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Verfahren zur Herstellung N, NS-substituierter Piperazine Die vorliegende
Erfindung betrifft die Herstellung von N-Methyl-N'-benzhydrylpiperazinen, welche
ausgesprochene antihistaminische Eigenschaften besitzen.
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Es ist das Ziel und der Gegenstand eines bevorzugten Merkmales der
vorliegenden Erfindung, neue antihistaminische Stoffe des vorerwähnten Typs zu schaffen,
welche eine Wirkung von ungewöhnlich langer Dauer besitzen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine neue Klasse von pharmakologisch
aktiven Verbindungen durch Behandlung von N-Methylpiperazin mit Benzhydrylhalogeniden
gebildet, welche entweder einen Substituenten wie CH, Cl oder Br in der p-Stellung
enthalten oder gänzlich unsubstituiert in einem Phenylrest sind und zwei Substituenten,
die aus derselben Klasse ausgewählt sind, in dem anderen Phenylrest enthalten können.
Die sich ergebenden N, N'-unsymmetrisch substituierten Piperazine können durch die
nachstehende Formel charakterisiert werden,
in welcher X ein Wasserstoffatom, das Methylradikal oder ein Chlor- oder Bromatom,
Y ein Wasserstoff-, Chlor- oder Bromatom und Z ein Chlor- oder Wasserstoffatom bedeuten.
Die p-substituierten Derivate sind besonders wirksam.
Die der obigen
Formel entsprechenden N-Methyl-N'-benzhydrylpiperazine sind Basen und werden gewöhnlich
isoliert und als Salze gehandhabt. Verschiedene Säuren nichtoxydierender und nichttoxischer
Natur, z. B. Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Milchsäure,
Äpfelsäure, Bernsteinsäure u. dgl. können dazu verwendet werden, die Base aus dem
Medium zu gewinnen, in welchem sie aus dem Reaktionsgemisch extrahiert wird. Die
Natur des Anions in dem einzelnen Salz ist offenbar unwesentlich in bezug auf das
physiologische Verhalten der Verbindungen, und demgemäß können diese Salze als gleichwertig
betrachtet werden. Eine größere Wichtigkeit in der Auswahl eines geeigneten Salzes
kommt seiner Toxigität zu und dementsprechend können alle Salze, welche die erforderlichen
Eigenschaften besitzen, als innerhalb des Bereiches der Erfindung liegend betrachtet
werden. Die meisten der Salze dieser Verbindungen sind ziemlich hochschmelzend,
und ihr Schmelzen ist in den meisten, wenn nicht allen Fällen von Zersetzung begleitet.
Aus diesem Grunde sind die beobachteten Schmelzpunkte etwas von der Geschwindigkeit
des Erhitzens und der Technik des Beobachters abhängig.
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Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung werden in bequemer Weise
dadurch hergestellt, daß man N-Methylpiperazin mit einem ausgewählten Benzliydrylhalogenidbehandelt,
das Produkt mit einem nicht polaren Lösungsmittel extrahiert und die sich ergebende
Lösung mit einer Säure behandelt, um das N-Methyl-N'-benzhydrylpiperazin in der
Form des Salzes zu gewinnen. Geeignete nicht polare Lösungsmittel für die Extraktion
schließen Äther, Benzol, Toluol, Äthylacetat und ähnliche wohlbekannte Stoffe ein.
Da die Benzhydrylchloride leicht mit hydroxylhaltigen Lösungsmitteln, einschließlich
Wasser, reagieren, wird die Reaktion am besten entweder ohne ein Lösungsmittel oder
in der Gegenwart eines hydroxylfreien Lösungsmittels, z. B. Benzol oder Nitrobenzol,
durchgeführt. Es ist gewöhnlich erwünscht, einen lü`berschuß an N-Methylpiperazin
während des Verlaufes der Reaktion aufrecht zu erhalten und das nicht umgesetzte
N-Methylpiperazin durch geeignete Verfahren wiederzugewinnen.
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Im einzelnen kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durch
Vermischen von i Mol des ausgewählten Benzhydrylchlorids mit 2 Mol N-Methylpiperazin
in Gegenwart einer geringen Menge Benzol bei einer Temperatur von etwa 8o bis ioo°
und durch Erhitzen der Mischung auf einem Dampfbad für etwa 4 bis 8 Stunden ausgeführt
werden. Die Reaktionsmischung kann dann zwischen Äther und Wasser verteilt und die
Ätherschicht abgetrennt und mit zusätzlichem `'Wasser gewaschen werden, bis die
Waschwässer neutral werden. Dieses Vorgehen führt zu einem Konzentrieren von nicht
umgesetztem N-Methylpiperazin und in der Reaktion gebildeter Säure in den wässerigen
Schichten und von dem N-Methyl-N'-benzhydrylpiperazin und nicht umgcsetztem Benzhydrylchloril
oder Hydrolyseprodukttn hiervon in der Ätherschicht. Das gewünschte Produkt kann
dann aus der Ätherschicht mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure extrahiert werden,
wodurch das N-Methyl-N'-benzhydrylpiperazin in der angesäuerten wässerigen Lösung
aufgelöst wird. Die letztere kann dann unter Vakuum verdampft und das N-@Iethyl-N'-benzhydrylpiperazin
aus dem Rückstand in der Form von Dihydrochlorid durch Rekristallisation aus geeigneten
Lösungsmitteln, wie z. B. absolutem Alkohol oder Mischungen hiervon mit Äther oder
Äthylacetat, gewonnen werden.
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In Abänderung dieser Arbeitsweise kann die angesäuerte wässerige Lösung,
welche das Dihydrochlorid enthält, mit konzentrierter ^Natriumhydroxydlösung auch
basisch gemacht und die Base dann in Äther aufgelöst und über einem geeigneten Trocknungsmittel,
z.B. Kaliumcarbonat,getrocknetwerden. DieBasekann dann durch Rekristallisation aus
Petroläther, Destillation im Hochvakuum .gereinigt oder in ein Salz durch Kombination
mit einer Säure in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften des einzelnen
Derivates übergeführt werden.
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Die neuen Verbindungen sind durch eine hohe antihistaminische Aktivität
gekennzeichnet, welche über einen ausgedehnten Zeitraum planmäßig wirksam bleibt.
Die bevorzugte, weil besonders hervorragend brauchbare Verbindung der vorliegenden
Erfindung ist N-Methyl-N'-(4-chlorbenzhydryl)-piperazin, welches bei der Prüfung
z. B. an Tieren, die periodisch der Wirkung von Histamindampf ausgesetzt wurden,
24 Stunden lang im Anschluß an die Darreichung eine auffallende Schutzwirkung zur
Folge hatte. Andere hervorragende Verbindungen sind die entsprechenden 4-Brom- und
4, 4'-Dichlorderivate. Die neuen Verbindungen, insbesondere die oben angeführten,
sind weniger toxisch als bekannte Histaminantagonisten und brauchen wegen ihrer
verlängerten Aktivität weniger häufig als im Falle bekannter Substanzen gegeben
zu ,werden.
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Die nachstehenden Ausführungsbeispiele mögen der näheren Veranschaulichung
dienen. Ausführungsbeispiele i. 1/1o Mol (2o g) Benzhydrylchlorid wurde mit o,i9
Mol (i9 g) N-Methylpiperazin und etwa io em3 Benzol gemischt, und das Ganze wurde
auf dem Wasserbad 4 Stunden lang erhitzt. Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wurde
zwischen Äther und Wasser verteilt und die Ätherschicht wurde mit Wasser gewaschen,
bis die Waschwässer neutral waren. Die Base wurde dann aus der ätherigen Schicht
durch n-Salzsäure extrahiert und der gegenüber Kongorotpapier sauer gemachte Extrakt
wurde unter Vakuum eingedampft. 29,5 g des reinen Dihydrochlorids von N-Methyl-,X'-benzhydrylpiperazin
wurden aus dem Rückstand durch Rekristallisation aus 95°;oigcm Alkohol gewonnen,
und es schmolz das Produkt oberhalb 250` unter Zersetzung.
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Der Zusatz von Alkali zu einer wässerigen LösLng des Dihydrochlorids
setzte die Base in Freiheit, welche durch Rekristallisation au; Petroläther gewonnen
wurde und bei 1o5,5 bis 107,s` schmolz.
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2. N-Methyl-N'-(methylbenzhvdryl)-piperazin wurde durch ein Arbeiten
gemäß Beispiel i unter Verwendung von 4-Methylbenzhydrylchlorid an Stelle von Benzhydrylchlorid
erhalten und als das Malat isoliert.
3. 0,08 Mol (19 g) 4-Chlorbenzhydrylchlorid
und o,i6 Mol (16 g) N-Methylpiperazin wurden in etwa 20 cm3 trockenem Benzol gemischt.
Das Reaktionsgefäß, welches die Reaktionsmischung enthielt, wurde mit einem Uhrglas
bedeckt und in das Dampfbad gesetzt und das Erhitzen wurde 6 Stunden lang fortgesetzt.
Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wurde zwischen Äther und Wasser verteilt, und die
Ätherschicht wurde mit Wasser gewaschen, bis die Waschwässer neutral waren. Die
Ätherschicht wurde aufeinanderfolgend mit 3o-cm3- und io-cm3-Portionen von 3 n-Salzsäure
extrahiert. Beim Verdampfen der Ätherschicht hinterblieb ein Rückstand von 2,5 g.
Die wässerigen Extrakte wurden vereinigt und mit konzentriertem Alkali basisch gemacht.
Die ölige Base wurde in Äther aufgenommen und über Kaliumcarbonat getrocknet. Durch
Abdampfen des Äthers wurde N-Methyl-N'-(4-chlorbenzhydryl)-piperazin in Form eines
viskosen Öles in einer Ausbeute von 7500 gewonnen. Das N-Methyl-N'(4-chlorbenzhydryl)-piperazin
wurde in absolutem Alkohol und alkoholischem Chlorwasserstoff, im Überschuß zugesetzt,
aufgelöst. Das Dihydrochlorid kristallisierte auf Zusatz von absolutem Äther und
wurde aus dem gleichen Lösungsmittelgemisch in Form länglicher Prismen, welche bei
2i6° schmolzen, rekristallisiert.
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4. N-Methyl-N'-(4-chlorbenzhydryl)-piperazin wurde ferner auch durch
Stehenlassen einer Mischung von 4-Chlorbenzhydrylchlorid und N-Methylpiperazin bei
Raumtemperatur (30°) für die Zeit von 6 Tagen in Nitrobenzollösung oder durch Erwärmen
der gleichen Lösung 20 Stunden lang auf 6o° hergestellt.
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5. N-Methyl-N'-(2-chlorbenzhydryl)-piperazinwurde in der Form des
Dihydrochlorids, schmelzend bei 248° unter Zersetzung, dadurch hergestellt, daß
o-Chlorbenzhydrylchlorid mit N-Methylpiperazin in einer dem Beispiel 3 entsprechenden
Weise zur Umsetzung gebracht wurde.
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6. N-Methyl-N'-(3-chlorbenzhydryl)-piperazin wurde in Form des Dihydrochlorids,
schmelzend bei etwa 25o bis 252° unter Zersetzung, dadurch hergestellt, daß m-Chlorbenzhydrylchlorid
und N-Methylpiperazin gemäß der Arbeitsweise des Beispieles 3 zur Umsetzung gebracht
wurde.
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7. l/ao Mol (6,6 g) p-Brombenzhydrol wurde in 30 cm3 Benzol
aufgelöst und Chlorwasserstoffgas wurde 6 Stunden lang durch die Lösung hindurchgeleitet,
und eine kleine Menge Calciumchlorid wurde zugesetzt, um das bei der Reaktion gebildete
Wasser zu absorbieren. Die Lösung wurde von dem Calciumchlorid und Wasser in ein
Reaktionsgefäß dekantiert, welches etwas frisches Calciumchlorid enthielt, und die
Lösung wurde wieder mit Chlorwasserstoff gesättigt und über Nacht stehengelassen.
Die Benzollösung wurde dann unter Vakuum auf einem Dampfbad eingedampft.
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Das so gebildete 4-Brombenzhydrylchlorid kristallisierte nicht und
wurde unmittelbar mit o,o6 Mol (6 g) N-Methylpiperazin in 5 cm3 Benzol gemäß der
Arbeitsweise des Beispieles 3 zur Umsetzung gebracht. Nach der Abtrennung der N-Methyl-N'-(4-brombenzhydry#1)-piperazinbase
von nicht umgesetzten Ausgangsmaterialien, wie in Beispiel 3 beschrieben, wurde
die Base in trockener ätherischer Lösung in absoluten Alkohol gegossen, welcher
2 g Chlorwasserstoff enthielt, um das Dihydrochlorid der Base ksistallisieren zu
lassen, welches bei etwa 226° schmolz und nach Rekristallisation aus Alkohol-Äther-Gemisch
bei 227 bis 228° schmolz.
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B. Nach der gleichen Arbeitsweise wie gemäß Beispiel 7 wurde o-Brombenzhydrol
in o-Brombenzhydrylchlorid umgewandelt und dasselbe mit N-Methylpiperazin zur Umsetzung
gebracht, um N-Methyl-N'-(2-brombenzhydryl)-piperazin zu ergeben, welches in das
Dihydrochlorid übergeführt wurde, das bei 252° unter Zersetzung schmolz.
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9. 30 Millimol (7,5 g) 4, 4'-Dichlorbenzhydrol wurden in 4, 4'-Dichlorbenzhydrylchlorid
übergeführt und dasselbe mit 6 g N-Methylpiperazin nach der Arbeitsweise des Beispieles
7 zur Umsetzung gebracht. Das in der Form des Dihydrochlorids- von N-Methyl-N'-(4,
4'-dichlorbenzhydryl)-piperazin anfallende Produkt wurde aus einem Alkohol-Äther-Gemisch
auskristallisiert. Dieses Salz zersetzt sich bei etwa 26o°.
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io. Durch die gleiche Arbeitsweise wie gemäß Beispiel 7 wurde 4, 4'-Dibrombenzhydrol
in das 4, 4'-Dibrombenzhydrylchlorid übergeführt und das letztere mit N-Methylpiperazin
behandelt, um N-Methyl-N'-(4, 4'-dibromhydryl)-piperazin zu ergeben.
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ii. In ähnlicher Weise wurde 4-Chlor-4'-brornbenzhydrol in 4-Chlor-4'-brombenzhydrylchlorid
übergeführt und dieses mit Methylpiperazin behandelt, um N-Methyl-N'-(4-chlOr-4'-brombenzhidryl)-piperazin
zu bilden.
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12. 30 Millimol (7 g) 4-Chlor-4'-methylbenzhydrol wurden mit
Chlorwasserstoff in Benzol nach der Arbeitsweise des Beispieles 7 behandelt. Das
sich ergebende 4-Chlor-4'-methylbenzhydrylchlorid wurde mit zwei Äquivalenten Methylpiperazin
nach dem Verfahren des Beispieles 7 zur Umsetzung gebracht. Das Dihydrochlorid von
N-Methyl-N'-(4-chlör-4'-methylbenzhydryl)-piperazin kristallisierte aus einer Alkohol-Äther-Mischung
und schmolz bei etwa 226°.
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13. 30 Millimol (7,5 g) 3, 4-Dichlorbenzhydrol wurden in das 3, 4-Dichlorbenzhydrylchlorid
nach dem Verfahren des Beispieles 7 übergeführt und dasselbe io Stunden mit 6 g
N-Methylpiperazin in 5 cm3 Benzol erhitzt und das Produkt nach der Arbeitsweise
des Beispieles i in Form des Dihydrochlorids von N-Methyl-N'-(3, 4-dichlorbenzhydryl)-piperazin
erhalten, welches bei etwa 238,5 bis 239,5° schmolz.
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14. In einer ähnlichen Weise wurde N-Methyl-N'-(2, 4-dichlorbenzhydryl)-piperazin
aus 2, 4-Dichlorbenzhydrylchlorid und Methylpiperazin hergestellt.
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15. N-Methyl-N'-(2, 4-dichlor-4'-methylbenzhydryl)-piperazin-dihydrobromid
wurde unter Verwendung von Bromwasserstoffsäure gemäß der Arbeitsweise des Beispieles
7 hergestellt.