SE433215B - Forfarande for framstellning av 2-piperazinyl-pyrido-/2,3-d/pyrimidinderivat - Google Patents

Description

POOR QUALITY 10 15 Z0 25 Il90033lv9 Z vari R] betecknar enfvöteatom eller en acylgrupp och RZ beteck- nar en ldgalkylgrupp med I till 0 kolatomer.

Uttrycket "acylgrupp" avser vid användning i föreliggande beskrivning och krav en kolsyra- eller karhoxylsyrnrcst, såsom en lägalkanoylgrupp, såsom formyl, acetyl, trifluoroacetyl eller propionyl, en lâgalkoxikarbonylgrupp, såsom metoxikarbonyl eller etoxikarbonyl, och en fenylsubstituerad lågalkoxikarbonylgrupp, t.ex. bensyloxikarbonyl.

Föreningen Zl] erhålles ibland såsom hydrater, vilka även innefattas. I föreliggande beskrivning beskrives dess hydrater såsom omfattande av föreningen [1] i fri form, andra än salter av föreningen LII. ' Föreningar som är relativt lika föreningen [1] beskríves i den brittiska patentskriften 1 129 358 (publicerad 2 oktober 1968) och den tyska offentliggörande skriften 2 143 369 (publi- cerad 9 mars 1972) såsom antibakteriella medel.

Vid arbete i försök att framställa, antíbakteriella medel som är mer användbara än de kända föreningarna har det nu visat sig att genom införing av en piperazingrupp i 2-ställningen på pyrido- 12,3-djpyrimidinkärnan kan man erhålla en förening med karakteris- tisk antibakteriell effekt (speciellt mot Pseudomonas aeruginosa).

Föreningen [I] syntetiseras på följande sätt: 1:a steget En förening med följande formel // COOR N Z /_\ /Q /I coonz R 1 ~ TV H [W] vari Rloch Rzlwr ovan angiven definition; underkastas intramolekylär ringslutning under upphettning för att ge en mcllanprodukt med följande formel i [H11 wní R, och R, hur ovan angiven definition. 10 20 'TSUUI-Säíe-å Reaktíonen utföres genom upphettning av föreningarna [lv] direkt eller i ett högkokande lösningsmedel, såsom dífenyleter, o-díklorobensen,_difeny1enoxíd, dibutylftalat eller blandningar av dessa. Lämplig upphettningstemperatur är 140-2600C.

Det är även möjligt att utföra ringslutningsreaktionen i närvaro av ett konventionellt ringslutningsmedel, sasom polyfosfor- syra, polyfosforsyraalkylester, koncentrerad svavelsyra eller fos- ~ forpentoxíd. Da polrfosforsyra, polyfosforsyraalkylester eller fosforpentoxid användes såsom ringslutningsmedel utföres reaktio- nin vanligtvis i ett lösningsmedel, såsom bensen, dioxan eller dimetylformamid. Då koncentrerad svavelsyra användeds utföres reak- tionen vanligtvis i ett lösningsmedel, såsom ättiksyraanhydrid eller ättiksyra. Naturligtvis kan ringslutningsmedlet, beroende på dess egenskaper, även användas såsom lösningsmedel. Om ring- slutningsmedel användes utföres reaktionen vid relativt låga tem- peraturer. 2:a steget Förening [lll] underkastas vidare alkyleríngsreaktion för att ge en förening med följande formel [II] och R2 har ovan angiven difinition.

I denna reaktion kan kända alkyleringsmedel användas. Spe- vari R] ciella exempel omfatta etylhalogenider, såsom etyljodid, och etyl- ostrar, såsom díetylsulfat, etyl-p-toluensulfonat eller trietyl- fosfat.

Reaktíonen utföres vanligtvis genom att man bringar före- ningen [lll] att reagera med en stökiometrisk mängd av alkylerings- medlet i ett inert lösningsmedel vid en förhöjd temperatur. Om så önskas kan alkyleringsmedlet användas i överskott. Lösningsmedlet kan vara antingen vattenfritt eller vattenhaltígt. Exempel på lösningsmedel är etanol, dioxan, dimetylformamid, dimetylsulfoxid och vatten. Reaktionen gynnas genom tillsats av en syraacceptor, exempelvis en bas, såsom ett alkalikarbonat, en alkalíhydroxid, en 10 15 U! U1 7900334-9 4 alkalimetallalkoxid, natriumhydrid, trietylamin, bensyltrimetyl- ammoniumhydroxid. Då alkyleríngsmedlet får verka i ett vatten- haltigt lösningsmedel undergâr ibland karboxylsyraesterdelen hydrolys beroende på reaktíonsbetingelserna, och överföres sa- ledes till en fri karboxylsyra. Vidare kan då föreingar med for- meln (III), vari R1 betecknar en väteatom, alkyleras, den N-ety- lerade produkten i 4-ställningen på piperazinkärnan framställas tillsammans med den N-etylerade produkten i 8-ställningen på py- rído- 2,3-d)pyrimidínkärnan. Produkterna kan naturligtvis lätt separeras fran varandra t.ex. genom omkrístallisation. 3:e steget Föreningen [ll] underkastas slutligen hydrolysreaktion och då erhålles föreningen [I] eller dess salt.

Hydrolyseringsreaktionen i förfarandet utföres genom att man bringar föreningen (ii) i kontakt med vatten. Vanligtvis ut- föres reaktionen, för accelerering därav, i närvaro av en kata- lysator, såsom en syra eller bas.

Exempel på syran utgör oorganiska syror, såsom saltsyra, bromvätesyra, jodvätesyra, svavelsyra eller fosforsyra, och orga- niska syror, såsom ättiksyra, oxalsyra eller toluensulfonsyra.

Exempel på basen utgör alkalimetallhydroxider, såsom nat- riumhydroxid eller bariumhydroxid, alkalímetallkarbonater, såsom natriumkarbonat eller kaliumkarbonat, och natriumacetat.

Denna reaktion kan även utföras genom att man direkt upp- hettar materialet i närvaro av ovan beskrivna syra, och därefter, tillsätter vatten. Lösningsmedlet utgöres vanligtvis av vatten, men beroende på materialets egenskaper kan man även använda ett vattenhaltigt lösningsmedel, såsom etanol, dioxan, etylenglykoldi- metyleter, bensen eller ättíksyra. Reaktionstemperaturen kan vara rumstemperatur, men är vanligtvis S0-ZOOOC, företrädesvis 70-120°C.

När denna reaktion utföres under de milda förhållandena kan antingen en acylgrupp (R1-) eller en estergrupp (RZ-)i formeln [ll] hydrolyseras. I sådant fall hydrolyseras den delvis hydrolyserade föreningen ytterligare för erhållande av föreningen Älj.

Ovanstående reaktioner kan visas schematiskt på följande sätt: 790Û33lr~9 5 *m2 É i {\COORq ringslutning R1_\/1i S1/ \\\/ \\ N/ d H IV " o o I' -I ,\ . / 2 i.\ cooR, *lfl/ I, \\. alkylering If/ I *I “ | 1 “ \\~š , .,' / \ '\\ J raï-x N' \ 5 Rï-ß; \/ *N/ "N \_/ H H 2 5 III II Û k' coon N4\ L I weläè \L,/kN/\N \\__./ ÉZHS I (RT och R2 har ovan angiven definition).

Utgångsföreningen ¿IYj, som användes i detta förfarande, fram- ställes genom att man bringar motsvarande 2-(1-piperazinyl)-4-amino- pyrimidin att reagera med alkoximetylenmalonat i enlighet med för- 5 farandet, som beskrives i den brittiska patentskriften 1 129 358.

Föreningen Ål] som framställts i ovanstående förförande, kan isoleras och renas genom vanliga förfaranden. Föreningen [lf kan framställas i fritt tillstànd eller i form av salt beroende på reaktionsbetingelserna. Vidare kan föreningen [I] överföras till 10 farmaceutískt godtagbara aminsalter eller karboxylsyrasalter genom behandling med en syra eller ett alkali, eller omvänt. Syran kan utgöras av ett flertal organiska och oorganiska syror, varpå föl- jande utgör exempel: klorvätesyra, ättiksyra, mjölksyra, bärnstens- syra, oxalsyra och metansulfonsyra. 15 Den antibakteríella verkningarna av föreliggande förening [lf visas i Tabell I-IV tillsammans med de för föreningar beskrivna i 10 15 20 179003311-9 de Iidigne nämnda brittiska patontskriften eller tyska offentlig- görande skriften. _50- och LUS” het med Behrens-Kaerbcr-förfarandet (Arch. Exp. Path. Pharm., I Tabellerna [I-IV beräknades ED -värdena I enlig- lgå, 480 (19311]. Föreningarna Pa ooh AT-616 utgöres av följande Förening PA: 5,8-dihydro-8-etyl~2-pyrrolidino-5-oxopyrído-(2,3~d)pyrimidin- o-karboxylsyra utgör den mest värdefulla förening som beskrives i den brittiska patentskriften.

Förening AT-616: 5,8-dihydro-8-etyl-2-(3-hydroxipyrrolídin)-5-oxopyrido(2,3-di- pyrimidin-0~karboxy1syra utgör den mest värdefulla föreingen som beskríves i den tyska offentliggörande skriften. 1) In vitro_antibakteriell effekt mot 3 bakteríestammar Tabell 1 i “å ;' ' ' 3 = MIC (pm/mg) :Förening ~ Staphylococcus Escherichis |Pseudomonas aureus coli aeruginosa Tefal ímfl *(42 ÄÉPÉÉiJ' ííflë i -_ 1 ' so 1 i io . >~ 1! *- "" ' " PA 10 1 1 100 , E ” AT-616 30 1 f 100 Den minimala inhiberande koncentrationen (MIC) bestämdes genom det välkända-serieutspädningsförfarandet.

Experimentella betingelser: .

Medium: näringsmedelsbuljong, pH 7;0 (5 ml/rör) Ympmedel: 1 droppe 1: 10--utspädning av en buljongkultur; som stått över natten, per rör Inkubation temperatur och tid: 37°C i 48 h Z) Effektivitet in vivo mot systemisk infektion med Psvudomnnas aorugínosa i möss 5 10 15 20 vsoozza-9 Iflëilll T - ------- ----~ » - .___...., V , ;_,______________~_y Förening Väg nos (m§/kg) ' 5950 nr zoo 100 50 25 12,5 0,3 3,1 ;("@/kg) ¿ 1 ip _ - - 8/8 8/8 4/8 z/s 1/8 10,5 v po 8/8 4/8 0/8 - _ _ _ 100 , PÅ É íP 1 _ 0/3 - - - - - ' >1o0 P0 @°/3 - - - - - - E >z00 AT-610 : ip ; _ 3/3 _ _ _ _ _ f >,00 1 “ P0 'l/8 - - ~ - - - š>z00 1 Sífferuppgifterna i tabellen visar antalet överlevande möss/ det totala antalet möss. 0/8 betyder att alla av 8 möss dött. 8/8 avser att alla 8 möss överlevde: Uverlevnadsgraden för icke- behandlad kontroll var 0/8.

Experimentella betingelser: 3) Effektivitet in Organism: Pseudomonas aeroginosa nr 12 Möss: Hanmöss (ddY-S) med en vikt av ca 20 g Infektion: Intraperitoneal infektion med S0-100 LD50 av en bakteriell suspension i 4-procentig mag-mucín (ca 5 x 103 celler/mus) Medicinering: Två gånger, ca 5 minuter resp. 6 h efter infektcring Drog: En alkalisk lösning för parenteral administre- ring och en suspension i 0,2-procentig CMC för oral administrering Dödlighetsobservation: 7 dagar i.p: intraperitoneal administration p.o.: oral administration vivo mot systemisk infektion med Salmonella typhímurium i möss Tabell III , 8.. . ill.

Is _ Vi I DOS (mg/Rs) “D50 - “nl 1 av 1 °¶¿f“¥ 5 Y 100 so .zs 12,5 6,» (mg/kg) l 1 1 i 1 1 å § 1 ap \ - - 8/8 8/8 4/8 1 0,3 | I po 1 - 8/8 8/8 4/8 U/S 1 ll,5 i ! PA ip ' 9/10 s/10 3/10 0/10 - § 13,5 : po 10/10 4/10 3/10 U/10 - - 40,7 10 15 20 ZS 30 790033lP9 i Síffcrvärdena i tabellen visar antalet överlevande möss/ det totala antalet möss. 0/8 betyder att alla av S möss dött. 8/8 avser att alla 8 möss överlevt. Uverlevandegraden för icke- behandlad kontroll var 0/S.

Experimentella betingelser: Organism: Salmonella typhimurium S-9 Möss: Hanmöss (ddY-S) med en vikt av ca 20 g Infektion: lntraperitoneal infektion med S0-100 LD 0 av en bakteríell suspension i näringsmeâels- buljong (ca 105 celler /mus) Medicinering: Två gånger per dag i 4 dagar från dagen för infektionen.

En alkaliskt lösning för parenteral administre- Drog: ring och en suspension i 0,2-procentig CMC för oral administrering Observation: 14 dagar i.p.: intraperitoneal administrering p.o.: oral administrering 74) Akut toxícitet i möss Abeii v l Dos tmg/kgrwuww_ LD i' . rören' ' " -50 i ing 5 Vag , g imon zooo__g__1ooo son (mg/kg) 5 I 1 i iv 6 i - _ o/6 6/6 700 po i 6/6 6/6 i - - >4ooo Siffervärdena i tabellen visar antalet överlevande möss/det totala antalet möss. O/6 betyder att alla av 6 möss dött och 6/6 avser att alla möss överlevt. 7 I Förening var i alkalisk lösning för intravenös administre- ring och för oral administrering i en suspension, som innehöll 0,2 % CMC, och administrerades till hanmöss (ddY-S) med en vikt av ca 20 g. Efter 7 dagar registrerades dödsfrekvensen oc LD50- värdet uppskattades. i.v.: intravenös administrering p.o.: oral administrering Den kliniska doseringen av föreningen I beror på kroppsvikt, ålder och administeringsväg, men ligger i allmänhet inom området 100 mg - 5 g/dag. företrädesvis 200 mg - 3 g/dag.

Följande exempel åskådliggör framställningen av föreningar [1] och de nya mellanprodukterna därav. lU 15 20 30 35 79003344 Exempel_l Htyl-1-(J-acetyl-l-piperazinyl)-5,8-dihydro-5-oxopyrido(2,3-d)- pyrimidin-0-karhoxylat Till 16 ml difenyleter, som upphettats till 250-ZSSOC, sattes under omröring 2,0 g dietyl-N-12-(4-acetyl-1-piperazínyll-4-pyri~ midinyl]-umínometylenmalonat, försiktig återflödning fortsattes i 10 min och därefter fick blandningen svalna till rumstemperatur.

Till blandningen sattes 12 ml n-hexan och den erhållna fällníngen uppsamlades, tvättades med etanol och omkrístallíserades ur etanol för erhållande av 1,52 g av produkten med smältpunkten 300-SUZOC.

Exempel 2 Följande föreningar framställdes på ett liknande sätt som det i exemplet I: etyl-5,8-dihydro-2-(4-formyl-piperazinyl)~5-0xopyrido-¿É,3-d]- pyrimidin-6-karboxylat (smp. över SOOOC), _ etyl-5,8-dihydro-2-(4-etoxikarbonyl-1-piperazinyl)-5-oxopyrido- ZÉ,3-djpyrimidin-6-karboxylat (smp över SOOOC), etyl~5,8~dihydro-Z-(4-trifluoroacetyl-1-piperazinyl)-5-oxopyrido- 12,3-dfpyrimidín-6-karboxylat, etyl-5,8-dihydro-Z-(1-piperazinyl)-5-oxopyridolí,3-d]pyrimidin- 6-karboxylat.

Exemgel 3 Etyl~2-(4-acetyl-1-piperazinyl)-S,8-dihydro-8-etyl-5-oxopyrído- /É,3-dfpyrimidin-6-karboxylat Till en suspension av 4,0 g etyl-2-(4-acetyl-1-piperazinyl)- 5,8-dihydro-5-oxopyridolí,3-dfpyrímidin-6-karboxylat och 6,0 g kaliumkarbonat i 100 ml 50-procentig vattenhaltíg etanol sattes totalt 5,5 ml dietylsulfat i tre portioner under omröring och bland- ningen fick reagera i 2 h vid rumstemperatur.

Reaktionsprodukten extraherades med kloroform och extraktet torkades över vattenfritt magnesiumsulfat, följt av avdunstning av lösníngsmedlet för erhållande av en kristallín återstod, var- till n-hexan sattes. Krístallerna uppsamlades och omkristallise- rades ur en blandning av n-hexan och aceton för erhållande av 3,4 g av produkten med smältpunkten 208-2l0°C under sönderdelning.

Exemgcl 4 Etyl-2-(1-piperazinyll-5,8-dihydro-8-etyl-5-oxøpyridoéí,3-d]py- rimidin-6-karhoxvlat Till en lösning av 1,5 g ctyl-5,8-dihydro-2-(l~piperu:inyll I0 15 20 25 30 35 40 vsoozza-9 10 -5~oxopyrido[É,3-dfpyrimidin-6-karboxylat i 60 ml av en l0~procen- tig vuttenhaltig lösning av natriumkurbonat sattes tre 10 ml por- tioner dietylsulfat. Efter avslutande av reaktionen neutraliscrndcs den erhållna blandningen med ättikšyra. Fällningen uppsamlades och omkristallíserades ur dímetylformamid för erhållande av 0,8 g etyl-2-(1-piperazinyl)-5,8-dihydro-8-etyl-S-oxopyridolí,3-d7py- rimídin-6-karboxylat, smp; 156-158°C.

Exemgel 5 5,8-dihydro-8-etyl-Z-(1-píperazinyl)-5-oxopyridolí,3-d]pyrimidin- 6-karboxylsyra (förening ÜJJ 5,0 g etyl-5,8-dihydro-8~etyl-5-oxo-2-(1-píperazínyl)pyrido- ¿É,3-dfpyrimidin-6-karboxylat upplöstes i 30 ml av en 7-procentíg vattenhaltig lösning av natriumhydroxid genom upphettning till QOOC i 20 min. Efter avkylning neutraliserades den bildade lös- ning med ättiksyra för erhållande av en fällning, som uppsamla- des och omkristalliserades ur dimetylformamid. Man erhöll 4,3 g av produkten med smältpunkten 253-2S5°C. ußxemgel 6 2-(4-acetyl-1-piperazinyl)-5,8-dihydro-8-etyl-5-oxopyrido[?,3-d] pyrimidin-6-karboxylsyra 1 5,0 g etyl-2-(4-acetyl-1-píperazinyl)-5,8-dihydro-8-etyl-S- oxopyridolï,3-djpyrimidin-6-karboxylat upplöstes i 35 ml av en I0-procentig vattenhaltig lösning av natriumkarbonat genom upphett- ning till 90°C i 30 min. Den erhållna lösningen filtrerades för avlägsnande av olösligt material och filtratet neutraliserades med ättiksyra för erhållande av en fällning som uppsamlades och om- kristalliserades ur en blandning av bensen och kloroform. Man er- höll därvid 4,1 g av produkten med smältpunkten 298-300°C.

Exempel 7 _ 5,8-dihydro-8-etyl-2~(1-piperazinyl)-5-oxopyrido-12,3-djpyrimidin- 6-karboxylsyra (förening E11) (A) 2,0 g 2-(4-acetyl-1-piperazinyl)-5,8-dihydro-8-etyl-S- oxopyridolï,3-d]pyrimidin-6-karboxylsyra upplöstes i 40 ml av en 10 procentig vattenhaltig lösning av natriumhydroxid genom upphett-_ ning till 90-95°C i 1,5 h. Den bildade lösningen behandlades med - avfärgandc kol och filtrerades. Filtratet neutraliscrades med ättiksyra för erhållande av 1,6 g av produkten i rent tillstånd och med smältpunkten 252-ZSSOC.

(Bl 1,0 g etyl-Z-(4-ncetyl-I-piperazinyl)-5,8-dihydro-8- cry]-S-oxopyrido¿É,3-dfpyrímidin-6-knrboxylat upplöstes i 30 ml 10 7900334-9 11 av en 10-proccntig vattenhaltig lösning av natriumhydroxíd genom upphcttníng till 90-950C i 1 h. Neutralísering av reaktionsblund- ningen med ättiksyra under kylníng_gav en rå fast substans, som omkristalliserades ur dimetylformamid för erhållande av 1,1 g av produkten í rent tillstånd. Éšemgel 8 5,8-díhydro-8-etyl-2-(1-piperazinyl)-5-oxopyrídolfi,3-d]pyrímídín- 6-karboxylsyra (föreníng[í]) Man följde förfarandet som beskrevs i exemplet 7 (A) med användning av 5,8-díhydro-Z-(4-etoxíkarbonyl-1-piperazíny1)-8- etyl-5-oxopyrído¿2,3-Q?pyrhmdin-6-karboxylsyra och erhöll därvid 5,8-díhydr0-8-ety1-2-(1-píperazínyl)-5-oxopyrídoíí,3-d]pyrimídín- 6-karhoxylsyra med smältpunkten 253-255°C.

Claims (1)

1. vsuossu~9 lä. Patentkrav Förfurandc för framställning av en förening med formeln nl 'ç;\\\ \\ïe/*coonz 111 \ Rfw N N// N vari R1 betecknar en väteatom eller en acylgrupp och Rz beteck- nar en lâgalkylgrupp med 1 till 6 kolatomer, k ä n n e - t e c k n a t därav, att man upphettar en förening med formeln *4;à\\ coon N l<: 2 I I cooR Iv / \ \ , 2 R1-N N N N// g! 1 H vari R1 och Rz har ovan angiven definition, för att åstadkomma intramolekylär ringslutning och ge en förening med formeln [lll] OV&n.