DE1289844B

DE1289844B - Thioharnstoffe sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1289844B
Application number: DEF44382A
Authority: DE
Inventors: Dr Erhardt; Wagner; Winkelmann; Dr Wolf-Helmut
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1964-11-06
Filing date: 1964-11-06
Publication date: 1969-02-27
Also published as: FR1463948A; US3412098A; NL6514396A; CH482673A; GB1122194A

Description

Gegenstand der Erfindung sind Thioharnstoffe der allgemeinen Formel I . —

/^x

-CH,-

worin R einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkoxyrest mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen Cyclopentylrest bedeutet, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung. Diese Verbindungen können in an sich bekannter Weise dadurch erhalten werden, daß man entweder

a) Isothiocyanate der allgemeinen Formel II

(Π)

worin R die obenerwähnte Bedeutung besitzt, oder solche Verbindungen, die im Verlauf der Reaktion wie derartige Isothiocyanate reagieren, mit p-(a-Pyridyläthyl)-anilin der Formel III

CH₂-CH₂-W III)

b) p-(tt-Pyridyläthyl)-phenylisothiocyanat der Formel IV

CH₂-CH₂-A^ (IV)

oder solche Verbindungen, die im Verlauf der Reaktion wie dieses Isothiocyanat reagieren, mit substituierten Anilinen der allgemeinen Formel V substituierten Anilinen seien beispielsweise genannt: p-Butylanilin, p-Isobutylanilin, p-Amylanilin, p-Isoamylanilin, p-Hexylanilin, p-Cyclopentylanilin oder p-Cyclohexylanilin. Von besonderem Vorteil ist wiederum die Verwendung von p-Butyloxyanilin, p-Isobutyloxyanilin, p-Amyloxyanilin, p-Isoamyloxyanilin oder p-Hexyloxyanilin.

An Stelle des p-(u-Pyridyläthyl)-phenylisothiocyanats können auch Verbindungen zu der Umsetzung gemäß der Erfindung herangezogen werden, die üblicherweise als Isothiocyanatbildner bekannt sind bzw. im Verlauf der Reaktion wie dieses Isothiocyanat reagieren, beispielsweise ein entsprechendes dithiocarbaminsaures Salz, Thiocarbaminsäurehalogenid, ein entsprechender Thiocarbaminsäureester, Dithiocarbaminsäureester oder der entsprechende Thioharnstoff.

Das Verfahren wird in üblicher Weise durchgeführt, wobei man die Komponenten vorteilhaft in äquimolaren Mengen reagieren läßt. Die Umsetzung kann durch einfaches Erhitzen der Komponenten erfolgen, doch empfiehlt sich im allgemeinen die Mitverwendung eines Lösungs- oder Verteilungsmittels; vorzugsweise arbeitet man in der 5- bis 20fachen Menge eines organischen Lösungsmittels, wobei insbesondere niedrigmolekulare Alkohole, vorzugsweise Methanol und Äthanol, oder Äther, insbesondere Diäthyläther, und aromatische Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise Benzol und Toluol, in Betracht kommen. Die Reaktionstemperatur kann zwischen Raumtemperatur und 150"C liegen; zweckmäßig arbeitet man bei der Siedetemperatur des verwendeten Lösungsmittels. Die Reaktionszeiten betragen je nach den Bedingungen und Temperaturen wenige Minuten bis zu einigen Stunden. Im allgemeinen kristallisieren die Verfahrenserzeugnisse bereits beim Abkühlen der Reaktionsmischung aus und lassen sich gegebenenfalls aus geeigneten Lösungsmitteln Umkristallisieren. Die für die unter a) beschriebene Verfahrensweise als Ausgangsstoffe dienenden substituierten Isothiocyanate sowie die nach der Verfahrensweise b) benötigten substituierten Aniline der allgemeinen Formeln II und V

(V)

worin R die erwähnte Bedeutung besitzt, umsetzt.

Von den als Ausgangsstoffe nach dem Verfahren gemäß der Erfindung herangezogenen substituierten Phenylisothiocyanaten der allgemeinen Formel II seien beispielsweise genannt: p-(ButyIphenyl)-isothiocyanat, ρ-(Isobutylphenyl)-isothiocyanat, p-(Amylphenyl) - isothiocyanat, ρ - (Isoamylphenyl) - isothiocyanat, p-(Hexylphenyl)-isothiocyanat und p-(Cyclopentylphenyl)-isothiocyanat. Von besonderem Vorteil ist die Substitution in Parastellung des Phenylisothiocyanatrestes mit einem Alkoxyrest; von diesen Ausgangsstoffen seien beispielsweise genannt: p-(Butyloxypheny 1) - isothiocyanat, ρ - (Isobuty loxy pheny I)-isothiocyanat, ρ - (Amyloxyphenyl) - thioisocyanat, p-(Isoamyloxyphenyl)-thioisocyanat oder p-(Hexyloxyphenyl)-isothiocyanat.

Entsprechend der unter b) bezeichneten Verfahrensweise wird p-(a-Pyridyläthyl)-phenyIisothiocyanat mit den entsprechend substituierten Anilinen der allgemeinen Formel V umgesetzt. Von den letztgenannten bzw.

NH,

(Π)

(V)

sind bekannt. Das p-(u-Pyridyläthyl)-anilin kann man durch Reduktion der Kondensationsprodukte aus p-Nitrobenzaldehyd mit «-Picolin herstellen. Die Kondensation wird auf übliche Weise unter Verwendung eines Kondensationsmittels, wie etwa Essigsäureanhydrid, vorgenommen. Die Herstellung des p-(u-Pyridyläthyl)-phenylisothiocyanats erfolgt vorteilhaft in der Weise, daß man das p-(u-Pyridyläthyl)-anilin mit Schwefelkohlenstoff und konzentriertem wäßrigem Ammoniak umsetzt und das dabei in erster Stufe entstehende Ammoniumsalz der Dithiocarbaminsäure mit Natriumchlorit oxydiert.

Die neuen Verfahrenserzeugnisse zeigen bei guter Verträglichkeit bei oraler Verabreichung, beispielsweise bei Versuchen in vivo an der Maus und am Meerschweinchen, eine für therapeutische Zwecke verwendbare tuberkulostatische Wirkung und können

daher als Heilmittel gegen Tuberkulose und Lepra Verwendung finden. Es ist bereits bekannt, daß bestimmte substituierte N,N'-Diarylthioharnstoffe, beispielsweise der N-(p'-Isobutyloxyphenyl)-N'-[p-(2-upyridylvinyl)-pheny^-thioharnstoff (vgl. USA.-Patentschrift 2 949 459 und belgisches Patent 585 110) und der N - (p - η - Butyloxyphenyl) - N' - [p - (γ - pyridylmethyl)-phenyl]-thioharnstoff (vgl. J. Am. ehem. Soc, 80 [1958], S. 2213) tuberkulostatische Eigenschaften aufweisen.

Die Verfahrensprodukte sind jedoch den bekannten Verbindungen eindeutig überlegen. So ist z. B. das Verfahrensprodukt N-(p-Isobutoxyphenyl)-N'-[p-(apyridyläthyl)-phenyl]-thioharnstoff (im folgenden Verbindung I genannt) dem bekannten N-(p-Isobutoxypheny 1) - N' - [p - (γ - py ridy lmethy 1) - phenyl] - thioharnstoff (Verbindung II) und dem N-[p-(n-Butoxypheny I)] - N' - [p - γ - pyridylmethy 1) - phenyl] - thioharnstoff (Verbindung III) hinsichtlich der erzielten Lebensverlängerung und des Gesamtorganbefundes deutlich überlegen. Bei Vergleichsversuchen zwischen dem Verfahrensprodukt I und den bekannten Verbindungen II und III ergab sich, daß bei Konzentrationen, in denen I schon eine sehr gute Wirkung aufweist, die bekannten Verbindungen II und III noch ohne Wirkung sind (vgl. S. 7, Tabelle 1).

Die Verfahrensprodukte haben weiterhin gegenüber bekannten Verbindungen, wie z. B. gegenüber dem N-(p-Isobutyloxyphenyl)-N'-[p-(2-(a-pyridylvinyl)-phenyl]-thioharnstoff, den Vorteil einer weitaus besseren Verträglichkeit, d. h. geringere Toxizität. Dies bezieht sich insbesondere auf die chronische Toxizität (vgl. S. 7).

Die Verfahrensprodukte sind auch dem bekannten Tuberkulosemittel Isonicotinsäurehydrazid (INH) überlegen. Zur Erzielung des gleichen Heileffektes wird von dem Verfahrensprodukt I etwa lOmal soviel Substanz benötigt wie von dem bekannten INH. Die akute Verträglichkeit von I ist aber mindestens 25mal so groß wie die von INH (vgl. S. 8 bis 10).

Vergleich von N-(p-Isobutoxyphenyl)-N'-[p-(a-pyridyläthyl)-phenyl]-thioharnstoff (I) mit N-(p-Isobutoxyphenyl) - N' - [p - (γ - pyridylmethyl) - phenyl] - thioharnstoff (II) und N-(p-n-Butoxyphenyl)-N'-[p'-(y-pyridylmethyl)-phenyl]-thioharnstoff (III).

Versuchsanordnung

Ein aus der gleichen Zucht stammendes Mäusekollektiv, im gleichen Alter und unter gleichen Bedingungen gehalten, wurde mit dem bovinen Tuberkelbakterienstamm Ravenel so stark infiziert, daß die infizierten Kontrollen nach durchschnittlich 28,6 Tagen an einer Lungentuberkulose eingingen. Aus dem Kollektiv wurden fünf Gruppen zu je 10 Tieren gebildet; eine Gruppe blieb unbehandelt (Kontrolle), die anderen erhielten je 15mal an aufeinanderfolgenden Tagen die in der Tabelle 1 aufgeführten Verbindungen in der entsprechenden Dosierung mit der Schlundsonde. Jedes während der Beobachtungszeit eingegangene Tier und die zu Versuchsende getöteten Mäuse wurden seziert; der Lungenbefund wurde makroskopisch dem Schweregrad nach mit 0 bis 4 (pathologischer Lungenbefund) bezeichnet. Um einen therapeutischen Vergleich zu ermöglichen, wurde die durchschnittliche Uberlebenszeit der behandelten bzw. Kontrolltiere in Beziehung gesetzt zum durchschnittlichen pathologischen Lungenbefund. Der Quotient hieraus wurde als Wirkungswert bezeichnet.

Tabelle 1

Substanz	Dosis*)	Mittlere Uberlebenszeit Mittlerer pathologischer	Wirkungs
	mg/kg	Lungenbefund	wert
I	25	26,7/1,4	19,0
	50	26,9/1,22	22,0
	100	25,4/0,9	28,2
II	25	20,8/3,85	5,4
	50	10,5/3,65	5,6
	100	21,0/3,0	7,0
III	25	20,8/3,45	6,0
	50	21,2/3,45	6,1
	100	21,9/2,3	9,5
Kontrolle	—	18,5/3,75	4,94

*) Tagesdosis, die 15mal an aufeinanderfolgenden Tagen gegeben wurde.

Verträglichkeitsversuche an Ratten

Mehrere männliche und weibliche Ratten erhielten den N-(p-IsobutoxyphenyI)-N' - [ρ -(α-pyridyläthyl)-phenyl]-thioharnstoff (I) ein Jahr lang täglich mit der Schlundsonde zugeführt; die Dosis betrug 100 bzw. 500 mg/kg. Die histologische Untersuchung der am Ende der Versuchszeit getöteten Tiere ergab das Fehlen pathologischer Veränderungen von Leber und Niere; die histologischen Befunde bei diesen Tieren entsprachen denen der unter den gleichen Versuchsbedingungen gehaltenen, aber nicht mit N-(p-Isobutoxyphenyl) - N' - [p - (α - pyridyläthyl) - phenyl] - thioharnstoff (I) behandelten Kontrolltiere. Ein Vergleichsversuch zeigte, daß Ratten, die den bekannten N - (p - Isobutoxyphenyl) - N' - [p - (α - pyridy lvinyl) - phenyl]-thioharnstoff (IV) in der Dosis von 500 mg/kg unter sonst gleichen Versuchsbedingungen ebenfalls 1 Jahr lang mit der Schlundsonde zugeführt erhielten, deutliche pathologische Veränderungen an Leber und Niere aufwiesen. Diese bestanden in Verfettungen, Zellkernveränderungen im Sinne einer Polymorphie sowie Speicherungserscheinungen in der Leber. Die Nieren wiesen hauptsächlich Epithelschäden mit ZeIl-Zerstörungen vor allem im Bereich der absteigenden Teile der Henleschen Schleifen auf.

Zum Zwecke des Vergleichs von N-(p-IsobutoxyphenyO-N'-Cp-ia-pyridyläthylJ-phenyn-thioharnstoff (I) mit Isonicotinsäurehydrazid (INH) wurde folgender Versuch durchgeführt:

Tabelle 2

Versuchsanordnung s. Tabelle 1.

♦) Tagesdosis, die 15mal an aufeinanderfolgenden Tagen gegeben wurde.

Substanz	Dosis*)	Mittlere Uberlebenszeit Mittlerer pathologischer	Wirkungs
	mg/kg	Lungenbefund	wert
INH	10	42,0/1,35	31,1
I	25	39,6/3,0	13,2
I	50	40,8/1,8	22,6
I	100	42,0/1,1	38,2
Kontrolle	—	28,6/3,7	7,7

Aus den in der Tabelle 2 aufgeführten Ergebnissen geht hervor, daß I besser als INH wirkt, wenn es in einer lOfach höheren Dosis als dieses Präparat verabreicht "wird;ti -■-."..

Bei der Berücksichtigung des therapeutischen Wertes muß aber nicht nur der Heilwert, sondern auch die Verträglichkeit in Betracht gezogen werden. Gibt man I mit der Schlundsonde einmalig an Mäuse, so ist eine Toxizität überhaupt nicht festzustellen, selbst wenn Dosen von 5,0 g/kg verabreicht werden. Die DL₅₀ von INH, an einem größeren Mäusekollektiv rechnerisch festgestellt nach der Methode der kleinsten Quadrate (P r i g g e und Schäfer, Naunyn-Schmiedeberg's Arch. exp. Pathol. Pharmakol., 191, S. 281 [1939]; Wa g η e r und Sc h u 1 z, Z. f. d. ges. exp. Med., 119, S. 204 [1952]) ist 209 mg/kg p. o.'

Um einen quantitativen Heilwertsvergleich durchzuführen, wurde für I und INH die DC₅₀ bestimmt. Es wurden dazu Mäusegruppen zu je 10 Tieren in gleicher Weise, wie oben beschrieben, infiziert und dann 15mal an aufeinanderfolgenden Tagen mit der Schlundsonde behandelt. Am 35. Versuchstag wurde der Versuch abgebrochen, und es wurde entsprechend dem Vorgehen, wie von Wagner (Beifr. KHn. Tüberk., 113, S. 409 [1955]) beschrieben, diejenigen Tiere als geheilt angesehen, die an diesem Tag noch lebten. Die DC₅₀ wurde dann wiederum nach der Methode der kleinsten Quadrate rechnerisch bestimmt. Die DQo-Werte für beide Verbindungen, wie sie unter diesen Versuchsbedingungen ermittelt wurden, sind;

Tabelle 3

ton I infiziert und an 25 aufeinanderfolgenden Tagen mit der zu prüfenden Verbindung behandelt. Nach Abschluß der Behandlung' und bevor die nicht behandelten Kontrolliere der Infektion erlegen waren, wurden die Tiere getötet. Ihr makroskopischer Organbefund, insbesondere der Tuberkulosebefall von regionalen Lymphknoten, Lunge, Leber und Milz wurden mit Befallsindizes zwischen Ό und 4 für jedes Organ, zahlenmäßig bewertet, d.h., der Höchstwert des

ίο negativen Befundes läge bei 4 · 4 = 16 (s. Tabelle 4).

I (Beispiel 2)

N- (p - Isobutoxyphenyl) - N' - [p - (α - pyridyläthy I)-phenyl]-thioharnstoff

II (Beispiel 4)

N - (p - Isoamylphenyl) - N' - [p - (α - pyridyläthyl)-phenyl]-thioharnstoff

HI (Beispiel 5)

■N-(p-Cyel opentylphenyI)-N'- [p-(a-pyridyläthyl)-phenyl]4hioharnstoff

Tabelle 4

Substanz	' DC₅₀*) mg'kg p. o.	Fehlerfaktor**)
INH I	3,70 33,50	1,11 1,6

Verbindung	mg/kg p. o.	Mittlerer Organbefund
I	50	9,3 .
II	50	5,8
III	50	7,0
Unbehandelte
Kontrolltiere		12,0

*) Der angegebene Wert bezieht sich bei beiden Verbindungen • auf die Tagesdosis, die 15mal an aufeinanderfolgenden Tagen verabreicht wurde.

■'**) Multiplikation und Division mit dem angegebenen Faktor ergeben den einfachen mittleren Fehlerbereich.

Ein chemotherapeutischer Index

DL₅ DC₅₀

läßt sich

deshalb nicht exakt aufstellen, weil der akute Toxizitätswert für Mäuse für die Substanz I nicht genau ermittelt werden kann.

Aus den aufgeführten Heilversuchen ergibt sich jedoch, daß zur Erzielung eines Heileffekts von I rund lOmal soviel Substanz benötigt wird wie von INH. Die Verträglichkeit von I ist aber mindestens 25mal so groß wie die von INH. Daraus geht hervor, daß bei der Mäusetuberkulose der chemotherapeutische Index von I besser ist als der von INH.

Auch die Verfahrensprodukte, die gemäß den Ausführungsbeispielen 1 und 3 bis 5 hergestellt werden, haben im Versuch an der Maus und am Meerschweinchen die gleiche oder eine noch höhere tuberkulostatische Wirkung wie das gemäß Beispiel 2 erhaltene Verfahrensprodukt, wie sich aus nachstehenden Versuchsergebnissen ergibt-: ..■.■-:.;■ · -

Jeweils fünf Meerschweinchen wurden mit einer sicher tödlichen . Dosis , des menschenpathqgenen. stark virulenten Tuberkelbakterienstammes Washing-

Aus dieser Tabelle geht klar hervor, daß die Verbindungen Hund III noch wirksamer als die Verbindung I und damit den vorbekannten Verbindungen deutlich überlegen sind.

B e i s ρ ie I 1

a) N-(p-n-Butoxyphenyl)-N'-[p-(a-pyridyläthyl)-

phenyl]-thioharnstoff

19,8 g (0,1 Mol) p-u-Pyridyläthylanilin werden in 100 ecm Äthanol gelöst und mit 20,7 g (0,1 Mol) p-n-Butoxyphenylisothjocyanat versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 15 Minuten lang auf dem Dampfbad auf 75°C erwärmt. Beim Abkühlen kristallisiert die Verbindung aus, wird abgesaugt, mit wenig eiskaltem Äthanol gewaschen und aus Äthanol umkristallisiert. Es wurden 33 g (82% der Theorie) N-(p-n-Butoxyphenyl)-N'-[p-(H-pyridyläthyl)-phenyl]-thioharnstoff in Form eines feinkristallisierten Pulvers vom Schmelzpunkt 140"C erhalten.'

b) Der N-(p-n-Butoxyphenyl)-N'-[p-(a-pyridyläthyl)-phenyl]-thioharnstoff läßt sich auch* in der Weise herstellen, daß 16,5 g (0,1 Mol) p-n-Butoxyanilin, zusammen mit" 24,0 g (0,1 Mol) p-n-Pyridyläthylphenylisothiocyanat gelöst, in 100 ecm Äthanol 15 Minuten lang auf 85 C erwärmt und das Reaktionsgemisch wie oben angegeben aufgearbeitet wird. Das p-u-Pyridyläthylänilin erhält· man durch Kondensation von p-Nifroberizaldehyd mit «-Picolin in

Essigsäureanhydrid durch ostündiges Erhitzen unter Rückfluß und anschließende Reduktion des Kondensationsproduktes mit Raney-Nickel in alkoholischer Lösung. Nach -Entfernung des Katalysators und'

Lösungsmittels nach der Hydrierung wird das als öliger Rückstand erhaltene p-u-Pyridyläthylanilin direkt verwendet (Kp.₂ 156 bis 158° C, Schmp. 56° C).

Das nach b) als Ausgangsstoff verwendete p-a-Pyridyläthylphenylisothiocyanat wird in der Weise hergestellt, daß man p-a-Pyridyläthylanilin mit Schwefelkohlenstoff und konzentriertem wäßrigem Ammoniak umsetzt und das jeweils erhaltene Ammoniumsalz der entsprechenden Dithiocarbaminsäure mit Natriumchlorit zum Isothiocyanat oxydiert.

In gleicher Weise können folgende Thioharnstoffe dargestellt werden:

*	Ausbeute in %	Schmelzpunkt
	der Theorie	⁰C
2. N-(p-Isobutoxy-	85	115
phenyl)-N'-[p-(a-pyri-
dyläthyl)-phenyl]-
thioharnstoff
3. N-(p-Isoamyloxy-	80	141
phenyl)-N'-[p-(a-pyri-
dyläthyl)-phenyl]-
thioharnstoff
4. N-(p-Isoamylphenyl)-	68	124
N'-[p-(a-pyridyläthyl)-
phenyl]-thioharnstoff
5. N-(p-Cyclopentyl-	72	127
phenyl)-N'-[p-(a-pyri-
dyläthyl)-phenyl]-
thioharnstoff

Claims

Patentansprüche:
1. Thioharnstoffe der allgemeinen Formel I

■r ^-NH-C —NH

worin R einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkoxyrest mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen Cyclopentylrest bedeutet.
2. Verfahren zur Herstellung von Thioharnstoffen der allgemeinen Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise entweder

a) Isothiocyanate der allgemeinen Formel II

-N = C = S

worin R die obenerwähnte Bedeutung besitzt, oder solche Verbindungen, die im Verlauf der Reaktion wie derartige Isothiocyanate reagieren, mit p-(a-Pyridyläthyl)-anilin der Formel III

H,N—<

CH₂-CH₂

b) p-(a-Pyridyläthyl)-phenylisothiocyanat der Formel IV

CH,-CH,

oder solche Verbindungen, die im Verlauf der Reaktion wie dieses Isothiocyanat reagieren, mit substituierten Anilinen der allgemeinen Formel V

NH₂

worin R die erwähnte Bedeutung besitzt, umsetzt.

909509/869