FI66594B - Foerfarande foer framstaellning av beta-anilino-alfa-benzylakrylonitriler - Google Patents

Description

RSFn M ««KUULUTUSIULKAISU

Ma lJ ' 1 utlAggnincsskaift 000^4 C .... Patentti ayonnetty 12 11 1934 ” Patent msduelat ^; (5i)K».it/i«.ct3 c 07 c 121/78 // C 07 D 239/49 SUOMI—FINLAND (21) Pic**ttJhdi*mu* —P»t*nt»n«6knl«| 771^79 (22) HtkMitaptM—Ana&knlnfidaf 10.05-77 (23) AMotpUvt—GIMfhatadag 04.03.70 (41) TiillKlulkluinl — BlfvKoffamRg 10.05.77 PMeitti* ja rekisterlhallltu· /44) NihtMUpwion μ kuuLHkai·» p*m. —

Patent· och regfatantyralaan ' AmMcmi ocfc ucUkrtfun piMc«nd 31.07.84 (32)(33)(31) ι*η*·«7 «»οΗμμ-β^μ purnut 06.03.69 O6.O3.69, 16.05.69, 13.06.69 Englanti-England(GB) 11908/69, 11909/69, 25171/69, 30247/69 (71) The Wellcome Foundation Limited, 183~193 Euston Road, London N.W.1,

Engl ant i-England(GB) (72) Ronald Morton Cresswell, Scarsdale, New York, John William Mentha, Hartsdale, New York, Russell Seaman, Chappaqua, New York, USA(US) (74) Oy Kolster Ab (54) Menetelmä β-ani1ino-ty-bentsyyliakrylonitrii1 ien valmistamiseksi -Förfarande för f ramstäl lning av |3-ani 1 i no^<\rbenzylakrylon i tri ler (62) Jakamalla erotettu hakemuksesta 587/70 (patentti 53969) -Avdelad frän ansökan 587/70 (patent 53969)

Keksinnön kohteena on menetelmä y$-anilino- Ct-bentsyyli-akrylonitriilien valmistamiseksi, joilla on yleinen kaava ,,mi r4 \-·/ 12 3 4 jossa R , R t R ja R ovat samoja tai erilaisia ja kukin on vety- tai halogeeniatomi, tai metyyli-, metoksi- tai bentsyylioksiryhmä, 3 4 tai R ja R muodostavat yhdessä metyleenidioksiryhmän silloin kun 1 2 sekä R että R ovat vetyatomeja.

2 66594

Kaavan VIII mukaisia yhdisteitä voidaan käyttää välituotteina 2,4-diamino-5-bentsyylipyrimidiinien valmistamiseksi, joilla on sekä malariaa että bakteereja tappava vaikutus. (J. Am. Chem. Soc., 1951, 73, 3758). Suurin bakteereja tappava aktiivisuus on todettu sellaisissa johdannaisissa, joissa esiintyy elektronin luovuttavia substituentteja bentseenirenkaassa ja jotka ovat substituoimatto-mia pyrimidiiniryhmän 6-asemassa. 2,4-diamino-5-(3',4',51trimetok-sibentsyyli)pyrimidiinillä tai trimetoprimilla (US-patentti 2 909 522) on kohtalaisen laaja antibakteerinen spektri, johon sisältyy useita gram-positiivisia lajeja, mutta se on myös aktiivinen Proteus-lajin kantoja vastaan. Samoin kuin muutkin 2,4-diamino-pyrimidiinit se on fooli-ja foliinihappojen kilpailija mikro-organismeissa, jotka tarvitsevat näitä ravintoaineita, ja sen voidaan osoittaa estävän dihydrofolaatin pelkistymisen Streptococcus fae-caliksessa. Voimakas potentiivinen vaikutus voidaan todeta silloin kun tätä lääkettä annostellaan yhdessä sulfonamidien kanssa, seurauksena sen biokemiallisen tapahtuman oleellisesta estymisestä, joka aiheuttaa koe-entsyymien F. de Novo-synteesin. Tämä vahvistuminen voidaan osoittaa sekä in vitro että suoritettaessa hiirien infektio-kokeita Staphylococcus- ja Proteus-kannoilla. 2,4-diamino- 5-bentsyylipyrimidiinejä, joihin sisältyy trimetoprimi ja 2,4-di-amino-5-{3',4'-dimetoksibentsyyli)-pyrimidiini tai diaveridiini (US-patentti 2 658 897) voidaan annostella oraalisesti 1-30 mg/kg suuruisina annoksina vuorokaudessa. Näitä yhdisteitä annetaan käsiteltävälle imettäväiselle edullisesti tabletin muodossa ja trimetoprimi voidaan edullisesti yhdistää sulfametoksatsolin kanssa käytettäväksi määrättyjä hengitystie-infektioita vastaan. Eräs toinen esimerkki tästä ryhmästä on 2,4-diamino-5-(2'-metyyli-4',51-dimetoksibentsyyli)-pyrimidiini (ormetoprim), jonka on ilmoitettu omaavan antibakteerisen aktiivisuuden ja jolla on myös kokki-diostaattisia ominaisuuksia kun se yhdistetään sulfadimetoksiinin kanssa.

Keksinnön mukaisesti valmistetaan kaavan VIII mukainen yhdiste antamalla aniliinisuolan reagoida /3-morfolino-Q/-bentsyyli-akrylonitriilin kanssa, jonka yleinen kaava on 3 66594 £)--<_ΓΛ

R

12 3 4 jossa R , R , R ja R merkitsevät samaa kuin edellä.

Tunnetaan menetelmä 2,4-diamino-5-bentsyylipyrimidiinien valmistamiseksi (ks. Stenbuck, Baitzly ja Hood, J. Org. Chem. 1963, 28, 1983 ja GB-patenttijulkaisu n:o 957 797). Tunnettu menetelmä käsittää vaiheina (i) aromaattisen aldehydin kondensoimisen ,6-subs-tituoidun propionitriilin kanssa, jolloin läsnä on sekä alkoholia liuottimena että voimakasta emästä, jolloin saadaan sellaisten isomeerien seos, joilla on vastaavasti kaava Ia ja Ib

^CN

ArCHO + CH - CN —> ArCH = CT Ia

I 1 XCHJ

ch2y

. CN

+ ArCH2 - C ^ Ib

1 ^ CHZ

joissa kaavoissa Ar on mahdollisesti substituoitu fenyyliryhraä, Y on alkoksi-, tioalkyyli- tai dialkyyliaminoryhmä, ja Z on ryhmä Y tai alkoksiryhmä, joka on johdettu liuotinalkoholista; ja (ii) joko puhtaan "bentsaali"-isomeerin Ia tai "bentsaali-" ja "bentsyyli"-isomeerien Ia ja Ib seoksen saattamisen reagoimaan guanidiinin kanssa sellaisen 5-bentsyylipyrimidiinin saamiseksi, jolla on kaava H2N\

>-N

ArCH2—/ y nh2 4 66594

Vaikkakin tiedettiin, että ensimmäisessä vaiheessa saatu välituote on kaavojen Ia ja Ib mukaisten isomeerien seos, voitiin ainoastaan "bentsaali''-isomeeri Ia erottaa kiteisessä muodossa muutamien puhdistusvaiheiden jälkeen. Näiden molempien isomeerien oletetaan olevan tasapainossa toistensa kanssa, kun ne valmistetaan emäksisissä olosuhteissa ja saatetaan edelleen reagoimaan guanidiinin kanssa edellä esitetyllä tavalla, mutta ei ole selvästi esitetty kumpi isomeeri pääasiallisesti reagoi toisessa vaiheessa.

Valitettavasti ilmeni myöskin huomattavia polymeerien ja värillisten epäpuhtauksien muodostumisesta johtuvia häviöitä, erikoisesti sellaisissa tapauksissa, joissa isomeerien fenyylirengas oli substituoitumaton para-asemassa.

GB-patenttijulkaisun n:o 957 797 mukaisten johdannaisten ja isomeerien seosten saattaminen reagoimaan edelleen aikaansai haluttuja 2,4-diamino-5-bentsyylipyrimidiinejä ainoastaan 25 - 45 %:n saannolla. Ottaen huomioon lopputuotteiden tärkeyden ja sivutuotteiden ja epäpuhtauksien aiheuttamat vaikeudet ovat eri tutkijat etsineet myös muita valmistusmenetelmiä. Esim. GB-patentti 1 132 082 käsittää menetelmän, joka sisältää vaiheina (a) asetyylitymiinin saattamisen reagoimaan N-bromimeripihkahappoimidin kanssa asetyyli-bromitymiinin muodostamiseksi, (b) tämän tuotteen kondensoimisen substituoidun bentseenin kanssa, (c) saadun tuotteen saattamisen reagoimaan halogenoimisaineen kanssa ja (d) halogeenijohdannaisen aminoimisen. Kuitenkin tässä menetelmässä on haittana se, että aset-yylibromitymiini on kallis valmistaa, kondensaatio bentseeniyhdis-teen kanssa ei aikaansaa välituotetta suurella saannolla ja viimeinen vaihe vaatii käsittelyn paineen alaisena ja aikaansaa tavallisesti tasapainotilan, josta on seurauksena huono saanto. Käsittely vaatii kaikkiaan neljä vaihetta lopputuotteen saamiseksi, eikä mikään näistä vaiheista ole erikoisen edullinen.

Myöhempi kehitys on osoittanut, että se polymeerinmuodostus, joka saadaan GB-patentin 957 797 mukaisella menetelmällä, voidaan estää tai sitä voidaan pienentää yhdisteiden Ia ja Ib mukaisten /2» -alkoksi-johdannaisten tapauksessa tyydyttämällä tilapäisesti ety-leeni-kaksoissidos alkoholissa olevalla ylimäärin käytetyllä alkok-sidilla. Tällöin saadaan vastaavaa kaavan II mukaista asetaalia, esim. seuraavan reaktiokaavion mukaisesti: 5 66594

. CN ^CN

ArCH = C : _Λ ArCH - C

\ CH2OMe 2 ^CHOMe I'a I'b %

MeOH + ylimääräinen NaOMe CH

ArCH - CH^ II

* ^CH(OMe)2

Kun asetaalia II käsitellään tämän jälkeen guanidiinilla al-koholiliuoksessa, on emäksisten olosuhteiden arveltu katalysoivan kaksoissidoksen uudelleenmuodostusta/ aluksi muotoon I'b, ja välituote voi täten reagoida guanidiinin kanssa halutun 5-bentsyyli-pyrimidiinin saamiseksi.

Kaavan II mukaisia asetaaleja voidaan myös valmistaa konden-soimalla vastaava aromaattinen aldehydi 3,3-dialkoksipropionitrii-lin kanssa ja pelkistämällä edullisesti katalyyttisesti täten saatu 3/3-dialkoksi-2-bentsaalipropionitriilivälituote.

Edellä mainitussa GB-patenttijulkaisussa n:o 957 797 on myös kuvattu (esimerkki 14) veratraalialdehydin reaktiota ^-dimetyyli-aminopropionitriilin kanssa etanolissa olevan natriumin läsnäollessa /3-dimetyyliaminoveratraalinitriilin III ja /3-etoksiveratraa-linitriilin IV seoksen aikaansaamiseksi 32 %:n saannolla.

MeO v MeO

/7 Kx /-CN //~\ /Cn

MeO < ) CH = CtT MeO—V XV-CH = C ^ \--/ CH2NMe2 \__/ ^CH2OEt

III IV

6 66594

Esimerkin mukaisesti tämä seos syklisoitiin tämän jälkeen guanidiinilla 2,4-diamino-5-(3',4'-dimetoksibentsyyli)-pyrimidiinin saamiseksi. On huomattava, että molemmat edellä mainitut yhdisteet III ja IV ovat "bentsaali"-johdannaisia.

Nyt on todettu, että kaavan VIII mukaisia N-substituoituja /3-amino- Oc-bentsyyliakrylonitriilejä voidaan valmistaa huomattavan helposti hyvin erilaisissa olosuhteissa, ja että saadut tuotteet eivät ole ainoastaan oleellisesti vapaita epäpuhtautena esiintyvästä vastaavasta "bentsaali"-isomeeristä, vaan niillä on myös odottamaton stabiilisuus ja kyky säilyttää avaruusrakenteensa myös hyvin erilaisissa reaktio-olosuhteissa. Näiden yhdisteiden "bentsyyli"-avaruusrakenteella on vähän tai ei ollenkaan taipumusta sellaiseen "bentsaali"-muotoon, jonka valmistus on esitetty GB-patenttijulkaisussa n:o 957 797. Lisäksi /3-amino- Cfc-bentsyyliakrylonitriilit ovat kemiallisesti reaktiokykyisiä ja ne voidaan edullisesti muuttaa bentsyylipyrimidiineiksi tai muiksi bentsyylijohdannaisiksi, joita voidaan edullisesti käyttää bentsyylipyrimidiinien tai muiden heterosyklisten rengasjärjestelmien valmistukseen.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistetut N-substituoi-tu-/3>-amino-OC-bentsyyliakrylonitriiliyhdisteet, joilla on kaava VIII, ovat käytännöllisesti katsoen vapaita yÄ-amino- Oc-bentsyli-deenipropionitriili-isomeerien aiheuttamilta epäpuhtauksilta. Erikoisesti on "bentsaali"-isomeerin aiheuttama epäpuhtaus normaalisti oleellisesti alle 10 % laskettuna kaavan VIII mukaisen yhdisteen määrästä, edullisesti alle 5 %, ja vielä edullisemmin alle 2 %. Tavallisesti parhaat menetelmät kaavan VIII mukaisen yhdisteen valmistamiseksi aikaansaavat tuotetta, jossa on epäpuhtautta vähemmän kuin 0,5 %, ja yleensä "bentsaali isomeeri a ei voida todeta ollenkaan sellaisilla analyyttisillä menetelmillä, joilla todetaan niinkin alhaisia määriä kuin 0,33 % seoksesta. Toisaalta on todettu, että likaantumisen määrän ollessa 10 % tai enemmän, tämä vaikuttaa haitallisesti lopullisen bentsyylipyrimidiinituotteen saantoon ja laatuun, ja punaisen ja keltaisen värjäytymisen ilmeneminen voi vaikeuttaa erikoisesti erottamista puhtaassa muodossa, mikä on ehdoton vaatimus silloin kun tuotetta käytetään kliinisesti, ja tästä syystä on välttämäntöntä käyttää useita aikaa vieviä ja vaikeita ja täten kalliita puhdistusvaiheita.

7 66594

Kaavan VIII mukaisessa yhdisteessä voi halogeeniatomina olla kloori-, bromi-, fluori- tai jodiatomi. Para-asema fenyylirenkaassa voi olla substituoitu bentsyylioksiryhmällä, mutta edullisesti met-oksiryhmällä, erikoisesti metoksisubstituentilla toisessa tai edullisesti molemmissa vierekkäisissä asemissa fenyylirenkaassa. Toisena mahdollisuutena on metoksisubstituutio yhdistelmänä metyylisubs-tituution kanssa fenyylirenkaan orto-asemassa.

Kuten edellä on selostettu, valmistetaan kaavan VIII mukaisia yhdisteitä keksinnön mukaisesti menetelmällä, joka käsittää vastaavan aniliinin saattamisen reagoimaan /3-morfolino-cc-bentsyyliakry-lonitriilin kanssa. Reaktio suoritetaan edullisesti polaarisessa, vedettömässä liuotinjärjestelmässä, esim. etanolissa tai jääetikka-hapossa, palautusjäähdytyslämpötilassa. Happoadditiosuola on edullisesti hydrokloridi tai asetaatti.

On yllättävää, että reagenssien, aniliinin ja /3-morfolino-Ct-bentsyylialkrylonitriilin, pK -arvojen tulee erota toisistaan ä ainakin 3-4 yksikköä, jotta reaktio olisi sovellettavissa käytäntöön.

Hakijan suorittamien tutkimusten mukaan reaktion saanto on 74 %, kun annetaan morfolinosuolan (pK = 8,33) reagoida kaavaa VIII vastaavan piperidinoyhdisteen kanssa (pK = 11,12), eli pK - cl ci arvojen ero on 2,79; ja saanto on 55 %, kun annetaan dimetyyliamii-nisuolan (pK = 10,73) reagoida kaavaa VIII vastaavan piperidino-yhdisteen kanssa (pK = 11,12), eli pK -arvojen ero on 0,39. Sensi-jaan saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä erittäin hyvä saanto, 95 % (aniliinin pK = 4,63 ja kaavan VIII mukaisen morfoli- 3 noyhdisteen pK = 8,33, eli ero on 3,7 yksikköä).

3

Seuraavat esimerkit kuvaavat keksinnön mukaista menetelmää.

Esimerkki 1 /h -morfolino- 00-3,4,5-trimetoksibentsyyliakrylonitriiliä (318 g), aniliinia (107 g) ja jääetikkaa (69 g) kuumennettiin keskenään lämpötilassa 95°C 45 minuuttia. Sitten lisättiin isopropan olia (300 ml) ja seos jäähdytettiin 30°C:seen, ympättiin ja käsiteltiin vedellä (300 ml); kiteytyminen oli ilmeinen. Suodatettaessa saatiin /3-anilino- OL-3,4,5-trimetoksibentsyyliakrylonitriiliä. Paino 296 g (pesemisen jälkeen vedellä ja isopropanolilla).

Claims (2)

1. Menetelmä /6-anilino-Q? -bentsyyliakrylonitriilien valmistamiseksi, joilla on yleinen kaava R1 „2 _ ,__. ^ CN R3 -NH-/ \ (VIII) R4 12 3 4 jossa R , R , R ja R ovat samoja tai erilaisia ja kukin on vety- tai halogeeniatomi, tai metyyli-, metoksi- tai bentsyyli- 3 4 oksiryhmä, tai R ja R muodostavat yhdessä metyleenidioksiryhmän sil-1 2 loin kun sekä R että R ovat vetyatomeja, tunnettu siitä, että aniliinisuolan annetaan reagoida /6-morfolino- Oi -bentsyyli-akrylonitriilin kanssa, jonka yleinen kaava on R1

2. CN T w 12 3 4 jossa R ' R , R ja R merkitsevät samaa kuin edellä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä /^-anilino-0^ —3,4,5-trimetoksibentsyyliakrylonitriilin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että aniliinihydrokloridin annetaan reagoida /3-morfolino- Ct-3,4,5-trimetoksibentsyyliakrylonitrii-lin kanssa.