Verfahren zur Herstellung von neuen 3-Alkoxy-2-sulfanilamidopyrazinen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von neuen 3-Alkoxy-2- sulfanilamidopyrazinen der Formel:
EMI0001.0007
worin X = OCHs oder OC2H., Y = H oder Br be deutet.
Die erfindungsgemäss herstellbaren Produkte stel len einen wesentlichen Beitrag in der Forschung nach neuen Depöt -Sulfonamiden dar. In dem in der Zeichnung angegebenen Reaktionsschema sind so wohl das erfindungsgemässe Verfahren als auch die Verfahrensschritte zur Herstellung der notwendigen Ausgangsstoffe für X = OCHg beispielsweise ange führt.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Herstel lung der Ausgangsstoffe III und IV des. erfindungs- gemässen Verfahrens. Zum Beispiel kann man fol- gendermassen vorgehen:
Das 2-Aminopyrazin wird gelöst in einem geeig neten polaren Lösungsmittel, wie Essigsäure, mit nicht weniger als 2 Molen Brom und bei einer Tem peratur von ungefähr -5 bis +30 C in Gegenwart von 1-3 Molen eines Alkali- oder Erdalkalisalzes einer schwachen Säure, wie Natriumazetat, Kalzium azetat, Natriumformiat und dergleichen. 3,5-Dibrom- 2-aminopyrazin (II) wird mit einem Alkalimetall- methylat, wie Natrium- oder Kaliummethylat, um gesetzt.
Dabei wird das 3-ständige Bromatom durch den Methoxyrest ersetzt, wogegen das 5-ständige Bromatom nicht reagiert und unberührt bleibt. So erhält man 2-Amino-3-methoxy-5-brompyrazin (III)
als eines der zwei oben erwähnten Ausgangsstoffe. Das 5-ständige Bromatom der Verbindung III kann mittels Hydrierung in Gegenwart eines Kata- lysators wie Palladium auf Tierkohle und eines Säure- akzeptors wie Natrium- oder Kaliumhydroxyd durch Wasserstoff ersetzt werden, wobei 2-Amino-3-meth- oxy-pyrazin (IV),
das andere der zwei oben erwähn ten Ausgangsstoffe des erfindungsgemässen Verfah rens erhalten wird.
Die Verbindung IV kann aber auch folgender- massen gewonnen werden: 2-Carbamyl-3-hydroxy- pyrazin Ia, mit Phosphoroxychlorid (POClg) umge setzt, ergibt 2-Cyan-3-chlorpyrazin (IIa), das mit einem Alkalimetallmethylat behandelt, zu 2-Cyan-3- methoxy-pyrazin (IIIa) führt,
welches mit verdünntem Wasserstoffperoxyd zum 2-Carbamyl-3-methoxy-py- razin (IVa) umgesetzt wird. Schliesslich geht IVa durch Behandlung mit einem Alkalimetallhypobro- mit in 2-Amino-3-methoxy-pyrazin IV über.
Andererseits kann 2-Amino-3-methoxy-pyrazin (IV) aus 2-Amino-3-chlorpyrazin (VIIa) durch Ein wirkung eines Alkalimetallmethylats hergestellt wer den.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die Verbindungen III oder IV oder eine entsprechende Verbindung, in der X = OC,H5 bedeutet, mit einem p-Acylaminobenzolsulfonylhalogenid, vorzugsweise p- Acetylaminobenzolsulfonylchlorid, zur Bildung eines 3,5-substituierten 2-(p-Acylaminobenzolsulfonamido)- pyrazins der folgenden Formel umgesetzt:
EMI0001.0088
worin Ac einen Acylrest darstellt.
Diese Umsetzung wird in. einem tert. Amin als Lösungsmittel, wie z. B. Pyridin, gegebenenfalls in Mischung, z. B. mit Azeton, durchgeführt.
Die dadurch gebildeten 3,5-substituierten 2-(p- Acylaminobenzol-sulfonamido)-pyrazine (Xa) werden schliesslich zu den neuen Sulfonamiden der Formel:
EMI0002.0010
mit einem Alkali, wie Natriumhydroxyd oder Kalium hydroxyd, verseift.
Diese neuen Sulfonamide sind besonders nütz lich zur Therapie bakterieller Infektionen, welche durch Staphylococcus, Streptococcus, Pneumococcus und andere Mikroben verursacht sind.
In der nachstehenden pharmakologischen Erläu terung wird, der Kürze halber, betreffs der unter suchten Sulfonamide stets die Abkürzung Sulfa <B>...</B> anstelle von Sulfanilamido <B>...</B> angebracht.
Die pharmakologischen Daten von einigen der er- findungsgemäss hergestellten Sulfapyrazinen sind in den folgenden Tabellen 1-6 erläutert.
Tabelle 1 zeigt die Minimaldosis in icg/ml (mini male Hemmungsdosis) (MID) der Verbindung (XIII), welche das Wachstum der angeführten Mikroorganis men hemmt, verglichen mit jenen von Sulfamethoxy- pyrazin (SMP) und Sulfapyrazin (SP).
Die Tests der therapeutischen Aktivität wurden an Mäusen ausgeführt, welche durch intraperitoneale Impfung (Inoculation) von Staph. pyogenes oder D. pneumonis oder Str. haemolyticus von Staph. aureus Suspensionen infiziert wurden. Die Verbin dungen wurden entweder oral oder subcutan in einer Dosis von 12,5-100 mg/kg verabreicht und die Be handlung, welche unmittelbar nach der Infektion be gann, während 5 Tagen fortgesetzt. Die Daten sind in den Tabellen 2, 3, 4, 5 wiedergegeben.
Es wurde gefunden, dass die Verbindung (XIII) sogar nach 48 Stunden noch mit therapeutisch brauchbarem Blutspiegel im Blut vorhanden war. Die Toxizität des Produktes (XIII) verglichen mit jener von Sulfamethoxypyridazin (SMP) und Sulfapyrazin (SP) ist in Tabelle 6 wiedergegeben. Die Verbindun gen wurden als Natriumsalze intravenös und als gummiartige Suspension oral verabreicht.
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<I><U>Tabelle <SEP> 1</U></I>
<tb> Mikroorganismen <SEP> MID <SEP> (Eig/ml)
<tb> XIII <SEP> SMP <SEP> SP
<tb> Staph. <SEP> aureus <SEP> 114 <SEP> 26 <SEP> 51 <SEP> 25
<tb> id. <SEP> resist. <SEP> gegen <SEP> Neomycin <SEP> 24 <SEP> 48 <SEP> 50
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Cathomycin <SEP> 100 <SEP> 23 <SEP> 200
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Tetrazyklin <SEP> 195 <SEP> 55 <SEP> 200
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Chlortetra zyklin <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 200
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Oxytetrazyklin <SEP> 148 <SEP> 95 <SEP> 200
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Crestomycin <SEP> 190 <SEP> 30 <SEP> 200
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Streptomycin <SEP> 210 <SEP> 125 <SEP> 150
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Penizillin <SEP> 53 <SEP> 28 <SEP> 250
<tb> Staph. <SEP> aureus <SEP> 503 <SEP> MB <SEP> 50 <SEP> 48 <SEP> 100
<tb> N.
<SEP> catarrhalis <SEP> 100 <SEP> 150 <SEP> 100
<tb> C. <SEP> tetragena <SEP> 75 <SEP> 22 <SEP> S. <SEP> Lutea <SEP> 80 <SEP> 25 <SEP> 150
<tb> S. <SEP> faexalis <SEP> ATCC <SEP> 8043 <SEP> 200 <SEP> 155 <SEP> 250
<tb> S. <SEP> ss-Hemolyticus <SEP> 200 <SEP> 55 <SEP> 200
<tb> B. <SEP> subtilis <SEP> ATCC <SEP> 6633 <SEP> 100 <SEP> 80 <SEP> 100
<tb> B. <SEP> anthracis <SEP> 75 <SEP> 11 <SEP> 130
<tb> Co <SEP> simplex <SEP> 180 <SEP> 50 <SEP> 220
<tb> Mycobacterium <SEP> sp. <SEP> ATCC <SEP> 607 <SEP> 50 <SEP> 25 <SEP> 70
<tb> E. <SEP> coli <SEP> ATCC <SEP> 9637 <SEP> 100 <SEP> 6,25 <SEP> 150
<tb> K. <SEP> pneumoniae <SEP> 100 <SEP> 70 <SEP> 150
<tb> S. <SEP> paratyphi <SEP> B <SEP> 248 <SEP> K <SEP> 140 <SEP> 150 <SEP> 200
<tb> S. <SEP> gallinarum <SEP> 125 <SEP> 100 <SEP> 200
<tb> S. <SEP> flexneri <SEP> var. <SEP> Y <SEP> 130 <SEP> 50 <SEP> 150
<tb> P.
<SEP> morganii <SEP> >250 <SEP> >250 <SEP> >250
<tb> P. <SEP> vulgaris <SEP> 150 <SEP> 50 <SEP> 200
<tb> P. <SEP> aeruginosa <SEP> 200 <SEP> 250 <SEP> 250
<tb> S. <SEP> marcescens <SEP> 75 <SEP> 13 <SEP> 150
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<I>Tabelle <SEP> 2</I>
<tb> Infektion: <SEP> D. <SEP> pneumoniae <SEP> i. <SEP> p. <SEP> Behandlung:
<SEP> 50-100 <SEP> mg/kg <SEP> oral <SEP> (TD <SEP> 50 <SEP> = <SEP> therapeutische <SEP> Dosis)
<tb> Verbindungen
<tb> Kontrolle <SEP> XI <SEP> XIII <SEP> SMP <SEP> SP
<tb> Dosis <SEP> (mg/kg) <SEP> - <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 100
<tb> Todesfälle <SEP> 2. <SEP> Tag <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 16 <SEP> 16
<tb> Todesfälle <SEP> 10. <SEP> Tag <SEP> 83 <SEP> 66 <SEP> 66 <SEP> 16 <SEP> 75 <SEP> 56 <SEP> 92 <SEP> 83
<tb> TD <SEP> 50 <SEP> (10 <SEP> die) <SEP> mg/kg <SEP> 165 <SEP> 62 <SEP> 120 <SEP> 410
<tb> <I>Tabelle <SEP> 3</I>
<tb> Infektion: <SEP> Staph. <SEP> pyogenes <SEP> i. <SEP> p. <SEP> Behandlung:
<SEP> 25-100 <SEP> mg/kg <SEP> oral <SEP> (TD <SEP> 50 <SEP> = <SEP> therapeutische <SEP> Dosis)
<tb> Verbindungen
<tb> Kontrolle <SEP> XIII <SEP> SMP <SEP> SP
<tb> Dosis <SEP> (mg/kg) <SEP> - <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 100
<tb> Todesfälle <SEP> 7. <SEP> Tag <SEP> 100 <SEP> 75 <SEP> 33 <SEP> 0 <SEP> 83 <SEP> 50 <SEP> 8 <SEP> 100 <SEP> 92 <SEP> 58
<tb> Todesfälle <SEP> 10. <SEP> Tag <SEP> 75 <SEP> 41 <SEP> 0 <SEP> 83 <SEP> 50 <SEP> 16 <SEP> 100 <SEP> 66
<tb> TD <SEP> 50 <SEP> (10 <SEP> die) <SEP> mg/kg <SEP> 38 <SEP> 50 <SEP> 130
EMI0003.0001
<I>Tabelle <SEP> 4</I>
<tb> Verbindungen
<tb> Kontrolle <SEP> XII <SEP> Sulfamethoxy- <SEP> Sulfapyrazin
<tb> pyridazin
<tb> Todesfälle <SEP> 5. <SEP> Tag <SEP> 100 <SEP> 8,3 <SEP> 0 <SEP> 16
<tb> Todesfälle <SEP> 10.
<SEP> Tag <SEP> 25 <SEP> 53 <SEP> 66
<tb> Infektion: <SEP> Str. <SEP> Haemolyticus <SEP> i. <SEP> p. <SEP> Behandlung: <SEP> 50 <SEP> mg/kg <SEP> oral
<tb> <I>Tabelle <SEP> 5</I>
<tb> Infektion: <SEP> Staph. <SEP> aureus <SEP> (LT <SEP> 50 <SEP> = <SEP> mittlere <SEP> Sterbezeit <SEP> in <SEP> Tagen)
<tb> Behandlung:
<SEP> 12,5-50 <SEP> mg/kg <SEP> subcutan
<tb> (PD <SEP> 50 <SEP> = <SEP> Dosis, <SEP> welche <SEP> 50 <SEP> % <SEP> der <SEP> behandelten <SEP> Mäuse <SEP> 7 <SEP> Tage <SEP> lang <SEP> schützt)
<tb> Verbindung
<tb> Kontrolle <SEP> XIII <SEP> SMP
<tb> Dosis <SEP> (mg/kg) <SEP> 12,5 <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 12,5 <SEP> 25 <SEP> 50
<tb> Todesfälle <SEP> 7.
<SEP> Tag <SEP> 100 <SEP> 83 <SEP> 51 <SEP> 30 <SEP> 100 <SEP> 55 <SEP> 33
<tb> LT <SEP> 50 <SEP> (Tage) <SEP> 4,4 <SEP> 7 <SEP> >15 <SEP> 4 <SEP> 6,2 <SEP> 15
<tb> PD <SEP> 50 <SEP> (mg/kg) <SEP> 28 <SEP> 27
EMI0003.0002
<I>Tabelle <SEP> 6</I>
<tb> Produkte <SEP> LD <SEP> 50 <SEP> LD <SEP> 50
<tb> (g/Basis/kg) <SEP> (g/Basis/kg)
<tb> intravenös <SEP> oral
<tb> XIII <SEP> 1,410 <SEP> 2,164
<tb> SMP <SEP> 0,812 <SEP> 1,802
<tb> SP <SEP> 0,630 <SEP> 10,00 <I>Beispiel 1</I> 2-Sulfanilamido-3-methoxy-5-brompyrazin 112,7 ml Brom in 375 ml Essigsäure werden bei 0 bis +2 C langsam unter Rühren einer Lösung von 95,11 g 2-Aminopyrazin und 326,
5 g Natriumazetat- trihydrat (CH,COONa. 3 11,0) in 1480 ml Essig säure zugegeben. Diese Zugabe erfordert ungefähr 2-3 Stunden und wird in der Dunkelheit ausgeführt. Die Mischung wird dann während 15-16 Stunden bei Zimmertemperatur (25 bis 30 C) stehen gelassen.
Es werden dann ungefähr 1,51 Essigsäure unter Vakuum (12-14 mm Hg) bei 35 C abdestilliert und der braune und viskose Rückstand unter Rühren in 500 g Eis wasser geleert. Um ein pH = 8 zu erhalten, wird 20o/oiges wässriges Natriumhydroxyd hinzugefügt und das Produkt dann abfiltriert und an der Luft getrock net.
Das lufttrockene Produkt wird 6mal mit 150 ml Äther extrahiert, die filtrierten ätherischen Lösungen zur Trockne abgedampft und der Rückstand (50 52 g) aus heissem Wasser kristallisiert.
Ausbeute: 34-36 g an (1I) mit einem Schmelz punkt von 114 C. 7 g 2-Anino-3,5-dibrom-pyrazin (II) werden während 9 Stunden in einer methanoli- schen Lösung von Natriummethylat (erhalten aus 0,65 g Natrium und 18,5 ml Methanol) gekocht. Bei Abkühlung wird ein kristallines Produkt erhalten, wel ches abfiltriert, einmal mit Methanol und 2-3mal mit Wasser gewaschen wird.
Ausbeute: 5,4 g an (III) mit einem Schmelzpunkt von 138 C 2,9 g p-Acetylamino-benzol-sulfonylchlo- rid werden innerhalb von ungefähr 30 min. in kleinen Anteilen einer Lösung von 2,5 g 2-Amino-3-methoxy- 5-brom-pyrazin (III) in 30 ml wasserfreiem Pyridin zugesetzt. Die Lösung wird während 20 Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen und dann die Mi schung während 6 Stunden auf 60 C erhitzt.
Unter Vakuum werden ungefähr 25 ml Pyridin abdestilliert und der Rückstand unter Rühren in 40 g Eiswasser geleert. Das Produkt wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet.
Ausbeute: 3,7 g an (X) mit einem Schmelzpunkt von 215 bis 220 C, Fp von reinem (X) (kristallisiert aus Wasser-Alkohol) = 230 bis 233 C.
2,14 g von (X) und 10 ml eines l0o/oigen wässri gen Natriumhydroxyds werden während 1 Stunde zum Sieden erhitzt. Die gekühlte Lösung wird mit 2n Chlor wasserstoffsäure schwach angesäuert (pH = 6) und der Niederschlag abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Ausbeute: 1,7 g an (XI) mit einem Schmelzpunkt von 208 bis 212 C, Fp von reinem (XI) (kristallisiert aus Alkohol) = 212 bis<B>213'</B> C.
<I>Beispiel 2</I> 2-Sulfanilamido-3-methoxy-pyrazin (XIII) 2-Amino-3-methoxy-pyrazin kann durch verschie dene Vorgänge hergestellt werden.
Beispielsweise werden 3 g Amino-3-methoxy-5- brom-pyrazin (III) in methanolischer Lösung in Ge genwart von 1 g Palladium auf Tierkohle (l0o/oig) und 0,9 g Kaliumhydroxyd bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck hydriert. Wenn die stöchio- metrische Menge an Wasserstoff absorbiert ist, wird die Suspension abfiltriert und das Filtrat zur Trockne verdampft.
Der Rückstand wird mit Azeton extrahiert, die Azeto#nlösung abgedampft und der Rückstand (1,8 g rohes IV mit einem Schmelzpunkt bei 75 bis 82 C) aus Zyklohexan kristallisiert.
Ausbeute: 1,5 g reines (IV) mit einem Schmelz- punkt von 85 C. Andererseits kann 2-Amino-3-me- thoxy-pyrazin aus 2-Carbamyl-3-hydroxy-pyrazin wie folgt hergestellt werden.
Eine Mischung aus 20 g 2-Carbamyl-3-hydroxy- pyrazin (hergestellt gemäss dem Verfahren von F. L. Muehlemann und A. R. Day, beschrieben in J. Am. Chem. Soc. 78, 1956, Seite 242) und 85 ml Phos- phoroxychlorid (POClg) wird langsam auf 100 C er hitzt.
Die Reaktion beginnt bei ungefähr 80 bis 90 C unter Entwicklung von Chlorwasserstoffgas. Die Lö sung wird während 2 Stunden auf 100 C gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt und lang sam in Eiswasser geleert. Das Produkt wird mit Chlo roform extrahiert und der organische Extrakt im Va kuum zur Trockne verdampft, wodurch 14 g eines kristallinen Rückstandes von (IIa) mit einem Schmelz punkt von 48 C erhalten werden.
19 g 2-Cyano-3-chlor-pyrazin (IIa) werden bei Raumtemperatur zu einer methanolischen Lösung von Natriummethylat (erhalten aus 3,13 g metallischem Natrium und 75 ml wasserfreiem Methanol) hinzu gefügt. Unter Ausfällung von Natriumchlorid findet eine exotherme Reaktion statt. Die Suspension wird während 2-3 Stunden zum Sieden erhitzt, dann fil triert und der Niederschlag von Natriumchlorid mit Methanol gewaschen.
Um einen neutralen pH-Wert zu erhalten, wird (wenn es notwendig ist) Essigsäure hinzugefügt und die methanolische Lösung im Va kuum zur Trockne eingedampft. Dem Rückstand wird kaltes Wasser hinzugefügt und das Produkt filtriert. Es werden 16,5 g an (IIIa) mit einem Schmelzpunkt von 56 C erhalten.
Eine Mischung von 10g (IIIa) und 140 ml eines wässrigen, mit 2n Natriumhydroxyd auf pH = 9 al kalisch gemachten, 5o/oigen Wasserstoffperoxyds wird erhitzt und unter Rühren während 4 Stunden auf 50 bis 55 C gehalten. Diese Mischung wird dann ge kühlt, mit Chloroform extrahiert und der Extrakt zur Trockne eingedampft; es werden 9 g an (IVa) mit einem Schmelzpunkt von 146 erhalten.
5,4 g 2-Carbamyl-3-methoxy-pyrazin (IVa) wer den zu einer wässrigen Natriumhypobromitlösung, welche durch Zufügen von 1,93 ml Brom zu einer Lösung von 11,86 g Kaliumhydroxyd in 140 ml Was ser bei 0 C erhalten wurde, hinzugefügt. Die Mi schung wird während 2 Stunden bei 80 C gerührt und dann im Vakuum auf ein kleines Volumen ein gedampft.
Dann wird Chlorwasserstoff zugegeben, bis die Mischung sauer reagiert.
Nach 10-20 Minuten wird die Lösung mit kon zentriertem Ammoniak auf ein pH = 9 alkalisch ge macht und das Produkt (IV) mit Chloroform extra hiert. Nach Abdampfen des Chloroforms werden 3,13 g an (IV) mit einem Schmelzpunkt von 84 bis 85 C erhalten.
Schliesslich kann 2-Amino-3-methoxy-pyrazin aus 2-Amino-3-chlor-pyrazin hergestellt werden.
70 mg 2-Amino-3-chlor-pyrazin (hergestellt ge- mäss dem Verfahren von F. L. Muehlemann und A. R. Day, beschrieben in J. Am. Chem. Soc. <I>78,</I> 1956, Seite 243) werden bei Raumtemperatur zu einer me- thanolischen Lösung von Natriummethylat (stöchio- metrische Menge) hinzugefügt. Die Lösung wird wäh rend 12 Stunden zum Sieden erhitzt, dann das Na triumchlorid abfiltriert und das Filtrat im Vakuum eingedampft.
Der Rückstand wird mit kaltem Wasser behandelt, abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Das Produkt (IV) wird in theoretischer Ausbeute und mit einem Schmelzpunkt von 85 C erhalten.
1,5 g 2-Amino-3-methoxypyrazin (IV), gelöst in 15 ml wasserfreiem Pyridin, werden unter Kühlen und Rühren mit 2,81 g -p-Acetylamino-benzol-sulfonyl- chlorid in kleinen Anteilen in ungefähr 30 Minuten behandelt. Die Mischung wird während 20 Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen und dann wäh rend 4 Stunden auf 50 C erhitzt. Die Lösung wird unter Vakuum auf 1/g ihres Volumens konzentriert und unter Rühren in Eiswasser geschüttelt. Der Niederschlag wird abfiltriert und mit Wasser ge waschen.
Es werden 2,21 g 2-(p-Acetylaminobenzol- sulfonamido)-3-methoxy-pyrazin (XII) mit einem Schmelzpunkt von 218 bis 220 C erhalten, Fp des reinen (XII) (kristallisiert aus Alkohol) = 224 C.
1,5 g von (XII) und 7-8 ml eines wässrigen 10o/oigen Natriumhydroxyds werden während 1 Stunde zum Sieden erhitzt. Die abgekühlte Lösung wird mit wässriger 2n Chlorwasserstoffsäure schwach angesäuert (pH = 6) und das Produkt abfiltriert. Ausbeute: 1,25 g 2-Sulfanilamido-3-methoxypyrazin (XIII) mit einem Schmelzpunkt von<B>175'</B> C.
Process for the preparation of new 3-alkoxy-2-sulfanilamidopyrazines The present invention relates to a process for the preparation of new 3-alkoxy-2-sulfanilamidopyrazines of the formula:
EMI0001.0007
where X = OCHs or OC2H., Y = H or Br means.
The products that can be prepared according to the invention make a significant contribution to research into new Depot sulfonamides. In the reaction scheme given in the drawing, both the process according to the invention and the process steps for preparing the necessary starting materials for X = OCHg are for example given.
There are various ways of producing the starting materials III and IV of the process according to the invention. For example, one can proceed as follows:
The 2-aminopyrazine is dissolved in a suitable polar solvent, such as acetic acid, with not less than 2 moles of bromine and at a temperature of about -5 to +30 C in the presence of 1-3 moles of an alkali or alkaline earth metal salt of a weak one Acid such as sodium acetate, calcium acetate, sodium formate and the like. 3,5-Dibromo-2-aminopyrazine (II) is reacted with an alkali metal methylate, such as sodium or potassium methylate.
The 3-position bromine atom is replaced by the methoxy radical, whereas the 5-position bromine atom does not react and remains unaffected. This gives 2-amino-3-methoxy-5-bromopyrazine (III)
as one of the two starting materials mentioned above. The 5-position bromine atom of compound III can be replaced by hydrogen by means of hydrogenation in the presence of a catalyst such as palladium on charcoal and an acid acceptor such as sodium or potassium hydroxide, with 2-amino-3-methoxy-pyrazine (IV ),
the other of the two above-mentioned starting materials of the process according to the invention is obtained.
The compound IV can also be obtained as follows: 2-carbamyl-3-hydroxypyrazine Ia, reacted with phosphorus oxychloride (POClg), gives 2-cyano-3-chloropyrazine (IIa), which is treated with an alkali metal methylate 2-cyano-3-methoxy-pyrazine (IIIa) leads,
which is reacted with dilute hydrogen peroxide to form 2-carbamyl-3-methoxy-pyrazine (IVa). Finally, IVa is converted into 2-amino-3-methoxy-pyrazine IV by treatment with an alkali metal hypobroxine.
On the other hand, 2-amino-3-methoxy-pyrazine (IV) can be prepared from 2-amino-3-chloropyrazine (VIIa) by the action of an alkali metal methylate.
According to the present invention, the compounds III or IV or a corresponding compound in which X = OC, H5 is mixed with a p-acylaminobenzenesulfonyl halide, preferably p-acetylaminobenzenesulfonyl chloride, to form a 3,5-substituted 2- (p-acylaminobenzenesulfonamido) - pyrazines of the following formula implemented:
EMI0001.0088
wherein Ac represents an acyl radical.
This implementation is in. A tert. Amine as a solvent, such as. B. pyridine, optionally in mixture, for. B. with acetone performed.
The 3,5-substituted 2- (p-acylaminobenzene-sulfonamido) -pyrazines (Xa) thus formed finally become the new sulfonamides of the formula:
EMI0002.0010
saponified with an alkali such as sodium hydroxide or potassium hydroxide.
These new sulfonamides are particularly useful for the therapy of bacterial infections caused by Staphylococcus, Streptococcus, Pneumococcus and other microbes.
In the following pharmacological explanation, for the sake of brevity, the abbreviation sulfa <B> ... </B> is always used instead of sulfanilamido <B> ... </B> with regard to the sulfonamides examined.
The pharmacological data of some of the sulfapyrazines prepared according to the invention are explained in Tables 1-6 below.
Table 1 shows the minimum dose in icg / ml (minimum inhibitory dose) (MID) of the compound (XIII), which inhibits the growth of the listed microorganisms, compared with those of sulfamethoxypyrazine (SMP) and sulfapyrazine (SP).
The tests of therapeutic activity were carried out on mice which had been immunized by intraperitoneal inoculation of Staph. pyogenes or D. pneumonis or Str. haemolyticus from Staph. aureus suspensions were infected. The compounds were administered either orally or subcutaneously at a dose of 12.5-100 mg / kg and the treatment, which began immediately after infection, continued for 5 days. The data are shown in Tables 2, 3, 4, 5.
It was found that the compound (XIII) was still present in the blood at a therapeutically useful blood level even after 48 hours. The toxicity of the product (XIII) compared with that of sulfamethoxypyridazine (SMP) and sulfapyrazine (SP) is shown in Table 6. The compounds were administered intravenously as sodium salts and orally as a gummy suspension.
EMI0002.0049
<I> <U> Table <SEP> 1 </U> </I>
<tb> Microorganisms <SEP> MID <SEP> (Eig / ml)
<tb> XIII <SEP> SMP <SEP> SP
<tb> staph. <SEP> aureus <SEP> 114 <SEP> 26 <SEP> 51 <SEP> 25
<tb> id. <SEP> resist. <SEP> against <SEP> neomycin <SEP> 24 <SEP> 48 <SEP> 50
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Cathomycin <SEP> 100 <SEP> 23 <SEP> 200
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Tetracycline <SEP> 195 <SEP> 55 <SEP> 200
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> chlorotetracycline <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 200
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Oxytetracycline <SEP> 148 <SEP> 95 <SEP> 200
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Crestomycin <SEP> 190 <SEP> 30 <SEP> 200
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Streptomycin <SEP> 210 <SEP> 125 <SEP> 150
<tb> <SEP> <SEP> <SEP> Penicillin <SEP> 53 <SEP> 28 <SEP> 250
<tb> staph. <SEP> aureus <SEP> 503 <SEP> MB <SEP> 50 <SEP> 48 <SEP> 100
<tb> N.
<SEP> catarrhalis <SEP> 100 <SEP> 150 <SEP> 100
<tb> C. <SEP> ttraga <SEP> 75 <SEP> 22 <SEP> S. <SEP> Lutea <SEP> 80 <SEP> 25 <SEP> 150
<tb> S. <SEP> faexalis <SEP> ATCC <SEP> 8043 <SEP> 200 <SEP> 155 <SEP> 250
<tb> S. <SEP> ss-Hemolyticus <SEP> 200 <SEP> 55 <SEP> 200
<tb> B. <SEP> subtilis <SEP> ATCC <SEP> 6633 <SEP> 100 <SEP> 80 <SEP> 100
<tb> B. <SEP> anthracis <SEP> 75 <SEP> 11 <SEP> 130
<tb> Co <SEP> simplex <SEP> 180 <SEP> 50 <SEP> 220
<tb> Mycobacterium <SEP> sp. <SEP> ATCC <SEP> 607 <SEP> 50 <SEP> 25 <SEP> 70
<tb> E. <SEP> coli <SEP> ATCC <SEP> 9637 <SEP> 100 <SEP> 6.25 <SEP> 150
<tb> K. <SEP> pneumoniae <SEP> 100 <SEP> 70 <SEP> 150
<tb> S. <SEP> paratyphi <SEP> B <SEP> 248 <SEP> K <SEP> 140 <SEP> 150 <SEP> 200
<tb> S. <SEP> gallinarum <SEP> 125 <SEP> 100 <SEP> 200
<tb> S. <SEP> flexneri <SEP> var. <SEP> Y <SEP> 130 <SEP> 50 <SEP> 150
<tb> P.
<SEP> morganii <SEP>> 250 <SEP>> 250 <SEP>> 250
<tb> P. <SEP> vulgaris <SEP> 150 <SEP> 50 <SEP> 200
<tb> P. <SEP> aeruginosa <SEP> 200 <SEP> 250 <SEP> 250
<tb> S. <SEP> marcescens <SEP> 75 <SEP> 13 <SEP> 150
EMI0002.0050
<I> Table <SEP> 2 </I>
<tb> Infection: <SEP> D. <SEP> pneumoniae <SEP> i. <SEP> p. <SEP> treatment:
<SEP> 50-100 <SEP> mg / kg <SEP> oral <SEP> (TD <SEP> 50 <SEP> = <SEP> therapeutic <SEP> dose)
<tb> connections
<tb> Control <SEP> XI <SEP> XIII <SEP> SMP <SEP> SP
<tb> Dose <SEP> (mg / kg) <SEP> - <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 100
<tb> Deaths <SEP> 2nd <SEP> Tag <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 16 <SEP> 16
<tb> Deaths <SEP> 10. <SEP> Tag <SEP> 83 <SEP> 66 <SEP> 66 <SEP> 16 <SEP> 75 <SEP> 56 <SEP> 92 <SEP> 83
<tb> TD <SEP> 50 <SEP> (10 <SEP> die) <SEP> mg / kg <SEP> 165 <SEP> 62 <SEP> 120 <SEP> 410
<tb> <I> Table <SEP> 3 </I>
<tb> Infection: <SEP> Staph. <SEP> pyogenes <SEP> i. <SEP> p. <SEP> treatment:
<SEP> 25-100 <SEP> mg / kg <SEP> oral <SEP> (TD <SEP> 50 <SEP> = <SEP> therapeutic <SEP> dose)
<tb> connections
<tb> Control <SEP> XIII <SEP> SMP <SEP> SP
<tb> Dose <SEP> (mg / kg) <SEP> - <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP > 100
<tb> Deaths <SEP> 7th <SEP> tag <SEP> 100 <SEP> 75 <SEP> 33 <SEP> 0 <SEP> 83 <SEP> 50 <SEP> 8 <SEP> 100 <SEP> 92 < SEP> 58
<tb> Deaths <SEP> 10. <SEP> Tag <SEP> 75 <SEP> 41 <SEP> 0 <SEP> 83 <SEP> 50 <SEP> 16 <SEP> 100 <SEP> 66
<tb> TD <SEP> 50 <SEP> (10 <SEP> die) <SEP> mg / kg <SEP> 38 <SEP> 50 <SEP> 130
EMI0003.0001
<I> Table <SEP> 4 </I>
<tb> connections
<tb> Control <SEP> XII <SEP> sulfamethoxy- <SEP> sulfapyrazine
<tb> pyridazine
<tb> Deaths <SEP> 5th <SEP> Tag <SEP> 100 <SEP> 8,3 <SEP> 0 <SEP> 16
<tb> Deaths <SEP> 10.
<SEP> Tag <SEP> 25 <SEP> 53 <SEP> 66
<tb> Infection: <SEP> Str. <SEP> Haemolyticus <SEP> i. <SEP> p. <SEP> treatment: <SEP> 50 <SEP> mg / kg <SEP> orally
<tb> <I> Table <SEP> 5 </I>
<tb> Infection: <SEP> Staph. <SEP> aureus <SEP> (LT <SEP> 50 <SEP> = <SEP> mean <SEP> time of death <SEP> in <SEP> days)
<tb> treatment:
<SEP> 12.5-50 <SEP> mg / kg <SEP> subcutaneous
<tb> (PD <SEP> 50 <SEP> = <SEP> dose, <SEP> which <SEP> 50 <SEP>% <SEP> of the <SEP> treated <SEP> mice <SEP> 7 <SEP> days <SEP> long <SEP> protects)
<tb> connection
<tb> Control <SEP> XIII <SEP> SMP
<tb> Dose <SEP> (mg / kg) <SEP> 12.5 <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 12.5 <SEP> 25 <SEP> 50
<tb> Deaths <SEP> 7.
<SEP> Tag <SEP> 100 <SEP> 83 <SEP> 51 <SEP> 30 <SEP> 100 <SEP> 55 <SEP> 33
<tb> LT <SEP> 50 <SEP> (days) <SEP> 4,4 <SEP> 7 <SEP>> 15 <SEP> 4 <SEP> 6,2 <SEP> 15
<tb> PD <SEP> 50 <SEP> (mg / kg) <SEP> 28 <SEP> 27
EMI0003.0002
<I> Table <SEP> 6 </I>
<tb> Products <SEP> LD <SEP> 50 <SEP> LD <SEP> 50
<tb> (g / basis / kg) <SEP> (g / basis / kg)
<tb> intravenous <SEP> oral
<tb> XIII <SEP> 1.410 <SEP> 2.164
<tb> SMP <SEP> 0.812 <SEP> 1.802
<tb> SP <SEP> 0.630 <SEP> 10.00 <I> Example 1 </I> 2-sulfanilamido-3-methoxy-5-bromopyrazine 112.7 ml of bromine in 375 ml of acetic acid are heated at 0 to +2 C. slowly while stirring a solution of 95.11 g of 2-aminopyrazine and 326,
5 g of sodium acetate trihydrate (CH, COONa. 3 11.0) in 1480 ml of acetic acid were added. This addition takes about 2-3 hours and is done in the dark. The mixture is then left to stand for 15-16 hours at room temperature (25-30 ° C.).
About 1.5 l of acetic acid are then distilled off under reduced pressure (12-14 mm Hg) at 35 ° C. and the brown and viscous residue is poured into 500 g of ice water with stirring. In order to obtain a pH = 8, 20% aqueous sodium hydroxide is added and the product is then filtered off and dried in the air.
The air-dry product is extracted 6 times with 150 ml of ether, the filtered ethereal solutions are evaporated to dryness and the residue (50-52 g) is crystallized from hot water.
Yield: 34-36 g of (1I) with a melting point of 114 C. 7 g of 2-amino-3,5-dibromo-pyrazine (II) are dissolved in a methanolic solution of sodium methylate (obtained from 0 , 65 g of sodium and 18.5 ml of methanol). Upon cooling, a crystalline product is obtained, which is filtered off, washed once with methanol and 2-3 times with water.
Yield: 5.4 g of (III) with a melting point of 138 C. 2.9 g of p-acetylamino-benzene-sulfonyl chloride are obtained within about 30 min. added in small portions to a solution of 2.5 g of 2-amino-3-methoxy-5-bromo-pyrazine (III) in 30 ml of anhydrous pyridine. The solution is left to stand for 20 hours at room temperature and then the mixture is heated to 60 ° C. for 6 hours.
About 25 ml of pyridine are distilled off in vacuo and the residue is poured into 40 g of ice water with stirring. The product is filtered off, washed with water and dried.
Yield: 3.7 g of (X) with a melting point of 215 to 220 C, melting point of pure (X) (crystallized from water-alcohol) = 230 to 233 C.
2.14 g of (X) and 10 ml of a 10% aqueous sodium hydroxide are heated to the boil for 1 hour. The cooled solution is weakly acidified with 2N hydrochloric acid (pH = 6) and the precipitate is filtered off, washed with water and dried. Yield: 1.7 g of (XI) with a melting point of 208 to 212 ° C., mp of pure (XI) (crystallized from alcohol) = 212 to 213 ° C.
<I> Example 2 </I> 2-sulfanilamido-3-methoxy-pyrazine (XIII) 2-amino-3-methoxy-pyrazine can be prepared by various processes.
For example, 3 g of amino-3-methoxy-5-bromopyrazine (III) are hydrogenated in methanolic solution in the presence of 1 g of palladium on charcoal (10%) and 0.9 g of potassium hydroxide at room temperature and atmospheric pressure. When the stoichiometric amount of hydrogen has been absorbed, the suspension is filtered off and the filtrate is evaporated to dryness.
The residue is extracted with acetone, the acetone solution is evaporated off and the residue (1.8 g of crude IV with a melting point of 75 to 82 ° C.) is crystallized from cyclohexane.
Yield: 1.5 g of pure (IV) with a melting point of 85 C. On the other hand, 2-amino-3-methoxy-pyrazine can be prepared from 2-carbamyl-3-hydroxy-pyrazine as follows.
A mixture of 20 g of 2-carbamyl-3-hydroxypyrazine (prepared according to the method of FL Muehlemann and AR Day, described in J. Am. Chem. Soc. 78, 1956, page 242) and 85 ml of phosphorus oxychloride ( POClg) is slowly heated to 100 C.
The reaction starts at about 80 to 90 C with evolution of hydrogen chloride gas. The solution is kept at 100 ° C. for 2 hours and then cooled to room temperature and slowly poured into ice water. The product is extracted with chloroform and the organic extract is evaporated to dryness in a vacuum, whereby 14 g of a crystalline residue of (IIa) with a melting point of 48 ° C. are obtained.
19 g of 2-cyano-3-chloropyrazine (IIa) are added at room temperature to a methanolic solution of sodium methylate (obtained from 3.13 g of metallic sodium and 75 ml of anhydrous methanol). An exothermic reaction takes place with the precipitation of sodium chloride. The suspension is heated to boiling for 2-3 hours, then filtered and the sodium chloride precipitate is washed with methanol.
In order to obtain a neutral pH value, acetic acid is added (if necessary) and the methanolic solution is evaporated to dryness in a vacuum. Cold water is added to the residue and the product is filtered. 16.5 g of (IIIa) with a melting point of 56 ° C. are obtained.
A mixture of 10 g (IIIa) and 140 ml of an aqueous 50% hydrogen peroxide made alkaline with 2N sodium hydroxide to pH = 9 is heated and kept at 50 to 55 ° C. for 4 hours with stirring. This mixture is then cooled, extracted with chloroform and the extract evaporated to dryness; 9 g of (IVa) with a melting point of 146 are obtained.
5.4 g of 2-carbamyl-3-methoxy-pyrazine (IVa) are added to an aqueous sodium hypobromite solution which is obtained at 0 ° C. by adding 1.93 ml of bromine to a solution of 11.86 g of potassium hydroxide in 140 ml of water was added. The mixture is stirred for 2 hours at 80 ° C. and then evaporated to a small volume in vacuo.
Then hydrogen chloride is added until the mixture reacts acidic.
After 10-20 minutes, the solution is made alkaline to pH = 9 with concentrated ammonia and the product (IV) is extracted with chloroform. After evaporation of the chloroform, 3.13 g of (IV) with a melting point of 84 to 85 ° C. are obtained.
Finally, 2-amino-3-methoxy-pyrazine can be produced from 2-amino-3-chloro-pyrazine.
70 mg of 2-amino-3-chloropyrazine (prepared according to the method of FL Muehlemann and AR Day, described in J. Am. Chem. Soc. 78, 1956, page 243) added at room temperature to a methanolic solution of sodium methylate (stoichiometric amount). The solution is heated to boiling during 12 hours, then the sodium chloride is filtered off and the filtrate is evaporated in vacuo.
The residue is treated with cold water, filtered off and washed with water. The product (IV) is obtained in theoretical yield and with a melting point of 85.degree.
1.5 g of 2-amino-3-methoxypyrazine (IV), dissolved in 15 ml of anhydrous pyridine, are treated with 2.81 g of p-acetylamino-benzenesulfonyl chloride in small portions in about 30 minutes, while cooling and stirring . The mixture is left to stand at room temperature for 20 hours and then heated to 50 ° C. for 4 hours. The solution is concentrated to 1 / g of its volume under vacuum and shaken in ice water with stirring. The precipitate is filtered off and washed ge with water.
2.21 g of 2- (p-acetylaminobenzene sulfonamido) -3-methoxy-pyrazine (XII) with a melting point of 218 to 220 ° C. are obtained, melting point of the pure (XII) (crystallized from alcohol) = 224 ° C.
1.5 g of (XII) and 7-8 ml of an aqueous 10% sodium hydroxide are heated to the boil for 1 hour. The cooled solution is weakly acidified with aqueous 2N hydrochloric acid (pH = 6) and the product is filtered off. Yield: 1.25 g of 2-sulfanilamido-3-methoxypyrazine (XIII) with a melting point of <B> 175 '</B> C.