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WO2014108564A1 - Nouveaux intermédiaires de synthèse permettant d'accéder avec de bons rendements à des dérivés de sphingosines, céramides et sphingomyelines - Google Patents

Nouveaux intermédiaires de synthèse permettant d'accéder avec de bons rendements à des dérivés de sphingosines, céramides et sphingomyelines Download PDF

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WO2014108564A1
WO2014108564A1 PCT/EP2014/050618 EP2014050618W WO2014108564A1 WO 2014108564 A1 WO2014108564 A1 WO 2014108564A1 EP 2014050618 W EP2014050618 W EP 2014050618W WO 2014108564 A1 WO2014108564 A1 WO 2014108564A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tert
alkyl
general formula
sphingosine
new intermediates
Prior art date
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Ceased
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PCT/EP2014/050618
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English (en)
Inventor
Loic GUILLONEAU
Samuel Dufour
Olivier Guerret
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M2I DEVELOPMENT
Original Assignee
M2I DEVELOPMENT
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Publication date
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Priority to EP14700415.4A priority patent/EP2943466A1/fr
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Ceased legal-status Critical Current

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    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55—Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Definitions

  • Novel synthetic intermediates allowing access with good yields to sphingosine, ceramide and sphingomyelin derivatives.
  • the present invention relates to a novel method for enantioselective synthesis of sphingosine precursors for obtaining these sphingosines with high yields.
  • Sphingosine is the basic molecule of sphingolipids, one of two families of hydrolysable lipids. It is composed on the one hand of sphingomyelin and on the other hand glycolipids such as gangliosides, sulfatides and cerebrosides.
  • Natural sphingosine (D-erythro sphingosine) has the chemical formula:
  • Ceramides are the amidified derivatives of sphingosine on the nitrogen atom in position 2 by fatty acids of variable length and functionalities. The nature of the fatty acid depends on the cells in which the ceramides are found. Their structures therefore vary according to the source (animal or plant) but also according to the tissue (skin, muscle, neuron, ). Their general formula can be written according to:
  • RI is a saturated or unsaturated alkyl chain optionally bearing hydroxyl functions or derivatives (O-acyl ceramide for example).
  • ceramides From these ceramides, it is possible to have access to many natural compounds by functionalizing the primary alcohol.
  • a phosphocholine group By fixing a phosphocholine group, one gets a sphingomyelin.
  • a phosphate group By fixing a phosphate group a ceramide 1-phosphate is obtained.
  • By creating an ether bridge with an ose one obtains the cerebroside and with polysaccharides, one obtains the gangliosides (see for example on the site: http: www.LipidLibrary.aocs.org).
  • Another object of the invention is the use of these derivatives to manufacture various molecules derived from the family of sphingosines (such as but not limited to sphingosines-1-phosphate), ceramides (such as but not limited to sphingomyelin ) and natural or functionalized sphingolipids.
  • sphingosines such as but not limited to sphingosines-1-phosphate
  • ceramides such as but not limited to sphingomyelin
  • natural or functionalized sphingolipids such as but not limited to sphingomyelin
  • R 1 a linear or branched fatty aliphatic chain, preferably saturated and of general formula C p H 2 P + 10 r , where r is an integer between 0 and 3, preferably equal to 0 or 1 or 2 and where p is a integer greater than 5, preferably between 8 and 35.
  • RI may also contain unsaturations in which case its general formula would be of the type C p H 2 (p - q) + r where q denotes the number of unsaturations of the aliphatic chain preferably between zero and 5.
  • R 3 an optionally substituted alkyl, aryl or alkyl-aryl carbon radical, preferably R 3 is a methyl, ethyl, propyl or O-propyl radical.
  • R 4 is a protective group of alcohol functions such as benzyl, trityl, benzoyl, methoxymethyl, methoxyethyl, tetrahydropyryl groups, or tri-alkyl or alkyl-aryl silyl groups such as trimethylsilyl, tert-butyl dimethysilyl, triethylsilyl tri-isopropyl silyl, tert-butyldiphenylsilyl, dimethylphenylsilyl, triphenylsilyl.
  • the Applicant prefers the trialkylsilyl groups and even more particularly the tert-butyl dialkylsilyl groups, in particular the tert-butyl-dimethylsilyl group.
  • R 3 may be an alkyl-type carbon radical linear Ci-C 8 branched or, preferably an alkyl-type carbon radical Ci-C 4 linear or branched and optionally substituted, cycloalkyl type carbon radical C 5 -C 8 or an aryl (C 6 -C 0) -alkyl Ci-C 8 optionally substituted.
  • R 3 can thus be a carbon radical of C 1 to C 8 alkyl type selected from methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl or octyl, which can be linear or branched and optionally substituted.
  • R 3 is a C 1 -C 4 alkyl-carbon group selected from methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, or butyl, which may be linear or branched and optionally substituted.
  • R 3 may also be an aryl-type carbon radical chosen from phenyl, benzyl, tolyl, xylyl or naphthyl, which may be substituted.
  • the present invention provides a compound F in which:
  • Ri a linear or branched, preferably saturated fatty aliphatic chain of general formula C p H2 P + iO r , where r is equal to 0, where p is equal to 15.
  • R 2 an aliphatic fatty chain of general formula C n H 2 n + 1, n being an integer equal to 13.
  • R 3 methyl, ethyl, propyl or / 'so-propyl.
  • R 4 is a protective group of alcohol functions, tert-butyl-dimethyl silyl. A process passing through such intermediates F makes it possible to reach total synthesis yields of greater than 15% by avoiding the use of several protection / deprotection sequences.
  • R 1, R 2 , 3 , 4 have the same meanings as before.
  • R 5 is a functional group characteristic of the desired sphingolipid.
  • the following table illustrates the correspondence between R5 and the various molecules that the process of the Applicant achieves.
  • the Applicant has discovered 2 ways to prepare the derivatives F.
  • the first passes through the E, the second via E '.
  • the applicant prefers the path passing through the intermediate E.
  • the central steps of the invention are therefore the steps passing from D to F via the intermediates E or E '.
  • Another object of the invention therefore relates to the process for passing from A to B.
  • Step 1 passing from compound A to B can be carried out in three successive reactions by Horner-Wadsworth-Emmons reaction with a phosphonoacetate to obtain the corresponding unsaturated ester ester which can then be reduced to allylic alcohol by reduction methods.
  • conventional esters of alcohol based on hydride conventional esters of alcohol based on hydride.
  • the allyl alcohol thus prepared can be converted into the corresponding aldehyde by means of a mild oxidant such as pyridinium chlorochromate (or PCC) or manganese dioxide (Solladié-Cavallo A., Koessler, JK, J. Org Chem 1994, 59, 3240-3242 Schroepfer et al, J. Labeled Cpd Radiopharm, 1999, 42, 815-826).
  • Description of the step outside the invention making it possible to go from B to D:
  • the second step of the synthesis is designed to avoid the passage through an azide, always problematic when it comes to develop the process at an industrial level and only methodology that does not borrow a sphingosine intermediate to access the ceramide derivatives (Nicolaou, KC et al., J. Am Chem Soc, 1988, 110, 7910. Zimmermann, P. and Schmidt, RR Liebigs Ann Chem 1988,663).
  • the Applicant has therefore chosen a chiral copula: (+) - 2-hydroxy-3-pinanone, which can be prepared from pinanediol. Its corresponding iminoglycinate (cf Shioiri et al Chem Pharm Bul 1978, p 803) reacts with B via an aldolisation reaction which makes it possible to isolate intermediate C without purification.
  • This step places the two chiral carbon atoms of sphingosine (C2 and C3). The yield of this step is 91% with a high erythro / threo diastereomeric ratio greater than 95/5 and with an enantioselectivity that is also high.
  • the synthesis of E is characterized in that the compound D is reacted on a preferably tertiary amine base then the fatty acid R1C (O) OH is added to the reaction mixture in the presence of a peptide coupling agent such as carbodiimides, benzotrialzoles or a mixture of such coupling agents, preferably with the triazole derivative: N, N, N ', N'-Tetramethyl-O- (1H-benzotriazol-1-yl) uronium hexafluorophosphate (HBTU ) in an aprotic polar solvent such as DM F (dimethyl formamide), THF or preferably a mixture of the two solvents.
  • a peptide coupling agent such as carbodiimides, benzotrialzoles or a mixture of such coupling agents, preferably with the triazole derivative: N, N, N ', N'-Tetramethyl-O- (1H-benzotriazol-1-yl)
  • the synthesis of F from E is characterized in that in a first step E is mixed with a reagent bearing a protective group of alcohol functional groups such as a benzyl halide, methoxymethyl chloride (MOM), methoxyethyl chloride (MEM), dihydropyran (DHP), a trityl derivative, a carboxylic derivative such as benzoyl chloride or a silylated derivative such as trimethylsilyl, tert-butyldimethysilyl, triethylsilyl, tri-isopropylsilyl, alkyl arylsilyl: tert-butyldiphenyl silyl, dimethylphenylsilyl, triphenylsilyl, preferably using tert-butyldimethylsilyl chloride as reagent.
  • a protective group of alcohol functional groups such as a benzyl halide, methoxymethyl chloride (MOM), methoxye
  • the reaction is carried out in a polar solvent such as DMF, dichloroethane or acetonitrile, with DMF being preferred, at a temperature ranging from 25 to 90 ° C. until the starting material completely disappears.
  • a polar solvent such as DMF, dichloroethane or acetonitrile, with DMF being preferred, at a temperature ranging from 25 to 90 ° C. until the starting material completely disappears.
  • the reaction is carried out in the presence of a weak non-nucleophilic base such as imidazole, triazoles, or alkylamines intended to trap the hydrogen chloride which is evolved in the reaction.
  • the base used is imidazole, pyridine, diisopropylamine, diisopropyl-ethylamine (DIPEA), dimethylaminopyridine (DMAP) or triethylamine.
  • E 'from D is characterized in that it consists in mixing the product D in DMF with at least 2 equivalents, preferably between 2 and 2.2 equivalents of a weak non-nucleophilic base such as imidazole, triazoles, or alkylamines for trapping the hydrogen chloride that is evolved in the reaction.
  • a weak non-nucleophilic base such as imidazole, triazoles, or alkylamines for trapping the hydrogen chloride that is evolved in the reaction.
  • the base used is imidazole, pyridine diisopropylamine, diisopropyl-ethylamine (DIPEA), dimethylaminopyridine (DMAP) or triethylamine.
  • a reagent bearing a protective function of the alcohol functional groups such as a benzyl halide, methoxymethyl chloride (MOM), methoxyethyl chloride (MEM), dihydropyran (THP), a trityl derivative, a carboxylic derivative such as benzoyl chloride or a silylated derivative trimethylsilyl, tert-butyldimethysilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, alkyl arylsilyl: tert-butyldiphenylsilyl, dimethylphenylsilyl, triphenylsilyl, preferably using the tert -butyldimethylsilyl chloride as reagent.
  • a benzyl halide methoxymethyl chloride (MOM), methoxyethyl chloride (MEM), dihydropyran (THP), a trityl derivative, a carboxylic
  • F is obtained by mixing the compound E' with the fatty acid R1C (O) OH in the presence of a peptide coupling agent such as carbodiimides, benzotriazoles or a mixture of such coupling agents , preferably with the triazole derivative: N, N, N ', N'-Tetramethyl-O- (1H-benzotriazol-1-yl) uronium hexafluorophosphate (HBTU) in an aprotic polar solvent such as DMF, THF or preferably a mixture of the two solvents.
  • a peptide coupling agent such as carbodiimides, benzotriazoles or a mixture of such coupling agents , preferably with the triazole derivative: N, N, N ', N'-Tetramethyl-O- (1H-benzotriazol-1-yl) uronium hexafluorophosphate (HBTU) in an aprotic polar solvent such as DMF, THF or preferably
  • This step is a key step in our process since from now on, the F synthon sees the C3 hydroxyl protected in basic medium and carries in C1 an ester function whose reduction makes it possible to create the primary alcohol function present on sphingosine. and ceramides.
  • the silylated ceramide G is then obtained by reducing the C 1 ester function with a yield of 90%.
  • lithium borohydride makes it possible to reduce the ester to primary alcohol while the sodium salt, even in the presence of lithium chloride (LiCl), reacts only very slightly.
  • the Applicant understands this specificity as being due to the chelating nature of the F unit below which, although very congested by the silyl group, does not prevent the lithium from being chelated by the three nitrogen and oxygen atoms, thus favoring the approach of the hydride ions for the reduction of the carboxyl function.
  • Compound G is similar to the intermediates described in the prior art, but the Applicant claims access to this synthon in only 6 steps.
  • the intermediates F are themselves original and bear the signature of the simplicity of the synthesis strategy that the plaintiff has discovered and are in fact one of the objects of the invention.
  • G ceramide which is functionalized across different routes. Ceramide-1-phosphate is obtained simply in two steps by reaction of G on POCI 3 and deprotection of allyl alcohol. Sphingomyelin is obtained from G as in US Pat. No. 5,222,043 or according to Dong. ; JA Butcher. ; Tetrahedron Letters 1991, 32, 5291 in 3 steps. Examples
  • the nuclear magnetic resonance analyzes were conducted on a Brucker 400 MHz spectrometer. The chemical displacements 0 are indicated for each product characterized with respect to the resonance frequencies of each atom (1 H or 13 C).
  • reaction and product identification were carried out by thin layer chromatography (Merck, TLC silica gel 60 F 2 5 4 ) or alternatively by HPTLC (HPTLC silica gel 60 F 2 5 4 ) using a CAMAG (Automatic TLC sampler 4) automatic depositing robot for precise measurements of substrate or impurity concentration, if necessary.
  • the I.R. were recorded on an FT-IR, spectrum one, PerkinElmer device.
  • Examples 1 to 6 show that from tetradecaldehyde it is possible to prepare sphingomyelin, which is a Cl functionalized ceramide by a phosphocholine group.
  • Example 4 is used to compare the route that would pass through the synthesis via sphingosine which requires 2 additional steps, which makes it clear in Example 6 the advantage of going directly sphingomyléine via E and F.
  • the aqueous phase is then extracted with diethyl ether (3 ⁇ 200 mL).
  • the organic phases are combined and then dried over MgSO 4 , filtered and concentrated in vacuo.
  • the crude product is purified on a silica column (Heptane-AcOEt 95/5) to give a colorless liquid (12.3 g, 92%).
  • the mixture is diluted with 20 ml of ether and then filtered through silica. The filtrate is concentrated. The crude product is purified on a silica column (Heptane-AcOEt 95/5) to give a white solid (2.86 g, 55%).
  • the reaction is then diluted by adding 300 mL of MTBE and 60 mL of hexane. 200 ml of water are introduced and the organic phase is decanted, washed with a 10% citric acid solution (this operation is carried out with 3 times 100 ml of the citric solution), a saturated aqueous solution of NaHCO 3 (100 ml ), brine (100 mL), dried over MgSO 4 and concentrated in vacuo to give a dark orange oil (24.5 g).
  • the crude product can be purified on a silica column pre-impregnated with triethylamine (5% in ether) and eluted with ethyl ether, distilled or used as such in the next step.
  • the amino ester hydrochloride D (2.2 g, 5.82 mmol) is suspended in 40 mL of EtOH / water (3/1). To this suspension is added sodium borohydride (7.10 g, 187.7 mmol) The system is stirred for 72 hours at 0 ° C. The reaction is treated with addition of a saturated solution of NH 4 Cl (40 mL). The aqueous phase is extracted with CH 2 Cl 2 (extraction is carried out 4 times with 100 ml of this solvent), washed with brine, dried over MgSO 4 , filtered and concentrated in vacuo to give sphingosine in the form of a white solid (1.5 g, 86%).

Landscapes

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Abstract

La présente invention a pour objet les nouvelles molécules de formule E, E' et F. Ces molécules se révèlent être des intermédiaires de synthèse très intéressants pour la fabrication de dérivés de sphingosine ou de céramides fonctionnalisés en position 1 avec de bon rendements. (E), (E'), (F) Dans lesquels R1 et R2 sont des chaînes grasses, R3 un groupement alkyle et R4 un groupement protecteur des fonctions alcools. Un autre objet de l'invention est l'utilisation des intermédiaires de type F pour les transformer en intermédiaires de type G, au moyen d'une réduction en présence de borohydrure de lithium. Les molécules G étant des précurseurs connus pour donner accès aux sphingolipides ou à la sphingomyéline.

Description

Nouveaux intermédiaires de synthèse permettant d'accéder avec de bons rendements à des dérivés de sphingosines, céramides et sphingomyélines .
Résumé
La présente invention a pour objet une nouvelle méthode de synthèse énantiosélective des précurseurs de sphingosines permettant d'obtenir ces sphingosines avec des rendements élevés.
Domaine technique
La sphingosine est la molécule de base des sphingolipides, l'une des deux familles des lipides hydrolysables. Elle est composée d'une part de la sphingomyéline et d'autre part des glycolipides comme les gangliosides, les sulfatides et les cérébrosides.
La sphingosine naturelle (D-érythro sphingosine) a pour formule chimique :
Figure imgf000002_0001
Les céramides sont les dérivés amidifiés de la sphingosine sur l'atome d'azote en position 2 par des acides gras de longueur et de fonctionnalités variables. La nature de l'acide gras dépend des cellules dans lesquelles se trouvent les céramides. Leurs structures varient donc en fonction de la source (animale ou végétale) mais aussi en fonction du tissu (peau, muscle, neurone, ...). Leur formule générale peut s'écrire selon :
Figure imgf000002_0002
où RI est une chaîne alkyle saturée ou insaturée portant éventuellement des fonctions hydroxyles ou dérivés (O-acyl céramide par exemple).
A partir de ces céramides, il est possible d'avoir accès de nombreux composés naturels en fonctionnalisant l'alcool primaire. En fixant un groupement phosphocholine, on obtient une sphingomyéline. En fixant un groupement phosphate on obtient un céramide 1-phosphate. En créant un pont éther avec un ose, on obtient les cérébroside et avec des polysaccharides, on obtient les gangliosides (voir par exemple sur le site : http :www.LipidLibrary.aocs.org).
Les découvertes sur l'utilisation thérapeutique ou cosmétique de ces molécules sont nombreuses car les équilibres chimiques entre sphingosine, céramides, sphingosine phosphate, sphingomyéline et les sphingolipides gouvernent de nombreux phénomènes tels que la gestion du cholestérol (Dobrowski &l J. of Lipid Research, 2005, p 1678), l'inflammation musculaire (WO2010010127) ou la croissance cellulaire (The FASEB Journal, 1996, vol. 10, pl388). Leurs utilisations dans le traitement de certaines maladies se développent de plus en plus (WO2004010987).
Plusieurs voies d'accès à ces molécules existent. Elles peuvent être obtenues par extraction de tissus végétaux ou animaux (EP0689579 Bl ou EP 2308954). Ces méthodes présentent l'inconvénient d'une traçabilité difficile et surtout d'un coût prohibitif pour le développement de produits pharmaceutiques qui exigent cette traçabilité (elles peuvent cependant suffire dans le cas de développements agrochimiques non alimentaires). Les synthèses (antérieures à 1991) ont été décrites par Devant (voir la revue des synthèses de sphingomyliénines dans : Devant &al, Kontakte, 1992, pli). Plus récemment, les revues de Koskinen (Synthesis : 1998, p 1075) sur la synthèse de sphingosines et celle de Weiss (Chemistry and Physics of Lipids, 1999, 102, p 3) sur l'insertion des chaînes phosphocholines sont représentatives du travail de synthèse accompli à ce jour.
Toutes ces voies ont pour point commun l'utilisation de la sphingosine comme précurseur de céramides. Elles nécessitent donc la protection de l'alcool en C3 pour effectuer l'insertion de la chaîne phosphocholine. Toutes ces synthèses, passant par l'intermédiaire sphingosine, souffrent de plusieurs séquences de protection/déprotection pour arriver à un dérivé protégé sur l'alcool allylique et fonctionnalisable sur l'alcool primaire (J. Chem. Soc. Perkin Trans I, 2000, p2237, Duclos Carbohydrate Research, 2000, p 489 ; Katsumura US 7,232,914 B2). Les synthèses totales de dérivés céramides fonctionnalisés en Cl, tels que la sphingomyéline passent par des étapes de protection/déprotection et ont des rendements faibles rendant difficile un développement industriel.
Seul un exemple décrit l'insertion de la chaîne phosphocholine sur un dérivé céramide non protégé (Bittmann et al, 1994, JOC, p 6495) conduisant à la N-octanoyl-D-érythro- sphingomyéline avec un rendement modeste (30% pour l'insertion de la phosphocholine). Cette méthode insuffisamment sélective ne s'applique pas à des chaînes RI longues. Deux autres exemples par Bittman et Katsumura décrivent l'insertion d'une chaîne phosphocholine sans protection de l'alcool allylique mais elles sont décrites sur des dérivés N-Boc-sphingosine dans les 2 cas (Katsumura et al. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 2141 ; Katsumura et al. Chem. Lett. 2004, 33, 1592). A noter que Katsumura utilise un réactif de phosphorylation non commercial. Ces méthodes d'accès sans protection de l'alcool allyllique, bien qu'étant originales ne sont pas envisageables sur le plan industriel.
Shoyama et al (Jounal of Lipid Research, vol.19, 1978, pages 250-259) décrit un intermédiaire de céramide dans lequel les alcools sont protégés et en particulier l'alcool en C3 protégé par un groupement CH(OCOCH3)C6H5. Cependant, un tel groupement protecteur est très instable, et ce particulièrement en conditions basiques, empêchant d'assurer une fonctionnalisation satisfaisante en Cl. Par ailleurs l'utilisation simultanée de ce groupement sur l'alcool en C3 et d'un groupement acétyl sur l'atome d'azote rend les étapes de protection peu sélective (l'acétyl pouvant se greffer sur l'alcool ou l'azote indifféremment).
De ces travaux antérieurs, la demanderesse a conclu que la protection sélective de l'alcool en C3 est essentielle pour assurer de bons rendements de fonctionnalisation en Cl, mais qu'à ce jour aucune méthode vraiment efficace pour permettre ces fonctionnalisations n'existait.
De manière surprenante, la demanderesse a découvert qu'en passant par certains nouveaux intermédiaires de synthèse il était possible de simplifier le procédé de synthèse des dérivés de céramides et de sphingosines. Le passage par ces intermédiaires permet de raccourcir le nombre d'étapes par rapport à ce qui est connu de l'homme du métier et d'augmenter ainsi les rendements de synthèse totale des dérivés de sphingosines et/ou de céramides fonctionnalisés en Cl ce qui présente un grand intérêt pour les développements industriels de ces dérivés. L'objet de l'invention est donc constitué par ces nouveaux intermédiaires et de leur procédé de synthèse. Un autre objet de l'invention est l'utilisation de ces dérivés pour fabriquer différentes molécules dérivées de la famille des sphingosines (comme par exemple mais sans limitation les sphingosines-l-phosphate), des céramides (comme par exemple mais sans limitation la sphingomyéline) et sphingolipides naturels ou fonctionnalisés. Description de l'invention
La demanderesse a donc découvert que la synthèse des nouveaux intermédiaires de formules générale F :
Figure imgf000005_0001
permettait de simplifier les méthodes de synthèse des dérivés de la sphingosine fonctionnalisés en position 1, les céramides fonctionnalisés en position 1, la sphingomyéline, et les sphingolipides. Ces composés de formule F sont caractérisés par :
• Ri : une chaîne aliphatique grasse linéaire ou ramifiée, de préférence saturée et de formule générale CpH2P+iOr, où r est un entier compris entre 0 et 3, de préférence égal à 0 ou 1 ou 2 et où p est un entier supérieur à 5, de préférence compris entre 8 et 35. RI peut aussi comporter des insaturations auquel cas sa formule générale serait du type CpH2(p-q)+iOr où q désigne le nombre d'insaturations éventuelles de la chaîne aliphatique de préférence compris entre zéro et 5.
• R2 : une chaîne grasse aliphatique de formule générale CnH2n+i, n étant un entier compris entre 8 et 35 de préférence entre 10 et 20 et de manière plus préférentielle entre 10 et 15 et tout particulièrement n=13. • R3 : un radical carboné de type alkyle, aryle, alkyle-aryle éventuellement substitué, de préférence R3 est un radical méthyle, éthyle, propyle ou / 0-propyle.
• R4 : est un groupement protecteur des fonctions alcools comme les groupements benzyl, trityl, benzoyl, méthoxyméthyle, méthoxyéthyle, tétrahydropyryle, ou les groupements tri-alkyl ou akyl-aryl silyle tel que le triméthyl silyle, tert-butyl diméthysilyle, triéthyl silyle, tri-isopropyl silyle, tert-butyldiphényl silyle, diméthylphényl silyle, triphényl silyle. De préférence, la demanderesse préfère les groupements tri-alkyl silyle et de manière encore plus particulière les groupements tert-butyl dialkyl silyle, notamment le groupement tert-butyl-diméthyl silyle.
R3 peut être un radical carboné de type alkyle en Ci-C8 linéaire ou ramifié, de préférence un radical carboné de type alkyle en Ci-C4 linéaire ou ramifié et éventuellement substitué, un radical carboné de type cycloalkyle en C5-C8 ou un groupe aryl(en C6-Ci0)-alkyle en Ci-C8 éventuellement substitué.
R3 peut ainsi être un radical carboné de type alkyle en Ci à C8 choisi parmi méthyle, éthyle, propyle, butyle, pentyle, hexyle, heptyle ou octyle, qui peut être linéaire ou ramifié et éventuellement substitué. De préférence R3 est un groupement carboné de type alkyle en Ci à C4 choisi parmi méthyle, éthyle, propyle, iso-propyle, ou butyle, qui peut être linéaire ou ramifié et éventuellement substitué.
R3 peut aussi être un radical carboné de type aryle choisi parmi phenyle, benzyle, tolyle, xylyle ou naphtyle, éventuellement substitué.
Dans un mode de réalisation préféré, la présente invention vise un composé F dans lequel :
• Ri : une chaîne aliphatique grasse linéaire ou ramifiée, de préférence saturée et de formule générale CpH2P+iOr, où r est égal à 0 où p est égal à 15.
• R2 : une chaîne grasse aliphatique de formule générale CnH2n+i, n étant un entier égal à 13. • R3 : un radical méthyle, éthyle, propyle ou /'so-propyle.
• R4 : est un groupement protecteur des fonctions alcools, le tert-butyl- diméthyl silyle. Un procédé passant par de tels intermédiaires F permet d'atteindre des rendements de synthèse totale supérieurs à 15% en évitant le recours à plusieurs séquences de protection/déprotection.
Ces intermédiaires F sont obtenus à partir de dérivés E ou E' eux même objets de l'invention et de formule :
Figure imgf000007_0001
où Ri,R2, 3, 4 ont les mêmes significations que précédemment.
Le schéma suivant résume les étapes de synthèse depuis des aldéhydes accessibles commercialement aux composés F, puis l'uti lisation de ces composés pour synthétiser des sphingosines, des céramides ou des sphingomyélines fonctionnalisées en position 1 (désignés par composés G da ns le schéma). L'uti lisation de F pour accéder à G est donc aussi un objet de l'invention puisqu'elle permet ensuite l'accès aux dérivés sphingosine, sphingomyéline où céramides fonctionnalisés en Cl.
Figure imgf000008_0001
dans lequel R5 est un groupement fonctionnel caractéristique du sphingolipide recherché. Le tableau suivant illustre la correspondance entre R5 et les diverses molécules que le procédé de la demanderesse permet d'atteindre.
Figure imgf000009_0001
Description du procédé de synthèse des dérivés E, E' et F :
La demanderesse a découvert 2 façons pour préparer les dérivés F. La première passe par l'intermédiaire E, la seconde par l'intermédiaire E'. De préférence, la demanderesse préfère la voie passant par l'intermédiaire E. Les étapes centrales de l'invention sont donc les étapes faisant passer de D à F via les intermédiaires E ou E'. Pour que cette voie de synthèse soit intéressante, il a aussi fallu découvrir une méthode pour passer avec de bons rendements des aldéhydes commerciaux A aux composés B. Un autre objet de l'invention concerne donc le procédé permettant de passer de A à B.
Description de l'étape hors invention permettant de passer de A à B :
L'étape 1 faisant passer du composé A à B peut être pratiquée en trois réactions successives par réaction de Horner-Wadsworth-Emmons avec un phosphonoacétate pour obtenir l'ester ΕΗΞ insaturé correspondant qui peut ensuite être réduit en alcool allylique par des méthodes de réductions classiques d'ester en alcool à base d'hydrure. Enfin l'alcool allylique ainsi préparé peut être converti en aldéhyde correspondant a u moyen d'un oxydant doux tel que le chlorochromate de pyridinium (ou PCC) ou le dioxyde de manganèse (Solladié-Cavallo A. ; Koessler. J. K.; J. Org. Chem. 1994, 59, 3240-3242 Schroepfer et al. J. Labelled Cpd. Radiopharm. 1999, 42, 815-826).
Figure imgf000010_0001
Description de l'étape hors invention permettant de passer de B à D :
La deuxième étape de la synthèse est conçue de manière à éviter le passage par un azoture, toujours problématique lorsqu'il s'agit ensuite de développer le procédé à un niveau industriel et seule méthodologie qui n'emprunte pas un intermédiaire sphingosine pour accéder à des dérivés céramides (Nicolaou, K.C. et al., J. Am. Chem. Soc, 1988, 110, 7910. Zimmermann, P. and Schmidt, R.R. Liebigs Ann. Chem. 1988,663).
La demanderesse a donc choisi une copule chirale : la (+)-2-hydroxy-3-pinanone, pouvant être préparée à partir de pinanediol. Son iminoglycinate correspondant (cf Shioiri & al. Chem Pharm Bul. 1978, p 803) réagit avec B via une réaction d'aldolisation ce qui permet d'isoler l'intermédiaire C sans purification. Cette étape place les deux atomes de carbone chiraux de de la sphingosine (C2 et C3). Le rendement de cette étape est de 91% avec un ratio diastéreomérique élevé erythro/threo supérieur à 95/5 et avec une énantiosélectivité elle aussi élevée. Ces étapes ne sont pas nouvelles et ne permettent pas de revendiquer les produits C ou D comme nouveaux car on les trouve décrits (S. Yamada, T. Oguri, and T. Shioiri, J. Chem. Soc. Chem. Comm., 1976, 136 ; Oguri, T.; Kawai, N.; Shioiri, T.; Yamada, S-l, Chem. Pharm. Bull. 1978, 2, 803-808 ; Bajgrowicz, J. A et al, Tetrahedron Lett., 1983, 24, 3721- Solladie-Cavallo, A.; Koessler, J. L; J. Org. Chem. 1994, 59, 3240). Il est à noter que l'utilisation de la copule chirale inverse, (-)-2-hydroxy-3-pinanone permet d'obtenir les précurseurs de l'autre énantiomère de la sphingosine à savoir les précurseurs de la L-érythro-sphingosine.
Le composé C est ensuite hydrolysé pour aboutir à la molécule D avec un rendement de 70% (Micouin & al. ChemBioChem, 2003, p 27). Il faut noter que cette hydrolyse régénère la copule chirale qui peut être recyclée pour reproduire l'étape précédente. Ce composé peut être converti en sphingosine par simple réduction de la fonction ester. A la différence des auteurs cités, la demanderesse a choisi de ne pas réduire immédiatement la fonction ester en position 1 de manière à profiter de la présence d'une seule fonction hydroxyle sur le squelette de la molécule en construction.
Description de l'étape selon l'invention permettant de passer de D à F via E ou E' :
Via E :
La synthèse de E est caractérisée en ce qu'on fait réagir le composé D sur une base de préférence de type aminé tertiaire puis on ajoute au mélange réactionnel l'acide gras R1C(0)0H en présence d'un agent de couplage peptidique comme les carbodiimides, les benzotrialzoles ou d'un mélange de tels agents de couplages, de préférence avec le dérivé triazole : N,N,N',N'-Tetramethyl-0-(lH-benzotriazol-l-yl)uronium hexafluorophosphate (HBTU) dans un solvant polaire aprotique tel que le DM F (diméthyl formamide), le THF ou de préférence un mélange des deux solvants.
La synthèse de F à partir de E est caractérisée en ce que dans une première étape on mélange E et un réactif porteur d'un groupement protecteur des fonctions alcools comme un halogénure de benzyle, le chlorure de méthoxyméthyle (MOM), le chlorure de méthoxyéthyle (MEM), le dihydropyrane (DHP), un dérivé trityle, un dérivé carboxylique comme le chlorure de benzoyle ou un dérivé silylé comme le triméthyl silyle, tert-butyldiméthysilyle, triéthyl silyle, tri-isopropyl silyle, alkyl aryl silyle : tert- butyldiphényl silyle, diméthylphényl silyle, triphénylsilyle, de préférence en utilisant le chlorure de te/t-butyldiméthyl silyle comme réactif. La réaction est conduite dans un solvant polaire comme le DMF, le dichloroéthane ou l'acétonitrile en préférant le DMF, à une température allant de 25 à 90°C jusqu'à disparition complète du produit de départ. La réaction se fait en présence d'une base faible non nucléophile telle que l'imidazole, les triazoles, ou des alkylamines destinées à piéger le chlorure d'hydrogène qui se dégage dans la réaction. De préférence, la base utilisée est l'imidazole, la pyridine, la diisopropylamine, la diisopropyl-éthylamine (DIPEA), la diméthylaminopyridine (DMAP) ou la triéthylamine.
Via E' La synthèse de E' à partir de D est caractérisée en ce qu'elle consiste à mélanger le produit D dans le DMF avec au moins 2 équivalents, de préférence entre 2 et 2,2 équivalents d'une base faible non nucléophile telle que l'imidazole, les triazoles, ou des alkylamines destinées à piéger le chlorure d'hydrogène qui se dégage dans la réaction. De préférence, la base utilisée est l'imidazole, la pyridine la diisopropylamine, la diisopropyl-éthylamine (DIPEA), la diméthylaminopyridine (DMAP) ou la triéthylamine. On ajoute ensuite au mélange réactionnel 1 équivalent d'un réactif porteur d'une fonction protectrice des fonctions alcools comme un halogénure de benzyle, le chlorure de méthoxyméthyle (MOM), le chlorure de méthoxyéthyle (MEM), le dihydropyrane (THP), un dérivé trityle, un dérivé carboxylique comme le chlorure de benzoyle ou un dérivé silylé le triméthyl silyle, tert-butyldiméthysilyle, triéthyl silyle, tri-isopropyl silyle, alkyl aryl silyle : tert-butyldiphényl silyle, diméthylphényl silyle, triphénylsilyle, de préférence en utilisant le chlorure de te/t-butyldiméthyl silyle comme réactif.
A partir de E', F est obtenu en mélangeant le composé E' avec l'acide gras R1C(0)0H en présence d'un agent de couplage peptidique comme les carbodiimides, les benzotriazoles ou d'un mélange de tels agents de couplages, de préférence avec le dérivé triazole : N,N,N',N'-Tetramethyl-0-(lH-benzotriazol-l-yl)uronium hexafluorophosphate (HBTU) dans un solvant polaire aprotique tel que le DMF, le THF ou de préférence un mélange des deux solvants.
Cette étape est une étape clé de notre procédé puisqu'à partir de maintenant, le synthon F voit l'hydroxyle en C3 protégé en milieu basique et porte en Cl une fonction ester dont la réduction permet de créer la fonction alcool primaire présente sur la sphingosine et les céramides.
La demanderesse montrera plus loin que cette structure particulière implique des conditions particulières pour cette réduction. Ces transformations successives sont quasiment quantitatives. Les dérivés de type F sont nouveaux et font partie de l'invention de la demanderesse. Cette découverte peut expliquer pourquoi l'homme du métier n'a pas réussi jusque-là à garder la fonctionnalité ester en Cl et a préféré la réduire avant de passer aux étapes suivantes. Description de l'utilisation de F pour accéder à des sphingosines, sphingomyélines ou céramides fonctionnalisés sélectivement en position 1 :
Le céramide silylé G est obtenu alors par réduction de la fonction ester en Cl avec un rendement de 90%. En particulier la demanderesse a découvert que le borohydrure de lithium permet de réduire l'ester en alcool primaire alors que le sel de sodium, même en présence de chlorure de lithium (LiCI) ne réagit que très peu. La demanderesse comprend cette spécificité comme étant due à la nature chélatante du motif F ci- dessous qui bien que très encombré par le groupement silyle n'empêche pas le lithium d'être chélaté par les trois atomes azote et oxygène favorisant ainsi l'approche des ions hydrures pour la réduction de la fonction carbox lique.
Figure imgf000013_0001
F
Le composé G est similaire aux intermédiaires décrits dans l'art antérieur, mais la demanderesse revendique un accès à ce synthon en seulement 6 étapes. Les intermédiaires F sont quant à eux originaux et portent la signature de la simplicité de la stratégie de synthèse que la demanderesse a découverte et sont de fait un des objets de l'invention.
Les étapes ultérieures ne sont pas originales puisque décrites dans plusieurs documents et ne font pas partie de l'invention. Cependant dans le but de comparer les travaux de l'art antérieur avec ce nouveau procédé de synthèse les synthèses globales des dérivés de la sphingosine ont été pratiquées avec des rendements compris entre 15 et 30% depuis l'aldéhyde de départ.
Parmi les différents sphingolipides visés, tous ont pour synthon de départ le céramide G qui est fonctionnalisé à travers différentes routes. Le céramide-l-phosphate est obtenu simplement en deux étapes par réaction de G sur POCI3 puis une déprotection de l'alcool allylique. La sphingomyéline est obtenue à partir de G comme dans le brevet US5220043 ou encore selon Dong. ; J. A. Butcher. ; Tetrahedron Letters 1991, 32, 5291 en 3 étapes. Exemples
Les analyses par résonance magnétique nucléaire ont été conduites sur un spectromètre Brucker 400 MHz. Les délacements chimiques 0 sont indiqués pour chaque produit caractérisé par rapport aux fréquences de résonance de chaque atome ('H OU 13C).
Les suivis réactionnels et identification de produits ont été effectuées par chromatographie sur couche mince (Merck, CCM gel de silice 60 F254) ou alternativement par HPTLC (HPTLC gel de silice 60 F254) à l'aide d'un robot déposeur CAMAG (Automatic TLC sampler 4) pour des mesures précises de concentration en substrat ou impuretés le cas échéant.
Les suivis GC sont effectués sur un appareil GC-FID, HP 5890 série II monté d'une colonne HP5 (30m x 0.53 mm x 0.88 um).
Les I.R. ont été enregistré sur un appareil FT-IR, spectrum one, PerkinElmer.
Les points de fusion ont été mesurés sur un appareil electothermal.
Pour les exemples de 1 à 6 : n=13, p=23 et q=0.
Les exemples 1 à 6 montrent qu'à partir de tetradécaldéhyde, il est possible de préparer la sphingomyéline qui est un céramide fonctionnalisé en Cl par un groupement phosphocholine. L'exemple 4 sert à comparer la voie qui passerait par la synthèse via la sphingosine qui nécessite 2 étapes supplémentaires ce qui met bien en évidence dans l'exemple 6 l'intérêt d'aller directement la sphingomyléine via E et F.
Exemple 1 : Synthèse du 2-e-Hexadécénal (de A à B) selon l'art antérieur : 1-Tetradécanal (composé A avec n=13) : Le tetradécanal utilisé dans cet exemple a été soit acheté chez Boc Science (85% de pureté) soit fabriqué selon le protocol décrit dans . De Luca, L. ; Giacomelli, G. ; Porcheddu, A. Org. Lett. 2001, 3, 3041-3043 ; O'Doherty et al. J. Org. Chem, 2006, 71, 6686-6689.
Synthèse de l'éthyl 2-Hexadécénoate : A une suspension d'hydrure de sodium (2.4 g, 58.85 mmol) dans le THF anhydre (40 mL) est additionné goutte à goutte et à 0 °C, le phosphonoacetate de triéthyle (9.4 mL, 47.08 mmol). Après 30 minutes d'agitation à 0°C, le tetradécanal (10.0 g, 47.08 mmol) en solution dans le THF anhydre (40 mL) est introduit en une seule fois puis le milieu réactionnel est laissé remonter à l'ambiante. La réaction est quenchée par addition d'une solution saturée en NaCI (50 mL). La phase aqueuse est alors extraite à l'éther diéthylique (3 X 200 mL). Les phases organiques sont combinées puis séchées sur MgS04, filtrées et concentrées sous vide. Le produit brut est purifié sur colonne de silice (Heptane - AcOEt : 95/5) pour conduire à un liquide incolore (12 .3 g ; 92%).
Rf = 0.24 (Hexane/Et20 : 95/5).
CPG : tr = 13.13 min (triéthylphosphonoacetate) ; tr = 15.80 min (1-tétradécanal) ; tr = 20.60 min (éthyl 2-Hexadecenoate). H NMR (400 MHz, CDCI3) : 0.87 (t, 3H, CH3) ; 1.25 (br, 20H) ; 1.28 (t, 3H, CH3) ; 1.44 (m, 2H, CH2) ; 2.18 (qd, 2H, CH2, 3J = 6.5 Hz,4 = 1.5 Hz) ; 4.18 (q, 2H, CH2) ; 5.80 (dt, 1H, 3J = 15.5 Hz, 4J = 1.5 Hz) ; 6.96 (dt, 1H, CH2,3V = 15.5 Hz,3V = 6.5 Hz).
2-e-Hexadécèn-l-ol : Le DIBAI-H (54.5 mL, 1 M dans le cylohexane, 2.4 equiv) est ajouté goutte à goutte et à 0 °C à une solution d'éthyl hexadécènoate (6.4 g, 22.66 mmol) dans le THF anhydre (20 mL). Le système est agité à 0°C et l'avancement de la réaction est suivi par CCM. De l'éther diéthylique (50 mL) et une solution aqueuse saturée en tartrate de sodium (50 mL) sont successivement introduits et l'agitation est maintenue jusqu'à l'observation de deux phases distinctes. La phase aqueuse est extraite à l'éther diéthylique (2 x 50 mL). Les phases organiques sont réunies, séchées sur MgS04 et concentrées sous vide pour conduire à une cire blanche (5.3 g ; 97%). Rf = 0.31 (Hexane/Et O : 1/1).
2
CPG : tr = 19.1 min
H NMR (400 MHz, CDCI3) : 0.87 (t, 3H, CH3) ; 1.25 (br, 22H) ; 2.03 (q, 2H, CH2,3V = 6 Hz) ; 4.09 (d, 2H,3V = 5 Hz) ; 5.66 (m, 2H). 2-e-Hexadécèn-l-al (Composé B) : A une solution de 2-€-Hexadécèn-l-ol (5.2 g ;
21.63 mmol) dans 30 mL de CH2CI2 anhydre, est additionné à 0°C, le PCC (16,3 g ; 43.26 mmol) en suspension dans 30 m L de CH2CI2 et le Cla rcel (20 g). Après 3h d'agitation à
0°C, le mélange est dilué par 20 mL d'éther, puis filtré sur silice. Le filtrat est concentré. Le produit brut est purifié sur colonne de silice (Heptane - AcOEt : 95/5) pour conduire à un solide blanc (2,86 g ; 55%).
Rf = 0.14 (Hexane/Et O : 95/5)
2
CPG : tr = 18.9 min
H NMR (400 M Hz, CDCI3) : 0.88 (t, 3H, CH3) ; 1.26 (br, 20H) ; 1.50 (m, 2H, CH2) ; 2.35 (qd, 2H,3 = 7 Hz, 4J = 1.5 Hz) ; 6.1 (ddt, 1H, 3J = 15.5 Hz, 3J = 8 Hz, 4J = 1.5 Hz) ; 6.85 (td, 1H,3 = 15.5 Hz,3J = 7 Hz) ; 9.5 (d, 1H,3V= 8 Hz).
Exemple 2 de B à D
(1R, 2R, 3S, 5/?)-(-)-Pinanediol : Dans un ballon tricol de 250 m L sont introduits le 5-(-)- 0-pinène (24.3 g ; 178.37 mmol), l'osmate de potassium dihydrate (0.36 ; 132 mg), la A/-oxide-/V-méthylmorpholine (60% dans l'eau ; 214.04 mmol ; 41.7 g) dissous dans 17.3 mL de pyridine, 107 mL d'acétone et 11.9 mL d'eau déionisée. Le mélange est alors chauffé au reflux pendant 60 heures. La réaction est alors diluée par addition de 300 mL de MTBE et 60 mL d'hexane. 200 mL d'eau sont introduits et la phase organique est décantée, lavée avec une solution d'acide citrique à 10% (on effectue cette opération avec 3 foislOO mL de la solution citrique), une solution aqueuse saturée en NaHC03 (100 mL), de la saumure (100 mL), séchée sur MgS04 et concentrée sous vide pour conduire à une huile orange foncée (24.5 g).
CPG : tr = 12.0 min (diol) ; tr = 10.9 min (lfl^SflH+^-hydroxy-S-pinanone ; 5 à 10%) (1R, 2R, 5/?)-(+)-2-hydroxy-3-Pinanone : A une solution du diol (24.5 g ; 143.9 mmol) dans 154 mL d'un mélange DMSO/CH2CI2 (1/1) est additionné à 10°C la triéthylamine (80.2 mL ; 575.6 mmol). Le complexe S03. Pyridine (68.7 g ; 431.72 mmol) est alors ajouté par portions en 30 minutes tout en maintenant une température inférieure à 20°C. Le mélange est alors agité 2 heures à 10°C puis dilué avec 300 mL d' AcOEt. La phase organique est lavée avec une solution d'HCI 0.5 N (2*150 mL), de la saumure (150 mL), séchée sur MgS04 et concentrée sous vide pour conduire à une huile orange marron. Le produit brut est purifié sur colonne de silice (Mecyclohexane - AcOEt : 9/1) pour conduire à une huile jaune (19.2 g ; 63% sur deux étapes).
CPG : tr = 10.9 min ;
H NMR (400 M Hz, CDCI3) : 0.90 (s, 3H) ; 1.30 (s, 3H) ; 1.40 (s, 3H) ; 1.70 (d, 1H, J = 12.0 Hz) ; 2.10 (m, 2H) ; 2.30 (s, 1H) ; 2.50 (m, 1H) ; 2.60 (brs, 2H).
Synthèse du (1R, 2R, 5 î)-éthyl-((2-hydroxypinan-3-ylène)amino)acétate (composé C)
Dans un monocol de 250 mL est introduit le chlorhydrate du glycinate d'éthyle (16.6 g ; 118.9 mmol) en suspension dans 100 mL de toluène distillé. De l'ammoniaque gazeux est alors fait buller dans le milieu réactionnel pendant 1 heure. Le chlorure d'ammonium généré est ensuite éliminé par simple filtration. Au filtrat est additionné la (lR,2R,5R)-(+)-2-hydroxy-3-p'manone (10.0 g ; 59,4 mmol) et quelques gouttes d'éthérate de trifluorure de bore (BF3.OEt2). Le système, équipé d'un Dean-Stark, est chauffé au reflux pendant 5 heures puis le mélange est concentré sous vide.
Le produit brut peut être purifié sur colonne de silice préimprégnée avec de la triéthylamine (5% dans l'éther) et élué à l'éther éthylique, distillé ou être utilisé tel quel dans l'étape suivante.
Rf = 0,35 (Cyclohexane - AcOEt : 1/1)
H NMR (400 M Hz, CDCI3) : 0.88 (s, 3H, CH3) ; 1.30 (t, 3H, CH3 ,J = 7.0 Hz) ; 1.34 (s, 3H, CH3) ; 1.53 (s, 3H, CH3) ; 1.57 (d, 1H, J = 10.0 Hz) ; 2.07 (m, 2H) ; 2.36 (dtt, 1H, J = 10.0 Hz ; J = 6.0 Hz ; J = 1.5 Hz) ; 2.50 (d, 2H, J = 1.5 Hz ; J = 1.0 Hz) ; 2.61 (s, 1H, OH) ; 4.17 (s, 2H, =N-CH2) ; 4.23 (q, 2H, CH2 CH3, J = 7.0 Hz).
13C NMR (100 M Hz, CDCI3) : 180,0 (C-l quat. Ester) ; 170,2 (C-l' quat. Amide) ; 76,5 (C- 2' quat.) ; 60,9 (ÇJH -CH ) ; 52,6 (C-2) ; 50,4 (C-3') ; 38,6 (C quat) ; 38,3 (C-5) ; 33,7 (C-6)
2 3
; 28,2 (CH3) ; 28,1 (C-4') ; 27,3 (CH3) ; 22,8 (CH3) ; 14,2 (CH2- ÇH3).
Le (1R, 2R, 5 ?)-ethyl-((2-hydroxypinan-3-ylene)amino)acétate (5.0 g ; 19.88 mmol) est dissous dans 9 .6 mL de CH2CI2 anhydre. Le système, placé sous atmosphère d'a rgon, est refroidi à 0°C. Le chlorure d'isopropoxyde de titane (5 .2 g ; 19.88 mmol) en solution dans 15.3 mL de CH2CI2 anhydre, le 2-€-Hexadécén-l-al (3.7 g ; 15.53 mmol) en solution dans 7.7 mL de CH2CI2 anhydre, et la triéthylamine anhydre (4.8 mL ; 34.17 mmol) sont successivement ajoutés à 0°C. Le milieu réactionnel est maintenu 4 heures à 0°C puis quenché par addition d'une solution de saumure (25 m L). La phase aqueuse est alors extraite à l'acétate d'éthyle, séchée sur MgS04 et concentrée sous vide pour conduire à une huile jaune-orangée (9.7 g, 100%) (Mélange 73/27 d'ester isopropylique et éthylique).
Rf = 0,7 (Cyclohexane - AcOEt : 1/1)
H NMR (400 M Hz, CDCI3) : 0.88 (t, 3H, J = 6.5 Hz) ; 1.50-1.10 (m, 28H, (CH2)i2 + 2 CH3) ; 1.50 (s, 3H, CH3) ; 1.53 (d, 1H) ; 2.13 (q, 2H) ; 2.18-1.95 (m, 2H) ; 2.34 (dtd, 1H) ; 2.51 (m, 1H) ; 3.25 (s, 1H) ; 3.75 (s, 1H) ; 4.15 (d, 1H, J = 6.7 Hz) ; 4.20 (dt, 1H, J = 7.0 Hz ; J = 4.0 Hz) ; 4.55 (t, 1H, J = 6.7 Hz) ; 5.05 (hept, 1H, J = 6.3 Hz, Ç_H(CH3)2) ; 5.55 (dd, 1H, J = 15.4 Hz ; J = 7.1 Hz) ; 5.70 (dt, 1H, J = 15.4 Hz ; J = 6.5 Hz).
13C NMR (100 M Hz, CDCI3) : 180,4 (C-l' quat. Ester) ; 170,0 (C-l quat amide) ; 134,6 (C- 5) ; 127,8 ; 76,7 ; 73,8 ; 68,9 (Ç_H(CH3)2) ; 67,3 ; 50,2 ; 38,6 ; 38,5 ; 34,3 ; 28,4 (CH3) ; 28,1 ; 27,4 (CH3) ; 22,8 (CH3) ; 34,3 -32,4 ; 32,1 ; 29,8 ; 29,5 ; 29,4 ; 29,2 ; 23,0 ; 22,9 ; 21,9 (C-6 à C-17, CH(CH3)2) ; 14,3.
A une solution du brut d'aldolisation (9.7 g ) da ns le THF (34 mL) est ajouté goutte à goutte une solution aqueuse d'HCI 1.2 M (133 mL). Le mélange est alors agité 72 heures à température ambiante. Le précipité blanc formé au fur et à mesure de la réaction est filtré pour donner 3.0 g du chlorhydrate d'ester (composé D) (50% sur les 2 étapes). L'extraction de la phase aqueuse à l'acétate d'éthyle permet de recycler le (1R, 2R, 5 ?)-(+)-2-hydroxy-3-pinanone. Exemple 3 : Synthèse de sphingosine et céramide selon l'art antérieur
D-erythro-sphingosine
L'aminoester chlorhydrate D (2.2 g ; 5.82 mmol) est mis en suspension dans 40 mL d'un mélange EtOH/eau (3/1). A cette suspension est ajouté le borohydrure de sodium (7.10 g ; 187.7 mmol. Le système est agité 72 heures à 0°C. La réaction est traitée par addition d'une solution saturée de NH4CI (40 mL). La phase aqueuse est extraite au CH2CI2 (on extrait 4 fois avec 100 mL de ce solvant), lavée avec de la saumure, séchée sur MgS04, filtrée et concentrée sous vide pour conduire à la sphingosine sous la forme d'un solide blanc (1.5 g ; 86%).
Rf = 0,3 (CHCI3 - MeOH - H20 : 13/6/1)
mp = 79-82°C
H NMR (400 MHz, CDCI3) : 0.90 (t, 3H, J = 6.5 Hz) ; 1.50-1.20 (m, 22H, (CH2)i2) ; 2.00 (q, 2H, J = 7.8 Hz) ; 3.15 (s, 1H, OH) ; 3.70 (m, 4H) ; 4.30 (s, 1H, OH) ; 5.40 (dd, 1H, J = 15.5 Hz ; J = 6.3 Hz) ; 5.80 (dt, 1H, J = 15.5 Hz ; J = 7.8 Hz).
13C NMR (100 MHz, CDCI3) : 134,5 ; 129,2 ; 74,4 ; 63,1 ; 56,4 ; 32,6 ; 32,1 ; 29,8 ; 29,5 ; 22,8 (C-6 à C-17) ; 14,2 (C-18).
/V-palmitoyl-D-erythro-sphingosine (céramide)
A une suspension d'HBTU (1.4 g ; 3.67 mmol) dans le DMF (7 mL) est successivement additionné l'acide palmitique (0.86 g ; 3.34 mmol) et la D-erythro-sphingosine (1.0 g ; 3.34 mmol) en solution dans le THF (45 mL). La suspension blanche obtenue est alors refroidie à 0°C et la triéthylamine (1.1 mL ; 8.04 mmol) est introduite. Le milieu réactionnel est alors agité 12 heures à température ambiante puis une solution aqueuse d'acide citrique à 5% (20 mL) est ajoutée. La suspension est filtrée puis le solide blanc obtenu est repris dans l'eau (30 mL) à température ambiante. La suspension blanche est filtrée, lavée à l'eau et séchée pendant 12 heures sous vide et à 40°C pour conduire à la /V-palmitoyl-D-erythro-sphingosine (1.6 g ; 90.0 %). H NMR (400 MHz, CDCI3) : 0.97 (6H, t) ; 1.10-1.40 (m, 46H) ; 1.62 (2H, m) ; 2.04 (2H, m, ÇJH2-CH) ; 2.21 (t, 2H, J = 8.2 Hz, ÇJH2CONH) ; 2.71 (m, 2H) ; 3.69 (m, 1H) ; 3.80-4.00 (m, 2H) ; 4.28 (m, 1H, ÇJH(OH)CH) ; 5.52 (ddt, 1H, J = 15.4 Hz ; J = 6.4 Hz ; J = 1.0 Hz, CH(OH)ÇJH) ; 5.77 (dtd, 1H, J = 15.4 Hz ; J = 6.7 Hz ; J = 1.1 Hz, CH2ÇJH) ; 6.22 (d, 1H, J = 6.8 Hz, NH). Exemple 4 Hors invention : Synthèse de céramide protégé en C3 uniquement à partir de l'exemple 3 selon l'art antérieur (composé G)
Synthèse de la 3-0-Benzoyl-/V-Palmitoyl-D-eryfhro-sphingosine
Protection en Cl
Une solution de /V-palmitoyl-D-erythro-sphingosine (0.58 g, 1.08 mmol), de triéthylamine (1.2 ml), de DMAP (5 mg) et de chlorure de trityle (0.45 g, 1.62 mmol) dans le CH Cl (14 mL) est portée à reflux pendant 60 h. Le milieu réactionnel est alors
2 2
concentré sous vide puis redissous dans 30 mL d'acétate d'éthyle. La phase organique est alors lavée avec une solution aqueuse d'HCI 1 N (30 mL), une solution aqueuse saturée en NaHC03 (30 mL), et de la saumure (30 mL), séchée sur MgS04 et concentrée sous vide. Le résidu est alors purifié par chromatographie sur gel de silice (Heptane/AcOEt : 7/3) pour conduire au A/-palmitoyl-l-0-trityl-D-erytftro-sphingosine (0.39 g, 46%).
Rf = 0.49 (CH2CI2/EtOAc/Et3N : 97/3/0.1). H NMR (400 MHz, CDCI3) : 0.88 (6H, t), 1.40-1.15 (46H, m), 1.64 (2H, m), 1.91 (2H, m), 2.20 (2H, t, J = 8.2 Hz), 3.28 (1H, dd, J = 9.6 Hz, J = 4.0 Hz), 3.40-3.35 (2H, m), 4.04 (1H, m), 4.17 (1H, m), 5.24 (1H, dd, J = 15.4 Hz, J = 6.2 Hz), 5.62 (1H, dt, J = 15.4 Hz, J = 6.6 Hz), 6.06 (1H, d, J = 7.5 Hz, NH), 7.35-7.20 (9H, m), 7.35-7.45 (6H, m).
Protection en C3
A une solution de A/-Palmitoyl-l-0-trityl-D-erytftro-sphingosine (0.39 g, 0.50 mmol) dans la pyridine est additionné la DMAP (10 mg) puis le chlorure de benzoyle (0.1 ml, 0.85 mmol). Le système est alors agité 20 heures à température ambiante, concentré sous vide puis repris dans l'acétate d'éthyle (25 mL). La phase organique est alors lavée avec une solution aqueuse saturée en NaHCO3(30 mL), lavée avec de la saumure (30 mL), séchée sur MgS04, filtrée et concentrée sous vide. Le résidu est alors purifié par chromatographie sur gel de silice (Heptane/AcOEt : 85/15 à 1/1) pour conduire au 3-0- benzoyl-A/-palmitoyl-l-0-trityl-D-erytftro-sphingosine (207 mg, 60%). Η NMR (400 MHz, CDCI3) : 0.88 (6H, t), 1.31-1.23 (46H, m), 1.56 (2H, m), 1.99 (2H, m), 2.08 (2H, t), 3.17 (1H, dd, J = 7.4 Hz, J = 3.9 Hz, CH(H')OH), 3.43 (1H, dd, J = 9.7 Hz, 3.9 Hz, CH(H')OH], 4.47 (1H, m, CH- (NHCOR)), 5.43 [1H, dd, J = 15.3 Hz, J = 7.3 Hz, CH(OCOPh)CH=], 5.75-5.60 [2H, m, NH, CH(OCOPh)], 5.86 (1H, dt, J = 15.3 Hz, J = 7.9 Hz, CH2CH=), 7.25-7.10 (9H, m), 7.40-7.30 (8H, m), 7.54 (1H, t, J = 7.5 Hz), 7.92 (2H, d, J = 7.3 Hz).
Déprotection en Cl
Une solution de 3-0-Benzoyl-/V-palmitoyl-l-0-trityl-D-eryi^ro-sphingosine (1.10 g, 1.24 mmol) et d'acide-p-toluène sulfonique monohydrate (0.23 g, 1.36 mmol) dans un mélange CH2CI2 (18 ml) et méthanol (18 ml) est agitée 3 heures à température ambiante. Le milieu réactionnel est alors concentré sous vide puis redissous dans l'acétate d'éthyle (30 mL), lavée avec une solution aqueuse saturée en NaHC03, lavée avec de la saumure (30 mL), séchée sur MgS04 et concentré sous vide. Le résidu est alors purifié par chromatographie sur gel de silice (Heptane/AcOEt : 1/1) pour conduire au 3-0-Benzoyl-A/-Palmitoyl-D-erytftro-sphingosine (0.64 g ; 80%) qui est le composé G.
Η NMR (400 MHz, CDCI3, CD3OD) : 0.87 (6H, t), 1.30-1.10 (46H, m), 1.54 (2H, m), 1.96 (2H, m), 2.14 (2H, m), 2.77 (2H, br s), 3.71 (2H, m, CH20), 4.24 (1H, m, CHN), 5.60-5.40 [2H, m, CH(OCOPh)CH=], 5.79 (1H, dt, J = 15.0 Hz, J = 6.8 Hz, CH2CH=), 6.18 (1H, d, J = 9.6 Hz, NH), 7.38 (2H, dd, J = 7.6 Hz, J = 7.2 Hz), 7.52 (1H, dd, J = 7.6, J = 7.6 Hz), 7.96 (1H, d, J = 7.2 Hz).
Exemple 5 selon l'invention : Synthèse des composés E, F et G selon l'invention.
Fixation de la chaîne grasse de l'amide (composé E) :
A une suspension d'HBTU (3.30 g ; 8.72 mmol), de sel de chlorhydrate d'ester obtenu dans l'exemple 2 (3.0 g ; 7.94 mmol) et d'acide palmitique (2.04 g ; 7.94 mmol) dans le DMF (17 mL) et le THF (106 mL) est additionné, à 0°C,la triéthylamine (2.7 mL ), goutte à goutte. Le milieu réactionnel est alors agité 6 heures à température ambiante. 120 ml de MTBE sont alors introduits et la phase organique est lavée avec de la saumure (2x100 mL), séchée sur MgS04, filtrée et concentrée sous vide. Le solide résiduel est purifié par flash chromatographie sur gel de silice pour conduire au céramide sous la forme d'un solide blanc (4.6 g ; 100%). Protection de l'alcool en C3 (composé F):
A une solution de céramide ester (4.60 g ; 8.72 mmol) et d'imidazole (1.56 g ; 23.00 mmol) dans le DMF (35 mL) est additionné le TBDMSCI (3.00 g ; 19.83 mmol) en solution dans 15 ml de DMF goutte à goutte. Le milieu réactionnel est agité 60 h à température ambiante. 150 mL de MTBE et 150 ml d'eau sont introduits. La phase organique est décantée et la phase aqueuse est extraite au MTBE (3x50 mL). Les phases organiques sont alors réunies, lavées à l'eau (lOOmL) puis avec de la saumure (100 mL), séchées sur MgS04, filtrées et concentrées sous vide. L'huile résiduelle obtenue est alors purifiée par flash chromatographie sur gel de silice pour conduire au céramide silylé (5.30 g ; 96%). On obtient alors le composé F selon l'invention.
Déprotection de l'alcool en Cl (Synthèse du composé G selon l'invention)
A une solution de céramidé silylé (1.50 g ; 2.16 mmol) dans le THF anhydre (15 mL) est additionné goutte à goutte une solution de LiBH (11.9 mL ; 2M dans le THF). Le système est alors agité 24 heures à température ambiante. 70 mL de CH2CI2 sont introduits puis la réaction est quenchée par addition de 70 ml d'une solution aqueuse saturée en NH4CI. La phase organique est alors lavée avec de la saumure (60 mL), séchée sur MgS04, filtrée et concentrée sous vide pour conduire à une huile incolore. Une purification sur gel de silice conduit à la 3-0-ieributyldimethylsilyl-/V-palmitoyl-D- erythro-shingosine (1.2 g ; 85%) sous la forme d'un solide blanc.
Comparaison entre la voie selon l'invention et la voie de l'art antérieur :
Le composé F obtenu selon les exemples 1, 2,3 et 5 a été obtenu avec un rendement molaire global de 23% à partir du tétradécaldéhyde. Le rendement pour le même composé selon la voie connue de l'art antérieur est de 3,2%. Ceci met bien en évidence l'importance d'utiliser l'intermédiaire de type E pour accéder aux précurseurs des sphyngolipides F.
Exemple 6 : synthèse d'une sphingomyléine ( à partir du composé G selon art antérieur)
/V-palmitoyl-D-eryfhro-sphingomyéline
A une solution de 3-0-t-butyldimethylsilyl-/V-palmitoyl-D-éryi^ro-sphingosine (0.5 g, 0.77 mmol) et de TMEDA (0.12 mL, 0.81 mmol) dans le toluène anhydre (12.5 ml) est additionné goutte à goutte le 2-chloro-2-oxo-l,3,2-dioxaphospholane (0.17 mL, 1.84 mmol) dissous dans 0.25 mL d'acétonitrile. Le milieu réactionnel est agité 3 heures à température ambiante puis transféré sous argon dans un tube scellé. 12.5 mL d'acétonitrile puis la triméthylamine gaz (3 mL) sont successivement introduits. Le système est alors chauffé 14 heures à 70°C, refroidit et concentré sous vide.
La 3-0- ieributyldimethylsilyl-/V-palmitoyl-D-eryi^ro-sphingomyéline est alors dissoute dans du THF (5.0 mL) puis le TBAF (1M dans le THF, 2.3 mL) est additionné. Le mélange est chauffé 14 heures à 45°C. 2.3 mL supplémentaires de TBAF sont introduits. Après 2 heures supplémentaire à 45°C la réaction est complète. La solution est concentrée sous vide puis dissoute dans 15 mL de CH2CI2, lavée à l'eau et concentrée sous vide. Le résidu obtenu est dissous dans lmL de CH2CI2 et de ml de MeOH. 7 mL d'acétone sont additionnés et le système est refroidit 2 heures à 0°C. Le précipité formé correspondant à la /V-palmitoyl-D-eryi^ro-sphingomyéline est alors filtré et séché sous vide (260 mg ; 48% sur les 3 étapes).

Claims

Revendications
1. Nouveaux intermédiaires de synthèse E, E' et F pour accéder aux dérivés de la sphingosine ou des céramides de formule générale :
Figure imgf000024_0001
E'
dans lesquels :
RI est une chaîne grasse carbonée saturée ou insaturée,
R2 est une chaîne grasse aliphatique de formule générale CnH2n+i, n étant un entier supérieur ou égal à 8 et inférieur ou égal à 35,
R3 est un radical comportant au moins 1 atome de carbone de type alkyle, aryle, alkyle- aryle éventuellement substitué,
R4 est un groupement protecteur des fonctions alcools et R4 est un radical benzyl, trityl, benzoyl, méthoxyméthyle, méthoxyéthyle, tétrahydropyryle, tri-alkyl silyle ou un alkyl-aryl silyle.
2. Nouveaux intermédiaires de synthèse E, E' et F, selon la revendication 1 pour accéder aux dérivés de la sphingosine ou des céramides de formule générale :
Figure imgf000024_0002
E'
dans lesquels :
Ri est une chaîne aliphatique linéaire ou ramifiée de formule générale CpH2P+iOr, où p est un entier supérieur à 5 et r un entier compris entre 0 et 3,
R2 est une chaîne aliphatique de formule générale CnH2n+i, n étant un entier supérieur ou égal à 8 et inférieur ou égal à 35, R3 est un radical comportant au moins 1 atome de carbone de type alkyle, aryle, alkyle- aryle éventuellement substitué,
R4 est un groupement protecteur des fonctions alcools et R4 est un radical benzyl, trityl, benzoyl, méthoxyméthyle, méthoxyéthyle, tétrahydropyryle, tri-alkyl silyle ou un alkyl-aryl silyle.
3. Nouveaux intermédiaires selon les revendications 1 et 2 dans lesquels Ri est une chaîne aliphatique linéaire ou ramifiée de formule générale CpH2P+iOr, où p est un entier compris entre 8 et 35, de préférence linéaire, et r un entier compris entre 0 et 2.
4. Nouveaux intermédiaires selon les revendications 1 à 3 dans lesquels p est égal à 15 et r est nul.
5. Nouveaux intermédiaires selon les revendications 1 à 4 da ns les quels R2 est caractérisé en ce que n est un entier compris entre 10 et 20.
6. Nouveaux intermédiaires selon les revendications 1 à 5 dans les quels n vaut 13.
7. Nouveaux intermédiaires selon les revendications 1 à 6 da ns les quels R3 est un radical carboné de type alkyle.
8. Nouveaux intermédiaires selon les revendications 1 à 7 da ns les quels R3 est un groupement méthyle, éthylepropyle ou isopropyle.
9. Nouveaux intermédiaires selon les revendications 1 à 8 da ns les quels R4 est un tri-alkyl silyle ou un alkyl-aryl silyle.
10. Nouveaux intermédiaires selon les revendications 1 à 8 da ns les quels R4 est un groupement triméthyll silyle, tert-butyl diméthysilyle, triéthyl silyle, tri- isopropylsilyle, tert-butyldiphényl silyle, diméthylphényl silyle, triphényl silyle.
11. Nouveaux intermédiaires selon les revendications 1 à 10 dans les quels
R4 est un groupement te/t-butyldiméthyl silyle.
12. Utilisation des composés E ou E' définis dans revendications 1 à 11 pour fabriquer les composés F.
13. Utilisation d'un intermédiaire de type F défini dans les revendications 1 à 11 pour synthétiser les molécules G de formule générale :
Figure imgf000026_0001
Dans lesquels Rlt R2 et R4 sont définis selon l'une des revendications 1 à 6 et 9 à 11.
14. Procédé pour transformer les intermédiaires de type F en composé de type G caractérisé en ce que la réduction du composé F est effectuée au moyen de borohydrure de lithium.
15. Procédé pour transformer E en F caractérisé en ce qu'il consiste en :
• dans une première étape on mélange E et un réactif porteur d'un groupement protecteur des fonctions alcools tels que les groupements benzyl, trityl, méthoxyméthyle, méthoxyéthyle, dihydropyryle, triméthyl silyle, tert-butyl diméthyl silyle, triéthyl silyle, tri-isopropylsilyle, tert-butyldiphényl silyle, diméthylphényl silyle, triphényl silyle.
• La réaction est conduite dans un solvant polaire choisi parmi le diméthyl formamide, le dichloroéthane ou l'acétonitrile à une température allant de 25 à 90°C jusqu'à disparition complète du produit de départ.
· On ajoute au milieu réactionnel une base faible non nucléophile.
16. Procédé selon la revendication 15 dans lequel le réactif protecteur des alcools utilisé est un halogénure de benzyl, de trityl, de méthoxyméthyle, de méthoxyéthyle, de dihydropyryle, de triméthyl silyle, de tert-butyl diméthyl silyle, de triéthyl silyle, de tri-isopropylsilyle, de tert-butyldiphényl silyle, de diméthylphényl silyle, de triphényl silyle.
17. Procédé selon la revendication 16 dans lequel le réactif protecteur des alcools utilisés est le chlorure de tert-butyldiméthyl silyle.
18. Procédé selon les revendications 15 à 17 dans lequel la base faible non nucléophile est choisie parmi l'imidazole, la pyridine, la diisopropylamine, la diisopropyléthyl aminé (DIPEA), la diméthylamino pyridine (DMAP) ou la triéthyl aminé.
19. Procédé selon les revendications 15 à 18 dans lequel le solvant de réaction est le diméthyl formamide et la température comprise entre 20 et 70°C.
20. Procédé de transformation de E' en F caractérisé en ce que :
• On mélange le composé E' avec l'acide gras R1C(0)0H en présence d'un agent de couplage peptidique comme les carbodiimides, les benzotrialzoles ou d'un mélange de tels agents de couplages, dans un solvant polaire aprotique tel que le DMF, le THF ou de préférence un mélange des deux solvants.
• La réaction est maintenue sous agitation à une température comprise entre 20 et 70°C jusqu'à disparition des produits de départ.
21. Procédé selon la revendication 20 dans lequel l'agent de couplage peptidique est le dérivé benzotriazole : N,N,N',N'-tétramethyl-0-(lH-benzotriazol-l-yl) uronium hexa fluorophosphate (HBTU).
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