Patentanmeldung der Grünenthal GmbH, D-52078 Aachen (eigenes Zeichen GRA 3225)
Verfahren zur Herstellung von in 3-Position heterocyclisch substituierten Piperidin-2,6- dionen
Die Erfindung betrifft die Herstellung von in 3-Position heterocyclisch substituierten Piperidin-2,6-dionen der allgemeinen Formel I
In 3-Position heterocyclisch substituierte Piperidin-2,6-dione, ihre Herstellung und Verwendung in Arzneimitteln, insbesondere als Immunmodulatoren für die Behandlung und/oder Prophylaxe von Entzündungs- und Autoimmunerkrankungen sowie hämatologisch- onkologischen Erkrankungen sind aus WO 03/053956 A1 bekannt.
Die darin beschriebenen Herstellungsverfahren sind zum Teil sehr aufwendig und benötigen bis zu acht Synthesestufen, um zur Zielverbindung in Form des Hydrochlorides zu gelangen. Es besteht somit weiterer Bedarf an rationelleren Verfahrensweisen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand deshalb darin, ein Verfahren zur Herstellung der genannten Verbindungen zu entwickeln, das mit möglichst wenig Synthesestufen durchführbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von in 3-Position heterocyclisch substituierten Piperidin-2,6- dionen der allgemeinen Formel I,
in der R1 und R2, gleich oder verschieden voneinander, H, Br, Cl, F, CF3, OH, NO2, NH2, N(CH3)2, C1-3-Alkyl, C1-3- Alkoxy, Phenyl oder zusammengenommen einen ankondensierten Benzolring bedeuten, wobei die Ringe gegebenenfalls mit R1 und/oder R2 substituiert und R1 und R2 wie oben definiert sind,
RJ im Fall, dass a eine Doppelbindung darstellt, für Wasserstoff oder eine Methylgruppe steht oder wenn a eine Einfachbindung bedeutet, zusammen mit dem C-Atom eine Carbonylgruppe bildet,
R« H, F, CF3 oder C1-3-Alkyl bedeutet,
0 und
m 1 bedeutet, wobei man 2-Aminobenzylamine der allgemeinen Formel (II),
in der R1 und R2 wie oben definiert sind, zunächst mit 3-Bromglutarimiden der allgemeinen Formel (III),
in der R wie oben definiert ist, zu Aminen der allgemeinen Formel (IV) umsetzt.
Durch Reaktion von (IV) mit Verbindungen der allgemeinen Formel (V),
R C ( OR 5 ) 3 (V)
in der R3 Wasserstoff oder die Methylgruppe bedeutet und R5 für einen geradkettigen oder verzweigten CrC4-Alkylrest steht, oder mit Amidinsalzen der allgemeinen Formel (VI),
NH
R • H-X (VI) NH;
in der R3 wie oben definiert ist und X das Anion einer geeigneten Säure, vorzugsweise Essigsäure, darstellt, werden dann Verbindungen der allgemeinen Formel I mit der entsprechenden Bedeutung von R3 erhalten.
Erfindungsgemäß herzustellende Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R3 zusammen mit dem C-Atom eine Carbonylgruppe darstellt, werden durch Reaktion von (IV) mit C1 -Bausteinen der allgemeinen Formel (VII),
in der R6 für Cl, den lmidazol-1-yl-rest, eine CrC4-Alkoxy-, eine Phenyloxy- oder eine mit der Nitrogruppe, Chlor oder Fluor substituierte Phenyloxygruppe oder eine Thiomethylgruppe steht, oder durch Reaktion von (IV) mit C-ι-C4-Alkyl-, Phenyl- oder substituierten Phenylestem, vorzugsweise 4-Nitro-, 4-Chlor-oder 4-Fluorphenylestern, der Chlorameisensäure erhalten.
Erfindungsgemäß herzustellende Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R3 zusammen mit dem C-Atom eine Carbonylgruppe darstellt, werden auch durch Reaktion von (IV) mit einem C1 -Baustein der allgemeinen Formel VIII,
C(OR7)4 (VIII)
in der R7 für den Methyl- oder Ethylrest steht, erhalten.
Bevorzugt erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Umsetzung der Aminobenzylamine der allgemeinen Formel (II) mit den 3-Brom- glutarimiden der allgemeinen Formel (III) in inerten Lösungsmitteln, vorzugsweise Tetrahydrofuran oder 1 ,4-Dioxan, in Gegenwart tertiärer Amine, vorzugsweise Triethyl- oder Ethyl-diisopropylamin bei erhöhter Temperatur oder in Dimethylformamid als Lösungsmittel bei Temperaturen zwischen 0 und 100°C, vorzugsweise 20°C.
Ebenfalls bevorzugt wird die Reaktion der Verbindungen der allgemeinen Formel (IV), die gegebenenfalls auch in Form von Salzen vorliegen können, mit den Verbindungen der allgemeinen Formel (V) entweder ohne Lösungsmittel oder in einer organischen Carbonsäure, vorzugsweise Essigsäure, in einem Temperaturbereich von 10 bis 150 °C durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht im Vergleich zu dem aus WO 03/053956 A1 bekannten Herstellungsverfahren mit sechs Stufen und anschließender Basenfreisetzung und Hydrochloridfällung eine sehr vorteilhafte Reduzierung der Synthesestufen um die Hälfte.
Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen können als reine Enantiomere oder nichtracemische Enantiomerengemische, Racemate,
Diastereomere, oder Diastereomerengemische sowohl in Form ihrer freien Basen als auch von Salzen mit physiologisch verträglichen organischen oder anorganischen Säuren erhalten werden. Sie besitzen immunmodulatorische Aktivität, das heißt, sie induzieren eine drastische Reduktion der IL-12 Produktion in LPS-aktivierten Monozyten bei gleichzeitiger Steigerung der IL-10 Produktion. Aufgrund dieses Wirkprinzips haben diese Verbindungen ein großes therapeutisches
Potential bei Krankheiten, wo eine überschießende IL-12 Produktion und ein relativer Mangel an IL-10 für die Pathogenese verantwortlich gemacht wird, das heißt, solche Verbindungen sind zur Behandlung und/oder Prophylaxe von Entzündungs- und Autoimmunerkrankungen zu nutzen. Aufgrund der anti-apoptotischen Wirkung von IL-12 sind die erfindungsgemäß erhaltenen Verbindungen auch zur Suppression der Bildung von IL-12 bei hämatologisch-onkologischen Erkrankungen geeignet.
Zu den Erkrankungen oben genannter Formenkreise zählen unter anderem Entzündungen der Haut (z.B. atopische Dermatitis, Psoriasis, Ekzeme, Erythema nodosum leprosum), Entzündungen der Atemwege (z.B. Bronchitis, Pneumonie, Asthma bronchiale, ARDS (adult respiratory distress syndrome), Sarkoidose, Silikose/Fibröse), Entzündungen des Gastrointestinaltraktes (z.B. gastroduodenale Ulcera, Morbus Crohn, ulcerative Colitis), ferner Erkrankungen wie Hepatitis, Pankreatitis, Appendizitis, Peritonitis, Nephritis, Aphthosis, Konjunktivitis, Keratitis, Uveitis, Rhinitis. Die Autoimmunerkrankungen umfassen z.B. Erkrankungen des arthritischen Formenkreises (z.B. rheumatoide Arthritis, HLA-B27 assoziierte Erkrankungen, rheumatoide Spondylitis), ferner Multiple Sklerose, jugendlicher Diabetes oder Lupus erythematosus. Weitere Indikationen sind Sepsis, septischer Schock, bakterielle Meningitis, mycobakterielle Infektionen, opportunistische Infektionen bei AIDS, Kachexie, Transplantat-Abstoßungs-Reaktionen, Graft-versus-Host Reaktionen sowie chronisches Herzversagen, Herzinsuffizienz, das Reperfusions-Syndrom sowie Atherosklerose.
Darüber hinaus zählen auch chronische Schmerzzustände, Fibromyalgie, Morbus Sudeck (reflex sympathetic dystrophy (RSD)) zu den Indikationen.
Ferner gehören hämatologische Erkrankungen wie multiples Myelom, Myelodisplastisches Syndrom und Leukämien sowie weitere onkologische
Erkrankungen wie z.B. Glioblastom, Prostata-, Nierenzell-, Mamma-, Schilddrüsen-, Kopf- und Hals-, Pancreas- und colorectales Carcinom sowie Melanom und Kaposi's Sarcom zu den Krankheitsbildern, bei denen die erfindungsgemäß hergestellten Immunmodulatoren einzusetzen sind.
Beispiele
Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung.
Als stationäre Phase für die chromatographischen Trennungen wurde Kieselgel 60 (0,040 bis 0,063 mm) der Firma E. Merck, Darmstadt, eingesetzt. Die Mischungsverhältnisse der Elutionsmittel sind stets in Volumen/Volumen angegeben. Die Substanzen wurden über ihren Schmelzpunkt und/oder NMR-Spektren charakterisiert. Die Aufnahme der Spektren erfolgte bei 300 MHz mit dem Gerät Gemini 300 der Firma Varian. Die chemischen Verschiebungen sind in ppm angegeben (δ-Skala). Als interner Standard wurde Tetramethylsilan (TMS) verwendet.
Beispiel 1 3-(4H-Chinazolin-3-yl)piperidin-2,6-dion
1. Stufe:
3-(2-Aminobenzylamino)piperidin-2,6-dion
Zu einer unter Rückfluss kochenden Lösung von 6,10 g 2-Aminomethyl- phenylamin und 14 ml Triethylamin in 100 ml Tetrahydrofuran wurde innerhalb von 3 Stunden eine Lösung von 9,60 g 3-Brompiperidin-2,6-dion [K. Fickentscher et al., Archiv der Pharmazie Weinheim, 1980, 481-487] in 120 ml Tetrahydrofuran getropft. Nach beendeter Zugabe wurde das Reaktionsgemisch weitere 2,5 Stunden unter Rückfluss gerührt. Der ausgefallene Feststoff wurde abfiltriert, gründlich mit Tetrahydrofuran gewaschen und die vereinigten Filtrate wurden im Vakuum eingedampft. Das so erhaltene Rohprodukt wurde durch Säulenchromatographie an Kieselgel 60 (0,040 - 0,063 mm) der Firma E. Merck, Darmstadt, mit
Chloroform/Methanol = 10/1 als Elutionsmittel gereinigt. Dabei fielen 5,60 g (48 % der Theorie) der Titelverbindung in Form von Kristallen an, die bei 48 bis 54°C schmolzen.
2. Stufe
3-(4H-Chinazolin-3-yl)piperidin-2,6-dion
Eine Mischung aus 0,20 g des Produkts aus Stufe 1 und 0,75 ml Orthoameisensäuretriethylester wurde 3 Stunden bei 120°C gerührt. Dann wurde das Reaktionsgemisch im Vakuum eingedampft und der
Eindampfrückstand durch Flashchromatographie an Kieselgel (vergleiche Stufe 1) mit Essigsäureethylester/Methanol (2:1) als Elutionsmittel gereinigt. Dabei fielen 0,14 g (67 % der Theorie) der Titelverbindung in Form nahezu farbloser Kristalle an, die bei 258°C schmolzen.
1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6): d=11.1 ppm (s, 1 H), 7.1 (t, 1 H), 7.1 (s, 1 H), 7.0 (t, 1 H), 6.95-6.85 (m, 2H),
4.55-4.25 (m, 3H), 2.85-2.55 (m, 2H), 2.7 (m, 1 H), 2.0 (m, 1 H). Beispiel 2
3-(2-Oxo-1 ,4-dihvdro-2H-chinazolin-3-yl)pipehdin-2,6-dion
Eine Lösung von 2,20 g des Produkts aus Beispiel 1 , 1. Stufe, und 1 ,78 g N,N'-Carbonyldiimidazol in 130 ml Tetrahydrofuran wurde 10 Stunden unter Rückfluss gerührt. Nach Zugabe von weiteren 0,36 g N,N'- Carbonyldiimidazol wurde nochmals für 7 Stunden unter Rückfluss gerührt. Der entstandene Feststoff wurde durch Filtration abgetrennt, mit Tetrahydrofuran gewaschen und im Vakuum getrocknet. Dabei fielen 1 ,50 g (62 % der Theorie) der Titelverbindung in Form schwach gefärbter
Kristalle an.
13C-NMR (DMSO-de): 21.41 ; 31.19; 46.12; 55.28; 113.07; 117.81 : 120.97; 125.23; 127.58; 137,02; 153.45; 170.83; 172.46.
Beispiel 3
3-(2-Methyl-4H-chinazolin-3-yl)piperidin-2,6-dion
Eine Lösung von 0,47 g des Produktes aus Stufe 1 von Beispiel 1 und 0,72 ml Orthoessigsäuretriethylester in 10 ml Essigsäure wurde 2 Stunden bei 120 °C gerührt. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch im Vakuum eingeengt und der Rückstand durch Flashchromatographie an Kieselgel mit Essigsäureethylester/Methanol (2:1) gereinigt. Dabei fielen 0,44 g (86 % der Theorie) der Titelverbindung in Form eines gräulichen Feststoffs an, der bei 78 bis 85 °C schmolz.
1H-NMR (DMSO-de): 1.92-2.00,(1 H, m);2.07 (3 H, s); 2.36-2.47 (1 H, m); 2.54-2.65 (1 H, m); 2.78-2.89 (1 H, m); 4.13 (1 H, d, J = 13,8 Hz); 4.38 (1 H, d, J = 13.8 Hz); 4,87 (1 H, dd, J = 12.8 und 5.0 Hz); 6.48 (1 H, d, J = 7,7 Hz); 6.87-6.95 (2 H, m); 7.08 (1 H, dt, J = 7.7 und 1.8 Hz); 10.98 (1 H, br s).
13 C-NMR (DMSO-de): 21.47; 21.96; 31.24; 43.47; 57.94; 121.62; 122.41 ; 123.49; 124.79; 127.46; 142.12; 157.12; 170.73; 172.44.