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BEZUG AUF
ANHÄNGIGE
ANMELDUNGEN
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Bezug erfolgt auf die ebenfalls anhängige Anmeldung
Serien Nr. 08/973 590, eingereicht am 6. Juni 1995 (Anwaltsaktenzeichen
PC9178), veröffentlicht
als WO 96/39408 am 12. Dezember 1996, welche tricyclische 5,6-Dihydro-9H-pyrazo-lo[3,4-c]-1,2,4-triazolo[4,3-a]pyridine
mit biologischer Wirksamkeit als Inhibitoren von Phosphodiesterase
Typ IV (PDE4) und der Erzeugung von Tumornekrosefaktor (TNF) offenbart,
die bei der Behandlung von Asthma, Bronchitis, chronischer obstruktiver
Luftwegserkrankung, allergischem Schnupfen, Psoriasis, Dermatitis,
rheumatischer Arthritis und anderen entzündlichen, allergischen und
immunologischen Erkrankungen und Zuständen nützlich sind. Verschiedene Verfahren
zum Herstellen der tricyclischen Verbindungen werden darin beschrieben,
jedoch lehrt die Offenbarung den Fachmann das erfindungsgemäße verbesserte
Verfahren nicht.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die Klasse von gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellten Verbindungen wurde hierin als 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierte]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacene bezeichnet,
obwohl diese Klasse von Verbindungen auf dem Fachgebiet auch als
tricyclische 5,6-Dihydro-9Hpyrazolo[3,4-c]-1,2,4-triazolo[4,3-a]pyridine
bezeichnet wurde. Gleichgültig
aber, wie auch die Klasse dieser Verbindungen genannt wird, werden
die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Verbindungen durch die nachstehende Formel (1.0.0)
wiedergegeben:
wobei R
1 ein
Glied ist, das ausgewählt
ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, (C
1-C
6)Alkyl, (C
1-C
4)Alkoxy; (C
1-C
4)Alkoxy(C
1-C
4)alkyl; (C
2-C
8)Alkenyl; (C
3-C
7)-Cycloalkyl und 1'-Methyl desselben; (C
3-C
7) Cycloalkyl (C
1-C
2)-alkyl, einer gesättigten oder ungesättigten
(C
4-C
7)-heterocyclischen-(CH
2)
m-Gruppe, wobei
m 0, 1 oder 2 ist, umfassend ein oder zwei Heteroatome, ausgewählt aus
O, S, S(=O)
2, N, NR
3,
O und N oder NR
3, S oder S(=O)
2 und
N oder NR
3 und N oder NR
3 und
N oder NR
3, wobei R
3 für Wasserstoff
oder (C
1-C
4)Alkyl
steht; und eine Gruppe der Formel (1.1.0),
wobei a 1-5 ist und b und
c 0 oder 1 sind; R
5 für Wasserstoff, Hydroxy, (C
1-C
4)Alkyl, (C
2-C
4)Alkenyl, (C
1-C
4)Alkoxy, (C
3-C
6) Cycloalkoxy,
Halogen, Trifluormethyl, CO
2R
3a,
CONR
3aR
3b, NR
3aR
3b, NO
2 oder SO
2NR
3aR
3b Steht, wobei
R
3a und R
3b unabhängig für Wasserstoff
oder (C
1-C
4)Alkyl
stehen, Z für
O, S, S(=O)
2, C(=O) oder NR
3 steht;
und Y für –(C
1-C
4)Alkylen- oder -(C
2-C
4)Alkenylen- steht,
von denen jedes wahlweise durch Hydroxy mono-substituiert ist; wobei
jede der vorstehend erwähnten
Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Alkoxyalkyl- oder heterocyclischen Gruppe durch
0 bis 3 Substituenten substituiert ist, ausgewählt aus (C
1-C
2)Alkyl, Trifluormethyl und Halogen.
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Die vorstehend beschriebenen Pentaaza-as-indacene
sind bekannte Verbindungen mit biologischer Wirksamkeit als Inhibitoren
von Phosphodiesterase Typ IV (PDE4) und der Erzeugung von Tumornekrosefaktor
(TNF). Die biologische Wirksamkeit macht die Pentaaza-as-indacene
bei der Behandlung von verschiedenen entzündlichen, allergischen und
immunologischen Erkrankungen und Zuständen, die Asthma, Bronchitis, chronische
obstruktive Luftwegserkrankung, allergischen Schnupfen, Psoriasis,
Dermatitis, rheumatische Arthritis einschließen, verwendbar. Die vorstehend
erwähnten
therapeutischen Anwendbarkeiten der Pentaaza-as-indacene sind auf
dem Fachgebiet anerkannt, wie beispielsweise durch die veröffentlichte
Anmeldung WO 96/39408, die bereits vorstehend angeführt wurde,
gezeigt. Die Verwendung von Inhibitoren von PDE4 und TNF bei der
Behandlung von entzündlichen,
allergischen und immunologischen Erkrankungen und Zuständen ist
auf dem Fachgebiet gut bekannt, siehe z.B. WO 95/01980, veröffentlicht
am 19. Januar 1995 (Anwaltsaktenzeichen PC8444A) und WO 96/12720,
veröffentlicht
am 2. Mai 1996 (Anwaltsaktenzeichen PC8444C).
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Ein Herstellungsverfahren für 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierte]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indazene,
das auf dem Fachgebiet gut bekannt ist und in der vorstehend erwähnten veröffentlichten
Anmeldung WO 96/39408 beschrieben ist, verwendet eine p-Methoxyphenyl-N-Schutzgruppe
in den Anfangsstufen der Synthese. Das gesamte Herstellungsverfahren,
das für
die Spezies beschrieben wird, worin R1 2-Thienyl darstellt,
wird durch das nachstehend weiter ausgewiesene Reaktionsschema 1
wiedergegeben.
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In Schritt a der Gesamtsynthese werden
2-Pyrrolidinon und 4-Jodanisol in Gegenwart von Kupferpulver und
Kaliumcarbonat zur Gewinnung des N-(4-Methoxyphenyl)pyrrolidin-2-ons
erhitzt, welches in Schritt b mit Ethylmagnesiumbromid-Grignard-Reagenz
zur Gewinnung eines aliphatischen Ketons nach Ringöffnung des
Pyrrolidinons behandelt wird. Dieses Keton wird isoliert und unterliegt
dann Ringschluss, unter Bildung des 3-Hydroxy-1,2,5,6-tetrahydropyridin-2-on-Zwischenprodukts
in Schritten c und d, unter Verwendung von Ethyloxalylchlorid und
Natriumhydroxid in Schritt c und Natriumethoxid und Ethanol in Schritt
d. Das entsprechende 3-Methoxy-Zwischenprodukt
wird in Schritt e durch Behandlung mit 3-Methyl-p-tolyltriazin erhalten, wonach
in Schritt f das 4,5,6,7-Tetrahydro-7-oxo-1H-pyrazolo[3,4-c]pyridin-Zwischenprodukt
durch Ringschluss, unter Verwendung von Cyclopentylhydrazinhydrochlorid,
erhalten wird. Die 4-Methoxyphenyl-N-Schutzgruppe wird in Schritt g durch
Behandlung mit Cer(IV)ammoniumnitrat entfernt, unter Gewinnung des
Lactam-Zwischenprodukts,
wonach in Schritt h das Lactam-Zwischenprodukt zu dem entsprechenden
Thiolactam-Zwischenprodukt durch Behandlung mit Phosphorpentasulfid
umgewandelt wird. Das tricyclische Endprodukt wird in Schritten
i, j und k durch Behandlung mit wasserfreiem Hydrazin in Schritt
i, gefolgt von Behandlung mit 2-Thiophencarbonylchlorid in Schritt
j und Erhitzen unter Rückfluss
in Schritt k, hergestellt.
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Die vorstehend beschriebene Methode
des Standes der Technik weist jedoch eine Vielzahl von Nachteilen
auf. Schritt a ist beispielsweise eine Reaktion ohne Einsatz von
Lösungsmitteln,
die in Gegenwart von Kupferpulver und Kalium carbonat bei einer Temperatur
von etwa 150°C
ausgeführt
wird. Falls in einem größeren Maßstab ausgeführt als
für die
Forschungssynthese verwendet, wird die Reaktion von Schritt a exotherm und
kann nach dem Kühlen
eine schwer zu bearbeitende feste Masse bilden, sofern nicht das
Lösungsmittel, z.B.
Essigsäureethylester,
sofort zu der das Reaktionsgemisch umfassenden rohen Schmelze gegeben
wird. Weiterhin sind in Schritt e die Kosten des Triazinreaktanten,
3-Methyl-p-tolyltriazin, so hoch, dass die Gesamtökonomie
des Verfahrens von Schema 1 problematisch wird, insbesondere, wenn
im Lichte der Tatsache, dass die eigentlichen Ausbeuten von allen
Schritten in dem Verfahren von Schema 1 nicht unbedingt optimal sind.
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Darüber hinaus kann in Schritt
b das mit Hilfe des Grignard-Reagenz hergestellte aliphatische Keton, Ethylmagnesiumbromid,
in Ethylether ohne wesentliche Probleme ausgeführt werden, jedoch gibt es
bei Tetrahydrofuran ein viel weniger problematisches Lösungsmittel
eine Tendenz zu Nebenreaktionen, was zu Nebenprodukten und potenziellen
Stabilitätsproblemen
führt.
Das in Schritt b hergestellte p-Methoxyphenyl-geschützte Aminoketon
kann so instabil sein, dass es nicht aufbewahrt werden kann. Andere
Probleme können bezüglich der
Synthese und Reinigung des Cyclopentylhydrazinreaktanten, und der
Schutzgruppenentfernung von p-Methoxyphenylamid mit Cerammoniumnitrat
auftreten.
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Weiteren Problemen kann man außerdem bei
Vorgängen
begegnen, die bei der Anwendung von Thiolactamchemie zum Einführen der
Triazolkomponente des tricyclischen Kerns in die Endprodukte vorkommen. Diese
schließen
die Verwendung von wasserfreiem Hydrazin ein, wenn der Triazolring
mit Thienoylchlorid eingeführt
wird. Wasserfreies Hydrazin ist eine gefährliche chemische Substanz,
die an der Luft brennt und während
der Destillation explodieren kann, wenn Luftspuren vorliegen. Folglich
gibt es einen gegenwärtig
unerfüllten
Bedarf auf dem Fachgebiet nach einem Verfahren zum Herstellen von
8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierten]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacenen,
welches weniger problema tisch ist und einfacher ist und größere ökonomische
Ausführbarkeit
aufweist. Als Antwort auf diesen Bedarf wird das Herstellungsverfahren
der vorliegenden Erfindung hierin genauer dargestellt.
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BESCHREIBUNG DES STANDES
DER TECHNIK
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Die vorliegende Erfindung liegt auf
dem Gebiet der Methoden bzw. Verfahren, die für die synthetische Herstellung
von 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierten]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacenen verwendet
werden, welche bekannte Verbindungen darstellen, die biologische
Wirksamkeit als selektive Inhibitoren von Phosphodiesterase (PDE)
Typ IV und die Herstellung von Tumornekrosefaktor (TNF) besitzen. Folglich
hat das erfindungsgemäße Verfahren
einen direkten vorteilhaften Nutzen beim Bereichern des Fachgebiets
mit einer verbesserten Methode zum Gewinnen von Verbindungen, die
ihrerseits dafür
bekannt sind, dass sie bei der Behandlung von Asthma, Arthritis,
Bronchitis, chronischer obstruktiver Luftwegserkrankung, Psoriasis,
allergischem Schnupfen, Dermatitis und anderen entzündlichen
Erkrankungen, AIDS, septischem Schock und anderen Erkrankungen bei
Säugern,
insbesondere beim Menschen, verwendbar sind.
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Seit der Erkenntnis, dass cyclisches
Adenosinphosphat (AMP) ein intrazellulärer zweiter Bote ist, z.B. in
E.W. Sutherland und T.W. Rall, Pharmacol. Rev., 12, 265 (1960),
wurde die Inhibierung der Phosphodiesterasen zu einem Ziel für die Modulierung
und folglich einen therapeutischen Eingriff in eine Vielzahl von
Krankheitsvorgängen.
Vor einiger Zeit wurden verschiedene Klassen von PDE erkannt, z.B.
in J.A. Beavo et al., TiPS, 11, 150 (1990), und deren selektive
Inhibierung führte
zu einer verbesserten Arzneimitteltherapie. Siehe z.B. C.D. Nicholson,
M.S. Hahid, TiPS, 12, 19 (1991). Insbesondere wurde erkannt, dass
eine Inhibierung von PDE Typ IV zu Inhibierung von entzündlich vermittelter
Freisetzung führen
kann; z.B. in M.W. Verghese et al., J. Mol. Cell Cardiol., 12 (Suppl.
II), Seite 61 (1989), und Luftwegsglattmuskelentspan nung, z.B. in
T.J. Torphy, „Directions
for New Anti-Asthma Drugs",
Hrsg. S.R. O'Donnell
und C.G.A. Persson, 1988, 37 Birkhauser-Verlag.
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Somit können Verbindungen, wie die
vorstehend erwähnten
8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierten]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacene,
die PDE Typ IV inhibieren, jedoch schlechte Wirksamkeit gegen andere
PDE-Typen aufweisen, die Freisetzung von Entzündungsvermittlern und Luftwegsglattmuskel
ohne Verursachen von unerwünschten
cardiovaskulären
oder Antithrombozyten-Wirkungen inhibieren. Die 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-(substituierten]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacene
sind auch als Inhibitoren der TNF-Erzeugung verwendbar, von der erkannt
wurde, dass sie in viele infektiöse
und Autoimmunerkrankungen einbezogen ist, siehe z.B. W. Friers,
FEBS Leiters, 285, 199 (1991). Weiterhin hat sich gezeigt, dass
TNF der primäre
Vermittler von entzündlichen
Reaktionen, die man bei Sepsis und septischem Schock beobachtet,
ist. Siehe z.B. C.E. Spooner et al., Clinical Immunology and Immunopathology,
62, Seite 11 (1992).
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine verbesserte Methode für
die Zubereitung einer 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierten]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indazen-Verbindung
der Formel (1.0.0):
und pharmazeutisch akzeptabler
Salzformen derselben, wobei:
-R
1 ein
Glied ist, das unabhängig
ausgewählt
ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, (C
1-C
6)-Alkyl, (C
1-C
4)-Alkoxy,
(C
1-C
4)-Alkoxy(C
1-C
4) -alkyl, (C
2-C
8)-Alkenyl, (C
3-C
7)-Cycloalkyl und 1' -Methyl desselben; (C
3-C
7)-Cycloalkyl
(C
1-C
2)- alkyl, einer gesättigten
oder ungesättigten
(C
4-C
7)-heterocyclischen-(CH
2)
n-Gruppe, wobei
n eine ganze Zahl ist, ausgewählt
unter 0, 1 und 2, umfassend ein oder zwei Heteroatome, unabhängig ausgewählt unter
O, S, S(=O)
2, N, NR
3,
O in Verbindung mit N oder NR
3, S oder S(=O)
2 in Verbindung mit N oder NR
3 und
N oder NR
3 in Verbindung mit N oder NR
3, wobei:
--R
3 für Wasserstoff
oder (C
1-C
4)-Alkyl
steht oder
-R
1 für eine Gruppe der Formel (1.1.0)
steht:
--a eine ganze Zahl ist,
ausgewählt
unter 1 bis einschließlich
5,
--b und c jeweils unabhängig
eine ganze Zahl sind, ausgewählt
zwischen 0 und 1,
--R
5 ein Glied ist,
das unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt
ist, bestehend aus Wasserstoff, Hydroxy, (C
1-C
4)-Alkyl,
(C
2-C
4)-Alkenyl,
(C
1-C
4)-Alkoxy,
(C
3-C
6)-Cycloalkoxy,
Halogen, Trifluormethyl, CO
2R
3a, CONR
3aR
3b, NR
3aR
3b, NO
2 und SO
2NR
3aR
3b, wobei
---R
3a und R
3b jeweils
unabhängig
ausgewählt
sind aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und (C
1-C
4)-Alkyl,
---Z für O, S, S(=O)
2,
C (=O) oder NR
3 steht und
---Y für – (C
1-C
4)-Alkylen- oder – (C
2-C
4)-Alkenylen steht,
von denen ein jedes wahlweise durch Hydroxy monosubstituiert ist,
wobei:
--jede der oben erwähnten
Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Alkoxyalkyl- und heterocyclischen
Gruppe durch 0 bis 3 Substituenten substituiert ist, die ein Glied
umfassen, das unabhängig
ausgewählt
ist aus der Gruppe, bestehend aus (C
1-C
2)-Alkyl,
Trifluormethyl und Halogen, umfassend:
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(a) Unterwerfen einer lösungsmittelfreien
Reaktionsmischung von γ-Caprolacton
und p-Methoxybenzylamin einer Erhitzung, wobei eine durch p-Methoxybenzyl
N-geschützte
Amidverbindung der Formel (2.0.0) hergestellt wird:
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(b) Reduzieren der Amidverbindung
der Formel (2.0.0), wobei eine durch p-Methoxybenzyl N-geschützte Aminoalkoholverbindung
der Formel (3.0.0) hergestellt wird:
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(c) Acylieren der Aminoalkoholverbindung
der Formel (3.0.0) mit Ethyloxalylchlorid, wobei eine durch p-Methoxybenzyl N-geschützte Oxalamsäureethylesterverbindung
der Formel (4.0.0) hergestellt wird:
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(d) Oxidieren der Oxalamsäureethylesterverbindung
der Formel (4.0.0), wobei eine durch p-Methoxybenzyl N-geschützte Oxalamidketonverbindung
der Formel (5.0.0) hergestellt wird:
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(e) Ringschließen der Oxalamidketonverbindung
der Formel (5.0.0), wobei eine durch p-Methoxybenzyl N-geschützte Pyridinonverbindung
der Formel (6.0.0) hergestellt wird:
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(f) O-Methylieren der Pyridinonverbindung
der Formel (6.0.0), wobei eine durch p-Methoxybenzyl N-geschützte 3-Methoxypyridinonverbindung
der Formel (7.0.0) hergestellt wird:
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(g) Behandeln der 3-Methoxypyridinonverbindung
der Formel (7.0.0) mit Cyclopentylhydrazin, wobei eine durch p-Methoxybenzyl N-geschützte Pyrazolopyridinon-Verbindung
der Formel (8.0.0) hergestellt wird:
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(h) Entfernen des Schutzes von der
Pyrazolpyridinon-Verbindung der Formel (8.0.0) durch Entfernen der
p-Methoxybenzylgruppe
davon, wobei eine Lactamverbindung der Formel (9.0.0) hergestellt
wird:
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(i) Verestern der Lactamverbindung
der Formel (9.0.0), wobei eine entsprechende Iminoester-(imidat-)-Verbindung
der Formel (10.0.0) hergestellt wird:
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(j) Behandeln der Iminoester-(imidat-)Verbindung
der Formel (10.0.0) mit einer Carboxylhydrazid-Verbindung der Formel
(11.0.0)
wobei R
1 die
gleiche Bedeutung aufweist wie oben aufgezeigt, wobei die 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierte]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen-Verbindung
der Formel (1.0.0) hergestellt wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
auch verschiedene unterschiedliche Gruppen von neuen Zwischenprodukten,
die in dem vorstehend beschriebenen Verfahren des Zubereitens von
einer Verbindung 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituiertes]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen
der Formel (1.0.0) verwendbar sind.
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Eine weitere Gruppe von neuen Zwischenprodukten
der vorliegenden Erfindung umfasst eine Iminoester-(imidat-)Verbindung
der Formel (10.1.0):
und pharmazeutisch verträgliche Salzformen
davon, einschließlich
insbesondere die Tosylat- und Besylatsalze davon.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
IM EINZELNEN
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Das verbesserte Verfahren zur Herstellung
der vorliegenden Erfindung betrifft das Herstellen von therapeutisch
verwendbaren Verbindungen der Formel (1.0.0):
und pharmazeutisch akzeptable
Salzformen davon, wobei R
1 unter anderem
ein Glied bedeutet, das unabhängig
ausgewählt
ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, (C
1-C
6)Alkyl,
(C
1-C
4) Alkoxy,
(C
1-C
4)Alkoxy(C
1-C
4)alkyl, (C
2-C
8)Alkenyl, (C
3-C
7) Cycloalkyl
und 1' -Methyl desselben;
(C
3-C
7)Cycloalkyl(C
1-C
2)alkyl, einer
gesättigten
oder ungesättigten
(C
4-C
7)-heterocyclischen-(CH
2)
n-Gruppe, wobei n eine ganze Zahl von 0,
1 oder 2 ist, umfassend ein oder zwei Heteroatome, unabhängig ausgewählt aus
O, S, S(=O)
2, N, NR
3,
O zusammen mit N oder NR
3, S oder S(=O)
a und zusammen mit N oder NR
3 und N oder
NR
3 zusammen mit N oder NR
3,
wobei R
3 für Wasserstoff oder (C
1-C
4) Alkyl steht.
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Die vorstehend angeführten Verbindungen
der Formel (1.0.0) werden hierin insgesamt als 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierte)-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacene
bezeichnet und, wie bereits erörtert,
besitzen sie biologische Wirksamkeit als Inhibitoren von PDE4 und
TNF-Erzeugung. Die
verbesserte Methode zur Herstellung der vorliegenden Erfindung ist
geeignet für
das Zubereiten der Verbindungen, worin die Einheit R
1 die
Bedeutung von (C
1-C
6)Alkyl, (C
1-C
4)Alkoxy(C
1-C
4)alkyl, (C
2-C
8)Alkenyl, (C
3-C
7)Cycloalkyl und 1'-Methyl desselben
aufweist; oder (C
3-C
7)Cycloalkyl(C
1-C
2)alkyl. Der in
Verbindung mit der Definition von (C
3-C
7)Cycloalkyl von R
1 verwendete
Ausdruck „und
1'-Methyl desselben" bedeutet, dass gegebenenfalls
eine Methylgruppe an das gleiche Kohlenstoffatom, durch das die
(C
3-C
7)Cycloalkylgruppe
gebunden ist, an den tricyclischen Kern der Verbindungen der Formel
(1.0.0) gebunden ist. Eine solche Definiti on von R
1 ist
leicht von der Bedeutung von „(C
3-C
7) Cycloalkyl(C
1-C
2)alkyl" unterscheidbar,
wobei in dem Fall eine Alkylenbrücke, z.B.
Methylen, zwischen der (C
3-C
7)Cycloalkylgruppe
und dem tricyclischen Kern angeordnet ist. Folglich wird, wenn (C
3-C
7)Cycloalkyl die
Bedeutung von Cyclohexyl aufweist und eine 1'-Methylgruppe vorliegt, R
1 als
eine Einheit der Formel (1.2.0) definiert:
und wird als 3-Methyl-3-cyclohexyl
bezeichnet.
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In bevorzugten Ausführungsformen
ist das erfindungsgemäße Verfahren
insbesondere zum Herstellen von Verbindungen der Formel (1.0.0)
geeignet, worin R1 die Bedeutung von Methyl,
Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, tert-Butyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl
und 3-Methyl-3-cyclohexyl aufweist.
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Die verbesserte Methode der Zubereitung
der vorliegenden Erfindung ist außerdem zum Zubereiten von Verbindungen
der Formel (1.0.0) geeignet, worin die Einheit R1 die
Bedeutung einer gesättigten
oder ungesättigten
(C4-C7)heterocyclischen-(CH2)n-Gruppe aufweist,
worin n eine ganze Zahl, ausgewählt
aus 0, 1 und 2, ist, umfassend ein oder zwei Heteroatome, unabhängig ausgewählt aus
O, S, S(=O)2, N, NR3,
O, zusammen mit N oder NR3, S oder S(=O)2, zusammen mit N oder NR3,
und N oder NR3, zusammen mit N oder NR3, wobei R3 für Wasserstoff
oder (C1-C4)Alkyl
steht.
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In bevorzugten Ausführungsformen
ist die erfindungsgemäße Methode
insbesondere zum Zubereiten von Verbindungen der Formel (1.0.0)
geeignet, worin R
1 die Bedeutung von einer
der nachstehenden ungesättigten
(C
5-C
6)heterocyclischen
(CH
2)
n-Gruppen aufweist:
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Die verbesserte Methode der Zubereitung
der vorliegenden Erfindung ist außerdem für die Zubereitung von Verbindungen
der Formel (1.0.0) geeignet, worin die Einheit R
1 die
Bedeutung einer Gruppe der Formel (1.1.0) aufweist
wobei: a eine ganze Zahl
ist, ausgewählt
unter 1 bis einschließlich
5; b und c jeweils unabhängig
eine ganze Zahl sind, ausgewählt
zwischen 0 und 1; R
5 ein Glied ist, das
unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt
ist, bestehend aus Wasserstoff, Hydroxy, (C
1-C
4) -Alkyl, (C
2-C
4) -Alkenyl, (C
1-C
4) -Alkoxy, (C
3-C
6) -Cycloalkoxy, Halogen, Trifluormethyl,
CO
2R
3a, CONR
3aR
3b, NR
3aR
3b, NO
2 und SO
2NR
3aR
3b, wobei R
3a und R
ab jeweils
unabhängig
aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und (C
1-C
4)-Alkyl, ausgewählt sind; Z für O, S,
S(=O)
2, C(=O) oder NR
3 steht
und Y für – (C
1-C
4) -Alkylen- oder – (C
2-C
4)-Alkenylen-
steht, von denen ein jedes wahlweise durch Hydroxy monosubstituiert
ist.
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In bevorzugten Ausführungsformen
ist die erfindungsgemäße Methode
besonders geeignet zum Herstellen von Verbindungen der Formel (1.0.0),
wobei a 1 oder 2 ist, b 1 ist, c 0 ist, Y für -(C
1-C
2)-Alkylen- steht und R
5 für Methyl,
Methoxy, Hydroxy, Chlor, Jod oder Trifluormethyl steht. Folglich
hat R
1 in bevorzugteren Ausführungsformen
von Verbindungen, die besonders für die Zubereitung durch die
erfindungsgemäße Methode geeignet
sind, die Bedeutung von einer der nachstehenden Gruppen:
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Das verbesserte erfindungsgemäße Verfahren
zum Zubereiten einer Verbindung der Formel (1.0.0) kann durch das
nachstehende Reaktionsschema 2 erläutert werden, welches die Zubereitung
der Arten der Formel (1.0.0), worin R
1 2-Thienyl
darstellt, zeigt: SCHEMA
2
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In dem ersten Schritt, Schritt (a)
in vorstehend erläutertem
Schema 1, wird ein Reaktionsgemisch von γ-Caprolacton und p-Methoxybenzylamin
gebildet, das Erhitzen unterworfen wird, um eine Aminoalkoholverbindung,
die durch p-Methoxybenzyl
N-geschützt
ist, der Formel (2.0.0) zu erzeugen. Die Reaktionsfolge dieses Schritts
(a) kann wie nachstehend veranschaulicht werden:
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Das γ-Caprolacton der Formel (2.1.0)
wird mit dem 4-Methoxybenzylamin
der Formel (2.2.0) unverdünnt;
d.h. ohne ein Lösungsmittel,
umgesetzt und auf eine Temperatur im Bereich von 70° bis 95°C, vorzugsweise
80° bis
85°C, erhitzt
und bei der Temperatur 12 bis 24 Stunden, vorzugsweise 16 Stunden,
gehalten. Das Amidprodukt der Formel (2.0.0) wird unter Verwendung üblicher
Trennverfahren als ein kristalliner Feststoff erhalten. Dieser Schritt
verbessert solche Verfahren, wie z.B. Reduktion des γ-Caprolactons
der Formel (2.1.0), unter Verwendung von Diisobutylaluminiumhydrid
(Di-BAI-H) in Methylenchlorid,
gefolgt von reduktiver Aminierung des erhaltenen Lactols mit p-Methoxybenzylamin
und Natriumtriacetoxyborhydrid [NaHB(OAc)3] bezüglich der
Entfernung des Reduziermittels und Lösungsmittels, was sonst im
ersten Schritt erforderlich wäre.
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Der zweite Schritt ergibt auch die
Herstellung eines stabileren Aminoalkohol-Zwischenprodukts der Formel
(3.0.0). Es wird angemerkt, dass der p-Methoxybenzylaminreaktant
der Formel (2.2.0) angewendet wurde, anstatt des entsprechenden
p-Methoxyphenylamins. Es wurde gefunden, dass, wenn eine solche p-Methoxyphenylgruppe
die p-Methoxybenzylgruppe ersetzt, die an das Stickstoffatom des
Aminoalkoholzwischenprodukts der Formel (3.0.0) gebunden ist, die
erhaltene Verbindung instabil ist, wenn sie Ultraviolett-(UV)-Strahlung
ausgesetzt ist. Der in diese Reaktion einbezogene Schritt, Schritt
(b) in vorstehendem Schema 2, wird in dem unmittelbar nachstehenden
Absatz beschrieben.
-
Das Amidzwischenprodukt der Formel
(2.0.0), das gemäß dem vorstehend
beschriebenen ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt
wird, wird nun unter Bildung des entsprechenden Aminoalkohols der
Formel (3.0.0) reduziert, welcher N-geschützt ist durch p-Methoxybenzyl,
wie bereits beschrieben. Die Reaktion von Schritt (b) kann wie nachstehend
veranschaulicht werden:
-
Die vorstehend erläuterte,
in Schritt (b) ausgeführte
Reduktion ist jene eines N-substituierten Amids zu dem entsprechenden
Amin und wird unter Verwendung eines Reduziermittels für Amide
ausgeführt.
Solche Reduziermittel sind dem Fachmann bekannt und bestehen gewöhnlich aus
dem Hydridtyp, z.B. Boran-Ammoniak-Komplex, BH3·NH3; Boran-tert-Butylamin-Komplex, (CH3)3CNH2·BH3; Boran-Trimethylamin-Komplex, (CH3)3N·BH3; Aluminiumhydrid, AlH3;
Natriumbis (2-methoxyethoxy)aluminiumhydrid, [(CH3OCH2CH2O)2AlH2] Na; oder Natriumborhydrid, NaBH4.
-
Das bevorzugte Reduziermittel ist
Natriumborhydrid, NaBH4, während andere
Reduziermittel weniger bevorzugt sind, z.B. Lithiumaluminiumhydrid,
LiAlH4, weil es eine zu heftige Reaktion
erzeugen würde.
Das Reduziermittel wird in Verbindung mit einer Protonenquelle verwendet,
die anschließend
zugegeben wird und die vorzugsweise eine schwache Säure oder
THF-Lösung
einer solchen Säure,
z.B. Essigsäure,
ist. Das Reduziermittel und die Protonenquelle werden zu einem geeigneten
Lösungsmittel,
wie Methanol, Ethanol, Diethylether, Ameisensäure, Essigsäure, Formamid und Tetrahydrofuran,
THF, gegeben. Das bevorzugte Lösungsmittel
ist THF.
-
In einer bevorzugten Weise des Ausführens von
Schritt (b) wird das Natriumborhydrid-Reduziermittel zu dem THF-Lösungsmittel gegeben, wonach
das in Schritt (a) hergestellte 4-Hydroxyhexansäure-4-benzylamid der Formel
(2.0.0) als ein Feststoff zugegeben wird. Das Reaktionsgemisch wird
anschließend
gekühlt, Essigsäure in THF
wird zugegeben und das Reaktionsgemisch wird zu einer milden Rückflusstemperatur
im Be reich von 60° bis
70°C für einen
Zeitraum von 14 bis 18 Stunden, vorzugsweise 16 Stunden, erhitzt.
Wasserstoffgas wird während
der Reaktion entfernt und nicht-umgesetztes Amid wird durch Extraktion
mit Essigsäureethylester
nach Zugabe von 1N HCl zum Zersetzen von überschüssigem Reagenz entfernt. Anschließend wird
der pH-Wert des Reaktionsgemisches auf 11 erhöht, damit das Aminoalkoholzwischenprodukt
der Formel (3.0.0) in Essigsäureethylester
extrahiert werden kann und zur Verwendung in anschließendem Schritt (c)
gehalten zu werden.
-
Schritt (c) in dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann durch das nachstehende Reaktionsschema erläutert werden:
-
Die vorstehend erläuterte,
in Schritt (c) ausgeführte
Acylierung ist jene eines Amins mit einem Säurechlorid in einer wässrigen
alkalischen Lösung
gemäß gut bekannten
Bedingungen der „Schotten-Baumann-Reaktion". Siehe Schotten,
Berichte 17, 2544 (1884); und Georg, Bioorg. Med. Chem. Leiters,
4, 335 (.1994). Der wässrige
Alkali wird zugegeben, um mit der HCl zu kombinieren, die während der
Reaktion freigesetzt wird. In einer bevorzugten Weise des Ausführens der
Acylierung wird die Reaktion von Schritt (c) einer wässrigen
Lösung
von Natriumbicarbonat für
diesen Zweck angewendet. Ein zusätzliches
Lösungsmittel,
vorzugsweise Essigsäureethylester,
wird angewendet, um eine Lösung
des Ethyloxalylchloridreaktanten der Formel (3.1.0) herzustellen,
da das Reaktionsgemisch als eine Essigsäureethylesterlösung des
Aminoalkoholzwischenprodukts der Formel (3.0.0), die in Schritt
(b) hergestellt wird, begann.
-
Der in Schritt (c) verwendete Säurechloridreaktant
ist Ethyloxalylchlorid der Formel (3.1.0). Die Reaktion ist exotherm;
folglich wird das Ethyloxalylchlorid über eine gewisse Zeit, vorzugsweise
20 bis 30 Minuten, zugegeben, während
bei der gleichen Zeit die Reaktionstemperatur vorzugsweise bei 0° bis 5°C gehalten
wird. Die Reaktion ist innerhalb eines kurzen Zeitraums von 1 bis
2 Stunden vollständig,
jedoch wird das Reaktionsgemisch gegebenenfalls bei Raumtemperatur
von 20° bis
25°C für einen
weiteren Zeitraum von 14 bis 18 Stunden, vorzugsweise 16 Stunden,
gerührt,
damit das restliche, nicht umgesetzte Ethyloxalylchlorid, durch
Zersetzung entfernt werden kann. Das Produkt der Formel (4.0.0),
ein Öl,
wird unter Verwendung üblicher
Trennverfahren erhalten und ist strukturell ein Oxalamidsäureethylester,
der durch die p-Methoxybenzylgruppe N-geschützt ist. Dieses Zwischenprodukt
wird im Wesentlichen ohne zusätzliche
Reinigung im nächsten
Schritt als Ausgangsmaterial verwendet.
-
Schritt (d) des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann durch das nachstehende Reaktionsschema erläutert werden:
-
Die vorstehend erläuterte,
in Schritt (d) ausgeführte
Oxidation ist jene einer sekundären
Alkoholeinheit zu einer Ketoeinheit, die unter Verwendung von starken
Oxidationsmitteln unter geeigneten Oxidationsbedingungen gemäß Verfahren
ausgeführt
werden kann, die dem Fachmann gut bekannt sind. Beispielsweise ist die „Jones-Oxidationsreaktion", die in Gegenwart
von Chromsäure,
wässriger
Schwefelsäure
und Aceton ausgeführt
wird, geeignet. Siehe z.B. Bowden et al., J. Chem. Soc., 39 (1946);
oder Ley und Madin, Comp. Org. Syn., 7, 253-256 (1991). Die Methode ist besonders
verwendbar, da sie schnell in hohen Ausbeuten verläuft und
nicht durch beliebige andere vorliegende Doppelbindungen gestört wird.
Die Methode ist auch sehr geradlinig, da sie nur erfordert, dass
der sekundäre
Alkohol der Formel (4.0.0) in Aceton gelöst wird und dann mit „Jones-Reagenz", das aus einer Lösung von
Chromsäure
und Schwefelsäure
in Wasser besteht, titriert wird.
-
Ein weiterer Typ von Oxidationsverfahren,
das zur Verwendung in Schritt (d) der vorliegenden Erfindung geeignet
ist, ist jener des Einbeziehens der Verwendung von Dichromsäure, H2CrO4; und verschiedenen anderen
Oxidationskatalysatorzusammensetzungen, die Chrom einbeziehen, z.B.
Chromoxid, Cr2O3;
Chromhydroxid, Cr(OH)3·H2O;
Chromacetat, Cr(CH3COO)3.
Siehe Cainelli; Cardillo Chromium Oxidations in Organic Chemistry;
Springer: New York; 1984, für
weitere Einzelheiten, die Chromoxidationskatalysatoren und Verfahren
zum Anwenden derselben betreffen. Ein weiteres gut bekanntes Verfahren
zum Oxidieren von sekundären Alkoholen
zu Ketonen, das zum Ausführen
von Schritt (d) geeignet ist, ist die „Sarett-Oxidationsreaktion", die einen CrO3-Pyridin-Komplex
als den Oxidationskatalysator verwendet. Siehe z.B. Poos et al.,
J. Am. Chem. Soc. 75, 422 (1953); oder Hasan und Rocek, J. Am. Chem.
Soc. 97, 1444, 3762 (1975).
-
Andere Arten von starken Oxidationskatalysatoren
und Verfahren zum Verwenden derselben, um einen sekundären Alkohol,
wie jenen der Formel (4.0.0), zu dem entsprechenden Keton, wie jenem
der Formel (5.0.0), umzuwandeln, schließen Kaliumpermanganat, KMnO4; Brom, Br2; und
Rutheniumtetroxid, RuO4 ein, sind jedoch
nicht darauf begrenzt.
-
Ein weiteres Beispiel für geeignete
Oxidationskatalysatoren und Verfahren zum Verwenden derselben, um
einen sekundären
Alkohol der Formel (4.0.0) zu dem entsprechenden Keton der Formel
(5.0.0) umzuwandeln, und eines, das zur Verwendung in Schritt (d)
des erfindungsgemäßen Verfahrens
bevorzugt ist, schließen die
Verwendung von Natriumhypochlorit-Oxidationsmittel, in Gegenwart des Katalysators
2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy, freies Radikal (TEMPO) ein,
sind jedoch nicht darauf begrenzt. Die Struktur des TEMPO- Katalysators kann
durch die nachstehende Formel (4.1.0) wiedergegeben werden:
-
In dieser bevorzugten Weise des Ausführens einer
Oxidation des sekundären
Alkohols der Formel (4.0.0), um denselben zu dem Keton der Formel
(5.0.0) umzuwandeln, ist es auch bevorzugt, dass die Natriumhypochloritlösung beim
Ausführen
von Schritt (d) frisch hergestellt wird durch Auflösen von
Calciumhypochlorit und Natriumcarbonat in Wasser und Einstellen
des pH-Werts der erhaltenen Lösung
auf 9,0 bis 10,0, vorzugsweise 9,5, mit Natriumbicarbonat, gefolgt
von Filtrieren der Lösung
zum Entfernen von verbleibendem Calciumcarbonatnebenprodukt in der
Lösung.
-
Weiterhin umfasst in dieser bevorzugten
Weise des Ausführens
von Schritt (d) das Reaktionsgemisch den sekundären Alkohol der Formel (4.0.0),
gelöst
in Methylenchlorid, CH2Cl2;
und Kaliumbromid, KBr, gelöst in
Wasser. Der TEMPO-Katalysator
wird zu dem Reaktionsgemisch gegeben, welches dann auf eine Temperatur
von 0° bis
10°C, vorzugsweise
0° bis 5°C, gekühlt wird,
wonach das Natriumhypochlorit-Oxidationsmittel langsam zu dem Reaktionsgemisch
gegeben wird, welches bei einer Temperatur von 10° bis 20°C, vorzugsweise
10° bis
15°C, gehalten
wird. Das Produkt ist ein Öl,
welches unter Verwendung von üblichen
Trennverfahren erhalten wird und welches im nächsten Schritt des Verfahrens,
ohne zusätzliche
Reinigung, angewendet wird.
-
Eine bevorzugtere Weise des Ausführens des
vorstehend beschriebenen Schritts (d) beinhaltet die Verwendung
eines Polymers zum Tragen des Oxidationsmittels, Natriumhypochlorit
als das aktive Ion, OCl-, und/oder den TEMPO-Katalysator.
Siehe McKillop; Young, Synthesis, 401-422 (1979). Die bevorzugtere
Weise des Ausführens
von Schritt (d) beinhaltet außerdem
auch die Verwendung von Phasentransferkatalyse, da die stattfindende
Reaktion eine nukleophile Substitution ist, worin das Substrat relativ
unlöslich
in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln
ist, während
das Nukleophil ein Anion darstellt, das in Wasser löslich ist,
jedoch in dem Substrat oder anderen organischen Lösungsmitteln
nicht. Siehe Dehmlow; Dehmlow Phase Transfer Catalysis, 2. Ausgabe;
Verlag Chemie: Deerfield Beach, FL (1983).
-
Schritt (e) des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann durch das nachstehende Reaktionsschema erläutert werden:
-
Der vorstehend erläuterte,
in Schritt (e) ausgeführte
Ringschluss umfasst eine Basen-katalysierte Cyclisierung von Dicarbonsäureestern,
unter Bildung eines β-Ketoesters.
Der Stern (* * *) in der Dicarbonsäure der Formel (5.0.0) weist
den Trennpunkt von einem der Ester aus, unter Bildung eines Ethanolnebenprodukts, das
in dem vorstehend angeführten
Reaktionsschema nicht gezeigt ist. Der einbezogene Ringschluss ist
eine organische Namensreaktion, die als die „Dieckmann-Kondensationsreaktion" bezeichnet wird.
Siehe Dieckmann, Ber. 27, 102, 965 (1894); oder Davis und Garrett,
Comp. Org. Syn. 2, 806-829 (1991).
-
Die Reaktion wird in Gegenwart einer
relativ starken Base, wie Natriumethoxid oder Kalium-tert-butoxid,
und in einem geeigneten Lösungsmittel,
z.B. trockenem Tetrahydrofuran, Diisopropylether, Methyl-tert-butylether
und Toluol, ausgeführt.
Die Base wird allmählich über einen
Zeitraum von 15 bis 45 Minuten, vorzugsweise 30 Minuten, zugegeben,
während
die Temperatur des Reaktionsgemisches unter 30° bis 40°C, vorzugsweise unter 35°C, gehalten
wird. Anschließend
verläuft
die Reaktion bis zur Vollständigkeit
in 0,5 bis 15 Stunden, gewöhnlich
1,0 Stunde, wobei das Reaktionsgemisch bei Raum temperatur; d.h.
20° bis
25°C, gehalten wird.
Das Produkt, ein Feststoff, wird durch Filtration isoliert.
-
Schritt (f) des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann durch das nachstehende Reaktionsschema erläutert werden:
-
Die vorstehend erläuterte Reaktion
beinhaltet die O-Methylierung
einer Pyridinonverbindung der Formel (6.0.0), wobei eine 3-Methoxy-Pyridinon-Verbindung,
N-geschützt
durch p-Methoxybenzyl, der Formel (7.0.0) hergestellt wird. Es ist
erwünscht,
selektive O-Methylierung der Alkoholgruppe ohne entsprechende C-Methylierung
zu erhalten; folglich haben einige Reaktionen sich als ungeeignet
erwiesen, z.B. Behandlung mit Methyljodid in Aceton mit Kaliumcarbonat.
-
Ein erfolgreicher Versuch, der eine
bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt,
ist Alkylierung der Alkoholgruppe mit einem anorganischen Ester,
insbesondere Methylierung mit Dimethylsulfat. In einer bevorzugten
Ausführungsform
wird diese Reaktion in Dimethylformamid (DMF), als Lösungsmittel,
in Gegenwart von Cäsiumcarbonat,
Cs2CO3, bei allmählicher
Zugabe von Dimethylsulfat über
einen Zeitraum von 15 bis 45 Minuten, vorzugsweise 30 Minuten, ausgeführt, während die
Reaktionsgemischtemperatur bei 15° bis
30°C, vorzugsweise
20° bis
25°C, gehalten
wird. Anschließend
wird das Reaktionsgemisch bei dieser Temperatur gehalten und 12
bis 20 Stunden, gewöhnlich
16 Stunden, gerührt.
Das Produkt, ein Öl,
wird unter Verwendung von üblichen
Trennverfahren erhalten.
-
Schritt (g) des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann durch das nachstehende Reaktionsschema erläutert werden:
-
Die vorstehend erörterte Reaktion beinhaltet
die Herstellung der Pyrazol-enthaltenden Verbindung der Formel (8.0.0)
durch Behandeln der 3-Methoxy-Pyridinon-Verbindung der Formel (7.0.0)
mit dem Cyclopentylhydrazindihydrochlorid der Formel (7.1.0). In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird diese Reaktion in Tetrahydrofuran-(THF)-Lösungsmittel, unter Erhitzen
des Reaktionsgemisches von 75° auf
95°C, vorzugsweise 88°C, für 8 bis
16 Stunden, vorzugsweise 12 Stunden, ausgeführt, während das Reaktionsgemisch
unter Stickstoff gehalten wird, um Methanol, THF und HCl zu entfernen.
Das Produkt ist ein dickes, dunkles Öl, das im nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
ohne weitere Behandlung verwendet werden kann, oder das alternativ
als ein p-Toluolsulfonsäure- oder Benzolsulfonsäuresalz,
unter Verwendung von üblichen
Trennverfahren, gereinigt werden kann.
-
Wenn die Verbindung der Formel (8.0.0)
als das p-Toluolsulfonsäure- oder
Benzolsulfonsäuresalz
gereinigt werden soll, wird es in einer bevorzugten Ausführungsform
in Essigsäureethylester
gelöst
und mit wasserfreier p-Toluol-sulfonsäure oder
wasserfreier Benzolsulfonsäure,
die in Essigsäureethylester
gelöst
ist, behandelt. Das entsprechende Salz kristallisiert aus dem Reaktionsgemisch,
welches dann gekühlt
und filtriert wird, unter Bereitstellung des reinen Tosylat- oder
Benzolsulfonatsalzes.
-
Ein Schlüsselreaktant in vorstehend
beschriebenem Schritt (g) ist das Cyclopentylhydrazindihydrochlorid
der Formel (7.1.0), welches gemäß verschiedenen,
in der Literatur bekannten Verfahren hergestellt werden kann. In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das in Syn. Comm. 11, 43 (1981) beschriebene Verfahren verwendet,
worin Cyclopentanol mit Di-tert-butylazodicarboxylat
und Triphenylphosphin gemäß dem Reaktionsschema,
das nachstehend erläutert
werden kann, behandelt wird:
-
Die vorstehend beschriebene Reaktion
basiert auf einer organischen Namensreaktion, die als „Mitsunobu-Reaktion" bezeichnet wird,
welche die Kondensation von Alkoholen und sauren Komponenten bei
Behandlung mit Dialkylazodicarboxylaten und Trialkyl- oder Triarylphosphinen
beinhaltet, was hauptsächlich
mit Inversion der Konfiguration über
das intermediäre
Oxyphosphoniumsalz stattfindet. Siehe Mitsunobu et al., Bull. Chem.
Soc. Japan 40, 935 (1967); Brown et al., Tetrahedron 50, 5469 (1994)
; Edwards et al., ebenda 5579; und Hughes, Org. React. 42, 335-656
(1992).
-
In einer bevorzugten Ausführungsform
für die
Herstellung des Cyclopentylhydrazindihydrochlorids der Formel (7.1.0)
werden das Cyclopentanol der Formel (7.1.1) und Triphenylphosphin
zusammen in einem geeigneten Lösungsmittel,
wie Tetrahydrofuran (THF), gelöst
und anschließend
wird das Reaktionsgemisch auf eine Temperatur von 2° bis 8°C, vorzugsweise
5°C, gekühlt. In
THF gelöstes
Di-tert-butylazodicarboxylat wird dann zu dem Reaktionsgemisch innerhalb
eines Zeitraums von 1 Stunde bis 3 Stunden, vorzugsweise 2 Stunden,
gegeben, während
die Temperatur des Reaktionsgemisches unter 6°C gehalten wird. Das Reaktionsgemisch
wird auf Raumtemperatur; d.h. 20° bis
25°C, ansteigen
lassen und wird 4 Stunden bis 6 Stunden, vorzugsweise 5 Stunden,
gerührt,
wonach 6N HCl zu dem Reaktionsgemisch gegeben wird, um die BOC-Gruppen
von dem Produkt zu entfernen. Das Reaktionsgemisch wird dann für einen
weiteren Zeitraum von 18 bis 30 Stunden, vorzugsweise 24 Stunden,
gerührt.
Ein festes Produkt wird dann als das Dihydrochloridsalz, unter Verwendung üblicher
Trennverfahren, isoliert. Es sollte angemerkt werden, dass das Hauptprodukt
entweder das Dihydrochloridsalz oder das Monohydrochloridsalz sein
kann, in Abhängigkeit
von der Stöchiometrie
der Menge an zugegebener 6N HCl. Jedes Salz führt die Reaktion des vorstehend
beschriebenen Schritts (g) gut aus.
-
Schritt (h) in dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann durch das nachstehende Reaktionsschema erläutert werden:
-
Die vorstehend erläuterte Reaktion
beinhaltet Schutzgruppenentfernung der Pyrazolopyridinonverbindung
der Formel (8.0.0) durch Entfernung der p-Methoxybenzylgruppe daraus,
wobei die Lactamverbindung der Formel (9.0.0) gebildet wird. Die
Entfernung der p-Methoxybenzylgruppe wird gemäß gut bekannten Verfahren für die Schutzgruppenentfernung
von Aminen ausgeführt,
wobei die Schutzgruppe eine p-Methoxybenzylgruppe darstellt. Es
wird weiterhin angemerkt, dass die Reaktion von vorstehend im Einzelnen
weiter beschriebenen Schritt (g) und die Schutzgruppenentfernung
von Schritt (h) ohne Isolierung des Produkts von Schritt (g) ausgeführt werden
kann; d.h. beide Reaktionen können
im Tandem in dem gleichen Reaktionsgefäß ausgeführt werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird Schritt (h) bei einer Temperatur von 50° bis 60°C, vorzugsweise 55°C, ausgeführt, was
gewöhnlich
Kühlen
des Reaktionsgemisches nach Beendigung von Schritt (g) erfordert.
Anschließend
wird Trifluoressigsäure
(TFA) langsam zu dem Reaktionsgemisch, unter Halten seiner Temperatur
bei 50° bis
60°C, gegeben,
wobei die Anfangscharge an TFA exotherme Reaktionsbedingungen verursacht,
die äußeres Kühlen erfordern.
Methansulfonsäure, CH3SO3H, wird nun zu
dem Reaktionsgemisch gegeben, dessen Temperatur sich nun von 65° auf 75°C, vorzugsweise
70°C, erhöht, wobei
die Temperatur des Reaktionsgemisches für 1 ½ bis 2 ½ Stunden, vorzugsweise 2
Stunden, gehalten wird. Anschließend wird das Reaktionsgemisch
auf eine Temperatur von 15° bis
30°C, vorzugsweise
20° bis
25°C, gekühlt, wonach
ein festes Lactamprodukt der Formel (9.0.0) durch übliche Trennverfahren
erhalten wird.
-
Schritt (i) des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann durch das nachstehende Reaktionsschema erläutert werden:
-
Die vorstehend erläuterte Reaktion
beinhaltet Veresterung der Lactamverbindung der Formel (9.0.0) zu
dem entsprechenden Iminoester; d.h. Imidatverbindung der Formel
(10.0.0). Diese Veresterung wird unter Verwendung von Triethyloxoniumtetrafluoroborat,
(CH3CH2)3OBF4, als Mittel,
das bei der Herstellung von ω-Aminoestern
aus Lactamen verwendet wird, ausgeführt. Siehe Synth. Commun. 18,
1625 (1988).
-
In einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Ausführen
von Schritt (i) wird langsam eine Lösung von Triethyloxoniumtetrafluoroborat,
(CH3CH2)3OBF4 in Methylenchlorid,
zu einer Suspension der Lactamverbindung der Formel (9.0.0) in Methylenchlorid über einen
Zeitraum von 30 bis 50 Minuten, vorzugsweise 40 Minuten, gegeben.
Anschließend
wird das Reaktionsgemisch bei einer Temperatur von 15° bis 25°C, vorzugsweise
18° bis
22°C, für einen
Zeitraum von 18 bis 24 Stunden, vorzugsweise 21 Stunden, gehalten.
Das Produkt, ein Öl,
wird unter Verwendung von üblichen
Trennverfahren erhalten.
-
Schritt (j) des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann durch das nachstehende Reaktionsschema erläutert werden:
-
In einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Ausführen
von Schritt (j) wird eine Lösung
der Verbindung der Formel (10.0.0) in 1-Butanol und 2-Thiophencarbonsäurehydrazid, oder
alternativ 2,2-Dimethylpropionsäurecarbonsäurehydrazid,
bei einer Temperatur von 85° bis
95°C, vorzugsweise
90°C, über einen
Zeitraum von 36 bis 60 Stunden, vorzugsweise 48 Stunden, erhitzt.
Das Produkt, ein weißer
Feststoff bzw. ein weißlicher
Feststoff, wird unter Verwendung üblicher Trennverfahren erhalten.
-
Die Auswahl des Lösungsmittels, um die Verbindung
der Formel (10.0.0) und das bestimmte, zur Herstellung der gewünschten
Verbindung der Formel (1.0.0) verwendete Carbonsäurehydrazid zu lösen, ist
stark von der Fähigkeit
des in Frage kommenden Lösungsmittels
zum hinreichenden Lösen
der vorstehend erwähnten
Reaktanten, sowie von einem gewünschten
niedrigen Siedepunkt, sodass das Reaktionsgemisch über längere Zeiträume ohne
Gefahr des Abbaus von einem der Reaktanten oder des Endprodukts
unter Rückfluss erhitzt
werden kann, abhängig.
Das Lösungsmittel
sollte in hoher Reinheit und bei angemessenen Kosten verfügbar sein.
1-Butanol ist besonders als eine Lösung von 63% Alkohol und 37%
Wasser geeignet, welches ein konstant bei 92°C siedendes Gemisch bildet.
Andere geeignete Lösungsmittel
schließen
jene, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus n-Amylether, Isoamylacetat, Isopentylalkohol
und Isopropylalkohol, ein.
-
Es wird beobachtet, dass Schritte
(a) bis (i) des erfindungsgemäßen Verfahrens,
die vorstehend genauer beschrieben wurden, insgesamt und einzeln
spezielle Verbindungen betreffen, die durch jede der in den vorstehend
erwähnten
Schritten angeführten
Reaktionen umgewandelt werden können.
-
Diese Schritte haben folglich keine
generischen Implikationen. Der nächste
und vorstehend erläuterte letzte
Schritt, Schritt (j), ist andererseits der Punkt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wo die verschiedenen Substituenten, welche die Gruppe R
1 definieren,
in die Struktur des durch Formel (1.0.0) definierten Endprodukts
eingeführt
werden. Somit umfasst das Zwischenprodukt des letzten Schritts,
und folglich ein Schlüssel-Zwischenprodukt
in dem erfindungsgemäßen Verfahren,
die Iminoester-(Imidat)-Verbindung der Formel (10.0.0):
und pharmazeutisch verträgliche Salzformen
davon, einschließlich
insbesondere die Tosylat- und Besylatsalze davon.
-
Das Schlüssel-Zwischenprodukt, letzter
Schritt der Formel (10.0.0), wird mit einem Hydrazin geeigneter
Struktur umgesetzt, um die gewünschte
Bedeutung von R1 in den Endprodukten der
Formel (1.0.0) bereitzustellen. Die Reaktion dient nicht nur dazu,
um den gewünschten
Substituenten R1 in die Verbindung der Formel
(10.0.0) einzuführen,
sondern dient auch dazu, um einen weiteren Ringschluss bereitzustellen,
unter Bildung der „Triazolyl"-Komponente des tricyclischen
Endprodukts der Formel (1.0.0). Wie bereits vorstehend weiter ausgewiesen,
wurden die Endprodukte der Formel (1.0.0) bislang als 5,6-Dihydro-9H-pyrazolo[3,4-c]-1,2,4-triazolo[4,3-a]pyridine angeführt, obwohl
es hierin bevorzugt ist, die Verbindungen der Formel (1.0.0) als
8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierten]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-asindacene
zu bezeichnen.
-
Das vorstehend erwähnte Hydrazin
geeigneter Struktur, um die gewünschte
Bedeutung von R
1 bereitzustellen, ist eine
Carbonsäurehydrazidverbindung
der Formel (11.0.0):
worin R
1 die
gleiche Bedeutung wie weiter vorstehend ausgewiesen aufweist. In
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist die geeignete Carbonsäurehydrazidverbindung
der Formel (11.0.0) ein Glied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus jenen, wie nachstehend angeführt:
-
Viele der vorstehend beschriebenen
Carbonsäurehydrazidreaktanten
der Formel (11.0.0) sind kommerziell erhältlich. Beispielsweise ist
2-Thiophencarbonsäurehydrazid
von Aldrich Chemical Company, St. Louis, MO 63178-9916, unter der
Katalog-Nummer T3,261-1 erhältlich.
Wenn ein Carbonsäurehydrazid
kommerziell nicht erhältlich
ist, z.B. das tert-Butylcarbonsäurehydrazid,
kann es unter Verwendung von in der technischen Literatur veröffentlichten
und dem Fachmann der Synthese solcher organischen Verbindungen gut
bekannten Methoden hergestellt werden. Eine solche Methode wurde
zum Herstellen von tert-Butylcarbonsäurehydrazid entwickelt, welches
geeigneter 2,2-Dimethylpropionsäurecarbonsäurehydrazid
genannt wird. Die Methode wird nachstehend beschrieben.
-
Die zum Herstellen von 2,2-Dimethylpropionsäurecarbonsäurehydrazid
entwickelte Methode ist eine Modifizie rung der in der veröffentlichten
Europäischen
Anmeldung
EP 653- 419 (1995),
eingereicht von Shell Oil [Chem. Abs. 123:32678b (1995)], beschriebenen
Methode, welche Pivalinsäure,
Hydrazinhydrat und katalytisches TiO
2 verwendet.
Die Reaktion wurde unter Verwendung von n-Propanol als dem Lösungsmittel,
zusammen mit 1 Mol% Ti(i-PrO)
4, ausgeführt, welches
sofort nach Zugabe zu dem Reaktionsgemisch hydrolysiert, unter Gewinnung
von amorphem TiO
2-aktivem Katalysator. Nachdem
das Reaktionsgemisch 24 Stunden unter Rückfluss erhitzt wird, wird
das n-Propanollösungsmittel
aus dem Reaktionsgefäß, unter
azeotropem Entfernen von Wasser aus dem Reaktionsgemisch, abdestilliert.
Nach Verdünnung
des Reaktionsgemisches mit frischem n-Propanol kann der feste TiO
2-aktive Katalysator von dem Reaktionsgemisch
filtriert werden. Der Rückstand
kann abgestreift und erneut in Petrolether aufgeschlämmt werden,
unter Gewinnung des gewünschten
2,2-Dimethylpropioncarbonsäurehydrazids
in hoher Reinheit und in einer 88%igen Ausbeute.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft
auch die neuen, in den vorstehend beschriebenen Verfahrensschritten
zum Herstellen von 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierten]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen-Verbindung
der Formel (1.0.0) angewendeten Zwischenproduktverbindungen.
-
Die vorstehend beschriebenen Zwischenproduktsalze
der Formel (8.1.0) und der Formel (8.1.1) werden in Schritt (h),
wie vorstehend weiter genauer beschrieben, verwendet.
-
Eine weitere Gruppe von neuen Zwischenprodukten
der vorliegenden Erfindung umfasst eine Iminoester-(Imidat)-Verbindung der Formel
(10.0.0):
und pharmazeutisch verträgliche Salzformen
davon, einschließlich
insbesondere die Tosylat- und Besylatsalze davon. Die Tosylat- und
Besylatsalze können
durch Formeln (10.1.0) und (10.2.0) wie nachstehend wiedergegeben
werden:
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
von Verbindungen der Formel (1.0.0), bestehend aus nur zwei Schritten,
welches mit Ausgangsverbindungen der Formel (9.0.0) beginnt, die,
wie weiter vorstehend genauer in Schema 1 beschrieben, bekannt sind.
Dieses Zwei-Schritt-Verfahren kann durch Schema 3 wie nachstehend
wiedergegeben werden: SCHEMA
3
-
Folglich betrifft die vorliegende
Erfindung weiterhin eine verbesserte Methode für die Zubereitung einer 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierten]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen-Verbindung
der Formel (1.0.0):
und pharmazeutisch akzeptabler
Salzformen derselben, worin R
1 wie weiter
vorstehend definiert ist, umfassend:
-
(a) das Verestern einer Lactamverbindung
der Formel 9.0.0
wobei eine entsprechende
Iminoester-(Imidat-)-Verbindung der Formel (10.0.0) hergestellt
wird:
- und -
-
(b) Behandeln der Iminoester-(Imidat-)Verbindung
der Formel (10.0.0) mit einer Carboxylhydrazid-Verbindung der Formel
(11.0.0)
wobei R
1 die
vorstehend angegebene Definition besitzt, wobei die 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierte]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen-Verbindung
der Formel (1.0.0) hergestellt wird.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft überdies ein Verfahren für das Zubereiten
von Verbindungen der Formel (1.0.0), bestehend aus einem einzigen
Schritt, welcher mit dem neuen Zwischenprodukt der Formel (10.0.0)
beginnt, das gemäß den Verfahrensschritten
und weiter vorstehend im Einzelnen angegebenen Verfahren hergestellt
werden kann. Das Ein-Schritt-Verfahren kann durch Schema 4, wie
nachstehend, wiedergegeben werden: SCHEMA
4
-
Folglich betrifft die vorliegende
Erfindung weiterhin eine verbesserte Methode zum Zubereiten einer 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierten]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen-Verbindung
der Formel (1.0.0):
und pharmazeutisch akzeptabler
Salzformen derselben, worin R
1 wie weiter
vorstehend definiert ist, umfassend:
das Behandeln einer Iminoester-(Imidat)-Verbindung
der Formel (10.0.0):
mit einer Carbonsäurehydrazidverbindung
der Formel (11.0.0):
wobei R
1 die
vorstehend angegebene Definition besitzt, wobei die 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierte]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen-Verbindung
der Formel (1.0.0) hergestellt wird.
-
Bevorzugte Ausführungsformen zum Ausführen der
verschiedenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden hierin
beschrieben. Folglich gibt es bevorzugte Ausführungsformen zum Ausführen des
erfindungsgemäßen Gesamtverfahrens.
Eine bevorzugtere von solchen Ausführungsformen wird nachstehend beschrieben.
-
Eine verbesserte Methode für die Zubereitung
einer 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-[substituierten]-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen-Verbindung
der Formel (1.0.0):
und pharmazeutisch akzeptabler
Salzformen derselben, wobei R
1 wie weiter
vorstehend definiert ist, umfassend:
-
(a) Unterwerfen einer lösungsmittelfreien
Reaktionsmischung von γ-Caprolacton
und p-Methoxybenzylamin Erhitzen auf eine Temperatur im Bereich
von 70° bis
95°C, vorzugsweise
80° bis
85°C, und
Halten bei der Temperatur für
12 bis 24 Stunden, vorzugsweise 16 Stunden, wobei eine durch p-Methoxybenzyl N-geschützte Amidverbindung
der Formel (2.0.0) hergestellt wird:
-
(b) Reduzieren der Amidverbindung
der Formel (2.0.0) unter Verwendung von einem Reduziermittel, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Boran-Ammoniak-Komplex, BH
3·NH
3; Borantert-Butylamin-Komplex, (CH
3)
3CNH
2·BH
3; Boran-Trimethylamin-Komplex, (CH
3)
3N·BH
3; Aluminiumhydrid, AlH
3;
Natriumbis (2-methoxyethoxy)
aluminiumhydrid, [(CH
3OCH
2CH
2O)
2AlH
2]Na;
und Natriumborhydrid, NaBH
4, vorzugsweise Natriumborhydrid;
wobei
das Reduziermittel in Verbindung mit einer Protonenquelle, umfassend
eine schwache Säure
oder Tetrahydrofu ran-(THF)-Lösung
einer solchen Säure,
vorzugsweise Essigsäure,
verwendet wird, und das Reduziermittel und die Protonenquelle zu
einem Lösungsmittel,
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Methanol, Ethanol, Diethylether, Ameisensäure, Essigsäure, Formamid
und Tetrahydrofuran, THF, vorzugsweise THF, zugegeben werden;
wobei
nach Zusatz des Reduziermittels zu dem Lösungsmittel das Amid der Formel
(2.0.0) als Feststoff der Reaktionsmischung zugesetzt wird, wobei
die Protonenquelle in dem Lösungsmittel
der Reaktionsmischung zugegeben wird, die daraufhin für eine Zeitspanne
von 14 bis 18 Stunden, vorzugsweise 16 Stunden, auf eine milde Rückflusstemperatur
im Bereich 60° bis
70°C erhitzt
wird; Wasserstoffgas als Nebenprodukt entfernt wird und nichtumgesetztes
Amid durch Extrahieren mit Ethylacetat entfernt wird, auf den Zusatz
von 1N HCl hin, um überschüssiges Reagenz
zu zersetzen und der pH-Wert der Reaktionsmischung daraufhin auf
10 bis 12, vorzugsweise 11, erhöht
wird, damit das Produkt der Formel (3.0.0) in Ethylacetat extrahiert
und für
die Verwendung im nächsten
Schritt bereitgehalten werden kann;
wobei eine durch p-Methoxybenzyl
N-geschützte
Aminoalkoholverbindung der Formel (3.0.0) hergestellt wird:
-
(c) Acylieren der Aminoalkoholverbindung
der Formel (3.0.0) bei den Reaktionsbedingungen nach Schotten-Baumann
für die
Behandlung eines Amins mit einem Säurechlorid in einer wässrigen
Alkalilösung, vorzugsweise
einer wässrigen
Lösung
von Natriumbicarbonat, wobei das Säurechlorid vorzugsweise Ethyloxalylchlorid
ist, das als Lösung
in einem Lösungsmittel,
welches vorzugsweise Ethylacetat ist, zugegeben wird;
wobei
die Reaktion, die stattfindet, exotherm ist, woraufhin das Säurechlorid,
vorzugsweise Ethyloxalylchlorid, über einen Zeitraum, vorzugsweise
20 bis 30 Minuten, zugegeben wird und die Reaktionstemperatur so
lange bei 0° bis
5°C gehalten
wird, bis die Reaktion in 1 bis 2 Stunden abgeschlossen ist, wonach
die Reaktionsmischung daraufhin 14 bis 18 Stunden, vorzugsweise
16 Stunden, bei 20° bis
25°C gerührt wird,
um die Entfernung des nichtumgesetzten Säurechlorids, vorzugsweise Ethyloxalylchlorid,
durch Zersetzung zu gestatten;
wobei eine durch p-Methoxybenzyl
N-geschützte
Oxalamsäureethylesterverbindung
der Formel (4.0.0) hergestellt wird:
-
(d) Oxidieren der Oxalamsäureethylesterverbindung
der Formel (4.0.0) unter Verwendung starker Oxidationsmittel, unter
geeigneten Oxidationsbedingungen; wobei das Oxidieren ausgeführt wird:
(i)
unter Jones-Oxidationsreaktions-Bedingungen, die in Gegenwart von
Chromsäure,
wässriger
Schwefelsäure
und Aceton ausgeführt
werden; oder
(ii) unter Verwendung von Natriumhypochlorit-Oxidationsmittel,
in Gegenwart des freie Radikale enthaltenden Katalysators 2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy
(TEMPO), wobei die Natriumhypochloritlösung während des Oxidierens frisch
hergestellt wird, umfassend: Lösen
von Calciumhypochlorit und Natriumcarbonat in Wasser und Einstellen
des pH-Werts der
dabei gebildetenen Lösung
auf 9,0 bis 10,0, vorzugsweise 9,5, mit Natriumbicarbonat, gefolgt
von Filtrieren der Lösung
zum Entfernen des verbleibenden Calciumcarbonatnebenprodukts in
der Lösung;
und weiter
wobei eine Reaktionsmischung des weiteren als Lösung der
Verbindung der Formel (4.0.0) in Methylenchlorid, CH
2Cl
2, zusätzlich
zu Kaliumbromid, KBr, in Wasser gelöst, herge stellt wird, zu der
der TEMPO-Katalysator zugegeben wird, und die Reaktionsmischung
auf eine Temperatur von 0° bis
10°C, vorzugsweise
0° bis 5°C, gekühlt wird,
wonach das Natriumhypochlorit-Oxidationsmittel langsam zugesetzt
wird, während
die Reaktionsmischung bei einer Temperatur von 10° bis 20°C, vorzugsweise
10° bis
15°C, gehalten
wird;
wobei eine durch p-Methoxybenzyl N-geschützte Oxal-amidketonverbindung
der Formel (5.0.0) hergestellt wird:
-
(e) Ringschließen der Oxalamidketonverbindung
der Formel (5.0.0) unter Dieckmann-Kondensationsreaktions-Bedingungen,
wobei eine Reaktion ausgeführt
wird in Gegenwart einer relativ starken Base, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Natriumethoxid und Kalium-tert-butoxid,
in einem geeigneten Lösungsmittel,
umfassend trockenes Tetrahydrofuran, Diisopropylether, Methyl-tert-butylether
oder Toluol, wobei die Base langsam im Laufe von 15 bis 45 Minuten,
vorzugsweise 30 Minuten, zugesetzt wird, während die Temperatur der Reaktionsmischung
unter 30° bis
40°C, vorzugsweise
unter 35°C,
gehalten wird und die Reaktion bis zum Abschluss in 0, 5 bis 1,5
Stunden, gewöhnlich
1,0 Stunde, weitergeführt
wird, wobei die Reaktionsmischung sich bei 20° bis 25°C befindet;
wobei eine
durch p-Methoxybenzyl N-geschützte
Pyridinonverbindung der Formel (6.0.0) hergestellt wird:
-
(f) O-Methylieren der Pyridinonverbindung
der Formel (6.0.0) durch Methylieren mit Dimethylsulfat; wobei eine
Reaktionsmischung mit Dimethylformamid-(DMF)-Lösungsmittel in Gegenwart von
Cäsiumcarbonat,
Cs
2CO
3, hergestellt
wird, un ter allmählichem
Zusatz des Dimethylsulfats im Laufe von 15 bis 45 Minuten, vorzugsweise
30 Minuten, während
die Temperatur der Reaktionsmischung bei 15° bis 30°C, vorzugsweise 20° bis 25°C, gehalten
wird und die Reaktionsmischung daraufhin bei dieser Temperatur 12
bis 20 Stunden, gewöhnlich
16 Stunden, gehalten und gerührt
wird;
wobei eine durch p-Methoxybenzyl N-geschützte 3-Methoxy-Pyridinon-Verbindung
der Formel (7.0.0) hergestellt wird:
-
(g) Behandeln der 3-Methoxy-Pyridinon-Verbindung
der Formel (7.0.0) mit Cyclopentylhydrazindihydrochlorid, wobei
die Reaktionsmischung mit Tetrahydrofuran-(THF)-Lösungsmittel
hergestellt und diese Reaktionsmischung 8 bis 16 Stunden, vorzugsweise
12 Stunden, auf 75° auf
95°C, vorzugsweise
88°C, erhitzt wird,
während
die Reaktionsmischung mit Stickstoff überspült wird, um das Methanol, THF
und HCl zu entfernen;
wobei eine durch p-Methoxybenzyl N-geschützte Pyrazo-lo-Pyridinon-Verbindung
der Formel (8.0.0) hergestellt wird:
wobei die Verbindung der
Formel (8.0.0) ohne weitere Behandlung im nächsten Schritt verwendet oder
alternativ als p-Toluolsulfonsäure-
oder Benzolsulfonsäuresalz
durch Lösen
der Verbindung der Formel (8.0.0) in Ethylacetat und darauf folgendes
Behandeln mit wasserfreier, in Ethylacetat gelöster p-Toluolsulfonsäure und wasserfreier,
in Ethylacetat gelöster
Benzolsulfonsäure,
gereinigt werden kann, woraufhin das entsprechende Salz sich aus
der so gebildeten Reaktionsmischung auskristallisiert, das daraufhin
gekühlt
und filtriert wird, um reines Tosylat- oder Benzolsulfonatsalz zu
bieten;
-
(h) Entfernen des Schutzes von der
Pyrazolo-Pyridinon-Verbindung der Formel (8.0.0) durch Entfernen
der p-Methoxybenzylgruppe
daraus; wobei eine Reaktionsmischung bei einer Temperatur von 50° bis 60°C, vorzugsweise
55°C, hergestellt
wird; woraufhin Trifluoressigsäure
(TFE) langsam hinzugegeben wird, wobei der anfängliche Zusatz der TFE exotherme
Reaktionsbedingungen schafft, die Kühlen von Außen erforderlich machen, woraufhin
Methansulfonsäure,
CH
3SO
3H, der Reaktionsmischung
hinzugegeben wird, deren Temperatur auf 65° auf 75°C, vorzugsweise 70°C, erhöht wird,
bei welcher Temperatur die Reaktionsmischung 1 ½ bis 2 ½ Stunden, vorzugsweise 2
Stunden, gehalten wird; woraufhin die Reaktionsmischung auf eine
Temperatur von 15° bis
30°C, vorzugsweise
20° bis
25°C, gekühlt wird;
wobei
eine Lactamverbindung der Formel (9.0.0) hergestellt wird:
-
(i) Verestern der Lactamverbindung
der Formel (9.0.0) mit Hilfe von Triethyloxoniumtetrafluoroborat, (CH
3CH
2)
3OBF
4, wobei eine Reaktionsmischung hergestellt
wird, durch langsames Zugeben von Triethyloxoniumtetrafluoroborat,
(CH
3CH
2)
3OBF
4, in Methylenchlorid
zu einer Suspension der Lactamverbindung der Formel (9.0.0) in Methylenchlorid
im Laufe von 30 bis 50 Minuten, vorzugsweise 40 Minuten, und die
Reaktionsmischung daraufhin für
eine Zeitspanne von 18 bis 24 Stunden, vorzugsweise 21 Stunden,
bei einer Temperatur von 15° bis
25°C, vorzugsweise
18° bis
22°C, gehalten
wird;
wobei eine entsprechende Iminoester(Imidat)-Verbindung
der Formel (10.0.0) hergestellt wird:
- und -
-
(j) Behandeln der Iminoester(Imidat)-Verbindung
der Formel (10.0.0) mit einer Carboxylhydrazidverbindung der Formel
(11.0.0)
wobei R
1 2-Thiophen
oder tert-Butyl ist; wobei eine Reaktionsmischung mit einer Lösung der
Verbindung der Formel (10.0.0) in 1-Butanol und von 2-Thiophencarboxylhydrazid,
oder alternativ 2,2-Dimethylpropioncarboxylhydrazid, hergestellt
wird und die Reaktionsmischung im Laufe von 36 bis 60 Stunden, vorzugsweise
48 Stunden, auf eine Temperatur von 85° bis 95°C, vorzugsweise 90°C, erhitzt
wird;
wobei 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-thiophen-2-yl-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen
der Formel (1.0.1) und 8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-t-butyl-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen
der Formel (1.0.2) hergestellt wird:
-
BEISPIELHAFT BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
-
Es folgen Herstellungs- und Arbeitsbeispiele
von bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zum Zweck der Erläuterung und um dem Fachmann
das Ausführen
des erfindungsgemäßen Zubereitungsverfahrens
zu verdeutlichen. Jedoch sind die Beispiele nur zum Zweck des Demonstrierens
der vorliegenden Erfindung für
den Fachmann vorgesehen und sollten nicht als Begrenzung des Umfangs
und Inhalts der vorliegenden Erfindung, worauf am Ende die beigefügten Ansprüche gerichtet
sind, aufzufassen sein.
-
BEISPIEL 1
-
4-Hydroxyhexansäure-4-methoxybenzylamid
(2.0.0)
-
Gamma-Caprolacton (28,745 kg, 251,8
Mol) und 4-Methoxybenzylamin (38,0 kg, 277 Mol) wurden in einen
mit Glas ausgekleideten 100-Gallon-Behälter gegeben. Die Lösung wurde
auf 80 – 85°C erhitzt
und bei dieser Temperatur 16 Stunden gehalten. DC an Kieselgelplatten
zeigte, dass die Reaktion vollständig
war. Das DC-System umfasste: Essigsäureethylester mit Nachweis
bei 254 nm. Essigsäureethylester
(18 Gal, 68 l) wurde langsam zu dem Reaktionstopf nach Kühlen auf
60°C gegeben.
Hexane (insgesamt 18 Gal, 68 l) wurden zugegeben, bis eine Trübung erreicht
wurde. Nach ½ Stunde
wurde, um die Kristallisation beginnen zu lassen, der Rest der Hexane
zugegeben. Die Aufschlämmung
wurde auf 25°C
gekühlt
und 3 Stunden granuliert. Der Feststoff wurde durch Filtration gesammelt
und mit einem 1:1-Gemisch von Essigsäureethylester und Hexanen gewaschen.
Der feuchte Kuchen wurde im Vakuum getrocknet, ohne zusätzliche
Wärme,
unter Erzeugung von 46,05 kg (72,8%) des gewünschten Amids; Fp. 81-82°C.
-
- 1HNMR (CDCl3,
300 MHz) δ 7,18
(d, 2), 6,84 (d, 2), 6,27 (bs, 1), 4,32 (d, 2), 3,79 (s, 3), 3,50
(m, 1), 3,19 (bs, 1) , 2, 35 (t, 2) , 1, 85 (m, 1) , 1, 67 (m, 1)
, 1, 49 (m, 2) , 0, 92 (t, 3).
Analyse berechnet für C14H21NO3:
C 66, 91; H 8, 42; N 5,57. Gefunden: C 67,26; H 8,71; N 5,55.
-
BEISPIEL 2
-
6-(4-Methoxybenzylamino)hexan-3-ol
(3.0.0)
-
Tetrahydrofuran (121 Gal, 458 l)
und Natriumborhydrid (22,154 kg, 585,6 Mol) wurden zu einem sauberen
und trockenen, mit Stickstoff gespülten mit Glas ausgekleideten
500-Gallon-Behälter gegeben.
Die Suspension wurde 30 Minuten bei 20 – 25°C rühren lassen, dann wurde 4-Hydroxyhexansäure-4-methoxybenzylamid
(45,75 kg, 182 Mol) als ein Feststoff zugegeben. Nach 30 Minuten
wurde die Reaktion auf 5 – 10°C gekühlt, und über einen
Zeitraum von 4 bis 8 Stunden wurde eine Lösung von Essigsäure (9,1
Gallon, 34,4 l) in Tetrahydrofuran (12 Gal, 45,4 l), unter Halten
der Temperatur bei 0 – 10°C, zugegeben.
Eine leichte Stickstoffspülung
wurde auf dem Behälter
gehalten, um den Wasserstoff zu entfernen. Wenn die Zugabe vollständig war,
wurde die Reaktion auf 20 – 25°C erwärmt und
1 Stunde gerührt.
Die Temperatur der Reaktion wurde langsam auf einen milden Rückfluss
(≈66°C) erhöht und 16
Stunden hier gehalten. Die Reaktion wurde durch die Zugabe von 1N
HCl, unter Halten der Temperatur bei <25°C,
gestoppt. Überschüssiges Tetrahydrofuran
wurde durch atmosphärische
Destillation entfernt. Essigsäureethylester
wurde zu der erhaltenen wässrigen
Lösung gegeben,
um nicht-umgesetztes Amid zu extrahieren. Die saure wässrige Schicht
wurde dann auf pH 11 gebracht, um das Produkt Amin in Essigsäureethylester
ex trahieren zu lassen und zur Verwendung im nächsten Schritt gehalten. Eine
aliquote Menge der Essigsäureethylesterlösung des
Produkts wurde aufgearbeitet, um die Endausbeute und Konzentration
aufzuzeigen. Die Ausbeute für
diesen Großmaßstabsversuch
war 55,0%, was weniger als jene war, die mit Zubereitungen im kleinen
Maßstab
erreicht wurde (78,8%. Das Großmaßstabsverfahren
hatte 12,8% nicht-reduziertes Amid-Ausgangsmaterial nach dem Stoppen,
was zum Teil für
die niedrigere Ausbeute verantwortlich ist.
-
- 1HNMR (CDCl3,
300 MHz) δ 7,21
(d, 2), 6,83 (d, 2), 3, 78 (s, 3) , 3, 69 (s, 2) , 3, 41 (m, 2)
, 2, 78 (m, 1) , 2, 58 (m, 1), 1,71 (m, 2), 1,45 (m, 4), 0,95 (t,
3). GC-Massenspektrum: m/e 237 (M+) .
-
BEISPIEL 3
-
N-(4-Hydroxyhexyl)-N-(4-methoxybenzyl)oxalamsäureethylester
(4.0.0)
-
6-(4-Methoxybenzylamino)hexan-3-ol
(24 kg, 101,1 Mol) in Essigsäureethylester
(158 Gal, 598 l) wurde zu einem sauberen und trockenen, mit Stickstoff
gespülten
500-Gallon-Behälter gegeben.
Diese Lösung wurde
auf 0 – 5°C gekühlt, dann
wurde eine Lösung
von Natriumbicarbonat (16,988 kg, 202,2 Mol in 51 Gal (193 l) Wasser)
unter Halten einer Temperatur von 0 bis 5°C zugegeben. Eine Lösung von
Ethyloxalylchlorid (16,566 kg, 121,4 Mol) in Essigsäureethylester
(20 Gal, 75,7 l) wurde unter Halten einer Temperatur von 0 – 5°C in einem
Zeitraum von etwa 25 Minuten zugegeben. Die Reaktion wurde auf 20 – 25°C erwärmen lassen, wobei
sie an dem Punkt laut HPLC vollständig war. Die Reaktion wurde
weitere 16 Stunden gerührt,
um restliches Ethyloxalylchlorid zersetzen zu lassen. Die untere
wässrige
Schicht wurde verworfen und der Essigsäureethylester wurde mit 49
Gal (185,5 l) Wasser gewaschen. Die Schichten wurden getrennt. Der
verbleibende Essigsäureethylester
wurde mit einer Lösung
von 2N HCl (5,6 Gal (21,2 l) konzentrierte HCl plus 28,4 Gal (107,5
l) Wasser) gewaschen. Der verbleibende Essigsäureethylester wurde Vakuum-abgestreift,
unter Gewinnung des Amid-Rohprodukts als ein Öl, 29,296 kg (85,9% Theorie).
-
- 1HNMR (CDCl3,
400 MHz) δ 7,18
(m, 2), 6,83 (m, 2), 4,41 (m, 1), 4,31 (m, 3), 3,76 (d, 3), 3,43
(m, 1), 3,25 (m, 1), 3,13 (t, 1) , 2,00 (bs, 1) , 1,80 – 1,26 (m,
8) , 0,87 (t, 3). IR (rein) 3456, 1739, 1654, 1513 cm-1. 13CNMR (CDCl3, 100
MHz) δ 163,5,
162,1, 159,7, 159,0, 129,6, 129,2, 128,0, 127,1, 114,2, 114,1, 72,6,
72,5, 62,1, 55,3, 50,9, 47,0, 46,3, 43,6, 33,5, 33,4, 30,3, 30,2,
24,3, 22,9, 14,0, 9,9. GC-Massenspektrum: m/e 337 (M+).
-
BEISPIEL 4
-
N-(4-Methoxybenzyl)-N-(4-oxo-hexyl)oxalamsäureethylester
(5.0.0)
-
Kaliumbromid (593 g, 5 Mol) wurde
in Wasser (5 Gal, 18,9 l) in einem 100-Gallon-Behälter gelöst. Eine Lösung von
Oxalamidalkohol (33,62 kg, 99,6 Mol) in Methylenchlorid (34 Gal,
128,7 l) wurde zugegeben. Der freie radikalische 2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy-(TEMPO)-Katalysator
(150 g) wurde zugegeben und die Reaktion auf 0 – 5°C gekühlt. Frische Natriumhypochloritlösung (hergestellt
aus Calciumhypochlorit (12,11 kg) und Natriumcarbonat (17,96 kg)
in Wasser (100 Gal, 378,5 l), eingestellt auf pH 9,5 mit Natriumbicarbonat
(1,7 kg) und filtriert unter Entfernung von Calciumcarbonat), wurde
langsam unter Halten der Temperatur bei 10-15°C
zugegeben. Wenn die Reaktion vollständig war, wurden die Schichten
getrennt und die wässrige
mit 8 Gallon weiterem Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten
organischen Schichten wurden mit einer aus konzentrierter HCl (5,4
l) und Kaliumjodid (331 g) in Wasser (3,84 Gal, 14,5 l) hergestellten
Lösung
gewaschen. Die organische Schicht wurde dann mit einer Lösung von
Natriumthiosulfat (1197 g) in Wasser (5,3 Gal, 20 l) gewaschen.
Das Methylenchlorid wurde mit 10 Gal (37,85 l) Wasser gewaschen
und dann ohne Vakuum zu einem Öl
abgestreift. Das Öl
wurde weiter abgestreift, nachdem es zu einem 50-Liter-Reaktor überführt wurde. Eine
Ausbeute von 33,407 kg Produkt wurde erhalten, jedoch enthielt dieses
Material 15 Gewichtsprozent Methylenchlorid (laut NMR). Die korrigierte
Ausbeute war 28,396 kg (85,0% der Theorie).
-
- 1HNMR (CDCl3,
300 MHz) δ 7,
18 (dd, 2), 6, 82 (dd, 2), 4,49 (s, 1), 4,27 (m, 3), 3,74 (d, 3),
3,22 (t, 1), 3,10 (t, 1), 2,34 (m, 4), 1,77 (m, 2), 1,29 (m, 3),
0,98 (t, 3). 13HNMR (CDCl3,
100 MHz) δ 163,2,
163,1, 162,3, 159,5, 159,2, 145,6, 129,7, 129,2, 127,96, 127,1,
114,2, 114,1, 112,1, 62,1, 55,2, 50,6, 46,1, 46,1, 42,7, 39,0, 38,1, 35,8,
21,5, 20,6, 13,9, 7,7. GC-Massenspektrum: m/e 335 (M+).
-
BEISPIEL 5
-
3-Hydroxy-1-(4-methoxybenzyl)-4-propionyl-5,6-dihydro-1H-pyridin-2-on (6.0.0)
-
Oxalamidketon (28,296 kg, 84,4 Mol)
wurde in trockenem Tetrahydrofuran (28 Gal, 106 l) in einem sauberen
und trockenen 100-Gallon-Behälter
gelöst.
Diese Lösung
wurde zu einer Lösung
von Kalium-t-butoxid (10,392 kg) in Tetrahydrofuran (42 Gal, 159
l) in einem 300-Gallon-Behälter
innerhalb eines Zeitraums von 30 Minuten unter Halten der Temperatur
bei <35°C gegeben.
Nach einer Stunde bei 20 – 25°C war die
Reaktion laut HPLC vollständig.
Wasser (98 Gal, 371 l) wurde zu der Reaktion gegeben, gefolgt von
Isopropylether (24 Gal, 90,8 l). Die Schichten wurden getrennt und
die das Produkt als ihr Kaliumsalz enthaltende wässrige Schicht wurde ein zweites
Mal mit Isopropylether gewaschen. Die wässrige Schicht wurde teilweise
im Vakuum eingedampft, unter Entfernung von jeglichem zurückbleibendem
THF und durch die Zugabe von 6N HCl (4 Gal, 15,1 l) auf pH 2,1 angesäuert. Die
sich ergebende Aufschlämmung
wurde filtriert und die Feststoffe mit Wasser gewaschen. Das Produkt
wurde bei 50°C
an der Luft getrocknet, unter Bereitstellung von 17,9 kg Produkt (73%);
Fp. 102-103°C.
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- 1HNMR (CDCl3,
300 MHz) δ 7,20
(d, 2), 6,86 (d, 2), 4,60 (s, 2), 3,70 (s, 3), 3,33 (t, 2), 2,69
(q, 2), 2,56 (t, 2), 1,13 (t, 3).
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BEISPIEL 6
-
3-Methoxy-1-(4-methoxybenzyl)-4-propionyl-5,6-dihydro-1H-pyridin-2-on (7.0.0)
-
3-Hydroxy-1-(4-methoxybenzyl)-4-propionyl-5,6-dihydro-1H-pyridin-2-on
(17,35 kg, 60 Mol) und Cäsiumcarbonat
(22,126 kg, 67,9 Mol) wurden zu trockenem Dimethylformamid (24 Gal,
90,8 l) in einem sauberen, trockenen 100-Gallon-Behälter
gegeben. Die Suspension wurde eine halbe Stunde, um Dispersion zu
sichern, gerührt.
Dimethylsulfat (8,552 kg, 67,8 Mol) wurde rein über einen Zeitraum von 30 Minuten,
unter Halten der Temperatur bei 20 – 25°C, zugegeben. Wenn die Charge
vollständig
war, wurde der Zugabetrichter in den Behälter mit weiterem DMF (500
ml) gespült.
Die Reaktion wurde 16 Stünden
bei 20 – 25°C rühren lassen.
Die Reaktion wurde mit Essigsäureethylester
(108 Gal, 408,8 l) verdünnt
und wurde mit Wasser (4 × 22
Gal (83,3 l)) gewaschen. Die Essigsäureethylesterlösung wurde
mit einer aus 6,94 Litern 50%igem Natriumhydroxid in 22 Gal (83,3
l) Wasser hergestellten Lösung
gewaschen, gefolgt von Waschen mit einer aus 6,94 Litern konzentrierter
HCl in 22 Gal (83,3 l) Wasser hergestellten Lösung. Die organische Lösung wurde
durch Waschen mit Salzlösung
(14 Gal, 53 l) getrocknet. Der Essigsäureethylester wurde unter Vakuum
abgestreift zu einem Öl,
welches für
die Verwendung im nächsten
Schritt geeignet war. Die geschätzte
Ausbeute, basierend auf NMR-Analyse des zurückbleibenden Lösungsmittels,
war 89%. Eine kleine Probe wurde zur Charakterisierung isoliert.
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- 1HNMR (CDCl3,
300 MHz) δ 7,14
(d, 2), 6,78 (d, 2), 4,51 (s, 2), 3,88 (s, 3), 3,71 (s, 3), 3,2
(t, 2), 2,81 (q, 2), 2,42 (t, 2), 1,02 (t, 3). 13CNMR
(CDCl3, 100 MHz) δ 201,8, 159,1, 145,6, 129,3,
128,7, 126,5, 114,1, 60,2, 55,2, 49,6, 43,8, 37,0, 22,8, 8,1. GC-Massenspektrum:
m/e 303 (M+).
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BEISPIEL 7
-
Cyclopentylhydrazindihydrochlorid
-
Cyclopentanol (6,127 kg, 71,1 Mol)
und Triphenylphosphin (18,667 kg, 71,25 Mol) wurden in Tetrahydrofuran
(40 Gal) in einem sauberen und trockenen, mit Stickstoff gespülten 100-Gallon-Behälter gelöst und das
Reaktionsgemisch wurde auf 5°C
gekühlt.
Eine Lösung
von Di-t-butylazodicarboxylat (14,9 kg, 64,7 Mol) in Tetrahydrofuran
(36 l) wurde innerhalb etwa 2 Stunden, unter Halten der Temperatur <6°C, zugegeben.
Die Reaktion wurde 5 Stunden rühren
lassen, während
die Temperatur sich langsam auf 20 – 25°C erhöhen lassen wurde. 6N HCl (26,5
l) wurde zu der Reaktion gegeben, welche bei 20°C war. Die Reaktion wurde 24
Stunden bei 20 – 25°C rühren lassen,
wobei an dem Punkt das Ausgangsmaterial reagiert hatte. Wasser (10
Gal, 37,85 l) wurde zugegeben und das Tetrahydrofuran wurde durch
Vakuumdestillation entfernt. Während
der Aufkonzentrierung fiel Triphenylphosphinoxid aus und weitere 20
Gallon (75,7 l) Wasser wurden zugegeben. Die Reaktion wurde gekühlt und
Methylenchlorid (30 Gal, 113,6 l) wurde zugegeben. Die Schichten
wurden abgetrennt und die wässrige
wurde zwei weitere Male mit Methylenchlorid (10 Gal, 37,85 l) extrahiert.
Die wässrige Schicht
wurde destilliert, um Wasser zu entfernen. Als sich das Volumen
verminderte, wurde Isopropanol (3 × 20 Gal (75,7 l)) zum azeotropen
Entfernen von Restwasser zugegeben. Die erhaltene Aufschlämmung wurde filtriert
und die Feststoffe wurden in einem Vakuumofen getrocknet, unter
Gewinnung von 7,682 kg (68,6% der Theorie) über Mehrfachchargen. Dieses
Material wurde als das Dihydrochloridsalz charakterisiert; Fp. 189-194°C.
-
- 1HNMR (DMSO-d6,
300 MHz) δ 3,48
(m, 1), 1,79 (m, 2), 1,64 (m, 4) , 1,49 (m, 2).
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BEISPIEL 8
-
1-Cyclopentyl-3-ethyl-6-(4-methoxybenzyl)-1,4,5,6-tetrahydro-pyrazolo[3,4-c]pyridin-7-on
(8.0.0)
-
3-Methoxy-1-(4-methoxybenzyl)-4-propionyl-5,6-dihydro-1H-pyridin-2-on
(14,471 kg, 47,76 Mol) wurde in Tetrahydrofuran (10,5 Gal, 39,7
l) in einem sauberen und trockenen 100-Gallon-Behälter gelöst. Cyclopentylhydrazindihydrochlorid
(7,664 kg, 44,3 Mol) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch langsam
auf ≈88°C erwärmt, während Stickstoff über die
Reaktion gespült
wurde, um Methanol, THF und HCl zu entfernen. Die Reaktion wurde
durch HPLC verfolgt, bis die Umwandlung vollständig war, was Erhitzen über Nacht
in den meisten Fällen
erforderte. Das Topf-Reaktionsprodukt war ein dickes, dunkles Öl. Eine
Probe von 1-Cyclopentyl-3-ethyl-6-(4-meth oxybenzyl)-1,4,5,6-tetrahydropyrazolo[3,4-c]pyridin-7-on
wurde zur Charakterisierung isoliert.
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- 1HNMR (CDCl3,
300 MHz) δ 7,23
(d, 2), 6,85 (d, 2), 5,72 (m, 1), 4,62 (s, 2), 3,77 (s, 3), 3,44
(t, 2), 2,62 (t und q, 4), 2,06 (m, 4), 1,89 (m, 2), 1,67 (m, 2),
1,17 (t, 3). 13CNMR (CDCl3,
100 MHz) δ 159,5,
159,0, 148,0, 145,6, 129,6, 129,3, 118,5, 114,0, 112,9, 60,4, 55,2,
48,6, 47,2, 32,7, 24,4, 20,2, 19,9, 13,8. GC-Massenspektrum: m/e
353 (M+). Das Produkt dieses Schritts könnte direkt
im nächsten
Schritt verwendet oder als ein p-Toluolsulfonsäure- oder Benzolsulfonsäuresalz,
wie beschrieben, gereinigt werden.
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BEISPIEL 9
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Zubereitung von p-Toluolsulfonsäure- und
Benzolsulfonsäuresalzen
von 1-Cyclopentyl-3-ethyl-6-(4-methoxybenzyl)-1,4,5,6-tetrahydropyrazolo[3,4-c]pyridin-7-on
-
Das rohe Lactam (1 g, 2,83 mMol)
wurde in Essigsäureethylester
(5 ml) gelöst
und mit einer Lösung von
wasserfreier p-Toluolsulfonsäure
(0,487 g, 2,83 mMol) in Essigsäureethylester
(2 ml) behandelt. Das Salz kristallisierte aus dem Gemisch, das
dann gekühlt
und filtriert wurde, unter Bereitstellung von 1,21 g reinem Tosylatsalz
als einen weißen
Feststoff in 81%iger Ausbeute; Fp. 110-113,8°C.
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Analyse berechnet für C28H35N3O5S : C 63,98 ; H 6,71 ; N 7,99; S 6,10. Gefunden:
C 63,83; H 6,69; N 8,02; S 6,14.
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Das Benzolsulfonsäuresalz wurde in der gleichen
Weise gebildet; Fp. 126,6-131,4°C.
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Analyse berechnet für C27H33N3O5S : C 63,38; H 6,50 ; N 8,21. Gefunden:
C 63,09; H 6,48; N 8,21.
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Jedes von diesen kristallinen Salzen
kann in der im nächsten
Beispiel beschriebenen Schutzgruppenentfernungsreaktion mit Trifluoressigsäure und
Methansulfonsäure
verwendet werden.
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BEISPIEL 10
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1-Cyclopentyl-3-ethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrazolo[3,4-c]pyridin-7-on
(9.0.0)
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Das Reaktionsgemisch von Beispiel
8 wurde auf 55°C
gekühlt
und langsam wurde dazu Trifluoressigsäure (87,3 kg, 764 Mol), unter
Halten der Temperatur zwischen 50 – 60°C, gegeben. Das erste Drittel
der Charge war exotherm und erforderte äußeres Kühlen. Methansulfonsäure (6342
ml, 97,7 Mol) wurde zugegeben und die Reaktion für zwei Stunden auf ≈70°C erwärmt. Die
Reaktion wurde auf 20 bis 25°C
gekühlt
und Methylenchlorid (17 Gal, 64 l) wurde zugegeben, gefolgt von
langsamer Wasserzugabe (17 Gal, 64 l). Die Schichten wurden getrennt
und die wässrige
Schicht wurde weiter mit Wasser (6 Gal, 22,7 l) verdünnt und
dann erneut mit Methylenchlorid (6 Gal, 22,7 l) extrahiert. Die
vereinigten Methylenchloridschichten wurden mit Wasser (29 Gal,
110 l) vermischt und dann auf pH ≈7,0
durch die Zugabe von gesättigtem
Natriumbicarbonat (ca. 45 Gal, 170 l) gebracht. Die Schichten wurden
getrennt und das Methylenchlorid atmosphärisch destilliert zu etwa 9
Gal (35 l). Essigsäureethylester
(13 Gal, 49 l) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch zu etwa
9 Gal (35 l) destilliert. Die erhaltene Aufschlämmung wurde gekühlt und
granuliert. Die Feststoffe wurden durch Filtration gesammelt, mit
Essigsäureethylester
gewaschen und bei 40°C
unter Vollvakuum Vakuum-getrocknet. Die Ausbeute war 7,91 kg, 71,2%;
Fp. 152-153°C.
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- 1HNMR (CDCl3,
300 MHz) δ 5,61
(m, 2), 3,51 (dt, 2), 2,72 (t, 2), 2,62 (q, 2), 2,08 (m, 4), 1,90
(m, 2), 1,65 (m, 2), 1,40 (t, 3).
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BEISPIEL 11
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1-Cyclopentyl-7-ethoxy-3-ethyl-4,5-dihydro-1H-pyrazolo[3,4-c]pyridin (10.0.0)
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Eine Lösung von Triethyloxoniumtetrafluoroborat
(3,371 kg, 17,74 Mol) in Methylenchlorid (10,8 l) wurde langsam
zu einer Suspension von 1-Cyclopentyl-3-ethyl-1,4,5,6-tetrahydro-pyrazolo[3,4-c]pyridin-7-on
(3,6 kg, 15,43 Mol) in Methylenchlorid (7,2 l) über einen Zeitraum von etwa
40 Minuten gegeben. Die Lösung
wurde dann für
etwa 21 Stunden bei 18-22°C
reagieren lassen. Nachdem die Reaktion vollständig war, wurde die organische
Lösung
mit wässrigem
10%igem Natriumcarbonat (36 l) gewaschen und zu einem Öl eingedampft, das
direkt im nächsten
Schritt verwendet wurde. Die Ausbeute für diesen Schritt war 92,9%.
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- 1HNMR (CDCl3,
300 MHz) δ 5,14
(Quintett, 1), 4,25 (q, 2), 3,62 (t, 2), 2,58 (m, 4), 2,07 (m, 4),
1,88 (m, 2), 1,61 (m, 2), 1,35 (t, 3), 1,19 (t, 3). GC-Massenspektrum:
m/e 261 (M+).
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BEISPIEL 12
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8-Cyclopentyl-6-ethyl-3-thiophen-2-yl-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen
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Eine Lösung von 1-Cyclopentyl-7-ethoxy-3-ethyl-4,5-dihydro-1H-pyrazolo[3,4-c]pyridin
(3,739 kg, 14,3 Mol) und 2-Thiophencarbonsäurehydrazid
(2,237 kg, 15,8 Mol) wurde in einer Lösung in 1-Butanol (37 l) auf ≈90°C in einem
50-Gallon-Behälter für 48 Stunden
erhitzt. An diesem Punkt wurde etwas 1-Butanol abdestilliert, um
Wasser azeotrop zu entfernen. Die Reaktion wurde auf ein niedriges
Volumen aufkonzentriert und 4 Gallon Methylenchlorid (4 Gal, 15
l) wurden zugegeben. Die organischen Stoffe wurden zweimal mit 1N
HCl (8 Gal, 30,3 l) gewaschen und durch Destillation auf niedriges
Volumen aufkonzentriert. Isopropanol (16 l) wurde zu dem Konzentrat
gegeben und die erhaltene Aufschlämmung wurde gekühlt und
granuliert. Das Produkt wurde durch Filtration gesammelt und bei
40°C im
Vakuumofen getrocknet. Die Ausbeute war 3,25 kg (67%) eines weißen Feststoffs;
Fp. 126°C.
-
- 1HNMR (CDCl3,
300 MHz) δ 7,51
(m, 2), 7,28 (s, 1), 7,20 (dd, 1), 5,61 (m, 1), 4,35 (t, 2), 3,00
(t, 2), 2,70 (q, 2), 2,18 (m, 4), 1,97 (m, 2), 1,62 (m, 2), 1,29
(t, 3).
Analyse berechnet für
C18H21N5S
: C 63,69 ; H 6,24 ; N 20,63. Gefunden: C 63,82; H 6,30; N 20,77.
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BEISPIEL 13
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3-tert-Butyl-8-cyclopentyl-6-ethyl-5,8-dihydro-4H-1,2,3a,7,8-pentaaza-as-indacen
-
Eine Lösung von 1-Cyclopentyl-7-ethoxy-3-ethyl-4,5-dihydro-1H-pyrazolo[3,4-c]pyridin
(5 g, 19,4 mMol) und 2,2-Dimethylpropioncarbonsäurehydrazid
(2,48 g, 21,4 mMol) wurde in einer Lösung in 1-Butanol (30 ml) 48
Stunden unter Rückfluss
erhitzt. Das Lösungsmittel
wurde bei vermindertem Druck verdampft und das zurückbleibende Öl wurde
in Methylenchlorid gelöst.
Die organische Lösung
wurde mit 1N HCl (50 ml) gewaschen und über Calciumchlorid getrocknet.
Die Lösung
wurde filtriert, im Vakuum eingedampft und das Rohprodukt wurde
aus Isopropanol kristallisiert. Die Ausbeute war 2,76 g (45%) eines
weißlichen
Feststoffs; Fp. 150-151°C.
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- 1HNMR (CDCl3,
300 MHz) δ 5,50
(m, 1), 4,49 (t, 2), 3,15 (t, 2), 2,68 (q, 2), 2,13 (m, 4), 1,93
(m, 2), 1,70 (m, 2), 1,60 (s, 9), 1,24 (t, 3).
Analyse berechnet
für C18H27N5:
C 68, 97; H 8, 68; N 22,34. Gefunden: C 69,05; H 8,89; N 22,46.