Verfahren zur Herstellung von substituierten Benzoxazepinen und Benzothiazepinen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer neuen Reihe von chemischen Verbindungen, und zwar von substituierten 4,5-Dihydro-1,3-dimethyl-lH-pyrazolo- [3,4-b]- [1,4]-benzoxazepinen und -pyrazolo-[3,4-b]-[1,41-benothiazepinen.
Die neuen erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen können durch die Formel:
EMI1.1
wiedergegeben werden, worin X Sauerstoff oder Schwefel, R Wasserstoff und Rt Wasserstoff, Halogen, Niederalkyl oder Niederalkoxy bedeuten.
Diese Verbindungen werden hergestellt, indem man 5-Chlor-1,3-dimethyl-4-nitropyrazol mit einer Verbindung der Formel III:
EMI1.2
worin Z Niederalkyl und W eine Hydroxyl- oder Mercaptogruppe bedeutet, in einem inerten Lösungsmittel erhitzt, das entstandene Zwischenprodukt der Formel II:
EMI1.3
in der Wärme reduziert und das Endprodukt aus dem resultierenden Gemisch isoliert.
Im allgemeinen werden die Zwischenprodukte der Formel II, worin X Sauerstoff bedeutet, hergestellt, indem man ein entsprechend substituiertes Salicylat mit 5-Chlor-1,3-dimethyl-4-nitropyrazol in einem inerten Lösungsmittel bei Rückflusstemperatur umsetzt. Zwischen dem Sauerstoffatom der Hydroxylgruppe des Salicylates und dem Kohlenstoffatom in der 5-Stellung des Pyrazolringes wird unter Abspaltung von Chlorwasserstoff eine Ätherbindung gebildet. In ähnlicher Weise werden die Zwischenprodukte, worin X Schwefel bedeutet, hergestellt, indem man ein entsprechend substituiertes 2-Mercaptobenzoat der Formel:
EMI1.4
mit 5-Chlor-1,3-dimethyl-4-nitropyrazol umsetzt.
Zwischen dem Schwefelatom der Mercaptogruppe in dem Benzoatring und dem Kohlenstoffatom in der 5-Stel lung des Pyrazolringes wird unter Abspaltung von Chlorwasserstoff eine Thioätherbindung gebildet.
Um die Zwischenprodukte der Formel II in die Verbindungen der Formel I überzuführen, werden sie der Hydrierung unterworfen, um zuerst die Nitrogruppe an dem Pyrazolring zu einer Aminogruppe zu reduzieren. Durch fortgesetztes Erhitzen in einem inerten Lösungsmittel wird ein Ringschluss zwischen der Aminogruppe und der Carboxyniederalkylgruppe an dem Phenylring unter Bildung einer N-C-Bindung bewirkt. Dieses Verfahren liefert eine Verbindung der Formel I, worin R Wasserstoff bedeutet.
Gewünschtenfalls kann aus dem Verfahrensprodukt, worin X Schwefel bedeutet, die entsprechende Verbindung, in welcher X die Sulfongruppe bedeutet, hergestellt werden, indem man dasselbe in Gegenwart eines starken Oxydationsmittels, wie beispielsweise Wasserstoffperoxyd, erhitzt.
Gewünschtenfalls kann man das erhaltene Verfahrensprodukt durch Alkylierung bzw. Aralkylierung mittels eines gegebenenfalls substituierten, gesättigten oder ungesättigten Alkyl- oder eines Aralkyl-halögenids in Gegenwart von Natriumhydrid in die entsprechende Verbindung überführen, in welcher R eine gegebenenfalls substituierte, gesättigte oder ungesättigte Alkyloder eine Aralkylgruppe bedeutet.
Beispiel 1
5-(2-Carbomethoxyphenoxy)
1,3-dimethyl-4-nitropyrazol
Zu 600cm3 Dioxan werden 7,2 g Natriumhydrid (0,3 Mol), dispergiert in 7,2 g Mineralöl, zugegeben, und 45,6 g (0,3 Mol) Methylsalicylat in 50 cm3 Dioxan werden tropfenweise unter Rühren zugesetzt.
Nachdem die Zugabe beendet ist, wird das Gemisch 3 Stunden bei 800 C gerührt. Dann werden tropfenweise 52,5 g (0,3 Mol) 5-Chlor-1,3-dimethyl-4-nitropyrazol in 150 cm5 Dioxan zugegeben, und das Gemisch wird 3 Stunden gerührt, nachdem die Zugabe beendet ist.
Das Gemisch wird dann filtriert und das Lösungsmittel aus dem Filtrat im Vakuum entfernt. Das zurückbleibende Öl erstarrt, und das rohe Produkt wird aus Methanol umkristallisiert und ergibt 62 g (71 O/o) 5-(2-Carbomethoxyphenoxy)- 1,3-dimethyl-4-nitropyrazol vom Schmelzpunkt 92 bis 93" C.
Beispiel 2
5-(2-Carbäthoxyphenoxy)
1,3-dimethyl-4-nitropyrazol
Die Verfahrensweise von Beispiel 1 wird befolgt mit der Ausnahme, dass dem Reaktionsgemisch Äthylsalicylat anstelle von Methylsalicylat zugesetzt wird.
Durch Kristallisation aus Methanol wird 5-(2-Carbäthoxyphenoxy)-1,3 dimethyl-4-nitropyrazol mit einem Schmelzpunkt von 73,5 bis 75" C erhalten.
Verschiedene andere Derivate dieser Zwischenverbindungen, worin R, in der Formel II Halogen, Niederalkyl oder Niederalkoxy bedeutet, können gemäss der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise hergestellt werden. Um diese Derivate zu bilden, wird das entsprechend substituierte Methylsalicylat anstelle des unsubstituierten Methylsalicylates verwendet. In Tabelle I sind die Bedeutungen von X, Z und Rt in Formel II sowie die charakteristische physikalische Konstante, d. h. der Schmelzpunkt, des Produktes angegeben.
Tabelle I Beispiel X Z R1 Smp.
(" c) 3 -0- -CH3 4-Chlor 107-108 4 -0- -CH3 4-Brom 124-125 5 -0- -CH3 6-Methyl 135-137 6 -0- QH5 5-Athoxy 111-112 7 -0- -CH3 4-Jod 136-137
Beispiel 8
5-(2-Carbomethoxyphenylmercapto) 1,3-dimethyl-4-nitropyrazol
In 300 cm5 Wasser werden 42 g (0,5 Mol) Natriumbicarbonat gelöst, und zu dieser Lösung wird unter Rühren eine Lösung von 84 g (0,5 Mol) Methyl2-mercaptobenzoat in 200 cm2 Methanol gegeben. Das Gemisch wird bei Rückflusstemperatur 2 Stunden gerührt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt.
Zu dieser Lösung wird tropfenweise eine Lösung von 87,5 g (0,5 Mol) 5-Chlor-1,3-dimethyl-4-nitropyrazol in 250 cm3 Methanol gegeben, und das Reaktionsgemisch wird über Nacht am Rückfluss erhitzt. Die resultierende Lösung wird im Vakuum auf das halbe Volumen eingeengt. Beim Abkühlen bildet sich ein Niederschlag, der dann abfiltriert, gewaschen und getrocknet wird. Das rohe Produkt wird aus einer Lösung von Methanol in Wasser kristallisiert und ergibt 92 g 5-(2-Carbomethoxyphenyl mercapto)-1,3-dimethyl-4-nitropyrazol mit einem Schmelzpunkt von 113 bis 1140 C.
In ähnlicher Weise können andere Thioätherzwischenprodukte hergestellt werden, indem man ein entsprechend substituiertes Methyl-2-mercaptobenzoat verwendet. So können unter anderem Verbindungen wie 5-(2-Carbäthoxyphenylmercapto)- 1,3-dimethyl-4-nitropyrazol, 5-(2-Carbomethoxy-4-chlorphenylmercapto)1,3-dimethyl-4-nitropyrazol und 5 -(2-Carbomethoxy-6-methylphenylmercapto)1,3-dimethyl-4-nitropyrazol hergestellt werden.
Im allgemeinen wird das Zwischenprodukt einer Hydrierungsreaktion unter Druck und in der Wärme in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators, wie beispielsweise Platin, Palladium und Raneynickel, unterworfen. Die Hydrierungsreaktion bewirkt einen Ringschluss zwischen der reduzierten Nitrogruppe an dem Pyrazolring und der Carboxylgruppe an dem Phenylring, wobei zwischen denselben eine N-C-Bindung gebildet wird. Das Produkt, das sich ergibt, ist eine Verbindung der Formel I, worin R Wasserstoff bedeutet und Rt natürlich durch das spezielle Derivat des Methylsalicylates oder Methyl-2-mercaptobenzoates bestimmt wird, das für die Herstellung des Zwischenproduktes verwendet wurde.
Beispiel 9
4,5-Dihydro-1,3-dimethyl-1H-pyrazolo [3,4-b] -[1,4] -benzoxazepin-5-on
In einem Autoklaven werden 29,1 g (0,1 Mol) 5-(2-Carbomethoxyphenoxy) 1,3-dimethyl-4-nitropyrazol, suspendiert in 250 cm3 2-Äthoxyäthanol, mit gasförmigem Wasserstoff in Gegenwart von 6 g Raneynickelkatalysator bei einem Wasserstoffdruck von 2,81 kg/cm2 hydriert. Nach Beendigung der Hydrierung wird der Katalysator durch Filtration entfernt und das Filtrat zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird in 500 cm3 Xylol, die 1 g p-Toluolsulfonsäure enthalten, gelöst und 6 Stunden am Rückfluss erhitzt. Das Lösungsmittel wird dann im Vakuum entfernt und der feste Rückstand mehrere Male mit verdünnter Salzsäurelösung und dann mit Wasser gewaschen.
Der feste Rückstand wird aus einer Lösung von Äthanol in Wasser kristallisiert und ergibt 14 g (59 O/o) des Produktes 4,5-Dihydro-1 ,3-dimethyl-1H-pyrazolo- [3,4-b]-[1,4] -benzoxazepin-5-on mit einem Schmelzpunkt von 225 bis 2260 C.
Gemäss der Verfahrensweise von Beispiel 9 können in ähnlicher Weise verschiedene andere Derivate hergestellt werden, indem man das entsprechend substituierte Zwischenprodukt hydriert. Tabelle II zeigt die verwendeten Zwischenprodukte und die Produkte, die durch den Hydrierungsprozess erhalten werden, sowie die Schmelzpunkte der Produkte.
Tabelle II
Zwischenprodukt der Formel II Produkt der Formel I Beispiel R1 z x R1 x Smp. (0 C) 10 4-Brom -CH3 -O- 7-Brom -0- 270-271 11 4-Chlor -CH3 -O- 7-Chlor -O- 265 12 6-Methyl -CH3 -O- 9-Methyl -0- 223-224 13 5-Athoxy -C2Hs -O- 8-K2ithoxy -0- 207-208 14 H -CH3 5 H s 253-254
Diese Verbindungen können weiter umgesetzt werden, um verschiedene Gruppen anstelle des Wasserstoffs in der 4-Stellung einzuführen.
Im allgemeinen wird die Substitution herbeigeführt, indem man eine Verbindung der Formel I mit dem Salz oder der Säure der Gruppe R, die eingeführt werden soll, in einem inerten Lösungsmittel umsetzt; unter einem inerten Lösungsmittel wird ein Lösungsmittel verstanden, das nicht an der Reaktion teilnimmt und nicht mit irgendeiner der Komponenten des Reaktionsgemisches reagiert. Die resultierende substituierte Verbindung wird dann aus dem Reaktionsgemisch abfiltriert und aus einem entsprechenden Lösungsmittel kristallisiert.
Beispiel 15
4,5-Dihydro-1,3-dimethyl-4-propargyl- lH-pyrazolo-[3,4-b]-[1,4]-benzoxazepin-5-on
Eine Suspension von 1,92 g (0,04 Mol) einer 500/obigen Natriumhydriddispersion in Mineralöl in 100 cm3 Dioxan wird gebildet, und 9,16 g (0,04 Mol) 4,5-Dihydro-1,3-dimethyl-lH-pyrazolo- [3 ,4-b]-[1,4]-benzoxazepin-5-on, gelöst in 300 cm5 Dioxan werden tropfenweise unter Rühren zugesetzt. Das Gemisch wird 2 Stunden bei 800 C gerührt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Zu dieser Lösung werden tropfenweise unter Rühren 4,8 g (0,04 Mol) Propargylbromid in 25 cm5 Dioxan gegeben, bis die Zugabe beendet ist, und dann wird 5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Gemisch wird filtriert, und das Filtrat wird im Vakuum eingeengt.
Das verbleibende Öl wird mit Pentan verrieben und ergibt eine Festsubstanz. Die Festsubstanz wird in einer Lösung von Äthanol in Wasser gelöst und das Produkt daraus kristallisiert, wobei 7,2 g (67 O/o) 4,5-Dihydro-1,3-dimethyl-4-propargyl1H-pyrazolo- [3,4-b]-[1,4]-benzoxazepin-5-on mit einem Schmelzpunkt von 127 bis 1280 C erhalten werden.
Die Verfahrensweise von Beispiel 15 kann befolgt werden, um andere in 4-Stellung substituierte Verbindungen der Formel I herzustellen. Die Substitutionsreaktion ist grundsätzlich für alle Verbindungen der Formel I, worin X Sauerstoff oder Schwefel bedeutet, gleich. In jedem Falle wird eine äquivalente Menge des R-Salzes oder der R-Säure und Natriumhydrid verwendet. Tabelle III zeigt das für die Einführung der Gruppe R verwendete Reagenz, das resultierende Produkt und den Schmelzpunkt jeder der erzeugten Verbindungen. Die Substituenten X und R beziehen sich wiederum auf die obige Formel I.
EMI4.1
<tb>
<SEP> Tabelle <SEP> 111
<tb> Beispiel <SEP> Reagenz <SEP> Produkt <SEP> R <SEP> Smp. <SEP> (O <SEP> C)
<tb> Beispiel <SEP> Reagenz
<tb> 16 <SEP> Allylbromid <SEP> -O- <SEP> -CH2CH=CH2 <SEP> 59- <SEP> 60
<tb> 17 <SEP> 3-Chlorpropyldimethylamin <SEP> -0- <SEP> -( <SEP> C112)5N( <SEP> CH5)2 <SEP> 98-100
<tb> 18 <SEP> Benzylbromid <SEP> -O- <SEP> -CH2¯ <SEP> 139-140
<tb> 19 <SEP> l-Brom-2-butin <SEP> -O- <SEP> -CH2C=CCH5 <SEP> 92 <SEP> 93
<tb> 20 <SEP> Chloracetamid <SEP> -O- <SEP> 0 <SEP> 256-258
<tb> <SEP> -CH2C-NH2
<tb> 21 <SEP> Äthylchloracetat <SEP> O <SEP> -O- <SEP> 0 <SEP> 156
<tb> <SEP> -CH2-C-OC2H5
<tb> 22 <SEP> 2-[2-(1-Methylpiperidinyl)]-äthylchlond <SEP> -0- <SEP> -( <SEP> CH2) <SEP> viskoses
<tb> <SEP> N
<tb> <SEP> CH3
<tb> 23 <SEP> 3-Chlorpropanol <SEP> -O- <SEP> -(CH2)90H <SEP> 143-145
<tb> 24 <SEP> Bromessigsäure <SEP> -O- <SEP> -CH2COOH <SEP> 264-265
<tb> 25 <SEP>
Methylbromid <SEP> -O- <SEP> -CHs <SEP> 135-136
<tb> 26 <SEP> Methyljodid <SEP> -S- <SEP> -CH2 <SEP> 135-136
<tb> 27 <SEP> Propargylbromid <SEP> -S- <SEP> -CH2C=CH <SEP> 126-127
<tb> 28 <SEP> ,B-Diäthylaminoäthylchlorid <SEP> -S- <SEP> -(CH2)2N(C2H5)5. <SEP> HC1 <SEP> HCl-Salz
<tb> <SEP> 205-206
<tb> 29 <SEP> Benzylchlorid <SEP> -S- <SEP> -CH2 <SEP> 153-154
<tb> 30 <SEP> Allylchlorid <SEP> -S- <SEP> -CH2CH=CH2 <SEP> 126-127
<tb>
Beispiel 31
4,5-Dihydro-1,3-dimethyl-1H-pyrazolo [3,4-b]-[1,4] -benzothiazepin-5-on-10,10-dioxyd
Eine Lösung von 75 cm2 Eisessig,
18 cm2 30 0/obigem Wasserstoffperoxyd und 7,35 g (0,03 Mol) 4,5-Dihydro-1 ,3-dimethyl-1H-pyrazolo- [3,4-b] -[1,4]-benzothiazepin-5-on wird auf dem Dampfbad 1 Stunde erhitzt und über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wird in 400 cm8 Wasser gegossen, wobei sich eine Festsubstanz bildet, die durch Filtration entfernt wird. Eine Kristallisation aus einer Lösung von Äthanol in Wasser ergibt 5,5 g 4,5-Dihydro-1 ,3-1H- pyrazolo-[3,4-b]-[1,4]-benzothiazepin-5-on- 10,10-dioxyd mit einem Schmelzpunkt von 269 C.
Die Verbindungen der Formel I sind als entzün dungshemmende und fiebersenkende Mittel besonders brauchbar. In den Versuchen mit durch Carraghenin erzeugtem Rattenpfotenödem und bei mit Hefe behan delten Ratten zeigen sie eine ausgeprägte Ödemhem mung und eine ausgeprägte antipyretische Wirkung.
Die folgende Tabelle erläutert die pharmakologische
Wirkung einiger Verbindungen der Formel I, worin Rt,
X und R die angegebenen Bedeutungen haben.
EMI5.1
<tb>
<SEP> Tabelle
<tb> Definition <SEP> Test <SEP> mit <SEP> durch <SEP> Carraghenin <SEP> Test <SEP> für <SEP> die <SEP> fiebersenkende <SEP> Wirkung
<tb> der <SEP> Reste <SEP> erzeugtem <SEP> Rattenpfotenödem <SEP> bei <SEP> mit <SEP> Hefe <SEP> behandelten <SEP> Ratten
<tb> <SEP> Orale <SEP> Dosis <SEP> /o <SEP> Hemmung <SEP> Orale <SEP> Dosis <SEP> O/o <SEP> Reduktion
<tb> RtundR=H <SEP> 25 <SEP> 9 <SEP> 25 <SEP> 0
<tb> X <SEP> = <SEP> -0- <SEP> 50 <SEP> 23 <SEP> 50 <SEP> 43
<tb> <SEP> 100 <SEP> 45 <SEP> 1.00 <SEP> 33
<tb> <SEP> ED25 <SEP> = <SEP> 55 <SEP> mg/kg <SEP> EDsÏ <SEP> = <SEP> 50 <SEP> mg/kg
<tb> Rt <SEP> = <SEP> H <SEP> 2,5 <SEP> 13 <SEP> 40 <SEP> 28
<tb> <SEP> 10 <SEP> 23 <SEP> 50 <SEP> 73
<tb> R <SEP> = <SEP> -CH2=CH <SEP> 25 <SEP> 31 <SEP> 80 <SEP> 76
<tb> X <SEP> = <SEP> -0- <SEP> .ED25 <SEP> = <SEP> 14 <SEP> mg/kg <SEP> EDsÏ <SEP> = <SEP> 46 <SEP> mg/kg
<tb> Ri
<SEP> = <SEP> 9-CHs <SEP> 25 <SEP> 7
<tb> R <SEP> = <SEP> CHsC=CH <SEP> 50 <SEP> 5
<tb> <SEP> 100 <SEP> 34
<tb> X <SEP> = <SEP> -0
<tb> <SEP> ED, <SEP> = <SEP> 84 <SEP> mg/kg
<tb> R, <SEP> = <SEP> 7-C1 <SEP> 25 <SEP> 10
<tb> R <SEP> = <SEP> -CH2CHtr <SEP> 50 <SEP> 19
<tb> <SEP> 100 <SEP> 17
<tb> <SEP> CHs
<tb> X <SEP> = <SEP> -0
<tb> <SEP> ED2s <SEP> = <SEP> 160 <SEP> mg/kg
<tb> Rt <SEP> = <SEP> H <SEP> 25 <SEP> 16
<tb> R <SEP> = <SEP> -CH2CH=CH2 <SEP> 50 <SEP> 19
<tb> X <SEP> = <SEP> -S- <SEP> 100 <SEP> 31
<tb> <SEP> EDes <SEP> = <SEP> 64 <SEP> mg/kg
<tb> ED25 bedeutet die wirksame Dosis, bei der 25 O/o der Tiere Heilungswirkungen zeigen.
EDsÏ bedeutet die wirksame Dosis, bei der 50 o/o der Tiere Heilungswirkungen zeigen.
Die letale Dosis von 4,5-Dihydro-1,3-dimethyl 1H-pyrazolo-[3,4-b]-[1,4]-benzoxazepin- 5-on ist 1025 mg pro kg Körpergewicht des Tieres; diese Zahl bedeutet die Dosierung, bei der 50 o/o der Tiere sterben. Die Dosis von 4,5-Dihydro-1,3-dimethyl-4-propargyl 1H-pyrawlo-[3,4-b] -[1,4] -benzoxazepin-5-on, bei der 50 O/o der Tiere sterben, beträgt 570 mg pro kg Körpergewicht des Tieres. Das Verhältnis zwischen der wirksamen Dosis und der letalen Dosis zeigt, dass diese Verbindungen beide einen sicheren Dosierungsbereich haben. Die anderen Verbindungen dieser Reihe zeigen ähnliche pharmakologische Ergebnisse.