DK175312B1 - Optisk aktive benzoxazinderivater - Google Patents

Description

-----------1 DK 175312 B1 i

Opfindelsen angår optisk aktive benzoxazinderi-vater og en fremgangsmåde til fremstilling af disse, der er nyttige til fremstilling af optisk aktive forbindelser af ofloxacin og dens analoge.

5 Ofloxacin ((±)-9-fluor-3-methyl-10-(4-methyl-l- piperazinyl)-7-oxo-2,3-dihydro-7H-pyrido[l ,2,3-de][l,- 4]—benzoxazin-6-carboxylsyre) er kendt som værende et fortrinligt, syntetisk, antimikrobielt middel som beskrevet i japansk patentansøgning (OPI) nr. 46986/82 10 (betegnelsen "OPI" anvendes heri i betydningen "ikke-prøvet offentliggjort patentansøgning").

Ofloxacin har et asymmetrisk carbonatom i 3-stillingen og opnås som et racemat (specifik drejning [a]D » 0°) ved kendte fremgangsmåder. Ifølge den fore-15 liggende opfindelse har man opnået optisk aktive forbindelser af den racemiske forbindelse ofloxacin og fundet, at 3S-methyl-forbindelsen har en antimikrobiel virkning, der er ca. to gange større end virkningen for (±)-forbindelsen og en akut toksicitet (LDS0), der er 20 svagere end for (±)-forbindelsen, bestemt i mus ved intravenøs administrering. På den anden side har man ifølge den foreliggende opfindelse fundet, at 3R-meth-ylforbindelsen har en antimikrobiel virkning på ca.

1/10 til 1/100 gange virkningen af (±)-forbindelsen, 25 medens den har en akut toksicitet, der i det væsentlige er lig med toksiciteten for (±)-forbindelsen. Det vil sige, at 3-methylformen af ofloxacin har vist sig at have meget ønskelige egenskaber, dvs. en større antimikrobiel virkning og reduceret toksicitet, og den for-30 ventes at være et meget nyttigt farmaceutisk middel i sammenligning med (±)-forbindelsen. Endvidere har 3S-methylforbindelserne af ofloxacin i den frie form en bemærkelsesværdig høj vandopløselighed i sammenligning med (t)-forbindelsen, og de kan anvendes som injicerba-35 re præparater.

Som et resultat af undersøgelser med det formål

I DK 175312 B1 I

I i

I at fremstille især 3S-methylformen, der har den stærke- I

I ste virkning blandt de to ofloxacin-isomere har det nu I

I vist sig, at forbindelser med den nedenstående formel I

I (I) er nyttige som mellemprodukter til fremstilling af I

I 5 3S-alkylisomeren ofloxacin og andre isomere af pyrido- I

I benzoxazinderivater med fortrinlig antimikrobiologisk I

I virkning: I

I 'ΥΊ I

i ° (I) I

I I

I .i I

I 15 i

I hvori Xj^ og X2, der kan være ens eller forskellige, I

I hver betegner et halogenatom, såsom et fluor- eller I

I chloratom, idet både X^ og X2 fortrinsvis er fluorato- S

I 20 mer, betegner en alkylgruppe med fra 1 til 4 carbon- I

I atomer, såsom en methyl-, ethyl- eller propylgruppe, I

I osv., fortrinsvis en methylgruppe, Q betegner et hydro- I

I genatom, en -CH=C{COOEt)2-gruppe eller en gruppe med I

I den almene formel: I

I 25 I

I R2 I

I O I I

I 1-(CH,) I

30 I

hvori R2 betegner en substitueret sulfonylgruppe, en I

I alkoxycarbonylghruppe eller en aralkyloxycarbonylgrup- I

I pe, såsom en p-toluensulfonylgruppe, en benzensulfonyl- I

I 35 gruppe, en methansulfonylgruppe, en t-butoxycarbonyl- I

gruppe, en benzyloxycarbonylgruppe, en p-methoxybenzyl- I

3 DK 175312 B1 oxycarbonylgruppe, osv., fortrinsvis en substitueret sulfonylgruppe, helst en p-toluensulfonylgruppe, og n betegner et helt tal fra 1 til 3, fortrinsvis 1 eller 2.

5 Det tilsigtes med opfindelsen at tilvejebringe et hidtil ukendt mellemprodukt med den ovenfor angivne formel I, som er nyttig til fremstilling af optisk aktive ofloxacin- og andre pyridobenzoxazinderivater.

De hidtil ukendte mellemprodukter ifølge opfin-10 delsen med formlen (I) kan fremstilles ved fremgangsmåden illustreret nedenfor.

15 20 25 1 35

I DK 175312 B1 I

I I

‘)pL + '"γι\ I

I 1 I 11(CH.) I

°'v^R 2 n i

I R1 I

I (II) (III) I

I 10 I

I 1ΥΊ °i '2 I

I c> A 1-(ch~) I 15 2 n I) Adskillelse i I ( v) i I optiske isomere^

I X1 o R2 2) Hydrolyse I

- *^p,,·--

I (ΙΑ) I

I 25 I

I COOC2H5 I

“y\ XXXI

I *· x2 \ i I

2 T i I

^*1 Rl I

(IB) (IC) I

2

I 35 I

5 DK 175312 B1 I formlerne er n, X^, X2, R^, R2 og R3 som defineret ovenfor, og X3 er en carboxylgruppe eller et reaktivt derivat deraf, f.eks. en aktiv ester, et halogenid eller et syreanhydrid af carboxylsyren.

5 ved ovenstående fremgangsmåde kondenseres 3-al- kyl-7,8-dihalogen-2,3-dihydro-4H-[1,4]-benzoxainnderi-vatet(II) med en cyklisk aminosyre eller et reaktivt derivat deraf (III) ved amidbindingsdannelse til opnåelse af forbindelsen (IV). Kondensationsreaktionen kan 10 udføres ved enten den aktive estermetode, syreanhy-dridmetoden eller DCC-metoden, men i almindelighed omsættes forbindelsen (II) og syrechloridet (III), hvori X3 er -COC1, i et organisk opløsningsmiddel, såsom et halogeneret carbonhydrid, f.eks. dichlormethan, i til-15 stedeværelse af en syreacceptor, såsom pyridin, tri-ethylamin eller kaliumcarbonat, ved stuetemperatur under omrøring. Reaktionsproduktet kan isoleres og renses på sædvanlig måde, såsom krystallisation, kolonnekromatografi osv.

20 Ved denne kondensationsreaktion kan separation af den diastereomere blanding af forbindelsen (IV) let udføres, når enten den ene eller den anden af de to isomere af den cykliske aminosyre eller det reaktive derivat deraf (III), dvs. en S-forbindelse eller en R-25 forbindelse, anvendes. Nærmere betegnet anvendes hensigtsmæssigt derivater (III), såsom S- eller R-prolin, S- eller R-pipecolsyre (piperidin-2-carboxylsyre) osv.

De mest foretrukne forbindelser (III) omfatter (S)-N-benzensulfonylprolin og (S)-N-p-toluensulfonylprolin.

30 Den diastereomere blanding af forbindelsen (IV) kan separeres ved fraktioneret krystallisation, kromatografi ved anvendelse af silicagel osv. som en bærer, eller en kombination heraf, og 3S-alkyl-4-substitueret- 1,4-benzoxazinderivater (IA) opnås.

35 Den således separerede diastereomer (IA) hydro lyseres, sædvanligvis under basiske betingelser, til I DK 175312 B1

I 6 I

I dannelse af en 3S-alkyl-7,8-dihalogen-2,3-dihydro-4H- I

[l,4]benzoxazin (IB). I

Når forbindelsen med formlen (IB) opvarmes med I

I diethylethoxymethylenmalonat, fortrinsvis ved 130 I

I 5 140*0, kan forbindelsen (IC) fremstilles. I

I Denne forbindelse kan omdannes til en 3S-9- I

I fluor2,3-dihydro-3-methyl-10-(4-methyl-l-piperazinyl)- I

I 7-oxo7H-pyrido[l,2,3-de][l,4]benzoxazin-6-carboxylsyre I

I som beskrevet i EP-206283-A. I

I 10 Den foreliggende opfindelsen illustreres endvi- I

I dere ved hjælp af de efterfølgende eksempler. I

I Eksempel 1 I

I 15 I

I Fremstilling af diethyl[3S-7,8-difluor-3-methyl-2,3-di- I

hydro-4H- Γ1/4]benzoxazin-4-ylImethylenmalonat_ I

I - COOC-Hc I

I 20 V-

I I

I °^>CH3 °^ch3

I 25 I

I Til 1,13 g 3S-7,8-difluor-2,3-dihydro-3-methyl- I

I 4H-[l,4]benzoxazin sattes 1,58 g diethylethoxymethylen- I

I 30 malonat, og blandingen blev omrørt ved 130 til 140eC i I

I 70 minutter. Reaktionsblandingen blev som sådan udsat I

I for kolonnekromatografi under anvendelse af 50 g sili- I

I cagel og elueret med chloroform til opnåelse af 2,47 g I

I diethyl[3S-7,8-difluor-3-methyl-2,3-dihydro-4H-[l,4]- I

I 35 benzoxazin-4-yl]methylenmalonat. I

I [a]D = +250,4ec (C = 4.275, CHC13). I

I NMR (CDCI3) 6 (ppm): I

7 DK 175312 B1 1,22 - 1,42 (9H, m) , 3,90 - 4,44 <7H, m), 6,74 -6,Θ8 (2H, m), 7,78 [IH, s).

Referenceeksempel 1 5

Fremstilling af 3S-9-fluor-2,3-dihydro-3-methyl-10-(4-methyl-l-piperazinyl)-7-oxo-7H-pyrido[1,2,3-de]-[1,4]-benzoxazln-6-carboxylsyre_ 10 Produktet, opnået i Eksempel 1, blev opløst 1 5 ml eddikesyreanhydrid og 10 ml af en blanding af eddikesy reanhydrld og koncentreret svovlsyre (2/1 på basis af volumen) under omrøring og isafkøling, hvorefter der omrørtes ved 50 til 60°C i 40 minutter. Til reaktions-15 blandingen sattes is og en vandig opløsning af natrium-hydrogencarbonat, og reaktionsproduktet blev ekstraheret tre gange med portioner af 150 ml chloroform. Det forenede eksktrakt blev vasket med vand, tørret over vandfrit natriumsulfat og opkoncentreret under reduce-20 ret tryk. Da et fast stof begyndte at fælde ud, tilsattes en lille mængde diethylether, og bundfaldet blev opsamlet ved filtrering. Bundfaldet blev vasket med en lille mængde diethylether til opnåelse af 1,32 g ethyl-3S9,10-difluor-3-methyl-7-oxo-2,3-dihydro-7H-py-25 rido[l,2,3-de][l,4]benzoxazin-6-carboxylat.

I 12 ml eddikesyre opløstes 1,20 g af den opnåede forbindelse, og 25 ml koncentreret saltsyre tilsattes til opløsningen, hvorefter der blev refluxet ved 120 til 130°C i 90 minutter. Efter henstand af reak-30 tionsblandingen ved stuetemperatur, udfældedes farveløse, nålelignende krystaller, som blev opsamlet ved filtrering og vasket successivt med en lille mængde vand, ethanol og diethylether til opnåelse af 0,96 g 3S-9,10-difluor-3-methyl-7-oxo-2,3-dihydro-7H-pyrido[1,2,3-de]-35 [l,4]benzoxazin-6-carboxylsyre.

I 30 ml diethylether suspenderedes 324 mg af den

I DK 175312 B1 I

I I

I opnåede forbindelse, og et stort overskud af bortri- I

I fluoridethyletherat tilsattes, hvorefter der blev om- I

I rørt ved stuetemperatur i 30 minutter til dannelse af I

I en chelatforbindelse. Produktet blev opsamlet ved fil- I

I 5 trering og vasket med en lille mængde diethylether til r I

I opnåelse af 373 mg af et pulver af 3S-9,l0-difluor-3- I

I methyl-7-oxo-2,3-dihydro-7H-pyrido-[l,2,3-de][1,4]benz- I

I oxazin-e-carboxylsyre-BFj-chelat med et smeltepunkt I

I over 300°C. Pulveret blev opløst i 7 ml dimethylsulf- I

I 10 oxid, og 136 mg N-methylpiperazin og 228 mg triethyl- I

I amin tilsattes, hvorefter der omrørtes ved stuetempera- I

I tur i 17 timer. Reaktionsblandingen blev opkoncentre- I

I ret til tørhed under reduceret tryk, og til det faste I

I stof sattes 15 ml 95% methanol og 0,31 ml triethylamin. I

I 15 Den opnåede blanding blev refluxet i tre timer. Reak>~* I

I tionsblandingen blev opkoncentreret under reduceret I

I tryk, og remanensen blev filtreret og vasket successivt I

I med en lille mængde ethanol og diethylether til opnåel- I

I se af 350 mg af et hvidt pulver. Omkrystallisation af I

I 20 en opløsningsmiddelblanding af ethanol og koncentreret I

I vandig ammoniak gav 230 mg af titelforbindelsen I

I {3S-ofloxacin. I

I 35 I

9 DK 175312 B1

Eksempel 2

Fremstilling af 3S-7,8-difluor-2,3-dihydro-3-methyl-4-[(S)-N-para-toluen-sulfonylprolyl]-4H-[l,4]benzoxazin 5 jlA)_

En opløsning af et syrechlorid, der var fremstillet ud fra 61,9 g (S)-N-p-toluensulfonylprolin og thio-nylchlorid i 350 ml tørret dichlormethan tilsattes 10 lang-somt og dråbevis til en opløsning på 32,8 g (±)-7, 8-di-fluor-2,3-dihydro-3-methyl-4H-[l,4]benzoxazin og 28 ml pyridin i 300 ml tørret dichlormethan ved stuetemperatur under omrøring. Omrøringen fortsattes i yderligere fire timer ved stuetemperatur. Reaktions-15 blandingen blev vasket successivt med 10% saltsyre, en mættet vandig natriumhydrogencarbonatopløsning og en mættet vandig na-triumchloridopløsning og tørret over vandfrit magnesiumsulfat. Dichlormethanet blev fjernet ved destillation, og den olieagtige remanens blev 20 opløst i 200 mg ethylacetat. Til opløsningen sattes langsomt og dråbevis 750 ml n-hexan under omrøring, hvorved krystaller af 3R-methylforbindelsen udfældede øjeblikkeligt. De udfældede krystaller blev skilt fra ved filtrering, og filtratet blev opkoncentreret til 25 tørhed under reduceret tryk. Remanensen blev udsat for kolonnekromatografi under anvendelse af 500 g silicagel og elueret med benzen/ethylacetat (50/1 - 25/1 på basis af volumen) til opnåelse af et olieagtigt produkt. Det olieagtige produkt blev opløst i 500 ml ethanol, og man 30 lod opløsningen henstå ved stuetemperatur i en dag til udfældning af krystaller. Ethanolet blev destilleret fra, og til de således udvundne krystaller sattes di-ethylether og n-hexan, hvorefter der filtreredes. Det faste stof blev tørret under reduceret tryk til opnåel-35 se af 33,4 g 3S-7,8-difluor-2,3-dihydro-3-methyl-4-[(S)-N-p-toluen-sulfonyl-prolyl]-4H-[1,4]benzoxazin

I DK 175312 B1 I

I 10 I

I ((XA), hvori = x2 F, Rx = CH3, R2 = p-toluensul- I

I fonyl, og n = 1) med et smeltepunkt på 107-108*C. I

I [a]D = +70,7* (c = 0,953, chloroform). I

I IR (cm-1): 1685, 1510, 1490. Elementærana- I

I 5 lyse for C21H22F2N2°4S: I

I Beregnet: (%) C 57,79 H 5,08 N 6,42 I

I Fundet: (5) C 58,05 H 5,14 N 6,47. I

I 10 I

I Eksempel 3 I

I Fremstilling af 3S-7,8-difluor-2,3-dihydro- I

I _3-methyl4H-[l,4lbenzoxazln (IB)_ I

I 15 I en liter ethanol opløstes 32,8 g af forbin- I

I delsen (IA) opnået i Eksempel 2, og 300 ml IN natrium- I

I hydroxid tilsattes, hvorefter der blev refluxet i tre I

I timer. Ethanolet blev fjernet ved destillation, og den I

I olieagtige remanens blev ekstraheret med benzen. Eks- I

I 20 trakten blev vasket med en mættet vandig natriumchlor- I

I idopløsning, tørret over natriumsulfat og destilleret I

I til fjernelse af benzen. Remanensen blev udsat for ko- I

I lonnekromatografi under anvendelse af 200 g silicagel I

I som bærer og benzen som elueringsmiddel til opnåelse af I

I 25 12,7 g (udbytte: 91,4%) 3S-7,8-difluor-2,3-dihydro-3- I

I methyl-4H-[l,4]benzoxazin som et olieagtigt produkt. I

I [a]D = “5,6* (c = 2,17, chloroform). I

I Den absolutte konfiguration af denne forbindelse I

I blev bestemt som værende en S-konfiguration ved rønt- I

I 30 genanalyse på dens hydrochlorid. I

I 35 I

11 DK 175312 B1

Referenceeksempel 2

Fremstilling af 3(S)-9,10-difluor-3-methyl-7-oxo-2,3-dihydro-7H-pyrido[l,2,3-de][1,4]benzoxazin-6-carboxyl-5 syre_

Til 15,8 g af 3S-benzoxazinderivatet som opnået i Eksempel 3 sattes 24,0 g diethylethoxymethylenma-lonat, og blandingen blev omrørt ved 130 til 140eC i en 10 time under reduceret tryk. Efter afkøling blev reaktionsblandingen opløst i 50, ml eddikesyreanhydrid, og 80 ml af en blanding af eddikesyreanhydrid og koncentreret svovlsyre (2:1 på basis af volumen) tilsattes langsomt og dråbevis til opløsningen under omrøring og 15 isafkø-ling. Efter fortsættelse af omrøringen i yderligere en time ved stuetemperatur blev reaktionsblandingen omrørt i et varmt bad med en temperatur på 50 til 60eC i 30 minutter. isvand sattes til reaktionsblandingen, og pulverformigt kaliumcarbonat tilsattes 20 til neutralisation. Blandingen blev ekstraheret med chloroform, og ekstrak-ten blev vasket successivt med en mættet vandig natriumhydrogencarbonatopløsning og en mættet vandig natriumchloridopløsning og tørret over natriumsulfat. Chloroformet blev fjernet ved destilla-25 tion, og til remanensen sattes diethylether. De således dannede krystaller blev opsamlet ved filtrering til opnåelse af 20,0 g af ethylesteren af titelforbindelsen med et smeltepunkt på 257-258°C.

[a]D = _6β»ιβ (c = 0,250, eddikesyre).

30 I 150 ml eddikesyre opløstes 19,5 g af esterforbindelsen opnået ovenfor, og 400 ml koncentreret saltsyre tilsattes, hvorefter der blev refluxet i tre timer. Efter afkøling blev de udfældede krystaller opsam-35 let ved filtrering, vasket successivt med vand, ethanol og diethylether og tørret til opnåelse af 16,2 g af ti-

I DK 175312 B1 I

I 12 I

I telforbindelsen med et smeltepunkt på 300eC eller høje- I

I re. I

I [a]D = -65,6° (C = 0,985, DMSO). I

I 5 Referenceeksempel 3 I

I Fremstilling af 3S-9-fluor-3-methyl-l0-(4-methyl-l-pi- I

I perazlnyl)-7-oxo-2,3-dihydro-7H-pyrido[l/2,3-de][l,4]- I

benzoxazln-6-carboxylsyre_ I

I 10 I

I I 600 ml diethylether suspenderedes 14,3 g af I

I carboxylsyren opnået 1 referenceeksempel 2, og 70 ml I

I bortrifluoriddiethyletherat sattes dertil, hvorefter I

der omrørtes ved stuetemperatur i fem timer. Superna- I

I 15 tantvæsken blev fjernet ved dekantering, og diethyl- I

I ether sattes til remanensen, hvorefter der blev filtre- I

I ret. Det faste stof blev vasket med diethylether og I

tørret. Produktet blev opløst i 100 ml dimethylsulf- I

oxid, og 14,2 ml triethylamin og 7,3 ml N-methylpipera- I

I 20 zln sattes til opløsningen. Efter at blandingen var I

I omrørt ved stuetemperatur i 18 timer, blev opløsnings- I

midlet fjernet ved destillation. Diethylether sattes I

til remanensen, hvorefter der blev filtreret. Det op- I

samlede gule pulver blev suspenderet i 400 ml 95% meth- I

25 anol, og 25 ml triethylamin blev tilsat. Blandingen I

blev opvarmet til refluxning i 25 timer. Opløsnings- I

midlet blev afdestilleret under reduceret tryk, og re- I

manensen blev opløst i 500 ml 10% saltsyre og vasket I

tre gange med chloroform. Den vaskede opløsnings pH- I

30 værdi blev indstillet til 11 med en vandig 4N natrium- I

hydroxidopløsning og dernæst til 7,3 med IN saltsyre. I

Opløsningen blev ekstraheret tre gange med portioner af I

to liter chloroform, og det forenede ekstrakt blev tør- I

ret over natriumsulfat. Chloroformet blev fjernet ved I

35 destillation, og de opnåede krystaller blev omkrystal- I

liseret af ethanol/diethylether til opnåelse af 12,0 g I

DK 175312 B1 13 af titelforbindelsen med et smeltepunkt på 226-230eC (med sønderdeling).

[a]D = -76,9° (C = 0,655, 0,05N NaOH).

5 10 15 20 25 30 35 !

Claims (5)

1. 2. Forbindelse ifølge krav 1, kendeteg- I net ved, at både og X2 er fluoratomer, Rj^ er en I methylgruppe, og o er et hydrogenatom. I 30 3. Forbindelse ifølge krav 1, kendeteg- I net ved, at både X^ og X2 er fluoratomer, R^ er en methylgruppe, og Q er en -CH=C(COOC2H5)2 gruppe.
2. 4. Forbindelse ifølge krav 1, kendeteg- I net ved, at både Xj^ og X2 er fluoratomer, er en I 35 methylgruppe, og q er en N-para-toluensulfonylprolin- I carbonylgruppe. DK 175312 B1 15
3. 5. Fremgangsmåde til fremstilling af et substitueret benzoxazinderivat ifølge krav i med formlen (IC):
4. 5 C00CoHc xi\ \ 2 5 I-cooc2h5 OL 10 hvori Xj og X2 hver betegner et halogenatom, Rj^ betegner en alkylgruppe med 1-4 carbonatomer, kendetegnet ved, at man omsætter en 3S-3-alkyl-7,8-di-15 halogen2,3-dihydro-4H-[l,4]benzoxazin med formlen (IB): °nA ri 25 med diethylethoxymethylenmalonat med formlen c2h5och=c(cooc2h5)2. 30
5. 6. Fremgangsmåde ifølge krav 5 til fremstilling af en forbindelse ifølge krav l, kendetegnet ved, at både og X2 er fluoratomer, og Rjl er en meth-ylgruppe. 35