DE2056569B2

DE2056569B2 - Pyrimidinderivate und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2056569B2
Application number: DE2056569A
Authority: DE
Inventors: Alexander Bromley Kent Stuart; Hamish Christopher Swan Bearsden Glasgow Schottland Wood
Original assignee: University of Strathclyde
Current assignee: University of Strathclyde
Priority date: 1969-01-28
Filing date: 1970-01-28
Publication date: 1979-06-13
Also published as: PL82983B1; NL169880C; DE2056569C3; PL87801B1; IL33783A; GB1303171A; FR2034499B1; ES375933A1; CA959490A; FR2034499A1; FI50979C; BE745104A; GB1303175A; US3635978A; DE2056569A1; DE2003859A1; GB1303172A; DK140697B; JPS4813555B1; AR192568A1

Description

in der R die Nitro- oder Aminogruppe bedeutet

2. 2-Amino-4-(l',r-dimethyl-3'-hydroxyacetonyl)-amino-6-hydroxy-5-nitropyrimidin.

3. Verfahren zur Herstellung der Pyrimidinderivate nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man N-PhthaIyl-2-amino-isobuttersäurechlorid (III) mit Diazomethan zum l-Diazo-3-phthalimidobutan-2-on (IV) umsetzt, dieses mit einer Mineralsäure, vorzugsweise Schwefelsäure zum i-Hydroxy^-methyl-S-phthalimidobutan-2-on (V) und dieses mit einer Säure, vorzugsweise Chlorwasserstoffsäure, Bromwas.serstoffsäure oder Schwefelsäure zum 3-Amino-1 -hydroxy-3-methylbutan-2-οπ oder eines Salzes (Vl) davon und dieses mit Semicarbazid oder einem Salz davon, gegebenenfalls in Gegenwart eines Puffers, vorzugsweise Natriumacetat oder Natriumcarbonat zum 3-Amino-1 -hydroxyO-methylbuian^-on-semicarbazon oder dem Hydrochlorid (VII) davon umsetzt, das Hy-•.irochlorid (VII) dann mit einem 2-Amino-4-halogcn-6-hydroxy-5-nitropyrimidin, gegebenenfalls in Gegenwart eines säurebindenden Mittels zum entsprechenden S-Hydroxy-acetonyl-semicarbazon (VIII) unwandelt und danach die Verbindung (VIII) durch Behandlung mit einer Säure in das 2-Amino-4-(r,l'-dimethyl-3'-hydroxyacetonyl)-amino-6-hydroxy-5-nitropyrimidin (IX) umwandelt, das durch Reduktion in die entsprechende 5-Aminopyrimidin-Verbindung (X) umgewandelt werden kann.

Die Erfindung betrifft Pyridinderivate der allgemeinen Formel I

OH

I R

(I)

•''Ν-'

CH,

H,N

NH-C-CO-CH₂OH

in der R die Nitro- oder Aminogruppe bedeutet, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Die erfindungsgemäßen Pyrimidinderivate stellen wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung des Bakteriostratikums 2-Amino-4-hydroxy-6-hydroxyme-

thyl-7,7-dimethyl-7,8-dihydropteridin der folgenden Formel dar:

CH,OH

H₂N

Die Herstellung und Verwendung des Bakteriostatikums sind in der Slammanmeldung P 20 03 8595 näher beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden nach dem folgenden Reaktionsschema hergestellt.

Reaktionsschema:

A/C<K

O + Η,Ν—C—COOH

CH.,

,A-COx I

I N-C-COOH

\_/AC()^/ I

CH,

COv

Vco·

CH,

N-C-COCI CH.,

(Ill)

co

CH,

N-C-CO—CHN,

CH₃

(IV)

CH, N-C-CO-CH₂OH

CH,

(V)

COOH CH₁

+ H₃N-C- CO — CH,OH · Cl

COOH

CH,

H₁N NH CO NH,

Cl · H₃N-C C-CH₂OH

CH₃ N ■ NH · CO ■ NH₂

OH

H₂N

NO,

Cl

OH

NO₂

NH

CH₃

C C-CH,OH

I Il

CH₁ N NH CO NH₂

OH

NO₂

CH,

H₂N NH-C-CO-CH₂OH

CH.,

NH-C-CO-CfI₂OH

Die erfindungsgemäße Verbindung (IX) kann durch reduktive Cyclisierung in das antibakteriell wirksame 2-Amino-4-hydroxy-6-hydroxymethyl-7.7-dimethyl-7,8-dihydropteridin umgewandelt werden. Dies wird z. B.

durch Natriumdithionit oder durch katalytische Hydrierung unter Verwendung von Katalysatoren, z. B. von Palladium-Aktivkohle, Platin oder Raney-Nickel erreicht.
Die Verbindung (IX) wird durch Reaktion des

ίο entsprechenden 3-Hydroxyacetonyl-semicarbazons (VIII) mit einer Säure hergestellt Es wird bevorzugt eine mäßig starke Säure verwendet Die Säure kann beispielsweise eine organische Säure, wie Trifluoressigsäure oder Benzolsulfonsäure, oder eine Mineralsäure, insbesondere eine verdünnte Mineralsäure, wie Chlorwasserstoff- oder Schwefelsäure sein.

Die Herstellung des 3-HydroxyacetonyI-semicarbazons (VIII) wird leicht durch Reaktion von 3-Amino-lhydroxy-3-methyl-butan-2-on-semicarbazon (VlI) oder einem Salz desselben, vorzugsweise mit einem 2-Amino-4-halogen-6-hydroxy-5-nitropyrimidin bewirkt. Als Semicarbazon-Saiz wird das Hydrochiorid (VH) verwendet. Die Reaktion wird vorzugsweise in Anwesenheit eines säurebindenden Mittels, z. B. von Natriumcarbonat oder einem tertiären Amin, wie Triäthyiamin durchgeführt.

Das 3-Amino-1 -hydroxy-S-methylbutan^-on-semicarbazon (VII) oder das Salz desselben, können durch Reaktion von 3-Amino-l-hydroxy-3-methylbutan-2-on

in oder einem Salz desselben, z. B. des Hydrochloride (VI) mit Semicarbazid oder einem Salz desselben hergestellt werden. Die Reaktion wird vorzugsweise in Anwesenheit eines Puffers, z. B. Natriumacetat oder -carbonat, durchgeführt.

Γ, Die Reaktion von l-Hydroxy-3-methyl-3-phthalimidobutan-2-on (V) mit einer Säure, vorzugsweise einer starken Säure, ergibt das 3-Amino-l-hydroxy-3-methylbutan-2-on oder das Salz (Vl) desselben. Die Säure kant. beispielsweise Chlorwasserstoff-, Bromwasserstoff-

■10 oder Schwefelsäure sein.

Das 1 -Hydroxy-3-methyl-3-phthalimidobutan-2-on (V) selbst kann durch Reaktion von 1-Diazo-3-phthalimidobutan-2-on (IV) mit einer Mineralsäure, insbesondere einer verdünnten Mineralsäure, z. B. Schwefelsäu-

'Ij re, hergestellt werden.

Das 1 -Diazobutan-2-on (IV) kann durch Reaktion von Diazomethan mit einer 3-Phthalyl-2-aminoisobutyrylacyl-Verbindung. insbesondere dem Isobuttersäurechlorid (III) hergestellt werden. Das Diazomethan wird

■ο vorzugsweise im Überschuß in einer Menge von zumindest der doppelten stöchiometrischen Menge um die als Nebenprodukt der Reaktion gebildete Säure abzufpngen, verwendet.

Das aus den erfindungsgemäßen Zwischenprodukten

Vt herstellbare 2-Amino-4-hydΓoxy-6-hydroxymethyl-7,7-dimethyl-7,8-dihydropteridin (Kurzbezeichnung:

DMHPt) ist den vergleichbaren antikokzidiostatischen Mitteln, z. B. dem l-[(4-Amino-2-propyl-5-pyrimidinyl)-methyl]-2-methylpyridiniumchlorid (vgl. Merck Index. 9.

Auflage. Seite 80 und US-PS 30 20 200, 30 20 277 und 30 65 132), hinsichtlich der antibakteriellen Aktivität — wie der folgende Vergleichsversuch zeigt — überlegen.

Vergleichsversuch

6, Für die Versuche wurden Primär-Gewebekulturcn von Hühnerembryo-Leberzellen auf Mikrotitrationsplatten mit flachen Bodenvertiefungen plaziert, wobei in jede Vertiefung 75 μΙ der Gewebekultur-Suspension

gegeben wurde. Unmittelbar darauf wurden Suspensionen der Arzneimittel (formuliert durch Suspendieren von 5 mg der zu untersuchenden Verbindung in 0,05 ml Äthanol, gefolgt durch Zusatz von 0,95 ml sterilem destilliertem Wasser) zugesetzt und unter Verwendung eines »Linbrow-25-μΙ-Verdünners verdünnt. Sofort danach wurden weitere 50 μ| einer Gewebekultur-Suspension zugegeben und die Platten locker verschlossen und bei 4PC in einem CO₂-Brutschrank inokuliert. 24 Stunden später wurden 25 μΙ einer Suspension von Eimeria tenella (Weybridge) Sporozoiten (2,5 χ 10⁵ Sporozoiten/ml), frisch aus Oozysten hergestellt, zu jeder Vertiefung unter Verwendung von Oxford-Probenehmern zugegeben. Die Platten wurden erneut verschlossen. Die Inkubation wurde 96 Stunden lang fortgesetzt, wonach die Kulturen fixiert und mit Toluidinblau gefärbt wurden. Mittels der Mikrotitrationsplatten ist es möglich, zahlreiche Verdünnungen herzustellen und demzufolge kann die Aktivität bei verschiedenen Konzentrationen gemessen werden.

Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten, wobei die Aktivität gernäß der folgenden Bewertungsskaia angegeben ist:

5 = keine Entwicklung von Parasiten
4 = Entwicklung von 1 bis 25% Parasiten
3 = Entwicklung von 26 bis 50% Parasiten
2 = Entwicklung von 51 bis 75% Parasiten
1 = Entwicklung von 76 bis 95% Parasiten
0 = Entwicklung von 96 bis 100% Parasiten

DMHPt

Amprolium

[ig/ml

100
25
6,25
1,56

25
6,25
1,56

*) Würde für den Wirt in vivo toxisch sein.

Die Versuchsergebnisse zeigen, daß das DMHPt eine stärkere Aktivität gegen Eimeria tenella Sporozoiten aufweist als die Vergleichsverbindung.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Die Temperaturen sind in Celsius-Graden angegeben.

Beispiel
(a) N-Phthalyl-2-aminoisobuttersäure(ll)

Eine Mischung von Phthalsäureanhydrid (80 g) und 2-Aminoisobuttersäure (40 g) wurden bei 180 bis 185° geschmolzen. Die Temperatur wurde bei 180° 20 Minuten lang gehalten und die Schmelze über Nacht abkühlen gelassen. Sie wurde in 10%igem Natriumbicarbonat (~l I) gelöst, filtriert und mit konzentrierter Chlorwasserstoffsäure angesäuert. Die Mischung wurde gekühlt, der weiße kristalline Feststoff abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet (6ö^eC), Fp.: 153 bis 154°.

(b) N-Phthalyl-2-aminoisobuttersäurechlorid(III)

N-Phthalyl-2-aminoisobuttersäure (75 g) wurde mit Thionylchlorid (200 ml) unter Rückfluß I Stunde Ir.ng behandelt. Das thionylchlorid wurde im Vakuum verdampft, und anschließend noch dreimal mit Äther abgedampft, um restliche Spuren zu entfernen. Der Rückstand wurde aus Petroläther (60 bis 80°) umkristallisiert und man erhielt einen farblosen, kristallinen Feststoff, Fp.: 79°.

(c) 1 -DiazoO-methyl-S-phthalimidobutan^-on (I V)

Eine alkoholfreie, ätherische Lösung von Diazomethan wurde durch tropfenweise Zugabe von N-Methyl-N-nitroso-p-toluolsuIfonamid (136 g), gelöst in Äther (950 ml) in einen Kolben, enthaltend eine Lösung von Kaliumhydroxyd (40,9 g) in Wasser (70 ml), 2-Äthoxy-2'-hydroxy-diäthyläther (240 ml) und Äther (70 ml), erhitzt auf einem Wasserbad von 65 bis 70°, hergestellt. Das in situ gebildete Diazomethan wurde destilliert und gesammelt Hierzu wurde eine Lösung von N-Phthalyl-2-aminoisobuttersäurechlorid (51,1 g) in Äther (700 ml) langsam unter Schütteln zugegeben. Die Mischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Der Äther wurde im Vaku'.-:i verdampft und man erhielt einen biaßgelben, kristallinen Feststoff. Dieses Material war rein genug, um in der nächsten Reaktionsstufe verwendet zu werden.

\d) 1 -Hydroxy-S-methyl^-phthaiimidobutan^-on (V)

Das oben hergestellte Diazoketon (50 g) wurde in 0,5 n-Schwefelsäure (500 m!) suspendiert und auf 80° zur Initiierung der Hydrolyse erwärmt. Nachdem das

Aufschäumen beendet war, wurde die Mischung in

Aktivität Eiswasser (1 I) zur Herstellung des Hydroxymethylke-

tons als verunreinigten Feststoff gegossen. Es wurde

abfiltriert, mit ein wenig Wasser (50 ml) gewaschen und 3Ί aus wässerigem Äthanol (Holz-Kohle) umkristallisiert und man erhielt einen blaßgelben, kristallinen Feststoff, Fp.: 118°.

(e) S-Amino-l-hydroxy-S-methylbutan^-on-₄₍₎ hydrochlorid(VI)

Das obige Phthalimidoketon (30 g) wurde mit 6 n-Chlorwasserstoffsäure (400 ml) unter Rückfluß 2'/2 Stunden lang behandelt. Die Lösung wurde gekühlt und Phthalsäure (19 g), welche auskristalüsiert war, durch

4^r, Filtration entfernt. Das Filtrat wurde im Vakuum bis zur Trockene verdampft, und Äthanol (50 ml), gefolgt von Äther (250 ml) zugegeben, um das Aminoketon als Hydrochlorid auszufällen. Das Produkt wurde in das Semicarbazon vom Fp. 208° wie folgt umgewandelt:

(f) Semicarbazidhydrochlorid(1 Äquivalent) wurde in der Minimalmenge Wasser gelöst und Natriumbicarbonat (1 Äquivalent) unter Rühren bis zum Aufhören des Aufschäumens zugegeben. Das Aminoketonhydrochlo^r:d (1 Äquivalent) wurde portionsweise unter Rühren

5) zugegeben und die Mischung auf dem Dampfbad 30 Minuten lang erhitzt. Das sich beim Kühlen als farblose, kristalline Masse ausscheidende Arr.inoketonhydrochlorid-semicarhazon (VII) wurde filtriert und mit Alkohol und Äther gewaschen, Fp.: 208°. Die in dieser Weise hergestellte Verbindung war für die nachfolgende Reaktion rein genug.

(g) 2-Amino-4-( 1 ',1 '-dimethyl-3'-hydioxyacetonyl)-amino-6-hydroxy-5-nitropyrimidin(IX)

Das Aminoketonhydrochlorid-semicarbazon (VII) (6,8 g), 2-Aiiiino-4 chlor-o-hydroxy-S-nitropyrimidin (6,0 g) und Triäthylamin (10 ml) wurden in Äthanol (450 ml) 16 bis 20 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt.

5
4
4
3

5*)

Die Reaktionsmischung wurde gekühlt und auf 200 ml eingeengt, um das Pyrimidinylaminoketon-semicarbazon (Vl 11) als beigefarbenen Feststoff (6,0 g), Fp.: 206 bis 210", auszufällen. Die Semicarbazon-Gruppe wurde durch Behandlung mit 2 n-Chlorwasserstoffsäurc (100 ml) unter Rückfluß während 10 Minuten entfernt. Die Lösung wurde gekühlt, filtriert und mit 0,880 Ammoniak, zugegeben tropfenweise unter Rühren, neutralisiert, und das Pyrimidinylaminoketon als gelbweißer Feststoff ausgefällt, der mit Wasser. Äthanol und Äther gewaschen wurde.

Verwendungsbeispiel

Herstellung von

2 Amino-4-hydroxy■6-hydroxynletrιyl·
7,7■dimcthyl-7,8-dihytlroptcridin

Das Pyrimidinylaminoketon (4,0 g) wurde in Wasser (50 ml) suspendiert, auf dem Dampfbad erhitzt und mit festem Natriumdithionit behandelt, bis sich der ursprüngliche Feststoff gelöst hatte. Nach 5 bis 10 Minuten begann sich das Dihydropieridin-Produkt abzuscheiden. Das Erhitzen wurde weitere 10 Minuten lang fortgesetzt und die Mischung dann zur vollständigen Abscheidung des Produktes gekühlt, filtriert und mit Wasser. Äthanol und Äther gewaschen. Das Produkt wurde durch Auflösen in 2 n-Chlorwasserstoffsäure. Filtration und tropfenweiser Zugabe von 0,880 Ammoniak auf einen pH-Wert von 8,0 zur Ausfüllung gereinigt. IR-. UV- und magnetische Kernresonanz-Untersuchungen sowie die Mobilitäten bei papierchromatographischen Untersuchungen bewiesen, daß das Produkt die Struktur der Formel I besitzt. Dementsprechend war die IJ.V.-Absorption für das Produkt in 0,1 n-Chloruasser.stoffsäure/Wasser folgende:

Λιιιμ 254	f I 5 500
271	7 440 infI
352	6 740

Die analytischen F.rgebnisse für die empirische ■ormel Ci I InN ,O «waren folgende:

Berechnet: C 48.42. 115.87. N 31,38%;
gefunden: C 48.20. H b.27. N 32,07%.

Claims

Patentansprüche:

1. Pyrimidinderi vate, gekennzeichnet durch die allgemeine Formel I

H₂N

NH-C-CO-CH₂OH CH₃

(D