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PRODUITS D’AMIDIFICATION ET DE N-ALKYLATIONS
INTRODUCTION
Bien que la plupart des bactéries soient très bénéfiques et inoffensives pour l’Homme, les animaux et les plantes, malheureusement certaines sont néfastes et pathogènes en provoquant plusieurs maladies qui peuvent être très graves, et d’autres sont à l’origine de plusieurs dégâts en agriculture. La lutte contre ces microorganismes nuisibles a, donc, constitué un grand défi depuis l’antiquité.[1] Pour combattre cette pathogénicité, l’Homme utilisait, jadis, des extraits de plantes sans comprendre le mécanisme par lequel ces remèdes naturels agissaient. [Voir chatpfe.com] Cependant, la découverte fortuite de la pénicilline en 1929 par A .Fleming, était à l’origine d’une des plus grandes révolutions du monde médical par l’ouverture de l’ère de l’antibiothérapie. Depuis, la quête de nouveaux antibiotiques se poursuit de plus belle. Avec la découverte des antibiotiques, l’humanité a disposé d’un moyen et d’un remède extrêmement efficace contre les bactéries pathogènes qui l’accablaient depuis des millénaires. Malheureusement, l’émergence de bactéries résistantes aux antibiotiques a mis un terme à l’espoir de pouvoir éradiquer l’ensemble des maladies infectieuses.[3]. Pour se protéger de l’action des antibiotiques, les bactéries ont élaboré plusieurs stratégies conduisant à la diminution de la concentration intracellulaire des médicaments et donc à l’inefficacité de ces derniers.[4] Face à ce problème, les chercheurs se sont focalisés à renforcer l’arsenal en antibiotiques par le développement de nouvelles molécules qui ne soient pas encore
concernées par la résistance à l’antibiothérapie. Parmi toutes ces molécules, les quinolones représentent une classe d’antibiotiques à spectre très large permettant de traiter de nombreuses infections même résistantes à beaucoup d’autres antibiotiques.[5] cet effet, nous nous sommes intéressés à l’étude d’une nouvelle série de la 2- quinolone. Notre travail concerne la synthèse et l’identification des dérivés quinoloniques originaux ainsi que l’évaluation de leur effet antibactérien. Une première étude de relation structure-activité a été menée en déterminant l’effet de certaines substitutions du motif quinoloniques sur l’activité biologique.
Généralités sur les bactéries
Définition :
Le monde bactérien est une diversité infinie de formes et de couleurs. En bâtonnets ou arrondies, spiralées ou de structure non définies, les bactéries sont des microorganismes, monocellulaires dans leur majorité, pathogènes ou non appartenant à différentes classes. [6] 2. Classification et nomenclature des bactéries : Chaque espèce des bactéries se distingue par des caractéristiques métaboliques et morphologiques : les coccis seront plutôt courts et sphériques, les bacilles en forme de bâtonnet, d’autres peuvent être incurvés ou spiralés…En ce qui concerne les noms, le premier mot (en italique et commençant par une majuscule) correspond au genre, le deuxième (en
minuscule et aussi en italique) correspond à l’espèce : Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae…[7] Une autre classification, fréquemment utilisée, correspond à leurs réactions aux contacts de la coloration de Gram. Il s’agit d’une méthode permettant de différencier les bactéries en fonction de leur capacité de coloration variant selon la composition de leur paroi. Ainsi, les bactéries colorées en bleu-violet seront dites à Gram positif et celles en rose à Gram négatif.
Généralités sur les antibiotiques
Définition :
Les antibiotiques sont, par définition, des produits capables de tuer les micro-organismes (bactéricides) ou d’inhiber leur croissance (bactériostatiques). L’étendue de l’activité antibactérienne d’un antibiotique définit son spectre d’action : plus un antibiotique agit sur des espèces bactériennes différentes, plus son spectre est large.[9] Ils sont, majoritairement, d’origine naturelle ou des dérivés de molécules naturellement produites. Des substances antibactériennes d’origine synthétique ont été également développées.
Classification des an
Une attention très particulière a été portée sur la famille des quinolones fréquemment utilisées en pratique courante pour leur facilité d´utilisation, leur bon profil de tolérance, leur excellente biodisponibilité et leur large spectre antibactérien.
Généralités sur les quinolones
C’est une classe entièrement synthétique dont le chef de file est l’acide nalidixique découvert en 1962 et utilisé chez l’homme l’année suivante. Les quinolones ont fait l’objet de recherches très importantes aboutissant au dépôt de plus de 10 000 brevets et de la mise sur le marché des médicaments de quatre générations de ces antibiotiques devenus de plus en plus efficaces. [12]
En effet, l’ajout de l’atome de fluor dans les années 1970 a permis d’augmenter fortement la pénétration des molécules quinolones dans les cellules (jusqu’à 200 fois plus), et a favorisé la lutte contre une grande variété de germes chez l’Homme et l’animal.
Principe des réactions :
Condensation :
Cette synthèse peut être faite par la condensation de l’isatine avec l’acide malonique dans de l’acétate de sodium comme base, à la présence d’acide acétique à reflux, et a donné le 1,2- dihydro-2-oxo-quinoléine-4-carboxylique avec un bon rendement de 86% .
Estérification-N-alkylation :
Au cours de cette réaction les produits condensés subissent à la fois une estérification et une N-alkylation dans les conditions de la catalyse par transfert de phase en utilisant le carbonate de potassium comme base et le bromure de tétra-n-butylammonium (BTBA) comme catalyseur avec un iodure d’alkyle
Amidification :
Pour faire une réaction d’amidification, on effectue une chloration à une température de 140 C° avec agitation de 2 h, selon le schéma réactionnel suivant : Ensuite, on procède à une amidification qui consiste à condenser une aniline substituée ou non et le produit chloré dans le chloroforme pendant 6h. Cette réaction donne un bon rendement
Alkylation :
Les techniques classiques d’alkylation peuvent faire appel soit à des bases fortes (les alcoolates de sodium ou de potassium, l’amidure de sodium dans l’ammoniac liquide ou le dimethylformamide [20], soit à des bases faibles. Ces techniques présentent un certain nombre d’inconvénients : elles sont coûteuses, et très lentes, pour cela nous avons choisi comme méthode de synthèse, la catalyse par transfert de phase, en utilisant le BTBA comme catalyseur, le DMF comme solvant et K2CO3 comme base avec l’agent alkylant l’iodure d’éthyle Pour préparer l’acide 1,2-dihydro-2-oxo-quinoléine-4-carboxylique, on mélange 2g d’isatine (R=H,Cl,Br) avec 1,6 g de l’acide malonique et 0,1g d’acétate de sodium en présence de 30 ml d’acide acétique. On porte à reflux pendant 24 heures à température de 140 C°. Après on ajoute de l’eau glacée pour faire précipiter le produit qu’on récupère par filtration sous vide. Le produit ainsi obtenu est lavé plusieurs fois par l’éther.
Réaction d’estérification :
A une solution de 10-3 mol de l’acide 1,2 dihydro-2-oxo-quinoléine-4-carboxylique, dans 10 ml de DMF on ajoute 2,5.10-3 mol d’agent alkylant (iodure de méthyle), 4.10-3 mol de K2CO3, 0,01 g (10-3 ) mol du bromure de tétra-n-butyl ammonium (BTBA). Le mélange réactionnel est agité à température ambiante dans le DMF pendant 6h. Après l’élimination des sels par filtration, le solvant est évaporé sous pression réduite et le résidu obtenu est dissous dans le dichlorométhane. La phase organique est séchée sur Na2SO4 puis concentrée sous vide. Le mélange obtenu est séparé sur colonne de gel de silice (éluant : acétate d’éthyle/hexane (1/3).
Réactions d’amidification :
Pour substituer notre acide, la réaction va passer par une chloration comme étape intermédiaire. Sur 1 g (5,29 mmol) du produit condensé, on ajoute 10 ml du chlorure de thionyle. Le mélange est porté à reflux pendant 2h. L’excès de chlorure de thionyle a été éliminé, puis le produit chloré a été utilisé immédiatement pour l’étape suivante sans aucune purification. Ensuite on a ajouté à ce produit 1 g (6,89 mmol) de phénylamine dans 10 ml de chloroforme. Le mélange réactionnel a été laissé à température ambiante pendant 6 heures puis purifié par recristallisation (DMSO /H2O).
Réaction de N-alkylation
Une quantité de10-3 mol du produit alkylé dans l’étape précédente est dissoute dans 10 ml de DMF à laquelle ajoute 2,5.10-3 mol d’agent alkylant (iodure d’éthyle), 4.10-3 mol de K2CO3 et 0,01.10-3 mol de (BTBA). Le mélange réactionnel est agité à T.A pendant 6h. Les sels sont éliminés par filtration, le DMF est évaporé sous pression réduite et le résidu obtenu est dissous dans le dichlorométhane. Apres avoir séché la phase organique par Na2SO4, on fait une concentration sous vide. Le mélange obtenu est séparé sur colonne de gel de silice (éluant : acétate d’éthyle/hexane (1/3).
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
RAPPEL BIBLIOGRAPHIQUE
I. GENERALITES SUR LES BACTERIES
1. DEFINITION 2. CLASSIFICATION ET NOMENCLATURE DES BACTERIES
II. GENERALITES SUR LES ANTIBIOTIQUES
1. DEFINITION
2 .CLASSIFICATION DES ANTIBIOTIQUES
III. GENERALITES SUR LES QUINOLONES
DIFFERENTES GENERATIONS DES QUINOLONES
PARTIE CHIMIE
I. INTRODUCTION
II. PRINCIPE DES REACTIONS
1 .CONDENSATION
2. ESTERIFICATION-N-ALKYLATION
3 .AMIDIFICATION
4. ALKYLATION
PARTIE EXPERIMENTALE
I. MODES OPERATOIRES
1. REACTION DE CYCLOCONDENSATION
2. REACTION D’ESTERIFICATION
3. REACTIONS D’AMIDIFICATION
4. REACTION DE N-ALKYLATION
II. RESULTATS :
METHODES D’IDENTIFICATION DES PRODUITS
1.PRODUIT DE CONDENSATION
2.PRODUITS D’ESTERIFICATIONS
3 PRODUITS D’AMIDIFICATION ET DE N-ALKYLATIONS
PARTIE BIOLOGIE
I. MODE OPERATOIRE
1. SOUCHES BACTERIENNES
2. DETERMINATION DE LA CONCENTRATION MINIMALE INHIBITRICE CMI
II. RESULTATS DES TESTS DE L’ACTIVITE ANTIBACTERIENNE
III. RELATIONS STRUCTURE-ACTIVITE : RSA
CONCLUSION
SCHEMA GENERALE
ANNEXES
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