4- (4@-Piperazinoalkyl )-pyrazole, ihre Salze und Verfahren zu ihrer
Herstellung Das Hauptpatent .....(deutsche Patentanmeldung P 15 95
920.3)
betrifft
4-(1j-Piperazinoalkyl)-pyrazole der Formel A
worin |
R1 1i, Alkyl mit 1 - 4 C-Atomen, Aralkyl |
y- I J-R4 mit 7 - 10 C-Atomen oder Ar, |
! R2 1i oder Alkyl mit 1 - 4 C-Atomen, |
R3 R3 H oder Alkyl mit 1 - 4 C-Atomen, |
1 R4 Alkyl mit 1 - 6 C-Atomen, Cyclo- |
alkyl oder Cycloalkenyl mit 5 - 7 |
C-Atomen, Aralkyl mit 'l - 10 C-Ato- |
men, Ar oder Heteroaryl, |
Ar gegebenenfalls durch 1 - 3 niedere |
Alkyl-, niedere Alkon5-, Phenyl-, |
Hydroxy-, niedere Alkylmercapto-, |
Trifluormethylgruppen oder Halogen- |
atome oder eine Methylendio:.:ygruppe |
substituiertes Aryl mit insgesamt |
6 - 12 C-Atomen und |
y einen geradkettigen oder verzweigten |
Kohlenwasserstoffrest mit 1 - 6 |
. C-Atomen, jedoch nicht die Gruppe |
-(CH 2)3- |
bedeuten, |
sowie deren Säureadditionssalze und quartäre Ammoniumsalze.
Es wurde
nun gefunden, daß nicht nur die 4-(i°-Piperazinoalkyl)-pyrazole der Forme 1. A,
sondern auch die homologen 4-(4J-Piperazinoalkyl)-pyrazole der Formel I
worin |
2 |
R Y-NI1-R4 Y einen geradkettigen oder verzweigten |
Kohlenwasserstoffrest mit 7 - 10 C- |
in3 Atomen |
I1 bedeutet und die Reste R1 bis R4 die ange- |
gebene Bedeutung haben, |
I |
sowie deren Säureadditionssalze wertolle pharmakologische Eigenschaften besitzen.
In erster Linie treten Wirkungen auf das Nervensystem, insbesondere narkosepotenzierende,
sedierende, tranquillierende, hypnotische und narkotische Wirkungen auf. Außerdem
wurden bei einzelnen Verbindungen auch blutdrucksenkende, analgetische, antiphlogistische
und/oder lokalanästetische Eigenschaften beobachtet. Im Vergleich zu Methaqualon
(2-biethyl-3-o-tolyl-4(3H)-ehinazolinon) einem der besten modernen barbitursäurefreien
Schlafmittel, erwies sich beispielswdse das 4-(7-(N'-Phenylpiperazino)-heptyl/7-pyrazol
bei oraler G be an Ratten bereits in 17fach geringerer Dosis als jenes bleich stark
potenzierend auf die He:=obarbital-Narkose. Gegenstand der Erfindung sind 4-(W-Piperazinoalkyl)-pyrazole
der Formel I, ihre Säureadditionssalze und quartären Ammoniumsalze sowie ein Verfahren
zu ihrer Herstellung, dadurch gekennzeichnet, a) daß man eine Verbindung der Formel
II
worin |
X C1, Br, J oder einen halogenanalogen |
R2 y_g durch eine Aminogruppe ersetzbaren |
Rest bedeutet, |
4\11 R3 |
R |
II |
mit einer Veroindun:@ der Formel III |
oder |
o) daß man eine Verbindung der --,`ormei hr |
mit einer Verbindung der Formei @T |
X-CHc-(,!"2 worin die neiden ;ruppeT_ -i auca |
ausammer- ein 3-@,izerstoffatom oe- |
N R4 deuten können |
X-(;r @ r# H Z |
oder |
c) daß man eine TTeroindung der "'ormei lTI |
n:i2-r@=#G- i _ |
@rir. :.i e äeider. :r.@: ,, i- |
2 Cri auc:: z".isa.i::ü:er_ eir. .>-uerstofr- |
Xcr-2-cr., |
R1 ' TI |
mit einer Verbindung der Formel VII |
2r:-4 , VII |
oder |
d) dab mari eine jTerbindung der Formel TTIII |
mit einer Verwindung der r'ormel I1 |
oder e) daß man eine Verbindung der Formel .
mit-einer 7.Terz.irdurlö der Formei- 11 |
oder
f) daß man eine Verbindung der Formel I, worin zusätzlich eine
oder mehrere durcn lasserstoff ersetzbare ruppen und/oder C-C-1uIehrfacnbindungen
vorhanden sind, mit dasserstoff abgebenden Mitteln behandelt und daß man gegebenenfalls
eine Verbindung der Formel I duren Benandeln mit Säure in ein physiologisch verträgliches
Säureadditionssalz umwandelt oder daß man eine Base der Formel I aus ihrem Säureadditionssalz
in Freiheit setzt.
In den Formeln II bis :ZI -haben R1 bis R4, Ar, X und :1 die
ange- |
gebene Bedeutung. |
Als Alkylgruppen in den Resten R1 bis R4 und Ar kommen in Frage: |
Metnyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, n-3utyl, Isobutyl, ferner |
sek.-3utyl und tert.-Butyl. R4 kann außerdem beispielsweise |
n-Amyl, Isoamyl, 2-Methylbutyl-(1), Pentyl-(2), Pentyl-(3), |
3-1vlethylbutyl-(2), Veopentyl, tert.-Amyl, n-Hexyl, Isonexyl, |
Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloneptyl, Cyclohexen-(1)-yl, |
Cyclohexen-(2)-yl oder Cyclohexen-(51-yl bedeuten. |
Äls Aralkylgruppen in den Resten R1 und R4.seien beispielsweise genannt: f3enzyl,
o-, m- und p-Metnylbenzyl, 1- und 2-Phenyläthyl, 3-Pnenylpropyl, 4-Phenylautyl.
rieteroaryl kann bedeuten: 2- oder 3-Ynienyl, 2-, 3- oder 4-Pyridyl, 2-, 4- oder
5-Thiazolyl, 1-, 3-, 4- oder 5-Pyrazolyi, wobei der Tniophen-, Pyridin-, Tniazol-
oder Pyrazolring durch 1 bis 5 niedere Alkyl- oder Alkoxygruppen suostituiert sein
kann; es kommen also ferner in .'rage Reste wie 6-Methoxy-2-pyridyl, 4-Hetnyl-2-thiazolyl
oder 1,5,5-Trimethyl-4-pyrazolyl. Der Rest Ar bedeutet vorzugsweise Phenyl, o-,
m- oder p-Tolyl, 2,4-Dimethylphenyl, o-, m- oder p-Äthjlphenyl, p-Isopropylphenyl,
2-Methyl-5-isopropylphenyl, o-, m- oder p-Phenylphenyl,
o-, m- oder
p-itietnoxyphenyl, 3,4-Dimethoxyphenyl, 3p4,5-Trimethoxyphenyl, 2-Methoxy-5-metnylpnenyl,
o-, m- oder p-kthoryphenyl, 3,4-idetnylendioxyphenyl, o-, m- oder p-Hydroxypnenyl,
5,4-Dihydroxyphenyl, o-, m- oder p-!4Ietnylmercaptophenyl, o-, m- oder p-Ätnylmercapt@ophenyl,
o-, m- oder p-Trifluormethylpnenyl, o-, m- oder p-Fluorpnenyl, o-, m- oder p-Chlorpheny),
2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dicnlorphenyl, 2,4,ö--i'richlorphenyl, o-,
m- oder p-Bromphenyl, 2,4-Dioromphenyl, o-, m- oder p-Jodphenyl. Bei der Definition
von X sind unter nalodenanalogen, bekanntermaßen durch eine Aminogruppe ersetzbaren
Resten solche zu verstenen, die bei der Umsetzung mit einem Amin in derselben leise
wie rialogenatome durcn eine Aminogruppe ersetzt werden können, vorzugsweise die
folgenden: hydroxy, Acyloxy wie Acetoxy, hetnansulfonyloxy, p-Toluolsulfonyloxy,
niederes Alkoxy wie I'ethoxy. Es ist auch möglich, unter reduzierenden Bedingungen
mit Ausgangsverbindungen zu arbeiten, die den Formeln II, V, VI oder IX entsprechen,
die jedocn an Stelle einer oder zweier CH 2X-Reste .Aldehyd-, Ester- oder sonstige
Gruppen höherer Oxydationsstufen enthalten, die unter den Reaktionsbedingungen zu
halogenanalogen Gruppen wie OH reduziert werden. Die Gruppe f bedeutet vorzugsweise
-(Cri2)n-, wobei n 7, 8, 9 oder 10 ist. Unter "durch Wasserstoff ersetzbare Gruppen"
werden in erster Linie nalogenatome, vorzugsweise Chlor- oder Bromatome, ferner
Keto-, Hydroxy- und Benzylgruppen verstanden. Die Verbindungen der Formel I sind
vorzugsweise durch Umsetzung von 4-(W-Halogenalkyl)-pyrazolen oder deren Analogen
der Formel II mit 1-substituierten Piperazinen der Formel III erhältlich.
Als Ausgangsverbindungen der Formel Il kommen vor allem folen-- |
de Pyrazole in Frage: 4-(7-Chlorneptyl)-, 4-(7-.3romheptyl)-, |
4-(7-Jodneptyl)-, 4-(7-dydroxyneptyl)- sowie dessen Ester, |
insbesondere dessen Methan- und p-Toluolsulfonate, 1-Methyl- |
4-(7-chlorheptyl)-, 1-14etLiyl-4-(7-bromheptyl)-, 1-Äthyl-4- |
(7-cnlorneptyl)-, 1-Pnenyl-4-(7-chlorheptyl)-, 1-denzyl-4- |
(7-chlorheptyl)-, 4-(8-Chloroctyl)-, 4-(3-3romoctyl)-, 4-(3- |
Jodoctyl)-, 4-(8-riydroxyoctyl)- sowie dessen. r;ster, insbesonde- |
re dessen I.lethan- und p-Ii'oluolsulfonate, 1-1@.ethyl-4-(3-chlor-
. |
octyl)-, 1-rriethyl-4-(3-oromoctyl)-, 1-hthyl-4-(d-enloroct;yl)-, |
1-Phenyl-4-(ö-chloroctyl)-, 1-3enz,yl-4-(8-ciiloroctyl)-, 4- |
(9-Chlornonyl)-, 4-(9-3rornnonyl)-, 4-(q-Jodnoiiyl)-, 4-(9- |
riydroxynonyl)- sowie dessen Ester, insbesondere dessen Methan- |
und p-Toluolsulfonate, 1-nletilyl-4-(q-chlornonyl)-, 1-i.lethyl-4- |
(9-bromnonyl)-, 1-Äthj1-4-(q-cnrornonyl)-, 1-i'nenyl-4-(9-ciilor- |
nonyl)-, 1-Benzyl-4-(9-cillornonyl)-, 4-(10-Ciiloriecyl)-, |
4-(10-Bromdecfl)-, 4-(1Li-Joddecyl)-, --(1(-,-::fdroxydecyl)-
so-rie |
dessen Ester, 1-If,-etiijl-4-(10-ciilordec,yl)-, 1-:,.ethyl-4-(10-orom- |
deeyl) -, 1-Äthyl-4-(10-cnlordecyl) -, 1-Pnenyl-4 - (10-cnlor- |
deeyl)-, 1-Benzy1-4-(10-enlordecfl)-rfrazol. |
Als Verbindungen der Formel III kommen folgende Piperazine
in |
Fraget h-Letnyl-, E-Äth;yl-, l@-n-rropyl-, l,;-Ir-cpropyl-,
1:-n- |
x@utyl-, A-Isobutyl-, P.-sek.3uty1-, 1:-tert.3utfi-, 1 -n-Amyl-, |
h-Isoamyl-, h-n-hexyl-, 1.-Isonexyl-, 1.-Cyclopentyl-, L-Cyclo- |
hexyl-, h-Cyclohexen-(2)- oder -(3`-y1, ?;-3enzyl-, I,:-_@ner-yl-, |
IV-o-2oiyl-, r--m-le'olyl-, 1.-p-,olyl-, =:-p-ntnylai:enyl-,
1,-y - |
Phenylphenyl-, A-o-läethoxypiienyl-, i.-m-i.`-etnox;yp:ienyl-,
1 -p- |
Methoxypilenyl-, h-(3, :-Metiiylendiox@-pnenyl)-, 1-,-o-riydroxy- |
pnenyl-, h-m-riydroxypiienyl-, T-F-:@ydroxyphenyl-, ? -o--'_'rifluor- |
methylphenyl-, h-m--rrifluormet:iylpAenyl-, l"--o-lrifluormetryl- |
phenyl-, N-o-.r`luorpiienyl-, 1,-m-j'luorpnenyl-, _;-p-H'luor@.neryl-, |
r;-o-Chlorphenyl-, P.-m-Chlorpnenyl-, 1-;-p-Ciilorphenyl-,
_,-o-3rom- |
phenyl-, E-p-3rompnenyl-, 1@-o-c- odphenyl-, l@ -m-Jodpheryl-, |
N-1-haphtryl-, l@-2-haphtilyl-, l@ -3-Thienyl-, |
h-2-Pyridyl-, Y-3-Pyridyl-, h-4-Pyridyl-, I#-(ä-Methoxy-2- |
pyridyl)-, 1"".-2-Thiazolyl-, Y-(4-Iviethyl-2-thiazolyl)- und
Er |
(1,3,5-Trimetriyl-4-pyrazolyl)-piperazin. |
Pyrazole der Formel II sind durch Fettenverlängerungs-Reaktiur.,E;n |
aus niederer, Pyrazolen der Formel 1I erhältlich. Beispielsweise |
liefern 4-(ö-tialogennexyl)-pyrazole mit Alkalicyanid die ent- |
sprechenden I@itrile, rjelche durch aufeinanderfolgende Umsetzung |
mit i.tnanoi und Sen-xefelsäure, !.eduktion der erhaltenen
Ester |
zu den 4-(7-_iydroxyheptyl)-pyrazolen und Ersatz der Hydroxy- |
sru@pe durch ';nlor oder Brom in die homologen 4-(7-halogen- |
iieptyl)-pyrazole übergefiihrt werden. Man erhält sie auch
aus |
4-(5-1-ialogeripentyl)-pyrazolen durch Umsetzung mit Malonester |
und anschlie2enda ITerseifung, Decarboxylierung, erneute Ver- |
esterung und analoge J1ol1-ereaktiorien Nie oben. Geht man
von |
monoaakylierten i.alonestern aus, so gelangt man zu Verbindungen |
mit verzweii_ter r:onlerstoff-i_ette. Die Piperazine III sind
durch |
bm;,etzung @Ton Aminen der Formel ?TII mit Diätnanolamin, Morpho- |
lin oder 3is-(2-c:llorätnjl)-amin oder auch aus Piperazin und |
halogeniden, vorzugsweise 3romiden, der Formel K-R4 erhältlich. |
Jie Umsetzun- der Veroindungen II und III verläuft nach Idetho- |
den, -nie sie f-':jr .iie Uxylierung von Aminen aus der Literatur |
Aekarnt sind !v.; l. z. .@. i"ouoen-.ieyl, i.;etnoden der Organischen |
_LIj1, seor@-"@riieme-'Terlag, ;Stuttgart, 1957, vor |
allem Seiten 24 - 7J und 2L5 - 224). :. :an arbeitet ohne Lösungs- |
mittel äurcn @Terscrz.elaer, der r omrorlenten miteinander,
oder |
auch in -seöenwart eines indifferenten Lbsun7smittels wie Benzol, |
'o.LÜcl, :Vlol, i.etor_er. wie Aceton oder -utanon, Alkoholen
wie |
i.;et:iarol, rtr@3r_oi, Tetrahfdrofuran oder Dioxan, gegebenenfalls |
wach in Gemischer_ fieser Lösunsmittel untereinander oder mit |
Jasser. sünstig. ist der Zusatz eines säurebindenden Mittels, |
beispielsweise eines _ydroxids, narbonats, 3icarbonats oder |
eines anderer= Salzes einer scnwac:.Len Sjure äer Alkali- oder |
z,rdalka.imetalle, -rcrzu-xsweise des 1,atriums, Valiums oder
Cal- |
ciums, einer omanischen aase wie Triätnflamin, Dimethylanilin, |
Pyridin oder Chinolin oder eines Überschusses des Piperazinderivates
der Formel III. Die _Keaktionszeit .liegt je nacn d(-:n angewendeten Bedingungen
zwischen einigen Minuten und 14 Tagen, die Reaktionstemperatur znrischen O und 2000,
gewöhnlicn bei 100 - 1300. Arbeitet man ohne Lösungsmittel bei etwa 1200, :so ist
die Umsetzung etwa innerhalb 1/2 - 2 Stunden beendet. Bei Verwendung von Lösungsmitteln
ist mitunter ein 12 - 24stündiges Erhitzen notwendig, um gute Ausbeuten zu erzielen.
In einer Variante der vorstehenden Methode kann man einen Aldehyd der Formel XII
_ .
R2 CmH2m-Cri0 |
worin |
m ö ois 9 bedeutet, |
1@ R3 |
XII |
mit Piperazinen der Formel III unter den Bedingungen einer
ka- |
talytiscaen Hydrierung umsetzen. Die Reaktionsbedingungen ent- |
sprechen den aus der Literatur bekannten Gepflogenheiten bei |
reduktiven Alkylierungen (vgl. z. B. Organic Reactions, jrolume |
ITT, John Jiley (% Sons, Inc., bJe-,q York (1948),
Seite 174 - 255). |
Die Aldehyde XII sind durch Oxydation der entsprechenden pri- |
mären Alkohole der Formel II (X - OH) zugänglich. |
.Jie Verbindungen der Formel I sind ferner erhältlich durch
Um- |
setzun- eines 4-(tu -Aminoalkyl)-pyrazols der Formel ITT mit |
einer Stickstoff-Lost-Veroindung der Formel V. |
Die 4-(W-Aminoalkyl)-pyrazole sind aus den obigen 4-(CU -Halogenalkyl)-pyrazolen
der Formel II durch Umsetzung mit Ammoniak oder Pntnalimid-Kalium zugänglich; vornehmlich
können die folgenden verwendet werden: 4-(7-Aminoheptyl)-pyrazol, 4-(8-Amino-
octyl)-pyrazol; 4-(9-Aminonyl)-pyrazol, 4-(10-Aminodecyl)- |
pyrazol sowie diq 1-bIethyl-, 1-Äthyl-, 1-Benzyl-, 1-Phenyl- |
und 1,3,5-Trimethylderivate dieser Verbindungen. |
Als AusgangsverbindungQn der Formel V seien vor allem genannt: |
Bis-(2-chloräthyl)-methylamin und andere niedere Bis-(2-chlor- |
äthyl)-alkylamine, Bis-(2-chloräthyl)-anilin, Bis-(2-brom- |
äthyl)-anilin, und b-Pnenylmorpholin sowie deren im aromati- |
schen kern analog zu den oben genannten Piperazinen der For- |
mel III substituierte Derivate. |
Umgekehrt kann man zur Herstellung der Verbindungen der Por- |
mel I auch Stickstoff-Lost-irerbindungen der Formel VI (herge- |
stellt etwa durch Umsetzung der 4-(Gu -Halogenalkyl)-pyrazole |
der Formel II mit Diätnanolamin oder der Amine IV mit Äthylen- |
chlorhydrin oder mit Äthylenoxid und nachfolgende Umwandlung |
der Hydroxygruppen in rialogenatome, beispielsweise mit Thionyl- |
chlorid) mit Aminen der Formel VII unter ärmlichen Bedingungen |
zur Umsetzung bringen. Als Veroindunger, der Formel VI kommen |
z. 3. in Frage: 4-L7-(3is-(2-chloräthyl-amino)-hepty>-, |
4-L9-(Bis-(2-chloräthyl)-amino)-octyl7-, 4-L7-(Bis-(2-chlor- |
äthyl)-amino)-nony>- und 4-ZT0-(.3is-(2-chlorätnyl)-amino)- |
decy17-pyrazol, sowie deren 1 Ii@:ethyl-, 1-3enzyl- und 1-Phenyl- |
derivate, die entsprechenden 3is-(2-bromäthyl)-verbindungen |
sowie 4-(7-iv:orpholinohebtyl)-, 4-(a-IYiorpholinooctyl-), |
4-(9-j@rIorpholinononyl)- und 4-(10-Iviorpholinodecyl)-pyrazol |
(leicht erhältlich aus den entsprechenden 4-(C,V -".hloralkyl)- |
pyrazolen und Morpnolin) und deren 1-i@Iethyl-, 1-Benzyl- und |
1-Phenyl-derivate, als Verbindungen der Formel VII niedere |
aliphatische und cycloaliphatiscne Amine mit bis zu 6 C-Atomen, |
vor allem hZethylamin, Äthylamin, Cyclohexylamin sowie Anilin |
und dessen im aromatischen Kern durch IJIethyl, Äthyl, Phenyl, |
iüethoxy, riydroxy, Methylmereapto, Trifluormetnyl, Fluor,,
Chlor, |
Brom oder Jod substituierte Derivate, 1- und 2-haphthylamin, |
2- und 3-Aminothiophen, 2-, 3- und 4-Aminopyridin, 2-Amino- |
thiazol und 2-Amino-4-methyl-thiazol. |
Ferner können die Verbindungen der Formel I erhalten werden, |
indem man mit Hilfe der Bischoffschen Piperazin-Synthese |
(3erichte der deutschen chemischen Gesellschaft, Band 22, |
Seite 1777 (1389); Sand 23, Seite 1977 (189U); Band 25, Seite |
2949 (1892)) am h'-Atom substituierte 42ii--(2-Aminoäthylaminc)- |
alky>-pyrazole der Formel 'IrIII mit rithylendinalogeniden
der |
Formel IX, vorzugsweise «tnylenchlorid oder Äthylenbromid oder |
analogen Verbindungen, mit Vorteil in Gegenwart säurebindender |
Agentien umsetzt. Die Verbindungen VIII sind erhältlich, indem |
man Aldehyde .der Formel XII mit einem substituierten Äthylen- |
diaminderivat der Formel R4-IttiC1i2r1112NH2 zur Schiffschen
Base |
umsetzt und diese katalytisen hydriert. Als Verbindungen der |
Formel VIII seien beispielsweise genannt: 4-Z7-(2-Anilinoäthyl- |
amino)-hepty17-, 4-3-(2-Anilinoätnylamino)-octy17-, 4-j-(2- |
Anilinoäthylamino)-nony17- und 4-LTU-(2-Anilinoätnylamino)- |
decy17-pyrazol sowie deren im aromatischen lern wie oben substi- |
tuierte Derivate, sowie die 1-l.-.etnyl-, 1-Benayl- und 1-fneriyi- |
abkömmlinge dieser Verbinlungen. |
Die Umsetzungen der Verbindungen l 'er mit ?T bzw. 'rj mit
"II nzw. |
VIII mit IX erfolgen in der Regel anter den oben oeschriebenen |
an sich aus der Literatur bekannter. Bedingungen für die Lm- |
setzung der Verbindungen II mit III (vgl. z. 3. :iouben-:leyl, |
1.o.; Collection of Pzeciio,-#lovaK Chemical !`,ommunicatiorz, |
Band 7, Seite 93 (1°35): Journal of the Cnemical Society, 114a, |
Seite 2824 - 2834). Bei der 3isciiof i scnen Synthese wendet
man |
im allgemeinen etwas kräftigere 3eäin--ungen an; zum 3eis.#;iel |
erhitzt man, gegebenenfalls in se#enwart eines aöhersiederden |
inerten Lösungsmittels und einer starker. aase -Nie T'atri;7::.- |
hydroxid oder -caroonat, unter .dLuren 5 - 3 Stunden auf Tempe- |
raturen zwischen 12C und 1 @ Co. |
Geht man von einem IQ-substituierter. i.:orpholir_ aus, so
ist es |
vorteilhaft, dessen ydrocülorid zusammer. mit dem des.-;u:
- |
Aminoalkyl)-pyraaols unter Aodesti#-lieren des oei der ->Le
a_tion |
gebildeter. Nassers einige Zeit auf 23L - 240o zu erhitzen. |
Ss ist ferner möglich, eine 2-(W-Piperazinoalkyl)-1,3-dicarbonyl-verbindung
der Formel X mit einem gegebenenfalls substituierten tlydrazin der .Formel XI umzusetzen.
Das Verfahren wird nach aus der Literatur bekannten Methoden zur Bildung von Pjrazolen
aus ß-Carbonyl-Verbindungen und Hydrazinen (vgl.