DE19942897A1 - Cycloheptenonderivate, ein Herstellungsverfahren für diese Verbindungen und ihre Verwendung zur Herstellung von Cycloheptimidazolderivaten - Google Patents

Cycloheptenonderivate, ein Herstellungsverfahren für diese Verbindungen und ihre Verwendung zur Herstellung von Cycloheptimidazolderivaten

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Abstract

Beschrieben werden neue Verbindungen, welche durch die allgemeine Formel (1) angegeben werden, DOLLAR F1 worin: F¶1¶ ein Wasserstoffatom oder eine Niedrigalkylgruppe, X ein Bromatom oder ein Chloratom ist. DOLLAR A Diese Verbindung (1) ist geeignet für die Herstellung von Cycloheptanoiden, wie Cycloheptimidazolderivaten. DOLLAR A Diese Verbindung (1) wird erhalten durch die Reaktion von Trialkylsilyletherverbindungen mit einem Dihalogenocarben, welches hergestellt wird aus Chloroform oder Bromoform in Gegenwart von Base.

Description

Die Erfindung betrifft neue Schlüsselintermediate, 3-Hydro­ xy-2-halogenocycloheptenone und 3-Alkoxy-2-halogenocyclo­ heptenone, die für die Synthese von Arzneimitteln nützlich sind. Insbesondere betrifft diese Erfindung die Herstellung von Schlüsselintermediaten von neuen Cycloheptimidazolderi­ vaten, die Angiotensin-II-Rezeptor-antagonistische Aktivi­ täten besitzen und daher für die Behandlung von Bluthoch­ druck, kongestivem Herzversagen usw. nützlich sind.
Viele Verbindungen, die einen Cycloheptanring enthalten, besitzen hohe physiologische Aktivitäten. Beispielsweise wurden Cycloheptimidazole der allgemeinen Formel (6) vorge­ schlagen, die Angiotensin-II-Rezeptor-antagonistische Akti­ vitäten besitzen und daher für die Behandlung von Bluthoch­ druck oder kongestivem Herzversagen (JP-OS 5-320139, 7-149761 und 8-73454) nützlich sind.
worin: R5 ein Wasserstoffatom oder eine Niedrigalkylgruppe ist und R6 eine Carboxylgruppe oder Tetrazolylgruppe ist.
Jedoch ist die Synthesemethode für die durch die allgemeine Formel (6) angegebenen Cycloheptaimidazole in einem tech­ nischen Maßstab wegen folgender Gründe unvorteilhaft.
  • 1. Das Ausgangsmaterial Tropolon ist teuer.
  • 2. Es wird eine große Anzahl von Verfahrensstufen benö­ tigt.
  • 3. Dieses Verfahren kann nicht auf eine große Anzahl von Cycloheptanoidverbindungen angewendet werden.
Geht man von der Anwendung bekannter Methoden aus, ist es ein allgemeines Konzept, daß 1,3-Cycloheptadion (8), herge­ stellt aus Verbindungen der allgemeinen Formel (2), an Po­ sition 2 der Verbindung (8) halogeniert wird, um Verbindun­ gen der allgemeinen Formel (1) zu erhalten, worunter Ver­ bindungen der allgemeinen Formel (3) und (4) fallen.
worin: R2 und R3 eine Niedrigalkylgruppe ist und X ein Brom­ atom oder ein Chloratom ist.
Mit anderen Worten, Cyclohepta-1,3-dion (8) kann durch be­ kannte Methoden erhalten werden. Zuerst ergibt die Cyclo­ propanbildung, ausgehend von Verbindung (2) in Gegenwart von Zinkdiethyl und Methyleniodid (Simmons-Smith-Reaktion) die bicyclische Verbindung (7) (L. Hadjiarapoglou, Synthe­ sis, 525, 1996). Zweitens ergibt die Ringvergrößerung von (7) unter Verwendung von Eisen(III)-chlorid oder Periodsäu­ re die Verbindung (8) (T. Saegusa, Organic Synthesis 59, 113; M. C. Pirrung, J. Org. Chem. 52, 3606, 1987). Das halo­ genierte Analog (3) scheint in einer ähnlichen Weise wie von R. G. Shepherd (J. Chem. Soc. Perkin Trans. I, 2153, 1987) beschrieben hergestellt zu werden, und seine Verethe­ rung ergab 2-Halogeno-3-alkoxycyclohept-2-enon.
Die Simmons-Smith-Reaktion ist jedoch technisch aus folgen­ den Gründen nicht anwendbar.
  • 1. Die Reaktionsbedingung ist wasserfrei.
  • 2. Zinkdiethyl ist selbstentzündlich.
Darüber hinaus kann die angestrebte Verbindung (3) nicht unter allen Bedingungen für die Halogenierung der Verbin­ dung (8) erhalten werden. Es erfolgte eine Dihalogenie­ rungsreaktion, und 2,2-Dihalogeno-1,3-cycloheptandion (9) wurde als Hauptprodukt erhalten.
In ähnlicher Weise war dieses gut bekannte Verfahren nicht anwendbar auf die Synthese von Verbindung (3) und (4). Dar­ über hinaus, obwohl Verbindung (10) (Chem. Abstr. 77, 48038k, 1972 (US-PS 3 658 841)), (11) und (12) (Chem. Abstr. 89, 179583e, 1978 (J. Org. Chem. 43, 4241, 1978)) schon bekannt sind, sind im Gegensatz dazu 3-Hydroxy-2- halogenocycloheptenon und 3-Alkoxy-2-halogenocycloheptenon, die als allgemeine Formel (1) gezeigt sind, bisher nicht beschrieben worden und sind neue Verbindungen.
Die Erfindung betrifft neue Schlüsselintermediate, verwend­ bar für die Herstellung von Cycloheptanoiden, wie Cyclo­ heptimidazolderivaten, welche verwendbar sind für die Syn­ these von Arzneimitteln. Die Erfindung beschreibt deren Verwendung für die Herstellung von Cycloheptimidazolen.
Es wurde ein praktisches Syntheseverfahren der in einem weiten Umfang nützlichen Cycloheptanoidverbindungen ge­ sucht. Dabei wurde gefunden, daß 3-Hydroxy-2-halogenocyclo­ heptenon und 3-Alkoxy-2-halogenocycloheptenon die geeignet­ sten Zwischenstufen waren, und zugleich wurde ein prakti­ sches Syntheseverfahren für diese Zwischenstufen gefunden, welches im technischen Maßstab tragbar ist.
Gegenstand der Erfindung sind Verbindungen der allgemeinen Formel (1),
worin: R1 ein Wasserstoffatom oder eine Niedrigalkylgruppe ist und X ein Bromatom oder ein Chloratom ist.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet "Niedrigalkyl" eine gerade oder verzweigte Kette mit 1 bis 5 C-Atomen.
Verbindungen der allgemeinen Formel (1), beispielsweise 3- Hydroxy-2-halogenocycloheptenon und 3-Alkoxy-2-halogeno­ cycloheptenon, können aus 1,2-Bis(trialkylsilyloxy)cyclo­ hexen (2) erhalten werden, welches in einfacher Weise in wenigen Schritten erhalten werden kann. Das Syntheseverfah­ ren für diese Verbindung ist wie folgt:
worin: R2 und R3 Niedrigalkylgruppen sind und X ein Bromatom oder ein Chloratom ist.
Verbindung (13) wird erhalten durch die Reaktion von 1,2- Bis(trialkylsilyloxy)cyclohexen (2) mit Dihalogenocarben, welches ausgehend von Chloroform oder Bromoform in Gegen­ wart einer Base, wie Kalium-tert.-butoxid, hergestellt wird. Somit finden zwei Reaktionen, nämlich die Chlorierung des Rings und dessen Vergrößerung, in einem Gefäß statt, und Verbindung (13) wird einer Ringvergrößerung unterwor­ fen, wodurch ohne Isolierungsschritt Verbindung (3) erhal­ ten wird. Die Reaktion wird in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie Heptan, Hexan oder Pentan, von -40°C bis Raumtemperatur durchgeführt.
Die oben erwähnte Verbindung (3) wird mit einem Alkohol, wie Methylalkohol oder Ethylalkohol, in Gegenwart eines sauren Katalysators umgesetzt, wodurch 3-Alkoxy-2-chlor­ cycloheptenon (Verbindung 4) oder 3-Alkoxy-2-bromcyclohep­ tenon erhalten wird. Salzsäure, Sulfonsäure, Methansulfon­ säure, p-Methylbenzolsulfonsäure und Ionenaustauschharz kann als saurer Katalysator verwendet werden. Diese Alky­ lierung wird auch in Gegenwart eines Orthoesters, wie Tri­ methylorthoformiat ausgeführt. Im allgemeinen wird diese Reaktion ausgeführt bei 0°C bis Raumtemperatur. 1,2-Bis­ (trialkylsilyloxy)cyclohexen (2) kann entsprechend be­ schriebener Methoden (K. Rublmann, Synthesis, 236, 1971) hergestellt werden.
Verbindungen der allgemeinen Formel (4) sind folgende:
3-Methoxy-2-chlorcycloheptenon, 3-Methoxy-2-bromcyclohepte­ non, 3-Ethoxy-2-chlorcycloheptenon, 3-Ethoxy-2-bromcyclo­ heptenon usw.
Eine Verbindung der allgemeinen Formel (1) kann in ver­ schiedene Cycloheptanoid-Derivate überführt werden. Bei­ spielsweise werden Verbindungen der allgemeinen Formel (5) erhalten durch die Reaktion von Verbindung (1) mit Alkyl­ amidinhydrochlorid in Gegenwart einer Base. Die Verbindun­ gen der allgemeinen Formel (5) sind verwendbar für die Syn­ these von Cycloheptimidazolderivaten, welche Angiotensin- II-Rezeptor-antagonistische Aktivitäten besitzen.
worin: R1 ein Wasserstoffatom oder eine Niedrigalkylgruppe ist, X ein Bromatom oder ein Chloratom ist, R4 eine Niedrig­ alkylgruppe ist.
Beispielsweise ergibt die Verbindung (1), bei der R1 eine Niedrigalkylgruppe ist, durch Umsetzung mit Butylamidin­ hydrochlorid in der Gegenwart von Dikaliumcarbonat Cyclo­ heptimidazolderivate (5), bei denen R4 eine n-Propylgruppe ist. Bei dieser Reaktion werden 1,4-Dioxan oder Chloroform- H2O als Lösungsmittel bevorzugt. Im allgemeinen wird diese Reaktion bei Raumtemperatur oder bei höheren Temperaturen ausgeführt.
BEISPIELE Beispiel 1: 2-Chlor-3-hydroxycyclohept-1-on
Zu einem gerührten Reaktionsgemisch von 67,6 g 1,2-Bis­ (trimethylsilyloxy)cyclohex-1-en und 52,1 g Kalium-tert.- butoxid in 600 ml Pentan wurden 25,1 ml Chloroform hinzuge­ fügt über 0,5 h bei -20°C. Nach zusätzlichen 0,5 h bei Raumtemperatur wurden 10 ml 10%-Salzsäure und 30 ml Wasser hinzugefügt. Nach zusätzlich 1 h bei Raumtemperatur wurde das Reaktionsgemisch in 200 ml gesättigtes wäßriges Na­ triumhydrogencarbonat überführt. Die wäßrige Schicht wurde mit zwei Teilen Ethylacetat gewaschen und unter Verwendung von 5%iger Salzsäurelösung auf pH 3 eingestellt, und nach­ folgend mit Chloroform extrahiert. Die organische Lösung wurde mit Kochsalzlösung gewaschen und über Na2SO4 getrock­ net, gefiltert und das Lösungsmittel wurde über Vakuum ver­ dampft, wodurch 22 g der im Titel von Beispiel 1 genannten Verbindung erhalten wurden.
MS (m/z): 162 (M+2), 160 (M+), 97, 84, 76, 55
1H-NMR(CDCl3) δ: 1,97-2,00 (4H, m), 2,37-2,60 (4H, m), 3,60 (2H, s)
Beispiel 2: 2-Chlor-3-methoxycyclohept-1-on
Ein Reaktionsgemisch von 5,0 g 2-Chlor-3-hydroxycyclohept- 1-on, 5,0 ml Trimethylorthoformiat und 30 ml Methanol wurde in Gegenwart von IR120H Ionenaustauschharz (0,5 g, vorgewa­ schen mit Methanol) bei Raumtemperatur gerührt. Nach drei Stunden wurde das Reaktionsgemisch gefiltert, und das Fil­ trat wurde mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Lö­ sung wurde mit gesättigtem wäßrigem NaHCO3 und Salzlösung gewaschen und über Na2SO4 getrocknet, gefiltert und das Lö­ sungsmittel wurde in vacuo verdampft, wodurch 2,8 g der im Titel von Beispiel 2 genannten Verbindung erhalten wurden.
MS (m/e): 176 (M+2), 174 (M+), 145, 118, 97, 61
IR cm-1 (KBr): 2932, 1653, 1578, 1248, 1224
1H-NMR (CD3OD) δ: 1,86 (4H, m), 2,19 (4H, q, J = 5,3 Hz), 2,76 (2H, q, J = 5,3 Hz), 3,94 (3H, s)
Beispiel 3: 2-Propyl-4,5,6,7-tetrahydrocycloheptimidazol-8- on
Eine Lösung von 3,7 g Butylamidinhydrochlorid und 8,4 g K2CO3 in 1,4-Dioxan wurde unter Rückfluß erhitzt und trop­ fenweise mit einer Lösung aus 3,7 g 2-Chlor-3-methoxycyclo­ hept-1-on in 1,4-Dioxan versetzt. Nach zwei Stunden wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt, gefolgt von einer Extraktion mit Ethylacetat. Die organische Lösung wurde mit Wasser und Salzlösung gewaschen und über Na2SO4 getrocknet, gefiltert und konzentriert. Das Rohprodukt wur­ de in Toluol gelöst, gefolgt von einer Extraktion mit 10% wäßrigem NaOH. Die wäßrige Lösung wurde auf pH 5,0 mit 10% Salzsäure angesäuert und mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Lösung wurde konzentriert, gefolgt durch Ansäue­ rung mit Salzsäure-gesättigtem Ethanol, und das Lösungsmit­ tel wurde über Vakuum verdampft. Der Rückstand wurde rekri­ stallisiert aus Ethylalkohol-diethylether, wodurch 3,1 g der im Titel von Beispiel 3 angegebenen Verbindung erhalten wurden.
MS(m/z): 192 (M-HCl)+, 164, 131, 95, 67
1H-NMR(CD3OD) δ: 0,97 (3H, t, J = 6,3 Hz), 1,70-1,82 (2H, m), 2,00 (4H, m), 2,68-2,72 (4H, m), 2,98 (2H, t, J = 6,3 Hz)
Die neuen Verbindungen der vorliegenden Erfindung, 3-Hydro­ xy-2-halogenocycloheptenon und 3-Alkoxy-2-halogenocyclohep­ tenon, sind Schlüsselsynthesezwischenstufen von Cyclohepta­ noidoderivaten. Beispielsweise können Cycloheptimidazolde­ rivate einfach synthetisiert werden unter Verwendung von 3- Alkoxy-2-halogenocycloheptenon. Die Verbindungen der vor­ liegenden Erfindung können in einfacher Weise in einem kur­ zen Prozeß synthetisiert werden, und die Erfindung hat den Vorteil, daß diese Verbindungen erhalten werden können in einem praktischen Maßstab ohne Verwendung von Schwermetal­ len und gefährlichen Reagenzien, welche das Risiko von Um­ weltverschmutzung beinhalten.
Die Erfindung betrifft neue Schlüsselintermediate, Cyclo­ heptanoidverbindungen, wie Cycloheptimidazolderivate, und deren Verwendung für die Herstellung von Cycloheptimidazol­ derivaten.

Claims (4)

1. Verbindungen der allgemeinen Formel (1)
worin: R1 ein Wasserstoffatom oder eine Niedrigalkylgruppe ist;
X ein Bromatom oder ein Chloratom ist.
2. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allge­ meinen Formel (3), welche 3-Hydroxy-2-halogenocyclohepte­ none sind,
worin: X ein Bromatom oder ein Chloratom ist, umfassend die Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel (2)
worin: R2 eine Niedrigalkylgruppe ist, mit Bromoform oder Chloroform in Gegenwart von Base.
3. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allge­ meinen Formel (4), welche 3-AlkoXy-2-halogenocycloheptenone sind,
worin: R3 eine Niedrigalkylgruppe ist;
X ein Bromatom oder Chloratom ist,
umfassend die Umsetzung von Verbindungen der allgemeinen Formel (3) nach Anspruch 2 mit alkylierenden Mitteln.
4. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allge­ meinen Formel (5), welche Cycloheptimidazole sind,
worin: R4 eine Niedrigalkylgruppe ist, umfassend die Umsetzung von Verbindungen der allgemeinen Formel (1) nach Anspruch 1 mit einem Alkylamidinhydrochlo­ rid.
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