DE3405422A1 - Isoxazolderivate, verfahren zu ihrer herstellung sowie deren verwendung - Google Patents

Isoxazolderivate, verfahren zu ihrer herstellung sowie deren verwendung

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DE3405422A1
DE3405422A1 DE19843405422 DE3405422A DE3405422A1 DE 3405422 A1 DE3405422 A1 DE 3405422A1 DE 19843405422 DE19843405422 DE 19843405422 DE 3405422 A DE3405422 A DE 3405422A DE 3405422 A1 DE3405422 A1 DE 3405422A1
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József Dipl.-Chem.Dr. Fetter
Gyula Dipl.-Chem.Dr. Hornyák
Károly Dipl.-Chem.Dr. Lempert
József Dipl.-Chem.Dr. Nyitrai
Gyula Dipl.-Chem.Dr. Budapest Simig
Károly Dipl.-Chem.Dr. Szentendre Zauer
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    • C07D309/30Oxygen atoms, e.g. delta-lactones

Description

Richter Gedeon Vegyeszeti Gyar RT. Budapest / Ungarn
Isoxazolderivate, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung
Die Erfindung betrifft neue Iaoxazolderivate der allgemeinen Formel (I)
Y-CH2
(D
und ein Verfahren zu ihrer Hera teilung sowie deren Verwendung. In der allgemeinen Formel (I) bedeuten
X und Y unabhängig Toneinander eine liitrilgruppe, gegebenenfalls aktivierte Carboxylgruppe oder Gruppen der Formeln -COOZ oder -CONRH*, in denen Z eine AlkyI- gruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet, E und R1 Wasserstoff, eine Phenyl- oder Benzylgruppe 'darstellen
A 3069-67 To
oder mit dem Stickstoffatom zusammen einen Heterooyölua bilden oder,
X und ¥ bilden zusammen eine Anhydridgruppe der Formel OeC-O-C-O.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) sind in erster Linie als Intermediäre des über ein breites Wirkungsspektrum verfügenden Antibiotikums Thienamycin verwendbar. Zu diesem Zweck werden sie durch katalytisches Hydrieren in die entsprechenden Verbindungen der allgemeinen Formel IX überführt, in denen die Bedeutung von X und Y die gleiche wie oben ist.
Il ..0
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (IX) werden reduziert, dann mit Benzaldehyd kondensiert und -erneut reduziert, wodurch die Lactone der allgemeinen Formel (X) entstehen,
HOOC
HCl
die gemäß der Europa-Patentanmeldung Nr. 32 400 zu Thienamycin umgesetzt werden können.
Es wurde gefunden, daß die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) beziehungsweise (IX) aus leicht zugänglichen Ausgangsstoffen, mit einfachen Verfahrensschritten, duroh eine eigenartige Methode doppelter Ringtransformation hergestellt werden können; aus ihnen sind dann die Verbindungen der allgemeinen Formel (X) erhältlich.
Gemäß dem Verfahren wird zunächst der Acetessigester
der Formel (VIII)
C2HsOOC-C=CH-OC2H5
CH3
mit Hydroxylaminhydroohlorid in Gegenwart eines Säureekzeptors zum Isoxazolderivat der Formel (VII)
(VII)
umgesetzt und aus diesem durch Hydrolyse die Isoxazolcarbonsäure der Formel (VI) gebildet:
HOOC-
(VI)
H3C
Diese Verbindung wird an der Carboxylgruppe aktiviert. Als Aktivator kommen zum Beispiel Phosphorhalogenide, Thionylchlorid oder Chlorameisens&ureester in Frage. Die auf .diese Weise erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel (V)
Il
Ί Il (V)
H3C1V
in der Q für Halogenatom oder Alkoxycarbonyloxygruppe mit 1-5 Kohlenstoffatomen steht, wird in Gegenwart von Magnesium, Kalium-tert.-butylat oder Alkalimetallalkoholat mit einem Dialkyltnalonat zur Verbindung der allgemeinen Formel (IV) und/oder (IVa) umgesetzt (Z » Alkylgruppe ait 1-6 Kohlenstoffatomen)
(IV)
ZOOC ZOOC
H3C
•Ν
(IVa)
Diese Tautolnereii werden dann mit Hydroxylaminhydroohlorid zu Verbindungen der allgemeinen Forael (III) und/oder (Ilia)
zooc-
(III)
I t
!OCC-
-H
0 Π3~
(IHa)
umgesetzt und aus diesen mit Essigsäure in Gegenwart von Schwefelsäure oder einer anderen starken Säure die Verbindungen der allgemeinen Formeln (II) und/oder (Ha) gebildet.
.N
(II) (Ha)
In den allgemeinen Formeln (III), (lila), (II) und (IXa) steht Z für eine Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatoaen.
Die Verbindungen der allgemeinen Formeln (II) und (Ha) sind die Ausgangsstoffe des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung} aus ihnen wird mit einer starken Base die als Substituenten Y eine Carboxylgruppe, als Substituenten X eine Nitrilgruppe enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) hergestellt, und duroh deren weitere Umsetzung sind die übrigen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) erhältlich.
Die hergestellten Verbindungen der allgemeinen Formeln (V), (IV), (IVa), (III), (HIa), (II), (Ha) und (I) sind neue Verbindungen. Unter den angewandten Reaktionsbedingujagen liegen die taögliohen Tautomerpaare den Formeln (IV), (III) und (II) entsprechend in tautomerer Form vor.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung der Isoxazolderivate der allgemeinen Formel (I)
(D
X und Y unabhängig voneinander eine Nitrilgruppe, gegebenenfalls aktivierte Carboxylgruppe oder Gruppen der Formeln -COOZ oder -COIiRR' darstellen, in denen Z eine Alkylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet und R und R* Wasserstoff, eine Phenyl- oder Benzylgruppe t deutet oder mit dem Stickstoffatom einen Heterocyclus bilden oder
X und Y zusammen eine Anhydridgruppe der Formel 0-C-O-C=O bilden.
Für das Verfahren ist charakteristisch, daß man Verbindungen der Formeln (II) und/oder (Ha) mit einer starken Base umsetzt und das erhaltene, als Substituenten Ϊ eine Carboxyl-
grupp« und ale Substituenten Σ ein· Nitrilgruppe enthaltende Produkt
a) isoliert oder
b) gewünsohtenfalls hydrolysiert und die erhaltene, als Substituenten I und Y Carboxylgruppen enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) isoliert, oder
o) gewUnsohtenfalls das gemäß Verfahren a) hergestellte Produkt an der Carboxylgruppe aktiviert, gegebenenfalls die erhaltene, als Substituenten Y eine aktivierte Carboxylgruppe enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) isoliert oder mit einem zur Abgabe einer Gruppe -NRR'
- worin die Bedeutung von R und R' die gleiohe wie oben ist geeigneten Amin umsetzt und die erhaltene, als Subatituenten X eine Nitrilgruppe und als Subatituenten Y eine -CONRR' Gruppe enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) isoliert, oder
d) gewünschtenfalls daa naoh dem Verfahren a) oder b) erhaltene Produkt in Gegenwart eiaea Katalysators mit einem Alkenol mit 1-6 Kohlenstoffatomen umsetzt und die erhaltene, als Substituenten X und Y Gruppen der Formel -COOZ enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) isoliert, oder
• . e) gewUnachtenfalla das nach dem Verfahren b) hergestellte Produkt mit einem wasserentziehenden Mittel umsetzt und die erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel (I), worin X und Y zusammen für eine Säureanhydridgruppe stehen, isoliert, oder
f) gewün8ohtenfalls das naoh dem Verfahren d) erhaltene Produkt mit einem zur Abgabe einer Gruppe -URR'
- worin die Bedeutung von R und R' die gleiche wie oben ist geeigneten Amin umsetzt und die erhaltene, als Substituenten Y eine Gruppe -COHRR' und als Subatituenten X eine Gruppe -COOZ enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) isoliert.
Gemäß dem Verfahren a) setzt man die Verbindungen der Formeln (II) und/oder (Ha) mit einer atarken Baae um
—. 1 1 _
Il
und erhält eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) mit Y ■ Carboxylgruppe und I » Nitrilgruppe. Als starke Baee verwendet taan Alkalihydroxyde, Alkalimetallalkoholate, Diazabioyolot5.4-.0]undeo-5-en (DBU) usw.
Gemäß dem Verfahren b) wird das Produkt dea Verfahrens a) hydrolysiert. Die Hydrolyse wird bevorzugt in Gegenwart einer Säure ausgeführt, jedoch ist auch basisone Hydrolyse möglich. In dem erhaltenen Produkt stehen Y und X für COOH.
Im Sinne des Verfahrens o) wird das Produkt des Verfahrens a) zunächst mit einem Carboxylgruppenaktivator behandelt. Als solcher kommen in erster Linie Phosphorhalogenide, Thionylchlorid, Säureanhydride oder gemischte Anhydride in Präge. Die an der Carboxylgruppe aktivierte Verbindung wird dann mit Verbindungen umgesetzt, die veresternde Gruppen Z oder Gruppen -HRR' abgeben. Als Reagens werden bevorzugt Alkenole mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Anilin, Benzylamin oder Morpholin eingesetzt. Verwendet man als Reagens ein Alkenol mit 1-6 Kohlenstoffatomen, so arbeitet man in Gegenwart eines Säureakzeptora, vorzugsweise eines tertiären Amins, Ist das Reagens ein Amin» so dient dessen Überschuß als Säureakzeptor. Wurde als Aktivierungsmittel ein Alkyl-(chlorformiat) mit 1-5 Kohlenstoffatomen verwendet, so erhält man in Gegenwart eines Säureakzeptors unmittelbar die als Substituenten Y eine Gruppe -COOZ enthaltende Verbindung. Mit dem Verfahren o) sind Verbindungen der allgemeinen Formel (I) erhältlich, die als Substituenten I eine Nitrilgruppe und als Subatituenten Y eine Gruppe -COOZ oder -CONRR* enthalten.
Gemäß dem Verfahren d) wird das Produkt der Verfahren a) oder b) verestert. Als Esterbildner setzt man bevorzugt Alkenole mit 1-6 Kohlenstoffatomen in Gegenwart eines sauren Katalysators ein. In dem erhaltenen Produkt stehen Y und X für -COOZ.
GemäS dem Verfahren e) wird das Produkt dea Verfahrene b) mit einem wasserentziehenden Mittel behandelt. Ale Solches werden bevorzugt Alkanoarbons&tlreanhydride verwendet, und die Umsetzung wird bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise am Siedepunkt dea Reaktionsgemischea vorgenommen. Bei der Umsetzung entsteht, eine Verbindung, in der Y und X zusammen eine Gruppe O«C-O-C«O bilden.
Im Sinne dea Verfahrens f) wird das Produkt des Verfahrens d) mit einem Amin umgesetzt, daa Gruppen -HRR' abgibt. Die Umsetzung wird bei erhöhter Temperatur vorgenommen. In dem erhaltenen Produkt steht Y. für -CONRR' und ■X für -COOZ.
Die Produkte, erhalten nach einem beliebigen der erfindungsgemäßen Verfahren, können durah Reduktion zu Verbindungen der Formel (IX) umgesetzt werden.
Das Verfahren wird an Hand der Beispiele 1-16 näher erläutert. Die Beispiele 17-22 veranschaulichen die Herstellung der Verbindungen der Formel (IX). Das Beispiel zeigt die Herateilung der Verbindung der Formel (X). Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
Beispiel 1
Athyl-(5-taethvl-4-isoxazol-carbo3;ylat)
ti
350 g (1,88 Hol) dc-Athoxymethylen-aoetscetester werden in 400 ml Äthanol gelöst. Die Lösung wird mit der Lösung von 154 g (2,2 Mol) Hydroxvlaminhjdrochlorid in 500' ml Wasser und mit 180 g (2,2 Mol) Natriumacetat versetzt und dann 30 Minuten lang gekooht. Das Reaktionsgemisch wird in 2 Liter Wasser gegossen, die Phasen werden voneinander getrennt, die wäßrige Phase wird dreiaal mit 250 ml Dichlormethan ausgeschüttelt und die Dichlormethanlösung zu der organischen Phase gegeben. Die organisohe Phase wird mit 2x300 inl Wasser gewaschen, die Phasen werden voneinander getrennt, und das Dichlormethan wird im Vakuum abdestilliert. Der Rückstand ist ohne Reinigung
für weitere Reaktionsachritte verwendbar.
Ausbeute» 281 g (96 %) der Titelverbindung Siedepunkt: 58-60 °C/0,3 mmHg
1H-NMR (CDCl3): Jl,4- t (3H), 2,7 β (3H), 4,25 q (2H), 8,5 a (IH).
Beispiel 2
5-Methyl-4-isoxazol-car'bonsäure
281 g (1,81 Mol) der gemäß Beispiel 1 hergestellten Verbindung werden in einem Geraisch aus 200 ml Eisessig, 200 ml Wasser und 200 ml konzentrierter wäßriger Salzsäure 8 Stunden lang gekocht. Dann wird das Reaktionsgemische zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird mit 400 ml Aceton versetzt und erneut eingedampft. Der Rückstand wird an der luft getrocknet.
Ausbeutes 201 g (87 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt: 146-147 0C (Toluol)
Auf Grund des Schmelzpunktes und des IR-Spektrums ist die Verbindung identisch mit der von Kochetkov u.a. beschriebenen Verbindung (CA 1959 9187i).
Beispiel 3
S-Methyl-^-isoxazol-carbonsäurechlorid Zu 201 g (1,58 Mol) der gemäß Beispiel 2 hergestellten Verbindung werden unter Rühren innerhalb von 10.Minuten 35Ο ml Thionylchlorid gegeben, dann wird das Reaktionsgemiaoh auf dem Ölbad (120 0C) eine Stunde lang am Rückfluß gekocht. Nach Abdestillieren des überschüssigen Thionylohlorids im Vakuum wird der Rückstand durch Vakuumdestillation gereinigt.
Ausbeute: 191 g (83 %) der Titelverbindung Siedepunkt: 100-102 °C/18 mmHg
Elementaranalyae für C5H4ClNO2 (M - 145,55) berechnet, %i C 41,26 H 2,77 N 9,68 Cl 24,36 gefunden, %x C 41,19 H 2,92 N 9,57 Cl 24,22
Beiapiel 4
Athyl-[l-äthoxyoarbonyl-2-hydroxy-2-(5-methyliSöxazoi-4-yl)]-aorylat
66,5 g (2,73 Grammatom) Magneaiuaapäne werden in einem Gemisch aus 175 ml Benzol, 20 ml Äthanol und 1 ml Tetrachlorkohlenstoff gekocht. Dem koohenden Gemisch wird innerhalb einer Stunde dea Gemisch von 436 ml (2,73 Mol)
η Diäthylmalonat, 600 ml Benzol und 140 ml Äthanol zugegeben, und das Reaktionsgemisch wird weitere 3 Stunden lang gekooht. Dann werden aus dem Gemisch etwa 500 ml Lösungsmittel abdestilliert. Zu dem Rückstand wird unter intensivem Rühren bei 35-40 0C die Lösung von 191 g (1,31 Mol) der gemäß Beispiel 3 hergestellten Verbindung in 200 ml Benzol gegeben. Das Rsaktionsgemisch wird nooh 10 Minuten lang gerührt und dann abgekühlt. Das niedersohlaghaltige Gemisoh wird mit 230 ml Eisessig und 1800 ml Wasser versetzt. Die organische Phase wird abgetrennt. Die wäßrige Phase wird mit konzentrierter wäßriger Salzsäure versetzt und mit 2x300 ml Benzol ausgeschüttelt. Die vereinigten benzolischen Phasen werden mit dem Gemisch von 40 ml konzentrierter Salzsäure und 350 ml Wasser, danach zweimal mit' je 400 ml Wasser gewaschen, filtriert, und aus der organischen Phase wird daa Benzol im Vakuum abdestilliert. Der Rückstand wird mit 600 ml Dichlormethan versetzt, dieses abdestilliert, dann werden 600 ml n-Heptan zugegeben, dies wird ebenfalls abdestilliert, und schließlich wird der Überschuß des Diäthylmalonats auf dem Ölbad (135-140 0C) ebenfalls abdestilliert (Siedepunkts 70-80 °C/0,4 mmHg, etwa 23Ο ml). Der Rückstand wird gekühlt und durch Abstehen kristallisiert. Ausbeute: 292 g (83 %) der Titelverbindung Siedepunkts 140-144 °C/0,4 mmHg
Schmelzpunkt» 56 °C (Ather/n-Hexan = 1:1) 1H-NMR (CDCl,) ·. (J" 1,3 t (3H), 2,7 S (3H), 4,25 q (2H), 4,9 a
(IH), 8,5 s (IH).
Beispiel 5
Äthyl-C3-( 5-methyl-isoxazol-4~yl)-5-hydroxy-4-isöxaJ5ol-
oarboxylat]
292 g (1,08 Mol) der gemäß Beispiel 4 hergestellten
Verbindung werden in einem Liter Äthanol zusammen mit 100 g (1,45 Mol) Hydroxylaminhydrochlorid 5 Stunden lang gekocht. Das Reaktionsgemisch wird im Vakuum eingedampft, der Rückstand warm in 1,2 Liter Diohlormethan gelöst und die Lösung filtriert, Der abfiltrierte Niederschlag wird mit 2x200 ml warmem Dichlormethan gewaschen und die Waschflüssigkeit mit dem Piltrat vereinigt. Die Lösung wird mit 2x300 ml Wasser gewaschen und die organische Phase im Vakuum eingedampft. Zu dem Eindampfrückstand werden 750 ml Diohlormethan gegeben", dieses wird abdestilliert, der Rückstand mit 120 ml Athylacetat verrieben und bei 0 C stehen gelassen. Die Kristalle werden abfiltriert,
ti
mit 2x25 ml kaltem Athylacetat und dann mit 2x200 ml n-Hexan gewaschen und an der Luft getrocknet. Ausbeute: 154 g (62 #) der Titelverbindung Schmelzpunkt: 153-154 0C (Athylacetat) 1H-NMR (DMSO-d6): cT 1,1 t (3H), 2,4 a (3H), 4,0 q (2H),
8,6 s (IH), 11,0 s (IH).
Beispiel 6
3-(5-Methyl-isoxazol-4-yl)-4,5-dihydroisoxazol-5-on 154 g (0,646 Hol) der gemäß Beispiel 5 hergestellten Verbindung werden in 650 ml Essigsäure in Gegenwart von 14 ml konzentrierter Schwefelsäure 15 Minuten lang gekocht. Nachdem die intensive CO -2ntwicklung aufgehört hat, versetzt man die Lösung mit 40 g Natriumacetat und dampft das Gemisch im Vakuum ein. Zu dem Eindampfrückstand gibt man 300 ml Wasser und schüttelt einmal mit 500 ml, dann zweimal mit je 300 ml Dichlormethan aus. Die organischen Phasen werden vereinigt, zweiaal mit je 250 ml Wasser gewaschen, und die organische Phaae wird eingedampft. Über dem Rückstand werden zuerst 500 ml Dichlornethan, dann 300"ml n-Heptan abdestilliert. Der Rückstand wird aus 130 ml 2-Propanol uakristallisiert. Die Kristalle werden abfiltriert, zweimal mit je 15 ml
eiskaltem 2-Propanol, dann zweimal mit 75 ml n-Hexanol ge waschen und an der Luft getrocknet« Ausbeute« 93,4 g (87 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt j 94-95 °C
1H-NMR (CDCl3): <f 2,7 a (3H), 3,8 a (2H), 8,4 a (IH).
Beispiel 7
(5-Methjrl-4-cyano-3-isoxazol) -essigsäure Zu. der mit 350 ml Wasser bereiteten Lösung von 57 g (1,42 Mol) Natriumhydroxyd" werden bei 25 °C auf einmal 93,4 g (0,563 Mol) der gemäß Beispiel 6 hergestellten Verbindung gegeben. Da3 Gemisch wird 2 Minuten lang gerührt, wobei die Temperatur auf etwa 70 0C ansteigt. Das Reaktionagemisch v?ird mit Eiswasser gekühlt und mit 145 ml konzentrierter Salzsäure versetzt. Ha oh erneutem Kühlen wird das Gemisch zuerst mit 350 ml, dann zweimal mit je I50 ml Dichlormethan extrahiert. Die organische Phase wird mit 2x80 ml gesättigter wäßriger Hatriumchloridlösung gewaschen und die organische Phase im Vakuum eingedampft. Über den Rückstand werden zuerst 25O ml Dichlorraethan, dann 150 ml η-Hexan abdestilliert. Der Rückstand kristallisiert beim Stehen. Ausbeute: 91,5 g (98 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt: 9O-9I °C (Benzol)
1H-NMR (CDCl3): d 2,6 s (3H), 4,0 s (2H).
Beispiel 8
(5*-Methvl-4-carboxy-3-isoxazol) -essigsäure 91i5 g (0,55 Mol) der gemäß Beispiel 7 hergestellten Verbindung werden in einem Gemisch aus 100 ml Wasser und 100 ml konzentrierter Salzsäure 3 Stunden lang gekooht. Das Reaktionsgemisch wird abgekühlt, das ausgefallene Produkt abfiltriert, mit 2x40 ml eiskaltem Wasser gewaschen und an der Luft getrocknete
Ausbeute? 95„7 g (92 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt: 230-231 0C (Wasser)
1H-NME (DKSO-dg): ς) 2,4 s (3H), 3,55 β (2H).
Beispiel 9
η
Athyl-(5-methyl-4-&thoxycarbonyl-3-isoxazol)-aoetat
a) 95,7 g (0,517 Mol) der gemäß Beispiel 8 hergeeteilten
Verbindung werden in einem Gemisoh aus 550 nl Äthanol und 160 ml konzentrierter Schwefelsäure 8 Stunden lang gekocht. Dann wird das Reaktionsgeinisch in, eine Mischung aus 500 g Eia und 1500 ml Wasser gegossen und zuerst einmal mit 500, dann zweimal mit je 250 ml Dichlormethan extrahiert. Die organische Phase wird zweimal mit je 4-00 ml Wasser gewasohen und dann im Vakuum eingedampft. Über dem RÜokstand werden zuerst 500 ml Diohlormethan, dann 250 ml η-Hexan abdestilliert, und der erhaltene Rückstand wird durch Vakuumdestillation gereinigt. Ausbeute: 91,3 g (73 %) der Titelverbindung Siedepunkt: 113-115 °C (0,2 mniHg)
Schmelzpunkt: 21 0C
1H-HKR (CDCl ): J 1,22 t (3H), 1,30 t (3H), 2,6 s (3H),
3,85 s (2H), 4,15 q (2H), 4,25 q (2H).
b) 32 g (193 mMol) der gemäß Beispiel 7 hergestellten (5-Methyl-4-oyano-3-isoxazol)-essigsäure werden in einem Gemisch aus 150 ml Äthanol und 75 ml konzentrierter Schwefelsäure 16 Stunden lang am Rückfluß gekocht. Das Reaktionsgemisch wird in eine Mischung aus 250 ml Wasser und 250 g Eis gegossen und dann zuerst mit 150 ml, anschließend zweimal mit je 100 ml Dichlormethan extrahiert. Die organische Phase wird erst mit 200 ml, dann mit 100 ml Waseer gewaschen und dann das Diohlormethan abdestilliert. Der Rüokstand wird mit weiteren 200 ml Dichlormethan versetzt und auoh dieses abdestilliert.
Ausbeute: 22 g (47 %) der Titelverbindung; die physikalischen
Daten stimmen mit denen des gemäß Beispiel 9a) erhaltenen Produktes überein.
Beispiel 10
n-Butyl-[5-methyl-4-(n-butoxycarboixyl)-3-*isoxazolJ-acetat Man arbeitet auf die im Beispiel 8 angegebene Weiae, setzt aber als Reagens nicht Äthanol, sondern ein Gsaiach aus n-Butanol und Benzol ein und entfernt da3 entstehende Wasser kontinuierlich.
Ausbeutet 74 %
Siedepunkt» 130-132 °C/0,l mmHg
1H-NMH (CDCl3): J 0,90-1,05 m (6H), 1,15-1,90 m (8H),
2,65 a (3H), 3,85 a (2H) und 4,15 q (4H).
Beispiel 11
η
Athyl-(5-methyl-4-cyano-3-isoxazol)-acetat 20 g (120 mMol) der gemäß Beispiel 7 hergestellten (5-Methyl-4-cyano-3-isoxazol)-essigaäure werden unter Wasserkühlung in 100 ml Dioxan in Gegenwart' von 18 ml (130 mMol) Tri&thylamin gerührt. Innerhalb von 5 Minuten wird tropfenweise die mit 20 ml wasserfreiem Dioxan bereitete Lösung von 12,7 ml (130 mMol) Chlorameisensäureäthylester zugegeben. Nach lOtainütigem Rühren wird das ausgefallene Triäthylaminhydrochlorid abfiltriert. Das Piltrat wird 30 Minuten lang gekocht und dann im Vakuum eingedampft. Der Eindampfrückstand wird mit 50 ml Wasser verrieben und mit 3x80 ml Dichlormethan extrahiert. Die organische Phase wird mit 2x30 ml Wasser gewaschen und dann eingedampft. Über denTRückstand werden zuerst 150 ml Diohlormethan und dann 75 ml η-Hexan abdeBtilliert. Ausbeute: 21,5 g (92 #) der Titelverbindung Siedepunkts 112-114 °C/0,4 mmHg
IRs 2300, 1740 on"1
1H-NMR (CDCl3): J 1,25 t (3H)1 2,60 s (3H), 3,75 a (2H),
4,25 q (2H).
Beispiel 12
H-Benzyl-(5-methyl-4-cyano-3-isoxazol)-acetamid 2 g (12 mMol) der gemäß Beispiel 7 hergestellten (5-Methyl-4-cyano-3-isoxazol)-essigsäure werden in 20 ml wasserfreiem Benzol in Gegenwart von 2,7 g (13 mMol) Phosphorpentachlorid gekocht. Dann wird die Lösung im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird ait 20 ml 60 0C warmem n-Heptan versetzt und das sich abscheidende Öl (2,1 g) abgetrennt. Das Öl wird in 10 ml wasserfreiem Dioxan gelöst und die Lösung mit 2,3 ml (20 oiMol) Benzylatnin versetzt. Man laßt das Gemisch 10 Minuten lang stehen und verdünnt dann das niederaohlaghaltige
Gemisoh mit 60 ml Wasser. Der Niederschlag wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen, getrocknet und dann aus 20 ml 2-Propanol utnkristalliaiert.
Ausbeute: 2,3 g (90 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt: 143 0C
IR: 3300, 2310, 1645 cm"1
1H-NMR (CDCl3): β 2,50 a (3H), 3,60 a (2H), 4,35 d (2H),
6,40 m (IH), 7,15 a (5K).
Beispiel 13
(5-Methyl-4-cyano-3-isoxazol)-acetanilid 10 g (60 mliol) der gemäß Beispiel 7 hergestellten (5-Methyl-4-cyano-3-isoxazol)-essigsäure werden auf die im Beispiel 12 beschriebene Weise mit 13,5 g (65 mliol) Phosphorpentaohlorid umgesetzt. Das ölartige rohe Säurechlorid wird in 20 ml wasserfreiem Dioxan gelöst und unter Kühlung mit Siswasser innerhalb von 5 Minuten tropfenweise mit der Lösung von 11 ml (120 mMol) frisoh destilliertem Anilin in 30 ml wasserfreiem Dioxan versetzt. Das Reaktionagemisoh wird bei Raumtemperatur 15 Minuten lang gerührt und dann mit 100 ml Wasser verdünnt. Das ausgeschiedene Produkt wird ebfiltriert, zweimal mit je 20 ml Wasser gewaschen, getrocknet und dann aus
π
80 GaI Äthanol umkristallisiert.
Ausbeute: 8,5 g (60 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt: 175 0C
IR: 3250, 2300, 1660 cm"1
1H-NHR (DMSO-d6): S 2,60 s (3H), 3,95 S (2H), 7,00-7,65 m (5H).
Beispiel 14
N-[(5-5äethyl-4-cyano-3-iaoxazol)-acetyl]-morpholin 10 g der gemäß Beispiel 7 hergestellten (5-Methyl-4-oyano-3-isoxazol)-essigaäure werden auf die im Beispiel 12 beschriebene Weise mit 13,5 g (65 mliol) Phosphorpentachlorid umgesetzt. Das ölartige rohe Säureohlorid wird in 25 ml wasserfreiem Dioxan gelöst und die Lösung innerhalb von 2 Minuten in die mit 25 ml Dioxan bereitete Lösung von 10 ml (115 raMol) Morpholin eingetropft. Das Dioxan wird im Vakuum abdestilliert
und der Rüokstand mit 30 ml Wasser verrührt. Das Genisoh wird mit 3x30 ml Chloroform extrahiert, die organische Phase wird abgetrennt, zweimal mit je 50 el WaäSer gewaschen und dann im Vakuum eingedampft. Der Rüokstand wird mit 100 ml Dichlorraethan versetzt und dieses dann abdestilliert, Das Produkt wird aus 60 ml 2-Propanol umkristallisiert. Ausbeutet 7,1 g (50 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt: 130-131 0C
IR: 2280, 1640 cm"1 ·
1H-NIiR (CDCl ): cf 2,55 s (3H), 3,60 s (8H), 3,75 β (2H).
Beispiel I^
N-Benzyl-(5-methyl-4-äthoxyoarbonyl-3-i80xazol)-acetamid Ein Gemisch aus 50 g (207 mMol) des gemäß Beispiel 9
hergestellten Äthyl-(5-methyl-A-äthoxycarbonyl-S-isoxazol)-acetats und 23 ml (209 mMol) BenzylaDin wird auf dem Ölbad (185-195 0C) 90 iilnuten lang gerührt und dann abgekühlt.
Das sich abscheidende Produkt wird mit 100 ml η-Hexan verrieben und dann filtriert.
Auebeute: 5»4 g (91 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt j 124-125 0C (2-Propanol) 1H-NMR (CDCl3): J 1,30 t (3.H), 2,60 a (3H), 3,75 β (2H), 4,20 q
(2H), 4,35 d (2H), 7,15 β (5H).
Beispiel 16
6s7-Dihydro-4H-pyrano [3,4-c]isoxazol-4,6-dion 37 g (200 mMol) der gemäß Beispiel 8 hergestellten (5«-Methyl-4~carboxy-3-isoxazol)-essigsäure werden in 100 öl Acetanhydrid 2 Minuten lang gekocht, dann wird der Übersohuß des Acetanhydrid auf dem Wasserbad (80 0C) abdestilliert. Der Rückstand wird in 100 ml wasserfreiem Toluol gelöst und die Lösung über Nacht im Kühlschrank Btehengelasaen. Die ausgefallene Substanz wird abfiltriert und mit 2x15 ml eiskaltem Toluol, danach mit 2x30 ml η-Hexan gewaschen und dann getrocknet.
Ausbeute: 22,5 g (67 %) der Titelverbindung
— O 1 _ έ.1
Schmelzpunkts 170-172 °C (Zersetzung)
IR: 1780, 1750 om"1
1H-NMR (DIiSO-D6): J 2,40 a (3H), 3,55 a (2H).
Beispiel I7
Diäthyl-(S)-2-acetyl-3-amino-2-pentendioat 91,3 g (0,379 Mol) der gemäß Beispiel 9a) oder b) erhal-
tenen Verbindung werden in 800 g Äthanol in Gegenwart von 4 g Palladiumaktivkohle unter atmosphärischem Druck bei Raumtecperatur hydriert (I5O-I8O Minuten). Der Katalysator wird abfiltriert, das Filtrat im Vakuum eingedampft und über dem Rückstand 100 ml η-Hexan abdestilliert. Der erhaltene Rückstand erstarrt bei 0 C.
Ausbeute: 91,2 g (98 %) der Titelverbindung
Siedepunkt: 147-149 °C/0,4 mmHg
ο "
Schmelzpunkt: 41-42 C (Ather/n-Hexan) Elementaranalyse für C1-H17NO (M » 243,26) berechnet, %: C 54,31 H 7,05 N 5,76 gefunden, %: C 54,45 H 7,10 H 5,59 1H-NHR (CDCl ): c/ 1,25 t (3H), 1,30 t (3H), 2,28 a (3H),
3,55 a (2H)f 4,12 q (2H), 4,18 q (2H).
Beispiel 18
(Z)-3-Amino-4-cyano-5-oxo-hexensäure-benzylamid Die mit 200 ml Methanol bereitete Lösung von 9 g (35,2 mliol) des gemäß Beispiel 12 hergestellten N-Benzyl-(5-methyl-4-cyano-3-isoxazol)-acetaraids wird in Gegenwart von 1 g Palladiumaktivkohle bei Raumtemperatur unter atmosphärischem Druck bis zur Beendigung der Wasserstoffaufnähme hydriert. Dann wird der Katalysator abfiltriert, das Piltrat eingedampft und der Eindampfrüokstand aus 100 ml 2-Propanol umkristallisiert . l
Ausbeute: 7,5 g (83 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt: I63 C
1H-NMR (CDCl3): cf 2,15 a (3H), 3,40 a (2H)1 4,30 d (2H),
7,15 a (5H), 8,55 m (IH).
BelBpiel 19
(Z)-3-Amino-4-cyano-5~oxo-3-hexensäure-anilid 7,2 g (29,8 caMol) des gemäi3 Beispiel 13 hergestellten
(5-Methyl-4-oyano-3-isoxazol)-aoetanilid3 werden in 120 ml Dioxan bei 60 C auf die im Beispiel 18 beschriebene Weise hydriert.
Ausbeutet 5,6 g (77 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt: 226 °C (Äthanol)
1H-NMR (DHSO-dg): 0^2,15 Ά (3H), 3,60 s (2H), 7,00-7,65 a
(5H), 9,10 m (IH).
Beispiel 20
N-C(Z)-3-Amino-4-cyano-5-oxo-3-hexenoyl]-aorpholin 7 g (30 mMol) des gemäß Beispiel 14 hergestellten N-[(5-
liethyl-4-cyano-3-isoxazol)-aoetyin-morpholins werden in 75" nil Methanol auf die im Beispiel 18 beschriebene Weise hydriert.
Ausbeute: 4,5 g (64 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt: 171 0C (2-Propanol)
1H-NTaR (DMSO-dg): J 1,95 s (3H), 3,30 3 (ICH), 8,80 s (IH).
Beispiel 21
Athyl-C2-aoetyl-3-anjino-4-(N-benzylcarbamoyl)-2(S)-butenoat3 50 g (165 eHoI) des gemäß Beispiel 15 hergestellten N~Benzyl-(5-raethyl~4~äthoxycarbonyl~3-isoxazol)-acetamids werden auf die im Beispiel 18 beschriebene Weise hydriert und das Produkt auf die dort .angegebene Weise isoliert. Ausbeute: 50 g (99-#) der Titelverbindung Schmelzpunkt: 126-127 0C (2-Propanol/n-Hexaa =1:2) IRs 325O-305O, 1690, I65O cm"1
1H-NMR (CDCl3):^ 1,20 t (3H), 2,20 s (3H), 3,30 s (2H), 4,15 q
(2H), 4,30 d (2H), 7,10 s (5H), 7,65 m (9H).
Beispiel 22
Äthyl-D-amino-4-cyano-5-oxo-3(Z)-hexenoat] 11 g (56,6 mMol) des gemäß Beispiel 11 hergestellten Athyl-(5-tnethyl-4-cyano-3-isoxazol)-acetats werden auf die im Beispiel 13 beschriebene Weise hydriert und aufgearbeitet. Ausbeute: 11 g (99 ?*) der Titelverbindung
Schmelzpunkt; 70-71 0G (Diäthyläther) IR: 3280, 3100, 2260, 1730 cm"1
1H-NHR (CDCl3): <f 1,25 t (3H)1 2,30 a (3H), 3,55 s (3H), 4,15 q
(2H), 7,95 m (IH), 11,0 m (IH).
Beispiel 23
(2RS,3RS,4SR)-4-(Benzylamino)-2-methyl-6-oxo-tetrahydropyran-3-carbonsäure-hydrochlorid
Zu der mit 150 ml Eisessig bereiteten Lösung von 16 g (53 raMol) der gemäß Beispiel 21 hergestellten Verbindung werden bei Raumtemperatur unter Rühren innerhalb von 30 Minuten 9 g (etwa 120 mMol) etwa 90 #iges Natriumoyanotrihidroborat in kleinen Portionen gegeben. Das Reaktionsgeaisch wird noch 3 Stunden bei Raumtemperatur und schließlich 10 Minuten auf dem V/aaserbad (80 C) gerührt. Das auf Raumtemperatur abgekühlte Reaktionsgemiach -wird mit 6,5 nl (60 mMol) Benzaldehyd versetzt und bei Raumtemperatur 12 Stunden lang stehengelassen. Dann werden unter Rühren innerhalb von 30 Minuten weitere 5i5 g (etwa 75 mMol) etwa 90 >oiges Natriumcyanatrihydroborat in kleinen Portionen zugegeben." Das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur 3 Stunden lang gerührt, dann im Vakuum eingedampft und der Rückstand mit 300 ml n-Heptan versetzt. Dieses Tfird abdestilliert. Dana werden zu dem Rückstand 300 ml Athylaoetat und anschließend tropfenweise und vorsichtig 300 ml 10 #ige wäßrige Kaliumhydrogencarbonatlösung gegeben. Nach Zusatz von 30 g festem Kaliumhydrogencarbonat wird die organische Phase abgetrennt. Die wäßrige Phase wird zweimal mit je
Il
200 ml Athylacetat ausgeschüttelt. Die vereinigten organischen Phasen werden, zuerst mit 200 ml, dann mit 100 ml 10 $iger ■wäßriger Kaliumhydrogencarbonatlösung gewaschen und dann im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird mit 150 ml konzentrierter wäßriger Salzsäure 3 Stunden lang gekocht. Das Gemisch-wird im Vakuum eingedampft und der feste Rückstand mit 100 ml Aceton verrieben und 5 Minuten lang stehengelassen. Das Produkt wird abfiltriert, zweimal mit je 25 ml Aceton gewaeohen, dann zweimal mit je 30 ml Wasser verrieben, abfiltriert und an der
Luft bei 80 0C getrocknet,
Ausbeute: 6,7 g (42 %) der Titelverbindung Schmelzpunkt: 163-164 °C (Zersetzung)
1H-NMR (DKS0-d6 + CDCl ):J1,31 d (3H), J » 5,6 Hz; 3,08 dd + 3,28 dd (2H, J = 15,5 Hz und 8,0 Hz bzw. 15,5 Hz und 9 Hz); 3,38 dd (IH, J O Hs und 3,5 Hz); 4,04 dt (lH, J β 3 Hz und 8 Hz); 4,21 s (2H); 5,24 dq (IH, J = 3,5 Hz und 6 Hz); 7,32-7,73 m (5H).

Claims (20)

39 771 m/fg Richter Gedeon Vegyeszeti Gyar RT. Budapest / Ungarn Isoxazolderivate, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie 'deren Verwendung Patentansprüche
1. jIsoxazolderivate der allgemeinen Formel (I)
IMI (D
worin
X und Y unabhängig voneinander eine Nltrilgruppe, gegebenenfalls aktivierte Carboxylgruppe oder Gruppen der Formeln -COOZ oder -CONRR' darstellen, in denen Z eine Alleylgruppe tnit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet und R und R» Wasserstoff, eine Phenyl- oder Benzylgruppe bedeuten oäer rait dem Stickstoffatom einen Heterocycle
bilden, oder
X und Ϊ zusammen eine ArJiydridgruppe der Porael O=C-O-C=O bilden.
2. (5-Methyl-4-cyano-3-isoxasoi)-essigsäure.
3. (5-Kethyl-4-oartoxy-3-iaoxaaoX)-e6Sigsäure.
4. Athyl-(5-methyl-4-£thoxycarl;cnyl'-3-i3oxazol)-acetat.
5. η-Butyl- [5-taf.t^.l-4-ifi ■■ ecetat.
*' 6. K-3enzyl-(5-n4ethyl-4-cyano-3-isoxazol)-acetsmid, . 7. (5-l.'.ethyl-4-cyano-3-isoxazol)-acetanilid.
* »I
8. Athyl-(5-methyl-4-cyano-3-isoxazol)-soetat.
9. N-fC^-Methyl^-oyano^-isoxazcüJ-acetylD-föorpholin.
10. K-Benayl-(5-n:ethyl-4»ethoxycarbonyl-3-isox8zol)-acetaDid.
11. 6,7-Dihydro-4H-pyrano[3.4-c3isoxezol-4,6-aion.
12.Verfahren zur Herstellung neuer Isoxazolderivate der allgemeinen Formel (I)
Y-CH2
(D
worin -
X und ϊ unabhängig voneinander eine Nitrilgruppe, gegebenenfalls aktivierte Carboxylgruppe oder Gruppen der Formeln -COOZ oder -CONRH' .bedeuten, in denen Z eine Alky!gruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet und R und R1 Wasserstoff, eine Phenyl- oder Benzy!gruppe darstellten oaer mit dem Stickstoffatom einen Heterocyclus bilden, oder
X und Y zusammen eine Anhydridgruppe der Formel O=C-O-C=O bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß can die Verbindung
der Formel (II) und/oder (Ha)
(II)
(Ha)
mit einer starken Base umsetzt und das erhaltene, als Substituenten Y eine Carboxylgruppe und als Substituenten X eine Nitrilgruppe enthaltende Produkt
a) isoliert oder
b) gewünschtenfalls hydrolysiert und die erhaltene,
als Subetituenten X und Y Carboxylgruppen enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) isoliert, oder
o) gewünschtenfalls das gemäß Verfahren a) hergestellte Produkt an der Carboxylgruppe aktiviert, gegebenenfalls die erhaltene, als Subatituenten Y eine aktivierte Carboxylgruppe
enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) isoliert oder mit einem zur Abgabe einer Gruppe -NRR' - worin die ■ Bedeutung von R und R* die gleiche wie oben ist - geeigneten Amin umsetzt und die erhaltene, als Substituenten X eine Nitrilgruppe und als Substituenten Y eine Gruppe -CONRR' enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) isoliert, oder
d) gewünschtenfalls das nach dem Verfahren a) oder b) erhaltene Produkt in Gegenwart eines Katalysators mit einen Alkenol mit 1-6 Kohlenstoffatomen umsetzt und die erhaltene, als Substituenten X und Y Gruppen der Formel -COOZ enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) isoliert, oder
e) gewünschtenfalls das nach dem Verfahren b) hergestellte Produkt mit einem 7?asserentziehenden Mittel umsetzt und die erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel (I), worin X und Y zusammen für eine Säureanhydridgruppe stehen, isoliert, oder
f) gewünschtenfalls das nach dec Verfahren d) erhaltene Produkt mit einem zur Abgabe einer Gruppe -NRR' - worin die Bedeutung von R und R* die gleiche wie oben ist geeigneten Amin umsetat und die erhaltene, als Substituenten Y eine Gruppe -CONRR1 und als Substituenten X eine Gruppe »COOZ enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) isoliert.
13. Verfahren nach Anspruch la),dadurch gekennzeichnet, daß öiah als starke Base ein Alkalihydroxid oder Alkalimetallalkoholat verwendet.
'14. Verfahren nach Anspruch Ib), dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrolyse als saure Hydrolyse ausführt.
15. Verfahren nach'Anspruch Ic), dadurch gekennzeichnet, daß man zum Aktivieren der Carboxylgruppe ein Phosphorhalogenid verwendet.
16 . Verfahren nach Anspruch Ic) oder If), dadurch gekennzeichnet, daß man als Amin Anilin, Benzylamin oder Morpholin verwendet..
17. Verfahren nach Anspruch lc) oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Aktivieren der Carboxylgruppe Chlorameiaensäureäthylester verwendet und dis erhaltene, als Substituenten X eine Nitrilgruppa und als Substituenten Ϊ eine Athoxycarbonylgruppe enthaltende Verbindung der allgemeinen Formel (I) isoliert.
18. Verfahren nach Anspruch Id)1 dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator eine Mineralsäure'einsetzt.
19. Verfahren naoh Anspruch Ie), dadurch gekennzeichnet, daß man als /flasserentziehendes Mittel ein Säuroanhydrid verwendet.
20. Verwendung'der Isoxazolderivate gemäß Ansprüchen 1 bis zur Herstellung von Thienamycin.
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