THIENOOXAZINES AS NOS-INHIBITORS
Die Erfindung betrifft Thiophen-Derivate, das Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung in Arzneimitteln.
In menschlichen Zellen existieren mindestens 3 Formen von Stickstoffmonoxid- Synthasen, die Arginin in Stickstoffmonoxid (NO) und Citrullin überführen. Es wurden zwei konstitutive NO-Synthasen (NOS) identifiziert, die als Calzium / Calmodulin abhängige Enzyme im Gehirn (ncNOS oder NOS 1) bzw. im Endothel (ecNOS oder NOS 3) vorhanden sind. Eine weitere Isoform ist die induzierbare NOS (iNOS oder NOS 2), die ein praktisch Ca++ unabhängiges Enzym ist und nach Aktivierung unterschiedlicher Zeilen durch Endotoxin oder andere Stoffe induziert wird.
NOS-lnhibitoren und insbesondere selektive Inhibitoren der NOS 1 , NOS 2 oder NOS 3 sind daher zur Therapie unterschiedlicher Erkrankungen geeignet, die durch pathologische Konzentrationen von NO in Zellen hervorgerufen oder verschlimmert werden. Eine Reihe von Reviews informiert über Wirkung und Inhibitoren von NO-Synthasen. Genannt seien beispielsweise: Drugs 1998, 1, 321 oder Current Pharmac. Design 1997, 3, 447.
Es wurde nun gefunden, daß die erfindungsgemäßen thienoanellierten Oxazine und Thiazine Stickstoffmonoxid-Synthasen inhibieren.
Die Erfindung betrifft die Verbindungen der Formel I, deren tautomere und isomere Formen und Salze
worin
X O, SOm oder Se,
R"* und R^ gleich oder verschieden sind und jeweils Wasserstoff, Halogen, NO2,
Cyano, CF3, -OCF3, S(O)n-R6, -SO2NR7R8, -CONR R8, -NR9-C(=NR10)-R1 >
NR7R8, -CO-R14 C6.ι 0-Aryl, -COOR6, -C(=NR6)-NHR7, -CONR6-C(=NR8)- NHR7,
5- oder 6-gliedriges Heteroaryl mit 1 bis 4 Heteroatomen wie Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel,
C-i -ß-Alkyl, das gegebenenfalls mit Halogen oder -NR12R13 substituiert ist,
C3-7-Cycloalkyl oder
R1 und R2 gemeinsam mit zwei benachbarten Kohlenstoffatomen einen 5-, 6-, 7- oder 8-gliedrigen Ring bilden, der monocyclisch oder bicyclisch, gesättigt oder ungesättigt ist und bei dem 1 oder 2 CH2-Gruppen durch Sauerstoff oder Carbonyl oder dessen Derivat ersetzt sein können und der mit -NR12R1 3 und C-|. -Alkyl substituiert sein kann,
R3 Wasserstoff oder Acyl,
R4 und R5 gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, C3_7-Cycloalkyl, Cß-iO'Aryl oder C-|_6-Alkyl, das mit Halogen substituiert sein kann,
R6 Wasserstoff, C-| _6-Alkyl oder Phenyl,
R7 und R8 unabhängig voneinander Wasserstoff, C-i -g-Alkyl, gegebenenfalls mit Halogen oder C-| _4-Alkyl substituiertes Phenyl, gegebenenfalls mit Halogen oder C-| _4-Alkyl substituiertes Benzyl oder C3-7-Cycloalkyl,
R9 und R10 Wasserstoff oder C-μe-Alkyl,
R1 1 C-ι -6-Alkyl, -NH2, -NH-CH3, -NH-CN, gegebenenfalls mit Halogen, C-| .4-Alkyl oder CF3 substituiertes Cß-i rj-A yl oder gegebenenfalls mit Halogen, C-|_4-Alkyl oder CF3 substituiertes 5- oder 6-gliedriges Heteroaryl mit 1 bis 4 Stickstoff-, Schwefel- oder Sauerstoffatomen,
12 R Wasserstoff, gegebenenfalls mit OH, Phenyl, Cyano, COOι.4-Alkyl oder Carbonyl substituiertes C-μß-Alkyl, gegebenenfalls mit Halogen oder C-ι- -Alkyl substituiertes
Phenyl, gegebenenfalls mit Halogen oder Cη_4-Alkyl substituiertes Benzyl oder
C3-7-Cycloalkyl,
R Wasserstoff, C-| _g-Alkyl, das substituiert sein kann mit OH, -O- C-| .g-Alkyl,
C3.7-Cycloaikyl, C6-ιo-Aryl oder 5- oder 6-gliedrigen'Heteroaryl mit 1 - 3 Stickstoff-,
Sauerstoff- oder Schwefelatomen, wobei der Aryl- und Heteroarylrest mit Halogen, d-4-Alkyl, d-4-Alkoxy, CF
3, NO
2, NH
2, N(C
1.
4-Alkyl)
2, SO
2CH
3, -O-CH
2-O, SO
2NH
2, OH oder
substituiert sein können,
12 13
R und R gemeinsam mit dem Stickstoffatom einen 5 - 7-gliedrigen gesättigten
Heterocyclus bilden, der ein weiteres Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatom enthalten und mit C^-Alkyl, Phenyl, Benzyl oder Benzoyl substituiert sein kann oder einen ungesättigten 5-gliedrigen Heterocyclus bilden, der 1 - 3 N-Atome enthalten und substituiert sein kann mit Phenyl, C^-Alkyl, Halogen oder CH2-OH,
m und n 0, 1 oder 2,
R14 Wasserstoff, Phenyl, gegebenenfalls mit CO2H, Cθ2C-| _6-Alkyl, Hydroxy, Cι_4-Alkoxy, Halogen oder Phenyl substituiertes C-| .g-Alkyl
bedeuten.
Die Verbindungen der Formel I können als Tautomere, Stereoisomere oder geometrische Isomere vorliegen. Die Erfindung umfaßt auch alle möglichen Isomeren wie E- und Z-Isomere, S- und R-Enantiomere, Diastereomere, Razemate und Gemische derselben einschließlich der tautomeren Verbindungen der Formel la und Ib
l a
Die physiologisch verträglichen Sa|ze können mit anorganischen und organischen Säuren gebildet werden wie beispielsweise Oxalsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Fumarsäure, Essigsäure, Maleinsäure, Weinsäure, Phosphorsäure, HCI, HBr, Schwefelsäure, p-Toluolsulfonsäure, Methansulfonsäure u.a.
Zur Salzbildung von Säuregruppen sind auch die anorganischen oder organischen Basen geeignet, die zur Bildung physiologisch verträglicher Salze bekannt sind wie beispielsweise Alkalihydroxide, wie Natrium- und Kaliumhydroxid, Erdalkalihydroxide wie Calciumhydroxid, Ammoniak, Amine wie Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methylglucamin, Tris-(hydroxymethyl)-methylamin usw.
Alkyl bedeutet jeweils eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe wie z.B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyi, n-Butyl, sek. Butyl, tert. Butyl, n-Pentyl, sek. Pentyl, tert. Pentyl, Neopentyl, n-Hexyl., sek. Hexyl, Heptyl, Octyl, insbesondere Cτ-4-Alkylgruppen.
Unter Cycloalkyl ist jeweils Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Cycloheptyl zu verstehen.
Halogen bedeutet jeweils Fluor, Chlor, Brom oder Jod.
Unter Aryi ist jeweils Naphthyl oder insbesondere Phenyl zu verstehen, das ein- oder mehrfach substituiert sein kann.
Der Hetarylrest kann jeweils einen ankondensierten Benzolring enthalten und ein- bis dreifach gleich oder verschieden substituiert sein und über das Heteroatom oder ein Kohlenstoffatom gebunden sein. Beispielsweise sind die folgenden 5- und 6-Ring- heteroaromaten jeweils geeignet:
Imidazol, Indol, Isooxazol, Isothiazol, Furan, Oxadiazol, Oxazol, Pyrazin, Pyridazin, Pyrimidin, Pyridin, Pyrazol, Pyrrol, Tetrazol, Thiazol, Triazol, Thiophen, Thiadiazol, Benzimidazol, Benzofuran, Benzoxazol, Isochinolin, Chinolin. Bevorzugt seien Pyridin, Pyrrol, Thiophen, Thiazol und imidazol genannt.
Als bevorzugte Ausführungsform für R1 1 in der Bedeutung Heteroaryl ist Thienyl zu betrachten.
Als gesättigte Heterocyclen NR^R^3 seien beispielsweise Piperidin, Pyrrolidin, Morpholin, Thiomorpholin, Hexahydroazepin und Piperazin genannt. Der Heterocyclus kann 1 - 3fach substituiert sein mit C-ι -4-Alkyl oder einem gegebenenfalls mit Halogen substituierten Phenyl-, Benzyl- oder Benzoylrest. Beispielsweise seien genannt: N-Methyl-piperazin, 2,6-Dimethylmorpholin, Phenylpiperazin oder 4-(4-Fluorbenzoyl)- piperidin.
Bilden NR^R13 gemeinsam mit dem Stickstoffatom einen ungesättigten Heterocyclus, so seien beispielsweise Imidazol, Pyrrol, Pyrazol, Triazol, Benzimidazol und Indazol genannt, die ein- bis zweifach mit Phenyl, Cι-4-Alkyl, Halogen insbesondere Chlor oder CH2-OH substituiert sein können.
Der Alkylrest R13 kann 1 oder zweifach gleich verschieden substituiert sein.
Bilden R1 und R2 gemeinsam mit zwei benachbarten Kohlenstoffatomen eine 5, 6-, 7- oder 8-gliedrigen Ring, so kann dieser in Position 5, 6 oder 6, 7 oder 7, 8 des Benzoxazins bzw. Benzothiazins stehen und hat die Formel
A einen gesättigten oder ungesättigten C3_8-Alkylenrest bedeutet, der 1 bis 4fach gleich oder verschieden mit -NR^R^3 und C-j_4-Alkyl substituiert sein kann und bei dem 1 oder 2 CH2-Gruppen durch Sauerstoff oder Carbonyl oder dessen Derivat ersetzt sein können und wobei der Alkylenrest einen ankondensierten Benzolrest enthalten kann wie beispielsweise Indan oder als Bicyclus vorliegen kann wie beispielsweise Bicycloheptan.
Als Strukturen von A seien beispielsweise genannt:
Als Carbonylderivate sind beispielsweise =NOH, =N-OC-|. -Alkyl, =NH-NH2, =N-NH- Phenyl geeignet. Vorzugsweise sind zwei benachbarte Kohlenstoffatome des Aromaten mit Ci-e-Alkylen zu einem 3 - δgliedrigen Ring, insbesondere zu einem 5- oder 6gliedhgen Ring, verknüpft, der in beliebiger Position substituiert sein kann.
Der Acylrest R3 leitet sich von insbesondere geradkettigen oder verzweigten Cι.6-aliphatischen Carbonsäuren ab wie beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Trimethylessigsäure oder Capronsäure oder von bekannten Benzolsulfonsäuren, die mit Halogen oder C-j_4~Alkyl substituiert sein können, sowie C-| _4-Alkansulfonsäuren geeignet wie beispielsweise Methansulfonsäure, p-Toluol- sulfonsäure.
Bevorzugte Ausführungsformen von X sind S und insbesondere O.
Für die Substituenten R4 und R5 ist einfache Substitution bevorzugt, wobei R5 insbesondere Wasserstoff und R4 insbesondere Cι-6-Alkyl bedeutet.
Die Substituenten R2 und R3 bedeuten vorzugsweise Wasserstoff.
Der Substituent NR12R13 hat insbesondere die für NR7R8 genannte Bedeutung.
Eine bevorzugte Ausführungsform von R1 ist Wasserstoff, Halogen, COOR6, COR14 und gegebenenfalls substituiertes d-e-Alkyl.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Erkrankungen, die durch die Wirkung von Stickstoffmonoxid in pathologischen Konzentrationen hervorgerufen werden. Dazu zählen neurodegenerative Erkrankungen, inflammatorische Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Beispielsweise seien genannt: Cerebrale Ischaemie, Hypoxie und andere neurodegenerative Erkrankungen, die mit Entzündungen in Verbindung gebracht werden wie Multiple Sklerose, Amyotrophe Lateralsklerose und vergleichbare skierotische Erkrankungen, Morbus Parkinson, Huntington's Disease, Korksakoff's Disease, Epilepsie, Erbrechen, Stress, Schlafstörungen, Schizophrenie, Depression, Schmerz, Migräne, Hypoglykämie, Demenz wie z.B. Alzheimersche Krankheit, HIV-Demenz und Presenile Demenz.
Ferner eignen sie sich zur Behandlung von Krankheiten des Herz-Kreislauf Systems und zur Behandlung autoimmuner und/oder inflammatorischer Erkrankungen wie Hypotension, ARDS (adult respiratory distress syndrome), Sepsis oder Septischer Schock, Rheumatoider Arthritis, Osteoarthritis, von insulinabhängiger Diabetes Mellitus (IDDM), entzündlicher Erkrankung des Beckens /Darms (bowel disease), von Meningitis, Glomerulonephritis, akute und chronische Lebererkrankungen, Erkrankungen durch Abstoßung (beispielsweise allogene Herz-, Nieren- oder Lebertransplantationen) oder entzündlichen Hautkrankheiten wie Psoriasis und andere. Auf Grund ihres Wirkprofils eignen sich die erfindungsgemäßen Verbindungen sehr gut zur Inhibition der neuronalen NOS.
Zur Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als Arzneimittel werden diese in die Form eines pharmazeutischen Präparats gebracht, das neben dem Wirkstoff für die enterale oder parenterale Applikation geeignete Träger-, Hilfs- und/oder
Zusatzstoffe enthält. Die Applikation kann oral oder sublingual als Feststoff in Form von Kapseln oder Tabletten oder als Flüssigkeit in Form von Lösungen, Suspensionen, Elixieren, Aerosolen oder Emulsionen oder rektal in Form von Suppositorien oder in Form von gegebenenfalls auch subcutan intramuskulär oder intravenös anwendbaren Injektionslösungen oder topisch oder intrathekal erfolgen. Als Hilfsstoffe für die gewünschte Arzneimitteiformulierung sind die dem Fachmann bekannten inerten organischen und anorganischen Trägermaterialien geeignet wie z.B. Wasser, Gelantine, Gummmi arabicum, Milchzucker, Stärke, Magnesiumstearat, Talk, pflanzliche Öle, Polyalkylenglykole usw. Gegebenenfalls können darüber hinaus Konservierungs-, Stabilisierungs-, Netzmittel, Emulgatoren oder Salze zur Veränderung des osmotischen Druckes oder Puffer enthalten sein.
Für die parenterale Anwendung sind insbesondere Injektionslösungen oder Suspensionen, insbesondere wäßrige Lösungen der aktiven Verbindungen in polyhydroxyethoxyliertem Rizinusöl, geeignet.
Als Trägersysteme können auch grenzflächenaktive Hilfsstoffe wie Salze der Gallensäuren oder tierische oder pflanzliche Phospholipide, aber auch Mischungen davon sowie Liposome oder deren Bestandteile verwendet werden.
Für die orale Anwendung sind insbesondere Tabletten, Dragees oder Kapseln mit Talkum und/oder Kohlenwasserstoffträger oder -binder, wie zum Beispiel Lactose,
Mais- oder Kartoffelstärke, geeignet. Die Anwendung kann auch in flüssiger Form erfolgen, wie zum Beispiel als Saft, dem gegebenenfalls ein Süßstoff beigefügt ist.
Die Dosierung der Wirkstoffe kann je nach Verabfolgungsweg, Alter und Gewicht des Patienten, Art und Schwere der zu behandelnden Erkrankung und ähnlichen Faktoren variieren. Die tägliche Dosis beträgt 1 -2000 mg, vorzugsweise 20-500 mg, wobei die Dosis als einmal zu verabreichende Einzeldosis oder unterteilt in 2 oder mehreren Tagesdosen gegeben werden kann.
Die NOS-inhibitorische Wirksamkeit der Verbindungen der Formel I und deren physiologisch verträglicher Salze kann nach den Methoden von Bredt und Snyder in Proc. Natl. Acad. Sei. USA (1989) 86, 9030-9033 bestimmt werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen erfolgt dadurch, daß man
eine Verbindung der Formel II oder deren Salz
a oder
M b
worin
R1 , R2, R4, R5 und X die obige Bedeutung haben, Z Sauerstoff oder Schwefel ist und R C-i-g-Alkyl bedeutet, mit Ammoniak oder primären oder sekundären Aminen umsetzt, wobei vorhandene primäre und sekundäre Aminogruppen gegebenenfalls intermediär geschützt sind und gewünschtenfalls anschließend acyliert, die Isomeren trennt oder die Salze bildet.
Die Umsetzung mit Ammoniak gelingt unter Druck in Autoklaven bei Ammoniaküberschuß bei tiefen Temperaturen (-78 °C) oder durch Rühren in mit Ammoniak gesättigten Methanol bei Raumtemperatur. Bevorzugt werden Thiolactame umgesetzt. Wird mit Aminen umgesetzt, so stellt man aus dem Lactam oder Thiolactam zunächst den Iminether oder Iminothioether als Zwischenverbindung dar (z.B. mit Methyliodid oder Methylsulfat) und setzt diesen mit oder ohne Isolierung der Zwischenverbindung mit den entsprechenden Aminen oder deren Salzen um.
Als Aminoschutzgruppen sind beispielsweise Carbamate wie tert. Butoxycarbonyl, Benzyloxycarbonyl oder Acetyl geeignet.
An den Vorstufen werden gewünschtenfalls Sulfide oxidiert, Ester verseift, Säuren verestert, Hydroxygruppen verethert oder acyliert, Amine acyliert, alkyliert, diazotiert, halogeniert, NO eingeführt oder reduziert, mit Isocyanaten oder Isothiocyanaten umgesetzt, die Isomeren getrennt oder die Salze gebildet.
Die Verseifung einer Estergruppe kann basisch oder sauer erfolgen, indem man bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur bis zur Siedetemperatur des Reaktions- gemisches in Gegenwart von Alkalihydroxiden in Ethanol oder anderen Alkoholen oder mittels Säuren wie z.B. Salzsäure hydrolysiert und ggf. Salze der Aminobenzoxazine oder -thiazine weiterverarbeitet.
Die Veresterung der Carbonsäure geschieht in an sich bekannter Weise mit Diazomethan oder dem entsprechenden Alkohol in Säure oder in Gegenwart eines aktivierten Säurederivats. Als aktivierte Säurederivate kommen zum Beispiel Säurechlorid, -imidazolid oder -anhydrid in Frage.
Die Reduktion einer Estergruppe zum Alkohol erfolgt in an sich bekannter Weise mit DiBAH in geeignetem Lösungsmittel bei tiefen Temperaturen. Die reduktive Aminierung von Benzaldehyd mit A in unter Zugabe eines Borhydrides gibt benzylische Amine.
Zusätzlich kann durch elektrophile aromatische Substitution eine Nitrogruppe oder Halogen, insbesondere Brom, eingeführt werden. Dabei entstehendeGemische können in üblicher Weise, auch mittels HPLC, getrennt werden. Wenn ein Nitril vorliegt, kann dieses nach bekannten Verfahren verseift werden oder in das entsprechende Amin, Tetrazol oder Amidoxim überführt werden oder es wird durch Angriff von substituierten Anilinen oder Aminen zu einem substituierten Amidin.
Die Friedel-Crafts Acylierung wird bei Lactamen vom Typ Na erfolgreich angewandt, und anschliessend kann selektiv das Lactam in das Thiolactam überführt werden.
Die Reduktion der Nitrogruppe oder ggf. der Cyanogruppe zur Aminogruppe erfolgt katalytisch in polaren Lösungsmitteln bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur unter Wasserstoffdruck. Als Katalysatoren sind Metalle wie Raney-Nickel oder Edelmetallkatalysatoren wie Palladium oder Platin gegebenenfalls in Gegenwart von Bariumsulfat oder auf Trägern geeignet. Statt Wasserstoff kann auch Ammonium- formiat oder Ameisensäure in bekannter Weise benutzt werden. Reduktionsmittel wie Zinn-ll-chlorid oder Titan-ill-chlorid können ebenso verwendet werden wie komplexe Metallhydride eventuell in Gegenwart von Schwermetallsalzen. Es kann vorteilhaft sein, vor der Reduktion die Estergruppe einzuführen. Für Nitrogruppen bewährt hat sich die Reduktion mit Zink oder Eisen in Essigsäure.
Wird eine einfache oder mehrfache Alkylierung einer Aminogruppe oder einer CH- aciden Kohlenstoffposition gewünscht, so kann nach üblichen Methoden beispielsweise mit Alkylhalogeniden alkyliert werden. Gegebenenfalls ist Schutz der Lactamgruppe als Anion durch ein 2. Equivalent Base oder durch eine passende Schutzgruppe erforderlich.
Die Acylierung der Aminogruppe erfolgt in üblicher Weise beispielsweise mit einem Säurehalogenid oder Säureanhydrid gegebenenfalls in Gegenwart einer Base.
Die Einführung der Halogene Chlor, Brom oder Jod über die Aminogruppe kann beispielsweise auch nach Sandmeyer erfolgen, indem man die mit Nitriten intermediär gebildete Diazoniumsalze mit Cu(l)chlorid oder Cu(l)bromid in Gegenwart der entsprechenden Säure wie Salzsäure oder Bromwasserstoffsäure umsetzt oder mit Kaliumjodid umsetzt.
Benzylalkohole lassen sich wie üblich mit Methansulfonylchlorid in die entsprechenden Benzylhalogenide überführen.
Die Einführung einer NÜ2-Gruppe gelingt durch eine Reihe von bekannten Nitrierungs- methoden. Beispielsweise kann mit Nitraten oder mit Nitroniumtetrafluoroborat in inerten Lösungsmitteln wie halogenierten Kohlenwasserstoffen oder in Sulfolan oder Eisessig nitriert werden. Möglich ist auch die Einführung z.B. durch Nitriersäure in Wasser oder konz. Schwefelsäure als Lösungsmittel bei Temperaturen zwischen -10 °C und 30 °C.
Die Isomerengemische können nach üblichen Methoden wie beispielsweise Kristallisation, Chromatographie oder Salzbildung in die Enantiomeren bzw. E/Z-
Isomeren aufgetrennt werden. Die Enantiomeren können auch durch Chromatographie an chiralen Phasen sowie durch stereoselektive Synthese erhalten werden.
Die Herstellung der Salze erfolgt in üblicher weise, indem man eine Lösung der Verbindung der Formel I mit der äquivalenten Menge oder einem Überschuß einer
Säure, die gegebenenfalls in Lösung ist, versetzt und den Niederschlag abtrennt oder in üblicher Weise die Lösung aufarbeitet.
Zur Herstellung von Verbindungen der Formel II mit R1 oder R2 in der Bedeutung eines mit NR12R1 3 substituierten Alkylrestes oder falls R1 und R2 gemeinsam einen mit NR12R13 substituierten Ring bedeuten, kann der Aldehyd oder das Keton des entsprechenden 1 ,4-Oxazin-3-thions bzw. 1 ,4-Thiazin-3-thions reduktiv aminiert werden. Wird die Einführung eines Heteroarylrestes NR^R^3 gewünscht, so kann das entsprechende Halogenderivat nucleophil subsituiert werden. Ist eine primäre oder sekundäre Aminogruppe vorhanden, so kann es vorteilhaft sein, diese intermediär zu schützen, beispielsweise durch Einführung einer tert. Butoxycarbonylgruppe, die nach der Amidin-Bildung in üblicherweise abgespalten wird.
Beispielsweise erfolgt die Herstellung thienoanellierter Thiazine und Oxazine der Formel II nach K. Gewald et al. Journal f. prakt. Chemie, Band 330, 1988, 866-872 oder nach J. Puschmann et al. Heterocycles Vol. 36, No. 6, 1993, 1323-1332 oder Th. Erker J. Heterocyclic Chem. 30, 1089 (1993). Hierbei wird ein halogeniertes Nitrothiophen- derivat nucleophil substituiert und nach Reduktion der Nitrogruppe cyklisiert. Verbindungen der Formel II mit X = O können nach den in Monatshefte für Chemie 125, 927-932 (1994) beschriebenen Verfahren erhalten werden.
Thiolactame der Formel lla (Z = S) erhält man beispielsweise aus Lactamen mit Phosphorpentasulfid (P4S10) oder Lawessons Reagenz (2,4-Bis(4-methoxphenyl)- 1 ,3,2,4-dithiaphosphetan-2,4-disulfid) in geeigneten Lösungsmitteln und Verbindungen der Formell Mb können beispielsweise durch Umsetzung mit Meerwein-Reagenz (Trimethyloxoniumtetrafluoroborat) erhalten werden.
Neue Verbindungen wurden durch eine oder mehrere der folgenden Methoden charakterisiert: Schmelzpunkt, Massenspektroskopie, Infrarotspektroskopie, Nuklear- magnetische Resonanzspektroskopie (NMR). NMR Spektren wurden mit einem Bruker 300 MHz Gerät gemessen, die (deuterierten) Lösemittel werden jeweils angegeben und wie folgt abgekürzt: CDCI3 (Chloroform), DMSO (Dimethylsulfoxid). Verschiebungen sind in delta und ppm angegeben. Es bedeuten: br (breites Signal), m (Multiplett, mehrere Signale), s (Singulett), d (Dublett), dd (Doppeldublett usw.), tr (Triplett), q (Quartett), H (Wasserstoffprotonen), J (Kopplungskonstante). Ferner bedeuten: THF (Tetrahydrofuran), DMF (N,N-Dimethyiformamid), MeOH (Methanol), EE (Ethylacetat) ml (Milliliter), RT (Raumtemperatur). Alle Lösemittel sind p.A. Qualität, wenn nicht anders vermerkt. Alle Reaktionen werden unter Schutzgas ausgeführt, es sei denn es handelt sich um wässrige Lösungen. Schmelzpunkte werden in Grad Celsius angegeben und sind nicht korrigiert.
Nachfolgend wird die Darstellung einiger Vorstufen, Zwischenprodukte und Produkte exemplarisch beschrieben.
Beispiel 1
(rac.) 2-Amino-3-methyl-3H-thieno[2,3-b] [1 ,4]oxazin
a.) (rac.) 2-(3-Nitro-2-thienyloxy)-propionsäureethylester
600 mg (20 mmol) einer 80 %igen Natriumhydridsuspension in Öl werden in 40 ml getrocknetem Tetrahydrofuran vorgelegt. Bei 0°C werden 2,36 g (20 mmol) des racemischen Milchsäureethylesters, gelöst in 20 ml trockenem Tetrahydrofuran zugetropft. Nach einstündigem Rühren bei 0°C werden 1 ,64 g (10 mmol) des in 20 ml trockenem Tetrahydrofuran gelösten 2-Chlor-3-nitrothiophen bei dieser Temperatur zugetroft. Der Ansatz wird vier Stunden bei Raumtemperatur gerührt . Das dunkelrote Reaktionsgemisch wird anschließend zur Trockene einrotiert und der Rückstand zwischen Essigsäureethylester und Wasser verteilt. Die organische Phase wird über Natriumsulfat getrocknet . Nach dem Einrotieren des Lösungsmittels wird der
Rückstand an Kieselgel chromatographiert (Laufmittei Toluol/Essigsäureethylester).
Isoliert werden 685 mg (14%) der gewünschten Verbindung.
[1 H]-NMR (CDCI3): 7,36 (1 H), 6,6 (1 H), 4,82 (1 H), 4,27 (2H), 1 ,8 (3H), 1 ,3 (3H).
b.) (rac.) 3-Methyl-1 H-thieno[2,3-b] [1 ,4]oxazin-2(3H)-on
685 mg (2,79 mmol) des nach Vorschrift a.) erhaltenen (rac.) 2-(3-Nitro-2-thienyloxy)- propionsäureethylester werden in 13 ml p.A. Methanol gelöst. Nach Zufügen von 1 ,09 g Eisenpulver und 2,6 ml Eisessig wird der Ansatz drei Stunden bei 140°C Badtemperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wird nach dem Abkühlen über ein Glasfaserfilter abgesaugt, mit Methanol gewaschen und anschließend das Filtrat zur Trockene einrotiert. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel Toluol/Essigsäureethylester bzw. Dichlormethan/Ethanol). Isoliert werden 237 mg (50 %) der gewünschten Verbindung.
[1 H]-NMR (CDCI3): 8,83 (1 H), 6,54 (2H), 4,73 (1 H), 1 ,6 (1 H).
c.) (rac.) 3-Methyl-1 H-thieno[2,3-b] [1 ,4]oxazin-2(3H)-thion
234 mg (1 ,4 mmol) der nach Vorschrift b.) hergestellten Verbindung werden in 30 ml Dimethoxyethan gelöst und mit 1 ,133 g (2,8 mmol) Lawesson-Reagenz versetzt. Nach dem Rühren über Nacht wird der Niederschlag abgesaugt und mit Dimethoxyethan gewaschen. Das Filtrat wird einrotiert und der verbleibende Rückstand an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel Dichlormethan). Isoliert werden 185 mg (66 %) der gewünschten Verbindung. [1 H]-NMR (CDCI3): 10,2 (1 H), 6,6 (1 H), 6,52 (1 H), 5J2 (1 H), 1 ,68 (1 H).
d.) (rac.) 2-Amino-3-methyl-3H-thieno[2,3-b] [1 ,4]oxazin
185 mg (1 mmol) des nach Vorschrift c.) hergestellten (rac.) 3-Methyl-1 H-thieno[2,3-b] [1 ,4]oxazin-2(3H)-thions werden mit 15 ml einer 7n Lösung von Ammoniak in Methanol bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Nach dem Verdünnen mit Toluol wird der entstandene Niederschlag abgesaugt. Das Filtrat wird zur Trockene einrotiert und der Rückstand an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel Dichlormethan/Ethanol). Es werden 129 mg (76 %) der gewünschten Verbindung erhalten. [1 H]-NMR (CDCI3): 6,7 (1 H), 6,43 (1 H), 4,68 (1 H), 1 ,52 (1 H).
Beispiel 2
(rac.) 2-Amino-3-methyl-6-methoxycarbonyl-3H-thieno[2,3-b][1 ,4]oxazin
a.) 5-Chlor-4-nitro-thiophen-2-carbonsäuremethylester
Diese Verbindung wird analog zu einer Publikation von OD. Hurd und K.L. Kreuz, J. Am. Chem. Soc. 74, 2965 (1952), hergestellt. 10 g (69,15 mmol) 5-Chlor-thiophen-2- carbonsäuremethylester werden in 33 ml konzentrierter Schwefelsäure geiöst. Zu dieser Lösung wird bei 0-5°C eine Mischung aus 4,3 ml Salpetersäure und 5,6 ml Schwefelsäure zugetropft. Nach einstündigem Rühren bei 5 - 10°C wird die Reaktionsmischung auf Eiswasser gegossen und der ausgefallene Feststoff abgesaugt. Das Filtrat wird mit 60 ml Methanol verdünnt. Nach dem Versetzen mit Aktivkohle wird die Mischung aufgekocht und heiß über Glasfaserfilter filtriert. Nach dem Abkühlen der
Lösung wird das ausgefallene Produkt (K 1 ) abgesaugt. Das Filtrat wird zur Trockene einrotiert, und der Rückstand aus Hexan umkristallisiert. Es werden ein K 2 und ein K 3 gewonnen. Die Gesamtausbeute (K 1-K 3) beträgt-3,54 g (23J%). [1 H]-NMR (DMSO-d6): 8,2 (1 H), 3,9 (3H).
b.) (rac.) 2-[(2-Methoxycarbonyl-4-nitro)-thienyl-5-oxy]-propionsäureethylester
1 ,11 g (27,71 mmol) einer 60 %igen Natriumhydridsuspension werden in 70 ml absolutem Tetrahydrofuran vorgelegt. Bei -5 bis 0 °C werden zu dieser Mischung 3J5 ml (27,71 mmol) racemischer Milchsäureethylester, gelöst in 50 ml absolutem Tetrahydrofuran, zugetropft und der Ansatz 90 Minuten bei -5 bis 0 °C gerührt. Anschließend werden in diesem Temperaturbereich 3,07 g (13,85 mmol) 5-Chlor-4- nitro-thiophen-2-carbonsäuremethylester, gelöst in 50 ml Tetrahydrofuran, zugetropft. Nach dem Nachrühren über Nacht bei Raumtemperatur wird die Reaktionsmischung auf Eiswasser gegeben. Nach dem Extrahieren mit Essigsäureethylester und Waschen der organischen Phase mit gesättigter Natriumchloridlösung, wird die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Einrotieren des Lösungsmittels wird der Rückstand an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel Hexan/Essigsäureethylester). Isoliert werden 1 ,08 g (25,7 %) der gewünschten Verbindung.
[1 H.-NMR (CDCI3): 8,1 (1 H), 4,86 (1 H), 4,28 (2H), 3,9 (3H), 1 ,82 (3H), 1 ,33 (3H).
c.) (rac.) 6-Methoxycarbonyl-3-methyl-1 H-thieno[2,3-b] [1 ,4]oxazin-2(3H)-on
200 mg (0,659 mmol) (rac.) 2-[(2-Methoxycarbonyl-4-nitro)-thienyl-5-oxy]- propionsäureethylester werden in ein Gemisch aus 1 ,78 ml Eisessig und 0,47 ml Wasser gegeben. Diese Mischung wird mit 173,8 mg Eisenpulver versetzt. Dabei tritt eine leichte Erwärmung ein. Nach vierstündigem Rühren bei Raumtemperatur wird der Ansatz mit Wasser verdünnt und dreimal mit Essigsäureethylester extrahiert. Nach dem Waschen mit gesättigter Natriumchloridlösung wird die organische Phase getrocknet und das Lösungsmittel abrotiert. Der Rückstand wird an Kieseigel (Laufmittel Hexan/Essigsäureethylester) chromatographiert. Die Ausbeute beträgt 100,4 mg (67%). [1 H]-NMR (DMSO-d6): 10,65 (1 H), 7,2 (1 H), 4,93 (1 H), 3,8 (3H), 1 ,5 (3H).
d.) (rac.) 6-Methoxycarbonyl-3-methyl-1 H-thieno[2,3-b] [1 ,4]oxazin-2(3H)-thion
100,4 mg (0,442 mmol) (rac.) 6-Methoxycarbonyl-3-methyl-1 H-thieno[2,3-b] [1 ,4]oxazin- 2(3H)-on werden in 14 ml Dimethoxyethan gelöst und mit 179,4 mg (0,486 mmol) Lawesson-Reagenz versetzt. Nach dem Rühren über Nacht bei Raumtemperatur wird das Lösungsmittel abrotiert und der Rückstand an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel Hexan/Essigsäureethylester). Die Ausbeute beträgt 88,7 mg (82,8 %). [1 HJ-NMR (DMSO-d6): 12,88 (1 H), 7,3 (1 H), 5,28 (1 H), 3,8 (3H), 1 ,6 (3H).
e.) (rac.) 2-Amino-3-methyI-6-methoxycarbonyl-3H-thieno[2,3-b] [1 ,4]oxazin
76,8 mg (0,316 mmol) (rac.) 6-Methoxycarbonyl-3-methyl-1 H-thieno[2,3-b] [1 ,4]oxazin- 2(3H)-thion werden mit 10 ml einer 7N Lösung von Ammoniak in Methanol vier Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach Zugabe von etwas Toluol wird der Ansatz zur Trockene einrotiert und der Rückstand an Kieselgel chromatographiert (Laufmittel Essigsäureethylester). Isoliert werden 61 ,7 mg (86,4 %) der gewünschten Verbindung. [1 H]-NMR (DMSO-d6): 7,29 (1 H), 6,8 (2H), 4,87 (1 H), 3,75 (3H), 1 ,38 (3H).
In analoger Weise werden synthetisiert:
(rac.) 2-Amino-3-methyl-6-acetyl-3H-thieno[2,3-b][1 ,4]oxazin (rac.) 2-Amino-3-methyl-6-ethoxycarbonyl-3H-thieno[2,3-b][1 ,4]oxazin (rac.) 2-Amino-3H-thieno[2,3-b] [1 ,4]oxazin
(rac.) 2-Amino-6-acetyl-3H-thieno[2,3-b][1 ,4]oxazin
(rac.) 2-Amino-6-ethoxycarbonyl-3H-thieno[2,3-b][1 ,4]oxazin
(rac.) 2-Amino-6-methoxycarbonyl-3H-thieno[2,3-b][1 ,4]oxazin