Verfahren zur Herstellung von neuen heterocyclischen Verbindungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen Pyrazolidin-3,5-dion- Derivaten der Formel I
EMI1.1
worin Rt ein Wasserstoff-oder Halogenatom, eine Alkoxyl-, AcyIamino- oder Hydroxylgruppe und R2 eine niedere Alkylgruppe bedeutet, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein Hydrazobenzol Derivat der Formel II,
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worin R1' ein Wasserstoff-oder Halogenatom, eine Alkoxyl-, Acylamino- oder Acyloxygruppe bedeutet, mit einem funktionellen Derivat der Mallonsäure der Formel III
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kondensiert und eine allenfalls vorhandene Acyloxygruppe verseift.
Erfindungsgemäss kann als funktionelles Derivat der Malonsäure der Formel III ein Dihalogenid, wie beispielsweise das Dichlorid oder das Dibromid, oder ein Dialkylester, wie z. B. der Diäthylester, verwendet werden.
Die praktische Ausführung des Verfahrens ge staltet sich beispielsweise wie folgt:
Die Lösung eines HydrazobenzolDerivates, wie z. B. p-Trifluormethyl-p'-acetoxy-hydrazobenzol, p-Trifluormethyl-p'-methoxy-hydroazobenzol oder p-Trifluormethyl-hydrazobenzoi, in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie beispielsweise Methylenchlorid, Chloroform oder Dioxan, lässt man bei einer Temperatur von - 5 bis + 50 in Gegenwart einer tertiären Base, wie z. B.
Pyridin oder Triäthylamin, zu dem im gleichen Lösungsmittel gelösten Malonsäure-Derivat der Formel III, wie z. B. n-Butyl-malonsäuredichlorid, zutropfen.
Zur Vervollständigung der Reaktion wird das Ge misch noch 1 bis 5 Stunden erhitzt. Das Kondensa tionsprodukt wird aus dem Reaktionsgemisch, gegebenenfalls nach Verseifung einer allfällig vorhandenen Acyloxygruppe zur Hydroxylgruppe, nach an sich bekannten Methoden isoliert und gereinigt.
Die erfindungsgemäss hergestellten, bisher unbekannten Pyrazolidin -3,5 - dion - Derivate besitzen pharmakodynamische Eigenschaften, die sie zu wertvollen Medikamenten machen. Sie wirken bei geringer Toxizität stark antiphlogistisch und besitzen ausserdem eine spezifische antirheumatische sowie serotorinhemmende Wirkung. Sie sollen deshalb als Heihm : ttel Verwendung finden.
Darüber hinaus können die Verfahrensprodukte auch als Zwischenprodukte zur Herstellung von Me dikamenten verwendet werden.
Die als Ausgangssubstanzen verwendeten Hydrazobenzol-Derivate der Formel II sind neu. Hy drazobenzol-Derivate, worin R1' Alkoxyl oder Acyl oxy bedeutet, werden z. B. wie folgt hergestellt: p-Trifluormethylanilin wird in bekannter Weise in der Kälte diazotiert und das entstandene Diazoniumsalz mit Phenol gekuppelt.
Die Hydroxylgruppe des entstandenen p-Trifluor- methyl-p'-hydroxyazobenzols wird vor der Reduktion zum Hydrazobenzol-Derivat nach bekannten Methoden, beispielsweise mit Acetanhydrid, acyliert, oder mit einem Diazoalkan oder mit einem Dialkylsulfat veräthert, wie z. B. mit Diazomethan, Dimethylsulfat oder mit Diäthyisulfat.
Die Reduktion der Azo-Verbindungen zur entsprechenden Hydrazo-Verbindung kann entweder mit naszierendem oder mit katalytisch erregtem Wasserstoff ausgeführt werden. Zur Reduktion mit naszie rendem Wasserstoff eignet sich beispielsweise Li thiumaluminiumhydrid in Gegenwart einer Spur Kupfer-oder Eisenchlorid, Natriumamalgam in wäss- rigem Äthanol, Zinkstaub in Pyridin unter Zusatz von Eisessig, Zink/Ammorriak in Äthanol oder ammoniakalisch / alkoholischer Schwefelwasserstoff.
Die Reduktion mit katalytisch erregtem Wasserstoff erfolgt vorzugsweise mit Palladium bei Atmosphärendruck und gewöhnlicher Temperatur.
Sind Ausgangssubstanzen der Formel II, worin R1', eine Acylaminogruppe oder Wasserstoff bedeutet, erwünscht, so verfährt man z. B. in der Weise, dass man das Diazoniumsalz des p-Trdluormethylanilins mit Anilino-methansulfonsäure kuppelt und nach Abspaltung der Methansulfonylgruppe das entstandene p-Trifluormethyl-p'-amino-azobenzol nach üblichen Methoden isoliert und reinigt. Die primäre Aminogruppe wird anschliessend entweder mit einem geeigneten Acylierungsmittel acyliert oder durch Wasserstoff oder Halogen ersetzt. Der Ersatz der p-ständigen Aminogruppe durch Wasserstoff wird wie folgt ausgeführt. Man diazotiert p-Trifluormethyl- p'-amino-azobenzol in üblicher Weise in der Kälte.
Als Lösungsmittel eignen sich niedere aliphatische Alkohole oder Wasser. Die entstandene Diazoniumsalzlösung wird sodann noch 1-l1/2 Stunden bei 0 gerührt und anschliessend mit unterphosphoriger Säure behandelt. Zur Vervollständigung der Reaktion rührt man das Reaktionsgemisch noch 2-5 Stunden bei 0-5 . Nach 12-20stündigem Stehen bei der gleichen Temperatur scheidet sich das p-Trifluormethyl-azobenzol als Niederschlag ab. Es wird nach bekannten Methoden isoliert und gereinigt.
Der Ersatz der p-ständigen Aminogruppe durch Halogen, wie beispielsweise durch Chlor, Brom oder Jod, kann durch Behandeln des pTriftuormethyl- azobenzol-p'4iazoniurnhalogenids mit Kupfer-I-halo geniden nach bekannten Methoden erfolgen.
Die erhaltenen Azobenzol-Derivate, worin R1, eine Acylaminogruppe, Wasserstoff oder Halogen bedeutet, werden, wie bereits oben beschrieben, zu den entsprechenden Hydrazo-Derivaten reduziert.
In den nachfolgenden Beispielen erfolgen alle Temperaturangaben in Celsiusgraden, Siede und Schmelzpunkte sind unkorrigiert.
Beispiel 1
1-(p-Trifluormethylphenyl)-2-(p-hydroxyphenyl)
4-n-butyl-pyrazolidin-3,5-dion
Zu einer Lösung von 5,1 g n-Butyl-malonsäuredichlorid- (Sdp. 82-84 /12 mm Hg) in 26 cm3 Methylenchlorid lässt man bei 2-50 ein Gemisch von 4,1 g Pyridin in 13 cm3 Methylenchlorid und anschliessend eine Lösung von 8,1 g p-TriflUormethyl- p'-acetoxy-hydrazobenzol in 26 cm3 Methylenchlorid zutropfen. Die Reaktionslösung wird 2 Stunden zum Sieden erhitzt, dann auf 0 abgekühlt und mit 20 cm3 eiskalter 2n Salzsäure sowie mit 30 cm3 Wasser gewaschen. Die über Magnesiumsulfat getrocknete Lösung engt man anschliessend ein und erhitzt den kristallinen Rückstand mit 8,7 cm3 2n Natronlauge 1 Stunde auf 500.
Nach Abkühlen wird die Lösung mit kalter 5n Salzsäure sauer gestellt und dreimal mit 30 cm3 Essigsäureäthylester ausgeschüttel't. Der Auszug wird mit Wasser neutral gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand, das 1-(p-Trifluormethylphenyl)-2-(p-hydroxy phenyl)-4-n-butyl-pyrazolidin-3,5-dion, wird aus Äther/Pentan umkristallisiert. Smp. 130 bis 1320.
Das als Ausgangsubstanz verwendete p-Trifluor- methylwp'-acetoxy-hydrazobenzol wird wie folgt hergestellt: a) p-Trifluormethyl-p'-hydroxy-azobenzol.
16,1 g p-Trifluormethylanilin werden mit einer Lösung von 30 cm3 konz. Salzsäure in 250 cm3 Wasser versetzt und mit 80 g Eis auf 30 abgekühlt.
Anschliessend werden 6,9 g Natriumnitrit auf einmal zugegeben, und das Reaktionsgemisch während 10 Minuten im Dunkeln gerührt. Die durch hochgereinigte Diatomeenerde filtrierte Diazoniumsalzlösung lässt man darauf innert 30 Minuten zu einer Lösung von 9,4 g Phenol, 15 g 30% der Natronlauge und 25 g Natriumcarbonat in 200 cm Wasser bei 3-80 unter gutem Rühren zutropfen. Nach einstündigem Rühren filtriert man die gebildete Azoverbindung ab, schlämmt sie in 3000 cm3 Wasser auf und fil tariert sie wieder ab. Die noch feuchte Verbindung wird in 500 cm3 Äther aufgenommen, dreimal mit 50 cm3 gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet.
Anschliessend engt man die Ätherlösung bis zur beginnenden Kristallisation ein und versetzt mit Pentan. Das aus > 2ither/Pentan kristallisierte p-Trifluormethyl-p'-hy droxy-azobenzol schmilzt bei 13e1320. b) p-Trifluormethyl-p'-acetoxy-azobenzol.
10,0 g p-Trifluormethyl-p'-hydroxy-azobenzol werden in 20 cm3 Acetanhydrid gelöst, die Lösung mit 0,16 cm3 konz. Schwefelsäure versetzt und 2 Stunden auf 1000 erhitzt. Die heisse Lösung giess, man unter Rühren in Eiswasser und filtriert den gebildeten Niederschlag ab. Dieser wird sodann in 100 cm3 Äther gelöst, die Ätherläsung mit gesättigter Natriumchloridlösung neutral gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach starkem Einengen versetzt man die ätherische Lösung mit Pentan, wobei das p-Trifluormehyl-p'-acetoxy-azo- benzol kristallin ausfällt. c) p-Trifluormethyl-p'-acetoxy-hydrazobenzol.
Eine Lösung von 9,3 g p-Trifluormethylp'- acetoxy-azobenzol in 100 cm3 Essigsäureäthylester wird mit 100 mg Pallladium/Kohle (10 % ig) bei Normaldruck hydriert. Nach beendeter Reduktion wird die Lösung vom Katalysator filtriert und bei einem Druck von 12 mm Hg eingeengt. Der ölige Rückstand wird in wenig Äther gelöst und die Lösung mit Pentan versetzt, wobei das p-Trifluor- methyl-p'-acetoxy-hydrazobenzol kristallisiert. Nach Umkristallisieren aus Sither/Pentan schmilzt die Verbindung bei 89-910.
Beispiel 2
1-(p-Trifluormethylphenyl)-2-phenyl-4-n-butyl pyrazolidin3 5-din
Zu einer Lösung von 5,9 g n-Butyl-malonsäuredichlorid (Sdp. 82-84 /12 mm Hg) in 30 cm3 Methylenchlorid lässt man bei 0-5 ein Gemisch von 4,7 g Pyridin in 15 cm3 Methylenchlorid und an schliessend eine Lösung von 7,6 g p-Trifluormethylhydrazobenzol in 30 cm3 Methylenchlorid zutropfen.
Die Reaktionslösung wird 2 Stunden zum Sieden erhitzt, dann auf 0 abgekühlt und mit 30 cm3 eiskalter 2n Salzsäure sowie mit 30 cm3 Wasser gewaschen. Die über Magnesiumsulfat getrocknete Lösung engt man anschliessend ein, löst das zurückbIeibende Ö1 in wenig Äther und versetzt die Lösung mit Pentan, wobei ein Teil der gewünschten Verbindung auskristallisiert. Nach Einengen der Mutterlauge bei einem Druck von 12 mm Hg nimmt man den öligen Rückstand in 100 cm3 Äther auf und schüttelt die ätherische Lösung fünfmal mit 70 cm3 2n Natronlauge aus.
Der Naronlaugeauszug wird sodann mit 5n Salzsäure sauer gestellt und zweimal mit 200 cm3 Äther extrahlert. Die äthe rische Lösung wird nach Waschen mit Wasser und Trocknen über Magnesiumsulfat eingeengt, und der Rückstand aus Äther/Pentan umkristallisiert, wobei ein weiterer Teil des
1-(p-Trifluormethylphenyl)-2-phenyl-4-n butyl-pyrazollidin-3, 5Zions ausfällt. Smp. 135-1370.
Das als Ausgangssubstanz verwendete p-Trifluormethyl-hydrazobenzol wird wie folgt hergestellt: a) p-Trifluormethyl-p'-amino-azobenzol.
Man versetzt eine Lösung von 57,0 g 30% iger Salzsäure in 200 cms Wasser mit 32,2 g p-Trifluor- methylanilin und kühlt mit 160 g Eis auf 0-30 ab.
Anschliessend gib man die Lösung von 13,8 g Na triunmitrit in 30 cm3 Wasser auf einmal zu und rührt das Reakionsgemisch 10 Minuten bei 0-30. Die durch hochgereinigte Diatomeenerde filtrierte kalte Diazoniumsalzlösung lässt man anschliessend in eine wässrige Lösung von Anilinomethansulfonsäure (hergestellt aus Formaldehyd, Natriumhydrogen- sulfit und Anilin) bei 5-100 eintropfen und rührt das Gemisch 15 Stunden. Der Niederschlag wird abfiltriert und nach Waschen mit Wasser noch feucht in 1200 cm3 Wasser aufgeschlämmt Nach Zusatz von 60 g 30% iger Natronlauge erhitzt man 2 Stunden, kühlt das Reakionsgemisch anschliessend auf 100 und filtriert den Niederschlag ab.
Dieser wird feucht in Essigsäureäthylester gelöst, die Löung mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird der kristalline Rückstand, das p-Trifluormethyl-p'-amino-azobenzol, aus Essigsäureäthylester/Pentan umkristallisiert. Smp.
199-2020. b) p-Trifluormethylazobenzol.
Zu einer Lösung von 19,0 g p-Trifluormethylp'-amino-azobenzol in 535 cm3 Methanol werden bei-5 21,4 cm3 konz. Salzsäure, und anschliessend tropfenweise eine Lösung von 5,0 g Natriumnitrit in 19 cm3 Wasser zugegeben. Die Diazoniumsalzlösung wird 75 Minuten bei 0 gerührt und darauf innert 30 Minuten mit 143 g 50% iger unterphosphoriger Säure versetzt. Das Reaktionsgemisch rührt man darauf 4¸ Stunden bei 0 und lässt es anschliessend 15 Stunden im Eiskasten stehen. Der ausgefallene Niederschlag wird abfiltriert, in 50 cm3 Aoroform aufgenommen und mit Wasser neutral gewaschen.
Nach Trocknen der Chloroformlösung über Magnesiumsulfat und Entfernen des Lösungsmittels sublimiert man den Rückstand im Hochvakuum. Das reine p-Trifluormethylrazobenzol schmilzt bei 92 bis 970. c) p-Trifluormethyl-hydrazobenzol.
Eine Lösung von 9,0 g p-Trifluormethyl-azo benzol in 90 cm3 Essigsäureäthylester wird mit 90 mg Palladium/Kohle (10 % ig) bei Normaldruck hydriert. Nach beendeter Reduktion filtriert man die Lösung vom Katalysator ab und engt sie bei einem Druck von 12 mm Hg ein. Der ölige Rückstand wird in wenig Äther gelöst und die Lösung mit Pentan versetzt, wobei das p-Trifluormethyl- hydrazobenzol kristallin ausfällt. Smp. 101-103 aus ther/Pentan.
Beispiel 3
1-(p-Trifluormethylphenyl)-2-(p'-chlorphenyl)
4-n-butyl-pyrazolidin-3,5-dion
Zu einer Lösung von 3,9 g n-Butyl-malonsäuredichlorid (Sdp. 82840/12 mm Hg) in 20 cm3 Methylenchlorid lässt man bei 2-50 ein Gemisch von 3,2 g Pyridin in 10 cm3 Methylenchlorid und an schliessend eine Lösung von 5,7 g p-Trifluormethyl- p'-chlor-hydrazobenzol in 20 cm3 Methylenchlorid zutropfen. Die Reaktionslösung wird 2 Stunden zum Sieden erhitzt, dann auf 0 abgekühlt und mit 20 cm3 2n Salzsäure sowie mit 30 cm3 Wasser ge waschen. Anschliessend wird mit 200 cm3 Methylenchlorid verdünnt und fünfmal mit 100 cm3 einer etwa 4n Natronlauge ausgeschüttelt. Dann wird der wässrige Auszug mit 2n Salzsäure sauer gestellt und dreimal mit 200 cm3 Äther extrahiert.
Der Auszug wird mit Wasser neutral gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der: Rückstand, das 1-(p-Trifluormethylphenyl)-2-(p'-chlor phenyl)-4-n-butyl-pyrazolidin-3,5-dion, wird aus Äther/Pentan umkristallisiert. Smp. 135 .
Das als Ausgangsmaterial verwendete p-Trifluor- methyl-p'-chlor-hydrazobenzol wird wie folgt hergestellt: a) p-Triflhuromethyl-p'-chlor-azobenzol.
14,1 g p-Nitrosochlorbenzol werden in 150 cm3 Eis essig durch Erwärmen gelöst und sofort mit 16,1 g p-Trtfluormethylanilin versetzt. Das Reak tionsgemisch wird 8 Stunden bei Zimmertemperatur stehengelassen, und anschliessend der Niederschlag, das p-Trifluormethyl-p'-chlor-azobenzol, abfiltriert und mit wenig kaltem Eisessig gewaschen. Nach Trocknen im Vakuum schmilzt die Verbindung bei 114-115 . b) p-Trifluormethyl-p'-chlor-hydrazobenzol.
Eine Lösung von 20,0 g p-Trifluormethyl-p'- chlor-azobenzoD in 200 cm3 Essigsäureäthylester wird mit 1,0 g Palladium/Kohle (10%ig) bei Normaldruck hydriert. Nach beendeter Reduktion wird die Lösung vom Katalysator filtriert und bei einem Druck von 12 mm Hg eingeengt. Der ölige Rückstand wird in wenig Äther gelöst und die Lösung mit Pentan versetzt, wobei nach guter Abkühlung das p-Trifluormethyl-p'-chlor-hydrazobenzol kristallisiert. Nach Umkristallisieren aus Ather/Pentan schmilzt die Verbindung bei 73-76 .
Beispiel 4
1-(p-Trifluormethylphenyl)-2-(p'-methoxyphenyl)
4-n-butyl-pyrazolidin-3,5-dion
In gleicher Weise wie in Beispiel 3 beschrieben, erhält man aus p-Trifluormethyl-p'-methoxy-hydrazo- benzol und n-Butyl-malonsäure-dichlorid die ge wünschte Verbindung. Nach Umkristallisieren aus ither/Pentan schmilzt das Produkt bei 13o135 .
Das als Ausgangsmaterial verwendete p-Trifluor- methyl-p'-methoxy-hydrazobenzol wird wie folgt hergestellt: a) p-Trifluormethyl-p-methyoxy-azobenzol.
Zu einer Lösung von 8,0 g p-Trifluormethyl- p'-hydroxy-azobenzol (Smp. 130-132 aus Ather/ Pentan) und 1,3 g Ätznatron in 30 cms Methanol lässt man bei 100 4,2 g Dimethylsulfat innert 30 Minuten zutropfen. Anschliessend wird das Gemisch 2 Stunden zum Sieden erhitzt. Nach Einengen bei 12 mm Hg wird der Rückstand in 50 cm3 Äther aufgenommen und zweimal mit 200 cm3 5n Natronlauge extrahiert. Nach Neutraiwaschen mit gesättigter Natriumchloridlösung wird die Lösung über Magnesiumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel abdestilliert. Der Rückstand wird in sehr wenig Äthanol heiss gelöst, abgekühlt und mit wenig Pentan versetzt, wobei das p-Trifluormethyl-p'methoxy-azobenzol kristallin ausfällt.
Nach Um kristallisieren aus ithanol/Pentan schmilzt die Verbindung bei 123-124 . b) p-Trifluormethyl-p-methoxy-hydrazobenzol.
In gleicher Weise wie im Beispiel 3 b) beschrieben, erhält man aus p-Trifluormethyl-p'-methoxy- azobenzol durch katalytische Hydrierung das gewünschte Produkt. Nach Umkristallisieren aus Äther/ Pentan schmilzt die Verbindung bei 92-94 .
Beispiel 5
1-(p-Trifluormethylphenyl)-2-(p'-acetylamino)
4-n-butyl-pyrazolidin-3, 5-dion
Zu einer Lösung von 7,5 g n, Butyl-malonsäure- dichlorid (Sdp. 82-84 /12 mm Hg) in 40 cm3 Me thyienchlorid lässt man bei 0-4 ein Gemisch von 6,0 g Pyridin in 40 cm3 Methylenchlorid und anschliessend 11,7 g p-Trifluormethyl-p'-acetylamiino- hydrazobenzol in 130 cm3 Methylenchlorid zutropfen. Die Reaktionslösung wird 2 Stunden zum Sieden erhizt, dann auf 0 abgekühlt und fünfmal mit 200 cm3 Wasser ausgeschüttelt. Nach Trocknen über Magnesiumsulfat wird das Lösungsmittel ab destilliert und der ölige Rückstand an Aluminiumoxyd chromatographiert.
Das mit Chloroform/Methanol (5 %ig) eluierte
1-(p-Trifluormethylphenyl)-2-(p'-acetylamino)
4-n-butyl-pyrazolidin-3,5-dion schmilzt nach Umkristallisieren aus Chloroform/ Pentan bei 192-197 .
Das als Ausgangsmaterial verwendete p-Trifluormethyl-p-acetylamino-hydroazobenzol wird wie folgt hergestellt: a) p-Trifluormethyl-p'-acetylamino-azobenzol.
Zu einer Lösung von 5,3 g p-Trifluormethyl-p'- amino-azobenzol (Smp. 199-202 aus Essigsäure äthylester/Pentan) in 50 cm3 Pyridin werden bei Zimmertemperatur 10 cm3 Acetanhydrid zugetropft und das Gemisch sodann 21/2 Stunden am Rückfluss erhitzt. Anschliessend wird die Reaktionslösung bei einem Druck von 12 mm Hg vollständig eingeengt und der Rückstand in 100 cm3 Äther aufgenommen.
Die Ätherlösung wird zweimal mit 20 cm3 2n Salzsäure, zweimal mit 20 cm 1n Kaliumcarbonatlösung ausgeschüttelt, mit gesättigter Natriumchloridlösung neutral gewaschen und über Magnesiumsulfat ge trocknet. Nach Entfernen des Lösungsmittels wird der Rückstand in wenig Essigsäureäthylester gelöst, mit Pentan versetzt und abgekühlt, wobei das p-Tri fluormethyl-p'-acetylamino-azobenzol kristallin ausfällt. Nach Umkristalisieren aus Essigsäureäthylester/Pentan schmilzt die Verbindung bei 235-236 . b) p-Trifluormethyl-p-acetylamino-hydrazo benzol.
Eine Lösung von 10,0 g p-Trifluormethyl-p'- acetylamino-azobenzol in 100 cm3 Essigsäureäthylester wird mit 500 mg Palladium/Kohle (10%ig) bei Normaldruck hydriert. Nach beendeter Reduktion wird die Lösung vom Katalysator filtriert und bei einem Druck von 12 mm Hg eingeengt. Der ölige Rückstand wird in wenig Äther gelöst und die Lösung mit Pentan versetzt, wobei das pTrifluor- methyl-p'-acetylamino-hydrazobenzol kristallisiert.
Smp. 160-163 .