DE2065365C3 - 1,3-disubstituierte Azetidine sowie Verfahren zu deren Herstellung und ihre Anwendung - Google Patents
1,3-disubstituierte Azetidine sowie Verfahren zu deren Herstellung und ihre AnwendungInfo
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Description
worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 13 Kohlenstoffatomen oder <?ine Aralkylgruppe mit 7 bis 9
Kohlenstoffatomen, R' ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit ί bis 4 Kohlenstoffatomen, eine
Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder eine Trifluormethylgruppe und π
eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeuten.
2. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
eine Verbindung der Forme!
-CH2-O-CH
\
CH2-X
CH2-X
HO
N—R
worin R die gleichen Bedeutungen wie in Anspruch 1 besitzt
Die Erfindung betrifft neue 13-disubstituierte
Azetidine, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Anwendung.
Es war bisher kein Verfahren bekannt, bei dem Azetidinolverbindungen in hoher Ausbeute unabhängig
von der sterischen Hinderung durch die Alkylgruppe des primären Aminreaktionsteilnehmers erhalten werden konnten.
Als Verfahren zur Herstellung von Azetidinolverbin·
düngen war ein Verfahren, bei dem ein Epihalogenhydrin mit einem primären Amin umgesetzt wurde,
bekannt. Bei diesem Verfahren ist, wenn die Alkylgruppe des primären Amins wenig sterisch gehindert ist, die
Ausbeute außerordentlich niedrig und selbst im Fall einer tertiären Butylgruppe mit hoher sterischer
Hinderung beträgt die Ausbeute höchstens etwa 48%.
Azetidinolverbindungen beschrieben, bei dem eine Verbindung eines l-Alky|-3-halo-2-propanols, dessen
Hydroxylgruppe in 3-Stellung mit einer Acylgruppe geschützt ist, intramolekular kondensiert wird. Jedoch
wird bei diesem Verfahren das gewünschte Azetidinolderivat in einer so niedrigen Ausbeute wie etwa 15%
erhalten.
Auch wurde ein Verfahren zur Herstellung eines A^etidinolderivats beschrieben, bei dem ein 13-Dihalo-2-methoxypropan mit einem primären Amin umgesetzt
wird (Tetrahedron Letter, 1967, 2155 bis 2157). Bei diesem Verfahren ist, wenn die sterische Hinderung der
Alkylgruppe des primären Amins hoch ist, die Ausbeute gering, und selbst wenn die Alkylgruppe des primären
Amins eine Methylgruppe ist, beträgt die Ausbeute nur 40 bis 50%.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von Ausgangsverbindungen, die zur Herstellung von Azetidinolverbindungen in hoher Ausbeute vorteilhaft
verwendet werden können, sowie die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung derartiger neuer Ausgangsverbindungen.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden gemäß der Erfindung 13-disubstituierte Azetidine der allgemeinen
Formel
30
worin X ein Halogenatom oder einen reaktiven Esterrest darstellt, und R' und η die vorstehend
angegebene Bedeutung besitzen, mit einer stöchiometrisch überschüssigen Menge einer Verbindung
der Formel
H2N-R
worin R die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt, in Gegenwart von Wasser umsetzt
3. Verwendung der Verbindungen nach Anspruch 1 zur Herstellung von Verbindungen der Formel
65
-CH2-O-
-N —R
geschaffen, worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 13
Kohlenstoffatomen oder eine Aralkylgruppe mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen, R' ein Wasserstoffatom, eine
Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, ein
Halogenatom oder eine Trifluormethylgruppe und η eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeuten.
Gemäß der Erfindung werden die vorstehenden Azetidinverbindungen nach einem Verfahren hergestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine
Verbindung der Formel
CH2-X
CH2-O-
CH
\
(H)
CH2-X
worin X ein Halogenatom oder einen reaktiven Esterrest darstellt, und R' und η die vorstehend
angegebene Bedeutung besitzen, mit einer stöchiometrisch überschüssigen Menge einer Verbindung der
Formel
H2N-R
(III)
worin R die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt, in Gegenwart von Wasser umsetzt.
Vorzugsweise enthält die durch die Gruppe R in den tertiären Azetidinderivaten der oben angegebenen
Formel (1) dargestellte Alkylgruppe bis zu 6 Kohlenstoffatome.
Als Gruppe R' können beispielsweise folgende genannt werden: Methoxy-, Äthoxy-, n-Propoxy- und
Isopropoxygruppen; Methyl-, Äthyl-, n-Propyl- und Isopropylgruppe, ein Chlor- oder Bromatom und die
Trifluormethylgruppe.
Wenn der Benzolkern mit einer Gruppe R' substituiert ist, wird es vorgezogen, daß der Substituent
in p- oder o-Stellung zum «- Kohlenstoffatom steht
Die Verbindungen der Formel (II), die als Ausgangsverbindungen bei dem Verfahren gemäß der Erfindung
verwendet werden, sind Verbindungen, die bekannt sind,
und umfassen beispielsweise:
1 ß-Dichlor-2-(benzy]oxy)-propan,
l,3-Dibrom-2-(benzyIoxy)-propan,
l,3-DichIor-2-(p-inethoxybenzyloxy)-propan,
l,3-Dibrom-2-(p-methoxybenzyloxy)-propan,
l,3-DichIor-2-(p-äthoxybenzyIoxy)-propan,
13-Dibrom-2-(p-äthoxybenzyloxy)-propan,
13-Dichlor-2-(o-methoxybenzyloxy)-propan,
13-Dibrom-2-{o-methoxybenzyloxy)-propan,
l,3-Dichlor-2-(äthyoxybenzyloxy)-propan,
13-Dibrom-2-(o-äthoxybenzyloxy)-propan,
13-DichIor-2-ö>-methylbenzyloxy)-propan,
13-Dibr«s«i-2-(p-methylbenzyloxy)-propan,
!3-Dichlor-2-(p-äthylbenzyloxy)-prQpan,
13-Dibrom-2-(p-äthylbenzyloxy)-propan,
lß-Dichlor^-^-isopropylbenzyloxyJ-propan,
13-Dichlor-2-(p-chlorbenzyloxy)-propan und
13-Dibrom-2-(p-chlorbenzyloxy)-propan.
Als primäre Amine der Formel (IH) werden primäre Alkylamine und primäre Aralkylamine der genannten
Art verwendet Es wird bevorzugt, daß in Formel (III) die Gruppe R eine niedrige Alkylgruppe, wie eine
Methyl-, Äthy!-. n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-, sea-Butyl- und tert-Butyl- oder eine Aralkylgruppe,
wie eine BeKzyl- oder Phenäiiiylgruppe, ist Sowohl
primäre Amine mit geringer sterischer Hinderung, wie Methylamin und Äthylamin, ode; primäre Amine mit
hoher sterischer Hinderung, wie tert-Butylamin, Isopropylamin, Benzylamin und Phenäthylamin, können in
gleicher Weise gemäß der Erfindung verwendet werden, und von allen diesen Aminen können
Azeditinverbindungen der Formel (I) in guter Ausbeute erhalten werden. Dies ist einer der bedeutenden
Vorteile der Erfindung.
Um die Azetidinverbindungen der Formel (I) in hoher Ausbeute zu erhalten, wobei die Bildung von Diaminen
und Polymeren als Nebenprodukte vermieden wird, wird die Umsetzung in Wasser als inerten flüssigem
Medium durchgeführt Die Verwendung von Wasser als Reaktionsmedium führt zur Bildung von Azetidinverbindungen der Formel (I) in sehr hohen Ausbeuten.
Anstelle von Wasser können gemischte Flüssigkeiten aus Wasser und einem wassermischbaren organischen
Lösungsmittel, wie einem Alkohol, z. B. Methylalkohol, Äthylalkohol und Äthylenglykol, und Tetrahydrofuran
verwendet werden.
Primäre Amine der Formel (III) können zum Re.iktionssysteni in Form einer wäßrigen Lösung
zugegeben werden und die Reaktion wird dadurch beschleunigt, daß die Verbindungen der Formel (II) in
einer solchen wäßrigen Lösung dispergiert sind und die primären Amine der Formel (III) in einer die
stöchiometrische Menge Oberschreitenden Menge verwendet werden, beispielsweise 2 bis 5 Mol je Mol der
Verbindung (II). Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die Bildung von Diaminen als Nebenprodukte
außerordentlich verringert wird. Das überschüssige Amin wird nach gebrauchlichen Methoden zurückgewonnen. Da das primäre Amin der Formel (IH) in
überschüssiger Menge verwendet wird, ist es nicht
notwendig, einen besonderen Säurebinder zum Reaktionssystem zuzugeben. Es ist jedoch möglich, einen
Säurebinder, wie ein tertiäres Amin, Pyridin oder ein
anorganisches Alkali zuzugeben.
Die Reaktionstemperatur ist nicht kritisch, um jedoch
die Reaktionszeit zu verkürzen, wird es vorgezogen, die Reaktion bei einer Temperatur zwischen 60 und 100° C
durchzuführen. Bei einer solchen Temperatur ist die Reaktion im allgemeinen in 10 bis 50 Stunden
abgeschlossen.
Gemäß der Erfindung werden die Verbindungen der vorstehend angegebenen Formel (I) zur Herstellung von
Azetidinolverbindungen der allgemeinen Formel IV verwendet
HO
N—R
(IV)
worin R die gleichen Bedeutungen wie vorstehend angegeben besitzt Hierzu wird die Azetidinverbindung
der allgemeinen Formel (I), die durch die obengenannte Reaktion erhalten wurde, mit Wasserstoff reduziert
Die Wasserstoffreduktion ikann bei einer Temperatur
im Bereich von Raumtemperatur bis 1000C, vorzugsweise 40 bis 5O0C, unter Wasserstoffdruck von 1 bis 100
Atmosphären, vorzugsweise 1 bis 50 kg/cm2 mit einem metallischen Katalysator, wie Raney-Nickel, Raney-Kobalt U-Nickel, Palladium und Platin durchgeführt
jo werden.
Die Reduktion kann in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt werden,, es ist jedoch günstig, die
Reduktion in einem polaren Lösungsmittel, wie wäßrigen oder wasserfreien Alkoholen, beispielsweise
Methanol oder Äthanol, oder Äthern, beispielsweise
Diäthyläther durchzuführen.
Bei den Verbindungen der Formel (I) ist es nicht immer leicht die Benzylgmppe allein wegen der
Reaktivität des Azetidinnngs jnd der sterischen
Hinderung wegen der Benzylgruppe in 3-Stellung und der Alkylgruppe in 1-Stellung de3 Azetidinrings selektiv
zu isolieren. Daher ist es schwierig, die Benzylgruppe mit einer Mineralsäure abzuspalten. Wird ein Palladium-Kohlekatalysator verwendet führt die Reaktion, die bei
4> Raumtemperatur und atmosphärischen Bedingungen
durchgeführt wird, im wesentlichen nur zur Rückgewinnung des Ausgangsmaterials. Folglich sind im Fall eines
Palladium-Kohlekatalysators bedeutend strengere Reaktionsbedingungen notwendig. Die Katalysatoren,
die die Wasserstoffreduktion unter verhältnismäßig milden Bedingungen vorteilhaft beschleunigen, sind
Raney-Nickel und U-Nickel.
Die Azetidinverbindungen der allgemeinen Formel (I) können unter Ausnützung der Reaktivität des Azetidin
rings zu zahlreichen brauchbaren pharmazeutischen
Verbindungen umgesetzt werden. Beispielsweise sind sie wertvolle Zwischenprodukte für die Synthese von
verschiedenen pharmazeutisch wirksamen Verbindungen, die eine Alkanolaminstruktur aufweisen, wie
Verbindungen der nachstehenden allgemeinen Formel, die eine /3-adrenergische Blockierungsaktivität haben:
OH
(VIa)
-NH-R
und Verbindungen der nachstehenden allgemeinen
Formel, die bei der Kontrolle der Hagensaftsekretion
aktiv sind;
Ar-O-CH2-CH-CH2-NH-R
(VIb)
In den obenstehenden Formeln (VIa) und (VIb) bedeutet Ar eine substituierte oder unsubstituierte
Arylgruppe und R, R' und π haben die oben angegebene
Bedeutung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert
21,9 Teile 2-Benzyloxy-l,3-dichlorpropan und 77,5
Teile Monomethylamin (4O°/oige wäßrige Lösung) wurden in einen Autoklaven eingebracht und während
48 Stunden unter Rühren auf 900C erhitzt Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt und 120 Teiie
2 η-wäßrige Natronlauge wurde zugegeben. Anschließend wurde die Mischung erhitzt, um überschüssiges
Monomethylamin abzudestillieren. Die zurückbleibende Flüssigkeit wurde zweimal mit 200 Teilen Äther
extrahiert und der Extrakt mit 100 Teilen Wasser gewaschen, mit 100 Teilen 2 η-wäßriger Salzsäurelösung
extrahiert und anschließend mit 50 Teilen 2 η-wäßriger Salzsäurelösung extrahiert. Die Wasserschichten
wurden vereint, mit 50 Teilen Äther gewaschen und mit 2 η-wäßriger Natronlauge ausreichend
alkalisch gemacht. Die Flüssigkeit wurde zweimal mit 100 Teilen Äther extrahiert und der Ätherexirakt
wurde in 50 Teilen Wasser gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet
Das Lösungsmittel wurde abdestilliert und der
Rückstand einer Destillation unterworfen. Es wurden 83 Teile 3-Benzyloxy-I-methylazeditin mit einem
Siedepunkt von 80 bis 82°C erhalten. Die Ausbeute betrug 47%. Die Ergebnisse der Infrarolspektralanalyse
und der kernmagnetischen Resonan/.analysc des l'ro
duktes sind nachstehend angegeben.
), 2X2S, I44S, USD, I \')\.
I IXO, I !')0, W,
I IXO, I !')0, W,
NMKiCCI.jppm: 22,28,
IKS).
2,72, 2IUl)
N(II,
-(: —I
3,46, 211(0, —C — H
3,99, IH(m), -CCH
4,30. 2H(S), —CH2-
7,18, 511(S),
Die Ausgangsverbindung 2-Ben2yIoxy-l,3-dich|orpropnn
ist in Zh. Crg, Khim, 3 (1), 74 bis 78 (5967) beschrieben,
21,9 Teile 2-Benzyloxy-l,3-dichlorpropan, 45,1 Teile
Monoäthylamin und 45,1 Teile Wasser wurden in einen Autoklaven eingebracht und die Mischung wurde
während 48 Stunden unter Rühren auf 900C erhitzt Die
Reaktionsmischung wurde abgekühlt und in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt
Anschließend wurde unter verringertem Druck destilliert Auf diese Weise wurden 11,6 Teile 3-Benzyloxy-lälhylazetidin
mit einem Siedepunkt von 73 bis 74° C bei 2 mm Hg erhalten. Die Ausbeute betrug 61%. Die
Ergebnisse der Infrarotspektralanalyse und der kernmagnetischen Resonanzanalyse des Produkts sind
nachstehend angegeben.
IR(CCI4)VCm
-1.
2950, 2850, 1450, 1390, 1360r
I2I0, Π0', 1Ι30, 1020,700
I2I0, Π0', 1Ι30, 1020,700
NMR(CCU)ppm: 0,88,
2,36,
2,36,
2,67,
3 Fi(t), -CH3
2H(q), NCH2-
2H(q), NCH2-
2 1I(t)
3,44, 2il(t),
— C —H
— C —H
4,20, lll(m), —OCH
4,31,
21Ks), —CH2
7,IX, 5II(S\
21,9 Teile 2-Benzyloxy-13-dichlorpropan, 59,1 Teile π-1'ropylamin und 59,1 Teile Wasser wurden in einen
Autoklaven eingebracht und die Mischung wurde während 48 Stunden unter Rühren auf 900C erhitzt Die
Reaktionsmischung wurde abgekühlt und in gleicher Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt
Anschließend wurde unter verringertem Druck destilliert Auf diese Weise wurden 13,7 Teile 3-Benzyloxy-l-(n-propyl)-azetidin
mit einem Siedepunkt von 101 bis 103° C bei 2 mm Hg erhalten. Die Ausbeute betrug 67%.
Die Ergebnisse der IR- und NMR-Analyse des Produkts sind nachstehend angegeben.
IR(CCI4)VCm-
2925, 1450, 1310, 1355, 1200,
1110, 1000,695
1110, 1000,695
NMR(CCI4)ppm: 0,84,
1,20,
1,20,
2,30,
3 H(I), -CH,
2H(m). -CH2-
2H(m). -CH2-
3 H(U, NCH2-
2,68, 2H(t). —CH
3,43, 2 H(t), -CH
IR(CCI4)VCm1: 2950, 1450, 1360. 1225, 1150,
1060, 690
4,02, lH(m), —OCH
2,95, 2H(()
-CH
4.31, 2H(S), -CH2-
7.17. 5H(S),
10
3,33, 2H(t), -CH
B e i s ρ i e I 4 ι >
213 Teile 2-Benzyloxy-l,3-dichlorpropan, 59,1 Teile
Isopropylamin und 59,1 Teile Wasser wurden in einen
ι lütCniuVbii wn^ClsPSClll UMU \jiC ITliSClfÜMg WuTuC
während 48 Stunden unter Rühren auf 90°C erhitzt. Die in
Reaktionsmischung wurde abgekühlt und in gleicher Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt.
Anschließend wurde unter verringertem Druck destilliert. Auf diese Weise wurden 17,4 Teile 3-Benzyloxy-l-(isopropyl)-azetidin mit einem Siedepunkt von 105 bis
1070C bei 2 mm Hg erhalten. Die Ausbeute betrug 85%.
Die Ergebnisse der IR- und NMR-Analyse des Produkts sind nachstehend angegeben.
4,00.
I IKm), —OCH
IR(CCl1)VCm1:
NMR(CCl1)PPm: 0.85.
2960. 2825. 1450. 1355. 1185.
1130. 1050. 1010. 700
6IKd). -CH1
2.20.
2.70.
IKm).
2IKt).
HCH
CH
3.43. 2 IKt). -CH
| 4.00. | 1 | IKm). | — OCH |
| 4.32. | 2 | H(S). | -CH,- |
| 7.18. | 5 | H(Sl. | O |
| Beispi | el | 5 |
213 Teile 2-BenzyIoxy-t,3-dichlorpropan, 713 TeUe
tert-Butylamin und 50 Teile Wasser wurden m einen Autoklaven eingebracht und die Mischung während 48
Stunden unter Rühren auf 900C erhitzt Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt und in gleicher Weise, wie in
Beispiel 1 beschrieben, behandelt Anschließend wurde unter verringertem Druck destilliert Auf diese Weise
wurden 17,5 TeiJe 3-Benzyloxy-l-{tert-butyI)-azetidin
mit einem Siedepunkt von 94 bis 96=C bei 2 mm Hg
erhalten. Die Ausbeute betrug 80%. Die Ergebnisse der TR- und NMR-Analyse sind nachstehend angegeben.
4.30, 2 H(S). —CH2 —
Eine Lösung von 4,1 Teilen 3-Benzyloxy-1-(isopropyl)-azetidin in 30 Teilen Äthanol wurde zusammen mit
2 Teilen Raney-Nickel als Katalysator in einen Autoklaven eingebracht. Unter einem Wasserstoffdruck
ve.■< 100 Atmosphären wurde die Mischung bei 40°C 15
Stunden gerührt, um die Reduktion durchzuführen. Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt und die
zurückbleibende äthanolischc Lösung wurde zur Trokkene konzentriert. Die erhaltene ölige Substanz wurde
einer Destillation unter verringertem Druck unterworfen oder in η-Hexan gelöst und gekühlt. Auf diese Weise
wurden 1,9 Teile l-(Isopropyl)-3-azetidinol in Form weißer Kristalle erhalten. Das Produkt hatte einen
Schmelzpunkt von 56 bis 57°C und einen Siedepunkt von 75 bis 76°C bei 3 mm Hg. Die Ausbeute betrug 82%.
Eine Lösung von 4,4 Teilen 3-Benzyloxy-l-(tert-butyl)-azetidin in 30 Teilen Äthanol wurde zusammen mit 2
•»5 Teilen Raney-Nickel als Katalysator in einen Autoklaven eingebracht Unter einem Wasserstoffdruck von 100
Atmosphären wurde die Mischung 15 Stunden bei 40° C gerührt um die Reduktion durchzuführen. Der Katalysator wurde durch Filtration abgetrennt und die
so zurückbleibende äthanolische Lösung wurde zur Trokkene konzentriert Die erhaltene ölige Substanz wurde
in η-Hexan gelöst und gekühlt Auf diese Weise wurden 2,0 Teile l-(tert-Butyl)-3-azetidinol mit einem Schmelzpunkt von 42 bis 43° C erhalten. Die Ausbeute betrug
76%.
33,7 Teile 2-(p-Methoxybenzyloxy)-13-dibrompro
pan, 70 Teile Monomethylamin und 70 Teile Wasser
wurden in einen Autoklaven eingebracht und die
90° C erhitzt Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt
und in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben,
behandelt Anschließend wurde unter verringertem
3(p-Methoxybenzyloxy)-l-methylazetidni mit einem
9 10
n . . , erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt und in
b e's p'e' 3 der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben,
11 Teile 2-Benzyloxy-13-dibrompropan, 30 Teile behandelt. Anschließend wurde unter verringertem
rostfreien Autoklaven eingebracht und die Mischung 5 3-Benzyloxy-l-(isopropyl)-azetidin mit einem Siede-
wurde während zwei Stunden unter Rühren auf 80° C punkt von 104 bis 107°Cbei2 mm Hg erhalten.
Claims (1)
- Patentansprüche:1, 1,3-disubstituierte Azetidine der allgemeinen FormelCH1-O--N-R10
Applications Claiming Priority (6)
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| Publication Number | Publication Date |
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