SE454273B - Cykliska hydroxiimider till anvendning vid framstellning av cykliska aminosyror samt forfaranden for deras framstellning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 454 273 När R2 är en alifatisk radikal, innehåller den företrädesvis upp till 10 kolatomer och kan val- fritt uppbära substituenter eller karbonylfunktioner vilka är icke-reaktiva i den fortsatta reaktionen.

I motsats till hydroxaminkarboxylsyrorna, vilka är svåra att isolera i ren form, är de nya förening- arna med den allmänna formeln (II), som kan användas för framställningen av föreningar med den allmänna formeln (I), kristallina, beständiga föreningar, vilka i motsats till de explosiva mellanproduktföre- ningar som bildas vid Curtius-omlagringen är oskad- liga. Produkterna med den allmänna formeln (I), vil- ka erhålles när man använder de nya föreningarna en- ligt denna uppfinning, har anmärkningsvärt hög ren- het, medan stora mängder biprodukter bildas i de kända förfarandena, vilka biprodukter måste avlägs- nas i ytterligare reningssteg.

Föreningarna med den allmänna formeln (II) gör det sålunda möjligt att genomföra Lossen-omlagringen ekonomiskt i stor skala.

Föreningarna med den allmänna formeln (II) kan framställas genom någon av de följande metoderna: (a) O-acylering av en förening med den allmänna formeln: /”'~\\\,/'CH2 _ CO\\\ (111) (cuz) C N ' °H 11 \\~.«//\\\cfl2 ' C°/// där n är 4, 5 eller 6, med ett reaktivt derivat av en sulfonsyra med den allmänna formeln: no - soz - R2 (IV) där R2 har samma betydelse som ovan; eller (b) omsättning av en förening med den a1lmänna_ fi: 10 15 20 25 30 35 454 273 formeln: 1 CH * COOH ,// (CH2). C 2 (V) n \/\c1i2 - co - Nnou där n är 4, 5 eller 6, med minst två ekvivalenter av ett reaktivt derivat av en sulfonsyra med den all- männa formeln (IV) i närvaro av ett syrabindande medel.

Arten av radikalen R2 är inte kritisk, då den endast har ett mindre inflytande på omlagringsreak- tionen. Sålunda kan R2 vara en metyl- eller etyl- radikal (högre homologer av alífatiska sulfonsyror är för närvarande svåra att erhålla och kan därför knappast användas i teknisk skala), en cykloalkyl- radikal, vilken även kan innehålla en karbonylfunk- tion (billiga sulfonsyror, såsom kamfersulfonsyra, kan användas) eller arylradikaler, speciellt fe- nyl- eller naftylradikaler, vilka även kan vara sub- stituerade med lägre alkylradikaler, halogenatomer eller nitrogrupper. Disulfonsyror, exempelvis nafta- len-disulfonsyror, kan även användas som föreningar med den allmänna formeln (IV), i vilket fall den ena molekylen sulfonsyra förestras med två N-hydroxyl- iminomolekyler. Exempel på föreningar med den all- männa formeln (IV) är metansulfonsyra, etansulfon- syra, bensensulfonsyra, p-toluensulfonsyra, nafta- lensulfonsyra, kamfersulfonsyra, naftalen-l,5-disul- fonsyra, o-nítrofenylsulfonsyra, p-bromfenylsulfon- syra och p-klorfenylsulfonsyra. Föredragna radikaler metyl-, kamforylradikaler, innefattar etyl- och naftylradikaler, vilka kan vara flera alkylradikaler, före- jämte fienyl- och substituerade med en eller företrädesvis metylradikaler, halogenatomer, trädesvís kloratomer, eller nitrogrupper. 10 15 20 25 30 35 454 273 De reaktiva derivaten av syrorna med den all- männa formeln (IV) innefattar halogensulfonsyrorna, företrädesvis klorsulfonsyrorna, och sulfonsyra- anhydriderna.

Uppfinningen avser den cykliska hydroxíimiden med den allmänna formeln (III) för användning som mellanprodukt vid Lossen-omlagring av de cykliska formeln (II) för framställningen av cykliska aminosyror, uppvis- sulfonyloxiimiderna med den allmänna ande farmakodynamiska egenskaper, med den allmänna formeln (I).

Föreningarna med den allmänna formeln (III) vilka även är nya, framställes enligt uppfinningen genom omsättning av en halvester med formeln: /cxz - coon i (cuz) c (VI) n \\\ CH2 - COOR3 där R3 är en lägre alkylradikal med upp till 5 kolatomer och ri är 4, 5 eller 6, med hydroxylamin vid förhöjd temperatur. företrädesvis från 50 till 1oo°c, formeln eller genom omsättning av en förening med CH - C (VIII) \\\ ,/” I CHZ - CO i vilken n är 4, 5 eller 6, med hydroxylamin.

Föreningarna med den allmänna formeln (VI) är kända från litteraturen (J. Chem. Soc., 1929, 713) eller kan framställas analogt med den kända pro- cessen genom omsättning av föreningen (VII) med en ekvimolär eller större mängd av en alkohol innehåll- ande upp till 5 kolatomer.

Föreningarna med den allmänna formeln (V) kan 10 15 20 25 30 35 454 273 framställas från syraanhydrider med den allmänna (VII) rumstemperatur, vid hydroxylamin. den allmänna formeln (VII) är kända (J. Chem. Soc., ll5, 686/1919; 99, 446; 117, 639/1920). 0-acyleringen av de nya N-hydroxiimiderna med den allmänna formeln (III) utföres företrädesvis vid en temperatur från omkring 5 till 20°C med en klo- formeln genom omsättning, företrädesvis vid Föreningarna med rid eller anhydrid av en sulfonsyra med den allmänna (IV), eller i vatten/alkohollösning i närvaro av en syrabindare, formeln vattenlösning antingen i exempelvis ett alkalimetallkarbonat eller -vätekar- bonat, företrädesvis natriumvätekarbonat, eller i ett aprotiskt lösningsmedel i närvaro av en tertiär amin, exempelvis trietylamin eller pyridin.

Reaktion (b) utföres temperatur eller därunder på så sätt, att en före- ning med den allmänna formeln (V) omsättes med minst två ekvívalenter av ett reaktivt syraderivat med den företrädesvis vid rums- allmänna formeln (IV) i närvaro av ett syrabindande medel, exempelvis kaliumkarbonat eller pyridin.

Hydroxylaminen användes företrädesvis i vatten- lösning, men andra lösningsmedel, exempelvis lägre alifatiska alkoholer, väten såsom bensen eller toluen, kan även användas.

Föreningarna med den allmänna formeln (V) kan om- vandlas till föreningar med den allmänna formeln (III) på en tid av 0,5 till 2 h genom upphettning etrar eller aromatiska kol- till en temperatur av 50 till lO0°C, företrädesvis inom området 70 till 80°C. Man kan även utgå från föreningar med den allmänna formeln (VII) och om- vandla dessa direkt till föreningar med den allmänna formeln (III) med hydroxylamin vid en temperatur över so°c, 70 :in so°c, i vilket fall föreningar med den allmänna formeln (V) bildas företrädesvis 10 15 20 25 30 35 454 273 och därefter omedelbart reageras vidare.

För omvandlingen av föreningarna till de cyk- formeln (I) liska aminosyrorna med den allmänna underkastas de cykliska N-sulfonyloxiimiderna med den allmänna formeln (II) en Lossen-omlagring genom upphettning i vattenlösning i närvaro av en ekvimo- lär mängd eller en överskottsmängd av ett alkali. företrädesvis en 10% vattenlösning av natrium- eller xaiiumnyaraxia, i 0,5 :in 2 n vid 1oo°c, eller genom upphettning i en lägre alkohol, exempelvis me- tanol eller etanol, i närvaro av en tertiär amin el- ler ett alkoholat vid återflödstemperatur.

I det första fallet surgöres reaktionsbland- ningen, efter kylning, företrädesvis med koncentrer- ad klorvätesyra och indunstas. För separeringen av oorganiska komponenter extraheras indunstningsåter- stoden med absolut etanol och aminosyrasaltet, vil- ket utkristalliserar från etanolen vid koncentrer- ing, omvandlas till den fria aminosyran med hjälp av en lämplig basisk jonbytare i OH-form. Endast små mängder laktam isoleras från moderlösningen, vilken kan omvandlas till den fria aminosyran. Laktamerna eller uretanerna. som erhålles i den andra process- varianten, omvandlas företrädesvis till de motsvar- ande aminosyrorna med hjälp av klorvätesyra.

Följande exempel lämnas i ändamål att närmare belysa uppfinningen: EXEMPEL l Bensen-s ul fonyloxi-l , l-cyklohexan-diättiksyraimid 50 g 1,1-cyklohexan-diättiksyraanhydrid införd- es portionsvis, under omröring, i en vattenlösning av hydroxylamin, beredd av 23,4 g hydroxylaminhydro- klorid och 21,12 g natriumkarbonat. Efter tillsats- ens fullbordan upphettades reaktionsblandningen i 2 10 15 20 25 30 35 454 273 h vid 7o°c, efter kyl- ning inställdes pH på 2 med 2N klorvätesyra och den varvid en olja utskildes. kristallina fällningen avfiltrerades med sugning.

Fällningen tvättades med vatten, togs upp i metanol, eventuellt olöst material avlägsnades och efter tillsats av vatten indunstades i vakuum. På så sätt erhölls 45,5 g l,l-cyklohexan-diättiksyra-N-hydroxi- imid med en smältpunkt av lO4°C. 45,5 g l,l~cyklohexan-diättiksyra-N-hydroxiimid i 100 ml vatten blandades med 225 g av en 10% vattenlösning av natriumkarbonat. 29,6 ml (40,75 g) droppvis till denna suspension under omrörning vid 5 till l0°C. När tillsatsen fullbordats, omrördes blandningen i 1,5 h bensen-sulfonylklorid sattes vid rumstemperatur. Den utfällda produkten avfilt- rerades därefter och tvättades sedan med metanol. På så sätt erhölls 69 g bensensulfonyloxi-l,l-cyklo- hexan-diättiksyraimid med en smältpunkt av 167 - 16a°c.

EXEMPEL 2 N-bensen-sulfonyloxi-l,l-cyklopentan-díättiksyraimid Genom omsättning av hydroxylamin med l,l-cyklo~ pentan-diättiksyraanhydrid, på ett sätt analogt med det som beskrivits i exempel l, erhölls l,l-cyklo- pentan-diättiksyra-N-hydroxiimid (smältpunkt 70 - 74°c), fonylklorid omvandlades till bensen-sulfonyloxi-1,1- vilken genom acylering med bensen-sul- -cyklopentan~diättíksyraimid (smältpunkt 133 - 13e°c).

EXEMPEL 3 N-bensen-sulfonyloxi-l,l-cyklOhêptan-diättiksyraimid Genom omsättning av hydroxylamin och l,l-cyklo- heptan-diättiksyraanhydrid, på ett sätt analogt med 10 15 20 25 30 35 .heptan-diättiksyra-N-hydroxylimid 454 273 det som beskrivits i exempel 1, erhölls l,l~cyklo- (smältpunkt med bensen- 90 - 1oo°c), acyiering -sulfonylklorid omvandlades till bensen-sulfonyloxi- vilken genom -l,l-cykloheptan, diättiksyraímíd (smältpunkt iso - 133°c).

EXEMPEL 4 N-(p-toluen-sulfonyloxi)-l,1-cyklohexan-diättiksyraimid 2,13 g p-toluen-sulfonsyraklorid sattes port- ionsvis vid OOC, under omröring, till en lösning av 2 g l,1,-cyklohexan-diättiksyra-N-hydroxíimid och l,6 ml trietylamin i 35 ml kloroform. Reaktions- blandningen omrördes över natten vid rumstemperatur, hälldes därefter i vatten och extraherades med me- tylenklorid. Den organiska fasen tvättades med 5% vattenlösning av natriumvätekarbonat och därefter med vatten. Den torkades sedan och indunstades i vakuum. Återstoden omkristalliserades från kloro- form/dietyleter. På så sätt erhölls i två portioner totalt 2,96% (89% av den teoretiska mängden) N-(p- -toluen-sulfonyloxi)-l,l-cyklohexan-diättiksyraimid (smältpunkt 133 - l35°C).

Genom omsättning av cyklohexan-diättiksyra-N- på ett sätt erhölls N- -hydroxiimíd med metan-sulfonylklorid, analogt med det i föregående exempel, -metan-sulfonyloxi-1,l-cyklohexan-diättiksyraimid (smältpunkt 77°C).

Med hjälp av den beskrivna processen kan vidare följande föreningar även framställas: N-metan-sulfo- nyloxi-l,l-cyklopentan-diättiksyraimid, N-(p-nítro- fenylsulfonyloxi)-l,1-cykloheptan-diättiksyraimid, N-etan-sulfonyloxi-l,l-cyklohexan-diättiksyraimid, N~(p-klorfenyl-sulfonyloxí)~l.l-cyklohexan-diättik- 10 15 20 25 30 35 454 273 syraimid, N-(p-bromfenyl-sulfonyloxi)-l,l-cyklo- pentan-diättiksyraímid, N-1-naftyl-sulfonyloxi-1,l- -cyklohexan-diättiksyraimid, N-l-kamforyl-sulfony1~ oxi-1,l-cyklohexan-diättiksyraimid.

EXEMPEL 5 Lossen-omlagring av N-bensen-sulfonyloxí-l,l-cyklo- hexan-diättiksyraimid Variant A: 68,25 g N-bensen-sulfonyloxi-1,l-cyklohexan-di- ättiksyraimid blandades med 415 ml 10% vattenlösning av natriumhydroxid. Reaktionsblandningen värmdes till l0O°C, varvid fullständig lösning så småning- om erhölls. Reaktionsblandningen värmdes därefter i l h, vid l0O°C och lösningen sur- gjordes med koncentrerad klorvätesyra. Lösningen in- under omröring, dunstades därefter till torrhet i våkuum. Återstoden uppslöts med etanol, oorganiskt material avfiltrera- des och fíltratet filtrerades åter och filtratet lämnades att stå över indunstades i vakuum. Lösningen natten. utkri- l-aminometyl-l-cyklohexan-ättíksyra stalliserades som det råa bensen-sulfonatet (smält- punkt 163 - 167%). föreningar framställdes på analogt Följande Sätt: 1-aminometyl-1-cyklopentan-ättiksyra-bensen-sulfonat (smäitpunk: 171 - 173°c); l-aminometyl-l-cykloheptan-ättiksyra-bensen-sulfonat (smäupunkt 141 - 143%).

Genom behandäšsg med en basisk jonbytare, ex- empelvis ÅMBERLITE 112-45, i oH-form, bensen-sulfonatet till den fria aminosyran, omvandlades genom blandning med en alkohollösning av bensen-sulfonsyra och tillsats av dietyleter erhölls analytiskt rent 1-aminometyl-1-cyklohexan-ättiksyra-bensen-sulfonat 10 15 20 25 30 35 454 275 10 (smältpunkt 165 - l68°C).

Analys: °1sH2sN°sS Beräknat: C 54,69%; H 7,04%: N 4,25%; S 9,73% Funnet: 54,48%: 6,85%; 4,15%; 9,50% Moderlösningen, från vilken det råa bensen-sul- fonatet hade erhållits, indunstades i vakuum. Åter- stoden togs upp i metylenklorid och tvättades med 5% vattenlösning av natriumvätekarbonat och med vatten.

Efter torkning avdrevs lösningsmedlet i vakuum och återstoden underkastades vakuumdestillation för er- hållande av l-aminometyl-l-cyklohexan-ättiksyralak~ tam (kokpunkt ll0°C/l0_lmm Hg; kulrör). Efter omkristallisering från diisopropyleter hade före- ningen en smältpunkt av 89 - 90°C.

Genom kokning i flera timmar i halvkoncentrerad klorvätelösning i vatten erhölls ytterligare mängder 1-aminometyl-l-cyklohexan-ättíksyra i form av dess nyarakloria (smäitpunkt 123 - 133°c efter omkri- stallisering från aceton/vatten).

På motsvarande sätt och med användning av Lossen-omlagringen av N-bensen-sulfonyloxiimiderna av l,l-cyklopentan-diättiksyra och av l,l-cyklo- heptan-diättíksyra erhölls de motsvarande aminosyr- orna i form av deras bensen-sulfonater.

Variant B: 6,75 g N-bensen-sulfonyloxi-1.l-cyklohexan-di- ättiksyraimid infördes portionsvís, under omröring, i en alkohollösning av natriumetylat, framställd ge- nom lösning av 460 mg natrium i 50 ml absolut etanol och värmd under återflöde i 2 h. Efter kylning hälldes suspensionen i vatten och extraherades med metylenklorid. Den organiska fasen torkades och in- dunstades till sirapsartad konsistens, vars kristal- lisation ur diisopropyleter gav l-aminometyl-l-cy- 1% 10 15 20 25 30 35 454 273 ll se - 9o°c), vilken därefter omvandlades till den fria syran i klohexan-ättíksyralaktam (smältpunkt variant A.

Variant C: 6,75 g N-bensen-sulfonyloxi-l.l-cyklohexan-di- ättiksyraimid sattes till en lösning av 1,02 g tri- etylamin i 50 ml vattenfri metanol. Reaktionsbland- ningen värmdes till âterflödstemperatur varigenom det ursprungligen olösta materialet gick i lösning.

Efter 2 h fick reaktionsblandningen kallna och upp- delades mellan vatten och metylenklorid. Bearbetning extraktet på vanligt sätt och av det organiska vakuumdestillation gav metyl-N-karbometoxi-l-amino- metyl-l-cyklohexan-acetat i form av en färglöst si- rapsartad produkt (kokpunkt 120 - l25°C/0,01 mm Hg; kulrör). h Kokning i 3 h med halvkoncentrerad klorväte- syra, indunstning till torrhet och kristallisation från aceton/vatten gav l-aminometyl-l-cyk1ohexan- -ättíksyrahydroklorid.

Variant D: 5,4ö g ättiksyraímid löstes i 50 ml metanol och blandades med 2,1 g trietylamin. Reaktionsblandningen kokades N-metan-sulfonyloxi-1,l-cyklohexan-di- därefter under återflöde i 3 h och bearbetades där- efter enligt variant C. Destíllation i kulrör gav 4,24 g (87% av den teoretiska mängden) metyl-N- -karbometoxi-l-aminometyl-cyklohexan-acetat i form av en färglös sirapsartad produkt (kokpunkt 120 - l2S°C/0,01 mm Hg), vilken därefter omvand- lades till l-aminometyl-l-cyklohexan-ättiksyrahydro- klorid. 10 15 20 25 30 35 454 273 12 EXEMPEL 6 l-aminometyl-l-cykloheptan-ättiksyrahydroklorid Pâ ett sätt analogt med exempel 5, variant C, omsattes N-bensen-sulfonyloxi-l,l-cykloheptan-di- ättiksyraimid med trietylamin i metanol för att ge N-karbometoxi-l-aminometyl-1-cykloheptan-ättiksyra- metylester som en färglös sirapsartad produkt i ett utbyte av 83% av det teoretiska utbytet.

Denna produkt kokades i 3 h med ha1vkoncentre~ rad klorvätesyra, indunstades och omkristalliserades från aceton/dietyleter för erhållande av 1-amino- metyl-l-cykloheptanättiksyrahydroklorid med en smältpunkt av 7ø - 79°c.

De farmakodynamiska egenskaperna hos slutpro- dukterna med den allmänna formeln (I) belyses av följande undersökning.

För undersökningen stod hanmöss med en vikt av 18 - 22 g till förfogande. Hos dessa kan genom sup- kutan injektion av semikarbazid (l g/kg) utlösas kramp, som kan förhindras genom föregående tillför- sel av antikonvulsiva substanser.

En grupp om tio möss behandlades med olika provpreparat (oral applicering) ooh 30 minuter sen- are injicerades semikarbazid. En samtidig kontroll- grupp erhöll blott semikarbazid, varav som regel alla djur inom observationstiden uppvisar kramp. Ge- nom att jämföra det antal djur i preparatgruppen med det antal djur i kontrollgruppen, som inte får kramp, erhålles den procentuella skyddsverkan.

Från olika doseringssteg kan den dosering be- räknas, vid vilken 50% av djuren inte får kramp (EDSO). Ju lägre ED50 är, desto aktivare bedömes substansen vara.

I följande tabell I framgår undersökningsresul- 10 15 20 25 30 35 454 273 13 taten i jämförelse med valproinsyra (som natrium- valproinat), vilken kan anses som standardterapeut- ikum, exempelvis vid epilepsi.

TABELL I Substans ED50 (mg/kg) A 4,9 B <3O C 460 D 100 l-aminometyl-1-cyklohexanättiksyra 1-aminometyl-l-cyklopentanättiksyra l-amínometyl-l-cykloheptanättiksyra U <3 ua > n u valproinsyra (som natriumsalt) Av tabellen I framgår, att alla undersökta semikarbazid-krampförsök vida framträdande föreningar i över- särskilt träffar valproinsyran. En verkan uppvisar substansen A.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 454 273 14 PATENTKRAV

1. Cyklisk hydroxiímid med formeln en -c /ï/ 2 o\ (III) (caz) c N - ou Ü\ca - co/ 2 där n är 4, 5 eller 6, för användning som mellanpro- dukt vid Lossen-ømlagring av CR - CO //I 2 II (cnz) c \N-o-so-n () n \ K 2 2 CH2 - CO där R betecknar en mättad, rakkedjig eller cyk- 2 lisk lägre alifatisk radikal eller en osubstituerad arylradikal och n är 4, 5 eller 6 för framställning- en av cykliska aminosyror, uppvisande farmakodyna- miska egenskaper, med den allmänna formeln: H2N - CH2 - C - CH2 - COORI (I) (aja där Rl är en väteatom eller en lägre alkylradikal och n är 4, 5 eller 6, samt de farmakologiskt kompa- tibla salterna därav.

2. Hydroxiimid enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av att den är l,l-cykloheptan-di- ättíksyra-N-hydroxiímíd.

3. Hydroxiímid enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av att den är l,l-cyklopentan-di- ättiksyra-N-hydroxiimid.

4. Hydroxiimid enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av att den är l,l-cyklohexan-diättik- syra-N-hydroxiímid.

5. Förfarande för framställning av hydroxi- ä.. än 10 15 20 25 30 35 454 273 15 imiden enligt något av krav l - 4 med formeln CH2 - CO\\\ (Cflyn C N - on U \cH2 - co/ i vilken n är 4, 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a t av att framställningen åstadkommes genom att en halvester med formeln CH2 - COOH (cayn c\ U cnz - 000113 där R3 är en alkylradikal med upp till 5 kolatomer och n är 4, 5 eller 6, omsättes med hydroxylamin vid förhöjd temperatur.

6. Förfarande för av hydroxí- framställning imiden enligt något av krav l - 4 med formeln (CH ) C N íznj\cu - co/ 2 - OH där n är 4, 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a t av att framställningen àstadkommes genom omsättning av en förening med formeln 0 \ / ' CH2 - CO i vilken n är 4, 5 eller 6, med hydroxylamin.