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Verfahren zur Herstellung von Alkyl- und Arylestern
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von 3' -substituierten und 2',3'-disubstituierten 2-Anilino-3-pyridincarbonsäuren
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkyl- und Arylestern
von 3'-substituierten und 2',3'-disubstituierten 2-Ailino-3-pyridincarbonsäuren
der allgemeinen Formel I
R in welcher die-COCOR1-Gruppe eine Acyloxynlethylgruppe der H Formel II -CH2-OCOC(CH3)3
(II) ist, oder eine heterocyclische Struktur der Formel III
bedeutet, und die Reste R2 und R3 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder
ein Chloratom oder eine Methyl- oder Trifluormethylgruppe sind.
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Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung von Pivaloyloxymethyl- und 3-Phthalidylestern
von
2-[3-(Trifluormethyl)-anilino]-3-pyridincarbonsäure und 2-(3'-Chlor-2'-methyl-anilino)-3-pyridincarbons,.uren.
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Literatur über die Synthese und die therapeutischen Eigenschaften
dieser Säuren, von denen sich die Verbindungen der allgemeinen Formel Ableiten,
ist bereits bekannt. So wurde die Herstellung von 2-(3'-Chlor-2'-methyl-anilino)-3-pyridincarbonsäure,
einem analgetischen Mittel, index britischen Patentschrift 1 147 702 beschrieben.
Ebenso wurde die Synthese von 2-[3'-(Trifluormethyl)-anilino]-3-pyridincarbonsäure,
einem entzündungshemmenden Mittel, in der holländischen Patentschrift 6 414 717
und der argentinischen Patentschrift 183 423 beschrieben.
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Diese 3'- und 3' ,2'-substituierten 2-Anilino-3-pyridincarbonsäuren
weisen außer ihren entzündungshemmenden und analgetischen Eigenschaften eine ulcerogene
Wirkung auf das Magenepithel auf. Um diese Nebenwirkung abzuschwächen, wurden mehrere
verwandte Derivate synthetisiert. So werden in der französischen Patentschrift 2
187 317 Aminoalkylester von 2-Anilino-nicotinsäuren beschrieben, und in der schweizerischen
Patentschrift 534 130 und der südafrikanischen Patentschrift 68 2185 Glycerylester
der gleichen Säuren offenbart. Es werden auch verschiedene Salze von substituierten
2-Anilino-3-pyridincarbonsäuren
beschrieben; z.B. werden in der argentinischen Patentschrift 182 409, der japanischen
Patentschrift 74 075713 und der britischen Patentschrift 1 162 287 Äthanolamin-,
Lysin-, Aluminium- und Wismutsalze offenbart.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, ein Verfahren
zur Herstellung von Estern der vorerwähnten Säuren ohne die charakteristischen Nebenwirkungen
zu schaffen, welche die analgetischen und antiinflammatorischen Säuren aufweisen,
von denen sich diese Ester ableiten (Scherrer, R.A., Whitehouse, M.W., Antiinflammatory
Agents, Chemistry and Pharmacology, 13-1, Academic Press, New York, 1974).
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Bei Untersuchungen, welche mit den erhaltenen Alkyl- und Arylestern
von substituierten 2-Anilino-3-pyridincarbonsäuren an Tieren durchgeführt wurden,
zeigte sich, daß diese Verbindungen eine sehr hohe entzündungshemmende Aktivität
besitzen. Ferner haben diese Verbindungen keinerlei ulcerogene Wirkung.
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In der vorliegenden Erfindung wird die Synthese von Alkyl-und Arylestern
von substituierten 2-Anilino-3-pyridincarbonsäuren beschrieben. Diese Herstellung
erfolgt durch Umsetzen eines vorher erhaltenen Alkyl- oder Arylesters von 2-Chlor-3-pyridincarbonsäure
mit
einem 3,2- oder 3-substituierten Anilein.
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Das Reaktionsschema wird durch die nachfolgenden Reaktionsgleichungen
wiedergegeben, wobei in den Formeln die Reste R, R1, R2 und R3 die oben angegebenen
Bedeutungen besitzen, der Rest A ein Alkylammonium mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen
ist und die Reste X und Y Halogenatome sind.
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Wie bereits erwähnt, besteht dieses Herstellungsverfahren
aus
zwei Synthesestufen. In der ersten Stufe wird die substituierte 2-Halogen-3-pyridincarbonsäure
(II) in Salzform mit einer Verbindung der allgemeinen Formel III unter Bildung von
Alkyl- oder Arylestern von 2-Halogen-3-pyridincarbonsäure (IV) umgesetzt. Diese
Reaktion kann nur in einem polaren Reaktionsmedium durchgeführt werden, in welchem
die Reaktionsteilnehmer II und III vollständig löslich und stabil sind.
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Das Salz der 2-Halogen-3-pyridincarbonsäure wird in einem polaren
Lösungsmittel, wie beispielsweise Aceton, Acetonitril, Dimethylformamid oder Dimethylacetamid
erhalten. Man erhält die Salze durch Umsetzen von 2-Chlor-3-pyridincarbonsäure mit
niederen Alkylaminen, wie Athanolamin, Triäthylamin, Cyclohexylamin, Trimethylamin,
Dimethylamin, wobei Triäthylamin als organische Base bevorzugt verwendet wird.
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Anschließend wird das Salz der 2-Halogen-3-pyridincarbonsäure (II)
und 3-Bromphthalid unter Bildung eines Phthalidylesters der 2-Halogen-3-pyridincarbonsäure
umgesetzt, wobei man für diese Reaktion das gleiche Medium verwendet, in dem vorher
die Salzbildung durchgeführt worden war. Das angewandte molare Verhältnis zwischen
II und 3-Bromphthalid variiert von 1 : 1 bis 1,5. Demzufolge wird die Salzbildung
und Veresterung in dem gleichen Reaktionsmedium durchgeführt.
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Das Medium sollte die Reaktionsteilnehmer auflösen und dieselben
nicht
abbauen. Die Gegenwart von Wasser in dem Reaktionsmedium führt zur Hydrolyse des
3-Bromphthalids zu Phthalaldehydsäure und demzufolge zu einer verringerten Ausbeute
des Verfahrens. Um daher höchste Ausbeuten zu erzielen, sollten wasserfreie Lösungsmittel
verwendet werden.
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Die Reaktion zwischen dem Salz der 2-Halogen-3-pyridincarbonsäure
und Pivaloyloxymethylchlorid zur-Herstellung des Pivaloyloxymethylesters von 2-Halogen-3-pyridincarbonsäure
(IV) wird in ähnlicher Weise wie die vorstehend beschriebene Reaktion durchgeführt.
Das molare Verhältnis dieser Reaktionsteilnehmer liegt in einem Bereich von 1,5
bis 2,5 Mol Alkylchlorid für jedes Mol Säure. Das Pivaloyloxymethylchlorid wird
durch Mischen von äquimolaren engen Pivaloylchlorid und Paraformaldehyd in Gegenwart
von ZnCl2 (Rassmussen und Leonard, J. Am. Chem. Sec., 89, 1967) erhalten. Die Reaktion
zwischen Pivaloyloxymethylchlorid und 2-Halogen-3-pyridincarbonsäure-Salz sollte
in einem wasserfreien System durchgeführt werden, da Wasser das Alkylchlorid unter
Bildung des entsprechenden Alkylalkohols hydrolysiert.
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Die Abtrennung der gebildeten Verbindung der allgemeinen Formel I
hängt von den Eigenschaften der jeweils gebildeten Verbindung ab. So werden Phthalydilester
von 2-Halogen-3-pyridincarbonsäure durch Zusatz von Wasser zu dem Reaktionsmedium
abgetrennt.
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Andererseits wird der gebildete Pivaloyloxymethylester von 2-Halogen-3-pyridincarbonsäure
aus dem Reaktionsmedium nach vorheriger Zugabe von Wasser mittels chlorierter Lösungsmittel,
bevorzugterweise mittels Methylenchlorid, extrahiert.
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Die in der vorliegenden Erfindung offenbarte zweite Synthesestufe
besteht aus der Reaktion zwischen Alkyl- oder Arylestern von 2-Halogen-3-pyridincarbonsäure
der allgemeinen Formel IV mit einem 3- oder 2,3-substituierten Anilin der allgemeinen
Formel V. Diese Reaktion wird in einem unter Rückfluß befindlichen inerten Lösungsmittel
(Amylalkohol, Toluol, Xylol) oder durch Schmelzen dieser Reaktionsteilnehmer durchgeführt.
Während der Reaktion wird für jedes Mol der gebildeten Verbindung I ein Mol Wasserstoffhalogenid
gebildet; demzufolge wird bevorzugterweise für jedes Mol an Ester IV 2 Mol des Anilins
V eingesetzt. Diese Reaktion kann mit 2-Brom- oder 2-Chlor-3-pyridincarbonsäure
durchgeführt werden; höchste Ausbeuten werden mit dem Chlorderivat erzielt.
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Die gebildeten Verbindungen der allgemeinen Formel I werden durch
Kühlen des Systems und Abfiltrieren der kristallisierten Substanz aus ihren Reaktionsmedien
abgetrennt. Diese Verbindungen können durch Umkristallisation aus Lösungsmitteln
wie Äthylacetat, Propylacetat, Tsobutylacetat, Methanol, n-Butanol gereinigt werden.
Wenn die Verbindungen der allgemeinen
Formel I durch Schmelzen
der Reaktionsteilnehmer erhalten wurden, können sie durch Umkristallisation in den
genannten Lösungsmitteln oder durch Behandeln derselben mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure
gereinigt werden.
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Die Erfindung wird nun durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert,
die jedoch keinesfalls als Beschränkung aufzufassen sind.
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Beispiel 1 Phthalidyl-2-chlor-3-pyridincarboxylat 2-Chlor-3-pyridincarbonsäure
(31,5 g) wurden in Aceton (600 ml) eingetragen und unter Rühren suspendiert. Triäthylamin
(40 ml) wurde zugegeben und 30 Minuten später wurde 3-Bromphthalid (42,6 g) in die
gerührte Reaktionsmischung eingegossen. Das Reaktionsgemisch wurde 4 Stunden lang
am Rückfluß erhitzt und anschließend in Wasser (2000 ml) von 500 C gegossen. Zur
Gewinnung der ausgefällten Verbindung wurde die Reaktionsmischung unter fortgesetztem
Rühren abgekühlt. Der Feststoff wurde durch Filtration gesammelt, mit kaltem Wasser
gewaschen und anschließend im Vakuum bei 400 C getrocknet. Man erhielt Phthalidyl-2-chlor-3-pyridincarboxylat
(38,7 g) in einer Ausbeute von 67 %; Schmelzpunkt 1370 bis 1380 C.
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I.R.(Nujol): Starke Absorptionsbanden bei 1780, 1750, 1580, 1415,
1380, 1270, 1245, 1225, 1140, 1060, 995 und 940 cm 1.
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Analyse für C14H8NCl: Berechnet: C 58,05 %, H 2,78 %, N 4,84 %, Cl
12,24 %; Gefunden : C 58,21 %, H 3,00 %, N 4,65 %, Cl 12,19 %.
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Beispiel 2 Pivaloyloxymethyl-2-chlor-3-pyridincarboxylat Zu einer
gerührten Suspension von 2-Chlor-3-pyridincarbonsäure (23,7 g) in Aceton (500 ml)
wurde Triäthylamin (30,7 ml) zugegeben. Nach 30 Minuten langem Rühren wurde Pivaloyloxymethylchlorid
(22,5 ml) in die Reaktionsmischung eingegossen und das System 2 Stunden lang am
Rückfluß erhitzt. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 150 bis 200 C abgekühlt und
anschließend in kaltes Wasser (1000 ml) gegossen. Die gebildete Verbindung wurde
mit Methylenchlorid (2 x 100 ml) extrahiert und die wässerige Schicht verworfen.
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Zu dem zurückbleibenden organischen Extrakt wurde wasserfreies Magnesiumsulfat
(10 g) zugegeben, das dann durch Filtration wieder abgetrennt wurde. Der organische
Extrakt wurde bei Normaldruck zur Entfernung des Methylenchlorids destilliert. Nachdem
das gesamte Methylenchlorid abdestilliert war, wurde das Destillationssystem zur
Abtrennung der
gebildeten Verbindung evakuiert (0,17 mm Hg). Die
bei 131° bis 1330 C durch Destillation abgetrennte Fraktion war Pivaloyloxymethyl-2-chlor--3-pyridincarboxylat.
Ausbeute: 53,5 % (21,8 g).
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I.R.(Filmschicht): Starke Absorptionsbanden bei 2990, 17115, 1570,
1440, 1290, 1270, 1150, 1130, 1110, 1055, 1030, 1005 und 975 cm Analyse für r C12Hl4ClN:
Berechnet: C 53,05 %, H 5,19 X, Cl 13,05 %, N 5,15 %; Gefunden : C 53,09 %, H 5,29
%, Cl 13,06 %, N 4,85 %.
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Beispiel 3 Phthalidyl-2- (3'-trifluormethyl-anilino)-3-pyridincarboxylat
Zu unter Rückfluß befindlichem Xylol (80 ml) wurde m-Trifluormethylanilin- (32,2-
g) zugegeben und anschließend Phthalidyl-2-chlor-3-pyridincarboxylat (29 g) in zwei
Anteilen in das Reaktionssystem eingegossen, mit einem Intervall von 15 Minuten
zwischen jeder Zugabe. Die Reaktionsmischung wurde 5 Stunden lang am Rückfluß gehalten
und das abgekühlte Reaktionssystem in Eiswasser gegossen. Zur Vervollständigung
der Kristallisation des gebildeten Produkts wurde die Reaktionsmischung 2 Stunden
lang auf 0° bis 5° C gehalten. Der Niederschlag wurde durch Filtrat ion gesammelt
und im Vakuum bei 40° C getrocknet. Man erhielt Phthalidyl-2-(3-trifluormethylanilino
)-3-pyridincarboxylat
(34,1 g) in einer Ausbeute von 82,3 %; Schmelzpunkt 1590 bis 1620 C.
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Nach Umkristallisieren der Verbindung mit 6 Volumina Äthylacetat erhielt
man 28,4 g des Produktes (68,5 % Ausbeute) mit einem Schmelzpunkt von 1640 bis 1650
C.
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I.R.(Nujol): Starke Absorptionsbanden bei 3300, 1785, 1695, 1610,
1570, 1520, 1340, 1320, 1260, 1160, 1120, 1090, 1050 und 970 cm 1.
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Analyse für C21H13F3N2011: Berechnet: C 60,87 %, H 3,16 %, F 13,76
%, N 6,76 %; Gefunden : C 60,50 %, H 3,22 %, F 13,62 %, N 6,79 %.
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Beispiel 4 Pivaloyloxymethyl-2-(2'-methyl-3 T -chloranilino)-3-pyridincarboxylat
In einen geeigneten Kolben werden Pivaloyloxymethyl-2-chlor-3-pyridincarboxylat
(21,7 g) und 3-Ghlor-2-methylanilin (28,4 g) eingebracht. Zur Ingangsetzung der
Reaktion wurde auf 1400 C erhitzt. Während der Reaktion stieg die Temperatur der
Reaktionsmischung bis auf 1900 C an. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Temperatur
erniedrigt und später wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt.
Zu der Mischung wurde verdünnte Chlorwasserstoffsäure zugegeben und die gebildete
Verbindung zu kleinen Teilchen verrieben
und in dem Medium suspendiert.
Der Feststoff wurde durch Filtrat ion abgetrennt und der Filterkuchen mit Wasser
gewaschen. Anschließend wurde der Feststoff in heißem Methanol gelöst und kristallisierte
beim Abkühlen der methanolischen Lösung aus. Das kristallisierte Produkt wurde abgetrennt
und im Vakuum bei 1100 C getrocknet. Man erhielt Pivaloyloxymethyl-2- (2' -methyl-3'
-chloranilino) -3-pyridincarboxylat (22,5 g) mit einer Ausbeute von 77,6 %; Schmelzpunkt
900 bis 910 C.
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I.R. (KBr): Starke Absorptionsbanden bei 1755, 1710, 1625, 1585, 1530,
1460, 1440, 1405, 1255, 1150, 1110, 1070, 1055 und 975 cm 1.
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Analyse für C19H21ClN204: Berechnet: C60,56 %, H 5,62 %, Cl 9,111
%, N 7,43 %; Gefunden : C 60,67 %, H 5,59 %, Cl 9,37 %, N 7,48 %.
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B e; i s p i e 1 5 Phthalidyl-2-(3'-chlor-2'-methylanilino)-3-pyridincarboxylat
Das Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei man jedoch anstelle von m-Trifluormethylanilin
3-Chlor-2-methylanilin einsetzte.
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Man erhielt Phthalidyl-2-(3'-chlor-2'-me-thylanilino)-3-pyridincarboxylat
(31,8 g) in einer Ausbeute von 80,5 %; Schmelzpunkt 1780 bis 1800 C.
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I,R. (KBr): Starke Absorptionsbanden bei 1785, 1710, 1620,
1580,
1425, 1400, 1240, 1050 und 955 cm 1.
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Analyse für C21H15C1N204: Berechnet: C 63,89 %, H 3,83 %, Cl 8,98
%, N 7,09 %; Gefunden : C 64,20 %, H 3,87 %, C1 9,21 %, N 6,89 %.
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Beispiel 6 Pivaloyloxymethyl-2-(3' -trifluormethylanilino)-3-pyridincarboxylat
Beispiel 4 wurde wiederholt, wobei man jedoch anstelle von 3-Chlor-2-methylanilin
m-Trifluormethylanilin einsetzte. Man erhielt Pivaloyloxymethyl-2-(3'-trifluormethylanilino)-3-pyridincarboxylat
(26,5 g) in einer Ausbeute von 84,3 %; Schmelzpunkt 550 bis 560 C.
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I.R. (KBr): Starke Absorptionsbanden bei 1740, 1700, 1615, 1585, 1340,
1260, 1160, 1125, 1085, 1065, 1040, 1010 und 980 cm 1.
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Analyse für C19H19F3N2011: Berechnet: C 57,57 %, H 4,83 %, F 14,38
%, N 7,07 %; Gefunden : C 57,72 %, H 4,60 %, F 14,40 %, N 7,30 %.