml de méthanol à 60 C, puis on introduit dans la solution à cette température 2,5 g de glycidol (racémique ou énantiomère pur) et on maintient le mélange sous agitation 24 heures. On élimine ensuite le solvant par distillation sous pression réduite, et on chromatographie le résidu après dissolution dans 200 ml d'eau sur une colonne de résine IMAC 110 sous forme H+ en éluant avec une solution aqueuse de NH4OH diluée (0,1%). On obtient ainsi 5,5 g de l'amine. c) N-(2,3-dihydroxypropyl) N-(2,3,4,5,6-pentahydroxyhexyl)amine 2 g de l'amine tertiaire obtenue dans l'étape précédente en solution dans 30 ml d'eau sont hydrogénés à 45 C sous pression d'hydrogène de 10 x Pa pendant 5 heures en présence de 0,6 g de charbon palladié à 10%. La solution est ensuite filtrée sur célite pour éliminer le catalyseur et concentrée sous pression réduite. Le résidu peut être recristallisé dans l'éthanol. Lorsque l'on condense le (S)-glycicol on obtient l'aminoalcool diastéréoisomère dont le temps de rétention dans les conditions de la chromatographie en phase gazeuse précédente est le plus long. Exemple N, N '-bis(2,3-dihydroxypropyl) (2,3,4,5,6-pentahydroxyhexyl)-2,3,5,6- tétraiodotéréphtalamide (stéréoisomères dérivés du D-galactitol). J5 On dissout, à 70 C, 9,2 g du 1-déoxy 1-[(2,3- dihydroxypropyl)amino] D-galactitol dans 200 ml de diméthylacétamide et 5 ml de triéthylamine, puis à C, on introduit, par portions, 10 g de dichlorure d'acide 2,3,5,6- tétraiodotéréphtalique. Le mélange est maintenu 3 jours sous agitation à cette température puis versé dans 3 litres d'acétate d'éthyle. Le solide est isolé par filtration puis il est dissout dans le minimum d'eau (20 ml) et cette solution est versée dans 1 litre d'isopropanol. Le précipité formé est dissous dans 200 ml d'eau et la solution est chromatographiée sur une résine échangeuse de cations sous forme acide (150 ml d'IMAC HP 110 NA) puis d'anions faiblement basique (120 ml d'Amberlite ( IRA 67). Le résidu est purifié par précipitation dans l'isopropanol à partir de sa solution aqueuse concentrée. Rendement: 50%. - Chromatographie mir couches minces: plaque gel de silice 60 F 254 (Merck) - Eluant CH2CI2/CH3OH (5/5 - V/V) - rf = O, 1 - Chromatographie liquide haute pression: Appareil: HP 1090 (Hewlett Packard) - 10 - Colonne: Lichrospher 100RP18 - 5 pm (12,5 x 4 mm) Merck Eluant: H20/CH3CN (V/V - 95/5 à 70/30 en 15 min) 1 ml/m - T = 25 C Temps de rétention: 2,9 3,2 - 3,9 - 4,7 minutes massifs (2,10 mn pour I 'iopamidol) - RMN 13C (200 MHz - DMSO d6 - Réf. DMSO - T = 30 C) - 6 (ppm) 171,5 (CO); 148,8 (C-CO) - 110,9 (C-l); 70,7; 70,3; 69,4; 68; 67,3; 66,8 (CHOH); 64,5; 63,7; 63,2 (CH2OH) - 53,2 (m); 50,0 (m) (CH2N). * 11 - Revendications 1. Mélange d'isomères du composé de formule I I HOCH2-(CHOH)-CH2 \ C CH2-CHOH-CH2OH HN-OC CO N HOCH2-(CHOH)-CH2 CH2-(CHOH)4-CH2OH l I dont la configuration du groupe N-CH2-(CHOH)4-CH2OH est celle du 1-amino 1-déoxy D-galactitol et chaque groupe CH2-CHOH-CH2OH est sous forme de chacun de ses 2 énantiomères ou d'un mélange de ceux-ci. 2. Mélange des isomères de formule I selon la revendication 1 qui contient les deux groupes énantiomères N-CH2-CHOH-CH2OH en proportion relative comprise entre 25 à 50%. 3. Mélange des isomères de formule I selon la revendication 1 qui contient les deux groupes énantiomères N-CH2-CHOH-CH2OH en proportion relative comprise entre 45 à 50%. 4. Composition utile comme produit de contraste pour l'imagerie médicale par rayons X caractérisée en ce qu'elle contient un mélange des isomères selon l'une des revendications 1 à 3, associé à un véhicule pharmaceutiquement acceptable. 5. 1-déoxy 1-[(2,3-dihydroxy)propylamino] D-galactitol, sous forme de ses énantiomères purs ou en mélange.