CH382729A

CH382729A - Procédé de préparation de tétracyclines

Info

Publication number: CH382729A
Application number: CH5798358A
Authority: CH
Inventors: Andrew Miller Philip
Original assignee: American Cyanamid Co
Priority date: 1957-04-05
Filing date: 1958-04-03
Publication date: 1964-10-15
Also published as: US3005023A; MC56A1

Description


  



  Procédé de préparation de tétracyclines
 La présente invention a pour objet un procédé pour préparer la tétracycline ou la   4-épitétracycline    ou la   5a-épitétracycline.   



   Actuellement, on prépare généralement la tétracycline à l'échelle commerciale par deux méthodes.



  La méthode la plus répandue aujourd'hui est la   dé-    chloruration réductrice de la chlorotétracycline.



   Habituellement, on conduit ce procédé en réduisant la chlorotétracycline par l'hydrogène en présence d'un catalyseur au palladium ou au platine métallique sur charbon. On conduit habituellement la réduction dans un solvant organique de la chlorotétracycline, par exemple un alcool aliphatique intrieur, un éther de glycol, etc. On a employé des solvants tels que le   2-éthoxyéthanol,    le   2-méthoxy-      méthanol,    le butanol-n, le méthanol,   l'éthanol    et leurs mélanges.

   On peut conduire la réaction à des températures de 0 à 100  C et à des pressions d'hydrogène absolues de l'ordre de 1,05-4,2   kg/cm2.    Habituellement, un accepteur d'acide, tel que la   triéthyla-    mine ou autre base organique, est présent dans le milieu réactionnel en quantité suffisante pour se combiner avec tout l'acide chlorhydrique libéré par la réaction   d'hydrogénolyse,    de sorte que l'on obtient de la tétracycline que l'on récupère sous forme de base libre. Une fois que la réduction de la tétracycline est achevée, on élimine le catalyseur par filtration, on acidifie le filtrant qui contient l'activité, on l'ensemence et on le laisse vieillir, et le chlorhydrate de tétracycline se cristallise.

   Un procédé   d'hydrogénolyse    comme celui indiqué ci-dessus est décrit plus en détail dans J. A. C. S.   75,    4621 (1953).



   L'autre méthode générale consiste à faire fermenter directement, à l'aide de micro-organismes de   l'espèce.      Strepíontvees      aureofaciens,    un milieu nutritif aqueux à faible teneur en chlorure disponible, de manière à obtenir à la fois de la tértracycline et de la chlorotétracycline, la tétracycline étant le produit de fermentation prédominante. Un tel procédé de fermentation est décrit dans le brevet américain   No    2734018.



   La présente invention a pour objet un procédé de préparation de tétracycline ou de   4-épitétra-    cycline, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'on réduit catalytiquement par l'hydrogène, soit une 5a   (1 1a)-déhydrotétracycline de formule    :
EMI1.1     
 soit un   epimere    4 d'un tel composé de formule :
EMI1.2     

Z dans les formules sus-mentionnées désignant un atome d'hydrogène, de chlore ou de brome.



   Ces 5a   (11a)-déhydrotétracyclines    répondant à la formule I sont des antibiotiques du type tétracycline, par exemple la 7-chloro-Sa   (lla)-déhydrotétracycline,    pouvant tre produits par un processus de fermentation à l'aide de souches mutantes de S. aureofaciens dont certaines ont été appelées   S1308, S1308-29,      S1308-V146    et S1308-V237, et dont des cultures ont été déposées à   l'American    Type Culture Collection à   Washington,    où on leur a attribué les numéros d'inscription respectifs ATCC 12748,12749,12750 et   12751.   



   L'exposé détaillé qui suit concerne principalement la réduction catalytique de la   7-chloro-5a      (lla)-    déhydrotétracycline en tétracycline, car la première est sans doute l'antibiotique le plus utile qui soit obtenu par fermentation à l'aide des nouvelles souches mutantes de S. aureofaciens. Cependant, il est entendu que l'on peut conduire tout aussi facilement la réduction catalytique en tétracycline en partant d'autres tétracyclines nouvelles de formule   I,    à savoir, la 5a   (lla)-déhydrotétracycline    et la 7-bromo  5a (l la)-déhydrotétracycline,    ainsi que les   épimères    4 de chacun de ces nouveaux antibiotiques.



   Pour la mise en oeuvre du procédé selon   l'inven-    tion, on peut procéder de la manière suivante : on réduit catalytiquement par exemple la 7-chloro5a   (lla)-déhydrotétracycline    en mettant en contact avec de l'hydrogène une solution de l'antibiotique dans un solvant polaire contenant en suspension un catalyseur finement divisé, tel que le palladium métallique ou un autre métal de la famille du platine, sur support de charbon, jusqu'à ce qu'environ 2 moles d'hydrogène soient absorbées. On peut conduire la réduction à des températures variant de 0 à   100  C    et à des pressions de 1/2 à 100 atmosphères.



  Des solvants polaires utiles à la réaction sont la   diméthylformamide,    les alcools aliphatiques inférieurs tels que   l'éthanol,    le butanol-n, etc., et les alcanols inférieurs à substituant alcoxyle inférieur, tels que le   2-méthoxyéthanol,    le   2-éthoxyéthanol,    etc., et leurs mélanges avec les alcanols inférieurs.



  La   diméthylformamide    semble   tre    le solvant de choix, car la réaction est normalement achevée en 45 minutes environ. Le système comprenant le butanol et un alcanol inférieur à substituant alcoxyle inférieur est beaucoup plus lent, et nécessite habituellement 18 heures environ à la température ambiante pour achever la réaction.



   La réduction de la   7-chloro-5a      (lla)-déhydro-    tétracycline donne invariablement deux produits, dont l'un est évidemment la tétracycline comme on   l'a    dit, et dont l'autre est un composé nouveau, appelé   5a-épitétracycline.    Ce composé nouveau présente la formule structurale suivante :
EMI2.1     
 et suivant la nomenclature internationale, son nom conventionnel serait identique à celui de la tétracycline. Un nom courant serait   5a-épitétracvcline    comme on   l'a    dit plus haut, et c'est ainsi qu'on   l'ap-    pellera ici.



   L'activité   antibactërienne    de ce nouvel analogue de tétracycline est très faible. Cependant, par un procédé de dégradation en milieu acide, on peut la convertir avec un rendement de 80-90 % en un produit utile connu sous le nom   d'anhydrotétra-    cycline, qui est un agent antibactérien efficace visà-vis de certaines souches de bactéries résistantes à la tétracycline et à la chlorotétracycline.



   Pour récupérer la tétracycline à partir de la solution réduite de   7-chloro-5a      (lla)-déhydrotétra-    cycline, on peut procéder de toute façon appropriée ; par exemple, on peut filtrer la solution réduite pour éliminer le catalyseur et concentrer la solution sous vide jusqu'à siccité. On dissout le résidu dans 1'eau ou l'alcool, on l'ensemence et on le laisse vieillir, et les cristaux de tétracycline neutre précipitent. Il est particulièrement remarquable que la   5a-épitétra-    cycline n'a pas tendance à syncristalliser avec la tétracycline, ni sous forme de chlorhydrate, ni sous forme neutre. Ainsi, rien   n'empche    de récupérer des quantités commercialement utiles de tétracycline à partir de la solution réduite.

   Quand on désire isoler   la Sa-épitétracycline,    il faut habituellement une chromatographie sur colonne de terre d'infusoires, avec un système butanol-chloroforme.



   Comme indiqué plus haut, on peut réduire la   5a      (lla)-déhydrotétracycline    et la 7-bromo-Sa (lla)  déhydrotétracycline    en tétracycline, essentiellement de la façon que l'on a décrite en détail à propos de   la 7-chloro-Sa (11 a)-déhydrotétracycline.    Quand on réduit en   tétraeycline    les analogues non chlorés et bromes, on obtient aussi de grandes quantités de nouveau composé   5a-épitétracycline,    ainsi qu'on   l'a    indiqué à propos de la réduction de la 7-chloro  5a      (l la)-déhydrotétracycline,    et on peut le séparer de la tétracycline de la façon indiquée ci-dessous.



   Quand on utilise les épimères 4 des   5a      (lla)-dé-    hydrotétracyclines, le produit de réduction obtenu est la   4-épitétracycline    et non la tétracycline.



   On décrira l'invention plus en détail à propos des exemples précis qui suivent, dans lesquels les rendements sont exprimés en gammas par milli  gramme (gamma/mg.).   



   Exemple I
 On dissout, dans 6   cm"de diméthylformamide    1 g de   7-chloro-5a      (lla)-déhydrotétracycline    neutre et titrant   1000 gammas/mg,    et on ajoute à la solution
 0,56   cml de triéthylamine.    On ajoute 500 mg de
 palladium à 5 % sur charbon, et on agite le mélange
 sous atmosphère d'hydrogène à la température am
 biante pendant 45 minutes, jusqu'à ce que 2 moles
 d'hydrogène soient absorbées. On dilue la solution
 réduite avec 6   cm :'de diméthylformamide,    on filtre
 pour éliminer le catalyseur et on concentre sous vide jusqu'à siccité. On ajoute la quantité minimum d'eau pour dissoudre le réseau, et on ensemence la solution résultante avec de la tétracycline neutre pour amorcer la cristallisation.

   Après deux heures de repos à la température ambiante, on filtre les cristaux, on les lave à 1'eau et on les sèche sous vide pour obtenir 0,4 g de tétracycline neutre titrant 900 gam  mas/mg.   



   On peut préparer le chlorhydrate de la manière suivante :
 On dissout 1 g de tétracycline neutre préparé par le procédé de réduction de 1'exemple 1 dans un volume minimum de butanol-n préalablement ajusté à pH 1,5 avec de l'acide chlorhydrique concentré.



  On ensemence la solution avec du chlorhydrate de tétracycline et on laisse vieillir deux heures pour permettre à la cristallisation de se produire. On filtre le produit, on le lave au butanol, puis à l'éther, et on sèche sous vide pour obtenir 0,76 g de chlorhydrate de tétracycline, titrant 994   gammas/mg.   



   Exemple 2
 On prépare un mélange de 50   cm ; 3    de butanol-n, 50   cmss de 2-éthoxyéthanol,    0,6   m'd'eau    et 0,6   cm3    de   triéthylamine.    Dans 12   em,    de ce mélange, on dissout 188   mg    de 7-chloro-5a   (lla)-déhydrotétra-    cycline neutre titrant 1000 gammas/mg, et on ajoute 94 mg de palladium à 5 % sur charbon. On conduit la réduction en agitant sous atmosphère d'hydrogène à la température ambiante pendant 18 heures. Après avoir filtré pour déliminer le catalyseur, on concentre sous vide la solution en eau et on sèche la solution aqueuse par congélation.

   On dissout le résidu dans volume minimum de butanol saturé d'eau et acidifié à pH   1,    5 à l'aide d'acide chlorhydrique concentré.



  On ensemence la solution avec du chlorhydrate de tétracycline puor favoriser la cristallisation, et après vieillissement, on filtre les cristaux, on les lave d'abord au butanol puis à l'éther, et on sèche sous vide.



  On obtient un rendement de 45 mg de chlorhydrate de tétracycline, titrant 985 gammas/mg.



   On peut isoler le chlorhydrate de   5a-épitétra-    cycline comme suit :
 On verse la liqueur-mère obtenue sur une colonne de terre d'infusoires de 70 g et de 2,5 cm de diamètre, tamponnée avec 35   cm3    de   HC1    0,01 N.



  On utilise pour développer la colonne un mélange à   80    % de butanol et 20 % de chloroforme, équilibre avec HCl 0,01 N. On fait des fractions de 10   cm N chacune.    On concentre sous vide les fractions 4 à 8 en eau, et on sèche la solution aqueuse par congélation. On réalise la cristallisation du résidu amorphe en le dissolvant dans une quantité minimum de butanol, en ajustant le pH à 1,5 par de l'acide chlorhydrique concentré, et en ajoutant 2 volumes d'éther pour former un précipité amorphe qui, après ensemencement, cristallise au bout de 3 heures de repos à la température ambiante.

   On filtre les cristaux, on les lave avec un mélange de   butanol/éther    à 2 : 1 à pH 1,5, puis à l'éther, et on sèche sous vide pour obtenir 25 mg de chlorhydrate de   5a-épitétracycline.   



   Analyse : calculée pour   C22H. zN2ClOg. H20    :
   C 52,    9 ; H 5, 42 ; N 5, 61 ;   Cl 7,    11 ; 0 28, 8.



  Analyse effective :
 C 53,12 ; H 5,33 ; N 5, 36 ; Cl 7,41 ; O 28, 75.



   Exemple 3
 On suit la méthode de 1'exemple 1, sauf que   l'on    utilise comme matière première la 5a   (lla)-déhydro-    tétracycline. On obtient de la tétracycline.



   Exemple 4
 On suit la méthode de 1'exemple 1, sauf que l'on utilise comme matière première la 7-bromo-Sa   (lla)-    déhydrotétracycline. On obtient de la tétracycline.



   Exemples   5-7   
 On suit la méthode de 1'exemple 1, sauf que l'on utilise respectivement, dans une série de réductions séparées, la 7-chloro-Sa   (l la)-déhydro-4-épitétra-    cycline, la 5a   (lla)-déhydro-4-épitétracycline    et la   7-bromo-5a      (lla)-déhydro-4-épitétracycline.    On obtient dans tous les cas la   4-épitétracycline.

Claims

REVENDICATION Procédé de préparation de tétracyclines, caractérisé en ce que l'on réduit catalytiquement par l'hydro- gène, soit une 5a la)-déhydrotétracycline de formule : EMI3.1 soit un épimère 4 d'un composé de formule : EMI3.2 Z dans les formules sus-mentionnées désignant un atome d'hydrogène, de chlore ou de brome.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication, caractérisé par le fait que l'on effectue la réduction par l'hydro- gène à l'aide d'un catalyseur du type à métal noble finement divisé, par exemple le palladium métallique.

2. Procédé suivant la revendication, caractérisé par le fait que l'on effectue la réduction catalytique entre 0 et 100 C.

3. Procédé suivant la revendication, caractérisé par le fait que l'on utilise une solution dans un solvant polaire de la 5a (lla)-déhydrotétracycline.

4. Procédé suivant la revendication et la sousrevendication 3, caractérise par le fait que le solvant est la diméthylformamide.