DE828104C - Verfahren zur Herstellung N,N -substituierter Piperazine - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung N, NS-substituierter Piperazine Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von N-Methyl-N'-benzhydrylpiperazinen, welche ausgesprochene antihistaminische Eigenschaften besitzen.
• Es ist das Ziel und der Gegenstand eines bevorzugten Merkmales der vorliegenden Erfindung, neue antihistaminische Stoffe des vorerwähnten Typs zu schaffen, welche eine Wirkung von ungewöhnlich langer Dauer besitzen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine neue Klasse von pharmakologisch aktiven Verbindungen durch Behandlung von N-Methylpiperazin mit Benzhydrylhalogeniden gebildet, welche entweder einen Substituenten wie CH, Cl oder Br in der p-Stellung enthalten oder gänzlich unsubstituiert in einem Phenylrest sind und zwei Substituenten, die aus derselben Klasse ausgewählt sind, in dem anderen Phenylrest enthalten können. Die sich ergebenden N, N'-unsymmetrisch substituierten Piperazine können durch die nachstehende Formel charakterisiert werden, in welcher X ein Wasserstoffatom, das Methylradikal oder ein Chlor- oder Bromatom, Y ein Wasserstoff-, Chlor- oder Bromatom und Z ein Chlor- oder Wasserstoffatom bedeuten. Die p-substituierten Derivate sind besonders wirksam. Die der obigen Formel entsprechenden N-Methyl-N'-benzhydrylpiperazine sind Basen und werden gewöhnlich isoliert und als Salze gehandhabt. Verschiedene Säuren nichtoxydierender und nichttoxischer Natur, z. B. Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Milchsäure, Äpfelsäure, Bernsteinsäure u. dgl. können dazu verwendet werden, die Base aus dem Medium zu gewinnen, in welchem sie aus dem Reaktionsgemisch extrahiert wird. Die Natur des Anions in dem einzelnen Salz ist offenbar unwesentlich in bezug auf das physiologische Verhalten der Verbindungen, und demgemäß können diese Salze als gleichwertig betrachtet werden. Eine größere Wichtigkeit in der Auswahl eines geeigneten Salzes kommt seiner Toxigität zu und dementsprechend können alle Salze, welche die erforderlichen Eigenschaften besitzen, als innerhalb des Bereiches der Erfindung liegend betrachtet werden. Die meisten der Salze dieser Verbindungen sind ziemlich hochschmelzend, und ihr Schmelzen ist in den meisten, wenn nicht allen Fällen von Zersetzung begleitet. Aus diesem Grunde sind die beobachteten Schmelzpunkte etwas von der Geschwindigkeit des Erhitzens und der Technik des Beobachters abhängig.
• Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung werden in bequemer Weise dadurch hergestellt, daß man N-Methylpiperazin mit einem ausgewählten Benzliydrylhalogenidbehandelt, das Produkt mit einem nicht polaren Lösungsmittel extrahiert und die sich ergebende Lösung mit einer Säure behandelt, um das N-Methyl-N'-benzhydrylpiperazin in der Form des Salzes zu gewinnen. Geeignete nicht polare Lösungsmittel für die Extraktion schließen Äther, Benzol, Toluol, Äthylacetat und ähnliche wohlbekannte Stoffe ein. Da die Benzhydrylchloride leicht mit hydroxylhaltigen Lösungsmitteln, einschließlich Wasser, reagieren, wird die Reaktion am besten entweder ohne ein Lösungsmittel oder in der Gegenwart eines hydroxylfreien Lösungsmittels, z. B. Benzol oder Nitrobenzol, durchgeführt. Es ist gewöhnlich erwünscht, einen lü`berschuß an N-Methylpiperazin während des Verlaufes der Reaktion aufrecht zu erhalten und das nicht umgesetzte N-Methylpiperazin durch geeignete Verfahren wiederzugewinnen.
• Im einzelnen kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durch Vermischen von i Mol des ausgewählten Benzhydrylchlorids mit 2 Mol N-Methylpiperazin in Gegenwart einer geringen Menge Benzol bei einer Temperatur von etwa 8o bis ioo° und durch Erhitzen der Mischung auf einem Dampfbad für etwa 4 bis 8 Stunden ausgeführt werden. Die Reaktionsmischung kann dann zwischen Äther und Wasser verteilt und die Ätherschicht abgetrennt und mit zusätzlichem `'Wasser gewaschen werden, bis die Waschwässer neutral werden. Dieses Vorgehen führt zu einem Konzentrieren von nicht umgesetztem N-Methylpiperazin und in der Reaktion gebildeter Säure in den wässerigen Schichten und von dem N-Methyl-N'-benzhydrylpiperazin und nicht umgcsetztem Benzhydrylchloril oder Hydrolyseprodukttn hiervon in der Ätherschicht. Das gewünschte Produkt kann dann aus der Ätherschicht mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure extrahiert werden, wodurch das N-Methyl-N'-benzhydrylpiperazin in der angesäuerten wässerigen Lösung aufgelöst wird. Die letztere kann dann unter Vakuum verdampft und das N-@Iethyl-N'-benzhydrylpiperazin aus dem Rückstand in der Form von Dihydrochlorid durch Rekristallisation aus geeigneten Lösungsmitteln, wie z. B. absolutem Alkohol oder Mischungen hiervon mit Äther oder Äthylacetat, gewonnen werden.
• In Abänderung dieser Arbeitsweise kann die angesäuerte wässerige Lösung, welche das Dihydrochlorid enthält, mit konzentrierter ^Natriumhydroxydlösung auch basisch gemacht und die Base dann in Äther aufgelöst und über einem geeigneten Trocknungsmittel, z.B. Kaliumcarbonat,getrocknetwerden. DieBasekann dann durch Rekristallisation aus Petroläther, Destillation im Hochvakuum .gereinigt oder in ein Salz durch Kombination mit einer Säure in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften des einzelnen Derivates übergeführt werden.
• Die neuen Verbindungen sind durch eine hohe antihistaminische Aktivität gekennzeichnet, welche über einen ausgedehnten Zeitraum planmäßig wirksam bleibt. Die bevorzugte, weil besonders hervorragend brauchbare Verbindung der vorliegenden Erfindung ist N-Methyl-N'-(4-chlorbenzhydryl)-piperazin, welches bei der Prüfung z. B. an Tieren, die periodisch der Wirkung von Histamindampf ausgesetzt wurden, 24 Stunden lang im Anschluß an die Darreichung eine auffallende Schutzwirkung zur Folge hatte. Andere hervorragende Verbindungen sind die entsprechenden 4-Brom- und 4, 4'-Dichlorderivate. Die neuen Verbindungen, insbesondere die oben angeführten, sind weniger toxisch als bekannte Histaminantagonisten und brauchen wegen ihrer verlängerten Aktivität weniger häufig als im Falle bekannter Substanzen gegeben zu ,werden.
• Die nachstehenden Ausführungsbeispiele mögen der näheren Veranschaulichung dienen. Ausführungsbeispiele i. 1/1o Mol (2o g) Benzhydrylchlorid wurde mit o,i9 Mol (i9 g) N-Methylpiperazin und etwa io em3 Benzol gemischt, und das Ganze wurde auf dem Wasserbad 4 Stunden lang erhitzt. Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wurde zwischen Äther und Wasser verteilt und die Ätherschicht wurde mit Wasser gewaschen, bis die Waschwässer neutral waren. Die Base wurde dann aus der ätherigen Schicht durch n-Salzsäure extrahiert und der gegenüber Kongorotpapier sauer gemachte Extrakt wurde unter Vakuum eingedampft. 29,5 g des reinen Dihydrochlorids von N-Methyl-,X'-benzhydrylpiperazin wurden aus dem Rückstand durch Rekristallisation aus 95°;oigcm Alkohol gewonnen, und es schmolz das Produkt oberhalb 250` unter Zersetzung.
• Der Zusatz von Alkali zu einer wässerigen LösLng des Dihydrochlorids setzte die Base in Freiheit, welche durch Rekristallisation au; Petroläther gewonnen wurde und bei 1o5,5 bis 107,s` schmolz.
• 2. N-Methyl-N'-(methylbenzhvdryl)-piperazin wurde durch ein Arbeiten gemäß Beispiel i unter Verwendung von 4-Methylbenzhydrylchlorid an Stelle von Benzhydrylchlorid erhalten und als das Malat isoliert. 3. 0,08 Mol (19 g) 4-Chlorbenzhydrylchlorid und o,i6 Mol (16 g) N-Methylpiperazin wurden in etwa 20 cm3 trockenem Benzol gemischt. Das Reaktionsgefäß, welches die Reaktionsmischung enthielt, wurde mit einem Uhrglas bedeckt und in das Dampfbad gesetzt und das Erhitzen wurde 6 Stunden lang fortgesetzt. Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wurde zwischen Äther und Wasser verteilt, und die Ätherschicht wurde mit Wasser gewaschen, bis die Waschwässer neutral waren. Die Ätherschicht wurde aufeinanderfolgend mit 3o-cm3- und io-cm3-Portionen von 3 n-Salzsäure extrahiert. Beim Verdampfen der Ätherschicht hinterblieb ein Rückstand von 2,5 g. Die wässerigen Extrakte wurden vereinigt und mit konzentriertem Alkali basisch gemacht. Die ölige Base wurde in Äther aufgenommen und über Kaliumcarbonat getrocknet. Durch Abdampfen des Äthers wurde N-Methyl-N'-(4-chlorbenzhydryl)-piperazin in Form eines viskosen Öles in einer Ausbeute von 7500 gewonnen. Das N-Methyl-N'(4-chlorbenzhydryl)-piperazin wurde in absolutem Alkohol und alkoholischem Chlorwasserstoff, im Überschuß zugesetzt, aufgelöst. Das Dihydrochlorid kristallisierte auf Zusatz von absolutem Äther und wurde aus dem gleichen Lösungsmittelgemisch in Form länglicher Prismen, welche bei 2i6° schmolzen, rekristallisiert.
• 4. N-Methyl-N'-(4-chlorbenzhydryl)-piperazin wurde ferner auch durch Stehenlassen einer Mischung von 4-Chlorbenzhydrylchlorid und N-Methylpiperazin bei Raumtemperatur (30°) für die Zeit von 6 Tagen in Nitrobenzollösung oder durch Erwärmen der gleichen Lösung 20 Stunden lang auf 6o° hergestellt.
• 5. N-Methyl-N'-(2-chlorbenzhydryl)-piperazinwurde in der Form des Dihydrochlorids, schmelzend bei 248° unter Zersetzung, dadurch hergestellt, daß o-Chlorbenzhydrylchlorid mit N-Methylpiperazin in einer dem Beispiel 3 entsprechenden Weise zur Umsetzung gebracht wurde.
• 6. N-Methyl-N'-(3-chlorbenzhydryl)-piperazin wurde in Form des Dihydrochlorids, schmelzend bei etwa 25o bis 252° unter Zersetzung, dadurch hergestellt, daß m-Chlorbenzhydrylchlorid und N-Methylpiperazin gemäß der Arbeitsweise des Beispieles 3 zur Umsetzung gebracht wurde.
• 7. l/ao Mol (6,6 g) p-Brombenzhydrol wurde in 30 cm3 Benzol aufgelöst und Chlorwasserstoffgas wurde 6 Stunden lang durch die Lösung hindurchgeleitet, und eine kleine Menge Calciumchlorid wurde zugesetzt, um das bei der Reaktion gebildete Wasser zu absorbieren. Die Lösung wurde von dem Calciumchlorid und Wasser in ein Reaktionsgefäß dekantiert, welches etwas frisches Calciumchlorid enthielt, und die Lösung wurde wieder mit Chlorwasserstoff gesättigt und über Nacht stehengelassen. Die Benzollösung wurde dann unter Vakuum auf einem Dampfbad eingedampft.
• Das so gebildete 4-Brombenzhydrylchlorid kristallisierte nicht und wurde unmittelbar mit o,o6 Mol (6 g) N-Methylpiperazin in 5 cm3 Benzol gemäß der Arbeitsweise des Beispieles 3 zur Umsetzung gebracht. Nach der Abtrennung der N-Methyl-N'-(4-brombenzhydry#1)-piperazinbase von nicht umgesetzten Ausgangsmaterialien, wie in Beispiel 3 beschrieben, wurde die Base in trockener ätherischer Lösung in absoluten Alkohol gegossen, welcher 2 g Chlorwasserstoff enthielt, um das Dihydrochlorid der Base ksistallisieren zu lassen, welches bei etwa 226° schmolz und nach Rekristallisation aus Alkohol-Äther-Gemisch bei 227 bis 228° schmolz.
• B. Nach der gleichen Arbeitsweise wie gemäß Beispiel 7 wurde o-Brombenzhydrol in o-Brombenzhydrylchlorid umgewandelt und dasselbe mit N-Methylpiperazin zur Umsetzung gebracht, um N-Methyl-N'-(2-brombenzhydryl)-piperazin zu ergeben, welches in das Dihydrochlorid übergeführt wurde, das bei 252° unter Zersetzung schmolz.
• 9. 30 Millimol (7,5 g) 4, 4'-Dichlorbenzhydrol wurden in 4, 4'-Dichlorbenzhydrylchlorid übergeführt und dasselbe mit 6 g N-Methylpiperazin nach der Arbeitsweise des Beispieles 7 zur Umsetzung gebracht. Das in der Form des Dihydrochlorids- von N-Methyl-N'-(4, 4'-dichlorbenzhydryl)-piperazin anfallende Produkt wurde aus einem Alkohol-Äther-Gemisch auskristallisiert. Dieses Salz zersetzt sich bei etwa 26o°.
• io. Durch die gleiche Arbeitsweise wie gemäß Beispiel 7 wurde 4, 4'-Dibrombenzhydrol in das 4, 4'-Dibrombenzhydrylchlorid übergeführt und das letztere mit N-Methylpiperazin behandelt, um N-Methyl-N'-(4, 4'-dibromhydryl)-piperazin zu ergeben.
• ii. In ähnlicher Weise wurde 4-Chlor-4'-brornbenzhydrol in 4-Chlor-4'-brombenzhydrylchlorid übergeführt und dieses mit Methylpiperazin behandelt, um N-Methyl-N'-(4-chlOr-4'-brombenzhidryl)-piperazin zu bilden.
• 12. 30 Millimol (7 g) 4-Chlor-4'-methylbenzhydrol wurden mit Chlorwasserstoff in Benzol nach der Arbeitsweise des Beispieles 7 behandelt. Das sich ergebende 4-Chlor-4'-methylbenzhydrylchlorid wurde mit zwei Äquivalenten Methylpiperazin nach dem Verfahren des Beispieles 7 zur Umsetzung gebracht. Das Dihydrochlorid von N-Methyl-N'-(4-chlör-4'-methylbenzhydryl)-piperazin kristallisierte aus einer Alkohol-Äther-Mischung und schmolz bei etwa 226°.
• 13. 30 Millimol (7,5 g) 3, 4-Dichlorbenzhydrol wurden in das 3, 4-Dichlorbenzhydrylchlorid nach dem Verfahren des Beispieles 7 übergeführt und dasselbe io Stunden mit 6 g N-Methylpiperazin in 5 cm3 Benzol erhitzt und das Produkt nach der Arbeitsweise des Beispieles i in Form des Dihydrochlorids von N-Methyl-N'-(3, 4-dichlorbenzhydryl)-piperazin erhalten, welches bei etwa 238,5 bis 239,5° schmolz.
• 14. In einer ähnlichen Weise wurde N-Methyl-N'-(2, 4-dichlorbenzhydryl)-piperazin aus 2, 4-Dichlorbenzhydrylchlorid und Methylpiperazin hergestellt.
• 15. N-Methyl-N'-(2, 4-dichlor-4'-methylbenzhydryl)-piperazin-dihydrobromid wurde unter Verwendung von Bromwasserstoffsäure gemäß der Arbeitsweise des Beispieles 7 hergestellt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung N, N-'Substituierter Piperazine, dadurch gekennzeichnet, daß N-Methylpiperazin mit Benzhydrylhalogeniden der Formel behandelt wird, in welcher X ein Wasserstoffatom oder das Methylradikal oder ein Chlor- oder Bromatom, Y ein Wasserstoff-, Chlor- oder Bromatom und Z ein Chlor- oder Wasserstoffatom bedeuten.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB das Reaktionsgemisch zwischen einem nicht polaren Lösungsmittel und Wasser verteilt, die sich ergebende Lösung des nicht polaren Lösungsmittels mit einer Säure behandelt und um das gebildete Salz des N-Methyl-N'-benzhydrylpiperazins abgetrennt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des N-Methylpiperazins und mit den Benzhydrylhalogeniden in Gegenwart eines hydroxylfreien Lösungsmittels erfolgt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB als Lösungsmittel Benzol oder Nitrobenzol bei einer Temperatur von 8o bis ioo° verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daB während der Ansetzung ein ÜberschuB an X-Methylpiperazin aufrechterhalten wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB i Mol des Benzhydrylhalogenids mit 2 Mol N-Methylpiperazin in Gegenwart eines geringeren Mengenanteiles Benzol gemischt und die Mischung 4 bis 8 Stunden auf 8o bis ioo° erhitzt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung zwischen Äther und Wasser verteilt und das gewünschte Produkt aus dem Ätherextrakt isoliert wird.