PROCEDE DE PREPARATION DE TAXANES 3'-N-SUBSTITUES A PARTIR DU PACLIT AXEL

La présente invention concerne un procédé de préparation de taxanes 3'-N-substitués, à partir du paclitaxel, notamment un procédé de préparation du docétaxel à partir du paclitaxel.

Des procédés de préparation de taxanes 3'-N-substitués et notamment du docétaxel, ont déjà été largement décrits. Cependant les procédés décrits ne sont pas toujours mis en œuvre à partir d'une matière première facilement accessible, ou ne sont pas aisément industrialisables. Le paclitaxel est maintenant largement disponible sur le marché, ce qui, outre son intérêt thérapeutique, peut en faire une matière première intéressante, facilement accessible et d'une pureté constante et reproductible.

Dans la demande internationale WO 2006/090056 a été décrit un procédé de préparation du docétaxel à partir du paclitaxel dans lequel une première étape de déacétylation du paclitaxel est conduite par action d'un peroxyde en milieu basique dans l'eau ou dans un solvant organique choisi parmi les éthers, les alcools ou les solvants chlorés. Cette étape est suivie d'une étape de protection des fonctions hydroxy libres, de débenzoylation, de fonctionnalisation de l'aminé et le cas échéant de libération des fonctions hydroxy. Ce procédé présente cependant l'inconvénient d'être mis en œuvre dans des conditions de déacétylation qui ne sont pas toujours appropriées du point de vue industriel et qui peuvent s'avérer dangereuses lorsque le procédé est réalisé à grande échelle.

Dans la demande internationale WO 96/23780 a été décrit un procédé qui consiste à préparer l'aminé primaire du paclitaxel et sa conversion en paclitaxel ou en d'autres dérivés de taxanes, notamment le docétaxel. Cependant, les essais ne sont jamais conduits en vue de préparer une aminé primaire du 10-déacétyl paclitaxel protégé sur les fonctions hydroxy en positions -7, -10 et -2', et la conversion d'une telle aminé en docétaxel protégé en positions -7, -10 et -2' ni par la suite en docétaxel n'est décrite. La mise en œuvre du procédé décrit est difficilement transposable au niveau industriel. II a été maintenant trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, que l'on pouvait préparer des taxanes 3'-N-substitués à partir du paclitaxel en passant intermédiairement par une étape de déacétylation plus facilement industrialisable. Plus particulièrement, le procédé selon l'invention met en œuvre les étapes suivantes : a) déacétylation du paclitaxel de formule :

par action d'un peroxyde, sans adjonction de base, puis b) protection des fonctions hydroxy libres, respectivement en position -7, -10 et -2', c) débenzoylation de l'aminé en position -3' en une aminé primaire, dérivée de la 10-déacétylbaccatine dont les fonctions hydroxy en position -7, -10 et -2' ont été préalablement protégées, d) fonctionnalisation de l'aminé par un radical approprié pour obtenir un taxane 3'-N-substitué de formule générale :

dans laquelle X représente des radicaux protecteurs ou des atomes d'hydrogène, et R représente le reste d'un taxane pharmaceutiquement actif, puis, le cas échéant, e) libération des fonctions hydroxy initialement protégées pour obtenir un taxane 3'-N-substitué de formule :

Selon un mode préféré de l'invention, le procédé conduit à des taxanes 3'-N-substitués dans lesquels R-NH- est une fonction amide ou carbamate. de préférence pour laquelle R est un radical alkyloxycarbonyle, acyle, alkénylcarbonyle, alkynylcarbonyle, cycloalkylcarbonyle ou arylcarbonyle, à l'exception de représenter benzoyle, les radicaux R pouvant être éventuellement substitués par un ou plusieurs

atomes d'halogène ou par des radicaux alkyle, alkoxy ou trifluorométhyle. Et selon un mode encore préféré de l'invention le procédé conduit au docétaxel dans lequel R-NH- est t.butoxycarbonylamino .

Dans la définition ci-dessus, le terme « acyle » signifie un radical alkylcarbonyle ; le terme « aryle » signifie un radical aromatique carbocyclique ou hétérocyclique.

Les dérivés de taxane de formule (I) sont connus et notamment décrits dans les brevet ou demandes de brevets EP 253738, EP 617018, EP 735036 et US 5,272,171.

Selon l'invention, la déacétylation de l'étape a) s'effectue par action d'un peroxyde, sans adjonction d'une base. Il est entendu que la réaction de déacétylation du paclitaxel en l'absence d'une base est nouvelle et entre aussi dans le cadre de la présente invention. Il est également entendu que l'utilisation de la réaction de déacétylation du paclitaxel sans adjonction de base pour la préparation de taxanes 3'-N-substitués à partir du paclitaxel, entre aussi dans le cadre de l'invention. Selon un mode préféré de l'invention, l'utilisation de la réaction de déacétylation sans adjonction de base pour la préparation de docétaxel à partir du paclitaxel entre aussi dans le cadre de la présente invention.

Le peroxyde utilisé est choisi parmi les peroxydes habituellement utilisés en milieu industriel et qui n'altèrent pas le reste de la molécule. Notamment il est choisi paπni le peroxyde d'hydrogène, le peroxyde de tert.butyle, le peroxyde d'acétyle, le peroxyde d'azote, le peroxyde de baryum, le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de calcium, le peroxyde de 2,2'-bis-tert-butylbutane, peroxyde de 2,2'-bis-tert-butylpropane, le peroxyde de cyclohexanone, le peroxyde de diacétyle, le peroxyde de 2,4- dichlorobenzoyle, le peroxyde de dicumyle, le peroxyde de lauroyle, le peroxyde de lithium, le peroxyde de magnésium, le peroxyde de manganèse, le peroxyde de methylcétone, le peroxyde de methylisobutylcetone, le peroxyde de plomb, le peroxyde de sodium, le peroxyde de strontium, le peroxyde d'urée, le peroxyde de zinc, le peroxyde d'uranium, l'acide métachloroperbenzoïque ou un sel de l'acide monoperoxyphtalique. De préférence on utilise Ie peroxyde d'hydrogène.

La réaction s'effectue dans l'eau ou dans un solvant organique comme les hydrocarbures aromatiques (benzène, toluène, xylènes, cumène), les hydrocarbures non aromatiques (alcanes, alcènes), les alcools (méthanol éthanol. glycols...), les nitriles (comme l'acétonitrile) les cétones (acétone, méthyéthylcétone...), les esters (acétates, les agrosolvants) les éthers (éther éthylique, tétrahydrofurane, dioxane. éthers de glycols ...), les hydrocarbures halogènes (chlorés comme le dichlorométhane, le dichloréthane, le chloroforme, bromes ou fluorés), et tous autres solvants organiques compatibles, qui n'altèrent pas la molécule, comme les aminés, les amides ou les terpènes, à une température comprise entre 0 et 50 ⁰ C, de préférence à une température comprise entre 20 et 25°C. On opère avantageusement sous atmosphère d'azote.

L'étape b) de protection des radicaux hydroxy respectivement en -7, -10 et -2' par des radicaux protecteurs X s'effectue selon toutes les méthodes connues et utilisées dans la chimie des taxanes et pour lesquelles la mise en place des radicaux protecteurs et leur élimination n'altère pas le reste de la molécule. Notamment, les radicaux protecteurs d'hydroxy peuvent être choisis parmi les radicaux silylés comme les groupements trialkylsilyle, dialkylarylsilyle, alkyldiarylsilyle ou triarylsilyle dans lesquelles les radicaux alkyles contiennent 1 à 4 C en chaîne droite ou ramifiée et aryle est de préférence phényle, par exemple des radicaux triéthylsilyle ou triméthylsilyle, ou des radicaux chlorés comme les radicaux trichloroalkyloxycarbonyle par exemple trichloréthoxycarbonyle notamment trichloro-2,2,2 éthoxycarbonyle ou trichlorométhylpropoxycarbonyle notamment (trichlorométhyl-2 propoxy)-2 carbonyle. Notamment on fait agir un halogénure de trialkylsilane, dialkylarylsilane, alkyldiarylsilane ou de triarylsilane (par exemple le chlorure), en présence d'une base azotée comme par exemple la triéthylamine, la diméthylaminopyridine, la pyridine ou l'imidazole, dans un solvant organique comme un amide (diméthylformamide par exemple). De préférence on opère sous atmosphère d'azote.

L'étape c) de débenzoylation de la fonction aminé, en une aminé primaire, peut être mise en œuvre selon la méthode décrite par Kingston, Tetrahedron Letters, 40, 189-192 (1999) incorporée ici à titre de référence, notamment en utilisant un alcoolate de métal alcalin ou alcalino-terreux comme par exemple le méthanolate de magnésium ou l'éthanolate de magnésium. De préférence on utilise le méthanolate de magnésium.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention l'étape c) de débenzoylation de la fonction aminé, en une aminé primaire, peut être également mise en œuvre par action d'une quantité réductrice de réactif de Schwartz : Cp ₂ ZrHCl (hydrochlorure de zirconocène) pour lequel Cp signifie cyclopentadiènyle suivie de l'hydrolyse de l'imine obtenue. La réaction s'effectue avantageusement dans un solvant tel qu'un éther (tétrahydrofurane par exemple) à une température comprise entre 15 et 25°C, de préférence sous atmosphère d'azote.

L'hydrolyse de l'imine est conduite en milieu acide minéral-aqueux en solution dans un solvant protique choisi parmi de alcools ou des éthers. L'acide minéral peut être choisi parmi l'acide chlorhydrique ou l'acide bromhydrique. Le solvant protique peut être avantageusement choisi parmi un alcool (par exemple l'éthanol, le méthanol...), ou un éther (par exemple le tétrahydrofurane ou le dioxane). Il est entendu que lorsque l'on opère sur un dérivé de paclitaxel dont les fonctions hydroxy en -7, -10 et -2' ont été protégées par des radicaux silylés, lesdits radicaux sont éliminés simultanément à la réaction d'hydrolyse.

L'étape d) de fonctionnalisation de l'aminé par un radical R s'effectue selon les méthodes connues de formation des carbamates ou des amides à partir d'une fonction aminé, qui n'altèrent pas le reste de la molécule. Notamment lorsque R est un radical alkyloxycarbonyle éventuellement substitué, on peut faire agir l' anhydride de l'acide alkyloxycarboxylique correspondant sur l'aminé primaire de formule générale :

dans laquelle X représente des radicaux protecteurs tels que définis ci-dessus ou représente des atomes d'hydrogène, en opérant dans les conditions habituelles qui n'altèrent pas le reste de la molécule. Notamment on opère à pH contrôlé de 7,5, par addition de soude, dans un alcool comme le méthanol ou en milieu hydroorganique eau/ester (eau/acétate d'éthyle par exemple), en présence d'un carbonate ou d'un bicarbonate (bicarbonate de sodium par exemple). Lorsque l'on veut obtenir le docetaxel, on opère par addition de di-tert.butyldicarbonate.

Lorsque R est un radical acyle, alkénylcarbonyle, alkynylcarbonyle, cycloalkylcarbonyle ou arylcarbonyle éventuellement substitués, on fait agir un dérivé réactif de l'acide correspondant, comme un halogénure d'acide ou un ester réactif, sur l'aminé de formule générale (III), en présence d'un agent de condensation, dans les conditions habituelles de formation des amides, qui n'altèrent pas le reste de la molécule.

Selon l'invention, le paclitaxel utilisé comme produit de départ peut être avantageusement préparé à partir de la 10-déacétylbaccatine selon une réaction « one- pot » impliquant les 3 étapes successives de protection du radical hydroxy en position -7, d'acétylation du radical hydroxy en position -10, et de cristallisation du dérivé de baccatine III obtenu, suivies de la condensation de l'acide (4S,5R)-3-N-benzoyl-2RS- méthoxy-4-phényl-l ,3-oxazolidine-5-carboxylique de formule :

par estérification en position -13 du dérivé de 10-acétylé obtenu de formule générale

dans laquelle Z est un radical protecteur, pour obtenir un dérivé de formule générale :

dans laquelle Z est un radical protecteur, puis ouvre l'oxazolidine de la chaîne latérale cyclique et libère simultanément le radical hydroxy en position -1 de son radical protecteur et purifie éventuellement le paclitaxel ainsi obtenu.

Le radical protecteur Z est choisi parmi des radicaux protecteurs habituellement utilisés dans la chimie des taxanes et dont la mise en place et l'élimination n'altère pas le reste de la molécule. Notamment, les radicaux protecteurs d 'hydroxy tels que cités précédemment pour X.

Les conditions opératoires de la préparation du paclitaxel utilisé comme produit de départ, à partir de la 10-déacétylbaccatine, sont décrites dans la demande internationale WO 94/07878. L'exemple suivant, donné à titre non limitatif, illustre la présente invention.

Exemple Préparation du 10-désacétylpaclitaxel

Dans un tricol de 250 ml équipé d'une agitation magnétique, d'un thermomètre et d'un réfrigérant, on introduit successivement du paclitaxel (0.5 g), de l'acétonitrile (50 ml) et de l'eau oxygénée à 35 % (50 ml). La solution est agitée à 5O ⁰ C pendant environ 44 heures et l'avancement de la réaction est contrôlé par CCM (éluant : acétate d'éthyle / cyclohexane 70/30 v/v).

Lorsque la réaction est complète, on ajoute de l'eau (50 ml) afin de stopper la réaction. Le mélange réactionnel est ensuite dilué avec du dichlorométhane (200 ml) puis lavé avec un mélange d'eau (100 ml) et d'une solution de chlorure de sodium saturée (100

ml). La phase aqueuse est décantée et extraite avec du dichlorométhane (200 ml). Les phases organiques sont ensuite réunies et séchées sur sulfate de magnésium, puis filtrées et concentrées sous pression réduite jusqu'à l'obtention d'une mousse jaune pâle (0,48 g) dont la pureté HPLC est de 72,8 %. La mousse précédemment obtenue est purifiée par chromatographie sur colonne de gel de silice. -Matériel :

Colonne en verre : Hauteur : 27 cm et diamètre : 2,2 cm. Pompe micropump. - Lampe UV.

- Plaque CCM (AE/CY 70/30 v/v). Evaporateur rotatif : RV4.

-Support :

- SiO ₂ 15-40μm : 25 g. - Hauteur de lit : 17 cm.

Conditionnement : acétate d'éthyle / cyclohexane 60/40 (150 ml). -Injection :

- 0,48 g dans du dichlorométhane (2,5 ml). -Elution : - Acétate d'éthyle / cyclohexane 60/30 (600 ml).

Volume des fractions retenues (300 ml).

Les fractions retenues sont concentrées sous pression réduite jusqu'à l'obtention d'une mousse blanche (0,32 g, soit un rendement de 67 %) dont la pureté HPLC est de 95,2 %. Préparation du 2',7,10-tris(triéthylsilyl)paclitaxel :

Dans un tricol de 10 ml, le 10-désacétyl paclitaxel (100 mg, 0,123 mmol) en solution dans 1 ml de diméthylformamide anhydre, sous atmosphère d'azote, est additionné de chlorure de triéthylsilane (206 μl, 1 ,23 mmol, 10 éq.) et d'imidazole (100 mg, 1 ,47 mmol, 12 éq.). Le mélange réactionnel est chauffé à 57°C pendant 7 heures. - Après être revenu à température ambiante, le mélange est dilué avec 20 ml d'acétate d'éthyle. La phase organique est lavée à l'eau (20 ml), séchée sur MgSO^. filtrée, puis évaporée sous pression réduite. Le produit brut est purifié par chromatographie (cyclohexane/acétate d'éthyle 90/10 puis 80/20). Les fractions réunies sont concentrées sous pression réduite (106 mg) pour donner 106 mg (75%) du produit attendu. CCM : Rf = 0,3 (cyclohexane/acétate d'éthyle 80/20).

Spectre de masse : m/z = 1 176,53 [M+Na] ^"

RMN ¹ H (CDCl ₃ , 400 MHz) δ (ppm) : 0,39-0,85 (m, 27H, 9 x CH ₃ ) ; 0,95-1,02 (m, 18H, 9 x CH ₂ ) ; 1,18 et 1,22 (2s, 6H, CH ₃ -I o et CH ₃ - 17) ; 1,68 (s, 3H, CH ₃ - 19) ; 1,69 (s, IH, OH-I) ; 1,86 (s, 3H, CH ₃ -18) ;1,92 (m, IH, H6-B) ; 2,13 - 2,39 ( m, 2H, CH ₂ -H) ; 2,53 (s, 3H, AcO-4) ; 2,54 (m, IH, H6-A)°; 3,86 (d, IH, J = 7,0Hz, H3) ; 4,20 - 4,32 (2d, 2H, J = 8,4Hz, H20) ; 4,40 (m, IH, H7) ; 4,69 (d, IH, J = 2,0Hz, H2') ; 4,93 (d, IH, J = 8,1Hz, H5) ; 5,16 (s, IH, HlO) ; 5,66 - 5,70 (m, 2H, H2 + H3 ¹ ) ; 6,22 (t, IH, Hl 3) ; 7,14 (d, IH, J = 8,7Hz, NH) ; 7,32 - 7;43 (m, 7H, m-PhCONH, Ph) ; 7,45-7,53 (m, 3H, m- PhCOO et p-PhCONH) ; 7,60 (t, IH, J = 7,4Hz, p-PhCOO) ; 7,77 (d, 2H, J = 7,1Hz, o- PhCONH) ; 8,12 (d, 2H, J = 7,2Hz, o-PhCOO). Préparation du N-débenzoyl-10-désacétylpaclitaxel :

Dans un ballon de 10 ml, à une solution de 2',7,10-tris(triéthylsilyl)paclitaxel (62 mg, 0,0537 mmol) dans 620 μl de tétrahydrofurane anhydre, sous atmosphère d'azote, est additionné le réactif de Schwartz (Cp ₂ ZrHCl ; 41 ,5 mg, 0,161 mmol, 3 éq.). Après une heure d'agitation à une température de 24°C, le mélange réactionnel est homogène. On verse le mélange après 30 minutes d'agitation supplémentaires dans 15 ml de cyclohexane refroidi (4°C). Un voile blanc se forme. Du cyclohexane froid est ajouté (10 ml). On laisse lh30 à 4°C avant de filtrer. Le filtrat est concentré à sec puis solubilisé dans 3,1 ml de méthanol. Une solution aqueuse d'acide chlorhydrique IN (268 μl, 0,268 mmol, 5 éq.) est ajoutée. Après 3 heures d'agitation, 2 équivalents supplémentaires d'acide chlorhydrique IN sont ajoutés (107 μl, 0,107 mmol, 2 éq.). Le mélange est dilué avec du cyclohexane (20 ml). La phase organique est lavée à l'eau (20 ml). L'addition de 5 ml d'acétate d'éthyle permet de casser l'émulsion qui s'est formée lors du lavage. La phase organique est lavée avec 5 ml d'une solution aqueuse d'hydrogénocarbonate de sodium (5%). La phase aqueuse est extraite trois fois par 15 ml de dichlorométhane. Les phases organiques sont réunies, séchées sur MgSO ₄ , filtrées, puis évaporées sous pression réduite. Le brut est purifié par chromatographie (CH ₂ Cl ₂ /Me0H 93/7). Les fractions réunies sont concentrées sous pression réduite pour donner 27 mg (71 %) du produit attendu.

CCM : Rf = 0,3 (CH ₂ Cl ₂ /Me0H 93/7). Spectre de masse : m/z = 708,26 [M+H] ⁺ m/z = 730,23 [M+Na] ⁺ Préparation du docetaxel :

Dans un ballon de 10ml, le composé déprotégé (25 mg, 0,035 mmol) est solubilisé dans 3,5 ml d'acétate d'éthyle et 3,5 ml de solution aqueuse d'hydrogénocarbonate de sodium saturée. On ajoute le di-tert-butyl-dicarbonate (15,4 mg, 0.071 mmol, 2 éq.). Après 5h30 d'agitation, le mélange réactionnel est dilué avec 7 ml d'acétate d'éthyle. La phase organique est lavée deux fois à l'eau (7 ml). Les phases organiques sont réunies,

séchées sur MgSO ₄ , filtrées, puis évaporées sous pression réduite. Le brut est purifié par chromatographie (CH ₂ Cl ₂ ZMeOH 95/5). Les fractions réunies sont concentrées sous pression réduite pour donner 22 mg (78%) du produit attendu.

CCM : Rf = 0,2 (CH ₂ Cl ₂ MeOH 93/7). Spectre de masse : m/z = 830, 13 [M+Na] ⁺

RMN ¹ H (CDCl ₃ , 400 MHz) δ (ppm) : 1,13 et 1,24 (2s, 6H, CH ₃ -Io et CH ₃ -I?) ; 1,34 (s, 9H, tBu) ; 1,74 (s, IH, OH-I) ; 1,75 (s, 3H, CH ₃ - 19) ; 1,85 (s, 3H, CH ₃ - 18) ;1,81 - 1,87 (m, IH, H6-B) ; 2,27 (d, 2H, J = 8,4Hz, CH ₂ -14) ; 2,37 (s, 3H, AcO-4) ; 2,54 - 2,62 (m, IH, H6-A)°; 3,42 (s large, IH, OH-2 ¹ ) ; 3,91 (d, IH, J = 7,0Hz, H3) ; 4,18 - 4,32 (m, 4H, H20, H7 et OH-IO) ; 4,62 (s, IH, H2') ; 4,94 (d, IH, J = 7,9Hz, H5) ; 5,21 (s, IH, HlO) ; 5,25 (d, IH, J = 8,5Hz, H3') ; 5,45 (d, IH, J = 9,4Hz, NH) ; 5,67 (d, IH, J = 7,0Hz, H2) ; 6,21 (t, IH, J = 8,6Hz, H13) ; 7,30 - 7;42 (m, 5H, Ph) ; 7,48-7,52 (m, 2H, J = 7,5Hz, m-PhCOO) ; 7,61 (t, IH, J = 7,4Hz, p-PhCOO) ; 8,1 1 (d, 2H, J = 7,4Hz, o- PhCOO).