Brevet FR3121440A1 — publié le 20221007

La présente invention concerne un procédé de préparation de la 4’,5’-dihydrocéphradine à partir de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine. Le procédé comprend les étapes de protection par Boc (tert-butoxycarbonyle), de réduction, de formation d’amide et de déprotection. Cette invention fournit des conditions douces, des procédures de traitement simples, un procédé fiable, une bonne sélectivité ainsi qu’une grande maniabilité. La 4’,5’-dihydrocéphradine synthétisée par ce procédé est de haute pureté et peut être utilisée comme étalon de référence pour le contrôle de la qualité de la céfradine, qui est de grande valeur. Procédé de préparation de la 4’,5’-dihydrocéfradine Domaine de l’invention La présente invention concerne un procédé de préparation de la 4’,5’-dihydrocéfradine de formule V : dans le domaine de la synthèse de médicaments. Arrière-plan de l’invention La céfradine est un antibiotique céphalosporine semi-synthétique qui a été préparé par la société américaine Squibb en 1972 et appartient aux céphalosporines de première génération. La céfradine est devenue disponible dans les années 1970 et est encore jusqu’à aujourd’hui la seule qui peut être prise à la fois par voie orale et par injection. Elle présente les avantages suivants : une utilisation clinique pratique, une bonne pharmacocinétique, une stabilité élevée à la β-lactamase, de faibles toxicité et irritation aux reins et au foie et une faible possibilité d’infection secondaire. La céfradine présente une forte résistance à la β-lactamase provenant de différentes bactéries et une bonne activité antibactérienne vis-à-vis des souches sensibles, comprenant Staphylococcus aureus (dont la bactérie à Gram positif résistante à la pénicilline), Streptococcus haemolyticus , Escherichia coli , Proteus mirabilis , Klebsiella pneumoniae et Haemophilus influenzae . En dehors d’une sécurité élevée, son effet thérapeutique envers les infections des voies respiratoires, les infections des voies urinaires, les infections de la peau et des tissus mous, les infections des voies gastro-intestinales, les infections des os et des articulations, la septicémie, ainsi que l’endocardite infectieuse, est supérieur à la moyenne, conduisant à une large application en utilisation clinique. Pour des raisons de sécurité, la limite des impuretés inconnues dans les principes pharmaceutiques actifs pour les médicaments à usage humain est très basse. Habituellement, elle doit être inférieure à 0,1 % en poids, comme exigé par les administrations nationales et internationales. Pour s’assurer qu’un principe pharmaceutique actif est qualifié pour les normes et peut être utilisé pour une préparation pharmaceutique sans danger et efficace, une étude approfondie des impuretés importantes est nécessaire. Certaines des impuretés proviennent de la dégradation du principe pharmaceutique actif, ou du procédé de préparation, comprenant les matières de départ n’ayant pas réagi, les dérivés d’impuretés dans la matière de départ, les sous-produits, les produits de dégradation, etc. Si nous pouvons parvenir à connaître la structure des impuretés et leur voie de synthèse, et identifier les paramètres qui peuvent influencer la teneur en impuretés dans le produit final, ceci peut grandement aider à contrôler les impuretés associées. L’impureté préparée par cette invention est un sous-produit de réduction de la céfradine et est de structure hautement similaire à celle de la céfradine. Elle représente environ 0,3 % du principe pharmaceutique actif et a donc un impact important sur la sécurité et l’efficacité de la céfradine. Un procédé de préparation de la 4’,5’-dihydrocéfradine est rapporté (Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, vol 12, pages 1137-40, 1994) et il part de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine. Le composé cible est obtenu après hydrogénation réductrice, protection par Boc (tert-butoxycarbonyle), formation d’amide et déprotection. La voie de synthèse est présentée ci-après : L’étape d’hydrogénation réductrice nécessite un équipement spécial pour réaliser la condition de haute pression. En outre, l’hydrogénation catalytique à l’aide de palladium sur charbon de bois a une faible chimiosélectivité et le procédé n’est pas fiable. En plus, le produit de sur-réduction D-alpha-cyclohexylglycine est souvent trouvé en raison d’un mauvais contrôle du progrès de la réaction. Sur la base de ces problèmes techniques, la présente invention a développé un procédé simple et fiable de préparation de la 4’,5’-dihydrocéfradine, qui présente une bonne sélectivité. Ceci permet d’aider à l’étude approfondie de cette impureté. La présente invention concerne un nouveau procédé de préparation de la 4’,5’-dihydrocéfradine. Le procédé est facile à suivre et le rendement est élevé, ce qui fournit des étalons de référence qualifiés pour le contrôle de la qualité et l’étude de la sécurité de la céfradine. A cet effet, le procédé selon la présente invention est caractérisé par le fait qu’il comporte les étapes suivantes : (A) on dissout de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine de formule I : dans un mélange d’acétonitrile (ACN) et d’eau, on fait suivre par l’addition d’une base et de dicarbonate de di-tert-butyle (Boc 2 O), et on fait réagir pour obtenir le composé de formule II : ; (B) à une solution dans un solvant organique du composé de formule (II) et d’hydrate d’hydrazine, on ajoute du peroxyde d’hydrogène et on chauffe le mélange pour faire réagir afin d’obtenir le composé de formule III : (C) (Ca) on ajoute du chlorure de triméthylacétyle (chlorure du pivaloyle) à une solution du composé de formule III et d’une base dans un solvant organique, à une température de -40°C - -30°C et on agite le mélange à une température de -30°C - -10°C ; (Cb) on ajoute le mélange obtenu à l’étape (Ca) à une solution d’acide 7-aminodésacétoxycéphalosporanique (acide 7-amino-3-méthyl-3-céphem-4-carboxylique) (7-ADCA) dans ledit solvant organique et un co-solvant organique, à une température de -40°C - -30°C, et on agite le mélange à cette température en vue de la réaction, afin d’obtenir un composé de formule IV : (D) on ajoute de l’acide trifluoroacétique au composé de formule (IV), on agite le mélange pour la réaction afin d’obtenir le composé de formule V. Conformément à des caractéristiques préférées de la présente invention : A l’étape (A), on peut utiliser, comme base, au moins l’un parmi le carbonate de potassium, le carbonate de sodium, l’hydroxyde de sodium et l’hydroxyde de potassium. A l’étape (A), le rapport en volume de l’acétonitrile à l’eau peut être de 1 : 1 à 1 : 3 ; et le rapport molaire de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine à la base peut être de 1 : 1 à 1 : 5. A l’étape (B), le rapport molaire du composé II, de l’hydrate d’hydrazine et du peroxyde d’hydrogène peut être de 1 : 1 : 1 à 1 : 3 : 2. A l’étape (Ca), la base peut être au moins l’une parmi la triéthylamine et la N,N-diisopropyléthylamine. A l’étape (Ca), le solvant organique peut être le dichlorométhane (DCM). A l’étape (Ca), le rapport molaire du composé III, du chlorure de triméthylacétyle (chlorure de pivaloyle) et de la base peut être de 1 : 1 : 1 à 1 : 1,5 : 3 ; et la température de réaction peut être de -30 à 0°C. A l’étape (Cb), le co-solvant organique peut être au moins l’un parmi le 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undéc-7-ène (DBU), la triéthylamine (TEA) et la tétraméthylguanidine (TMG). A l’étape (Cb), le rapport molaire du 7-ADCA et du co-solvant peut être de 1 : 1 à 1 : 2. A l’étape (D), le rapport en masse (en g) à volume (en ml) du composé IV à l’acide trifluoroacétique peut être de 1 : 5 à 1 : 10 ; la température de réaction peut être de 0 à 25°C ; et le temps de réaction peut être de 10 à 30 minutes. Exemple L’invention est décrite à titre d’exemple avec référence au schéma réactionnel ci-après : A – Préparation du composé de formule II : A de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine (composé de formule I) (3,14g, 20mmol, 1éq) dans H 2 O/acétonitrile (40ml/20ml), on a ajouté NaOH (2,0 g, 50mmol, 2,5éq) et du dicarbonate de di-tert-butyle (Boc 2 O) (6,6g, 30mmol, 1,5éq). Le mélange a été agité pendant 5 heures à la température ambiante, le mélange a été acidifié par HCl concentré jusqu’à pH=3, de l’eau (50ml) a été ajoutée au mélange réactionnel et celui-ci a été extrait par de l’acétate d’éthyle trois fois. Les couches organiques ont été combinées, lavées avec de l’eau et de la saumure et séchées sur Na 2 SO 4 . Le solvant a été évaporé pour fournir le produit brut (4,5g). B – Préparation du composé de formule III : A une solution agitée du composé de formule II, obtenu en A (2,53g, 10mmol, 1éq) et d’hydrate d’hydrazine à 80% en poids dans l’eau (80% N 2 H 4 , H 2 O) (1,5g, 30mmol, 3éq) dans MeOH (30ml), on a ajouté du peroxyde d’hydrogène à 30% en poids dans l’eau (1,1g, 10mmol, 1éq). Le mélange a été agité pendant 2 heures à 70°C ; il a été acidifié par HCl concentré jusqu’à pH=3 ; de l’eau (50ml) a été ajoutée au mélange réactionnel et celui-ci a été extrait par de l’acétate d’éthyle trois fois. Les couches organiques ont été combinées, lavées avec de l’eau et de la saumure et séchées sur Na 2 SO 4 . Le solvant a été évaporé pour fournir le produit brut. Le produit brut a été chargé sur colonne de gel de silice (PE : EA = 5 :1 , R f =0,4) pour donner le composé de formule III (2,0g, rendement : 79%). C – Préparation du composé de formule IV : A une solution de composé III (2,5g, 10mmol, 1éq) et de N,N-diisopropyléthylamine (DIPEA) (20mmol) dans le dichlorométhane (DCM), du chlorure de triméthylacétyle (chlorure de pivaloyle) (1,27g, 10,5mmol, 1,05éq) a été ajouté à -40°C, puis le mélange a été agité à -25°C pendant 30 minutes. Ensuite le mélange a été ajouté à -40°C à une solution d’acide 7-aminodésacétoxycéphalosporanique (7-ADCA) (2,14g, 10mmol, 1éq) et de 1,1,3,3-tétra-méthylguanidine (TMG) (1,15g, 10mmol, 1éq) dans 30 ml de DCM. Le mélange a été agité pendant 12 heures à -40°C. Une solution aqueuse saturée de chlorure d’ammonium (20ml) et d’acétonitrile (20ml) a été ajoutée. Le mélange a été filtré, le gâteau de filtration a été collecté pour donner le composé de formule IV (1,8g sous la forme d’un solide blanc, rendement : 39,8%). D – Préparation du composé de formule V : Dans un ballon tricol à fond rond, on a ajouté le composé IV (1,8g, 4mmol, 1éq), puis de l’acide trifluoroacétique (TFA) (25ml) a été ajouté au ballon. 10 minutes plus tard, le mélange a été versé dans H 2 O (50ml). Le mélange résultant a été purifié par chromatographie sur colonne pour fournir le composé V. RMN 1 H (400 MHz, D 2 O) δ 6,18(1H), 5,71(1H), 5,15(1H), 4,60(1H), 3,64(1H), 3,26(1H), 2,15(1H), 2,04-2,09(1H), 1,95-1,98(4H), 1,60-1,74(4H). Ce sont les modes de réalisation préférés de l’invention. Cependant, selon les directives principales de cette invention, les spécialistes techniques dans ce domaine peuvent apporter certains changements et améliorations. Il convient de souligner que ces changements et améliorations relèvent toujours du champ d’application de cette protection par brevet. Procédé de préparation de la 4’,5’-dihydrocéphradine de formule V : caractérisé par le fait qu’il comporte les étapes suivantes : (A) on dissout de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine de formule I : dans un mélange d’acétonitrile (ACN) et d’eau, on fait suivre par l’addition d’une base et de dicarbonate de di-tert-butyle (Boc 2 O) et on fait réagir pour obtenir le composé de formule II : ; (B) à une solution dans un solvant organique du composé de formule (II) et d’hydrate d’hydrazine, on ajoute du peroxyde d’hydrogène et on chauffe le mélange pour faire réagir afin d’obtenir le composé de formule III : (C) (Ca) on ajoute du chlorure de triméthylacétyle (chlorure du pivaloyle) à une solution du composé de formule III et d’une base dans un solvant organique, à une température de -40°C - -30°C et on agite le mélange à une température de -30°C - -10°C ; (Cb) on ajoute le mélange obtenu à l’étape (Ca) à une solution d’acide 7-aminodésacétoxycéphalosporanique (acide 7-amino-3-méthyl-3-céphem-4-carboxylique) (7-ADCA) dans ledit solvant organique et un co-solvant organique, à une température de -40°C - -30°C, et on agite le mélange à cette température en vue de la réaction, afin d’obtenir un composé de formule IV : (D) on ajoute de l’acide trifluoroacétique au composé de formule (IV), on agite le mélange pour la réaction afin d’obtenir le composé de formule V. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu’à l’étape (A), on utilise, comme base, au moins l’un parmi le carbonate de potassium, le carbonate de sodium, l’hydroxyde de sodium et l’hydroxyde de potassium. Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu’à l’étape (A), le rapport en volume de l’acétonitrile à l’eau est de 1 : 1 à 1 : 3 ; et le rapport molaire de la (R)-(-)-2-(2,5-dihydrophényl)glycine à la base est de 1 : 1 à 1 : 5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu’à l’étape (B), le rapport molaire du composé II, de l’hydrate d’hydrazine et du peroxyde d’hydrogène est de 1 : 1 : 1 à 1 : 3 : 2. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu’à l’étape (Ca), la base est au moins l’une parmi la triéthylamine et la N,N-diisopropyléthylamine. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu’à l’étape (Ca), le solvant organique est le dichlorométhane (DCM). Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu’à l’étape (Ca), le rapport molaire du composé III, du chlorure de triméthylacétyle (chlorure de pivaloyle) et de la base est de 1 : 1 : 1 à 1 : 1,5 : 3 ; et la température de réaction est de -30 à 0°C. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu’à l’étape (Cb), le co-solvant organique est au moins l’un parmi le 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undéc-7-ène (DBU), la triéthylamine (TEA) et la tétraméthylguanidine (TMG). Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu’à l’étape (Cb), le rapport molaire du 7-ADCA et du co-solvant est de 1 : 1 à 1 : 2. Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu’à l’étape (D), le rapport en masse (en g) à volume (en ml) du composé IV à l’acide trifluoroacétique est de 1 : 5 à 1 : 10 ; la température de réaction est de 0 à 25°C ; et le temps de réaction est de 10 à 30 minutes.