DE3873562T2

DE3873562T2 - Beta-alkylmelatonine.

Info

Publication number: DE3873562T2
Application number: DE8888300767T
Authority: DE
Inventors: Michael Edward Flaugh
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 1987-02-02
Filing date: 1988-01-29
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2008-01-30
Also published as: IL85189A0; CA1299174C; ATE79373T1; ES2042726T3; NZ223293A; IL85189A; DK168434B1; PT86619A; ZA88498B; CN1017426B; EP0281242B1; KR960004859B1; DE3873562D1; HUT46662A; AU1097988A; IE880266L; SU1553011A3; GR3005737T3; DK44688D0; KR880009926A

Description

Die Erfindung betrifft Indolylderivate mit einer wertvollen pharmakologischen Aktivität und Verfahren und Zwischenprodukte zur Herstellung dieser Verbindungen.
Melatonin, das durch die unten angegebene Struktur dargestellt werden kann
wird systematisch als N-[2-(5-Methoxy-3-indolyl)ethyl]acetamid bezeichnet. Trivialnamen für die Verbindung sind u. a. N-Acetyl- 5-methoxytryptamin und N-Acetyl-O-methylserotonin. Melatonin, ein Hormon der Zirbeldrüse, hat eine die Ovulation hemmende Aktivität. Chu, Wortman und Axelrod, Endocrinology, 75, 238 (1964), hegten sowohl die Östrusphase des Östruszyklus als auch die Ovulation bei Ratten und Mäusen mit Melatonin.
Verschiedene substituierte Melatonine wurden hergestellt. Flaugh et al., J. Med. Chem., 22, 63 (1979), stellten 6-Chlor- und 6-Fluormelatonin her. Diese Verbindungen zeigten eine erhöhte ovulationsblockierende Aktivität. α-Methyl-6-chlormelatonin wurde auch hergestellt, aber es wurde gefunden, daß die α-Methylsubstitution keine erhöhte ovulationsblockierende Aktivität ergab verglichen mit Melatonin selbst.
Frohn et al., Life Sci., 27, 2043 (1980), stellten N-Acetyl-5,6-dimethoxytryptamin und N-Acylderivate mit längeren Alkylketten her. Frohn et al. diskutierten die Beziehungen zwischen Struktur und Aktivität von Melatoninanalogen und schlossen, daß nur der Austausch einer Acetylgruppe gegen eine Propionyl- oder Butyrylgruppe und die Halogenierung an der 6-Position vorteilhaft sind. Von allen anderen Veränderungen gaben sie an, daß diese die Aktivität vermindern. Von α-Methyl-6-chlormelatonin wurde angegeben, daß es inaktiv ist.
Beta-Alkylmelatonine sind im Stand der Technik nicht beschrieben. Aufgrund der Lehre von Frohn, daß α-Methylierung die Aktivität zerstört, wurde nicht erwartet, daß eine β-Alkylierung aktive Ovulationshemmer erzeugen könnte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Verbindungen der Formel (I):
zur Verfügung gestellt, worin
R¹ H, ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest oder C&sub1;-C&sub4;-Alkoxyrest ist;
R² ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist;
R³ H ist;
R&sup4; H, ein Halogenacetyl-, C&sub1;-C&sub5;-Alkanoyl-, Benzoylrest oder ein Benzoylrest, der mit Halogen oder C&sub1;-C&sub4;-Alkylresten substituiert ist, ist;
R&sup5; und R&sup6; unabhängig H oder Halogen sind und
R&sup7; H oder ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist.
Die Erfindung liefert auch pharmazeutische Präparate, die eine Verbindung der obigen Formel zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger oder Verdünnungsmittel enthalten ebenso wie ein pharmazeutisches Verfahren zur Hemmung der Ovulation bei einem weiblichen Säugetier oder Vogel, umfassend, daß man eine Verbindung der Formel (I) verabreicht.
Bevorzugte Verbindungen der Erfindung sind solche, worin R¹ ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist, R² ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist, R³ und R&sup4; H sind, R&sup5; und R&sup6; unabhängig H oder Halogen sind und R&sup7; ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist. Besonders bevorzugte Verbindungen sind solche, bei denen R¹, R³ und R&sup4; wie für die bevorzugten Verbindungen definiert sind und R² ein Methyl- oder Ethylrest ist, R&sup5; und R&sup6; unabhängig H, F oder Cl sind und R&sup7; ein Methylrest ist. Die am meisten bevorzugten Verbindungen, die von der vorliegenden Erfindung umfaßt werden, sind β-Methyl-6,7-dichlormelatonin, β-Methyl-6-chlormelatonin und β-Methylmelatonin.
Die folgenden Definitionen beziehen sich auf die verschiedenen Ausdrücke, die oben und in der gesamten Beschreibung verwendet werden.
Der Ausdruck "Halogen" bezieht sich auf Fluor, Chlor, Brom und Tod.
Der Ausdruck "C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest" bezieht sich auf geradkettige und verzweigte aliphatische Reste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, einschließlich Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, sek-Butyl- und tert-Butylreste.
Der Ausdruck "C&sub1;-C&sub4;-Alkoxyrest" schließt die geradkettigen und verzweigten aliphatischen Etherreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ein, wie zum Beispiel Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy-, Isopropoxy-, n-Butoxy-, Isobutoxy-, sek-Butoxy- und tert-Butoxyreste.
Der Ausdruck "Halogenacetylrest" bezieht sich auf Chloracetyl-, Bromacetyl-, Fluoracetyl- und Iodacetylreste.
Der Ausdruck "C&sub1;-C&sub5;-Alkanoylrest" schließt Formyl-, Acetyl-, Propionyl-, Butyryl-, α-Methylpropionyl-, Valeryl-, α-Methylbutyryl-, β-Methylbutyryl- und Pivaloylreste ein. Bevorzugte C&sub1;-C&sub5;-Alkanoylgruppen sind Acetyl und Pivaloyl und am meisten bevorzugt ist Acetyl.
Der Ausdruck "mit Halogen substituierter Benzoylrest" definiert Mono- und Dihalogenbenzoylgruppen. Spezifische Monohalogenbenzoylgruppen sind Chlorbenzoyl-, Brombenzoyl-, Fluorbenzoyl- und Iodbenzoylgruppen. Bevorzugt ist die Monohalogenbenzoylgruppe eine 4-Halogenbenzoylgruppe und der bevorzugte Halogensubstituent ist Chlor.
Die Dihalogenbenzoylgruppen schließen im allgemeinen solche ein, in denen beide Halogensubstituenten gleich sind und vorzugsweise solche, bei denen die Halogensubstituenten in den Positionen 2 und 4 sind. Typische Dihalogenbenzoylgruppen schließen 2,4-Dichlorbenzoyl, 2,4-Dibrombenzoyl-, 2,4-Difluorbenzoyl- und 2,4-Diiodbenzoylgruppen ein. Die bevorzugte Gruppe ist 2,4-Dichlorbenzoyl.
Der Ausdruck "mit C&sub1;-C&sub4;-Alkylresten substituierte Benzoylgruppe" bezieht sich auf C&sub1;-C&sub4;-Alkylbenzoyl, C&sub1;-C&sub4;-Dialkylbenzoyl- und C&sub1;-C&sub4;-Trialkylbenzoylgruppe-, insbesondere Methylbenzoyl-, Dimethylbenzoyl- und Trimethylbenzoylgruppen. Bevorzugte Gruppen sind 2-Methylbenzoyl-, 2,6-Dimethylbenzoyl- und 2,4,6-Trimethylbenzoyl.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können hergestellt werden gemäß einem der verschiedenen Verfahren unter Anwendung üblicher Reaktanten und Vorgehensweisen. Ein typisches Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen umfaßt das Acylieren eines β-Alkyltryptamins. Die β-Alkyltryptamine werden hergestellt aus Indolen. Das Gesamtschema ist unten gezeigt. Reaktionsschema I Meldrum-Säure Prolin Cu-Pulver Pyridin C&sub1;-C&sub3;-Alkohol Hitze 1) HNO&sub2;, Essigsäure 2) Hitze 3) HCl Base Säure
worin alle Reste R², R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; ihre vorherige Bedeutung haben und X eine aktivierte Form einer Carbonsäure der Formel R¹CO&sub2;H ist, worin R¹ wie oben definiert ist.
Bei dem obigen Verfahren wird ein 5-Alkoxyindol, das gegebenenfalls mono- oder dihalogeniert ist an C-6 und/oder C-7, mit einem C&sub1;-C&sub4;-Alkylaldehyd (R²CHO) und Meldrum-Säure (2,2-Dimethyl-4,6-dioxo-1,3-dioxan) in Gegenwart von Prolin umgesetzt, was das Addukt I liefert. Das Addukt wird durch Reaktion mit Kupferpulver und Pyridin in einem niedrigen Alkohol zersetzt, was den entsprechenden Ester der β-Alkylindolpropionsäure liefert.
Der Ester kann mit Hydrazin umgesetzt werden unter Bildung des Hydrazids, das in ein Azid umgewandelt wird mit salpetriger Säure. Das Azid wird unter Curtius-Bedingungen zersetzt, was ein Lactam liefert (1-Oxo-4-alkyl-6-alkoxy-7,8-gegebenenfalls mono- oder dihalogeniert-9H-1,2,3,4-tetrahydropyrido- [3,4-b]indol). Der Lactamring wird geöffnet durch Reaktion mit einer Base, was die Aminosäure, ein 2-Alkyl-2-(2-carboxy-3- indolyl)ethylamin liefert. Die Decarboxylierung der letzteren Verbindung liefert das 2-Alkyl-2-(3-indolyl)ethylamin, dessen Acylierung mit einer aktivierten Form einer Carbonsäure der Formel R¹CO&sub2;H, worin R¹ wie oben definiert ist, ein β-Alkylmelatonin der Erfindung liefert.
Geeignete aktivierte Formen einer Carbonsäure der Formel R¹CO&sub2;H schließen zum Beispiel das Anhydrid oder gemischte Anhydrid der Carbonsäure, wie zum Beispiel Essigsäureanhydrid, ein. Die Acylierung kann auch erreicht werden durch Umsetzen der Carbonsäure in Form des Säurehalogenids, zum Beispiel Acetylchlorid, Propanoylbromid und Formylfluorid, des Niedrigalkylchlorformiats, zum Beispiel Methylchlorformiat und Ethylchlorformiat, oder des Esters, zum Beispiel Methylformiat und Ethylpropionat, mit dem 2-Alkyl-2-(3-indolyl)ethylamin in Gegenwart eines Wasserstoffhalogenidakzeptors. Wasserstoffhalogenidakzeptoren, die verwendet werden können, schließen tertiäre Amine wie Pyridin und Triethylamin, Alkylenoxide wie Propylenoxid, Harnstoff und substituierte Harnstoffe wie N-Methylharnstoff, und anorganische Basen wie Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat, Natriumcarbonat und Natriumbisulfit ein.
Die Acylierungsreaktion wird vorzugsweise in einem geeigneten inerten Lösungsmittel durchgeführt, zum Beispiel einem aromatischen Lösungsmittel wie Benzol und Toluol. Die Reaktion ist im wesentlichen nach etwa 1 bis etwa 48 Stunden abgeschlossen, wenn sie bei einer Temperatur im Bereich von etwa 0 bis etwa 75ºC, bevorzugter etwa 20 bis etwa 40ºC, durchgeführt wird.
Ein alternatives Verfahren zur Herstellung der β-Alkylmelatonine der Erfindung, das insbesondere geeignet ist zur Herstellung der 6- und/oder 7-Halogenderivate, betrifft die Cyclisierung eines Phenylhydrazonderivats gemäß dem folgenden Schema. Reaktionsschema II Schwefelsäure Williamson Reduktion t-Butylnitrit BF&sub3; Etherat oder HONO wäßrige Säure Hitze
worin R², R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; die vorher angegebene Bedeutung haben.
Bei dem obigen Verfahren wird ein Phenol in para-Stellung zu der Hydroxygruppe nitriert unter Bildung eines 4-Nitrophenols. Das 4-Nitrophenol wird methyliert, was ein 4-Nitroalkoxybenzol liefert, dessen Reduktion zu dem 4-Aminoderivat führt. Ein Diazoniumfluorboratsalz, hergestellt aus dem Amin durch Standardverfahren, wird mit 3-Acetyl-2-piperidon unter Bildung eines Phenylhydrazons umgesetzt. Das Erhitzen des Hydrazons mit Ameisensäure liefert ein 1-Oxo-6-methoxy-1,2,3,4- tetrahydro-9H-pyrido[3,4-b]indol. Das Indol wird zum Endprodukt Melatonin umgesetzt mit der gleichen Abfolge von Reaktionen, wie sie in Reaktionsschema I dargestellt sind.
Es ist anzumerken, daß das obige Syntheseverfahren halogenierte Melatonine mit eindeutiger Struktur liefert, da die Herstellung des Diazoniumsalzes nicht zur Erzeugung von Mischungen führt. Außerdem ist das Zwischenprodukt, das verwendet wird für die Reaktion mit dem Diazoniumsalz, ein 5-Alkyl-3-acetyl-2- piperidon, eine bekannte Verbindung, die hergestellt werden kann mit Verfahren, die von Ploner et al. in Chem. Ber., 100 1675 (1967), offenbart wurden.
Die Erfindung liefert auch Verbindungen, bei denen verschiedene Substituenten an der 1-Position des Stickstoffatoms gebunden sind. Verbindungen der Erfindung, bei denen R&sup4; nicht Wasserstoff ist, werden hergestellt aus den β-Alkylmelatoninendprodukten von Reaktionsschema I. Sie werden hergestellt, indem letztere Verbindungen mit einem geeigneten Acylierungsmittel behandelt werden. Typischerweise wird die in der Seitenkette N-acylierte Verbindung mit mindestens einer äquimolaren Menge eines Acylhalogenids der Form R&sup4;X, worin R&sup4; irgendeine der oben definierten Gruppen außer Wasserstoff darstellt und X Cl, Br und Z ist, umgesetzt. Die Reaktion wird in einem inerten Lösungsmittel und in Gegenwart eines leichten molaren Überschusses (etwa 10%) einer starken Base, wie Natriumhydrid, bei einer Temperatur im Bereich von etwa 10ºC bis etwa 50ºC durchgeführt über einen Zeitraum, der ausreicht, um die Umwandlung zu bewirken.
Die erfindungsgemäßen β-Alkylmelatonine haben ein Asymmetriezentrum, nämlich das Kohlenstoffatom, das die Alkylgruppe beta zu dem Amidstickstoffatom trägt. Somit existieren die Verbindungen der Erfindung in Form von zwei Enantiomorphen, die ein Razemat bilden. Die Erfindung schließt alle Razemate und Enantiomeren ein.
Die einzelnen Stereoisomeren, die die Razemate bilden, können in optisch aktiver Form hergestellt werden durch Auftrennen des razemischen 2-Alkyl-2-(3-indolyl)ethylamins. Diese Auftrennung kann erreicht werden durch Amidbildung mit einer optisch aktiven Säure, Trennung der zwei diastereoisomeren Formen und Hydrolyse der Amidgruppe, was getrennte primäre d- und l-Amine liefert, die jeweils in ein Melatonin oder ein Melatoninanaloges umgewandelt werden können durch Reaktion mit (R¹CO)&sub2;O oder einem äquivalenten Acylierungsmittel. Das bevorzugte Auftrennungsmittel ist Mosher-Säure, α-Trifluormethyl-α-methoxyphenylessigsäure.
Alternativ kann ein optisch aktives Diterpen wie -Menthol oder Pulegon verwendet werden, um Enantiomorphe von β-Methylmelatoninen (R² ist Methyl) herzustellen. Bei diesem Verfahren wird -Menthol oder Pulegon gemäß dem Reaktionsschema III unten in optisch aktives 5-Methyl-3-ethoxycarbonyl-2-piperidon umgewandelt, das in gleicher Weise wie die 5-Alkyl-acetyl- 2-piperidonverbindung von Reaktionsschema II umgesetzt wird unter Bildung desselben (aber optisch aktiven) Phenylhydrazonzwischenproduktes. Reaktionsschema III Pulegon l-Menthol Phasentransferkatalysator Oxalylchlorid
Die Erfindung wird weiter durch die folgenden spezifischen Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Herstellung von β-Methylmelatonin

Zu einer kalten (15ºC) Lösung von 17,9 g (0,12 Mol) 5-Methoxyindol, 17,5 g (0,12 Mol) Meldrum-Säure und 5,34 g (0,12 Mol) Acetaldehyd in 120 ml Acetonitril wurden 0,11 g 1-Prolin zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde gekühlt, um zu verhindern, daß die Temperatur der anfangs exothermen Reaktion 25ºC überstieg. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur 5 Stunden gerührt. Das Acetonitril wurde unter Vakuum entfernt und das fahlgelbe Öl, das zurückblieb, kristallisierte, als es über Nacht bei etwa 0ºC gekühlt wurde. Das kristalline Produkt wurde mit Petrolether gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute des Addukts mit einem Schmelzpunkt von 99ºC war quantitativ.
Analyse berechnet für C&sub1;&sub7;H&sub1;&sub9;NO&sub5;
Theorie: C 64,34; H 6,04; N 4,41;
Gefunden: C 64,21; H 6,14; N 4,22.
Ein Stickstoffstrom wurde durch eine Mischung von 39 ml Ethanol und 110 ml Pyridin mehrere Minuten geleitet, um gelöste Luft zu entfernen. Zu dieser Mischung wurden 38,5 g (0,12 Mol) des obigen Addukts und anschließend 0,76 g Kupferstaub zugegeben. Die Mischung wurde 16 Stunden unter Stickstoff am Rückfluß erhitzt. Nach Abkühlen wurde die Mischung durch "Hyflo Super Cel" filtriert. Die Lösungsmittel wurden sofort aus dem Filtrat abgedampft. Das zurückbleibende Öl wurde in Diethylether gelöst und die etherische Lösung wurde mit 1N HCl und anschließend 20% wäßrigem Ammoniumchlorid gewaschen. Die organische Phase wurde über wasserfreiem Na&sub2;SO&sub4; getrocknet. Das bei der Verdampfung des Diethylethers erhaltene Rohprodukt wurde über Silicagel chromatographiert unter Verwendung von 3% MeOH in CHCl&sub3;. Das gereinigte Produkt, 23,3 g eines bernsteinfarbenen Öls, wurde identifiziert als 3-(5-Methoxy-1H-indol-3-yl)pentansäureethylester (74% Ausbeute).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub5;H&sub1;&sub9;NO&sub3;
Theorie: C 68,94; H 7,33; N 5,36;
Gefunden: C 69,18; H 7,36; N 5,27.
Eine Mischung von 22,3 g (0,086 Mol) des obigen Esters und 16,6 ml Hydrazinhydrat wurde unter Stickstoff am Rückfluß erhitzt. Nach 3 ½ Stunden wurde überschüssiges Hydrazinhydrat im Vakuum entfernt. 2-Methyl-2-(5-methoxy-3-indolyl)propionhydrazid kristallisierte beim Stehen. Der Filterkuchen wurde mit Ether gewaschen; Ausbeute = 16,5 g (78%) des farblosen Hydrazids. Eine Probe schmolz bei 117ºC nach Umkristallisierung aus Ethylacetat.
Analyse berechnet für C&sub1;&sub3;H&sub1;&sub7;N&sub3;O&sub2;
Theorie: C 63,14; H 6,93; N 16,99;
Gefunden: C 62,96; H 6,66; N 17,15.
Eine Mischung von 16,5 g (0,067 Mol) des obigen Hydrazids, 100 ml Essigsäure, 200 ml Wasser und 200 g Eis wurde durchwirbelt, während eine Lösung von 6,21 g (0,09 Mol) Natriumnitrit in 11 ml Wasser nach und nach zugegeben wurde. Das entstehende Acylazid wurde sofort in kalten Diethylether extrahiert. Der Extrakt wurde kalt gehalten, während er mit wäßrigem NaHCO&sub3; und anschließend mit Kochsalzlösung gewaschen wurde. Die Lösung wurde über Na&sub2;SO&sub4; getrocknet. Der Ether wurde im Vakuum abgedampft. Das zurückbleibende Acylazid wurde in 200 ml kaltem Toluol aufgenommen. Diese Lösung wurde dann langsam zu weiteren 200 ml Toluol zugegeben, die mechanisch unter Stickstoff in einem Ölbad von 83ºC gerührt wurden. Nach der Toluolzugabe wurde das Rühren 15 Minuten fortgesetzt. Die Reaktionsmischung wurde auf etwa 50º abkühlen gelassen. Ein Strom trockenes HCl-Gas wurde für einige Sekunden in die Lösung geleitet. Die Mischung wurde dann auf die Hälfte des Volumens eingeengt und das entstehende unlösliche Produkt wurde durch Filtration gesammelt. Der Filterkuchen wurde mit Diethylether gewaschen und getrocknet, was 5,79 g (38% Ausbeute) 1-Oxo-4-methyl-6-methoxy- 1,2,3,4-tetrahydro-9H-pyrido[3,4-b]indol lieferte; Schmelzpunkt 220ºC.
Analyse berechnet für C&sub1;&sub3;H&sub1;&sub4;N&sub2;O&sub2;
Theorie: C 67,81; H 6,13; N 12,17;
Gefunden: C 67,54; H 5,97; N 12,37.
Eine Suspension von 5,79 g (0,025 Mol) des obigen Tetrahydropyridoindols in einer Lösung, die aus 85 ml Ethanol, 60 ml Wasser und 8,5 g KOH bestand, wurde 24 Stunden unter Stickstoff am Rückfluß erhitzt. Nach Abkühlen wurde das Ethanol im Vakuum abgezogen. Die zurückbleibende wäßrige Lösung wurde auf etwa 0ºC gekühlt, wobei der pH der Lösung auf 6,0 abgesenkt wurde unter Verwendung von 1N Chlorwasserstoffsäure. Die ausgefällte Aminosäure wurde gesammelt und im Vakuum getrocknet ohne Hitze. Die Ausbeute des Rohproduktes 5-Methoxy-3-(1-amino-2-propyl)indol-2- carbonsäure war im wesentlichen quantitativ.
Die obige rohe Aminosäure wurde sofort decarboxyliert, indem sie in 150 ml 5M Methansulfonsäure unter Stickstoff 47 Minuten am Rückfluß erhitzt wurde. Nach Abkühlen wurde die Lösung basisch gemacht durch Zugabe von 5M wäßrigem NaOH. Das decarboxylierte Produkt wurde in Ether extrahiert. Die Etherextrakte wurde über Na&sub2;SO&sub4; getrocknet. Das Verdampfen des Ethers ergab 3,92 g rohes Tryptamin als gummiartigen Feststoff. Das Waschen des rohen Materials mit einer geringen Menge kaltem Toluol ergab 2,48 g eines kristallinen Produkts (48% Ausbeute), das gereinigtes 5-Methoxy-3-(1-amino-2-propyl)indol umfaßte.
Eine Lösung von 2,48 g (0,012 Mol) des obigen Tryptamins in 18 ml Toluol und 4,5 ml Pyridin wurde mit 2,5 ml Essigsäureanhydrid versetzt. Die Mischung wurde 4 Stunden gerührt. Die Lösungsmittel wurden im Vakuum entfernt. Der entstehende Rückstand wurde in CH&sub2;Cl&sub2; aufgenommen und die Mischung wurde mehrere Stunden mit wäßrigem NaHCO&sub3; gerührt, um restliches Essigsäureanhydrid zu zersetzen. Die CH&sub2;Cl&sub2;-Lösung wurde dann über Na&sub2;SO&sub4; getrocknet und das Lösungsmittel verdampft. Die Chromatographie des Rohproduktes über Silicagel unter Verwendung von Ethylacetat als Elutionsmittel lieferte 2,54 g (85% Ausbeute) reines β-Methylmelatonin als farbloses Glas.
Analyse berechnet für C&sub1;&sub4;H&sub1;&sub8;N&sub2;O&sub2;
Theorie: C 68,27; H 7,37; N 11,37;
Gefunden: C 68,07; H 7,50; N 11,17.

Beispiel 2

Herstellung von β-Ethylmelatonin

Gemäß dem Vorgehen von Beispiel 1 wurden 5-Methoxyindol, Propionaldehyd und Meldrum-Säure kondensiert. Da die Reaktion etwas reaktionsträger war, wurde ein 50%-iger Überschuß an Propionaldehyd verwendet und die Reaktion wurde über Nacht fortschreiten gelassen. Die Ausbeute des Addukts, ein fahlgelber Halbfeststoff, war quantitativ.
Analyse berechnet für C&sub1;&sub8;H&sub2;&sub1;NO&sub5;
Theorie: C 65,24; H 6,59; N 4,23;
Gefunden: C 65,46; H 6,58; N 3,99.
Gemäß dem Vorgehen von Beispiel 2 wurde das Addukt solvolysiert mit Ethanol in Gegenwart von Pyridin und Kupferstaub. Die Decarboxylierung war etwas weniger einfach als im vorhergehenden Fall. Daher war es, nachdem die Mischung 19 Stunden am Rückfluß erhitzt worden war, notwendig, die Reaktion zu vervollständigen durch Abdestillieren des überschüssigen Ethanols und weiteres Erhitzen am Rückfluß bei 115ºC weitere 6 ½ Stunden lang. Die Ausbeute des Esters - 3-(5-Methoxy-1H- indol-3-yl)pentansäureethylester - nach Chromatographie über Silicagel unter Verwendung von 2% EtOAc in Toluol als Elutionsmittel war 60%.
Analyse berechnet für C&sub1;&sub6;H&sub2;&sub1;NO&sub3;
Theorie: C 69,79; H 7,69; N 5,09;
Gefunden: C 69,53; H 7,40; N 5,01.
Der oben hergestellte Ester wurde in Hydrazinhydrat wie vorher beschrieben am Rückfluß erhitzt. Die vollständige Reaktion erforderte 6 ½ Stunden. Die Ausbeute an 2-Ethyl-2-(5- methoxy-3-indolyl)propionhydrazid nach Umkristallisierung aus Ethylacetat war 45%; Schmelzpunkt 101-103ºC.
Analyse berechnet für C&sub1;&sub4;H&sub1;&sub9;N&sub3;O&sub2;
Theorie: C 64,35; H 7,33; N 16,08;
Gefunden: C 64,20; H 7,53; N 15,88.
Das entsprechende Hydrazid wurde in das Acylazid umgewandelt und das Azid wurde thermisch umgelagert und cyclisiert zu dem Lactam 1-Oxo-4-ethyl-6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydro-9H- pyrido[3,4-b]indol gemäß der Vorgehensweise von Beispiel 1. Statt das Endprodukt aus der konzentrierten Reaktionsmischung kristallisieren zu lassen, wurde das Toluol vollständig verdampft, was einen Rückstand lieferte, der das rohe Lactam enthielt; Ausbeute = 75%. Eine Probe des Lactams wurde aus Aceton/Wasser zur Analyse umkristallisiert.
Analyse berechnet für C&sub1;&sub4;H&sub1;&sub6;N&sub2;O&sub2;
Theorie: C 68,83; H 6,60; N 11,47;
Gefunden: C 68,68; H 6,74; N 11,37.
Die Hydrolyse des Lactams wurde durchgeführt wie vorher in Beispiel 1 beschrieben. Die Ausbeute an rohem 2-Carboxy-3-(1- amino-2-butyl)-5-methoxyindol war 96%. Wie vorher wurde es ohne weitere Reinigung decarboxyliert (die einzige Änderung zu dem Vorgehen in Beispiel 1 war, daß 3M Methansulfonsäure angewendet wurde). Mehrere Stunden waren erforderlich für die vollständige Reaktion. Die Ausbeute des Tryptamins 3-(1-Amino-2-butyl)-5- methoxyindol, war 36%. Das Rohprodukt, ein Öl, wurde direkt ohne weitere Reinigung in der in Beispiel 1 für die β-Methylverbindung beschriebenen Weise acetyliert. Das so hergestellte Produkt β-Ethylmelatonin war nach Silicagel-Chromatographie ein farbloses Glas.
Analyse berechnet für C&sub1;&sub5;H&sub2;&sub0;N&sub2;O&sub2;
Theorie: C 69,20; H 7,74; N 10,76;
Gefunden: C 69,25; H 7,99; N 10,59.

Beispiel 3

Herstellung von β-Methyl-6-chlormelatonin

Gemäß der Vorgehensweise von Beispiel 1 wurde eine Lösung von 10,0 g (0,055 Mol) 5-Methoxy-6-chlorindol, 3,1 ml (2,44 g, 0,055 Mol) Acetaldehyd und 7,94 g (0,055 Mol) Meldrum-Säure in 90 ml Acetonitril 48 Stunden gerührt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt und das so hergestellte Addukt wurde umkristallisiert, indem es in warmem Toluol gelöst wurde und sofort abgekühlt wurde. Das Addukt wurde in Form leicht pinkfarbener Kristalle erhalten; Schmelzpunkt = 145ºC; Ausbeute = 16,5 g (85%). Die Elementaranalyse des Produkts zeigte einen leicht erhöhten Prozentanteil Kohlenstoff. Jedoch zeigte das NMR- Spektrum, daß das Produkt rein war und die erwartete Struktur hatte.
Analyse berechnet für C&sub1;&sub7;H&sub1;&sub8;NO&sub5;Cl
Theorie: C 58,04; H 5,16; N 3,98; Cl 10,08;
Gefunden: C 59,34; H 5,15; N 3,84; Cl 9,69.
Die Solvolyse und die Decarboxylierung des Addukts (11,0 g; 31,1 mMol) unter Verwendung von Ethanol, Pyridin und Kupferstaub wurde durchgeführt wie bei dem Verfahren von Beispiel 1. Die Ausbeute an 3-(5-Methoxy-6-chlor-1H-indol-3-yl)pentansäureethylester, ein fahlgelbes Öl, nach Chromatographie über Silicagel unter Verwendung von 10% EtOAc/90% Toluol war 8,68 g (94%).
Analyse für C&sub1;&sub5;H&sub1;&sub8;NO&sub3;Cl
Theorie: C 60,91; H 6,13; N 4,74; Cl 11,99;
Gefunden: C 60,67; H 5,86; N 4,93; Cl 11,73.
Eine Mischung von 8,68 g (29,3 mMol) des obigen Ethylesters und 6 ml Hydrazinhydrat wurde unter Stickstoff auf 140ºC in einem Kolben, der mit einem luftgekühlten Kühler ausgestattet war, erhitzt. Nach 6 172 Stunden wurde das überschüssige Hydrazinhydrat im Vakuum entfernt. Das so hergestellte 2-Methyl- 2-(5-methoxy-6-chlor-3-indolyl)propionhydrazid wurde aus Ethylacetat umkristallisiert; Ausbeute = 7,13 g (86%); Schmelzpunkt - 154-155ºC.
Analyse berechnet für C&sub1;&sub3;H&sub1;&sub6;N&sub3;O&sub2;Cl
Theorie: C 55,42; H 5,72; N 14,91; Cl 12,58;
Gefunden: C 55,14; H 5,51; N 14,49; Cl 12,78.
Das obige Hydrazid (7,13 g, 25 mMol) wurde in das entsprechende Acylazid umgewandelt, das Azid wurde thermolysiert und umgelagert bei 80º in Toluol und das umgelagerte Produkt mit HCl cyclisiert gemäß der Vorgehensweise von Beispiel 1. Die Ausbeute an rohem, hell-lohfarbenem Lactam, 1-Oxo-4-methyl-6- methoxy-7-chlor-1,2,3,4-tetrahydro-9H-pyrido[3,4-b]indol (Schmelzpunkt = 249-252ºC) war 4,77 g (72%).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub3;H&sub1;&sub3;N&sub2;O&sub2;Cl
Theorie: C 58,99; H 4,95; N 10,58;
Gefunden: C 59,45; H 4,77; N 10,72.
Das rohe Lactam (4,77 g, 18 mMol) wurde mit wäßrigem ethanolischem KOH wie in Beispiel 1 beschrieben hydrolysiert. Die Ausbeute an roher Aminosäure 2-Carboxy-3-(1-amino-2-propyl)- 5-methoxy-6-chlorindol war 3,98 g (78%). Das rohe Produkt (3,0 g; 10,6 mMol) wurde decarboxyliert unter Verwendung der Vorgehensweise von Beispiel 1, indem es in 100 ml 3M HCl über Nacht am Rückfluß erhitzt wurde. Die saure Lösung wurde entfärbt mit Aktivkohle und dann mit 5M NaOH basisch gemacht. Das Amin wurde in Diethylether extrahiert. Nach dem Trocknen des Etherextraktes über Na&sub2;SO&sub4; wurde der Diethylether im Vakuum entfernt, wobei als Rückstand das kristallisierte Tryptamin 3-(1- Amino-2-propyl)-5-methoxy-6-chlorindol zurückblieb; Schmelzpunkt 133-134ºC. Die Ausbeute, nach Umkristallisierungaus Toluol/Hexan, war 1,62 g (64%).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub2;H&sub1;&sub5;N&sub2;OCl
Theorie: C 60,38; H 6,33; N 11,74; Cl 14,85;
Gefunden: C 60,11; H 6,05; N 11,93; Cl 15,06.
Eine Lösung von 1,51 g (6,3 mMol) des obigen Tryptamins in 10 ml Toluol und 2,5 ml Pyridin wurde mit 1,5 ml Essigsäureanhydrid versetzt. Nachdem die Reaktionsmischung 3 Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen worden war, wurden die flüchtigen Materialien im Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde in Ethylacetat gelöst und mit wäßrigem NaHCO&sub3; und Kochsalzlösung gewaschen. Die Ethylacetatlösung wurde über Na&sub2;SO&sub4; getrocknet und das Lösungsmittel durch Verdampfen entfernt. Das zurückbleibende Öl wurde aus Toluol/Hexan kristallisiert, was 6-Chlor-β-methylmelatonin lieferte (Schmelzpunkt = 133-135ºC; 1,09 g; 61%).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub4;H&sub1;&sub7;N&sub2;O&sub2;Cl
Theorie: C 59,89; H 6,10; N 9,98; Cl 12,63;
Gefunden: C 60,03; H 6,22; N 9,75; CL 12,92.

Beispiel 4

Herstellung von β-Methyl-6,7-dichlormelatonin

Zu einer gekühlten Lösung (unter 0ºC) von 13,2 ml frisch destilliertem Bortrifluoridetherat in 125 ml Methylenchlorid in einem 1-Liter-Dreihalsrundkolben, der mit einem Stickstoffeinlaßrohr und einem Rührer ausgestattet war, wurden 13,7 g 4-Amino-2,3-dichloranisol und 65 ml Methylenchlorid zugegeben. Die Zugabe erfolgte über einen Zeitraum von 20 Minuten unter heftigem Rühren. Als nächstes wurde eine Lösung von 10,6 ml t-Butylnitrit und 65 ml Methylenchlorid tropfenweise über einen Zeitraum von 30 Minuten zu der Reaktionsmischung zugegeben. Nachdem die Zugabe abgeschlossen war, wurde die Reaktionsmischung etwa 40 Minuten unter Rühren unterhalb 0ºC gehalten. Dann wurden 375 ml Pentan zugegeben, um das 2,3-Dichlor-4- methoxybenzoldiazoniumfluorborat, das sich in der obigen Reaktion gebildet hatte, zu desolubilisieren. Die verdünnte Reaktionsmischung wurde eine weitere Stunde gerührt und dann filtriert. Der Filterkuchen, der das Diazoniumsalz enthielt, wurde im Vakuum getrocknet, was ein weißes Pulver lieferte, das bei 153 bis 154ºC unter Zersetzung schmolz.
Zu einer Lösung von 2,81 g (9,67 mMol) 2,3-Dichlor-4- methoxybenzoldiazoniumfluorboratin 38 ml Wasser und 46 ml Essigsäure wurden 1,50 g (9,67 mMol) 3-Acetyl-5-methyl-2- piperidon zugegeben. Innerhalb etwa 1 Minute begann sich 3-[2- (2,3-Dichlor-4-methoxy)phenylhydrazono]-5-methyl-2-piperidon abzutrennen. Nach 20-minütigem Rühren wurden 21 ml Wasser zugegeben. Das Rühren wurde eine weitere Stunde fortgesetzt. Die Reaktionsmischung wurde dann mehrere Stunden gekühlt und 3-(substituiertes Phenylhydrazono)-5-methyl-2-piperidon wurde durch Filtration gesammelt; Schmelzpunkt 211-214ºC; Ausbeute = 2,87 g (94%).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub3;H&sub1;&sub5;H&sub3;O&sub2;Cl&sub2;
Theorie: C 49,38; H 4,78; N 13,29;
Gefunden: C 49,56; H 4,90; N 13,20.
Eine Mischung von 2,87 g (9,08 mMol) des Hydrazonopiperidons und 90 ml 85% Ameisensäure wurde 1 Stunde auf etwa 100ºC erhitzt. Die heiße Lösung wurde langsam mit 18 ml Wasser verdünnt und dann begann sich das in der Reaktion gebildete 1-Oxo-4-methyl-6-methoxy-7,8-dichlor-1,2,3,4-tetrahydro-9H-pyrido[3,4-b]indol abzutrennen. Nach mehrstündigem Kühlen der Reaktionsmischung wurde das Produkt durch Filtration gesammelt und aus Ethanol umkristallisiert. Die Ausbeute des farblosen kristallinen Produktes war 1,85 g (68%).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub3;H&sub1;&sub2;N&sub2;O&sub2;Cl&sub2;
Theorie: C 52,19; H 4,04; N 9,36;
Gefunden: C 52,32; H 4,15; N 9,19.
Gemäß der Vorgehensweise von Beispiel 2 wurden 1,85 g (6,18 mMol) 1-Oxo-4-methyl-6-methoxy-7,8-dichlor-1,2,3,4-tetrahydro-9H-pyrido[3,4-b]indol mit wäßrigem alkoholischem KOH hydrolysiert. Die Ausbeute der auf diese Weise gebildeten rohen Aminosäure 2-Carboxy-3-(1-amino-2-propyl)-5-methoxy-6,7-dichlorindol war quantitativ. Die Aminosäure wurde ohne weitere Reinigung decarboxyliert unter Verwendung der Vorgehensweise von Beispiel 2 mit 3M Chlorwasserstoffsäure 48 Stunden lang, was 3-(1-Amino-2-propyl)-5-methoxy-6,7-dichlorindol lieferte.
Die Hydrolyselösung wurde gekühlt und dann durch Zugabe von 1N NaOH basisch gemacht. Nach Kühlen der Lösung wurde das Produkt durch Filtration gesammelt und dann getrocknet. Der Filterkuchen wurde mit kaltem CH&sub2;Cl&sub2; gewaschen. Das so hergestellte 3-(1-Amino-2-propyl)-5-methoxy-6,7-dichlorindol war ein leicht lohfarbener Feststoff, der 1,05 g wog (62% Ausbeute).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub2;H&sub1;&sub4;N&sub2;OCl&sub2;
Theorie: C 52,76; H 5,17; N 10,26;
Gefunden: C 52,52; H 5,36; N 9,97.
Die Acetylierung von 1,05 g (3,84 mMol) des Tryptamins mit Essigsäureanhydrid wurde wie in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt. Das so hergestellte β-Methyl-6,7-dichlormelatonin wurde gereinigt, indem es in Ether digeriert wurde. Die Ausbeute des farblosen Produkts war 0,80 g (66%).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub4;H&sub1;&sub6;N&sub2;O&sub2;Cl&sub2;
Theorie: C 53,35; H 5,12; N 8,89; Cl 22,50;
Gefunden: C 53,09; H 5,15; N 9,06; Cl 22,51.

Beispiel 5

Herstellung von R-(-)- und S-(+)-3-Ethoxycarbonyl-5-methyl-2- piperidon

Eine Mischung von 156 g (1 Mol) von ( )-Menthol und 1032 g 35% Schwefelsäure wurde mechanisch gerührt, währendeine Lösung von 220 g (2,2 Mol) Chromtrioxid in 1032 g 35% Schwefelsäure in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben wurde, daß die Reaktionstemperatur 30ºC nicht überstieg. Das Rühren wurde 3 ¼ Stunden bei 30ºC fortgesetzt. Die Reaktionsmischung wurde wiederholt mit Diethylether extrahiert. Die Etherextrakte wurden vereinigt, eingeengt und dann mit 1M wäßrigem NaOH extrahiert. Der wäßrige Extrakt wurde mit 12N Chlorwasserstoffsäure angesäuert und dann mehrere Male mit Diethylether extrahiert. Die Etherextrakte wurden vereinigt, mit Kochsalzlösung gewaschen und über Na&sub2;SO&sub4; getrocknet. Nach Verdampfen des Diethylethers wurde der Rückstand, der in der obigen Oxidation gebildete S-(+)-3,4- Dimethyl-6-oxooctansäure enthielt, destilliert. Die Ausbeute an destillierter Ketosäure mit einem Siedepunkt [6,65 Pa (0,05 mm Kg)] = 104ºC war 74 g (40%). [α]²&sup5; = +7,8º (c = 10, MeOH).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub0;H&sub1;&sub8;O&sub3;
Theorie: C 64,49; H 9,74;
Gefunden: C 64,41; H 9,48.
Eine Lösung von Peroxytrifluoressigsäure, die hergestellt wurde durch langsame Zugabe von 16,4 ml (0,60 Mol) von 90% Wasserstoffperoxid zu einer Mischung von 100 ml (149 g, 0,71 Mol) Trifluoressigsäureanhydrid und 100 ml Methylenchlorid, wurde langsam zu einer Mischung von 74 g (0,40 Mol) S-(+)-3,7- Dimethyl-6-oxooctansäure, 400 ml Methylenchlorid und 102 g 0,72 Mol) Dinatriumhydrogenphosphat zugegeben. Diese Reaktionsmischung wurde 48 Stunden bei Raumtemperatur (24ºC) gerührt und dann sorgfältig gewaschen, zuerst mit Wasser, dann mit Kochsalzlösung. Nach Trocknen über Na&sub2;SO&sub4; wurde das Lösungsmittel abgedampft und die zurückbleibende Flüssigkeit wurde destilliert, was 64,2 g (79% Ausbeute) S-(+ )-3-Methyl-5-isopropoxycarbonylpentansäure lieferte, Siedepunkt [6,65 Pa (0,05 mm Hg)] = 101-107ºC. [α]²&sup5; = +6,4º (c = 10, MeOH).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub0;H&sub1;&sub8;O&sub4;
Theorie: C 59,39; H 8,97;
Gefunden: C 59,23; H 8,69.
Eine Lösung von 50 g (0,25 Mol) des obigen Isopropylesters in 250 ml wasserfreiem 2M ethanolischem Natriumethoxid wurde 3 Stunden bei 40ºC gerührt. Die gekühlte Lösung wurde in eine Mischung von Eis und überschüssiger 2M Chlorwasserstoffsäure gegossen und dann mit Diethylether extrahiert. Der Etherextrakt wurde mit Kochsalzlösung gewaschen und dann getrocknet. Der Ether wurde verdampft und der flüssige Rückstand destilliert. Die Ausbeute an S-(+ )-3-Methyl-5-ethoxycarbonylpentansäure mit einem Siedepunkt von 100ºC [3,99 Pa (0,03 mm Hg)] war 33,2 g (71%). [α]²&sup5; = +6,6º (c = 10, MeOH).
Analyse berechnet für C&sub9;H&sub1;&sub6;O&sub4;
Theorie: C 57,43; H 6,57;
Gefunden: C 57,46; H 8,28.
Natriumethoxid wurde hergestellt in einem 500-ml-Dreihalskolben, indem 13,1 g (0,57 Grammatom) Natrium in 100 ml absolutem Ethanol gelöst wurden. Der Großteil des überschüssigen Ethanols wurde im Vakuum entfernt. Dann wurden 260 ml Ethylcarbonat und 9,0 g "Adogen 464" (ein Phasentransferkatalysator) zugegeben. Der Kolben war mit einem mechanischen Rührer, einem 250-ml-Tropftrichter (ohne druckausgleichenden Seitenarm) und einer ummantelten 21-cm-Widmer-Säule ausgestattet. Das Erhitzen des Kolbens in einem Ölbad auf 160ºC bewirkte, daß der Rest an Ethanol abdestillierte und brachte das Ethylcarbonat zu dem Punkt, wo es langsam durch die Widmer-Säule destillierte. Während des Erhitzens auf 160ºC wurden 26,8 g (0,14 Mol) S-(+)- 3-Methyl-5-ethoxycarbonylpentansäure in 100 ml Ethylcarbonat über einen Zeitraum von 1 Stunde zugegeben. Nach einer weiteren Stunde Erhitzen hatte die Ethanoldestillation aufgehört und die Temperatur des destillierenden Ethylcarbonats hatte 125-6ºC erreicht. Die Mischung wurde abgekühlt und das Natriumsalz der S-(+)-3-Methyl-5-bis(ethoxycarbonyl)pentansäure wurde gesammelt und schnell mit einer geringen Menge THF gewaschen. Das Salz wurde dann zu einer Mischung von Eis und überschüssigem 2M HCl zugegeben und dann in Diethylether extrahiert. Der Etherextrakt wurde mit Kochsalzlösung gewaschen und über Na&sub2;SO&sub4; getrocknet. Der Diethylether wurde verdampft und der Rückstand einer HPLC-Chromatographie über eine Waters "Prep 500" Silicagelsäule unter Verwendung von Methylenchlorid und anschließend 1% Methanol in Methylenchlorid als Elutionsmittel unterzogen. Die Fraktionen, die S-(+)-3-Methyl-5-bis(ethoxycarbonyl)pentansäure, bestimmt durch DC, enthielten, wurden gesammelt und das Lösungsmittel aus den gesammelten Fraktionen gewonnen, was S-(+)-3-Methyl-5-bis- (ethoxycarbonyl)pentansäure lieferte.
Eine Lösung von 4,31 g (16,6 mMol) S-(+)-3-Methyl-5-bis- (ethoxycarbonyl)pentansäure in 50 ml Ethanol wurde mit einem Äquivalent ethanolischem Natriumethoxid versetzt. Das Ethanol wurde im Vakuum entfernt und das verbleibende Salz sorgfältig getrocknet. Dieses Salz wurde in kaltem Benzol suspendiert und mit 1,44 ml (2,10 g, 16,5 mMol) Oxalylchlorid versetzt. Nachdem die anfangs schnelle Reaktion aufgehört hatte, wurde die Lösung filtriert und das Benzol im Vakuum verdampft. Das gebildete Säurechlorid wurde in einer geringen Menge Aceton solubilisiert und zu einer Lösung von 1,19 g (17 mMol) Natriumazid in 6 ml Wasser in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß die Temperatur auf 10 bis 15ºC gehalten wurde. Nach 1 Stunde wurde S-(+)-3-Methyl-5-bis(ethoxycarbonyl)pentanoylazid in Benzol extrahiert. Der Extrakt wurde über Na&sub2;SO&sub4; getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde in Lösung gebracht mit einer geringen Menge Dioxan (,0,5 ml) und tropfenweise zu 5 ml Benzylalkohol, der auf 140ºC erhitzt worden war, zugegeben. Nach weiterem 30-minütigem Erhitzen wurde der überschüssige Benzylalkohol im Vakuum entfernt, was 2,9 g (48% Ausbeute) Benzyl-N-S-(+ )-[2-Methyl-4-bis(ethoxycarbonyl)]butylcarbamat zurückließ. Eine kleine Probe dieses Materials wurde weiter gereinigt mit Silicagel-Chromatographie. [α]²&sup5; = +9º (c = 10, MeOH).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub9;H&sub2;&sub7;NO&sub6;
Theorie: C 62,45; H 7,45; N 3,83;
Gefunden: C 62,26; H 7,51; N 3,72.
Eine Lösung des obigen Carbamats (2,7 g, 7,4 mMol) in 200 ml Ethanol wurde über 0,5 g 10% Pd/C hydriert. Sobald die Wasserstoffaufnahme aufgehört hatte, wurde der Katalysator durch Filtration entfernt und das Filtrat wurde bei Raumtemperatur (24ºC) 48 Stunden stehengelassen. Nach Abdampfen des Lösungsmittels wurde das zurückbleibende Lactam S-(+)-3-Etho)ycarbonyl-5- methyl-2-piperidon aus Diethylether kristallisiert, was 1,10 g (80% Ausbeute) kristallines Material lieferte Schmelzpunkt 93-94ºC. [α]²&sup5; = +36,7º (c = 10, MeOH).
Analyse berechnet für C&sub9;H&sub1;&sub5;NO&sub3;
Theorie: C 58,35; H 8,16; N 7,56;
Gefunden: C 58,23; H 7,68; N 7,60.
R-(-)-3-Ethoxycarbonyl-5-methyl-2-piperidon wurde auf gleiche Weise hergestellt, indem eine Mischung von 156 g (1 Mol) rohes (-)-Methon und (+)-Isomenthon (das durch Hydrierung von (+)-Pulegon über PD/C erhalten worden war) in 687 g 35% Schwefelsäure suspendiert wurde, mit einer Lösung von 146 g (1,46 Mol) Chromtrioxid in 687 g 35% Schwefelsäure umgesetzt wurde. Die Chromtrioxidlösung wurde in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß die Reaktionstemperatur 30ºC nicht überstieg. Das Rühren wurde weitere 3 1/2 Stunden fortgesetzt und danach wurde das Produkt R-(-)-3,7-Dimethyl-6-oxooctansäure in Diethylether extrahiert. Der Etherextrakt wurde eingeengt und mit 1M wäßrigem NaOH extrahiert. Der wäßrige Extrakt wurde mit 12N Chlorwasserstoffsäure angesäuert und dann mit Diethylether extrahiert. Der Etherextrakt wurde mit Kochsalzlösung gewaschen, dann über Na&sub2;SO&sub4; getrocknet und der Ether im Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde destilliert, was 74,7 g (40% Ausbeute) R-(-)-3,7-Dimethyl-6-oxooctansäure lieferte, Siedepunkt ]86,65 Pa (0,05 mm Hg)] = 110ºC. Dieses Produkt war identisch mit dem durch Oxidation von ( )-Menthol erhaltenen, mit der Ausnahme, daß es das umgekehrte Vorzeichen bei der Drehung hatte.
Das Durchführen aller oben beschriebenen Reaktionsstufen mit (R)-(-)-Ketosäure statt des (S)-(+)-Isomers lieferte das (R)-(-)-3-Ethoxycarbonyl-5-methyl-2-piperidon. Dieses Isomer war identisch mit dem (S)-(+)-Produkt in jeder Hinsicht, mit Ausnahme des Vorzeichens der Drehung der Ebene des polarisierten Lichts.

Beispiel 6

Herstellung von S-(-)-β-Methylmelatonin und R-(+ )-β-Methylmelatonin

Gemäß der Vorgehensweise von Beispiel 4 wurde eine Mischung von 2,50 g (13,5 mMol) (R)-(-)-Ethoxycarbonyl-5-methyl- 2-piperidon und 40 ml 0,75M NaOH bei Raumtemperatur (24ºC) 20 Stunden gerührt und dann auf 0ºC gekühlt. Der pH wurde auf etwa 3,5 abgesenkt mit 3M Chlorwasserstoffsäure und 3,00 g (13,5 mMol) p-Anisyldiazoniumtetrafluorborat (hergestellt aus p-Anisol durch das in Beispiel 4 angegebene Verfahren) wurde in kleinen Anteilen zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde über Nacht auf etwa 0ºC gekühlt. Das rohe Produkt wurde durch Filtration gesammelt, mit kaltem Wasser gewaschen und dann getrocknet. Die Ausbeute an rohem Hydrazon, R-(-)-3-(p-Methoxyphenylhydrazono)- 5-methyl-2-piperidon, Schmelzpunkt 201ºC, war 2,50 g (75% Ausbeute). Eine kleine Probe Hydrazon wurde weiter gereinigt, indem es über eine kurze Silicagelsäule mit Ethylacetat als Elutionsmittel geleitet wurde; Drehung [α]²&sup5; = -82º (c = 9,5, MeOH).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub3;H&sub1;&sub7;N&sub3;O&sub2;
Theorie: C 63,14; H 6,92; N 16,99;
Gefunden: C 62,97; H 6,80; N 16,88.
Eine Mischung von 2,30 g (9,3 mMol) Hydrazon und 17 ml 85% Ameisensäure wurde 3 Stunden auf 85 bis 90ºC erhitzt. Dann wurde Wasser tropfenweise zugegeben, bis die Kristallisation begann. Die Kristallisationsmischung wurde abgekühlt und dann über Nacht gekühlt. Das rohe Produkt wurde durch Filtration gesammelt, mit Wasser gewaschen und dann getrocknet. Die Ausbeute an rohem S-(-)-Lactam, S-(-)-1-Oxo-4-methyl-6-methoxy-1,2,3,4- tetrahydro-9H-pyrido[3,4-b]indol, (Schmelzpunkt 215ºC) war 1,41 g (66%). Eine kleine Probe wurde aus einer Lösungsmischung von Aceton/Wasser umkristallisiert. Dieses Produkt war spektroskopisch identisch mit dem razemischen Material, das vorher in Beispiel 1 beschrieben wurde; Drehung [α]²&sup5; = -6º (c = 5, MeOH).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub3;H&sub1;&sub4;N&sub2;O&sub2;
Theorie: C 67,81; H 6,13; N 12,17;
Gefunden: C 67,51; H 5,99; N 11,94.
Die Umwandlung des (S)-(-)-Lactams in das (S)-(-)-β- Methylmelatonin wurde durchgeführt wie in Beispiel 1 für die Herstellung des Razemats beschrieben. Das Endprodukt S-(-)-β- Methylmelatonin war spektroskopisch identisch mit dem Razemat; Drehung [α]²&sup5; = -5,6º (c = 5, MeOH).
(R)-(+)-
Bezugszeichenliste
-Methylmelatonin wurde aus (S)-(+ )-3-Ethoxycarbonyl-5-methyl-2-piperidon wie oben beschrieben synthetisiert. Es war spektroskopisch identisch mit dem obigen (S)-(-)-Material, zeigte aber das entgegengesetzte Vorzeichen bei der Drehung.

Beispiel 7

Herstellung von S(-)-β-Methyl-6-chlormelatonin und R-(+)-β Methyl-6-chlormelatonin

Eine Lösung von 4,0 g (21 mMol) 3-Chlor-4-methoxynitrobenzol in 200 ml Toluol wurde über 0,4 g 5% Platin auf Aluminiumoxid hydriert. Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt und das Lösungsmittel aus dem Filtrat verdampft. Das hergestellte rohe 3-Chloranisidin wurde in Lösung gebracht mit Diethylether und mit etherischem HCl versetzt, was das Hydrochloridsalz lieferte, das gesammelt und getrocknet wurde; Gewicht = 2,48 g (61% Ausbeute).
Eine Mischung von 2,40 g (12,4 mMol) 3-Chloranisidinhydrochlorid in 7 ml 4M HCl wurde bei 0ºC mit 0,86 g (12,5 mMol) Natriumnitrit in 5 ml Wasser versetzt. Nach 1-stündigem Rühren bei 0ºC wurde die Lösung filtriert und das Filtrat langsam zu einer eiskalten Lösung von 2,6 g (24 mMol) Natriumfluorborat in 8 ml Wasser zugegeben. Nach 1-stündigem Rühren bei 0ºC wurde das Salz gesammelt und nach und nach mit kalter 5% Ntriumfluorboratlösung, kaltem Methanol und Ether gewaschen. Das so hergestellte getrocknete 3-Chlor-4-methoxybenzoldiazoniumfluorborat wog 2,2 g (69% Ausbeute).
Eine Mischung von 2,03 g (11,0 mMol) (R)(-)-3-Ethoxycarbonyl-5-methyl-2-piperidon und 30 ml 0,75M NaOH wurde bei Raumtemperatur (24ºC) über Nacht gerührt. Die Lösung wurde auf 0ºC gekühlt und der pH mit 3M Chlorwasserstoffsäure auf 3,5 abgesenkt. Das Diazoniumsalz (2,8 g, 10,9 mMol) wurde in kleinen Anteilen zugegeben und die Reaktionsmischung wurde über Nacht auf etwa 0ºC gekühlt. Das Produkt, R(-)-3-(3-Chlor-4-methoxy)phenylhydrazono-5-methyl-2-piperion, wurde gesammelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet; Gewicht = 2,30 g (75% Ausbeute); Schmelzpunkt = 205ºC. Eine kleine Probe wurde weiter gereinigt durch Chromatographie über eine kurze Silicagelsäule unter Verwendung von Ethylacetat als Elutionsmittel. [α]²&sup5; = -58º (c = 10, MeOH).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub3;H&sub1;&sub6;N&sub3;O&sub2;Cl
Theorie: C 55,42; H 5,72; N 14,91; Cl 12,58;
Gefunden: C 55,79; H 5,78; N 14,72; Cl 12,69.
Eine Mischung von 2,20 g (7,8 Mol) R-(-)-Hydrazon und 20 ml 90% Ameisensäure wurde 3 Stunden auf 85º erhitzt und dann langsam mit einem gleichen Volumen Wasser verdünnt. Die Mischung wurde abkühlen gelassen und dann über Nacht gekühlt. Der dunkle Niederschlag wurde gesammelt, mit Wasser gewaschen, aus Aceton/Wasser umkristallisiert, was 1,20 g (60% Ausbeute) S-(-)-1-Oxo- 4-methyl-6-methoxy-7-chlor-1,2,3,4-tetrahydro-9H-pyrido[3,4-b]indol lieferte; Schmelzpunkt = 248ºC. [α]²&sup5; = -12,2º (c = 10, MeOH).
Analyse berechnet für C&sub1;&sub3;H&sub1;&sub3;N&sub2;O&sub2;Cl
Theorie: C 58,99; H 4,95; N 10,58; Cl 13,39;
Gefunden: C 59,16; H 4,88; N 10,80; Cl 13,15.
Die Umwandlung von (S)-(-)-Lactam zu (S)-(-)-6-Chlor-βmethylmelatonin wurde durchgeführt, wie vorher in Beispiel 3 beschrieben. Das Produkt, S-(-)-β-Methyl-6-chlormelatonin, war spektroskopisch identisch mit dem Razemat, ergab aber eine optische Drehung von [α]²&sup5; = -13,2º (c = 10, MeOH).
(R)-(+)-6-Chlor-β-Methylmelatonin wurde aus (S)-(+)-3- Ethoxycarbonyl-5-methyl-2-piperidon auf dieselbe Weise wie oben beschrieben synthetisiert. Das Stereoisomer war identisch mit dem (S)-(-)-Material mit Ausnahme des Vorzeichens der Drehung.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind Ovulationshemmer. Der Grad der ovulationshemmenden Aktivität wurde gemäß folgendem Schema bestimmt.
Erwachsene weibliche Ratten mit regulären Östruszyklen von 4 Tagen wurden jeweils verwendet. Der Östruszyklus besteht aus 2 Tagen Diöstrus gefolgt von einem Tag Proöstrus und dann einem Tag Östrus. Tägliche Vaginalabstriche wurden gemacht und die Ratten wurden ausgewählt, nachdem sie mindestens zwei aufeinanderfolgende 4-Tage-Östruszyklen gezeigt hatten. Am Nachmittag des Proöstrus wird luteinisierendes Hormon (LH) in das Blut von der Hypophyse freigesetzt. Das LH wandert zum Eierstock, wo es die Ovulation induziert, was zur Gegenwart von Eiern im Eileiter am Tag des Östrus führt.
Die Testverbindung wird oral an Nicht-Kontrollratten am Mittag des Tages des Proöstrus verabreicht. Sowohl Kontroll- als Nicht-Kontrollratten werden am folgenden Tag (Östrus) getötet. Der Eileiter wird aus jeder Ratte entfernt und mikroskopisch auf die Gegenwart von Eiern untersucht. Eine 50%-ige Abnahme der Anzahl ovulierender Nicht-Kontrollratten bezogen auf die Anzahl ovulierender Kontrollratten zeigt, daß die Verbindung aktiv ist bei der Hemmung der Ovulation und setzt die minimal wirksame Dosis, die erforderlich ist, um die Ovulation zu hemmen, fest.
Tabelle I unten zeigt die Ergebnisse die erhalten wurden, als einige β-Methylmelatonine mit dem obigen Verfahren getestet wurden. Melatonin ist in Tabelle I aus Vergleichszwecken enthalten. Spalte 1 gibt den Namen der Verbindung an und Spalte 2 die minimal wirksame hemmende Dosis in mgs pro Kilogramm Rattengewicht.

Tabelle I

Name der Verbindung Minimal wirksame hemmende Dosis in mg pro kg Rattengewicht
Melatonin 32,0
β-Methylmelatonin 1,0
R-(+)-β-Methylmelatonin 1,0*
β-Ethylmelatonin 1,0
β-Methyl-6-chlormelatonin 2,0
R-(+)-β-Methyl-6-chlormelatonin 1,0
S-(-)-β-Methyl-6-chlormelatonin > 5,0
β-Methyl-6,7-dichlormelatonin 15,0
* Hemmt 40% der Nicht-Kontrollratten bezogen auf Kontrollratten bei dieser Dosierung.
Die β-Alkylderivate haben auch eine längere anovulatorische Wirkung als die α-Methylderivate oder die Monohalogenderivate des Standes der Technik. So können sie ein oder zwei Stunden vor Mittag am Tag des Proöstronus verabreicht werden und wirken immer noch als Ovulationshemmer.
Als Ovulationshemmer können die erfindungsgemäßen Verbindungen als Kontrazeptiva für weibliche Säugetiere und Vögel verwendet werden. Ihre orale Aktivität macht sie besonders nützlich, um eine Kontrazeption zu erreichen und eine Bevölkerungskontrolle unerwünschter (in ihrer vorhandenen Anzahl) Säugetierarten. Zum Beispiel können die erfindungsgemäßen Verbindungen in Kombination mit Ködern und/oder Lockmitteln formuliert werden und an Futterstellen gebracht werden, die für unerwünschte Nagetiere und andere kleine Tiere zugänglich sind, einschließlich Canidae wie Kojoten, Füchse, Schakale und wilde Hunde, und Vögel wie Stare, Möwen, Rotflügelamseln und Tauben, um ein Übermaß der Population weitgehend zu vermindern. Sie können auch verwendet werden, um Gefahren für die Luftfahrt zu vermindern durch Reduzierung der Gegenwart von Vögeln und Tieren auf den Rollbahnen in der Nähe von Flugplätzen. Sie können auch verwendet werden, um die Population unerwünschter Vögel und Tiere zu vermindern, um Krankheiten und die Ausbreitung von Krankheiten zu verhüten und die Zerstörung von Eigentum sowohl in ländlichen als auch in städtischen Bereichen zu vermindern.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen hemmen, wenn sie in einer wirksamen Menge verabreicht werden, die Ovulation und damit die Konzeption bei Vögeln und Säugetieren. Die übliche tägliche Dosis ist etwa 0,02 mg bis etwa 20 mg pro kg Körpergewicht des Empfängers. Die bevorzugte tägliche Dosis ist etwa 1 mg bis etwa 8 mg pro kg Körpergewicht des Empfängers.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können als solche verabreicht werden oder können als pharmazeutische Präparate gemischt und formuliert werden in Einheitsdosierungsform für die orale oder parenterale Verabreichung. Die Zusammensetzungen werden vorzugsweise in einer Einheitsdosierungsform formuliert, wobei jede Dosierung etwa 5 bis etwa 500 mg, geeigneter etwa 25 bis etwa 300 mg, aktiven Inhaltsstoff enthält. Bei dem Vermischen oder Formulieren können organische oder anorganische Feststoffe und/oder Flüssigkeiten, die pharmazeutisch annehmbare Träger oder Verdünnungsmittel sind, angewendet werden. Geeignete Träger sind dem Fachmann wohlbekannt. Die oralen Zusammensetzungen können in Form von Tabletten, Pulvergranulaten, Kapseln, Suspensionen und Lösungen vorliegen. Die Zusammensetzungen der Erfindung können auch formuliert werden, um eine schnelle, anhaltende oder verzögerte Freisetzung des aktiven Inhaltsstoffs nach Verabreichung an den Patienten zu bewirken, unter Anwendung von auf diesem Gebiet wohlbekannten Verfahren.
Die folgenden Formulierungsbeispiele dienen der Erläuterung.

Formulierung 1

Hartgelatinekapseln können hergestellt werden unter Verwendung der folgenden Inhaltsstoffe:
Menge (mg/Kapsel)
β-Methyl-6-chlormelatonin 250
Stärke, getrocknet 200
Magnesiumstearat 10
Insgesamt 460 mg
Die obigen Inhaltsstoffe können gemischt und in Hartgelatinekapseln in Anteilen von 460 mg gefüllt werden.

Formulierung 2

Eine Tablette kann hergestellt werden unter Verwendung der unten angegebenen Inhaltsstoffe:
Menge (mg/Tablette)
β-Methyl-6,7-dichlormelatonin 125
Cellulose, mikrokristallin 200
Siliciumdioxid, pyrolysiert 5
Stearinsäure 2
Insgesamt 332 mg
Die Komponenten können vermischt werden und zu Tabletten gepreßt werden, die jeweils 332 mg wiegen.

Claims

1. Eine Verbindung der Formel (I):

worin

R¹ H, ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest oder C&sub1;-C&sub4;-Alkoxyrest ist;

R² ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist;

R³ H ist;

R&sup4; H, ein Halogenacetyl-, C&sub1;-C&sub5;-Alkanoyl-, Benzoylrest oder ein Benzoylrest, der mit Halogen oder C&sub1;-C&sub4;-Alkylresten substituiert ist, ist;

R&sup5; und R&sup6; unabhängig H oder Halogen sind und

R&sup7; H oder ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, worin R&sup4;H, ein Halogenacetyl-, C&sub1;-C&sub5;-Alkanoyl-, Benzoylrest oder mit Halogen oder Methylresten substituierter Benzoylrest ist.

3. Verbindung nach Anspruch 2, worin R¹ ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist;

R² ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist;

R³ und R&sup4;H sind;

R&sup5; und R&sup6; jeweils unabhängig H oder Halogen sind und

R&sup7; ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist.

4. Verbindung nach Anspruch 3, worin

R¹ ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist;

R² ein Methyl- oder Ethylrest ist;

R³ und R&sup4;H sind,

R&sup5; und R&sup6; jeweils unabhängig H, F oder Cl sind und

R&sup7; ein Methylrest ist.

5. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel

nämlich β-Methyl-6,7-dichlormelatonin.

6. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel

nämlich β-Methylmelatonin.

7. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel

nämlich β-Methyl-6-chlormelatonin.

8. Pharmazeutische Formulierung umfassend als aktiven Inhaltsstoff eine Verbindung der Formel (I) nach einem der Ansprüche l bis 7 zusammen mit einem oder mehreren pharmazeutisch annehmbaren Trägern oder Verdünnungsmitteln.

9. Verbindung der Formel (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Verwendung als pharmazeutische Verbindung.

10. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend, daß man

a) ein Amin der Formel (II)

als Zwischenprodukt acyliert, um eine Verbindung der Formel (I), worin R&sup4; Wasserstoff ist, zur Verfügung zu stellen; oder

(b) eine Verbindung der Formel (I), worin R&sup4; Wasserstoff ist, mit einem Acylhalogenid der Formel R&sup4; X, worin R&sup4; ein Halogenacetyl-, C&sub1;-C&sub5;-Alkanoyl-, Benzoyl- oder mit Halogen oder C&sub1;-C&sub4;- Alkylresten substituierter Benzoylrest ist und X Halogen ist, in Gegenwart einer starken Base unter Bildung einer Verbindung (I), worin R&sup4; etwas anderes als Wasserstoff bedeutet, umsetzt.