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1-Methyl-2-(phenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazole und
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Verfahren zu ihrer Herstellung 1-(2-Hydroxyäthyl)-2-methyl-5-nitro-imidazol
(Metronidazol) wird zur Bekämpfung von Protozoenerkrankungen, wie Trichomoniasis
und Amöbasis angewendet.
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Gegenstand der Patentanmeldung P 2531 303.5 (HOE 75/F 183) sind 1-Methyl-2-(phenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazole
der Formel
worin A ein Schwefelatom oder eine Sulfoxidgruppe (-SO-) und R einen geradkettigen
oder verzweigten Alkylrest mit 1 - 3 C-Atomen, wie Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl,
bedeuten, Verfahren zur llerstellung dieser Verbindungen, sie enthaltende pharmazeutisehe
Mittel und ihre Verwendung. Dieser Gegenstand wurde weiter entwickelt.
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Gegenstand der Weiterentwicklung der Erfindung sind 1-Methyl-2-(phenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazole
der Formel I
worin A ein Schwefelatom oder eine Sulfoxidgruppe (-SO-) und R1 Methyl oder Äthyl
und R2 Methyl oder Halogen bedeutet Gegenstand der Weiterentwicklung der Erfindung
sind weiterhin Verfahren zur Herstellung von 1-Methyl-2-(phenyl-oxymethy)-5-nitro-imidazole
der Formel I, die dadurch gekennzeichnet sind, daß man a) Nitroimidazole der Formel
II-
worin X ein Halogenatom, -wie Fluor, Chlor, Brom, Jod oder eine Acyloxygruppe, wie
Acetoxy-, Propionyloxy-, Butyryloxy-, Benzoyloxy-, Toloyloxy-, Nitrobenzoyloxy-,
oder eine Arylsulfon,yloxygruppe, wie Benzolsulfonyloxy-, Toluolsulfonyloxy-, Nitrobenzolsulfonyloxy-gruppe
bedeutet, mit Phenolen oder deren Alkalimetall- oder Ammoniumsalzen der Formel III
worin Y Wasserstoff, ein Alkalimetall, insbesondere Natrium oder Kalium, oder Ammonium
bedeutet und A und R¹ und R² die angegebene Bedeutung haben, umsetzt oder b) Nitroimidazole
der Formel IV
worin Y und R² die angegebene Bedeutung hat, alkyliert und gegebenenfalls
die so erhaltene Sulfidverbindung der Formel I zu einem Sulfoxid oxidiert.
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Als Ausgangs stoffe der Formel II kommen beispielsweise in Frage 1-Methyl-2-chlor-,
-2-brom-, -2-jod-methyl-5-nitro-imidazol, 1-Methyl-2-acetyloxy-, -2-benzoyloxy-,
-2-(4-nitrobenzoyloxy)-, -2-(4-toluolsulfonyloxy)-methyl-5-nitro-imidazol.
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Die Ausgangsstoffe der Formel II können nach DOS 1 595 929 durch Umsetzung
von 1-Methyl-2-hydroxymethyl-5-nitro-imidazol (vgl.
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DOS 1 470 102) mit Thioxylhalogeniden bzw. durch Umsetzung mit Acetyl-,
Benzoyl-, 4-Nitrobenzoyl- oder 4-Toluolsulfonylhalogeniden oder -anhydriden dargestellt
werden.
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Als Ausgangsstoffe der Formel III kommen beispielsweise in Frage 3-Methyl-,
3-Fluor-, 3-Chlor-, 3-Brom-, 3-Jod-4-niethyl-, -4-äthyl-mercapto-phenol, 3-Methyl-,
3-Fluor-, 3-Chlor-, 3-Brom, 3-Jod-4-methyl-, -4-a'hylsulfinyl-phenol.
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Anstelle der freien Phenole können auch ihre Alkalimetallsalze oder
Amaoniumsalze verwendet werden.
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Die Ausgangsstoffe der Formel III können durch Umsetzung von in 3-Stellung
entsprechend substituierten 4-Mercaptophenolen mit einem Moläquivalent Dialkylsulfat
in Gegenwart von einem Moläquivalent Alkali dargestellt werden.
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Als Dialkylsulfate kommen in Frage Di-methyl-, -äthyl-sulfat.
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Die Alkylsulfinylphenole werden aus den Alkylmercaptophenolen durch
Einwirkung eines Moläquivalent eines Oxydationsmittels dargestellt. Als Oxydationsmittel
kommen beispielsweise in Frage :iässerstoffperoxid oder Persäuren, wie z.B. Deressigsaure,
Perbenzoesäure, m-Chlorperbenzoesäure, sowie Salpetersaure oder Chromsäure.
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Als Ausgangsstoffe der Formel IV kommen beispielsweise in Frage 1-Methyl-2-(3-methyl-4-mercaptophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazol
1-Methyl-2-(3-fluor-4-mercaptophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazol
1-Methyl-2-(3-chlor-4-mercaptophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazol 1-Methyl-2-(3-brom-4-mercaptophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazol
1-Methyl-2-(3-jod-4-mercaptophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazol oder deren Alkalimetallsalze.
Die genannten Verbindungen können durch Diazotierung von entsprechenden 1-Methyl-2-(3-methyl-oder
3-halogen-4-aminophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazolen, Umsetzung mit Alkalixanthogenat
und anschließender hydrolytischer Spaltung dargestellt erden. Die 1-ethyl-2-(3-methyl-oder
3-haloFen-4-aminophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imldazole werden durch Umsetzung von
Verbindungen der formel II mit entsprechenden 3-Methyl- oder 3-Halogen-4-acetamino-phenolen
und Abspaltung des Acetylrestes durch Verseifung gewonnen.
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Die Varianten a) und b) des Herstellungsverfahrens werden zweckmäßig
mit äquimolaren Mengen der jeweiligen Ausgangsstoffe durchgeführt, vorteilhaft in
einen Lösung oder Verteilungsmittel.
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Die Variante b) des Herstellungsverfahrens kann auch ohne Lösungs-
oder Verteilungsmittel durchgefuhrt werden. Hierbei dient das als Reaktionspartner
verwendete Alkylierungsmittel im Uberschuß als Reaktionsmedium.
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Für die Umsetzungen nach der Verfahrensvariante a) kosten vorzugsweise
polare Lösungsmittel in Frage, wie beispielsweise Alkohole, wie Methanol, Äthanol,
Propanol, Isopropanol, Butanol, 2-Methoxy-, 2-Äthoxy-äthanol, Ketone, wie Aceton,
Diäthylketon, Methyläthylketon, Methylisobutylketon, Amide, wie flimethylformamid,
Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, Tetramethylharnstoff, Hexamethylphosphorsäuretriamid,
Dimethylsulfoxid, heterocyclische Basen, wie Pyridin, Picolin, Chinolin.
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Bei Verwendung der freien Phenole der Formel III empfiehlt sich die
AnvJendung eines säurebindenden Mittels.
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Als säurebindende Mittel kommen beispielsweise in Frage Basen wie
Triäthylamin oder Pyridin, sowie Alkali- und Erdalkalicarbonate und -bicarbonate,
-hydroxyde und -alkoxide, wie z.B.
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-methoxide, -äthoxide, -butoxide.
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Die Reaktionstemperaturen für die Verfahrensvariante a) liegen zwischen
0 - 800C, vorteilhaft führt man die Umsetzung bei Raumtemperatur aus. Die Reaktionszeiten
betragen wenige Minuten bis einige Stunden.
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Für die Umsetzungen nach der Verfahrensvariante b) kommen vorzugsweise
aprotische lösungsmittel in Frage, wie beispielsweise Äther, wie Tetrahydrofuran,
Dioxan, Äthylenglycoldimethyläther, -diäthyläther' aromatische Kohlenwasserstoffe,
wie Benzol, Toluol, Xylol. Die Alkylierungsreaktion kann jedoch auch ohne Lösungsmittel
durchgeführt werden. Hierbei dient überschüssIges Alkylierungsmittel als Verdünnungsmittel.
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Die Alkylierungsteniperaturen betragen 50 - 1500C, vorzugsweise 80
- 110°C. Die Reaktionszeiten betragen wenige Minuten bis einige Stunden.
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Als Alkylierungsmittel kommen beispielsweise in Frage Eethyl-, Äthyl-halogenide,
insbesondere -jodide, Dimethyl-, Diäthylsulfat, Arylsulfonsäureester, insbesondere
4-Toluolsulfonsäuremethyl-, athyl-ester.
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Die nach den beschriebenen Verfahrensvarianten a) und b) erhaltenen
Sulfide der Formel I (A = -S-) können durch Oxydation in entsprechende Sulfoxide
(A = -SO-) überführt werden. Die Oxydation wird durch Einwirkung von zweckmäßig
einem Koläquivalent eines Oxydationsmittels durchgeführt. Als Oxydationsmittel kommen
beispielsweise in Frage Wasserstoffperoxid oder Persäuren, wie z.B. Peressigsäure,
Perbenzoesäure, m-Chlorperbenzoesäure, sowie Salpetersäure oder Chromsäure. Die
Oxydationsreaktion wird im allgemeinen bei Temperaturen zwischen O und 3000 durchgeführt.
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Die Isolierung der Verfahrenserzeugnisse erfolgt nach üblichen Methoden
durch Abdestillieren der verwendeten Lösungsmittel oder Verdünnen der Reaktionslösung
mit Wasser. Gegebenenfalls
kann eine Reinigung durch Umkristallisieren
aus einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemischerfolgen.
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Die neuen 1-Methyl-2-(phenyl-oxymethy)-5-nitro-imidazole der Formel
I gemäß der We2terentwicklung der Erfindung eignen sich zur Bekämpfung von Protozoenerkrankungen
beim Menschen und Tier, wie sie z.B. durch Infektionen mit Trichomonas vaginalis
und Entamoeba histolytica.
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Ferner sind sie wirksam gegenüber Bakterien und Pilzen. Die neuen
Verfahrenserzeugnisse können oral oder lokal angewendet werden. Die orale Anwendung
erfolgt überlicherweise in Form von Tabletten oder Kapseln, die pro Tagesdosis etwa
10 bis 750 mg des Wirkstoffes mit einem pharmazeutisch üblichen Trägerstoff und/oder
Konstituens enthalten. Für die lokale Anwendung können Gelees, Cremes, Salben oder
Suppositorien verwendet werden.
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H E R S T E L L U N G S B E I S P I E L E Beispiel 1 (Verfahren a))
1.1 1-Methy-2-(3-methyl-4-methythiophenyl-oxymethyl)-5-nitroimidazol Zu einer Lösung
von 15,4 g (0,1 Mol) 3-Methyl-4-methylmercaptophenol in 30 ml Dimethylformamid werden
13,8 g (0,1 Mol) gepulvertes Kaliumcarbonat gegeben und sodann eine Lösung von 17,6
g (0,1 Mol) 1-Methyl-2-chlormethyl-5-nitroimidazol in 40 ml Dimethylformamid unter
Rühren bei 250C zugetropft. Die schwach exotherme Reaktion wird durch Kühlung mit
Eiswasser auf maximal 35°C eingestellt. Danach wird die Mischung noch 1 Stunde bei
25°C gerührt, auf Eis/ Wasser gegossen, die Ausfällung abgesaugt, mit Wasser gewaschen
und aus Methanol unter Kohlezusatz umkristallisiert.
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Man erhält so 21,7 g (74 % der Theorie) 1-Methyl-2-(3-methyl-4-methylthiophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imiCazol
in Form von gelben Kristallen vom Fp. 108°C.
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Nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren werden dargestellt:
1.2 Aus 1-Methyl-2-chlormethyl-5-nitro-imidazol (t,ICNI) und 3-Methyl-4-äthylmercaptophenol
das 1 -ethyl-2- ( 3-methyl-4-äthylthiophenyl-oxymethyl)-5-nltro-imidazol vom Fp.
80°C.
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1.3 Aus M0NI und 3-Chlor-4-methylmercaptophenol das 1-Methyl-2-(3-chlor-4-methylthiophenyl-oxymethyl
)-5-nitro-imidazol vom Fp.114°C.
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1.4 Aus MCNI und 3-Chlor-4-äthylmercaptophenol das 1-Methyl-2-(3-chlor-4-äthylthiophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazol
vom Fp. 86°C.
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Beisniel 2 (Oxidation) 2.1 1-Methyl-2-(3-methyl-4-methylsulfinylphenyl-oxamethly)-5-nitro-imidazol
29,3 g (0,1 Mol) 1-Methyl-2-(3-methyl-4-methylthiophenyloxymethyl)-5-nitro-imidazol
erden in 200 ml Chloroform gelöst und unter Rühren zu 17,25 g (0,1 Mol) 3-Chlorperbenzoesäure
gelöst in 70 ml Chloroform bei 25°C getropft.
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Die Reaktionsmischung wird 1 Stunden bei 25°C gerührt, mit verdünnter
Sodalösung ausgeschüttelt, die Chloroformphase abgetrennt, über Natriumsulfat getrocknet
und eingedampft.
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Der Rückstand wird aus Alkohol unter kohlezusatz umkristallisiert.
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Man erhalt so 21,0 g (68 % der Theorie) 1-Methyl-2-(3-meth.yl-4-methylsulfinylphenyl-oxymethyl)-5-nitro-imid2zol
in Form von gelblichen Kristallen von Fp. 121°C.
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Nach dem in Beispiel -2 beschriebenen Verfahren können dargestellt
werden: 2.2 Aus 1-Methyl-2-(3-methyl-4-äthylthiophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazol
das 1-Methyl-2-(3-metyl-4-äthylsulfinylphenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazol 2.3 Aus
1-Methyl-2-(3-chlor-4-methylthiophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazol das 1-Methyl-2-(3-chlor-4-methylsulfinylphenyl-oxymethyl
) -5-nitro-imidazol 2.4 Aus 1-Methyl-2-(3-chlor-4-äthylthiophenyl-oxymethyl)-5-nitro-imidazol
das 1-Methyl-2-(3-chlor-4-äthylsulfinylphenyl-oxymethyl )-5-nitro-imidazol.