DE3784795T2 - Verfahren zur herstellung von 5,6-substituierten-2,4-chinazolindiaminen und zwischenprodukten. - Google Patents
Verfahren zur herstellung von 5,6-substituierten-2,4-chinazolindiaminen und zwischenprodukten.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf chemische Verfahren und Zwischenverbindungen. Insbesondere betrifft sie bestimmte neue 5,6-substituierte 2,4-Chinazolindiamine und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung der Verbindungen.
- Die Verbindung 5-Methyl-6-[[(3,4,5-Trimethoxyphenyl)-amino]methyl]-2,4-chinazolindiamin, auch bekannt unter ihrem Trivialnamen Trimetrexat, ist eine der bedeutenden Klasse von substituierten 2,4-Chinazolindiaminen, welche aktive Folsäure-Antagonisten sind und sowohl Antimalaria- als auch Antitumorwirksamkeit besitzen [siehe E. Elslager et al., J.Med.Chem., 26: 1753- 1760 (1983)].
- Diese Antifolat-Arzneimittel werden gegenwärtig im allgemeinen durch reduktives Kuppeln des geeignet substituierten Benzolamins mit dem geeignet substituierten 6-Cyano-2,4-chinazolindiamin hergestellt. Die für dieses Verfahren erforderlichen 2,4- Diaminochinazoline wurden gewöhnlich durch ein langwieriges Verfahren, das Aminieren der entsprechenden 2,4-Dichlorchinazoline einschließt oder durch Umsetzen der substituierten o-Aminobenzonitrile mit Dicyan-diamid oder Cyanamid, hergestellt [W.L.F. Armarego, "The Chemistry of Heterocyclic Compounds, Fused Pyrimidine, Part I. Quinazolines", Interscience, New York, 1967, S. 330-332].
- Keine dieser Routen ist jedoch für die Herstellung der substituierten 6-Cyano-2,4-chinazolindiamine zweckmäßig, welche für die Herstellung von Trimetrexat und verwandten Antifolat-Arzneimitteln mittels des geeigneten reduktiven Kupplungsverfahrens erforderlich sind.
- J. Davoll et al., J.Chem.Soc., Abschnitt C (1970), 997-1002, offenbart eine Route zur Herstellung der gewünschten substituierten 6-Cyano-2,4-chinazolindiamine, umfassend eine Mehrschritt-Synthese, die mit den substituierten 6-Nitro-2,4-chinazolindiaminen beginnt und durch Reduzieren der substituierten 2,4,6-Triaminochinazoline und dann durch Diazotierung des "aromatischen" 6-Amino-Substituenten und Behandeln mit Kupfercyanid fortgesetzt wird.
- Die in der Literatur geoffenbarten verschiedenen Verfahren zur Herstellung der für die Synthese von Trimetrexat und ihrer Analoga erforderlichen substituierten 6-Cyano-2,4-chinazolindiamine erfordern eine große Anzahl von Schritten mit damit verbundenen niederen Gesamtausbeuten und erhöhten Kosten. Es bestand daher ein Bedarf an einem Verfahren zur Herstellung von 5,6-substituierten 2,4-Chinazolindiaminen, die bei der Herstellung von Trimetrexat und verwandten Antifolat-Verbindungen vorteilhaft sind, das diese Nachteile überwindet.
- Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel
- vorgesehen, worin R&sub1; Alkyl mit ein bis drei Kohlenstoffatomen ist und R&sub2; Brom, Chlor, Cyano oder Arylaminomethyl der allgemeinen Formel (XIII)
- bedeutet, worin X, Y und Z, welche gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, Halogen, nied.Alkoxy oder Trifluormethyl bedeuten, umfassend das Umsetzen einer Verbindung der Formel (VII)
- worin R&sub1; die obige Bedeutung hat und R&sub2; Brom, Chlor oder Cyano darstellt, mit Chloroformamidinhydrochlorid bei einer Temperatur zwischen 150 und 250ºC, gefolgt von Isolieren und Reinigen des Produkts auf herkömmliche Weise, und im Fall, daß R&sub2; Cyano bedeutet, gegebenenfalls Umsetzen durch reduktives Kuppeln in bekannter Weise mit dem gewünschten entsprechenden Arylamin der allgemeinen Formel (XIV)
- worin X, Y und Z die obige Bedeutung haben.
- Die Verbindungen der allgemeinen Formel (VIII) werden hergestellt ausgehend von den bekannten 2,6-Dibrom- oder 2,6-Dichloralkylbenzolen der allgemeinen Formel (IX)
- worin R&sub1; die obige Bedeutung hat, welche auf herkömmliche Weise nitriert werden, um die entsprechenden 2,6-Dihalogen-3-nitrotoluole der allgemeinen Formel (X)
- herzustellen, worin R&sub1; die obige Bedeutung hat. Die Dihalogenverbindungen X werden durch Einwirkung von Kupfer(I)-cyanid in die Mono- oder Dicyanoverbindungen (XI) oder (XII)
- überführt, worin R&sub1; die obige Bedeutung hat, abhängig von den Reaktionsbedingungen, die nachfolgend zu den entsprechenden Aminen reduziert werden.
- Das Verfahren der Erfindung wird für die Herstellung von 5- Methyl-6-[[(3,4,5-trimethoxyphenyl)amino]methyl]-2,4-chinazolindiamin; 5-Methyl-6-[[(3,4-dichlorphenyl)amino]methyl]-2,4- chinazolindiamin; 5-Methyl-6-[[(3-bromphenyl)amino]methyl]-2,4- chinazolindiamin oder 5-Methyl-6-[[(4-chlorphenyl)amino]methyl]- 2,4-chinazolindiamin bevorzugt.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind neue Zwischenverbindungen für die Herstellung von Trimetrexat und analogen Chinazolindiaminantifolaten vorgesehen, wobei besagte Zwischenverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe 2-Methyl-4- nitro-1,3-benzodinitril; 4-Amino-2-methyl-1,3-benzodi-nitril; 6- Amino-3-brom-2-methylbenzonitril; 6-Amino-3-chlor-2-methylbenzonitril; 6-Brom-5-methyl-2,4-chinazolindiamin und 6-Chlor-5- methyl-2,4-chinazolindiamin.
- Die 6-Cyano-2,4-chinazolindiamine oder die entsprechenden 6- Aldehydverbindungen, die für die Herstellung von Trimetrexat und analogen Antifolaten erforderlich sind, wurden bisher durch die in der Reaktionssequenz 1 dargestellten allgemeinen Verfahren hergestellt.
- Die 5-substituierten 6-Nitro-2,4-chinazolindiamine (II) wurden durch eines der drei Verfahren hergestellt: a) Nitrieren der 5-substituierten 2,4-Chinazolindiamine; b) Umsetzen von 2-Chlor- 5-nitrobenzonitril mit Guanidincarbonat oder c) Umsetzen von 5- Nitro-2-aminobenzonitril mit Guanidin [J. Davoll et al., J.Chem. Soc., Abschnitt C (1970), 997-1002].
- Die Nitroverbindungen (II) werden dann entweder durch Einwirken von Zinnchlorid oder katalytisch durch Wasserstoff zu den entsprechenden 5-substituierten 2,4,6-Triaminochinazolinen (III) reduziert.
- Die Triamine (III) werden dann durch Einwirken von salpetriger Säure diazotiert und mit Kupfer(I)-cyanid umgesetzt, um die 5substituierten 6-Cyano-2,4-chinazolindiamine (IV) herzustellen. Die Cyanoverbindungen (IV) werden dann durch reduktives Kuppeln mit dem gewünschten Arylamin (VI) in die Antifolatverbindungen (V) umgewandelt.
- Die vorliegende Erfindung eliminiert eine Anzahl von Schritten aus diesem Verfahren des Standes der Technik, einschließlich des unerwünschten Diazotierungsschrittes, durch Verwendung des in Reaktionssequenz 2 dargestellten Verfahrens.
- In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden die 2- cyano-4-substituierten 3-Alkylbenzolamine (VII) bei einer Temperatur zwischen etwa 150ºC bis etwa 250ºC, vorzugsweise zwischen etwa 150ºC bis etwa 175ºC, mit Chloroformamidinhydrochlorid umgesetzt um die 5-alkyl-6-substituierten 2,4-Chinazolindiamine (VIII) herzustellen. Die Reaktion wird bis zur Vollendung fortsetzen gelassen, wobei die erforderliche Zeit zwischen etwa ½ bis 2 Stunden beträgt.
- Die (VIII) herstellende Cyclisierungsreaktion wird durch den Zusatz von nicht-reaktivem polaren Lösungsmittel, wie Ethylenglykoldimethylether ("Glyme"), Bis-Ethylenglykoldimethylether ("Diglyme"), Dimethylsulfoxid oder Dimethylsulfon beschleunigt. Dimethylsulfon wird wegen seiner Polarität und seinem hohen Siedepunkt bevorzugt.
- Die 5-Alkyl-6-cyano-2,4-chinazolindiamine (VIII) werden gemäß dem Verfahren dieser Erfindung ausgehend von den bekannten 2,6-Dibrom- oder 2,6-Dichloralkylbenzolen (IX) hergestellt. Die Dihalogenalkylbenzole (IX) werden auf herkömmliche Weise mit konzentrierter Salpetersäure nitriert, um die 2,6-Dihalogen-3- nitrotoluole (X) herzustellen.
- Die Dihalogenverbindungen (X) werden durch Einwirken von Kupfer(I)-cyanid bei Temperaturen zwischen etwa 150ºC bis etwa 200ºC in die Dicyanoverbindungen (XI) umgewandelt. Diese Reaktion wird vorzugsweise in Anwesenheit eines polaren nicht-reaktiven Lösungsmittels, wie N-Methylpyrrolidon, durchgeführt. Unter milderen Bedingungen werden die Halogenmonocyanoverbindungen (XII) hergestellt.
- Die folgenden illustrativen Beispiele sind vorgesehen, um dem Fachmann die Durchführung der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. REAKTIONSSEQUENZ 1 (Stand der Technik) (Trimetrexat , R = CH&sub3;) REAKTIONSSEQUENZ 2 (vorliegende Erfindung)
- Zu 38 g (0,152 Mol) 2,6-Dibromtoluol wurden unter Rühren während eines Zeitraums von 30 min tropfenweise 76 ml 70 %ige Salpetersäure zugesetzt. Eine exotherme Reaktion wurde beobachtet. Die erhaltene Mischung wurde während weiterer 60 min gerührt, wonach die Mischung in 1500 ml Eiswasser gegossen wurde. Die sich abscheidenden Feststoffe wurde durch Filtrieren gesammelt und getrocknet, wobei 44,62 g 2,6-Dibrom-3-nitrotoluol erhalten wurden. Umkristallisieren des Reaktionsproduktes aus Ethylalkohol-Wasser ergab ein Material mit einem Fp. von 47- 48ºC.
- Eine Mischung von 7 g (23,7 mMol) 2,6-Dibrom-3-nitrotoluol, 5,14 g (59,3 mMol) Kupfer(I)-cyanid und 100 ml N-Methylpyrrolidon wurde in einem Ölbad auf 180-190ºC erhitzt, bis die Reaktion vollständig war, was durch die Entwicklung der Reaktion überwachende Dünnschichtchromatographie angezeigt wurde.
- Die erhaltene dunkle Mischung wurde über Silikagel unter Eluieren mit 10 % Ethylacetat/Hexan flashchromatographiert, wobei 1,57 g 2,6-Dicyano-3-nitrotoluol erhalten wurden, Fp. 122- 124ºC.
- Analyse: Berechnet für C&sub9;H&sub5;N&sub3;O&sub2;: C 57,75 H 2,67 N 22,45 %
- gefunden: C 57,68 H 2,79 N 22,43 %.
- Zu einer Lösung von 7,17 g Zinn(II)-chloriddihydrat in 7,2 ml Salzsäure wurden 18 ml Essigsäure zugesetzt, gefolgt von der tropfenweisen Zugabe von 1,9 g (10,1 mMol) 2,6-Dicyano-3-nitrotoluol in 18 ml Essigsäure.
- Die erhaltene Mischung wurde bei Raumtemperatur 30 min gerührt, konzentriert und dann wurden 25 ml einer 2 molaren wässerigen Natriumhydroxidlösung zugesetzt. Diese Mischung wurde über Nacht gerührt und die sich abscheidenden Feststoffe wurden durch Filtrieren gesammelt und in einem Soxhlet-Extraktor mit Methylalkohol extrahiert.
- Methanol wurde unter Vakuum aus dem Extrakt entfernt und der Rückstand über Silikagel unter Eluieren mit 10 % Methanol/Chloroform flashchromatographiert. Das Produkt wurde aus Ethanol/ Wasser umkristallisiert, wobei 0,56 g 2,4-Dicyano-3-methylbenzolamin erhalten wurden, Fp. 209-210ºC.
- Analyse: Berechnet für C&sub9;H&sub1;&sub7;N&sub3;: C 68,77 H 4,48 N 26,73 %
- gefunden: C 68,77 H 4,60 N 26,99 %.
- Eine Mischung von 0,3 g (1,91 mMol) 2,4-Dicyano-3-methylanilin, 0,44 g (3,82 mMol) Chloroformamidinhydrochlorid und 0,7 g Dimethylsulfon wurde auf 170-175ºC erhitzt. Danach wurde die Mischung erstarren und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. 20 ml Wasser wurden zugesetzt und die erhaltene Mischung mit 1 molarer wässeriger Natriumhydroxidlösung basisch gemacht, filtriert und mit Wasser gewaschen. Die Feststoffe wurden mit Methanol verrieben, wobei 0,167 g 2,4-Diamino-5-methyl-6-chinazolincarbonitril erhalten wurden, Fp. > 270ºC. Die Infrarot-, Masse- und Protonen-Magnetresonanzspektren entsprachen jenen der bekannten Probe der Verbindung.
- Zu einer Mischung von 1,0 g (3,4 mMol) 2,6-Dibrom-3-nitrotoluol in 14 ml N-Methylpyrrolidinon wurden 0,323 g frisch hergestelltes Kupfer(I)-cyanid zugesetzt. Die Reaktion wurde gerührt und unter Stickstoffatmosphäre während 3 h bei einer Temperatur von 150ºC erhitzt. Danach wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt, mit Dichlormethan verdünnt und mit 10 %iger wässeriger Natriumthiosulfatlösung gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, getrocknet und unter Vakuum konzentriert, um das Lösungsmittel zu entfernen. Der Rückstand wurde unter Eluieren mit 20 % Ethylacetat/80 % Hexan auf Silikagel chromatographiert, wobei 0,293 g 3-Brom-2-methyl-6-nitrobenzonitril als gelb-weißer kristalliner Feststoff erhalten wurden, Fp. 116-118ºC.
- Analyse: Berechnet für C&sub8;H&sub5;BrN&sub2;O&sub2;: C 28,51 H 1,71 N 4,75 %
- gefunden: C 28,43 H 1,85 N 4,95 %.
- Die Titelverbindung wurde unter Verwendung des oben zur Herstellung von 3-Brom-2-methyl-6-nitrobenzonitril beschriebenen Verfahrens hergestellt, ausgenommen, daß die Reaktion bei 210ºC durchgeführt und als Ausgangsmaterial 2,6-Dichlor-3-nitrotoluol verwendet wurde. Das Infrarotspektrum eines Kaliumbromidpellets des Produktes wies Hauptabsorptions-Peaks bei 3121, 2231, 1602, 1560, 1530 und 1348 cm&supmin;¹ auf.
- Das Massespektrum des Produkts wies Peaks bei m/e = 198 (M + 2), 196 (M), 166, 168, 123 und 125 auf
- Eine Mischung von 0,23 g (1,09 mMol) 6-Amino-3-brom-2-methylbenzonitril, 0,25 g (2,19 mMol) Chloroformamidinhydrochlorid und 0,4 g Dimethylsulfon wurde in einem Bad bei 175ºC erhitzt. Danach wurde die Mischung erstarren und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Wasser wurde zugesetzt und die erhaltene Mischung mit 1 molarer wässeriger Natriumhydroxidlösung basisch gemacht, filtriert und mit Wasser gewaschen. Die Feststoffe wurden mit Methanol verrieben, wobei 0,19 g 6-Brom-5-methyl-2,4- chinazolindiamin erhalten wurden.
- Das Infrarotspektrum eines Kaliumbromidpellets des Produktes wies Hauptabsorptions-Peaks bei 3437 und 1666 cm&supmin;¹ auf.
- Das Protonen-Magnetresonanzspektrum einer Hexadeuterodimethylsulfoxidlösung der Verbindung wies Peaks bei 2,81 (s, 3H); 6,15 (br.s, 2H); 6,96 (d, 1H) und 7,58 (d, 1H) ppm Tieffeld von Tetramethylsilan auf.
- Analyse: Berechnet für C&sub9;H&sub9;BrN&sub4;:
- C 42,71 H 3,58 Br 31,56 N 22,13 %
- gefunden: C 42,72 H 3,51 Br 30,23 N 22,26 %.
- Eine Mischung von 0,89 g (5,11 mMol) 6-Amino-3-chlor-2-methylbenzonitril, 1,17 g (10,2 mMol) Chloroformamidinhydrochlorid und 1,87 g Dimethylsulfon wurde in einem Bad bei 175ºC erhitzt. Danach wurde die Mischung erstarren und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Wasser wurde zugesetzt und die erhaltene Mischung mit 1 molarer wässeriger Natriumhydroxidlösung basisch gemacht, filtriert und mit Wasser gewaschen. Die Feststoffe wurden mit Methanol verrieben, wobei 0,97 g 6-Chlor-5-methyl-2,4- chinazolindiamin erhalten wurden.
- Das Infrarotspektrum eines Kaliumbromidpellets des Produktes wies Hauptabsorptions-Peaks bei 1667 und 1632 cm&supmin;¹ auf.
- Das Protonen-Magnetresonanzspektrum einer Hexadeuterodimethylsulfoxidlösung der Verbindung wies Peaks bei 2,75 (s, 3H); 6,20 (br.s, 2H); 7,08 (m, 3H) und 7,51 (d, 1H) ppm Tieffeld von Tetramethylsilan auf.
- Analyse: Berechnet für C&sub9;H&sub9;ClN&sub4;:
- C 51,80 H 4,34 Cl 16,99 N 26,85 %
- gefunden: C 51,40 H 4,52 Cl 17,01 N 27,07 %.
- Eine Mischung von 5,0 g 2,4-Diamino-5-methyl-6-chinazolincarbonitril, 5,0 g 3,4,5-Trimethoxyphenylamin, 1 g Raney-Nickel- Katalysator und 100 ml 66 %iger Essigsäure wird bei Raumtemperatur und einem Ausgangswasserstoffdruck von 3,445 bar (50 psi) mit Wasserstoff geschüttelt, bis die errechnete Menge an Wasserstoff absorbiert ist. Es können etwa 21 h erforderlich sein. Die Mischung wird filtriert und das Filtrat im Vakuum zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird mit 100 ml heißem Wasser verrieben und das unlösliche Produkt auf einem Filter gesammelt. Nach Umkristallisieren aus 20 %iger Essigsäure wird 5-Methyl-6- [[(3,4,5-trimethoxyphenyl)amino]methyl]-2,4-chinazolindiaminmonoacetat als Hydrat erhalten, Fp. 215-217ºC.
- Auf analoge Weise werden folgende Verbindungen erhalten:
- 5-Methyl-6-[[(3,4-dichlorphenyl)-amino]methyl]-2,4-chinazolindiamin-monoacetat, Fp. 237-240ºC (Zers.);
- 5-Methyl-6-[[(3-bromphenyl)-amino]methyl]-2,4-chinazolindiaminmonoacetat, Fp. 233-235ºC und
- 5-Methyl-6-[[(4-chlorphenyl)-amino]methyl]-2,4-chinazolindiaminmonoacetat, Fp. 223-225ºC.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel
worin R&sub1; Alkyl mit ein bis drei Kohlenstoffatomen ist und R&sub2;
Brom, Chlor, Cyano oder Arylaminomethyl der allgemeinen Formel
(XIII)
bedeutet, worin X, Y und Z, welche gleich oder verschieden sein
können, Wasserstoff, Halogen, nied.Alkoxy oder Trifluormethyl
darstellen, umfassend
a) Nitrieren von 2,6-Dibrom- oder 2,6-Dichloralkylbenzolen der
allgemeinen Formel (IX)
worin R&sub1; die obige Bedeutung hat, auf herkömmliche Weise, um die
entsprechenden 2,6-Dihalogen-3-nitrotoluole der allgemeinen
Formel (X)
worin R&sub1; die obige Bedeutung hat, herzustellen,
b) Überführen der Verbindungen der Formel (X) durch
Einwirkung von Kupfer(I)-cyanid in die Mono- oder Dicyanoverbindungen
(XI) oder (XII)
worin R&sub1; die obige Bedeutung hat, abhängig von den
Reaktionsbedingungen,
c) nachfolgendes Reduzieren der Verbindungen der Formeln
(XI) und (XII) zu den entsprechenden Aminen der Formel (VII)
worin R&sub1; die obige Bedeutung hat und R&sub2; Brom, Chlor oder Cyano
ist,
d) Umsetzen der Verbindung der Formel (VII) mit
Chloroformamidinhydrochlorid bei einer Temperatur zwischen 150 und 250ºC,
gefolgt von Isolieren und Reinigen des Produkts auf herkömmliche
Weise zu einer Verbindung der Formel (VIII), worin R&sub1; die obige
Bedeutung hat und R&sub2; Brom, Chlor oder Cyano bedeutet, und
e) im Fall, daß R&sub2; Cyano bedeutet, gegebenfalls Umsetzen
der Verbindung von Schritt d) durch reduktives Kuppeln mit dem
gewünschten entsprechenden Arylamin der allgemeinen Formel (XIV)
worin X, Y und Z die obige Bedeutung haben, zu einer Verbindung
der allgemeinen Formel (VIII), worin R&sub2; Arylaminomethyl der
allgemeinen
Formel (XIII) ist.
2. Verfahren wie in Anspruch 1 definiert, worin die besagte
Reaktion in einem hochsiedenden inerten Lösungsmittel,
ausgewählt aus Ethylenglykoldimethylether,
Bis-Ethylenglykoldimethylether, Dimethylsulfoxid und Dimethylsulfon, durchgeführt wird.
3. Verfahren wie in Anspruch 2 definiert, worin das besagte
hochsiedende inerte Lösungsmittel Dimethylsulfon ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 zur Herstellung von 5-
Methyl-6-[[(3,4,5-trimethoxyphenyl)amino]methyl]-2,4-chinazolindiamin;
5-Methyl-6-[[(3,4-dichlorphenyl)amino]methyl]-2,4-chinazolindiamin;
5-Methyl-6-[[(3-bromphenyl)amino]methyl]-2,4-chinazolindiamin oder 5-Methyl-6-[[(4-chlorphenyl)amino]methyl]-2,4-
chinazolindiamin.
5. Die Verbindung 2-Methyl-4-nitro-1,3-benzodinitril.
6. Die Verbindung 4-Amino-2-methyl-1,3-benzodinitril.
7. Die Verbindung 6-Amino-3-brom-2-methylbenzonitril.
8. Die Verbindung 6-Amino-3-chlor-2-methylbenzonitril.
9. Die Verbindung 6-Brom-5-methyl-2,4-chinazolindiamin.
10. Die Verbindung 6-Chlor-5-methyl-2,4-chinazolindiamin.
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