Brevet FR2790472A1 — publié le 20000908

DERIVES DE CYCLOBUTENE-3,4-DIONE LEUR PREPARATION ET LEUR APPLICATION EN THERAPEUTIQUE La présente invention a pour objet des dérivés de cyclobutène-3,4-dione, leur préparation et leur application en thérapeutique. Les composés répondent à la formule générale (I) dans laquelle : R1 et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène, un groupe CI-6 alkyle, un groupe C2-6 alkényle, un groupe - (CH2)n-C3-6 cycloalkyle, R3 représente un atome d'hydrogène, un groupe C1alkyle, W représente un groupe NR4R5 pour lequel R4 et R5 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène, un groupe CI-6 alkyle, un groupe C2-6 alkényle, un groupe CZ~6 alkynyle, un groupe (CH)n-C3~s cycloalkyle, un groupe C1.i alcoxy-C-4 alkyle, un groupe C, 6 fluoroalkyle, un groupe C1-2 perfluoroalkyle, un groupe - (CH) m-pyridyle ou R4 et R5 ensembles forment une chaîne C3-7 alkylène, n représente 0,1 ou 2 et m représente 1 ou 2. Plus particulièrement, les composés pour lesquelles R1 et R2 représentent un atome d'hydrogène sont préférés. Dans le cadre de la présente invention, on entend par le terme C16 alkyle (de préférence C1-4 alkyle) , un groupe aliphatique saturé, linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 6 (de préférence 1 à 4) atomes de carbone, tel que par exemple un groupe méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, tert-butyle, etc... Le terme C3-7alkylène désigne un groupe C3-7 alkyle divalent. Le terme C2-6 alkényle désigne un groupe aliphatique, linéaire ou ramifié, comprenant de 2 à 6 atomes de carbone et 1 ou 2 insaturations éthyléniques. Le terme C2-6 alkynyle désigne un groupe aliphatique, linéaire ou ramifié, comprenant de 2 à 6 atomes de carbone comprenant une insaturations éthylynique Le terme C3-6 cycloalkyle désigne un système aliphatique saturé cyclique comportant de 3 à 6 atomes de carbone. Le terme C1-4 alcoxy désigne un groupe aliphatique C1-4 alkyloxy. Les composés de formule générale (I) peuvent comporter un ou plusieurs atomes de carbone asymétriques. Ils peuvent donc exister sous forme d'énantiomères ou de diastéréoisomères. Ces enantiomères, diastéréoisomères, ainsi que leurs mélanges, y compris les mélanges racémiques font partie de l'invention. Les composés de formule générale (I) peuvent se présenter sous forme de base libre ou de sel d'addition à des acides pharmaceutiquement acceptables, qui font également partie de l'invention. Les composés de formule (I) peuvent être préparés selon le procédé décrit dans le schéma. Schéma Selon ce procédé, on fait réagir un dérivé bis-ester de l'acide squarique (3,4-dihydroxy-3-cyclobutène-1,2-dione) de formule V, qui peut être préparé selon des méthodes connues de l'homme du métier notamment selon le procédé décrit par Liebeskind et al J. Org. Chem. 1988,53, 2482-2488 et dans laquelle R représente un groupe C:alkyle, avec une amine NHR4R5 de formule VI, pour donner un dérivé squarate de formule IV. La réaction peut être réalisée au sein d'un solvant organique tel que le tétrahydrofurane, habituellement à température ambiante, les réactifs étant en quantité stoechiométrique. Puis de façon similaire, le dérivé squarate de formule IV réagit avec un ester de l'acide tranéxamique (acide trans-4-(aminométhyl)-cyclohexane-carboxylique)de formule III, dans laquelle R' représente un groupe C-4 alkyle, pour fournir, après saponification selon des méthodes classiques connues de l'homme du métier, le bis-amide de l'acide squarique de formule II. Alternativement et lorsque R3 ne représente pas un hydrogène, le couplage entre un dérivé bis-ester de l'acide squarique de formule V et l'ester de l'acide tranéxamique de formule III se fera dans un premier temps, selon la méthode décrite cidessus, puis dans un second temps, le couplage avec une amine NHR4R5 de formule VI en excès. Cette dernière peut être réalisée en absence de solvant, habituellement en chauffant vers 100 C. On prépare ensuite le composé de formule (I) selon l'invention à partir du bis-amide de l'acide squarique de formule II, après saponification selon des méthodes classiques connues de l'homme du métier, en faisant réagir celui-ci avec une amine NHR1R2 et un agent de couplage tel que le BOP (benzotriazol-1-yloxy-tris(dimethylamino)phosphonium hexafluorophosphate)selon des méthodes connues de l'homme du métier. Les significations de R1, R2, R4 et Rsdans chacun des composés de formules II, IV, VII et des amines NHR1R2 et NHR4R5 sont celles indiquées pour la formule (I) . Les exemples suivants illustrent les procédés et techniques appropriés pour la préparation de cette invention, sans toutefois limiter l'étendue de la revendication. Les microanalyses et les spectres de masse, RMN et IR confirment les structures des composés. Exemple 1 : 1-Di- (n-propyl? amino-2- [trans-4'-(aminométhyl)cyclohexane-carboxamidel -cyclobutène-3,4-dione (1). 1-Di-(n-propyl)amino-2-isroo-cyclobutène-3,4 dione On dissout 10 g (50,45 mmoles) de 1,2-di-(iso-proxy)cyclobutène-3,4-dione dans 30 mL de tétrahydrofurane (THF). On ajoute 7 mL (51,1 mmoles) de di-(n-propyl)amine. Le milieu réactionnel est agité pendant 3 jours sous atmosphère d'azote. On évapore sous vide. On obtient un 11,95 g de 1-di- (n-propyl)amino-2-iso-propoxy-cyclobutène-3,4 dione sous forme d'un solide à bas point de fusion. Rendement = 99%. (2). Acide trans-4-(N-carbobenzyloxy-aminométhyl)- cyclohexane-carboxylique On dissout 15 g (95 mmoles) d'acide trans-4-(aminométhyl)cyclohexane-carboxylique dans 39 mL d'une solution aqueuse à 10% de NaOH. A cette solution, refroidie au bain de glace, sont additionnés 19,5 g de chloroformiate de benzyle (115 mmoles) et 48 mL de solution aqueuse à 10% de NaOH par ampoule de coulée. L'agitation se poursuit pendant 1 h. Le milieu est ensuite acidifié au bain de glace avec HCl à 35%. Le produit obtenu est filtré, lavé à l'eau, essoré et séché sur P2O5 avant d'être repris par du CH2Cl2, séché sur Na2SO4, filtré et évaporé pour donner 32,5 g (111,5 mmoles) d'acide trans-4-(N-carbobenzyloxy-aminométhyl)-cyclohexanecarboxylique, sous forme de solide blanc. Rendement quantitatif. Point de fusion : 100 - 110 C. (3).Trans-4-(N-carbobenzyloxy-aminométhyl)-cyclohexane carboxamide. 27 mL de SOC12 sont ajoutés à 26,4 g (91 mmoles) d'acide trans-N-carbobenzyloxy-aminométhyl-cyclohexane-carboxylique, sous atmosphère inerte. Le milieu réactionnel est chauffé à 40 C pendant 40min et un dégagement gazeux est observé. Après évaporation du SOC12 en excès, un rajout d'heptane permet l'apparition d'un précipité blanc qui est filtré. Le chlorure d'acide trans-4-(N-carbobenzyloxy-aminométhyl)cyclohexane-carboxylique est mis en solution dans le toluène. On fait buller de l'ammoniac dans le milieu réactionnel en suivant l'évolution du pH et la réaction est arrêtée lorsque celui-ci est basique. Le milieu est laissé au repos pendant une nuit avant d'être filtré. Après des lavages à l'eau et à l'éther, le produit est repris dans 200 mL d'acétone et solubilisé à chaud. Les impuretés insolubles à chaud présentes dans le milieu sont filtrées. On rajoute de l'heptane au bain de glace et le produit précipite. Il est filtré, lavé à l'heptane puis séché sous vide à l'étuve sur P2O5, vers 60 C. On obtient 9,6 g trans-4-(N-carbobenzyloxyaminométhyl)-cyclohexane-carboxamide (mmoles). Rendement = 37%. (4).Chlorhydrate de trans-4-aminométhyl-cyclohexanecarboxamide Dans un flacon de Parr, on place 9,5 g (33 mmoles) trans-4- (N-carbobenzyloxy-aminométhyl)-cyclohexane-carboxamide, 200 mL de méthanol (MeOH) ainsi que 9 mL de HCl 35%. Puis on rajoute le catalyseur Pd-C à 10% (humide à 50%). Le milieu réactionnel est laissé à agiter à température ambiante pendant 30 min, sous 35 psi. Une fois la réaction terminée, le catalyseur est filtré et rincé avec de l'éthanol. Le milieu réactionnel est évaporé à sec pour donner un sirop qui cristallise et que l'on reprend dans 50 mL de MeOH. 150 mL d'acétone sont ajoutés et on observe l'apparition d'un précipité cristallin qui est lavé à l'acétone puis essoré et séché sous vide à l'étuve sur P2O5, vers 90 C. On obtient finalement 5,1 g (26 mmoles) de chlorhydrate de trans-4aminométhyl-cyclohexane-carboxamide. Rendement = 79%. (5). Trans-4-aminométhyl-cyclohexane-carboxamide A une solution de 1,9 g (10 mmoles) de chlorhydrate de trans-4-aminométhyl-cyclohexane-carboxamide dans 10 mL de MeOH sont ajoutés 1,9 mL de solution de méthanolate de sodium dans le méthanol. Après agitation, le MeOH est évaporée. On ajoute du CH2Cl2 et on observe alors un précipité blanc de NaCl que l'on filtre. Le filtrat est évaporé et on obtient 1,5 g (10 mmoles) de trans-4-aminométhyl-cyclohexanecarboxamide sous forme d'un solide blanc cristallisé. (6) . 1-Di- (n-propyl) amino-2- rtrans-41-(aminométhyl)- cyclohexane-carboxamidel-cyclobutène-3,4-dione A une solution de 0,275 g 1-di-(n-propyl)amino-2-iso-propoxycyclobutène-3,4-dione dans 5 mL de THF sont ajoutés 0,085 g (0,5 mmoles) de 4-aminométhyl-cyclohexane-carboxamide. Le milieu réactionnel est laissé à agiter pendant 48h avant d'être filtré. On obtient ainsi 0,149 g de 1-di-(n- propyl)amino-2-[trans-4'-(aminométhyl)-cyclohexane- carboxamide]-cyclobutène-3,4-dione. Rendement = 77%. Point de fusion : 229-234 C Exemple 2 : 1-Di- (n-propyl) amino-2- Ctrans-4 ' - (aminométhyl) cyclohexane-N-cyclopropyl-carboxamidel -cyclobutène-3 . 4-dione (1) . 1-Di- (n-propl) amino-2- ftrans-4' - (aminométhyl) cyclohexane-carboxylique acidel-cyclobutène-3,4-dione A une solution de 0,7 g (2 mmoles) de 1-di-(n-propyl)amino-2- [trans-4'-(aminométhyl)-cyclohexane-méthoxycarbonyl]- cyclobutène-3,4-dione dans 10 mL de dioxane sont ajoutés 10 mL de solution molaire de soude. Après agitation pendant 2 h, le dioxane est évaporée. On ajoute du une solution d'acide chlorhydrique pour obtenir un pH proche de 3 et on observe alors un précipité blanc que l'on filtre. On obtient 0. 441 g de 1-di-(n-propyl)amino-2-[trans-41-(aminométhyl)- cyclohexane-carboxylique acide sous forme d'un solide blanc cristallisé. Rendement = 65%. (2). 1-Di- (n-propyl) amino-2- [trans-4 ' - (aminométhyl) cvclohexane-N-cvclopropyl-carboxamidel-cychbutène-3,4-dion A une solution de 0,044 g 1-di-(n-propyl)amino-2-[trans-41- (aminométhyl)-cyclohexane-carboxylique acide dans 5 mL de dichlorométhane sont ajoutés 0,040 mL triéthylamine, 0,015 mL cyclopropylamine, puis 0,071 g de BOP . Le milieu réactionnel est laissé à agiter pendant 48h et le solvant est évaporée . On ajoute 5 mL d'eau et 5 mL d'éther. Après extraction par l'éther et lavage à l'eau, les phases éthérées sont concentrées, évaporées pour fournir 0,029g de 1-di-(n- propyl)amino-2-[trans-4'-(aminométhyl)-cyclohexane-Ncyclopropyl-carboxamide]-cyclobutène-3,4-dione Rendement = 60%. Exemple 3 En utilisant essentiellement le même procédé que celui de l'exemple 1, en utilisant une amine adéquate à l'étape (6), on a préparé d'autre composé de formule (I) conforme à l'invention. Ces composés sont ceux du tableau ci-après. Tableau N R1 R2 R3 R4 R5 M/e 1 H H H n-Pr n-Pr 335.45 2 H H H Me (CH2)2-Pyr 370.46 3 H H H - (CH2) 5 319.41 4 c-Pr H H n-Pr n-Pr 375.51 5 CH2-c-Pr H H n-Pr n-Pr 389.54 6 i-Pr H H n-Pr n-Pr 377. 53 7 Me H H n-Pr n-Pr 349.47 8 Et H H n-Pr n-Pr 363. 50 9 Et Et H n-Pr n-Pr 391.55 10 H H Me n-Pr n-Pr 349.47 11 H H H n-Pr H 293.36 12 H H H n-Pr Me 307.39 13 H H H Et Et 307.39 14 H H H i-Pr Et 321.42 15 H H H Me CH2-C#CH 303. 36 16 H H H Et n-Bu 335.45 17 H H H CH2CH=CH2 CH2-CH=CH2 331. 41 18 H H H CH2-c-Pr n-Pr 347. 46 19 H H H n-Bu n-Bu 363.5 20 H H H n-hex n-hex 419.61 21 H H H (CH22-CH(Me)2 (CH2) 2-CH (Me) 2 391.55 22 H H H (CH2)2-OMe n-Pr 351.44 23 H H H (CH2) 2-OMe (CH2) 2-OMe 367.44 24 H H H CH2-CH(Me) -CH2-CH (Me) -CH2 347.46 Dans ce Tableau: - Pyr représente un groupe pyridyle - Hex représente un groupe hexyle - Bu représente un groupe butyle n-Pr représente un groupe propyle linéaire, c-Pr représente un groupe cyclopropyle, i-Pr représente un groupe iso-propyle, - Et représente un groupe éthyle, - Me représente un groupe méthyle. Les composés selon l'invention ont été soumis à des tests biologiques destinés à mettre en évidence leur activité inhibitrice de la phosphodiéstérase 5. Les essais sont réalisés avec une préparation de phosphodiestérase 5 (PDE 5) partiellement purifiée à partir de plaquettes humaines. La purification de l'enzyme est basée sur des méthodes décrites dans la littérature (Grant, P. G., and Colman, R. W. Biochemistry 1984, 23 : 1801-1807 ; Simpson, A. W. M., Reeves, M. L., and Timothy, J. R. Biochem. Pharmacol. 1988, 37 : 2315-2320 ; Ito, M., Nishikawa, M., Fujioka, M., Miyahara, M., Isaka, N., Shiku, H., and Nakano, T. Cellular Signalling 1996, 8 : 575-581). La préparation enzymatique obtenue après purification ne contient pas les autres activités phosphodiestérases trouvées dans les plaquettes (i. e. PDE 2 et PDE 3). La préparation enzymatique est aussi dépourvue d'activités 5'-nucléotidase et/ou phosphatase. L'essai PDE 5 utilisé est basé sur la séparation du GMP cyclique (cGMP, substrat de la PDE 5) du 5'-GMP (produit de la réaction enzymatique) par chromatographie en couche mince sur polyéthylèneimine (PEI) cellulose. Le milieu réactionnel contient 40 mM de Tris-HCl (pH 7,5), 15 mM de MgCl2, 1 mM d'EGTA, 0,5 mg/ ml d'albumine de boeuf, 0,25 Ci de [3H]-cGMP, 3 M de cGMP, l'inhibiteur à tester (concentration : 0 à 10 M) et l'enzyme dans un volume total de 100 l. La réaction est démarrée par addition d'enzyme et se fait à température ambiante. La réaction est arrêtée après 30 min (taux de conversion de 10-15%) en introduisant le tube à essai bouché (cône en polypropylène Eppendorf) dans un bain-marie bouillant pendant 3 minutes. Après homogénéisation, une part aliquote de l'échantillon (10 l) est déposée en bas d'une plaque de PEI cellulose en plastique (Merck) sur laquelle du cGMP et du 5'-GMP (10 g de chaque entraîneur) ont été déposés au préalable. La plaque est développée avec une solution de LiCl 450 mM. Le 5'-GMP (Rf = 0,20) et le cGMP (Rf = 0,48) sont visualisés sous lumière ultra-violette. La bande de PEI cellulose contenant le 5'-GMP est découpée et le nucléotide est extrait quantitativement avec 2ml d'une solution 16 M en acide formique et 2 M en formiate d'ammonium dans une fiole de comptage. Après addition de 10 ml de mélange scintillant Aquasol-2 (Packard), la radioactivité de l'échantillon est mesurée avec un compteur à scintillation. Chaque expérience inclut deux essais sans inhibiteur (contrôles) et deux essais arrêtés immédiatement après addition de l'enzyme (blancs). La radioactivité associée au 5'-GMP formé dans la réaction enzymatique (radioactivité spécifique) est obtenue en soustrayant la valeur moyenne des blancs de la valeur moyenne des contrôles. La valeur du CIso (concentration d'inhibiteur qui produit une inhibition de 50 % de la radioactivité spécifique) est déterminée à l'aide d'un graphe sur lequel la radioactivité spécifique mesurée à différentes concentrations d'inhibiteur est reportée en fonction du logarithme des concentrations d'inhibiteur testées. Les produits à tester sont dissous dans le diméthylsulfoxyde (solutions mères à 10 mM). Ces solutions sont diluées extemporanément dans le DMSO puis dans le tampon d'essai. La concentration finale du DMSO dans l'essai est de 1%. Des expériences de mesure d'activité avec ou sans DMSO ont montré qu'il ne provoque pas d'inhibition significative de l'activité à cette concentration. Les inhibiteurs de PDE 5 zaprinast et sildénafil (valeurs d'CIso trouvées = 180 et 0,5 nM, respectivement) sont utilisés comme inhibiteurs de référence. Les composés de l'invention permettent d'obtenir une valeur de CI50 habituellement inférieure à 50 nM. Les résultats des tests biologiques montrent que les composés de l'invention sont des inhibiteurs de la phosphodiestérase 5. Ainsi, ces composés peuvent donc être employés dans le traitement des dysfonctionnements érectiles ou dysfonctionnements sexuels chez l'homme, mais également dans le traitement des dysfonctionnements sexuels chez la femme, tels que les dysfonctionnements orgasmiques. D'autre part, ces composés peuvent également être utilisés dans le traitement de l'angine de poitrine et l'hypertension pulmonaire. Les composés de l'invention, en association avec des excipients appropriés, pharmaceutiquement acceptables, peuvent être présentés sous toutes formes convenant à une administration orale ou parentérale (sublinguale ou buccale), telle que comprimés, dragées, gélules, capsules, suspensions ou solutions buvables ou injectables, et dosées pour permettre une administration de 0,1 à 100 mg/kg par jour. Revendications 1. Composé de formule générale (I) dans laquelle : R1 et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène, un groupe C1-6 alkyle, un groupe C2-6 alkényle, un groupe -(CH2)n-C3-6 cycloalkyle, R3 représente un atome d'hydrogène, un groupe C1-6 alkyle, W représente un groupe NR4R5 pour lequel R4 et R5 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène, un groupe CI-6 alkyle, un groupe C2-6 alkényle, un groupe C2-6 alkynyle, un groupe -(CH2)n-C3-6 cycloalkyle, un groupe C1~4 alcoxy-Cl-4 alkyle, un groupe C,~s fluoroalkyle, un groupe CI-2 perfluoroalkyle,un groupe -(CH2)m-pyridyle ou R4 et R5 ensembles forment une chaîne C3-7 alkylène, n représente 0,1 ou 2 et m représente 1 ou 2, et éventuellement sous forme d'énantiomère, de diastéréoisomère, ou de mélange de ces différentes formes, y compris de mélange racémique ainsi que les sels d'addition à des acides pharmaceutiquement acceptables d'une de ces formes. 2. Procédé de préparation d'un composé de formule (I) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait réagir un composé de formule II, dans laquelle W représente un groupe -NR4R5, avec une amine NHR1R2 et un agent de couplage pour donner un composé de formule I. 3. Médicament caractérisé en ce qu'il est constitué d'un composé selon la revendication 1. 4. Composition pharmaceutique caractérisée en ce qu'elle comprend un composé selon la revendication 1 et un ou plusieurs excipients appropriés.