La présente invention concerne des dérivés de N-arylméthylène ethylenediaminetriacetate, N-arylméthylène iminodiacétate ou N,N'- diarylméthylène éthylènediaminediacétate, utiles notamment pour protéger l'organisme contre le stress oxydant, leur procédé de préparation ainsi que les compositions pharmaceutiques et cosmétiques contenant de tels composés.

Dans le domaine de la santé et de la cosmétique, le concept du stress oxydant est connu, stress oxydant qui apparaît notamment dès qu'il existe un déséquilibre de la balance antioxydant-prooxydant. Ce déséquilibre se traduit notamment par des processus oxydatifs au sein des tissus vivants, non contrôlés, qui mettent en jeu des radicaux libres oxygénés et conduisent notamment à des dégâts oxydatifs sur les molécules et les macromolécules biologiques (Sies, H., In Oxidative Stress, Académie Press Inc. (London) Ltd, 1985).

H est connu que des situations diverses provoquent, favorisent ou accompagnent le stress oxydant ou en sont la conséquence; il s'agit notamment de l'exposition aux rayons ultraviolets et aux rayonnements ionisants, du vieillissement, de rinflammation, de la carcinogénèse, des situations d'ischémie reperfusion, de la toxicité et/ou du mode d'action de certains médicaments.

Lors de ce phénomène du stress oxydant, il est connu que du fer est libéré de ses sites de stockage usuels comme la ferritine et, libéré, peut participer à certaines réactions, et notamment aux réactions de Fenton (1) et Haber-Weiss (2) dont résulte la formation des radicaux hydroxyle, radicaux connus pour être responsables de nombreux dommages oxydatifs (Reif, D.W., Free Rad. Biol. Med. 12, 417-427, 1992).

L'oxygène est indispensable à la respiration des êtres vivants

aérobies, mais peut être réduit en radical superoxyde 0 ₂ ^0~ dans toutes les cellules aérobies. Ce radical peut subir une réaction de dismutation donnant naissance à du peroxyde d'hydrogène : 2 0 ₂ ° ^" + 2H ⁺ ^ H ₂ 0 ₂ + 0 ₂

En présence de traces de fer, ce radical superoxyde peut également réduire l'ion Fe ³⁺ :

0 ₂ °- + Fe ³⁺ ^ Fe ²⁺ + 0 ₂

Les ions Fe ²⁺ ainsi produits peuvent donner lieu à la réaction de Fenton qui produit le radical hydroxyle :

H ₂ 0 ₂ + Fe ²⁺ ^ OH ° + OH - + Fe ³⁺ (1)

La réaction d'Haber-Weiss produit elle aussi des radicaux hydroxyle :

H ₂ 0 ₂ + 0 ₂ ° ^" Fe ³⁺ „ OH° + OH ^" + 0 ₂ (2) o

Le radical hydroxyle OH peut provoquer des dégâts très importants dans l'organisme. Il est capable de casser des brins d'ADN et d'altérer le patrimoine génétique de la cellule vivante. Contrairement à H ₂ 0 ₂ et au radical superoxyde 0 ₂ °\ il est également capable de provoquer une peroxydation des acides gras insaturés. Il joue un rôle important dans le vieillissement de la peau.

Il est connu que la protection des tissus vivants contre les attaques du radical hydroxyle est difficile. L'une des approches connue pour se protéger est d'utiliser des molécules, notamment le D-mannitol ou le DMSO (diméthylsulfoxyde), capables de piéger les radicaux hydroxyle. Néanmoins, le radical hydroxyle est une espèce si réactive qu'il faut utiliser des quantités très importantes de ces piégeurs, de manière à entrer en compétition avec toutes les molécules biologiques, cibles potentielles du radical hydroxyle (Halliwell, B., Free Rad. Res. Comms., 9(1), 1-32, 1990). L'utilisation de fortes quantités de ces piégeurs pose des problèmes de toxicité.

L'autre approche connue pour se protéger contre les radicaux h)*droxyle est d'utiliser des chélateurs du fer, notamment la

déféroxamine ou l'acide diéthylène triamine pentaacétique (DTPA) pour l'empêcher de participer aux réactions de Fenton et Haber-Weiss. Cependant, si leurs constantes de complexation sont élevées, ces chélateurs peuvent être toxiques. C'est ainsi que le DTPA présente des effets secondaires importants, liés probablement pour une partie à la chélation de métaux tels que le calcium.

La déféroxamine présente une toxicité chronique supposée liée à sa capacité à chélater les métaux des sites actifs des métalloenzymes ou hémoprotéines comme l'hémoglobine. Par ailleurs, des chélateurs puissants, qui peuvent complexer le fer, tels que l'EHPG (éthylène bis-o-hydroxy phényl glycine), sont également connus pour avoir des toxicités aiguës importantes.

Enfin, le HBED [acide N,N'-bis(2-hydroxybenzyl)-éthylène diamine diacétique] qui est un chélateur du fer exceptionnellement efficace (cf. US-4.528.196), présente également des risques de toxicité car il forme un complexe très stable, tous les sites de coordination du fer étant occupés du fait de la présence des groupes OH en position 2.

La demanderesse a découvert que des dérivés de N-arylméthylène ethylenediaminetriacetate, N-arylméthylène iminodiacétate ou N,N'- diary -méthylène éthylènediaminediacétate, étaient particulièrement efficaces pour protéger l'organisme contre le stress oxydant.

Sans que cette explication soit limitative, il semble que cet effet soit dû à la faculté de ces dérivés non seulement de former avec le fer des complexes, mais encore de piéger les radicaux hydroxyle, de façon quasi stoechiométrique, avant qu'ils ne puissent attaquer d'autres molécules.

En effet, les composés selon l'invention forment des complexes avec l'ion Fe ²⁺ et ces complexes sont capables de décomposer le peroxyde d'hydrogène sans libérer de radicaux hydroxyle. Ces radicaux sont en effet formés mais aussitôt piégés par un processus d'hydroxylation intramoléculaire, ce qui permet de n'utiliser que de très faibles concentrations des molécules selon l'invention. Ce dernier point constitue un avantage par rapport aux autres piégeurs de radicaux hydroxyle déjà cités qui nécessitent d'être utilisés en très large excès.

Un autre avantage des composés selon l'invention, est que ceux-ci forment avec le fer des complexes dont les constantes d'association sont beaucoup plus faibles que celles des composés cités plus haut comme la déféroxamine ou l'HBED. Les risques toxicologiques sont donc diminués.

Enfin, les produits d'hydroxylation intramoléculaire des complexes ferreux des molécules selon l'invention ont une grande affinité pour le fer et forment avec celui-ci des complexes capables de l'empêcher de catalyser la formation d'autres radicaux hydroxyle. L'invention a pour objet l'utilisation pour la protection de l'organisme contre le stress oxydant, et notamment comme piégeurs de radicaux libres hydroxyle et chélateurs du fer, de dérivés de N-arylméthylène ethylenediaminetriacetate, N-arylméthylène imino- diacétate ou N,N'-diary -méthylène éthylènediaminediacétate. Un autre objet est constitué par les compositions cosmétiques et pharmaceutiques les mettant en oeuvre.

L'invention a également pour objet les composés nouveaux de la famille des N-arylméthylène ethylenediaminetriacetate, N-aryl¬ méthylène iminodiacétate ou N,N'-diarylméthylène éthylènediamine- diacétate et leur préparation.

D'autres objets de l'invention apparaîtront à la lecture de la description et des exemples qui suivent.

Les composés utilisés conformément à l'invention pour la protection contre le stress oxydant, notamment par piégeage de radicaux libres hydroxyle et complexation du fer, sont les composés de formule (I) :

(D

dans laquelle :

Z _j , Z ₂ , Z3, indépendamment l'un de l'autre, représentent N0 ₂ , COOH, CF3, un atome d'halogène ou un groupement R _j , OR _j , SR _j ou NR _j R ₂ , Z représente H ou un groupement R _j ; où R, R _j et R ₂ , indépendamment l'un de l'autre, représentent H ou un groupement alkyle linéaire ou ramifié, en C _j à Cg,

X _j , X ₂ , X3 représentent : -C= ou -N= , à condition que si X _j ≈N, alors et il n'y a pas de substituant Z _j sur X _j , si X ₂ =N, alors et il n'y a pas de substituant Z ₂ sur X ₂ , si X3=N, alors X ₂ =X _j =C et il n'y a pas de substituant Z3 sur X3 , c'est-à-dire qu'il s'agit d'un noyau de benzène ou de pyridine;

Z5 représente : le groupement : -COOR (a)

ou le groupement (b)

ou le groupement

dans lesquels Z _j , Z ₂ , Z3, Z4, X _j , X ₂ , X3, R, R _j et R ₂ ont les mêmes significations que ci-dessus;

ainsi que leurs sels et leurs complexes métalliques.

Les groupements alkyle, linéaires ou ramifiés en C _j -Cg, sont de préférence des groupements alkyle en CJ-C4, tels que méthyle, éthyle, isopropyle, tert-butyle.

Comme sels, on peut citer les sels d'addition avec un acide minéral comme les acides H ₂ Sθ4, HC1, HNO3 ou H3PO4, par exemple, et les sels d'addition avec une base minérale comme NaOH ou KOH.

Comme complexes métalliques, on peut citer les complexes formés par addition de ZnCl ₂ ou CaCl ₂ , par exemple.

Les composés nouveaux sont les composés de formule (I), dans laquelle Z _j , Z ₂ , Z3, Z4, Z5, X _j , X ₂ , X3, R, R _j , R ₂ ont les significations indiquées précédemment, ainsi que leurs sels et complexes métalliques, à l'exclusion des produits ci-dessous qui sont déjà connus :

acide benzyl imino- acide 3-aminobenzyl imino- diacétique diacétique

acide 3-nitrobenzyl iminodiacétique

) OOH OOH

acide 4-nitrobenzyl acide 4-aminobenzyl imin odiacétique iminodiacétique

acide 4-hydroxybenzyl acide 4-diméthylamino- iminodiacétique benzyl iminodiacétique

acide 4-méthylbenzyl acide 4-fluorobenzyl iminodiacétique iminodiacétique

acide 2-nitrobenzyl iminodiacétique

acide 3-nitro-4-chloro- acide benzyl éthylènediamine benzyl iminodiacétique triacétique

acide 3-pyridylméthylène iminodiacétique

et sous réserve que : lorsque Z5 désigne le groupement (c) dans lequel X _j , X ₂ , X3 représentent C et Z4 désigne H, l'un au moins de Z _j et Z3 est différent de H lorsque Z ₂ désigne H, Cl, N0 ₂ ou CH ₃ et

Z3 n'est pas H lorsque Z _j désigne OH et Z ₂ désigne OCH3.

Les composés définis par la formule (I) sont utilisés comme médicaments, notamment pour protéger l'organisme des effets néfastes des radicaux libres dus en particulier au stress oxydant. Ils sont particulièrement utilisables pour traiter les situations de stress oxydant liées à des états pathologiques chez l'homme ou l'animal, comme les cancers, les états inflammatoires, l'ischémie reperfusion, les surcharges en fer, les maladies dégénératives du système nerveux, ou encore pour traiter les effets liés à l'exposition aux rayonnements ionisants ou à l'utilisation de certains médicaments connus pour générer des radicaux libres, notamment des médicaments anticancéreux comme l'adriamycine, etc.

Les composés conformes à l'invention peuvent également être utilisés pour traiter les situations de stress oxydant liées à des états non pathologiques, comme ceux résultant de l'exposition au soleil ou dus au vieillissement. Ils sont utilisés dans ce cas-là par voie topique pour leur effet cosmétique sur la peau ou les cheveux.

Les compositions cosmétiques et pharmaceutiques mettant en oeuvre les composés de formule (I) comportent un composé de formule (I) ou l'un de ses sels ou complexes métalliques, dans un milieu cosmétiquement ou pharmaceutiquement acceptable.

Ces compositions contiennent les composés de formule (I) dans des proportions de 0,001 à 10% en poids.

Les compositions cosmétiques et pharmaceutiques peuvent se présenter sous des formes diverses habituellement utilisées dans ce domaine, et en particulier sous forme d'onguent, de crème, de pommade, de comprimé, de suspension buvable, d'injection ou de gel pour les compositions pharmaceutiques et sous forme de gel, de spray, de lotion, d'émulsion ou de dispersion vésiculaire pour les cβmpositions cosmétiques.

Lorsque les composés de formule (I) sont utilisés dans le cadre d'un traitement pharmaceutique, les formes d'administration peuvent adopter la voie orale, topique ou parentérale, le support pharmaceutiquement acceptable dépendant de la forme d'administration choisie. La posologie est généralement comprise entre

1 et 100 mg/kg/jour.

Le milieu cosmétiquement ou pharmaceutiquement acceptable est un milieu'usuel dans le domaine cosmétique ou pharmaceutique.

Les composés de formule (I) peuvent, selon , une forme de réalisation préférée, être utilisés avec au moins un autre agent actif

(ou un autre agent anti-radicaux libres). Ces agents peuvent être choisis plus particulièrement parmi :

- les antilipoperoxydants comme la vitamine E, le trolox, le BHT (butylhydroxytoluène), - un réducteur biologique comme le glutathion réduit et ses dérivés, la vitamine C et ses dérivés,

- un capteur d'oxygène singulet comme un caroténoïde tel que le β-carotène,

- un système capable de décomposer le peroxyde d'hydrogène tel que des enzymes comme la catalase ou les peroxydases en présence de leur co-substrat,

- un système de protection contre l'anion superoxyde comme les SOD ou des analogues tels que le complexe Mn-desferal ou le di- isopropyl salicylate de cuivre, - un système capable de décomposer les hydroperoxydes organiques comme la glutathion peroxydase ou des systèmes à base de sélénium,

- les agents anti-inflammatoires,

- les filtres UV, - les promoteurs de pénétration, et les associations de ces composés.

Les composés de formule (I) (composant (A)) et les agents actifs ou agents anti-radicaux libres (composant (B)) définis ci-dessus, peuvent être mis en oeuvre dans la même composition ou être appliqués séparément, de façon décalée ou non, dans le temps, à l'aide

d'une composition cosmétique ou pharmaceutique les contenant.

Par ailleurs, la demanderesse a constaté que les composés (I) selon l'invention sont utilisables comme antioxydants pour conserver les compositions les contenant.

La présente invention concerne également le procédé de préparation des composés (I) de l'invention.

Le procédé varie selon la nature de Z5.

Lorsque Z5 = - COOR (a), selon le procédé (A), l'aldéhyde de formule (II) (1 mole) :

où X _j , X ₂ , X3, Z _j , Z ₂ , Z3 et Z4 ont les significations déjà indiquées, est mis en présence de l'ester éthylique de la glycine (1 mole) pour obtenir l'imine correspondante. Lorsque Z5 désigne

selon le procédé (B), l'aldéhyde de formule (II) (1 mole) est mis en présence de N-acétyl éthylènediamine (1 mole) pour obtenir l'imine correspondante.

Lorsque Z5 désigne

selon le procédé (C), l'aldéhyde de formule (II) (2 moles) est mis en présence d'éthylènediamine (1 mole) pour obtenir la diimine correspondante.

Dans chacun des trois procédés, l'imine ou la diimine obtenue, isolée ou non, est mise en présence de borohydrure de sodium ou est réduite par hydrogénation catalytique, pour donner naissance à l'aminé ou à la diamine correspondante.

Selon le procédé (B), la diamine obtenue est alors traitée par l'acide chlorhydrique pour hydrolyser la fonction acétyle.

Selon le procédé (A), l'aminé obtenue est traitée par la soude pour saponifier l'ester éthylique. Dans une étape ultérieure, arnine ou la diamine obtenue par les procédés (A), (B) ou (C), est traitée en milieu basique, par exemple en présence d'hydroxyde de sodium, avec l'acide bromoacétique ou l'un de ses esters, en présence de monohydrogénocarbonate de sodium. On récupère alors le produit de formule (I) correspondant. Ces procédés sont schématisés comme suit :

SCHEMA DE SYNTHESE GENERAL

(II)

H

Selon la nature de Z _j , Z ₂ et Z3, une étape de protection/déprotection peut être nécessaire, notamment dans le cas où l'un de ces substituants est NH ₂ . Cette étape supplémentaire est faite selon les techniques usuelles de la chimie organique, de même que l'estérification finale des composés selon la formule (I) pour lesquels R est H, si on utilise l'acide bromo-acétique libre.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture'des exemples ci-après.

EXEMPLES DE PREPARATION

Exemple 1 acide 3,4,5-triméthoxybenzyl iminodiacétique

Exemple 2 acide benzyl iminodiacétique

Exemple 3 acide 3-hydroxybenzyl iminodiacétique

Exemple 4 acide N-benzyl éthylène diaminetriacéπque

Exemples 5 à 18

MODE OPERATOIRE GENERAL

Première étape

40 mmoles du benzaldéhyde de formule (II) de départ sont solubilisées dans 30 ml de méthanol. On additionne 40 mmoles de l'aminé (20 mmoles dans le cas de l'éthylènediamine), puis le mélange est chauffé 30 minutes à 50°C.

Le précipité obtenu est filtré et lavé à l'éther éthylique. On obtient un produit blanc.

Deuxième étape

17 mmoles de l'imine ou de la diimine sont mises en suspension dans 100 ml d'éthanol absolu. On additionne peu à peu 1 équivalent de borohydrure de sodium et on agite le mélange 1 heure à température ambiante.

Après évaporation, on ajoute 20 ml d'eau au résidu et on ramène le pH à 8 par addition d'acide chlorhydrique.

Le précipité est filtré, lavé à l'eau puis séché.

Le produit est recristallisé dans un mélange eau/éthanol. On obtient un produit blanc.

Dans le cas de la synthèse du composé n°9, le produit est solubilisé dans 30 ml d'éthanol, puis 4 ml d'une solution d'éthanol chlorhydrique à 8 moles/1 sont ajoutés. Le précipité obtenu est filtré puis lavé à l'éther. On obtient le dichlorhydrate de la diamine sous forme d'un produit blanc.

Troisième étape

Selon le procédé (C) (exemples n°5 à 18), 10 mmoles de la diamine sont solubilisées dans 15 ml d'eau contenant 10 mmoles d'hydroxyde de sodium (30 mmoles si on part du dichlorhydrate).

20 mmoles d'acide bromoacétique sont solubilisées dans 25 ml d'eau à 0°C contenant 20 mmoles de monohydrogénocarbonate de sodium.

Les deux solutions sont mélangées et chauffées à 40°C pendant 6 heures en maintenant le pH vers 12 par addition de soude à 30%.

Après une nuit au repos à température ambiante, le mélange est acidifié par de l'acide chlorhydrique concentré jusqu'à pH 4-5.

La solution est concentrée sous vide et le précipité obtenu est filtré puis recristallisé dans un mélange eau/éthanol. On récupère une poudre blanche.

Selon le procédé (A) (exemples n° 1 , 2, et 3), 10 mmoles d'aminé dans 20 ml d'eau sont préalablement agitées 30 minutes à température ambiante en présence de 10 mmoles de NaOH. Le mélange brut obtenu est alors traité par 10 mmoles d'acide bromoacétique solubilisées dans

25 ml d'eau contenant 10 mmoles de NaHCθ3, comme indiqué ci- dessus pour le procédé (C).

Selon le procédé (B) (exemple n° 4), 10 mmoles de diamine dans 20 ml d'HCl 4N sont portées au reflux pendant 24 heures. Le mélange brut obtenu est alors ramené à pH basique et traité par 30 mmoles d'acide bromoacétique solubilisées dans 30 ml d'eau contenant 30 mmoles de NaHCC>3 pour obtenir le dérivé N-benzyléthylène diamine correspondant, comme indiqué ci-dessus pour le procédé (C). EXEMPLES DE FORMULATION COSMETIQUE

EXEMPLE A

On prépare l'émulsion suivante selon les techniques classiques en utilisant les constituants ci-dessous.

On obtient une émulsion blanche destinée à être appliquée topiquement sur la zone de la peau à protéger.

EXEMPLE B

On prépare l'émulsion suivante selon les techniques classiques en utilisant les constituants ci-dessous. - Composé de l'exemple 2

- Octylpalmitate

- Glycérylisostéarate

- Huile de vaseline

- Vitamine E - Glycérol

- Eau qsp 100 g

On obtient une emulsion blanche destinée à être appliquée topiquement sur la zone de la peau à protéger.

EXEMPLE C

On prépare la formulation suivante selon les techniques classiques en utilisant les constituants ci-dessous.

- Composé de l'exemple 2

- Huile de jojoba

- Parahydroxybenzoates de méthyle et d'isopropyle

- Sorbate de potassium

- Cyclopentadiméthylsiloxane

- Alcool stéarylique

- Acide stéarique

- Stéarate de polyéthylèneglycol

- Vitamine E

- Glycérol

- Eau qsp

On obtient une emulsion blanche destinée topiquement sur la zone de la peau à protéger.

EXEMPLE D

On prépare l'émulsion suivante selon les techniques classiques en utilisant les constituants ci-dessous.

On obtient une emulsion blanche destinée à être appliquée topiquement sur la zone de la peau à protéger.

EXEMPLE E

On prépare l'émulsion suivante selon les techniques classiques en utilisant les constituants ci-dessous.

- Composé de l'exemple 7

- Octylpalmitate

- Glycérylisostéarate

- Huile de vaseline

- Vitamine E

- Glycérol

- Eau qsp On obtient une emulsion blanche destinée à être appliquée topiquement sur la zone de la peau à protéger.

EXEMPLE F

On prépare la formulation suivante selon les techniques classiques en utilisant les constituants ci-dessous.

- Composé de l'exemple 6

- Huile de jojoba

- Parahydroxybenzoates de méthyle et d'isopropyle

- Sorbate de potassium

- Cyclopentadiméthylsiloxane

- Alcool stéarylique

- Acide stéarique

- Stéarate de polyéthylèneglycol

- Vitamine E

- Glycérol

- Eau qsp

On obtient une emulsion blanche destinée à être appliquée

topiquement sur la zone de la peau à protéger.

EXEMPLES DE FORMULATION PHARMACEUTIQUE

G - VOTE ORALE

1) Comprimé

- Composé de l'exemple 2

- Amidon'

- Phosphate bicalcique - Lactose

- Stéarate de magnésium

Après compactage, on obtient un comprimé de 0,2 g.

2) Suspension buvable

- Compose de 1 exemple 2

- Glycérol

- Sorbitol à 70%

- Saccharinate de sodium

- Parahydroxybenzoate de méthyle

- Arôme qs

- Eau purifiée qsp 5 ml

3) Comprimé

- Composé de l'exemple 6

- Amidon

- Phosphate bicalcique

- Lactose

- Stéarate de magnésium Après compactage, on obtient un comprimé de 0,2 g.

4) Suspension buvable

- Composé de l'exemple 8

- Glycérol - Sorbitol à 70%

Saccharinate de sodium 0,010 g

Parahydroxybenzoate de méthyle 0,040 g Arôme qs

Eau purifiée qsp 5 ml

H - ADMINISTRATION PAR INJECTION

Ampoule injectable de 3 ml

- Composé de l'exemple 2 - Hydroxyde de sodium

- Eau pour préparation injectable qsp

Ampoule injectable de 3 ml

- Composé de l'exemple 9 - Hydroxyde de sodium

- Eau pour préparation injectable qsp