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Verfahren zur Herstellung von 2, 4-Diamino-5-aryloxypyrimidinen Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Synthese neuer 2, 4-Diaminopyrimidinderivate
mit Aryloxysubstituenten in der 5-Stellung des Pyrimidinringes, die wertvolle antibakterielle
Eigenschaften besitzen und das Wachstum der Bakterien dadurch behindern, daß sie
ais Antagonisten der Pteroylglutamin-(Folin-) Säure und von Purinen wirken, welche
als wachstumsfördernde Faktoren für viele Mikroorganismen bekannt sind.
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Auf Grund von Umkehrversuchen wird angenommen, daß diese Pyrimidinverbindungen
mindestens teilweise als Antagonisten bei der Nutzbarmachung der Pteroylglutaminsäure
durch die Mikroorganismen wirken. Diese Annahme basiert weiterhin auf der Tatsache,
daß unter gewissen Bedingungen die antibakterielle Wirkung der neuen Pyrimidinabkömmlinge
durch Hinzufügen eines Überschusses an Pteroylglutaminsäure zu dem Nährmedium völlig
umgekehrt werden kann. Diese Theorie kann aber die Wirkung der neuen Pyrimidinderivate
nicht gänzlich erklären, weil, falls die Konzentration des Hemmstoffes größer ist
als eine bestimmte kritische Konzentration, die antibakterielle Wirkung durch Hinzufügen
von Pteroylglutaminsäure, von Purinen oder Kombinationen dieser wachstumsfördernden
Faktoren nicht weiterhin umgekehrt wird.
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Es soll hiermit nicht gesagt sein, daß die hierin beschriebene Theorie
über die Wirkung der neuen
Derivate bei der Hemmung des Bakterienwachstums
für die vorliegende Erfindung wesentlich ist, aber sie wird hervorgehoben, um die
große Reichweite der vorliegenden Erfindung und die wissenschaftlichen Lehren, die
sich daraus ergeben, deutlich zu machen.
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Die antibakterielle Wirkung der neuen Verbindungen kann gegenüber
dem Wachstum gewisser -nichtpathogener Mikroorganismen, z. B. des Lactobacillus
casei, in einer solchen Weise geprüft werden, daß die antagonistischen Effekte der
Verbindungen gegenüber Purinen und Ptero37lglutaminsäure genau bestimmt werden.
Bei derartigen Versuchen zeigten einige der neu entdeckten Verbindungen eine außerordentliche
Aktivität bei der Verhinderung des Wachstums des Lactobacillus . casei, in einem
Falle genügte sogar o,or @C der Droge pro Kubikzentimeter, um das Wachstum des Mikroorganismus
völlig zu verhindern. Eine ähnliche Wirkung entfalteten die neuen Verbindungen auch
gegenüber gewissen pathogenen Bakterien, einschließlich der Pneumokokken, Streptokokken
und Staphylokokken.
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Viele der hierin beschriebenen Verbindungen zeigen auch ein aktives
Verhalten gegenüber Plasmodien. Es wurde festgestellt, daß gemäß der vorliegenden
Erfindung die oben beschriebene ungewöhnliche anti-. bakterielle Aktivität gerade
von den 2, 4.-Diaminopyrimidinverbindungen gezeigt wird, welche eine Aryloxygruppe
in der 5-Stellung des Pyrimidinringes haben.
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Die durch die vorliegende Erfindung erfaßten Verbindungen können vorzugsweise
als substituierte Pyrimidine folgender Formel
betrachtet werden, worin R ein Wasserstoffatom, ein Allcylrest mit nicht mehr als
drei Kohlenstoffatomen, ein Arylrest mit nicht mehr als 7 Kohlenstoffatomen oder
ein Halogenarylrest mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen und Ar ein Aryl-, Halogenaryl-,
Oxyaryl-, Alkoxyaryl-, Alkylaryl- oder Carbäthoxyarylrest mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen
und maximal zwei annellierten Ringen ist.
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Die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Pyrimidinverbindungen
mit einer 5-Aryloxygruppierung entfalten eine beträchtlich höhere antibakterielle
Wirksamkeit als Pyrimidinderivate, welche in der 5-Stellung durch Alkyl-, Aryl-,
Alkyloxy- oder ähnliche Gruppen substituiert sind. Ferner sind die 5-Aryloxy-2,
q.-diaminopyrimidinderivate erheblich wirkungsvoller als ähnliche Derivate mit substituierten
Aminogrüppen in der z- und q.-Stellung des Pyrimidinringes. Die substituierten Aminopyrimidinverbindungen
unterscheiden sich von den unsubstituierten Aminopyrimidinverbindungen der vorliegenden
Erfindung in der Hinsicht, daß sie nicht die gleiche Tendenz zur Umkehrung durch
spezifische Wuchsstoffe, wie z. B. Pteroylglutaminsäure und die Purine, zeigen und
im allgemeinen bei den- verschiedenen Prüfungen viel weniger aktiv sind.
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Die neuen Verbindungen können gemäß der vorliegenden Erfindung durch
die ringschließende Kondensation eines a=Aryloxy-ß-Ketocarbonsäureesters von der
allgemeinen Zusammensetzung
worin Ar und R die weiter oben angegebene Bedeutung haben, mit Harnstoff oder einem
funktionellen Harnstoffderivat, z. B. Thioharnstoff, Alkylisothioharnstoff oder
Guanidin, hergestellt werden. Die Bildung der in 6-Stellung unsubstituierten Pyrimidinverbindungen
durch diese Reaktion kann z. B. bei Verwendung von Guanidin in der folgenden Weise
dargestellt werden:
Die bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung als Kondensationspartner dienenden
a-Aryloxy ß-Ketocarbonsäureester können durch Umsetzen eines a-Aryloxyessigsäureesters
mit einem Ameisensäurealkylester in Gegenwart von metallischem Natrium oder Natriumäthylat
hergestellt werden. Sollen 6-substituierte Pyrimidinverbindungen heigestellt werden,
dann können ß-Ketocarbonsäureester nach bekannten Verfahren in a-Chlor-ß-Ketocarbonsäureester
umgewandelt und diese z. B. mit Natriumphenolaten oder -naphtholaten umgesetzt werden,
um die entsprechenden substituierten a-Aryloxy-ß-Ketocarbonsäureester zu bilden.
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Werden Verbindungen gewünscht, welche Substituenten in der 6-Stellung
haben, dann wird ein geeignet substituierter a-Aryloxy-ß-Ketocarbonsäureester mit
einem Harnstoffderivat umgesetzt, und zwar z. B. nach der Formelgleichung:
Da gemäß der vorliegenden Erfindung die aktiven Verbindungen unsubstituierte Aminogruppen
in der
2- und 4-Stellung enthalten, wird Guanidin als Reagens bevorzugt,
da seine Verwendung zur Bildung einer Aminogruppe in der 2-Stellung führt. Das resultierende
2-Amino-4-oxy-5-aryloxypyrimidin kann dann chloriert und das 2-Amino-4-chlor-5-aryloxypyrimidin
mit Ammoniak behandelt werden, um das gewünschte 2, 4-Diaminopyrimidinderivat zu
ergeben. Wahlweise kann das mit Guanidin erhaltene Kondensationsprodukt mit Phosphorpentasulfid
behandelt werden, um das 2-Amino-4-thiopyrimidin zu bilden, und dieses Produkt kann
seinerseits mit Ammoniak behandelt werden, um das Diaminoderivat zu ergeben.
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Die folgenden Beispiele mögen dazu dienen, die bei der Herstellung
der Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Verfahren näher zu
erläutern.
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Beispiel i 2, 4-Diamino-5-p-chlorphenoxypyrimidin Ein Gemisch von
95 g (o,46 Mol) p-Chlorphenoxyessigsäureäthylester und 37 g (0,5o Mol) Äthylformiat
wird langsam zu 500 cm3 trockenem Diäthyläther mit einem Gehalt von 1o,6
g (o,46 Mol) Natriumdraht gegeben. Das resultierende Gemisch läßt man über Nacht
bei etwa Zimmertemperatur stehen. Eine alkoholische Lösung von Guanidin (hergestellt
durch Mischen von 35 g Guanidinhydrochlorid mit einer alkoholischen Lösung von Natriumäthylat)
wird der Lösung hinzugefügt und der Äther durch Verdampfen entfernt. Das Reaktionsgemisch
wird dann am Rückflußkühler 4 Stunden lang erhitzt und das entstandene 2-Amino-4-oxy-5-p-chlorophenoxypyrimidin
durch Hinzufügen von 3 1 kalten Wassers und darauffolgende Ansäuerung auf ein pH
von etwa 6,5 ausgefällt. Das Produkt wird durch Umkristallisieren aus Eisessig gereinigt.
Eine Teilmenge des Produkts (z5 g) wird in 5o cm3 Phosphoroxychlorid aufgelöst und
etwa 1/2 Stunde lang am Rückflußkühler behandelt. Das überschüssige Phosphoroxychlorid
wird abdestilliert und das Reaktionsgemisch in Gegenwart zerkleinerten Eises gekühlt
und neutralisiert, um das 2-Amino-4-chlor-5-p-chlorophenoxypyrimidin auszufällen,
welches dann mit Wasser ausgewaschen und im Vakuum getrocknet wird. Die Aminierung
des Produkts erfolgt durch Behandlung von 3 g des 2-Amino-4-chlor-5-pchlorophenoxypyrimidins
mit foo cm3 einer gesättigten alkoholischen Ammoniaklösung in einem geschlossenen
Gefäß bei einer Temperatur von etwa 15o° für die Dauer von 16 Stunden. Das Produkt
wird auf dem Dampfbade zur Trockne eingedampft und in 5o cm3 Wasser aufgenommen,
woraufhin das gewünschte Diaminoderivat durch Hinzufügen überschüssiger gesättigter
Natriumhydroxydlösung ausgefällt wird. Die Reinigung erfolgt in einem wässerigen
Medium durch Hinzufügen von Salzsäure und nachfolgendes Ausfällen mit Natriumhydroxydlösung;
die erhaltene reine Verbindung schmilzt bei 173 bis f75°. . Beispiel 2 2, 4-Diamino-5-m-chlorophenoxypyrimidin
Wenn diese Verbindung nach dem in Beispiel i beschriebenen Verfahren hergestellt
wurde, erhielt man dieselbe in guter Ausbeute mit einem Schmelzpunkt von 18o,5 bis
18z;5°.
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Beispiel 3 2, 4-Diamino-5-o-chlorophenoxypyrimidin Wenn diese Verbindung
nach dem in Beispiel i beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, erhielt man dieselbe
in erheblicher Ausbeute mit einem Schmelzpunkt von 142 bis 1q.5'.
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Beispiel 4 2, 4-Diamino-5-(2', 4'-dichlorophenoxy)-pyrimidin Diese
Verbindung wurde nach einem Verfahren ähnlich dem des Beispiels i hergestellt und
der Schmelzpunkt des erhaltenen Produkts zu 16o bis i62' festgestellt.
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Beispiel 5 2, 4-Diamino-5-ß-naphthoxypyrimidin Zu 4,7 g Natriumdraht
in 25o cm3 trockenen Äthers wurde eine Lösung von 47 g a-(ß'-Naphthoxyessigsäure)-äthylester
und 15 g Äthylformiat gegeben. Das Gemisch ließ man :z Tage lang bei Zimmertemperatur
stehen. Die bei der obigen Reaktion gebildete Natriumverbindung des a-Formyl-a-(ß'-naphthoxy)-essigsäureäthylesters
wurde mit einer Lösung von Guanidin in Äthanol (aus einer Lösung von 19,5 g Guanidinhydrochlorid
in Äthanol und Natriumäthylat aus 4,7 g Natrium, in 300 cm3 Äthanol gelöst)
behandelt. Die Lösung wurde dann erwärmt, um den Äther zu verdampfen, und dann am
Rückflußkühler 20 Stunden lang erhitzt, dann gekühlt, in Wasser gegossen und mit
Essigsäure angesäuert. Das 2-Amino-4-oxy-5-(ß-naphthoxy)-pyrimidin (1i g) wurde
mit 50 cm' Phosphoroxychlorid i Stunde lang am Rückflußkühler behandelt,
bis die Lösung vollendet war. Nach Entfernen des überschüssigen Phosphoroxychlorids
wurde die Schmelze auf Eis gegossen, mit Ammoniak alkalisch gemacht und das2-Amino-4-chlor-5-(ß-naphthoxy)-pyrimidin
durch Filtration erhalten. Die Chlorverbindung wurde mit einer gesättigten alkoholischen
Ammoniaklösung bei 13o° 16 Stunden lang in einem geschlossenen System erhitzt. Das
Gemisch wurde zur Trockne eingedampft und der Rückstand mit 5-n-Natriumhydroxydlösung
extrahiert und filtriert. Das 2, 4-Diamino-5-ß-naphthoxypyrimidin hatte nach Reinigen
durch Auflösen in verdünnter Essigsäure und Ausfällen durch Hinzufügen von Natriumhydroxyd
einen Schmelzpunkt von 204 bis 2o6°. Beispiel 6 2, 4-Diamino-5-(p-benzylphenoxy)-pyrimidin
Diese Verbindung wurde nach dem Verfahren des Beispiels 5 hergestellt und hatte
einen Schmelzpunkt von 186 bis 187°.
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Beispiel 7 2, 4-Diamino-5-(p-phenylphenoxy)-pyrimidin Diese Verbindung
wurde nach dem Verfahren des Beispiels 5 hergestellt und hatte einen Schmelzpunkt
von 246 bis 249°.
Beispiel 8 2, 4-Diamino-5-p-chlorphenoxy-6-methylpyrimidin
Zu einer Lösung von a-Chloracetessigsäureäthylester in Alkohol wird eine äquimolare
Menge von Natrium-p-Chlorphenolat gegeben und das Gemisch am RückfluBkühler 2 Tage
lang erhitzt. Das Gemisch wurde in Wasser gegossen und der entstandene a-p-Chlorphenoxyacetessigsäureäthylester
durch Extraktion mit Benzol und Äther gewonnen und nach dem Trocknen durch Destillieren
gereinigt. Der resultierende Ester wurde mit einer äquimolekularen Menge von Guanidincarbonat
in alkoholischer Lösung auf dem Dampfbade kondensiert und das 2-Amino-4-oxy-5-p-chlorphenoxy-6-methylpyrimidin
aus verdünnter wässeriger Essigsäure gewonnen. . Das 2-Aririno-4-Chlorderivat wurde
wie in den vorhergehenden Beispielen hergestellt und aminiert. Das Endprodukt schmolz
bei 2o5 bis 2o7°.
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Beispiel 9 2, 4-Diamino-5-p-chlorphenoxypyrimidin Zog 2-Amino-4-oxy-5-p-chlorphenoxypyrimidin,
wie in Beispiel 8 beschrieben dargestellt, wurden unter Rühren 2 Stunden lang mit
30 g Phosphorpentasulfid in Zoo em3 Tetrahydronaphthalin auf 155 bis z62°
erhitzt. Das Gemisch wurde gekühlt, das Lösungsmittel dekantiert und der zähflüssige
Rückstand mit Äther ausgewaschen. Der Rückstand wurde in verdünntem Ammoniumhydroxyd
gelöst, mit Kohle behandelt, filtriert und das Filtrat mit Essigsäure angesäuert.
Das 2-Ämino-4-thio-5-p-chlorophenoxypyrimidin wurde als gelbe kristalline Substanz
erhalten und diese mit konzentriertem wässerigem Ammoniumhydroxyd bei z55° 48 Stunden
lang behandelt. Das erhaltene 2, 4-Diamino-5-p-chlorophenoxypyrimidin war mit dem
nach Beispiel i hergestellten identisch. Beispiel io 2, 4-Diamino-5-(p-carbäthoxyphenoxy)-pyrimidin
Nach dem Verfahren des Beispiels i wurde p-Carbäthoxyphenoxyessigsäureäthylester
formyliert und mit Guanidin kondensiert, wobei 2-Amino-4-oxy-5-(p-carbäthoxyphenoxy)-pyrimidin
entstand. Dieses wurde dann mit Phosphoroxychlorid behandelt und das Produkt dieser
Behandlung ebenfalls nach dem Verfahren des Beispiels Z aminiert. Während des Ausfällens
des Produkts aus der wässerigen Lösung durch Hinzufügen einer Natriumhydroxydlösung
wurde zunächst eine Verbindung ausgefällt und als 2, 4-Diamino-5-(p-carbäthoxyphenoxy)-pyrimidin
identifiziert. Nach Sublimieren schmolz sie bei Z75 bis r79°: Beispiel ix 2, 4-Diamino-5-(p-carboxyphenoxy)-pyrimidin
Weiteres Hinzufügen von Natriumhydroxydlösung zu den Mutterlaugen von der Ausfällung
der nach Beispiel io erhaltenen Carbäthoxyverbindung ergab einen weiteren Niederschlag,
vermutlich ein Natriumsalz, aus welchem man 2, 4-Diamino-5-(p-carboxyphenoxy)-pyrimidin
erhielt, welches oberhalb 26o° unter Zersetzung schmilzt.