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Verfahren zur Herstellung von neuen Indolderivaten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bisher nicht beschriebenen Indolderivaten.
Die beim erfindungsgemässen Verfahren gebildeten neuen Verbindungen gehören zwei Typen an.
Die eine Type umfasst 3-Indolylsuccinimid und N-substituierte Derivate des 3-Indolylsuccinimids der allgemeinen Formel I :
EMI1.1
worin R Wasserstoff oder einen Alkyl-, Dialkylaminoalkyl-, (N-Morpholino) -alkyl- und (2-Pyridyl) -alkyl- Rest bedeutet und Säureadditionssalze der basischen Verbindungen. Die zweite Type umfasst 3- (3'- Indolyl)-pyrrolidin und N-substituierte Derivate des 3- (3' -Indolyl) -pyrrolidins der allgemeinen Formel III :
EMI1.2
worin R die oben angegebene Bedeutung hat, sowie Säureadditionssalze dieser basischen Verbindungen. Die Bezeichnung Alkyl", wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bezieht sich auf eine niedrige Alkylgruppe, die 1-5 Kohlenstoffatome enthält.
Die neuen Verbindungen werden nach dem Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung, ausgehend von 3-lndolylbernsteinsäure, hergestellt. Die einfacheren 3-Indolylsuccinimide werden durch Erhitzen von 3-Indolylbernsteinsäure mit Harnstoff, 1, 3-Dialkylharnstoff, Ammoniak oder einem substituierten Ammoniakderivat erhalten. Die 3- (3'-Indolyl)-pyrrolidine werden umgekehrt aus den 3-Indolylsuccin- imiden durch Reduktion der Carbonylgruppen mit einem geeigneten Reduktionsmittel hergestellt.
Die 3- (3'-Indolyl) -pyrrolidine zeigen antiserotonische und antiallergische Wirkungen sowie Wirkungen auf das Zentralnervensystem. Die 3-Indolylsuccinimide sind als Zwischenprodukte von Wert.
Die neuen 3-Indolylsuccinimidderivate werden gemäss der Erfindung durch Umsetzung von 3-Indolyl- bernsteinsäure mit Harnstoff, Dialkylharnstoffen oder Verbindungen der Formel II :
NH, R (II) (II) erhalten, worin R die oben angegebene Bedeutung hat.
Beim Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Harnstoff oder Dialkylharnstoffen besonders vorteilhaft, weil dadurch die Anwendung von niedrigersiedenden Aminen und Ammoniak oder Ammoniumhydroxyd bei dieser Art der Reaktion vermieden werden kann. Alle 3-Indolylsuccinimidderivate können jedoch auch durch Umsetzung von 3-Indolylbernsteinsäure mit einer Verbindung der allgemeinen Formel II, worin R die oben angegebene Bedeutung hat, erhalten werden.
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Die neuen 3- (3'-Indolyl)-pyrrolidine werden durch Reduzieren der 3-Indolylsuccinimide mittels geeigneter Reduktionsmittel, wie Lithiumaluminiumhydrid, nach dem folgenden Schema
EMI2.1
worin R die oben angegebene Bedeutung hat, erhalten.
Abgesehen vom 3-Indolylsuccinimid und den N-Alkyl-3-indolylsuccinimiden zeigen alle gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Verbindungen eine genügende Basizität, um nicht-toxische
Salze mit anorganischen Säuren, wie Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Jodwasserstoffsäure, Schwefelsäure,
Salpetersäure, Phosphorsäure u. dgl., und organische Säuren, wie Essigsäure, Propionsäure, Citronensäure, Weinsäure u. dgl., zu bilden. Diese Säureadditionssalze können nach einem allgemein anwendbaren Verfahren dadurch hergestellt werden, dass die basische Verbindung mit der Säure, vorzugsweise in
Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, zur Reaktion gebracht wird.
Die neuen 3-Indolylsuccinimide und die 3-Indolylpyrrolidine werden am bequemsten unter Verwendung von 3-Indolylbernsteinsäure als Ausgangsverbindung hergestellt. Dabei können 3-Indolylsuccinimid und die N-Alkyl-3-succinimide aus Indolylbernsteinsäure durch zwei verschiedene Methoden hergestellt werden. Das bevorzugte Syntheseverfahren umfasst das Erhitzen eines innigen Gemisches von Harnstoff oder 1, 3-Dialkylharnstoff mit 3-Indolylbernsteinsäure. Im allgemeinen liegt der angewendete Temperaturbereich zwischen dem Schmelzpunkt der Harnstoffverbindung und dem Schmelzpunkt der 3-Indolylbernsteinsäure. Wenn also Harnstoff verwendet wird, so kann eine Temperatur im Bereich von 135 bis 2000 C angewendet werden.
Vorzugsweise wird eine Temperatur im Bereich von 160 bis 1900 C eingestellt, die eine rasche Umsetzung ohne Zersetzung überschüssiger Mengen der 3-Indolylbernsteinsäure ermöglicht. Ein anderes Syntheseverfahren umfasst die Umsetzung von 3-Indolylbernsteinsäure mit Ammoniak oder einem Alkylamin. Werden 3-Indolylbernsteinsäure und Ammoniak zur Reaktion gebracht, so wird die Säure zuerst zum Diammoniumsalz umgesetzt und dieses wird dann, um den Ringschluss zu bewirken, langsam auf eine Temperatur von etwa 2350 C erhitzt.
Beim erfindungsgemässen Verfahren kann auch von der Umsetzung der 3-Indolylbernsteinsäure mit einer Aminoverbindung in einem geeigneten Lösungsmittel unter Sieden der Reaktionsmischung unter Rückflusskühlung bei gleichzeitiger Entfernung des gebildeten Wassers Gebrauch gemacht werden. Dabei kann eines der folgenden Lösungsmittel mit zufriedenstellendem Ergebnis angewendet werden : Aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol usw. ; Äther, wie Diäthyläther, Dipropyläther, Dioxan, usw. ; höhersiedende aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexane, Heptane, usw.
Die neuen Indolylpyrrolidine werden durch Reduktion der Carbonylgruppen der Indolylbernsteinsäureamide mittels geeigneter Reduktionsmittel erhalten. Als Reduktionsmittel können Zinkstaub im sauren Milieu, Natriumalkoholat oder katalytisch erregter Wasserstoff verwendet werden. Das bevorzugte Reduktionsmittel ist eines der Metallhydridtype, wie Lithiumaluminiumhydrid, das an sich bekannt ist.
Geeignete Lösungsmittel für diese Reduktion umfassen Diäthyläther, Dioxan, Tetrahydrofuran und Diäthylenglykoldimethyläther. Zur Durchführung einer solchen Reduktion kann zu einer Aufschlämmung des Hydrids im Lösungsmittel eine Lösung des Imids zugesetzt werden. Die Zugabegeschwindigkeit wird so eingeregelt, dass ein lebhafter Rückfluss aufrechterhalten wird ; nach Beendigung der Zugabe der Imidlösung wird die Reaktionsmischung eine weitere Zeit lang erhitzt, um eine vollständige Reduktion der Imidverbindung zu gewährleisten. Die Reaktionsmischung wird dann durch allmählichen Zusatz von Wasser zersetzt und das feste, anorganische Material wird abfiltriert.
Beispiel 1 : 3-Indolylsuccinimid.
Eine innige Mischung von 35 g (0, 15 Mole) 3-Indolylbernsteinsäure und 70 g (0, 46 Mole) Harnstoff wird in einem Kolben, der mit einem Luftkühler ausgestattet ist, in ein Ölbad bei 1600 C eingebracht.
Die Badtemperatur wird während 30 min auf 1850 C erhöht und dann 21/2 h im Bereich von 180 bis 1900 C aufrechterhalten. Während des Anfangsabschnittes des Erhitzens auf 180-190 C tritt eine lebhafte Ammoniakentwicklung auf. Nach Beendigung der Erhitzung wird die heisse Schmelze mit 250 ml Wasser behandelt, abgekühlt und filtriert. Durch Umkristallisation des Rohproduktes aus Methanol
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08 Mole ; 53% d.=ines Schmelzpunkt von 197 bis 1980 C.
EMI2.3
<tb>
<tb> Analyse <SEP> : <SEP> G <SEP> HioNsO <SEP> : <SEP> Berechnet <SEP> : <SEP> C <SEP> 67, <SEP> 29%, <SEP> H <SEP> 4, <SEP> 67%. <SEP>
<tb>
Gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 67, <SEP> 33%, <SEP> H <SEP> 4, <SEP> 70%. <SEP>
<tb>
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Beispiel 2 : 3-Indolylsuccinimid.
4 g (0, 017 Mole) 3-Indolylbernsteinsäure werden langsam zu 5 ml konzentrierter Ammoniaklösung gegeben, die in einem Rundkolben enthalten ist. Die entstehende Lösung wird langsam auf eine Temperatur von etwa 230 C erhitzt. Nach Erreichen dieser Temperatur unterbricht man das Erhitzen und lässt die braune viskose Reaktionsmischung langsam auf Zimmertemperatur abkühlen. Das gekühlte, harzartige Reaktionsprodukt wird in Diäthyläther gelöst und über Nacht stehengelassen. Am Ende dieses Zeitabschnittes hat sich eine kristallisierte Masse gebildet ; diese Kristalle werden abfiltriert. Nach Umkristallisation aus Äthanol/Wasser (etwa 50% Äthanol) und 95%igem Äthanol erhält man 3 g (0, 014 Mole ; 82, 5% d.
Th. ) eines Rohproduktes mit einem Smp. von 175 bis 1780 C. Das Rohprodukt wird zweimal aus 95% igem Äthanol umkristallisiert und ergibt ein reines Produkt mit einem Smp. von 194 bis 195 C.
EMI3.1
<tb>
<tb> Analyse <SEP> : <SEP> C12H10N2O2: <SEP> Berechnet: <SEP> C <SEP> 67, <SEP> 29%, <SEP> H <SEP> 4, <SEP> 67%, <SEP> N <SEP> 13, <SEP> 08%. <SEP>
<tb>
Gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 67, <SEP> 4%, <SEP> H <SEP> 4, <SEP> 89%, <SEP> N <SEP> 12, <SEP> 8%. <SEP>
<tb>
Beispiel 3 : N-Methyl-3-indolylsuccinimid.
EMI3.2
7methylharnstoff, die in einem mit einem Luftkühler versehenen Kolben enthalten ist, wird bei 165 C in ein Ölbad eingebracht. Die Temperatur des Ölbades wird während 10 min auf 185 C erhöht und 1 h bei 180-190 C belassen. Die heisse Mischung wird mit Wasser verdünnt, abgekühlt und filtriert.
Durch Umkristallisation des Rohproduktes aus Acetonitril erhält man 8 g (0, 035 Mole, 70, 7% d. Th.) N-Methvl-3-indolvlsuccinimid mit einem Smo. von 177. 5 bis 1790 C.
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<tb>
<tb>
Analyse <SEP> : <SEP> C12H12N2O2: <SEP> Berechnet: <SEP> G <SEP> 78,14%, <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 30%. <SEP>
<tb>
Gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 68, <SEP> 12%, <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 14%. <SEP>
<tb>
Die Verwendung anderer dialkylsubstituierter Harnstoffe an Stelle des Dimethylharnstoffs führt beim Verfahren des Beispiels 3 zur Bildung der entsprechenden N-Alkyl-3-indolylsuccinimide. So werden z. B. bei Anwendung von Dialkylharnstoffen, wie Diäthyl-, Dipropyl-, Di-tert.-butyl- und Dipentylharnstoffen, gute Ausbeuten an entsprechenden N-Äthyl-, N-Propyl-, N-tert.-Butyl-und N-Pentyl-3indolylsuccinimiden erhalten.
EMI3.4
4 : N- [2- (N'-MorphoIino)-äthyl]-3-indolylsuccinimid.3, 7 ml Wasser mittels einer Dean-Stark-Apparatur abgezogen. Die entstehende Lösung wird von einer geringen Menge eines Gummis im Kolben dekantiert und filtriert. Nach etwa 12stündigem Stehen bei Zimmertemperatur hat sich eine grosse Menge kristallisierten Materials abgeschieden ; dieses wird abgetrennt und getrocknet.
Durch Einengen der Mutterlaugen erhält man eine zweite Menge an Rohprodukt. Das Gesamtgewicht des erhaltenen Rohproduktes beträgt 30, 2 g (0, 092 Mole ; 92% d. Th. ). Smp. = 103, 5 bis 108 C. Nach Umkristallisation dieses Materials aus 95% igem Äthanol erhält man Kristalle mit einem Schmelzintervall von 107 bis 108, 5 C.
EMI3.5
<tb>
<tb>
Analyse <SEP> :C18H21N3O3: <SEP> Berechnet: <SEP> C <SEP> 66, <SEP> 03%, <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 47%. <SEP>
<tb>
Gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 66,65%, <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 46%. <SEP>
<tb>
Beispiel5 :N-[2-(N'-Morpholino)-äthyl]-3-indolysuccinimid-hydrochlorid.
Das Hydrochlorid wird durch Auflösen von 21 g des Amins von N-[2-(N'-Morpholino)-äthyl]-3indolylsuccinimid in 200 ml absolutem Methanol und Zugabe eines Überschusses an methanolischer Salzsäure hergestellt. Das Reaktionsprodukt wird im Vakuum bis zur Sirupdicke eingeengt. Der Sirup wird mit Äthylacetat verdünnt, bis eine schwere Fällung entsteht. Diese Fällung wird aus einer Mischung aus Methanol und Äthyläther umkristallisiert, wobei Kristalle mit einem Schmelzintervall von 172, 5 bis 174, 5 C entstehen.
EMI3.6
<tb>
<tb>
Analyse <SEP> :C18H22ClN3O3: <SEP> Berechnet: <SEP> C <SEP> 59,5%, <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 16%. <SEP>
<tb>
Gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 59, <SEP> 31%, <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 82%.
<tb>
EMI3.7
einer geringen Menge eines gummiartigen Materials abfiltriert und dann in einem Kühlraum stehen gelassen. Die entstehende weisse Fällung wird abgetrennt und getrocknet, wobei 31, 7 g (93% d. Th. ) eines Rohproduktes erhalten werden. Durch Umkristallisieren des Rohproduktes aus Äthylacetat erhält man 25 g (0, 073 Mole ; 73% d. Th. ) eines reinen Produktes mit dem Smp. von 138 bis 139, 5 C.
EMI3.8
<tb>
<tb>
Analyse <SEP> : <SEP> C <SEP> NgOg <SEP> : <SEP> Berechnet <SEP> : <SEP> C <SEP> 66, <SEP> 84%, <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 79%. <SEP>
<tb>
Gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 66,76%, <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 62%. <SEP>
<tb>
Beispiel 7 : N-[2-(2'-Pyridyl)-äthyl]-3-indolylsuccinimid.
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Menge an Wasser unter Rückfluss erhitzt. Die Reaktionsmischung wird durch Abtreiben von etwa 150 ml Toluol eingeengt und nach der Abkühlung wird ein schweres Öl erhalten. Durch Anreiben des teilweise kristallisierten Öls erhält man ein vollständig kristallines Produkt. Nach Abtrennung und Trocknung
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mit einem Smp. von 151 bis 153 C. an.
EMI4.2
<tb>
<tb> Analyse <SEP> : <SEP> C10H17N3O2: <SEP> Berechnet: <SEP> C <SEP> 71,45%, <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 37%. <SEP>
<tb>
Gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 71, <SEP> 25%, <SEP> H <SEP> 5, <SEP> 42%. <SEP>
<tb>
Bei Verwendung anderer (2- Pyridyl) -alkylamine im Verfahren nach Beispiel 7 erhält man ähnliche Ergebnisse. So erhält man z. B. bei Verwendung von Aminverbindungen, wie 4- (2'-Pyridyl)-l-amiro-
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imid.
Beispiel 8 : 3-(3'-Indolyl)-pyrrolidin.
Eine Aufschlämmung von 10, 2 g (0, 27 Mole) Lithiumaluminiumhydrid in 200 ml Dioxan wird unter Rückflusskühlung auf eine Temperatur knapp unterhalb der Siedetemperatur erhitzt und die Lösung wird in einer solchen Geschwindigkeit mit 18, 7 g (0, 087 Mole) 3-Indolylsuccinimid in 150 ml Dioxan unter heftigem Rühren des Schlammes versetzt, dass ein lebhaftes Sieden der Reaktionsmischung eintritt.
Nach Beendigung der Zugabe der Imidlösung werden weitere 100 ml Dioxan zur Reaktionsmischung gegeben und es wird weitere 17 h unter Rückfluss erhitzt. Am Ende dieses Abschnittes wird die Lösung abgekühlt und unter Zugabe von Eiswasser zersetzt. Die Fällung des Feststoffes wird durch Abfiltrieren entfernt und mit Dioxan gewaschen. Die Dioxanlösung wird dann im Vakuum eingeengt.
Der grössere Teil des verbleibenden braunen Öls wird in Äthyläther gelöst und dadurch von einem in Äther unlöslichen Anteil abgetrennt. Die ätherische Lösung wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand (16 g) kristallisiert nach Stehenlassen und wird aus Äthylacetat umkristallisiert. Dabei erhält man 6, 8 g (0, 036 Mole ; 13, 5% d. Th. ) eines halbfesten Produktes mit einem Smp. von 99, 5 bis 103 C. Eine zweite Umkristallisation aus Äthylacetat liefert ein reineres Produkt mit einem Smp. von 102 bis 104, 5 C.
Beispiel9 :3-(3'-Indolyl)-N-methylpyrrolidin.
Eine Aufschlämmung aus 15, 2 g (0, 40 Mole) Lithiumaluminiumhydrid und 400 ml trockenem Dioxan wird unter Rückflusskühlung auf eine knapp unter der Siedetemperatur liegende Temperatur erhitzt und eine Lösung von 22, 8 g (0, 10 Mole) N-Methyl-3-indolylsuccinimid in 300 ml Dioxan wird dann unter kräftigem Rühren des Schlammes von Lithiumaluminiumhydrid in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, dass ein lebhaftes Sieden der Reaktionsmischung eintritt. Nach Beendigung der Zugabe der Imidlösung (45 min) wird die Mischung weitere 21 h unter Rückfluss erhitzt. Am Ende dieses Zeitabschnittes wird die Reaktionsmischung abgekühlt und es wird so lange langsam Eiswasser zugegeben, bis an Stelle des grauen Lithiumaluminiumhydrids ein weisser Festkörper vorlag. Die Reaktionsmischung wird abfiltriert und der feste Rückstand wird mit Dioxan gewaschen.
Die dabei entstehenden Dioxanwaschflüssigkeiten werden mit der Reaktionsmischung vereinigt. Nach Entfernung des Dioxans im Vakuum bleibt ein langsam kristallisierendes blassgelbes Öl zurück. Es werden 17 g Rohprodukt (0, 85 Mole ; 85 0 d. Th. ) erhalten. Durch Umkristallisation des Rohproduktes aus Äthylacetat erhält man weisse Kristalle, die einen Smp. zwischen 111, 5 und 113 C aufweisen.
EMI4.4
<tb>
<tb> Analyse <SEP> :C13H15N2: <SEP> Berechnet: <SEP> C <SEP> 77,96%, <SEP> H <SEP> 9, <SEP> 05%. <SEP>
<tb>
Gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 78, <SEP> 45%, <SEP> H <SEP> 8, <SEP> 27%. <SEP>
<tb>
EMI4.5
<Desc/Clms Page number 5>
(2-Butyl)-3-indolylsuccinimid,Das rohe Dihydrochlorid wird aus Methanol umkristallisiert, abgetrennt und getrocknet. Es werden 24, 4 g (0, 09 Mole ; 75% d. Th. ) des reinen Produktes mit einem Smp. von 256, 5 bis 2570 erhalten.
EMI5.1
<tb>
<tb> Analyse <SEP> :C18H26N3OCl2: <SEP> Berechnet: <SEP> C <SEP> 58,00%, <SEP> H <SEP> 7, <SEP> 30%. <SEP>
<tb>
Gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 58,19%, <SEP> H <SEP> 7, <SEP> 36%. <SEP>
<tb>
Durch Reduktion von andern N-[(N'-Morpholino)-alkyl]-3-indolysuccinimiden, wie N- [3- (N'- Morpholino)-propyl]-3-indolylsuccinimid und N-[2'-(N'-Morpholino)-2-methyläthyl]-3-indolylsuccinimid nach dem Verfahren des Beispiels 10 erhält man wesentliche Mengen der entsprechenden 3-(3'-Indolyl)-
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entfernt. Die hellgelb gefärbte Lösung wird von einer geringen Menge eines Gummis abfiltriert und abkühlen gelassen. Nach dem Abkühlen wird eine beträchtliche Menge N- [ (2-Diäthylamino)-äthyl]-3- indolylsuccinimid erhalten.
Beispiel 12 :3-(3'-Indolyl)-N-[2-N'-(diäthyl)-aminoäthyl]-pyrrolidin.
Eine Lösung von 31, 3 g (0, 10 Mole) N-[2-N'-(Diäthyl)-aminoäthyl]-(3'-indolyl)-succinimid in 150 ml Diäthyläther wird unter heftigem Rühren zu einer Suspension von 11, 4 g (0, 03 Mole) Lithiumaluminiumhydrid in 300 ml Diäthyläther gegeben. Die Zugabegeschwindigkeit wird so eingestellt, dass ein lebhaftes Sieden unter Rückfluss gewährleistet ist. Nach Beendigung der Zugabe wird die Reaktionsmischung
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allmählichem Zusatz von Eiswasser zersetzt. Der gebildete weisse Festkörper wird abfiltriert und mit Äther gewaschen. Die ätherische Lösung wird von der wässerigen Phase getrennt, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Durch Destillation des Rückstandes erhält man 12 g (0, 042 Mole ; 42O) d. Th. ) eines gelben öligen Produktes.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von neuen Indolderivaten der allgemeinen Formeln I bzw. III :
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worin R Wasserstoff, Alkyl, Dialkylaminoalkyl, (N-Morpholino)-alkyl und (2-Pyridyl) -alkyl bedeutet, sowie von deren Salzen mit organischen oder anorganischen Säuren, dadurch gekennzeichnet, dass man 3-Indolylbernsteinsäure mit Harnstoff, 1,2-Dialkylharnstoffen oder Verbindungen der allgemeinen Formel :
NH, R (II), worin R die oben angegebene Bedeutung hat, umsetzt bzw. die dabei gebildeten neuen Verbindungen der Formel I zwecks Reduktion der Carbonylgruppen des Imids und Reduktionsmitteln behandelt und gewünschtenfalls die erhaltenen Basen in Salze überführt.