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Verfahren zur Herstellung von neuen N-verbrückten bicyclischen Heteroaromaten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues, chemisch eigenartiges Verfanren zur
Herstellung von neuen N-verbrUckten bicyclischen Heteroaromaten, die chemotherapeutische
Eigenschaften haben und als Zwischenprodukte für die Synthese von Pflanzenschutzmitteln
verwendet werden können.
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Von den zwölf möglichen N-verbrUckten annelierten Fünfring-Sechsring
Bicyclen mit jeweils einem zusätzlichen N-Atom im Fünf- und im Secharing sind bisher
nur sechs bekannt geworden.
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Davon in der Gruppe der Pyrazolo£1,5-xj-Verbindungen nur die Derivate
des Pyrazolo[1,5-1] pyrimidins fiv. Meyer, J. prakt.
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Ohem. 52, 81 (1895); v. Meyer und Sprekels, J. prakt. Chem.
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92, 185 (1915)].
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Somit stellt das erfindungsgemäße Pyrazolo[1,5-c] pyrimidin ein neues,
bisher unbekanntes heterocyclisches System dar.
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Ein im ringindex [RJ 11 858 (1962 - 63)] aufgeführtes Derivat des
Pyrazolo[1,5-c] pyrimidins wurde fälschlicherweise als solches bezeichnet. Es handelt
sich, wie der Vergleich mit der angegebenen Literaturstelle fC.A. 58 : 10 214 a;
Patent JA 2347 (21. Mai) 1962] zeigte, um ein Derivat des Pyrazolo
[1,5-a]
pyrimidins welches hier wiederun fälschlichermeise als pyrazolo[2,3-a] pyrimidin
bezeichnet wurde.
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Pyrazolo[1,5-a] pyrimidine, die rein formal eine gewisse Ähnlichkeit
mit den ertindungsgemäßen Verbindungen aufweisen, sind zugänglich durch Umsetzung
von 5-lilnopyrazolen Ilt 1-Dialkoxymethyl-alkylnitrilen bzw. 1-Alkoxymethylen-alkylnitrilen
[C.A. 58 t 10 214 a. Sie haben cancerostatische Wirkung.
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Die neuen Pyrazolo[1,5-c] pyrimidine sind analog nicht darstellbar.
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Es wurde gefunden, daß man die neuen Pyrazolo[1,5-c] pyrimidine der
tautomeren Formel I
in welcher R¹ und R² gleich oder verschieden sind und für einen geradkettigen oder
verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, für einen gegebenenfalls durch
Halogen, Jitro, Ilkyl, Alkoxy, Oxy, Sulfo, Mercapto, Alkylnercapto, Carboxy, Carboxyalkyl,
Amino, Altylamino oder Acylamino mono- oder disubstituierten Arylrest oder für einen
Heteroarylreat, vorzugsweise für Pyridyl, Pyrazolyl oder Imidazolyl stehen, und
R3 für Wasserstoff oder niederes Alkyl steht, und
X für Sauerstoff,
Schwefel oder die H-Gruppe steht, und weiterhin X und R3 in der Formel Ib gemeinsam
für die Gruppe =N-(CH2)n~, wobei n die Zahl 2, 3 oder 4 bedeutet, oder für die Gruppe
wobei m und m' die Werte 0 oder 1 haben, stehen erhält, wenn man 3,6-disubstituierte
4-Hydroxypyrone-2 der Formel II
in welcher 1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben mit Hydrazinderivaten der
Formel III
in welcher R3 und X die oben angegebene Bedeutung haben oder ihren mineralsauren
Salzen in Gegenwart von Säuren bei Temperaturen zwischen OOC und 1500C umsetzt.
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Es ist als auagesprochen überraschend zu bezeichnen, daß gemäß der
erfindungsgemäßen Umsetzung Pyrazolo[1,5-c] pyrimidine gebildet werden, weil man
im Hinblick auf den Stand der
Technik erwarten mußte, daß die Umsetzung
analog derjenigen zwischen O- oder t-Pyranonen und Hydrazinderivaten zu den entsprechend
substituierten N-Amino-pyridonen führt [v. Pechmann und Mills, Chem. Ber. 37, 3836
(1904) und Thomas und Marxer, Helv. Chim. Acta 43, 469 (1960)].
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Verwendet man Dehydracetsäure und Aminoguanidin H2CO3 als Ausgangsstoffe,
so kann der Reaktionsablauf durch das folgende Formelschema wiedergegeben werden:
Die als Ausgangsstoffe verwendeten 3,6-disubstituierten 4-Hydroxypyrone-2 (11) erhält
man, indem man 1. 6-Alkyl-4-hydroxypyrone-2 mit Carbonsäurechloriden in Ge-Gegenwart
von Trifluoressigsäure bei Temperaturen zwischen 800C und 1200C im Molverhältnis
1 : 1 umsetzt £E. Marcus, J.P. Stephen und J.K. Chan, Journal of Heterocyclic Compounds
(1969) 6, 13 - 22] und 2. α, α'-Acetodicarbonsärure mit Carbonsärurechloriden
im Überschuß bei 1000C zu 5-Carboxy-3-acyl-6-alkyl-4-hydroxypyronen-2 umsetzt, die
bei der Decarboxylierung in wäßrigem Alkali (Molverhältnis 1 : 1) auf dem Wasserbad
die gewünschten 3- Acyl-6-alkyl-4-hydroxy-pyrone-2 liefern [v.
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Pechmann und Meyer, Liebigs Ann. 273, 186 - 214 (1893)].
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Als Beispiele für die erfindungsgemäß verwendbaren 6-Alkyl-3-acyl-4-hydroxypyrone-2
II seien im einzelnen genannt
6-Methyl-3-carboxymethyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Me thyl-3-carboxyäthyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Me thyl-3-carboxypropyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Me thyl-3-carboxyisopropyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Me thyl-3-carboxybutyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Me thyl-3-carboxyisobutyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Methyl-3-carboxy-tert.-butyl-4-hydroxy-pyron-2
6-thyl-3-carboxyäthyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Äthyl-3-carboxypropyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Äthyl-3-carboxyisopropyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Äthyl-3-carboxybutyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Äthyl-3-carboxyisobutyl-4-hydroxy-pyron-2 6-thyl-3-carboxy-tert.-butyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Propyl-3-carboxypropyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Propyl-3-carboxy-isopropyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Propyl-3-carboxybutyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Propyl-3-carboxyisobutyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Propyl-3-carboxy-tert.-butyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Isopropyl-3-carboxy-isopropyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Butyl-3-carboxy-iso-butyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Butyl-3-carboxy-tert.-butyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Isobutyl-3-carboxy-isobutyl-4-hydroxy-pyron-2 6-tert.-Butyl-3-carboxy-tert.-butyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Methyl-3-carboxyphenyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Äthyl-3-carboxyphneyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Propyl-3-carboxyphenyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Butyl-3-carboxyphenyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Phenyl-3-carboxyphenyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Isopropyl-3-carboxyphenyl-4-hydroxy-pyron-2
6-1 sobutyl-3-carboxyphenyl-4-hydroxy-pyron-2 6-tert.-Butyl-3-carboxyphenyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Methyl-3-(4-chlorphenyl)4-hydroxy-pyron-2 6-Me thyl-3- (3-chlorphenyl) -4-hydroxy-pyron-2
6-Methyl-3-(2-chlorphenyl)-4-hydroxy-pyron-2 6-Methyl-3-(4-nitrophenyl)-4-hydroxy-pyron-2
6-Methyl-3-
(2-nitrophenyl )-4-hydroxy-pyron-2 6-Methyl-3-(2, 6-dichlorphenyl)-4-hydroxy-pyron-2
6-Methyl-3-(3,4-dichlorphenyl)-4-hydroxy-pyron-2 6-Methyl-3-(2,4-dichlorphenyl)-4-hydroxy-pyron-2
6-Methyl-3(4-methoxypnetyl)-4-hydroxy-pyron-2 6-Methyl-3-(6-fluorphenyl)-4-hydroxy-pyron-2
6-Methtyl-3-(2,6-dimethyl-phenyl)-4-hydroxy-pyron-2 6-Me thyl-3-carboxypyridyl-4-hydroxy-pyron-2
6-Methyl-3-carboxyimidazolyl-4-hydroxy-pyron-2 6-Me thyl-3-carboxypyrazolyl-4-hydroxy-pyron-2
Die als zweite Ausgangskomponente verwendbaren Hydrazinderivate III sind bereits
bekannt oder lassen sich nach bekannten Verfahren herstellen. Als Beispiele seien
genannt Verbindungen wie: Thiosemicarbazid Semicarbazid Aminoguanidin 2-Hydrazino-imidazolin
2-Hydrazino-imidazol 2-Hydrazino-3,4,5,6-tetrahydro-pyrimidin 2-Hydrazino-benzimidazol
2-Hydrazino-4,5,6,7-tetrahydro-1H-1,3-diazepin 3-Hydrazino-4,5-dihydro-1H-2,4-benzdiazepin
2-Hydrazino-3,4-dihydro-chinazolin oder deren Salze mit HCl, H2C03, HN03 und H2S04.
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Die erfindungsgemäße Umsetzung wird in Gegenwart von Säuren, die auch
gleichzeitig als Verdünnungsmittel dienen, vorgenommen. Vorzugsweise verwendet man
konzentrierte Salzaäure.
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Die Reaktionstemperatur liegt etwa zwischen OOC und 1500C, vorzugsweise
zwischen 800C und 1100C.
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Die Umsetzung kann bei Normaldruck vorgenommen werden.
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Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man auf
1 Mol 2,6-disubstituiertes 4-Hydroxy-pyranon-2 1 Mol Hydrazinverbindung und 140
ml konz. Salzsäure ein.
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Die erfindungsgemäßen Pyrazolo[1,5-c]pyrimidine sind farblose, kristalline
Substanzen, die nach Zugabe von Natronlauge oder Ammoniak zur sauren Reaktionslösung
erhalten werden.
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Wie bereits erwähnt, zeigen die nach dem neuen Verfahren zugänglichen
neuartigen Verbindungen chemotherapeutische Wirksamkeit.
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Ihre chemotherapeutische Wirksamkeit wurde in vitro, d.h.
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im Kulturversuch gegenüber richomonas vaginalis und Entamoeba hintolytioa
geprüft.
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Es zeigen besondere die 7-Thiono-pyrazolo[1,5-c]pyrimidine eine sehr
gute trichomonacide und amoebicide in vitro-Wirkung, Die Testungen an Trichomonas
vaginalis wurden mit einem aus Patientan-Material ieolierten Stamm durchgeführt,
der seit 1957 in Kultur-Passagen in einer Verdauungsbouillon gehalten wird.
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Zur Testung in vitro wird gesammeltes Material aus 48 Stunden bebrüteten
Kulturen verwendet. Die in den Röhrchen vorbereitete feste Komponente des Nährbodens
wird mit 4,5 cm3 trichomonadenhaltiger Nährlösung überschichtet, der jeweils 0,5
cm3 der entsprechend verdünnten Prüfungssubstanz zugesetzt werden. Die Bebrütung
der Kulturen erfolgt bei 3700 für 48 Stunden. Zum Nachweis einer trichomonaciden
Wirkung wird das Wachstum der Erreger im mikroskopischen Präparat
kontrolliert.
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Für die Testungen an Ruhramöben wurde ein Stamm benutzt, der im Tropeninstitut
Hamburg von Menschen isoliert worden war.
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Dieser Entamoeba histolytica-Stamm wurde in Kulturen mit bakterieller
Mischflora oder in bakterienfreier Kultur mit Trypanosoma cruzi als Begleitorganismen
gezüchtet. Die Versuche in vitro werden nach der für Trichomonas vaginalis angegebenen
Methode durchgeführt.
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In der folgenden Tabelle sind als Beispiele einige der wirksamen Präparate
aufgeführt. Im Vergleich dazu das 1-(Hydroxyäthyl)-2-methyl-5-nitroimidazol. Die
Nummern der angeführten Beispiele entsprechen den Nummern der Herstellungsbeispiele.
Substanz Protozoen Wirkung Spur- |
wirkung |
1-Hydroxy- Trichom. vagin. 10-1-10-5,5 10-6 |
äthyl-2-methyl- |
5-nitro-imida- Entam. histol. 10-3-10-4,5 10-5 |
zol |
1 Trichom. vagin. 10-3-10-6,5 10-7 |
Entam. histol. ---- -- |
9 Trichom. vagin. 10-3-10-6 -- |
Entam.histo. 10-3-10-4 -- |
Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden in Dosen von 0,01 -0,1 mg/kg Körpergewicht
zur lokalen Behandlung der Trichomoniasis angewandt. Weiterhin dienen sie in Konzentrationen
von 10 6 bis 10-5 5 g/Liter zur Desinfektion von öffentlichen Bädern.
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Die Chemotherapeutika können entweder als solche in Suspension oder
in Form ihrer wasserlöslichen Alkali-, Ammonium-, Alkylamin- bzw. Dialkylaminsalze
zur Anwendung gelangen.
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Beispiel 1
In eine Suspension von 125,5 g (0,75 Mol) Dehydracetsäure und 100 ml konzentrierter
HCl werden unter Rühren 68,2 g (0,75 Mol) Thiosemicarbazid untergetragen. Das Reaktionsgemisch
wird 8 Stunden auf 110°C erhitzt. Nach dem Abkühlen neutralisiert man mit 1n NaOH
und extrahiert mehrfach mit Chloroform. Die Chloroformextrakte werden gesammelt,
über Na2SO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer eingeengt. Es hinterbleibt ein
öliger Rückstand, der durch Anreiben mit CHCl3 zur Kristallisation gebracht werden
kann.
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6H-7-Thiono-2,5-dimethyl-pyrazolo[1,5-c] pyrimidin Ausbeute: 45 g
(33,6 X d.Th.) Fp. 217 - 2180C (EtOH) Beispiel 2
168 g (1 Mol) Dehydracetsäure werden in 140 ml konz. HCl suspendiert und auf 50
0C erhitzt. Dann gibt man portionsweise und unter Rühren 136 g (1 Mol) Aminoguanidin
. H2C03 hinzu.
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Nachdem alles Aminoguanidin H2C03 eingetragen ist, wird
langsam
auf 110°C aufgeheizt und 8 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Es entsteht eine
klare Lösung, die man unter Rühren in überschüssige 1n NaOH einfließen läßt. Der
Niederschlag wird abgesaugt und aus Äthanol umkristallisiert.
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7-Amino-2,5-dimethyl-pyrazoloD ,5-cSpyrimidin Ausbeute: 144 g (89
% d.Th.) Pp. 185 - 1860C (EtOH) Alle weiteren Beispiele werden entweder analog Beispiel
1 durchgeführt - wenn es sich um 7-Keto- bzw. 7-Thiono-derivate handelt - oder analog
Beispiel 2, wenn es sich um Verbindungen handelt, die in 7-Stellung einen basischen
Rest (-NH oder =N-) enthalten.
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Beispiel 3
Fp. 209-2100C (EtOH) 6H-7-Keto-2,5-dimethyl-pyrazolo[1,5-c] pyrimidin Beispiel 4
Fp. 212-2140C (EtOH) 6H-7-Thiono-2-methyl-5-phenyl-pyrazolo[1,5-c] pyrimidin
Beispiel
5
Fp. 288-2900C (EtOH) 7-Amino-2-methyl-5-phenyl-pyrazolo[1,5-c] pyrimidin Beispiel
6
Fp. 135-1360C (EtOH) 7-Amino-2-methyl-5-äthyl-pyrazolo[1,5-c] pyrimidin Beispiel
7
Fp. 97-980C (H20/EtOH) 7-Amino-2-methyl-5-propyl-pyrazolo[1,5-c] pyrimidin Beispiel
8
Fp. 137-1380C (EtOH) 7-Amino-2-methyl-5-isopropyl-pyrazolon ,5-cSpyrimidin
Beispiel
9
Fp. 203-204 0C (Benzol) 6H-7-Thiono-2-methyl-5-isopropyl-pyrazolo[1,5-c]pyrimidin
Beispiel 10
Fp. 126-1280C (Cyclohexan) 7-Amino-2,5-diäthyl-pyrazolo[1,5-c]pyrimidin Beispiel
11
Fp. 490C (Petroläther) 7-Methylamino-2,5-dimethyl-pyrazolo[1,5-c]pyrimidin Beispiel
12
Fp. 147-148°C (Äther) 7-Imino-2,5,6-trimethyl-pyrazolo[1,5-c]pyrimidin
Beispiel
13
Fp. 163-164°C (Äthanol) 7-Keto-2,5,6-trimethyl-pyrazolo[1,5-c]pyrimidin Beispiel
14
Fp. 100-1010C (Äthanol) 7-Methylmercapto-2,5-dimethyl-pyrazolo[1,5-c]pyrimidin Beispiel
15
Fp. 127-128°C (Äthanol) 7-Thiono-2,5,6-trimethyl-pyrazolo[1,5-c]pyrimidin Beispiel
16
Fp. 226-227°C (Ligroin/EtOH) 2,5-Dimethyl-7,8-dihydro-imidazo[1,2-a]pyrazolo[1,5-c]pyr@
midin
Beispiel 17
Fp. 117-118°C (Cyclohexan) 2,5-Dimethyl-8,9-dihydro-7H-pyrazolo[1,5-c]pyrimido[1,2-a]pyrimidin
Beispiel 18
Fp. 184-1850C (H2O/EtOH) 2,5-Dimethyl-pyrazolo[1',5' : 3,4]pyrimido[1,2-a]benzimidazol