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Die
vorliegende Erfindung betrifft neue Verfahren zur Herstellung von
5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-azacycloalkanoylaminothiazolen
und Analogen, Inhibitoren von cyclinabhängigen Kinasen.
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Die
5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-azacycloalkanoylaminothiazolverbindungen
der Formel I
oder eines pharmazeutisch
akzeptablen Salzes davon, worin:
R Alkyl, Aryl oder Heteroaryl
ist;
R
1, R
2,
R
3, R
4 und R
5 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff,
Alkyl, Aryl oder Heteroaryl sind;
R
6 und
R
7 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff,
Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Halogen, Hydroxy oder Alkoxy sind;
R
8 Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, CONR
9R
10, COR
11 oder COOR
12 ist;
R
9, R
10, R
11 und R
12 jeweils
unabhängig
voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Aryl sind;
m 0 bis 5 entspricht;
und
n 0 bis 5 entspricht,
sind neue, potente Inhibitoren
von cyclinabhängigen
Kinasen (cdks). Sie sind nützlich
zur Therapie von proliferativen Erkrankungen, zum Beispiel Krebs,
Entzündungen, Autoimmunerkrankungen,
wie beispielsweise Arthritis, viralen Erkrankungen, Pilzerkrankungen,
durch Chemotherapie induzierte Alopecie, neurodegenerative Störungen,
wie beispielsweise Alzheimerkrankheit und kardiovaskuläre Erkrankung.
Insbesondere sind die Verbindungen der Formel I zur Behandlung einer
Vielzahl von Krebsarten, wie beispielsweise Blasen-, Brust-, Kolon-,
Nieren-, Leber- und Lungenkrebs, nützlich.
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Die
WO 9924416 und das entsprechende US-Patent Nr. 6 040 321 beschreiben
die Herstellung von 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-aminothiazolen, Hauptzwischenprodukten
bei der Synthese von 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-azacycloalkanoylaminothiazolen
der Formel I, durch Reaktion von 5-Acetylthio-2-acetylaminothiazol mit
einer Base und anschließendes
Einschließen
des Thiolats mit einem 2-Oxazolylalkylhalogenid. Die Hydrolyse der
sich ergebenden 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-acetylaminothiazolverbindungen
ermöglichte
die 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-aminothiazol-Hauptzwischenprodukte.
Die erforderlichen 2-Oxazolylalkylhalogenide wurden durch (i) Reaktion
von β-Hydroxyaminen
mit α-Chloroacylchloriden
und anschließender
Oxidation der sich ergebenden β-Hydroxy-α-Chloramiden
und anschließender
Oxazolringbildung (K. S. Kim u.a., WO 9924416, 20. Mai 1999) oder
(ii) Reaktion von α-Diazoketonen
mit α-Chlornitrilen
(K. S. Kim u.a., WO 9924416, 20. Mai 1999; T. Ibata u.a., Bull.
Chem. Soc. Japan 1979, 52, 3497) hergestellt. Obwohl eine Auswahl
von 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-aminothiazolen
durch dieses Verfahren hergestellt werden kann, ist dieses Verfahren
aufgrund der kommerziellen Verfügbarkeit
des anfänglichen
5-Acetylthio-2-acetylaminothiazols,
der Verwendung von gefährlichen α-Diazoketonen
und von teuren chromatographischen Trennungsprodukten einer Synthese
im großen
Umfang nicht zugänglich.
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Über die
Reaktion von α-Halogen-Ketonen
mit Azid zu α-Azido-Ketonen
ist bereits in der Literatur berichtet worden (A. Hassner u.a.,
Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1986, 25, 478; M. G. Nair u.a., J.
Med. Chem., 1980, 23, 899; H.-J. Ha u.a., Synth. Commun., 1994,
24, 2557). Über
die Reaktion von α-Sulfonyloxyketonen mit
Azid zu α-Azidoketonen
ist auch bereits berichtet worden (T. Patonay u.a., J. Org. Chem.
1994, 59, 2902; G. A. Revelli u.a., Synth. Commun. 1993, 23, 1111).
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Die
Reduktion von α-Azidoketonen
zu α-Aminoketonen
ist in der Literatur beschrieben worden (H.-J. Ha u.a., Synth. Commun.
1994, 24, 2557; J. P. Sanchez u.a., J. Heterocycl. Chem. 1988, 25,
469; S. K. Boyer u.a., J. Org. Chem. 1985, 50, 3408). Die Reaktion
von α-Aminoketonen
mit α-Halogenacylhalogeniden
zu den entsprechenden Amiden ist ferner beschrieben worden (G. T.
Newbold u.a., J. Chem. Soc., 1948, 1855; G. T. Newbold u.a., J.
Chem. Soc., 1950, 909).
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Die
Reaktion von Alkylthiouroniumsalzen mit Alkylhalogeniden zu Sulfiden
ist bereits beschrieben worden (H. Chen u.a., Synth. Commun., 1990,
20, 3313). Über
die Reaktion von Alkylthiolen mit 5-Brom-2-aminothiazol zu 5-Alkylthio-2-aminothiazolen
ist berichtet worden (J. B. Dickey u.a., J. Org. Chem, 1959, 24,
187).
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Scott
und Wolf, Applied Microbiology, 1962, 10, 211–216, offenbaren die Herstellung
einer Reihe von quaternären
Verbindungen von Hexamethylentetramin und Halogenkohlenwasserstoffen,
hergestellt mit Blick auf die Untersuchung ihrer antibakteriellen
Wirksamkeit.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft neue wirksame Verfahren zur Herstellung
von 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-aminothiazolen.
Die Verfahren beinhalten neuen Strategien zur Herstellung von 2-Oxazolylalkylhalogeniden
und 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-aminothiazolen,
die das Verfahren zur Herstellung von neuen quaternären Hauptzwischenprodukt-Ammoniumsalzen
und 2-Oxazolylalkylsulfidderivaten aufweisen. Die vorliegende Erfindung
betrifft weiter Verfahren zur Herstellung von 5-(2-Oxazolylakylthio)-2-azacycloalkanoylaminothiazolen
und Analogen, Inhibitoren von cyclinabhängigen Kinasen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft neue, wirksamere Verfahren zur Herstellung
von 5-(2-Oxazoolylalkylthio)-2-aminothiazolen
zur Anwendung für
die Synthese von 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-azacycloalkanoylaminothiazolen
und Analogen, Inhibitoren von cyclinabhängigen Kinasen.
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Die α-Aminoketone
IV werden durch Reaktion von α-Halogenketonen
II mit einem cyclischen Alkylentetramin, wie beispielsweise Hexamethylentetramin
und dergleichen und anschließende
Hydrolyse des sich ergebenden, neuen quaternären Ammoniumsalzes III hergestellt.
Mit dieser Reaktion werden ausgezeichnete Ausbeuten der gewünschten
Zwischenverbindung IV von über
90% auf sicherere Weise erzielt.
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Danach
erzeugt die Reaktion der α-Aminoketone
IV mit einem α-Halogenacylhalogenid
V in Gegenwart einer Base oder alternativ das Kuppeln der α-Aminoketone IV mit
einer α-Halogensäure die
entsprechenden Amide VI. Dann ermöglicht der Ringschluss von
VI mit einem dehydratisierenden Reagenz 2-Oxazolylalkylhalogenide VII. Wenn ein
herkömmliches
dehydratisierendes Reagenz, wie beispielsweise Trihalogenphosphoroxid,
wie POCl3, verwendet wird, ist eine Produktisolation
aufgrund der Bildung von großen
Mengen an Salzsäure
und Phosphorsäure
schwierig. Daher verwendet das Verfahren der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise das Burgess-Reagenz, das ausgezeichnete Ausbeuten erzielt
und eine leichte und sichere Produktisolation aus Wasser ermöglicht.
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Die
anschließende
Behandlung von 2-Oxazolylalkylhalogeniden VIII mit Schwefel enthaltendem
Reagenz VIII oder VIII' ermöglicht neue
Hauptzwischenverbindungen, 2-Oxazolylalkylsulfide IX. Die Kupplung
von IX mit 5-Halogen-2-aminothiazol X führt zu 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-aminothiazolen
XI. Die Kupplung von XI mit einem Azacycloalkansäurederivat XII bringt Thiazolylamide
XIII hervor, die (in dem Fall, in dem P eine Schutzgruppe, z.B.
Boc, ist) zu 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-azacycloalkanoylaminothiazolen I entschützt werden können, worin
R8 Wasserstoff ist, d.h. Inhibitoren von
cyclinabhängigen
Kinasen.
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Die
oben beschriebenen Reaktionen sind im nachfolgenden Schema 1 veranschaulicht.
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In
den Formeln I-XIII des Schemas I gelten die folgenden Bedingungen:
R
ist Alkyl, Aryl oder Heteroaryl;
R1,
R2, R3, R4 und R5 sind jeweils
unabhängig
voneinander Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Heteroaryl;
R6 und R7 sind jeweils
unabhängig
voneinander Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Wasserstoff, Hydroxy
oder Alkoxy;
R8 ist Wasserstoff, Alkyl,
Aryl, Heteroaryl, CONR9R10,
COR11 oder COOR12;
R9, R10, R11 und R12 sind jeweils
unabhängig
voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Aryl;
L ist Wasserstoff
oder Sulfonat (RSO2O-, CF3SO2O- usw.);
M ist Wasserstoff, Li, Na,
K, Cs oder quaternäres
Ammonium (R4N);
X ist Hydroxy, Halogen
oder Acyloxy (RCOO-, ROCOO- usw.);
Y ist O, S, NH, N-Alkyl,
N-Aryl oder N-Acyl;
Z ist Wasserstoff, Alkyl, Aryl, O-Alkyl,
O-Aryl, S-Alkyl, S-Aryl, NH2, N-Alkyl, N-Aryl
oder N-Acyl;
P ist eine Stickstoff-Schutzgruppe (Boc, Cbz,
R3Si usw.);
m entspricht 0 bis 5; und
n
entspricht 0 bis 5.
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Unten
sind Definitionen von verschiedenen Begriffen angegeben, die verwendet
werden, um die Verbindungen zu beschreiben, die an den Verfahren
der vorliegenden Erfindung beteiligt sind. Diese Definitionen betreffen
die Begriffe, wie sie durch die ganze Beschreibung hindurch angewendet
werden (wenn nicht anders angegeben), und zwar entweder einzeln
oder als Teil einer größeren Gruppe.
Es ist zu beachten, dass jedes Heteroatom mit nicht zufrieden stellenden
Wertigkeiten zum Abdecken der Wertigkeiten ein Wasserstoffatom haben
soll.
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Der
Begriff „Alkyl" oder „Alk" (d.h. abgeleitete
Formen von Alkyl) betrifft wahlweise substituierte geradkettige,
verzweigte oder cyclische, monovalente, von Alkan (gesättigten
Kohlenwasserstoff) stammende Radikale mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen.
Im Falle einer Substitution können
Alkylgruppen mit bis zu vier Substituentengruppen an jede verfügbare Stelle
der Anbringung substituiert sein. Beispiele für Alkylgruppen umfassen Methyl,
Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, t-Butyl, Isobutyl, Pentyl, Hexyl,
Isohexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl und dergleichen,
sind aber nicht darauf beschränkt.
Das Alkyl kann wahlweise mit ein oder mehr Halogenen oder Alkylgruppen,
wie beispielsweise Trifluormethyl, 4,4-Dimethylpentyl, 2,2,4-Trimethylpentyl
usw., substituiert sein.
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Der
Begriff „Aryl" oder Derivatformen
davon betrifft monocyclische oder bicyclische aromatische Ringe,
z.B. Phenyl, substituiertes Phenyl und dergleichen, sowie Gruppen,
die kondensiert sind, z.B. Naphthyl, Phenanthrenyl und dergleichen, enthaltend
6 bis 30 Kohlenstoffatome. Eine Arylgruppe kann daher mindestens
einen Ring mit 6 Atomen enthalten, wobei bis zu fünf solcher
Ringe vorhanden sind, die bis zu 22 oder 30 Atome darin enthalten,
je nach den wahlweise wechselnden (resonanzfähigen) Doppelbindungen zwischen Kohlenstoffatomen
oder geeigneten Heteroatomen. Beispiele für Arylgruppen umfassen Phenyl,
Naphthyl, Anthryl, Biphenyl und dergleichen, sind aber nicht darauf
beschränkt.
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Der
Begriff „Acyl" betrifft das Radikale
RCO-, entweder allein oder in Kombination zum Beispiel mit Sauerstoff,
Stickstoff, Schwefel usw. Der Begriff „Halogen" oder „Halo" betrifft Chlor, Brom, Fluor oder Iod,
wobei Brom das bevorzugte Halogen ist.
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Der
Begriff „Heteroaryl" betrifft eine monocyclische
aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 oder 6 Ringatomen oder
eine bicyclische aromatische Gruppe mit 8 bis 10 Atomen, enthaltend
mindestens ein Heteroatom, O, S oder N, worin ein Kohlenstoff- oder
Stickstoffatom die Stelle bezüglich
der Anbringung ist und worin ein oder zwei zusätzliche Kohlenstoffatome wahlweise
durch ein Heteroatom ersetzt sind, das aus O oder S ausgewählt ist,
und worin 1 bis 3 zusätzliche
Kohlenstoffatome wahlweise durch Stickstoff-Heteroatome ersetzt
sind, wobei die Heteroarylgruppe wahlweise wie hier beschrieben
substituiert ist. Beispielhafte Heteroarylgruppen umfassen Thienyl,
Furyl, Pyrrolyl, Pyridinyl, Imidazolyl, Pyrrolidinyl, Piperidinyl,
Thiazolyl, Oxazolyl, Triazolyl, Pyrazolyl, Isoxazoyl, Isothiazolyl,
Pyrazinyl, Pyridazinyl, Pyrimidinal, Triazinylazepinyl, Indolyl, Isoindolyl,
Chinolinyl, Isochinolinyl, Benzothiazolyl, Benzoxazolyl, Benzimidazolyl,
Benzoxadiazolyl, Benzofurazanyl, usw., sind aber nicht darauf beschränkt. Die
Heteroarylgruppen können
wahlweise durch ein oder mehr Gruppen substituiert sein, die Halogen,
Alkyl, Alkoxy, Hydroxy, Carboxy, Carbamoyl, Alkyloxycarbonyl, Trifluormethyl,
Cycloalkyl, Nitro, Cyano, Amino, Alkyls(O)m (worin
m = 0, 1 oder 2), Thiol und dergleichen umfassen, sind aber nicht
darauf beschränkt.
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Wenn
ein funktionelle Gruppe als „geschützt" bezeichnet wird,
bedeutet das, dass die Gruppe in modifizierter Form vorliegt, um
an der geschützten
Stelle unerwünschte
Nebenreaktionen auszuschließen.
Geeignete Schutzgruppen für
die an den vorliegenden Verfahren beteiligten Verbindungen werden
in der Beschreibung unter Einbeziehung des Stand des Fachkönnens und
mit Bezug auf standardmäßige Fachbücher gewürdigt, wie
beispielsweise T. W. Grenene u.a., Protective Groups in Organic
Synthesis, Wiley, N.Y. (1991).
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Der
Begriff „pharmazeutisch
akzeptables Salz" betrifft
die Salze der biologisch aktiven Verbindungen, die die pharmazeutischen
Eigenschaften der Verbindungen, wie beispielsweise die Toxizität, Wirksamkeit
usw. nicht wesentlich oder nachteilig beeinflussen und die Salze
aufweisen, die gewöhnlich
in der pharmazeutischen Industrie verwendet werden. Geeignete Beispiele
für Salze
umfassen die mit anorganischen oder organischen Säuren, wie
beispielsweise Hydrochlorid, Hydrobromid, Sulfat, Phosphat usw.
gebildeten, sind aber nicht darauf beschränkt. Weiterhin sind insbesondere
für die
Zwischenverbindungen der Erfindung Salze umfasst, die keinen pharmazeutischen
Nutzen haben aber ansonsten verwendet werden können, zum Beispiel zur Isolation
oder Reinigung von freien aktiven Verbindungen oder deren pharmazeutisch
akzeptablen Salzen.
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Alle
Stereoisomeren der Verbindungen der vorliegenden Erfindung werden
in Erwägung
gezogen, und zwar entweder in Beimengung oder in reiner oder im
Wesentlichen reiner Form. Die Definition der in den Verfahren der
Erfindung verwendeten Verbindungen umfasst alle möglichen
Stereoisomeren und deren Mischungen. Die Definition umfasst weiter
die razemischen Formen und die isolierten optischen Isomeren mit
der spezifischen Aktivität.
Die razemischen Formen können
durch physikalische Verfahren, wie beispielsweise fraktionierte
Kristallisation, Trennung oder Kristallisation von diastereomeren
Derivaten oder Trennung durch chirale Säulenchromatographie, gelöst werden.
Die einzelnen optischen Isomeren können von den Razematen durch herkömmliche
Verfahren wie beispielsweise Salzbildung mit einer optisch aktiven
Säure und
anschließender Kristallisation
erhalten werden.
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Es
ist davon auszugehen, das Solvate (z.B. Hydrate) der Verbindungen
der Formel I und die Zwischenverbindungen auch im Umfang der vorliegenden
Erfindung liegen. Verfahren des Lösens sind auf dem Fachgebiet
allgemein bekannt. Daher können
Verbindungen, die in den Verfahren der vorliegenden Erfindung von Nutzen
sind, in freier oder Hydratform vorliegen.
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Wie
im Schema 1 gezeigt, umfassen die Verfahren zur Herstellung von
5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-azacycloalkanoylaminothiazolen
und Analogen die folgenden Transformationen:
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(a) Reaktion eines α-substituierten
Ketons II wie das α-Halogenketon
mit einem cyclischen Alkylentetramin, wie beispielsweise Hexamethylentetramin
in einem geeigneten Lösungsmittel
oder Lösungsmittelmischungen zu
einem neuen quaternären
Ammoniumsalz III.
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Das α-Halogenketon
umfasst aliphatische und aromatische α-Halogenketone. Die bevorzugten α-Halogenketone
sind α-Halogenpinacolone,
wobei α-Brompinacolon
am meisten bevorzugt ist. Ein Sulfonat, zum Beispiel RSO2O- (worin R Alkyl, Aryl oder Heteroaryl
ist), CF3SO2O- und
dergleichen können
für das
Halogen in der α-Position substituiert
sein. Ein geeignetes Lösungsmittel
oder geeignete Lösungsmittel
umfassen Lösungsmittel,
wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe, Ether, Amide, zum Beispiel
Dimethylformamid, Ketone usw. oder Mischungen davon, wobei Ketone,
wie beispielsweise Aceton, für
die Reaktion (a) bevorzugt sind.
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(b) Reaktion des quaternären Ammoniumsalzes
III, erhalten im Schritt (a), mit einer Säure in einem geeigneten Lösungsmittel
oder Lösungsmittelmischungen
zu einem α-Aminoketon
IV.
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Die
Säure in
Reaktion (b) umfasst Protonensäure,
wie beispielsweise HCl, HBr, HI, H2SO4, H3PO4 usw.,
wobei HCl bevorzugt ist, ist aber nicht darauf beschränkt. Ein
geeignetes Lösungsmittel
oder geeignete Lösungsmittel
in Reaktion (b) umfassen Lösungsmittel,
wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe, Ether, Alkohole und dergleichen,
oder Gemische davon, wobei Alkohol, wie beispielsweise Ethanol,
bevorzugt ist. Das α-Aminoketonprodukt
kann als Salz oder freie Basenformen isoliert werden.
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(c) Reaktion (Acylierung)
des α-Aminoketons
IV oder seines Säuresalzes,
erhalten im Schritt (b), mit einem α-substituierten Acylderivat
V, wie beispielsweise einem α-Halogenacylhalogenid,
in Gegenwart einer Base und in einem geeigneten Lösungsmittel
oder Lösungsmittelgemischen
zu einem Amid VI.
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Das α-Halogenacylhalogenid
V umfasst α-Alkyl
oder Aryl substituiertes oder unsubstituiertes α-Halogenacylhalogenid, wobei
das letztere bevorzugt ist. Das am meisten bevorzugte α-Halogenacylhalogenid
ist α-Chloracetylchlorid.
Die in der Reaktion verwendete Base umfasst aromatische und aliphatische
organische Amine, wobei letztere bevorzugt sind, ist aber nicht
darauf beschränkt.
Die am meisten bevorzugte Base ist Triethylamin. Ein geeignetes
Lösungsmittel
oder geeignete Lösungsmittel
umfassen aprotische Lösungsmittel, wie
beispielsweise Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe,
Ether, Ester und dergleichen oder Gemische davon, wobei halogenierte
Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Dichlormethan, bevorzugt
sind. Alternativ kann die Reaktion mit einer α-substituierten Säure anstatt dem α-substituierten
Acylderivat durchgeführt
werden und dann ein Kupplungsreagenz, wie beispielsweise ein wasserlösliches
Diimid, wie Carbodiimid, Halogenformiat, Thionylhalogenid usw.,
verwendet werden. In beiden Reaktionen kann ein Sulfonat, zum Beispiel
RSO2O- (worin R ein Alkyl, Aryl oder Heteroaryl
ist), CF3SO2O- und
dergleichen durch das Halogen in der α-Position des α-Halogenacylhalogenids
oder der α-Halogensäurereaktanten,
die veranschaulicht sind, substituiert werden.
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(d) Reaktion des Amids
VI, erhalten im Schritt (c), mit einem dehydratisierenden Reagenz
in einem geeigneten Lösungsmittel
oder Lösungsmittelmischungen
zum cyclisierten 2-Oxazolylalkylderivat VII, wie beispielsweise dem
2-Oxazolylalkylhalogenid.
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In
vorteilhafter Weise wird die Reaktion mit (Methoxycarbonylsulfamoyl)-triethylammoniumhydroxid (Burgess-Reagenz)
als dehydatisierendes Reagenz durchgeführt. Ein geeignetes Lösungsmittel
oder geeignete Lösungsmittel
umfassen Kohlenwasserstoff, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Ether
und dergleichen oder Mischungen davon. Die Verwendung des Burgess-Reagenz
in Tetrahydrofuran ist am meisten bevorzugt. Geeignete dehydratisierte
Reagenzien umfassen auch andere Basen, Säuren, Säureanhydride und dergleichen,
wie beispielsweise konzentrierte Schwefelsäure, Polyphosphorsäure usw.,
sind aber nicht darauf beschränkt.
Obwohl weniger geeignet kann das dehydratisierende Reagenz zum Beispiel
Trihalogenphosphoroxid, wie beispielsweise Tribromphosphoroxid oder Trichlorphospohoroxid,
sein, und zwar als solches oder mit einem Lösungsmittel, wie Toluol.
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(e) Reaktion des 2-Oxazolylalkylderivats
VII, erhalten im Schritt (d), mit einem Schwefel enthaltenden Reagenz VIII
oder VIII' in einem
geeigneten Lösungsmittel
oder Lösungsmittelmischungen
zu 2-Oxazolylalkylsulfid IX, einer neuen Hauptzwischenverbindung.
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Das
Schwefel enthaltende Reagenz umfasst N-substituierte oder unsubstituierte
Thioharnstoffe, Thiosäuren
oder Salze, wie beispielsweise Thioessigsäure oder deren Salz, Xanthogensäuren oder
Salze, wie beispielsweise Ethylxanthogensäure-Kaliumsalz. Unsubstituierter Thioharnstoff
ist bevorzugt. Ein geeignetes Lösungsmittel
oder geeignete Lösungsmittel
umfassen Kohlenwasserstoff, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Ether,
Ester, Amide, Alkohole und dergleichen oder Mischungen davon, wobei
Alkohol, wie beispielsweise Methanol oder Ethanol, bevorzugt sind.
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(f) Reaktion des 2-Oxazolylalkylsulfids
IX, erhalten im Schritt (e), mit einem 5-Halogen-2-aminothiazol X in Gegenwart
einer Base und in einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemischen
zu 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-aminothiazol
XI.
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Das
5-Halogen-2-aminothiazol umfasst 4,N-substituierte oder unsubstituierte
5-Halogen-2-aminothiazole,
wobei 5-Brom-2-aminothiazol bevorzugt ist. Eine geeignete Base umfasst
Metallhydroxid, Metallalkoxide, Metallcarbonate und wässrige Amine,
wie beispielsweise Ammoniumhydroxid, ist aber nicht darauf beschränkt. Natriumhydroxid
ist bevorzugt. Ein geeignetes Lösungsmittel
oder geeignete Lösungsmittel
umfassen Lösungsmittel,
wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe,
Ether, Ester, Amide, Alkohole und dergleichen oder Mischungen davon,
wobei halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Dichlormethan,
bevorzugt sind.
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(g) Reaktion des 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-amiothiazols
XI, erhalten im Schritt (f), mit einem Azacycloalkansäurederivat
XII in Gegenwart eines Kupplungsreagenz in einem geeigneten Lösungsmittel
oder Lösungsmittelgemischen
zu Thiazolylamid XIII.
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Das
Azacycloalkansäurederivat
umfasst N-geschützte
Derivate, zum Beispiel N-geschützte Isonipecotinsäure Oder
N-geschützte
Nipecotinsäure.
Die bevorzugten Stickstoff-Schutzgruppen sind Boc, Cbz, Siliziumderivate
und dergleichen, wobei Boc am meisten bevorzugt ist. Das Kupplungsreagenz
umfasst wasserlösliche
Carbodiimide, Halogenformiate und dergleichen, wobei Carbodiimide,
wie beispielsweise Alkylcarbodiimide bevorzugt sind, ist aber nicht
darauf beschränkt.
Ein geeignetes Lösungsmittel
oder geeignete Lösungsmittel
umfassen Lösungsmittel,
wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe,
Ether, Ester, Amide usw. oder Mischungen davon, wobei halogenierte
Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Dichlormethan, bevorzugt
sind.
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(h) Reaktion des Thiazolylamids
XIII, erhalten im Schritt (g), mit einem Entschützungsreagenz in einem geeigneten
Lösungsmittel
oder Lösungsmittelmischungen
zu einem gewünschten
5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-azacycloalkanoylaminothiazol
I (worin R8 Wasserstoff ist).
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Die
Wahl des Entschützungsreagenz
beruht auf der Natur der Schutzgruppe (P). Für die Boc-Schutzgruppe ist
das bevorzugte Entschützungsreagenz
eine Säure,
wie beispielsweise Salzsäure
oder Trifluoressigsäure,
und ein geeignetes Lösungsmittel
oder geeignete Lösungsmittel,
denn eine Entschützungsreaktion umfasst
Lösungsmittel,
wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe,
Ether, Ester, Amide und dergleichen oder Mischungen davon, wobei
halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Dichlormethan,
bevorzugt sind.
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Die
Ausgangsverbindungen des Schemas 1 sind im Handel erhältlich oder
können
durch Verfahren hergestellt werden, die dem Durchschnittsfachmann
bekannt sind.
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Um
das Schema 1 weiter zu veranschaulichen, wird in einem Verfahren
zur Herstellung von 5-(5-t-Butyl-2-oxazolylmethylthio)-2-azacycloalkanoylaminothiazolen und
Analogen davon beispielsweise das α-Aminopinacolon IV (R = Bu-t,
R1 = H) durch Reaktion von α-Brompinacolon
II (R = Bu-t, R1 = H, L = Br) mit Hexamethylentetramin
und anschließender
Hydrolyse des sich ergebenden quaternären Ammoniumsalzes III (R = Bu-t,
R1 = H, L = Br) hergestellt. Die Kupplung
von α-Aminopinacolon
IV (R = Bu-t, R1 = H) mit einem α-Chloracetylchlorid
V (R2 = R3 = H,
L = X = Cl) erzeugt das Amid VI (R = Bu-t, R1 = R2 = R3 =
H, L = Cl). Der Ringschluss von VI mit einem dehydratisierenden
Reagenz ermöglicht
5-t-Butyl-2-oxazolylmethylchlorid
VII (R = Bu-t, R1 = R2 =
R3 = H, L = Cl). Die Behandlung von VII
mit Schwefel enthaltendem Reagenz VIII oder VIII', wie beispielsweise Thioharnstoff,
ermöglicht
5-t-Butyl-2-oxazolylalkylsulfid IX (R = Bu-t, R1 =
R2 = R3 = H, Y =
NH, Z = NH2). Die Kupplung von IX mit 5-Brom-2-aminothiazol
X (R4 = R5 = H,
L = Br) ergibt 5-(5-t-Butyl-2-oxazolylmethylthio)-2-aminothiazol
XI (R = Bu-t, R1 = R2 =
R3 = R4 = R5 = H). Die Kupplung von XI mit N-Boc-Azacycloalkansäure XII
(X = OH, R6 = R7 =
H, m = 0, n = 2, P = Boc) ermöglicht
Thiazolylamid XIII (R = Bu-t, R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = R7 = H, m = 0,
n = 2, P = Boc), das nach dem Entschützen das gewünschte 5-(5-t-Butyl-2-oxazolylmethylthio)-2-azacycloalkanoylaminothiazol
1 (R = Bu-t, R1 = R2 =
R3 = R4 = R5 = R6 = R7 = R8 = H, m = 0,
n = 2) oder ein Analog davon ergibt.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst weiter zwei neue Hauptzwischenverbindungen
der Formeln III und IX, die aus den neuen Verfahren hergestellt
wurden, um 5-(2-Oxazolylalkylthio)-2-azacycloalkanoylaminothiazole
der Formel I zu synthetisieren.
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Die
folgenden Beispiele zeigen bestimmte Aspekte der vorliegenden Erfindung.
Allerdings wird davon ausgegangen, dass diese Beispiele nur zur
Veranschaulichung dienen und nicht vorgeben, dass sie die Voraussetzungen
und den Umfang der vorliegenden Erfindung vollständig beschreiben. Man muss
sich darüber bewusst
sein, dass bei der Angabe von typischen Reaktionsbedingungen (z.B.
Temperatur, Reaktionszeiten usw.) auch die Bedingungen sowohl oberhalb
als auch unterhalb der festgelegten Bereiche verwendet werden können, obwohl
sie weniger geeignet sind. Die Beispiele werden bei Raumtemperatur
(etwa 23°C
bis etwa 28°C)
und bei atmosphärischem
Druck durchgeführt.
Alle hier angegebenen Teile und Prozentangaben sind auf das Gewicht
bezogen und alle Temperaturen sind in Grad Celsius ausgedrückt, wenn
nicht anders angegeben.
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Ein
weiterführendes
Verständnis
der Erfindung kann von den nicht einschränkenden Beispielen, die nachfolgend
angegeben sind, erhalten werden.
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BEISPIEL
2 A
Herstellung von α-Hexamethylentetraminopinacolonbromid
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α-Brompinacolon
(179 g, 1 mol, 1 Äq.)
wurde in 2 l Aceton mit Hexamethylentetramin (154,21 g, 1,1 mol,
1,1 Äq.)
kombiniert, und die Reaktion wurde in N2 bei
Raumtemperatur 26 Stunden lang gerührt. Die sich ergebende Aufschlämmung wurde
filtriert, der Filterkuchen wurde mit Ether (3 × 50 ml) gewaschen und im Vakuum
bei 50°C über Nacht
getrocknet, um 330 g (100%) der Titelverbindung, enthaltend 7% Hexamethylentetramin,
zu ergeben. HPLC RT = 0,17 min (Phenomenex Inc., 5 μm C18-Säule, 4,6 × 50 mm,
10–90%
wässriges Methanol über 4 min.,
enthaltend 0,2% Phosphorsäure,
4 ml/min, Überwachung
bei 220 nm).
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BEISPIEL
4 B' Herstellung von α-Aminopinacolonhydrochlorid
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α-Hexamethylentetraminopinacolonbromid
(400 g, 1,254 mol, 1 Äq.)
wurde in 2 l Ethanol mit 12 N wässrigem
HCl (439 ml, 5,26 mol, 4,2 Äq)
kombiniert. Die Reaktion wurde bei 75°C 1 Stunde lang gerührt und dann
auf Raumtemperatur abkühlen
gelassen, die sich ergebende Aufschlämmung wurde filtriert, das
Filtrat im Vakuum konzentriert und Isopropylalkohol wurde zugesetzt.
Die Lösung
wurde erneut filtriert. Die Zugabe von 1,2 l Ether bewirkte, dass
das gewünschte
Material aus der Lösung
ausgefällt
wurde. Das Material wurde filtriert, mit Ether (2 × 300 ml)
gewaschen und im Vakuum bei 50°C über Nacht
getrocknet, um 184,1 g (97%) der Titelverbindung zu ergeben.
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BEISPIEL
5 C.
Herstellung von α-N-(2-Chloracetylamin)-pinacolon
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Die
Titelverbindung von Beispiel 4 (130,96 g, 0,9637 mol, 1 Äq.) wurde
in 3,025 l CH2Cl2 in
N2 bei –5°C gelöst. Es wurde
Triethylamin (301 ml, 2,16 mol, 2,5 Äq.) und danach Chloracetylchlorid
(75,7 ml, 0,450 mol, 1,1 Äq.)
in 175 ml CH2Cl2 zugesetzt.
Die sich ergebende Aufschlämmung
wurde bei –5
bis –10°C 2 Stunden lang
gerührt.
Es wurde Wasser (1,575 l) und anschließend 175 ml konzentriertes
HCl zugesetzt. Die organische Phase wurde ein zweites Mal mit 1,75
l 10%ige wässrige
HCl und dann mit 500 ml Wasser gewaschen. Die organische Phase wurde über Na2SO4 getrocknet und
im Vakuum konzentriert, um 155,26 g (93,8%) der Titelverbindung
zu ergeben. HPLC RT = 2,27 min (Phenomenex Inc., 5 μm C18-Säule, 4,6 × 50 mm,
10–90% wässriges
Methanol über
4 Minuten, enthaltend 0,2% Phosphorsäure, 4 ml/min, Überwachung
bei 220 nm).
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BEISPIEL
6 D.
Herstellung von 5-(t-Butyl)-2-oxazolylmethylchlorid
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Die
Titelverbindung von Beispiel 5 (180,13 g, 0,9398 mol, 1 Äq.) wurde
mit Phosphoroxychlorid (262 ml, 2,8109 mol, 3 Äq.) in N2 kombiniert.
Die Reaktion wurde bei 105°C
1 Stunde lang erwärmt,
die Mischung wurde auf Raumtemperatur gekühlt und mit 1,3 kg Eis abgeschreckt.
Die wässrige
Phase wurde mit Ethylacetat (1 l, dann 2 × 500 ml) extrahiert. Die organischen
Extrakte wurden mit gesättigter
wässriger
NaHCO3 (4 × 1 l) gewaschen, das mehrere
Male mit Ethylacetat rückextrahiert
wurde. Die organischen Phasen wurden kombiniert, mit gesättigter
wässriger
NaHCO3 (500 ml) und anschließend gesättigter
wässriger
NaCl (300 ml) gewaschen, über
MgSO4 getrocknet und im Vakuum zu einem
braunen Öl
konzentriert. Das Rohmaterial wurde im hohen Vakuum bei 100°C destilliert,
um 155,92 g (96%) der Titelverbindung zu ergeben. HPLC RT = 3,62 min
(Phenomenex Inc., 5 μm
C18-Säule,
4,6 × 50
mm, 10–90%
wässriges
Methanol über
4 Minuten, enthaltend 0,2% Phosphorsäure, 4 ml/min, Überwachung
bei 220 nm).
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Alternativ
wurde die Titelverbindung von Beispiel 5 (10,0 g, 52,17 mmol, 1 Äq.) in 50
ml Tetrahydrofuran (THF) mit (Methoxycarbonylsulfamyl)-triethylammoniumhydroxid
(Burgess-Reagenz, 105,70 mmol, 2,03 Äq., erzeugt in situ von 9,2
ml Chlorsulfonylisocyanat, 4,4 ml Methanol und 14,8 ml Triethylamin
in 100 ml THF) kombiniert. Die Reaktion wurde 1,5 Stunden lang auf
45°C erwärmt. Nach
dem Kühlen
auf Raumtemperatur wurde die Reaktion mit Wasser (50 ml) abgeschreckt.
Die organische Schicht wurde getrennt und mit gesättigter
NaHCO3 (2 × 50 ml) und Wasser (50 ml)
gewaschen, über
MgSO4 getrocknet und durch einen kleinen Siliziumdioxidgelstopfen
gegeben. Das Lösungsmittel
wurde entfernt, wodurch ein Öl
erhalten wurde, das in einer Mischung aus 15 ml Heptan und 90 ml
t-Butylmethylether
aufgenommen wurde, und dann mit 0,2 N HCl (2 × 25 ml), gesättigter
Kochsalzlösung
(25 ml) und getrocknetem (MgSO4) gewaschen.
Die Filtration und das Entfernen des Lösungsmittels ergaben 10,9 g
der Titelverbindung.
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BEISPIEL
7 E.
Herstellung von 5-(t-Butyl)-2-oxazolylmethylthiouroniumhydrochlorid
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Die
Titelverbindung von Beispiel 6 (1,77 g, 10,2 mmol, 1,02 Äq.) wurde
mit Thioharnstoff (0,76 g, 9,98 mmol, 1 Äq.) in N2 in
10 ml absolutem Ethanol kombiniert. Die Reaktion wurde unter Rückfluss
1,5 Stunden lang erhitzt. Die Mischung wurde auf Raumtemperatur
gekühlt
und im Vakuum konzentriert. Die Trituration des sich ergebenden
rohen Materials mit 5-Butylmethylether ergab 2,32 g (93%) der Titelverbindung.
HPLC RT = 2,05 min (Phenomenex Inc. 5 μm C18-Säule, 4,6 × 50 mm, 10–90% wässriges Methanol über 4 Minuten,
enthaltend 0,2% Phosphorsäure,
4 ml/min, Überwachung
bei 220 nm); 1H NMR (ds-DMSO): δ 9,48 (s,
3H), 6,85 (s, 1H), 4,73 (s, 2H), 1,24 (s, 9H).
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BEISPIEL
8 F.
Herstellung von 5-[5-(t-Butyl)-2-oxazolylmethylthio]-2-aminothiazol
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Die
Titelverbindung von Beispiel 7 (1,25 g, 5 mmol, 1 Äq.) wurde
einer Mischung aus NaOH (3,0 g, 75 mmol, 15 Äq.), Wasser (10 ml), Toluol
(10 ml) und Tetrabutylammoniumsulfat (50 mg, 0,086 mmol, 0,107 Äq.) zugesetzt.
5-Brom-2-aminothiazolhydrobromid
(1,70 g, 5 mmol, 1 Äq.)
wurde zugesetzt und die Reaktion wurde bei Raumtemperatur 14,5 Stunden
lang gerührt.
Die Mischung wurde mit Wasser verdünnt und zweimal mit Ethylacetat
extrahiert, die organischen Extrakte mit Wasser (4 × 10 ml)
gewaschen, über
MgSO4 getrocknet und im Vakuum konzentriert,
um 1,1 g (82%) der Titelverbindung zu ergeben. HPLC 86,3% bei 2,75
min (Phenomenex Inc., 5 μm,
C18-Säule,
4,6 × 50
mm, 10–90%
wässriges
Methanol über
4 Minuten, enthaltend 0,2% Phosphorsäure, 4 ml/min, Überwachung
bei 220 nm); 1H NMR (CDCl3): δ 6,97 (s,
1H), 6,59 (s, 1H), 5,40 (br s, 2H), 3,89 (s, 2H), 1,27 (s, 9H).
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BEISPIEL
9 G.
Herstellung von 5-[5-(t-Butyl)-2-oxazolylmethylthio]-2-[(N-t-butoxycarbonyl)-azacycloalkanoyl]-aminothioazol
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Die
Titelverbindung von Beispiel 8 (9,6 g, 35,6 mmol) wurde in N,N-Dimethylformamid
(36 ml) und CH2Cl2 (100
ml) gelöst
und anschließend
1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimidhydrochlorid
(13,8 g, 72 mmol, 2 Äq.),
N-t-Butoxycarbonyl-azacycloalkansäure (12,6
g, 55 mmol, 1,5 Äq.)
und 4-(Dimethylamino)-pyridin
(2 g, 16 mmol, 0,45 Äq.)
zugegeben. Das klare Reaktionsgemisch wurde trüb, als es bei Raumtemperatur
3,5 Stunden lang gerührt
wurde. Wasser (300 ml) und Ethylacetat (200 ml) wurden zugesetzt
und das sich ergebende Präzipitat
wurde durch Filtration entfernt. Das Filtrat wurde mit Ethylacetat
extrahiert, die organischen Extrakte über MgSO4 getrocknet
und im Vakuum konzentriert, wodurch ein gelber Feststoff resultierte, der
mit dem durch Filtration erhaltenen Präzipitat kombiniert wurde. Der
Feststoff wurde in einem Gemisch aus Ethanol, Aceton und Wasser
20 Minuten lang gekocht, filtriert, mit einem Ethanol/Wasser-Gemisch
gewaschen und getrocknet, um 16,6 g (97%) der Titelverbindung zu
ergeben.
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BEISPIEL
10 H.
Herstellung von 5-[5-(t-Butyl)-2-oxazolylmethylthio]-2-(azacycloalkanoyl)-aminothiazolhydrochlorid
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Die
Titelverbindung von Beispiel 9 (16,6 g) wurde in 150 ml CH2Cl2 gelöst, Trifluoressigsäure (30
ml) wurde zugetropft, und die Mischung wurde bei Raumtemperatur
2 Stunden lang gerührt.
Die Reaktion wurde im Vakuum konzentriert, mit Wasser (300 ml) verdünnt, in
Eis gekühlt,
mit Natriumhydroxid basisch eingestellt und der sich ergebende Feststoff
filtriert und aus Ethanol, Wasser und Methanol umkristallisiert,
um 11,2 g (83%) der Titelverbindung als gelben Feststoff zu ergeben.
Das weiße
feste Hydrochlorid konnte durch Zugabe von 18 ml 1 N wässrigem
HCl zu 7 g dieses Materials in Methanol erhalten werden. MS: 381
[M + H]+; HPLC: 100% bei 3,12 min (YMC S5
ODS-Säule,
4,6 × 50
mm, 10–90% wässriges
Methanol über
4 Minuten, enthaltend 0,2% Phosphorsäure, 4 ml/min, Überwachung
bei 200 nm).