DE2209891C3 - 9,10-Dihydro-thieno[3.2-b][f][4H]benzazepine sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

9,10-Dihydro-thieno[3.2-b][f][4H]benzazepine sowie Verfahren zu deren Herstellung

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    • C07D333/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
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    • C07D333/28—Halogen atoms

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)

Description

CH2COOH
NO2
(Π)
worin R° die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzt, mit einem 3-Brom-thiophen der allgemeinen Formel
Br
CH')
in Gegenwart einer Lewis-Säure zu 3-Brom-2-(o-nitrophenylacetyl)-thiophen der allgemeinen Formel
(Π)
in der R° die angegebene Bedeutung besitzt, kondensiert, dieses der Einwirkung eines Blockierungsmittel für Carbonylgruppen zur Bildung von
3-Brom-2-[j3-(o-nitrophenyl)-ix-(AA')-äthyl]-thiophenen der allgemeinen Formel
(IV)
NO2 Br
in der die Substituenten R°, A und A'
angegebenen Bedeutungen besitzen, unterzieht,
diese Nitroderivate zu 3-Brom-2-[j3-(o-aminophenyl)-.*-(AA')-äthy]]-thiophenen der allgemeinen Formel
(V)
NH2 Br
in der die Substituenten R°, A und A' die angegebenen Bedeutungen besitzen, reduzier',
und diese durch Erhitzen in Anwesenheit eines Kupfer(I)-Salzes cyclisierL
Gegenstand der Erfindung sind neue 9,10-Dihydrothieno-[3.2-b] [f] [4H] benzazepine sowie ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß den Patentansprüchen.
Unter den bevorzugten Bedeutungen für R° können Chlor, Brom oder Fluor genannt werden.
Die Verbindungen der Formel 1 finden Verwendung als Synthese-Zwischenprodukte, ganz besonders zur Herstellung von 9,10-Dihydrothieno[3,2-b][f][4H]-benzazepinen, die am Stickstoff durch eine Alkylamino-Alkylen-Kette substituiert sind; diese Herstellung wird weiter unten schematisch zur näheren Erläuterung beschrieben.
Unter den Verbindungen der allgemeinen Formel I kann man ganz besonders auf die 10,10-Äthylen-dioxy-9,10-dihydro-thieno\3.2-b] [f] [4H] benzazepine hinweisen.
Die Erfindung betrifft auch das anspruchsgemäße Verfahren zur Herstellung der 9,10-Dihydro-thieno[3.2-b] [f] [4H] benzazepine der allgemeinen Forme! I.
Für dieses Verfahren sind folgende Ausführungsarten zu nennen:
1. das funktioneile Derivat der o-Nitrophenylessigsäure II ist ein Halogenid;
2. das Mittel zur Herstellung des Säurehalogenids ist ein Halogenierungsmittel, wie beispielsweise Thionylchlorid, Phosphorpentachlorid, Phosphortribromid oder Oxalylchlorid;
3. die Lewissäure ist ein Metallhalogenid, wie beispielsweise Aluminiumchlorid, Zinn(IV)-chlorid, Titanchlorid oder Vanadiumchlorid, oder eine Mineralsäure, wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Fluorwasserstoffsäure oder Polyphosphorsäure;
4. die Kondensation wird in einem Lösungsmittel, wie einem aromatischen Kohlenwasserstoff, einem Halogenalkan, Schwefelkohlenstoff oder einem nitrierten aromatischen Derivat durchgeführt;
5. das Blockierungsmittel für die Ketonfunktion ist ein Alkanol, ein Diol, ein Thiol, ein Dithiol, ein Mercapto-Alkohol, dessen Kohlenstoffkette 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, in saurem Milieu oder ein Thioxolan oder ein Dialkyldioxolan;
6. die Reduktion der Nitrogruppe wird mit Zink und Essigsäure oder durch katalytische Hydrierung in Anwesenheit von Palladium oder Platin durchgeführt;
7. die Cyclisierung zum 9,10-Dihydro-thieno[3,2-b] [f] [4H] benzazepin wird durch Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 140 und 2000C in Gegenwart von Kupfer(I)-jodid und einem Säureakzeptor durchgeführt;
8. die Cyclisierung wird in einem Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt, wie Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Hexamethylphosphortriamid oder Isoamylalkohol durchgeführt
Bevorzugte Ausführungsformen sind:
das Halogenid der o-Nitrophenylessigsäure ist das Säurechlorid;
die Acylierungsreaktion mit dem o-Nitrophenylacetylchlorid wird in Gegenwart von Zinn(IV)-chlorid in benzolischem Milieu durchgeführt Sie führt hauptsächlich zur Bildung des 3-Brom-2-acetyl-thiophen-Derivats;
die Blockierung des Carbonyls der Acetylenkette wird mit Äthylenglykol in Gegenwart einer Alkylsulfonsäure oder Arylsulfonsäure, wie beispielsweise Methan- oder Äthansulfonsäure oder Benzolsulfonsäure, p-Toiuolsulfonsäure oder Naphthalinsulfonsäure durchgeführt; die Reduktion der Nitrogruppe zur Aminogruppe wird mit Zink in essigsaurem Milieu bei Raumtemperatur durchgeführt;
die Cyclisierungsreaktion zum Dihydro-thieno[3.2-b] [f] [4H] benzazepin wird durch Erwärmen unter Rückfluß von Dimethylformamid in Gegenwart von Kupfer(I)-jodid oder einem Gemisch aus Jod-Kupfer, sowie eines Alkalicarbonate, wie Natriumcarbonat, oder eines Erdalkalicarbonats durchgeführt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können folgende neue Verbindungen erhalten werden:
1. Die Verbindungen der allgemeinen Formel III:
(m)
40
2. Die Verbindungen der allgemeinen Formel IV: A A'
(IV)
(V)
50
NO2 Br
3. Die Verbindungen der allgemeinen Formel V: A A'
60
Wie vorstehend ausgeführt, können die 9,10-Dihydrothieno[3.2-b] [f] [4H] benzazepine der allgemeinen Formel I Verwendung zur Synthese von 4-(Mono- oder di-alkylamino-alkyl)-thieno[3.2-b] [f] [4H] benzazepinen finden, die sehr interessante antidepressive Eigenschaften in Verbindung mit einer geringen Toxizität besitzen. Diese Umwandlung wird in der DE-OS 22 09 844 beschrieben.
Nach diesem Verfahren behandelt man die Derivate der 9,10-Dihydro-thieno[3,2-b] [f] [4H] benzazepine der allgemeinen Formel I mit einem Dialkylamino-Alkylhalogenid in Gegenwart eines Metaiüerungsmittels, wobei man ein Ketal oder Thioketal des N-Dialkylamino-alkyl-9,10-dihydro-thieno[3,2-b] [4H] benzazepin- 10-ons erhält, die Ketonfunktion durch Hydrolyse in saurem Milieu freisetzt, mit einem gemischten Alkalihydrid zum
9,10-Dihydro-lO-hydroxy-N-dialkylaminoalkyI-thieno[3,2-b] [f] [4H] benzazepin reduziert und dieses letztere in saurem Mileu zur Bildung eines N-Dialkylaminoalkyl-thieno[3,2-b] [f] [4H] benzazepins (Verbindung X) dehydratisiert
Nach einer Variante dieses Verfahrens werden die
N-Dialkylamino-alkyl-9,10-dihydro-thieno[3,2-b] [f]-benzazepin-10-one mit einem gemischten Alkalihydrid in Gegenwart eines Aluminiumhalogenids unter Bildung eines 9,10-Dihydro-N-(dialkylaminoalkyI)-thieno[3,2-b] [f] [4H] benzazepins (Verbindung Y) reduziert
Die Verbindungen X und die Verbindungen Y können anschließend durch Einwirkung eines Alkyl-halogenformiats entalkyliert und der Einwirkung eines alkalischen Mittels unterzogen werden, um durch Hydrolyse die alkylierten N-Alkylamino-Verbindungen zu ergeben.
Die Mehrzahl der o-Nitrophenylessigsäuren der allgemeinen Formel II, die als Ausgangsmaterialien verwendet werden, sind in der Literatur beschrieben, besonders von Gulland JCS 1931, Seite 2872; Schiittier HeIv. Chim. Acta. 15, 394 (1932) Ber. 66 B 450 (1933); Wahl Bull. Soc. Chim. 5,653 (1938); Parkes J. Chem. Soc. 1938,1841; Govindachari Current. Sei. 10, 76 (1941)/CA 35 (1941) 3963/; Marion J. of Am. Chem. Soc. 66, 1125 (1944); Dombrovski Rhur. Obsch. Khim 27 (1957) 2000.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
10,10-Äthylen-dioxy-9,10-dihydro-4H-thieno
[3,2-b] [f] benzazepin
Stufe A: 3-Brom-2-(2'-nitrophenylacetyl)-thiophen
1. Herstellung von o-Nitrophenylessigsäurechlorid
Man erhitzt 100 g o-Nitrophenylessigsäure mit 500 cm3 Thionylchlorid 1,5 Stunden auf 45° C, destilliert anschließend bei 0,2 mm Hg bei 20 bis 25° C zur Trockne und erhält so das Chlorid der o-Nitrophenylessigsäure (berechnet: 17,76% Cl, gefunden 17,6% Cl).
2. Kondensation
Man vermischt unter Rühren 64 cm3 Zinn(IV)-chlorid mit 200 cm3 Benzol und fügt innerhalb von 30 Minuten eine Lösung des rohen, vorstehend erhaltenen Säurechlorids und 90 g 3-Brom-thiophen in 300 cm1 Benzol zu. Man rührt 16 Stunden bei Raumtemperatur, gießt in ein Ein-Wasser-Gemisch, extrahiert mit Äthylacetat, wäscht die organischen Phasen mit einer gesättigten wäßrigen Natriumbicarbonatlösung, anschließend mit Wasser bis zur Neutralität des Waschwassers, trocknet über Magnesiumsulfat, konzentiert die Lösung im Vakuum auf 200 cm3 und friert sie über Nacht ein. Man zentrifugiert, wäscht den Niederschlag mit Äthylacetat und anschließend mit Äther und trocknet im Vakuum. Man erhält 109 g 3-Brom-2-(2' nitrophenylacetyl)-thiophen vom Schmelzpunkt 13O0C, das man durch Chromatographie reinigt. 19 g des Rohproduktes
werden auf Siliciumdioxidgel fixiert und mit einem Benzol-Äthylacetatgemisch (9 — 1) eluiert Man kristallisiert die Hauptfraktion aus Athylacetat um. Man erhält 3,69 g des bei i33°C schmelzender Produktes, Eine zweite Umkristallisation von 550 mg des Produktes ergibt 400 mg reines 3-Brom-2-(2'-nitrophenylacetyl)-thiophen in Form von farblosen Kristallen, die in den chlorhaltigen Lösungsmitteln, Alkoholen und in Benzol löslich, in Äthylacetat wenig löslich und in Wasser unlöslich sind und bei 138° C schmelzen. ι ο
Analyse: C12H8O3NBrS = 326,12
Berechnet:
C% 44,18, H% 2,47, N% 4,29, Br% 24,50, S% 9,83; gefunden: „
C%43,9, H%2,5, N% 4,3, Br.% 24,2, S% 9,5.
Stufe B:Äthylenketal des 3-Brom-2-(2'-nitrophenylacetyl)-thiophens
Man erhitzt ein Gemisch aus 32 g 3-Brom-2-(2'-nkrophenylacetyl)-thiophen, 600 cm3 Äthylenglykol und 1,7 g p-Toluolsulfonsäure 16 Stunden bei 34 mm Hg auf 125 bis 130° C (Badtemperatur), wobei das gebildete Wasser abdestilliert wird. Anschließend hält man die Temperatur eine Stunde bei 34 mm Hg bei 1500C und konzentriert im Verlauf von einer Stunde bei 25 bis 30 mm Hg auf 150 cm3, wobei man die Reaktionsmischung auf 15O0C hält. Man kühlt ab, macht durch Zusatz von 5 cm3 Triäthylamin alkalisch, fügt 600 cm3 Eiswasser zu, extrahiert mit Äthylacetat, wäscht die organischen Phasen mit Wasser, trocknet über Magnesiumsulfat und destilliert im Vakuum zur Trockne. Man löst den Rückstand in 20 cm3 Methanol, fügt 20 cm3 Äther zu, leitet die Kristallisation ein, kühlt während 30 Minuten, zentrifugiert, wäscht den Niederschlag mit einem Methanol-Äthergemisch (50-50) und trocknet im Vakuum. Man erhält 23,85 g des Äthylenketals von 3-Brom-2-(2'-nitrophenyIacetyl)-thiophen in Form von blaßgelben in den chlorierten organischen Lösungsmitteln und Alkoholen löslichen, in den Äthern wenig löslichen und in Wasser unlöslichen Kristallen vom Schmelzpunkt 112°C.
Zur Analyse reinigt man das Produkt durch Auflösen im Methylenchlorid und Auskristallisation aus Isopropyläther. Der Schmelzpunkt bleibt unverändert.
Analyse: Ci4Hi2O4NBrS = 370,23
Berechnet:
C% 45,41, H%3,27, N% 3,78, Br% 21,59, S% 8,66; gefunden:
C%45,4, H%3,2, N%4,1, Br% 21,8, S% 8,7.
Stufe C: Äthylenketal des 3-Brom-2-(2'-aminopnenylacetyl)-thiophens
Man vermischt 69 g des Äthylenketals von 3-8rom-2-(2'-nitrophenylacetyl)-thiophen mit 1400 cm3 Essigsäure, fügt 140 g pulverförmiges Zink zu, hält die Temperatur bei 20 bis 25°C, rührt 15 Minuten bei Raumtemperatur und filtriert. Man gießt das Filtrat in eine 20%ige wäßrige Natriumcarbonatlösung, extrahiert mit Methylenchlorid, wäscht die organischen Phasen mit Wasser bis zur Neutralität dcj VVaschwassers, trocknet über Magnesiumsulfat und destilliert im Vakuum zur Trockne. Man erhält 62,2 g des rohen Produkts (Ausbeute 98%). Zur Analyse löst man 1 g des Rohprodukts in 5 cm3 Isopropyläther unter Rückfluß, filtriert, friert 1 Stunde ein, zentrifugiert, wäscht den Niederschlag mit Isopropyläther und trocknet im Vakuum. Man erhält 0,685 g des Äthylenketals von 3-Brom-2-(2'-aminophenylacetyl)-thiophen in Form von farblosen, in chlorierten organischen Lösungsmitteln, Alkoholen und Äther löslichen, in kopropyläther wenig löslichen und in Wasser unlöslichen Kristallen vom Schmelzpunkt 7 Γ C.
Analyse: Ci4Hi4O2NBrS=342,25
Berechnet:
C% 49,42, H%4,15, N% 4,12, Br% 23,49, S% 9,42; gefunden:
C%49,3, H%4,1, N%4,2, Br% 23,2, S% 9,1.
Stufe D: 10,10-Äthylen-dioxy-9,10-dihydro-4H-thieno[3,2-b]-[f]benzazepin
Man erwärmt ein Gemisch aus 17 g des Äthylenketals von 3-Brom-2-(2'-aminophenylacetyl)-thiophen, 8,2 g Kaliumcarbonat, 1,5 g Kupferpulver, 1,14 g Jod und 115 cm3 Dimethylformamid 140 Stunden unter Rückfluß. Man kühlt anschließend ab, filtriert, wäscht das Unlösliche mit Chloroform und destilliert zur Trockne. Man löst den Rückstand in 30 cm3 Äthanol unter Rückfluß, filtriert, friert für 1 Stunde ein, zentrifugiert, wäscht den Niederschlag mit Äthanol und trocknet im Vakuum bei 60° C. Man erhält 9,06 g 10,10-Äthylendioxy-9,10-dihydro-4H-thieno[3,2-b]-[f]benzazepin in Form von gelben Kristallen, löslich in den chlorierten organischen Lösungsmitteln und in Methanol, wenig löslich in Äthanol und den Äthern, unlöslich in Wasser, vom Schmelzpunkt 165° C.
Zur Analyse kristallisiert man das Produkt aus Äthanol um; der Schmelzpunkt bleibt unverändert
Analyse: Ci4Hi3O2NS = 259 32
Berechnet:
C°/o 64,84, H% 5,05, N% 5,40, S°/o 12,36; gefunden:
C% 64,4, H°/o 5,0, N% 5,5, S% 12,0.
Beispiel 2
lO.lO-Äthylendioxy-ö-chlor-g.lO-dihydro-[4H]-thieno[3,2-b]-[f]benzazepin
Nach der gleichen Weise wie im Beispiel 1, erhält man ausgehend von 2-Nitro-4-chlorphenylessigsäure und Behandlung mit Thionylchlorid, das entsprechende Säurechlorid, das man mit 3-Bromthiophen unter Bildung von 3-Brom-2-(2'-nitro-4'-chlorphenylacetyl)-thiophen (F. 146 bis 147° C) umsetzt. Letzteres setzt man mit Äthylenglykol in Gegenwart von p-Toluolsulfonsäure zum Äthylenketal von 3-Brom-2-(2'-nitro-4'-chlorphenylacetyl)-thiophen (F. 790C) um, behandelt dieses mit Zink in Anwesenheit von Essigsäure unter Bildung des Äthylenketals von 3-Brom-2-(2'-amino-4'-chlorphenylacetyl)-thiophen (F. 79° C) und cyclisiert letzteres durch Erwärmen unter Rückfluß in Anwesenheit von Kaliumcarbonat, Kupferpulver und Jod in Dimethylformamid, wobei man 10,10-Äthylendioxy-6-chlor-9,10-dihydro-[4H]-thieno-[3,2-b] [f]benzazepin (F. 153° C) erhält.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. 9,10-Dihydro-thieno[3.2-b] [f] [4H] benzazepine der allgemeinen Formel
(I)
in der
A und A' zusammen den Rest eines C2—Gt-AJkylenketals bilden und
R° Wasserstoff oder ein Halogenatom bedeutet.
2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine o-Nitrophenylessigsäure oder eines ihrer funktionellen Derivate, der allgemeinen Formel
DE2209891A 1971-03-01 1972-03-01 9,10-Dihydro-thieno[3.2-b][f][4H]benzazepine sowie Verfahren zu deren Herstellung Expired DE2209891C3 (de)

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