Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen 1-[(4-Oxo-2-thiazolidinyliden)-amino]-5- hydroxy-2-thiohydantoinen mit wertvollen pharmakologischen Eigenschaften.
Die erfindungsgemäss herstellbaren neuen Verbindungen entsprechen der allgemeinen Formel I
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in welcher eines der Symbole Rl und R2 die Allyl-, 1-Methylallyl-, 2 Methylallyl- oder 2-Propinylgruppe und das andere ebenfalls eine dieser Gruppen oder die Methylgruppe bedeutet, R3 und R4 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methylgruppen bedeuten.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein Thiosemicarbazon der allgemeinen Formel!II,
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in welcher Rl, R2 und R3 die unter der Formel I angegebene Bedeutung haben, mit einer Verbindung der allgemeinen Formel III,
R4-CO-CO-O-R5 (III) in welcher Rs Wasserstoff oder eine niedere Alkylgruppe bedeutet und R4 die unter der Formel I angegebene Bedeutung hat, umsetzt und aus dem Reaktionsgemisch die entstandene Verbindung der allgemeinen Formel I abtrennt.
In einem Ausgangsmaterial der Formel III enthält ein Niederalkylrest Rs vorzugsweise bis zu 4 Kohlenstoffatome und bedeutet z.B. Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl oder tert. Butyl.
Die Umsetzung von Verbindungen der allgemeinen Formel II mit Verbindungen der allgemeinen Formel III, z.B. mit Glyoxylsäure, deren tert.-Butylester, Brenztraubensäure oder deren tert.-Butylester, erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen zwischen ca. 20 und 140"C und üblicherweise in einem inerten organischen Lösungsmittel, z.B. in einem Kohlenwasserstoff, wie Benzol oder Toluol, in einem Halogenkohlenwasserstoff, wie Chloroform, in einem cyclischen Äther, wie Dioxan oder Tetrahydrofuran, oder in einem niederen Alkanol, wie Methanol, Äthanol oder tert.-Butanol. Die Umsetzungen werden vor allem bei Siedetemperatur des verwendeten Lösungsmittels oder gegebenenfalls auch oberhalb dieser im geschlossenen Gefäss durchgeführt. Die Glyoxylsäure und ihre Ester können auch in Form ihrer Hydrate eingesetzt werden.
Besonders in solchen Fällen kann, wenn erwünscht, die Umsetzung durch die Verwendung eines Wasserabscheiders beschleunigt werden.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I lassen sich beispielsweise durch Chromatographie, z.B. an Silicagel, von weiteren Reaktionsprodukten trennen. Die gleichzeitig entstandenen Azine der allgemeinen Formel IV
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in welcher Rl, R2, R3 und R4 die unter der Formel I angegebene Bedeutung haben, lassen sich infolge ihrer guten Kristallisierbarkeit oft auch ohne Chromatographie, d.h. durch fraktionierte Kristallisation und Filtration, abtrennen, worauf man durch Chromatographie des Filtrates die gewünschte Verbindung der allgemeinen Formel I gewinnen kann.
Bei Verwendung von Ausgangsstoffen der allgemeinen Formel III mit einer Methylgruppe R3 entsteht das entsprechende Azin der allgemeinen Formel IV in wesentlich geringerer Menge als wenn R3 Wasserstoff ist, so dass die entsprechende Verbindung der allgemeinen Formel I im allgemeinen durch Chromatographie des Rohproduktes erhalten werden kann.
Zur Herstellung der als Ausgangsstoffe benötigten Thiosemicarbazone der allgemeinen Formel II kann man beispielsweise von entsprechenden 2-Acyl-hydrazonen, insbesondere 2-Acetyl-hydrazonen, ausgehen. Von diesen 2-Acetyl-hydrazonen sind drei Vertreter in der schweizerischen Patentschrift Nr. 511 878 beschrieben und die weiteren in der dort angegebenen Weise durch Acylierung von in 4-Stellung entsprechend der Definition für Rl substituierten Thiosemicarbaziden und Umsetzung der erhaltenen 1-Acylderivate mit 2-Halogenessigsäure oder -propionsäure in Gegenwart von Natriumacetat in siedendem Äthanol herstellbar.
Die genannten 2-Acylhydrazone werden in saurem Medium, z.B. durch Erwärmen in methanolisch-wässriger Chlorwasserstofflösung, vorzugsweise bis zur Siedetemperatur, zu den entsprechenden freien Hydrazonen hydrolysiert. Durch Umsetzung dieser Hydrazone mit Isothiocyanaten der allgemeinen Formel IV S = C= N-R2 (1V) in welcher R2 die unter der Formel I angegebene Bedeutung hat, gelangt man schliesslich zu den neuen Thiosemicarbazonen der allgemeinen Formel II.
Die Umsetzungen mit Isothiocyanaten der allgemeinen Formel IV werden beispielsweise in einem gegenüber Hydrazinen inerten organischen Lösungsmittel, z.B. in einem niederen Alkanol, wie Methanol, Äthanol, Propanol oder Isopropanol, einem ätherartigen Lösungsmittel, wie Diäthyläther, Dibutyläther, Tetrahydrofuran oder Dioxan, einem Kohlenwasserstoff, wie Benzol, Toluol oder Hexan, oder einem Halogenkohlenwasserstoff, wie Chloroform, bei Raumtemperatur oder mässig erhöhten Temperaturen bis ca.
100oC bzw. Siedetemperatur des verwendeten Lösungsmittels durchgeführt.
Die Hydrolyse von einzelnen 2-Acyl-hydrazonen zu entsprechenden freien Hydrazonen und die weitere Umsetzung der letzteren zu Thiosemicarbazonen der allgemeinen Formel II ist bereits in der schweizerischen Patentschrift Nr. 511 878 beschrieben.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I besitzen wertvolle pharmakologische Eigenschaften. Insbesondere hemmen sie das Wachstum von Tumoren, wie im Tierversuch bei subkutaner und oraler Applikation z.B. am Walker-Carcinom der Ratte und am durch Dimethylbenzanthracen induzierten Mammacarcinom der Ratte festgestellt werden kann. Zugleich ist die Toxizität der Verbindungen der allgemeinen Formel I im Vergleich zu ihrer tumorhemmenden Wirksamkeit gering, so dass die Verbindungen der allgemeinen Formel I zur Behandlung von neoplastischen Krankheiten von Warmblütern Verwendung finden können.
Die Erfindung betrifft insbesondere Verbindungen der allgemeinen Formel I, in denen eines der Symbole Rl und R2 die Allyl- oder 2-Methylallylgruppe und das andere ebenfalls eine dieser Gruppen oder vorzugsweise eine Methylgruppe bedeutet, während R3 und R4 die unter der Formel I angegebene Bedeutung haben. In erster Linie betrifft die Erfindung Verbindungen der allgemeinen Formel I, in denen eines der Symbole Rl und R2 die 2-Methylallylgruppe und das andere die Methylgruppe, das am gleichen Ring, der eine 2-Methylallylgruppe enthält, befindliche der Symbole R3 und R4 die Methylgruppe und das andere Wasserstoff bedeutet. Ganz besonders betrifft die Erfindung das 1-[{3-(2-Methylallyl)-4oxo-5-methyl-2-thiazolidinyliden }-amino]-3-methyl-5hydroxy-2-thiohydantoin .
Die zur Behandlung von Neoplasien geeigneten täglichen Dosen von Verbindungen der allgemeinen Formel liegen für Säugetiere zwischen 1 mg und 150 mg pro kg Körpergewicht und innerhalb dieses Bereiches bei parenteraler, insbesondere intramuskulärer oder subkutaner Applikation im allgemeinen niedriger als bei oraler Applikation. Die Verbindungen der allgemeinen Formel I werden oral oder rektal vorzugsweise in Doseneinheitsformen, wie Tabletten, Dragees oder Kapseln bzw. Suppositorien, und parenteral als Injektionslösungen angewendet.
Doseneinheitsformen für die orale Anwendung enthalten als Wirkstoffe vorzugsweise zwischen 20% und 90% einer Verbindung der allgemeinen Formel I. Zur Herstellung der Doseneinheitsformen vermischt man den Wirkstoff z. B. mit festen, pulverförmigen Trägerstoffen, wie Lactose, Saccharose, Sorbit, Mannit; Stärken, wie Kartoffelstärke, Maisstärke oder Amylopektin, ferner Laminariapulver oder Citruspulpenpulver; Cellulosederivaten oder Gelatine, gegebenenfalls unter Zusatz von Gleitmitteln, Magnesium- oder Calciumstearat oder Poly äthylenglykolen, und presst die Mischung zu Tabletten oder zu Dragee-Kernen. Letztere überzieht man beispielsweise mit konzentrierten Zuckerlösungen, welche z.B. noch arabischen Gummi, Talk und/oder Titandioxid enthalten können, oder mit einem in leichtflüchtigen organischen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen gelösten Lack.
Diesen Überzügen können Farbstoffe zugefügt werden, z.B. zur Kennzeichnung verschiedener Wirkstoffdosen.
Anstelle von Doseneinheitsformen kann man auch die Verbindungen der allgemeinen Formel I als solche in geeigneter Kristall- bzw. Partikelgrösse, z.B. gemischt mit Nahrungs- mitteln, insbesondere in Form von Milch-shakes, oral verabreichen.
Als Doseneinheitsformen für die rektale Anwendung kommen z.B. Suppositorien, welche aus einer Kombination einer Verbindung der allgemeinen Formel I mit einer Neutralfettgrundlage bestehen, oder auch Gelatine-Rektalkapseln, welche eine Kombination des Wirkstoffes mit Polyäthylenglykolen enthalten, in Betracht.
Als parenterale Applikationsformen kommen Ampullen mit wässrigen, mittels geeigneter Lösungsvermittler und/oder Emulgatoren hergestellten Dispersionen von Verbindungen der allgemeinen Formel I in Betracht.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I sowie von bisher nicht bekannten Ausgangsstoffen. Sie sollen den Umfang der Erfindung jedoch in keiner Weise beschränken. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1 27,2 g (0,10 Mol) 3-(2-Methyiallyl)-5 3-(2-Methylallyl)-5-methyl-2,4-thiazoli- dindion-2-(4-methyl-3-thiosemicarbazon und 10,1 g (0,11 Mol) Glyoxylsäurehydrat werden in 300 ml Benzol unter Rühren und Verwendung eines Wasserabscheiders 90 Minuten unter Rückfluss gekocht. Nach 15 Minuten haben sich bereits 3,5 ml Wasser abgeschieden. Anschliessend dekantiert man die heisse Reaktionslösung von einer geringen Menge einer gelben Schmiere ab und lässt sie langsam abkühlen. Das auskristallisierte 2,2'-Azin des 3-(2-Methylallyl)-5-methyl-2,4-thiazolidindion und des 3-Methyl-5-hydroxy-2,4-dithiazolidindion wird abgenutscht, mit 100 ml Äther nachgewaschen und 4 Stunden im Wasserstrahlvakuum bei 50O getrocknet. Die Ausbeute beträgt 17,7 g (54% der Theorie) vom Smp. 147-148".
Das gesamte Filtrat wird zweimal mit je 50 ml Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Das zurückbleibende, schwach gelbliche, dickflüssige Öl (15 g) wird an 450 g Silicagel chromatographiert. Die ersten Ätherfraktionen eluieren 2,2'-Azin des 3-(2-Methylallyl)-5-methyl2,4-thiazolidindion und des 3-Methyl-5-hydroxy-2,4-thiazoli- dindion, dann folgen einige Mischfraktionen und die späten Ätherfraktionen eluieren das l-[(3-(2-Methylallyl)-4-oxo-5- methyl-2-thiazolidinyliden) -amino]-3-methyl-5-hydroxy-2 thiohydantoin vom Smp. 136-139".
Beispiel 2
5,2 g (0,020 Mol) 3-Methyl-2,4-thiazolidindion-2-[4-(2methylallyl)-3-thiosemicarbazon] (vgl. schweiz. Patentschrift Nr. 511 878) und 1,94 g (0,022 Mol) Brenztraubensäure werden in 100 ml Toluol 5 Stunden unter Rückfluss gekocht.
Nach dem Abkühlen wird das ausgefallene, unveränderte Ausgangsmaterial abfiltriert und das Filtrat im Wasserstrahlva kuum eingedampft Das als dickflüssiges Öl zurückbleibende Rohprodukt wird durch Chromatographie an Silicagel gereinigt. Das Gemisch von Chloroform und 2% Methanol eluiert das 1-[(3-Methyl-4-oxo-2-thiazolidinyliden)-aminoj-3-(2- methylallyl)-5 -hydroxy-5 -methyl-2-thiohydantoin, welches nach zweimaliger Umkristallisation aus Methylenchlorid Hexan bei 175-1760 schmilzt.
Beispiel 3
24,3 g (0,10 Mol) 3-Methyl-2,4-thiazolidindion-2-[4-(2propinyl)-3-thiosemicarbazon und 9,1 g (0,10 Mol) Glyoxylsäure-hydrat werden in 300 ml Benzol unter Rühren und Verwendung eines Wasserabscheiders 30 Minuten unter Rückfluss gekocht. Nach 15 Minuten haben sich bereits 3,4 ml Wasser abgeschieden. Nach dem Abkühlen wird das auskristallisierte Produkt abgenutscht und mit 50 ml Äther nachgewaschen. Das Nutschgut wird einmal aus Methylenchlorid Hexan umkristallisiert, wobei man das reine 2,2'-Azin des 3 Methyl-2,4-thiazolidindion und des 3-(2-Propinyl)-5-hydroxy2,4-thiazolidindion erhält.
Das gesamte Filtrat wird zweimal mit je 50 ml Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Vom zurückbleibenden, schwach gelblichen, dickflüssigen Öl wird 1 g durch präparative Schicht-Chromatographie mit Hilfe von 10 PSC-Fertigplatten Kieselgel 60 F 254 (Merck), 20 x 20 cm, Schichtdicke 2 mm, und Äther als Fliessmittel aufgetrennt. Aus der polarsten Zone (Rf ca. 0,3) erhält man durch Elution mit 100 ml Chloroform, enthaltend 5% Methanol, das 1 -[(3-Methyl-4-oxo-2-thiazolidinyliden)-aminoj-3-(2- propinyl)-5-hydroxy-2-thiohydantoin, das man durch Umkristallisation reinigt.
Der Ausgangsstoff kann wie folgt hergestellt werden: a) 29,4 g (0,20 Mol) 3-Metltyl-2,4-thiazolidindion-2-hydra- zon und 20 g (0,206 Mol) 2-Propinyl-isothiocyanat werden in 500 ml Methanol gelöst und 2 Stunden unter Rückfluss gekocht. Anschliessend wird das Methanol im Wasserstrahlvakuum abgedampft, wobei das 3-Methyl-2,4-thiazolidindion-2- [4-(2-propinyl)-3 -thiosemicarbazon] zurückbleibt.
b) Das bei a) benötigte 2-Propinyl-isothiocyanat wird wie folgt hergestellt:
5,5 g (0,10 Mol) 2-Propinylamin werden in 35 ml abs.
Methylenchlorid gelöst und unter Rühren bei 10-15" tropfenweise mit 7,6 g (0,10 Mol) Schwefelkohlenstoff versetzt.
Anschliessend lässt man das Reaktionsgemisch sich auf Raumtemperatur erwärmen und rührt es 30 Minuten bei dieser Temperatur. Hierauf kühlt man es mittels eines Eiswasserbades auf 0-5" ab und versetzt es tropfenweise mit einer Lösung von 20,6 g (0,10 Mol) N,N-Dicyclohexylcarbodiimid in 20 ml abs. Methylenchlorid. Anschliessend lässt man das Reaktionsgemisch sich auf Raumtemperatur erwärmen und belässt es 2 Stunden bei dieser Temperatur. Dann versetzt man es mit 75 ml Pentan und nutscht anschliessend vom ausgefallenen 1,3-Dicyclohexyl-2-thioharnstoff ab. Das Filtrat wird im Wasserstrahlvakuum bei einer Badtemperatur von 20" eingedampft. Das zurückbleibende, rohe 2-Propinyl-isothiocyanat wird durch Destillation gereinigt, Kp. 75-770/55-60 Torr.
Beispiel 4
27,2 g (0,10 Mol) 3-(1-Methylallyl)-5-methyl-2,4-thiazoli- dindion-2-(4-methyl-3-thiosemicarbazon) und 10,1 g (0,11 Mol) Glyoxylsäure-hydrat werden in 300 ml Benzol unter Rühren und Verwendung eines Wasserabscheiders 60 Minuten unter Rückfluss gekocht. Nach 15 Minuten haben sich bereits 3,5 ml Wasser abgeschieden. Anschliessend dekantiert man die heisse Reaktionslösung von einer geringen Menge einer gelben Schmiere ab und lässt sie langsam abkühlen. Das auskristallisierte 2,2'-Azin des 3-( 1-Methylallyl)-5-methyl-2,4-thiazoli- dindion und des 3-Methyl-5-hydroxy-2,4-thiazolidindion wird abgenutscht, mit 100 ml Äther nachgewaschen und 4 Stunden im Wasserstrahlvakuum bei 50O getrocknet.
Das gesamte Filtrat wird zweimal mit je 50 ml Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Vom zurückbleibenden, schwach gelblichen, dickflüssigen Öl wird 1 g durch präparative Schicht-Chromatographie mit Hilfe von 10 PSC-Fertigplatten Kieselgel 60 F 254 (Merck), 20 x 20 cm, Schichtdicke 2 mm und Äther als Fliessmittel aufgetrennt. Durch Elution der polarsten Zone (Rf ca. 0,3) mit 100 ml Chloroform, enthaltend 5% Methanol, erhält man das 1 -[[3 -(1-Methylallyl)-4-oxo-5-methyl-2-thiazolidinyliden]- aminoj-3-methyl-5-hydroxy-2-thlohydantoin.
Der Ausgangsstoff kann wie folgt hergestellt werden: a) 145 g (1 Mol) 4-(1-Methylallyl)-3-thiosemicarbazid, hergestellt nach G. Pulvermacher und H. Hempel, Ber. 27, 625 (1894), werden in 1000 ml Chloroform gelöst und unter Rühren und Kühlen bei 25-30" mit 112 g (1,1 Mol) Acetanhydrid versetzt. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch 2 Stunden unter Rühren und Rückfluss gekocht. Hierauf wird es in einem Eisbad auf 5o abgekühlt und mit 1000 ml Petroläther versetzt. Das ausgefallene 1-Acetyl-4-(1-methylallyl)-3-thiosemicarbazid wird abgenutscht, mit Äther gewaschen und 20 Stunden im Wasserstrahlvakuum bei 70O getrocknet, Smp. 132-133 .
b) 74 g (0,40 Mol) 1-Acetyl-4-(1-methylallyl)-3-thiosemicarbazid, 68 g (0,455 Mol) 2-Brompropionsäure und 33 g (0,40 Mol) wasserfreies Natriumacetat werden in 400 ml abs.
Äthanol unter Rühren 3 Stunden unter Rückfluss gekocht.
Anschliessend lässt man auf 20" abkühlen und filtriert von den ausgefallenen anorganischen Salzen ab. Das Filtrat wird im Wasserstrahlvakuum eingeengt. Die zurückbleibende Schmiere wird in 250 ml Methylenchlorid aufgenommen und mit 2-n.
Natronlauge versetzt, bis der pH-Wert 8 beträgt. Das Gemisch wird gut geschüttelt, dann die Methylenchloridlösung abgetrennt und die wässrige Phase noch dreimal mit je 100 ml Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten Methylenchloridlösungen werden über 30 g wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Dieses wird anschliessend abfiltriert und das Filtrat im Wasserstrahlvakuum eingedampft, wobei man das 3-(1 Methylallyl)-5-methyl-2,4-thiazolidindion-2-(2-acetyl-hydrazon) erhält.
c) 65,5 g (0,27 Mol) 3-(1-Methylallyl)-5-methyl-2,4-thiazolidindion-2-(2-acetyl-hydrazon) werden in 200 ml abs. Methanol gelöst und unter Rühren bei 35 mit 120 ml einer 0,67-n.
ätherischen Salzsäurelösung versetzt. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch 3 Stunden unter Rückfluss gekocht, wobei nach anderthalb Stunden ein ziemlich dicker Knstallbrei aus zufallen beginnt. Dann wird das Gemisch mittels eines Eisbades auf 5" abgekühlt und 200 ml Petroläther (Kp. 40-60 ) zulaufen gelassen. Das ausgefallene 3-(1-Methylallyl)-5 methyl-2,4-thiazolidindion-2-hydrazon-hydrochlorid wird abgenutscht und mit 100 ml Äther nachgewaschen.
d) Zur Freisetzung der Base werden 52,4 g (0,222 Mol) 3 (1-Methylallyl)-5-methyl-2,4-thiazolidindion-2-hydrazon-hy- drochlorid in 150 ml Wasser gelöst und die Lösung unter Eiskühlung und Rühren mit Kaliumcarbonat gesättigt. Das sich abscheidende Öl wird in einem Gemisch von 100 ml Methylenchlorid und 100 ml Petroläther (Kp. 40-600) aufgenommen, von der wässrigen Phase abgetrennt und mit einer Lösung von 25 g Kaliumcarbonat in 75 ml Wasser ausgeschüttelt. Die organische Phase wird abgetrennt und im Wasserstrahlvakuum eingedampft.
Man erhält 3-(1-Methylallyl)-5methyl-2,4-thiazolidindion-2-hydrazon als farbloses Öl, e) 14,1 g (0,071 Mol) 3-(1-Methylallyl)-5-methyl-2,4- thiazolidindion-2-hydrazon und 5,5 g (0,075 Mol) Methylisothiocyanat werden in 200 ml Methanol gelöst und 2 Stunden unter Rückfluss gekocht. Anschliessend wird das Methanol im Wasserstrahlvakuum abgedampft. Der Rückstand wird zweimal aus Chloroform-Hexan umkristallisiert. Man erhält 3-(1 Methylallyl)-5 -methyl-2,4-thiazolidindion-2-(4-methyl-3 -thio- semicarbazon).
The present invention relates to a process for the preparation of new 1 - [(4-oxo-2-thiazolidinylidene) amino] -5-hydroxy-2-thiohydantoins with valuable pharmacological properties.
The new compounds which can be prepared according to the invention correspond to the general formula I.
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in which one of the symbols R1 and R2 denotes the allyl, 1-methylallyl, 2-methylallyl or 2-propynyl group and the other also denotes one of these groups or the methyl group, R3 and R4 independently of one another denote hydrogen or methyl groups.
The inventive method is characterized in that a thiosemicarbazone of the general formula! II,
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in which Rl, R2 and R3 have the meaning given under formula I, with a compound of general formula III,
R4-CO-CO-O-R5 (III) in which Rs denotes hydrogen or a lower alkyl group and R4 has the meaning given under formula I, and the compound of general formula I formed is separated off from the reaction mixture.
In a starting material of formula III a lower alkyl radical Rs preferably contains up to 4 carbon atoms and is e.g. Methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl or tert. Butyl.
The reaction of compounds of general formula II with compounds of general formula III, e.g. with glyoxylic acid, its tert-butyl ester, pyruvic acid or its tert-butyl ester, is preferably carried out at temperatures between about 20 and 140 ° C. and usually in an inert organic solvent, for example in a hydrocarbon such as benzene or toluene, in a halogenated hydrocarbon such as chloroform, in a cyclic ether such as dioxane or tetrahydrofuran, or in a lower alkanol such as methanol, ethanol or tert.-butanol.The reactions are carried out primarily at the boiling point of the solvent used or, if necessary, above this in a closed vessel. Glyoxylic acid and its esters can also be used in the form of their hydrates.
In such cases, in particular, the reaction can, if desired, be accelerated by using a water separator.
The compounds of general formula I can be determined, for example, by chromatography, e.g. on silica gel, separate from further reaction products. The azines of the general formula IV formed at the same time
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in which Rl, R2, R3 and R4 have the meaning given under the formula I, can often also be used without chromatography due to their good crystallizability, i.e. by fractional crystallization and filtration, whereupon the desired compound of general formula I can be obtained by chromatography of the filtrate.
When using starting materials of the general formula III with a methyl group R3, the corresponding azine of the general formula IV is formed in a significantly smaller amount than when R3 is hydrogen, so that the corresponding compound of the general formula I can generally be obtained by chromatography of the crude product.
To prepare the thiosemicarbazones of the general formula II required as starting materials, one can, for example, start from corresponding 2-acylhydrazones, in particular 2-acetylhydrazones. Of these 2-acetylhydrazones, three representatives are described in Swiss Patent No. 511 878 and the others in the manner indicated there by acylation of thiosemicarbazides substituted in the 4-position according to the definition for Rl and reaction of the 1-acyl derivatives obtained with 2 -Halogen acetic acid or -propionic acid in the presence of sodium acetate in boiling ethanol.
Said 2-acylhydrazones are used in an acidic medium, e.g. hydrolyzed to the corresponding free hydrazones by heating in methanolic aqueous hydrogen chloride solution, preferably up to the boiling point. By reacting this hydrazones with isothiocyanates of the general formula IV S = C = N-R2 (1V), in which R2 has the meaning given under the formula I, one finally arrives at the new thiosemicarbazones of the general formula II.
The reactions with isothiocyanates of the general formula IV are carried out, for example, in an organic solvent which is inert towards hydrazines, e.g. in a lower alkanol such as methanol, ethanol, propanol or isopropanol, an ethereal solvent such as diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran or dioxane, a hydrocarbon such as benzene, toluene or hexane, or a halogenated hydrocarbon such as chloroform, at room temperature or moderately elevated temperatures until about.
100oC or the boiling point of the solvent used.
The hydrolysis of individual 2-acyl hydrazones to give corresponding free hydrazones and the further conversion of the latter to thiosemicarbazones of the general formula II has already been described in Swiss Patent No. 511,878.
The compounds of general formula I have valuable pharmacological properties. In particular, they inhibit the growth of tumors, as in animal experiments with subcutaneous and oral administration, e.g. in Walker's carcinoma in rats and in mammary carcinoma in rats induced by dimethylbenzanthracene. At the same time, the toxicity of the compounds of general formula I is low compared to their anti-tumor activity, so that the compounds of general formula I can be used for the treatment of neoplastic diseases in warm-blooded animals.
The invention relates in particular to compounds of the general formula I in which one of the symbols R1 and R2 denotes the allyl or 2-methylallyl group and the other likewise denotes one of these groups or, preferably, a methyl group, while R3 and R4 have the meaning given under the formula I. . The invention primarily relates to compounds of the general formula I in which one of the symbols R1 and R2 is the 2-methylallyl group and the other is the methyl group, and that of the symbols R3 and R4, which is on the same ring containing a 2-methylallyl group, is the methyl group and the other is hydrogen. The invention particularly relates to 1 - [{3- (2-methylallyl) -4oxo-5-methyl-2-thiazolidinylidene} -amino] -3-methyl-5-hydroxy-2-thiohydantoin.
The daily doses of compounds of the general formula suitable for treating neoplasms are between 1 mg and 150 mg per kg of body weight for mammals and, within this range, are generally lower for parenteral, in particular intramuscular or subcutaneous administration than for oral administration. The compounds of general formula I are used orally or rectally, preferably in unit dosage forms, such as tablets, coated tablets or capsules or suppositories, and parenterally as injection solutions.
Unit dose forms for oral use contain as active ingredients preferably between 20% and 90% of a compound of the general formula I. To prepare the unit dose forms, the active ingredient is mixed, for. B. with solid, powdery carriers such as lactose, sucrose, sorbitol, mannitol; Starches, such as potato starch, corn starch or amylopectin, also laminaria powder or citrus pulp powder; Cellulose derivatives or gelatine, optionally with the addition of lubricants, magnesium or calcium stearate or poly ethylene glycols, and the mixture is pressed into tablets or coated tablets. The latter is coated, for example, with concentrated sugar solutions, which e.g. Arab gum, talc and / or titanium dioxide, or with a paint dissolved in volatile organic solvents or solvent mixtures.
Dyes can be added to these coatings, e.g. for labeling different doses of active ingredients.
Instead of unit dose forms, the compounds of the general formula I can also be used as such in a suitable crystal or particle size, e.g. Administer orally mixed with food, especially in the form of milk shakes.
Unit forms for rectal use are e.g. Suppositories, which consist of a combination of a compound of general formula I with a neutral fat base, or gelatin rectal capsules, which contain a combination of the active ingredient with polyethylene glycols, can be considered.
Ampoules with aqueous dispersions of compounds of the general formula I prepared by means of suitable solubilizers and / or emulsifiers are suitable as parenteral administration forms.
The following examples explain the preparation of compounds of general formula I and of previously unknown starting materials. However, they are not intended to limit the scope of the invention in any way. The temperatures are given in degrees Celsius.
Example 1 27.2 g (0.10 mol) 3- (2-methylallyl) -5 3- (2-methylallyl) -5-methyl-2,4-thiazoli- dinedione-2- (4-methyl-3- thiosemicarbazone and 10.1 g (0.11 mol) of glyoxylic acid hydrate are refluxed in 300 ml of benzene while stirring and using a water separator for 90 minutes. After 15 minutes, 3.5 ml of water have already separated out. The hot reaction solution is then decanted off a small amount of a yellow smear and allows it to cool slowly.The 2,2'-azine of 3- (2-methylallyl) -5-methyl-2,4-thiazolidinedione and 3-methyl-5-hydroxy-2 which has crystallized out , 4-dithiazolidinedione is filtered off with suction, washed with 100 ml of ether and dried for 4 hours in a water jet vacuum at 50 °. The yield is 17.7 g (54% of theory) with a melting point of 147-148 ".
The entire filtrate is washed twice with 50 ml of water each time, dried over sodium sulfate and evaporated. The pale yellowish, viscous oil (15 g) that remains is chromatographed on 450 g of silica gel. The first ether fractions elute 2,2'-azine of 3- (2-methylallyl) -5-methyl2,4-thiazolidinedione and 3-methyl-5-hydroxy-2,4-thiazolidinedione, then some mixed fractions and the late ether fractions elute the 1- [(3- (2-methylallyl) -4-oxo-5-methyl-2-thiazolidinylidene) -amino] -3-methyl-5-hydroxy-2 thiohydantoin of m.p. 136-139 ".
Example 2
5.2 g (0.020 mol) of 3-methyl-2,4-thiazolidinedione-2- [4- (2methylallyl) -3-thiosemicarbazone] (cf. Swiss Patent No. 511 878) and 1.94 g (0.022 mol ) Pyruvic acid is refluxed in 100 ml of toluene for 5 hours.
After cooling, the precipitated, unchanged starting material is filtered off and the filtrate is evaporated in a water jet vacuum. The crude product which remains as a viscous oil is purified by chromatography on silica gel. The mixture of chloroform and 2% methanol elutes the 1 - [(3-methyl-4-oxo-2-thiazolidinylidene) -aminoj-3- (2-methylallyl) -5-hydroxy-5-methyl-2-thiohydantoin, which after two recrystallization from methylene chloride, hexane melts at 175-1760.
Example 3
24.3 g (0.10 mol) of 3-methyl-2,4-thiazolidinedione-2- [4- (2propynyl) -3-thiosemicarbazone and 9.1 g (0.10 mol) of glyoxylic acid hydrate are in 300 ml Benzene refluxed for 30 minutes with stirring and using a water separator. After 15 minutes, 3.4 ml of water have separated out. After cooling, the product that has crystallized out is filtered off with suction and washed with 50 ml of ether. The filter material is recrystallized once from methylene chloride hexane, the pure 2,2'-azine of 3-methyl-2,4-thiazolidinedione and 3- (2-propynyl) -5-hydroxy2,4-thiazolidinedione being obtained.
The entire filtrate is washed twice with 50 ml of water each time, dried over sodium sulfate and evaporated. 1 g of the remaining, slightly yellowish, viscous oil is separated by preparative layer chromatography with the aid of 10 PSC prefabricated silica gel 60 F 254 plates, 20 × 20 cm, layer thickness 2 mm, and ether as a flow agent. From the most polar zone (Rf approx. 0.3), elution with 100 ml of chloroform containing 5% methanol gives 1 - [(3-methyl-4-oxo-2-thiazolidinylidene) -aminoj-3- (2 - propynyl) -5-hydroxy-2-thiohydantoin, which is purified by recrystallization.
The starting material can be prepared as follows: a) 29.4 g (0.20 mol) of 3-methyl-2,4-thiazolidinedione-2-hydrazone and 20 g (0.206 mol) of 2-propynyl isothiocyanate are in 500 ml of methanol dissolved and refluxed for 2 hours. The methanol is then evaporated off in a water jet vacuum, the 3-methyl-2,4-thiazolidinedione-2- [4- (2-propynyl) -3-thiosemicarbazone] remaining.
b) The 2-propynyl isothiocyanate required for a) is prepared as follows:
5.5 g (0.10 mol) of 2-propynylamine are dissolved in 35 ml of abs.
Dissolved methylene chloride, and 7.6 g (0.10 mol) of carbon disulfide were added dropwise with stirring at 10-15 ".
The reaction mixture is then allowed to warm to room temperature and is stirred for 30 minutes at this temperature. It is then cooled to 0-5 "using an ice-water bath and a solution of 20.6 g (0.10 mol) of N, N-dicyclohexylcarbodiimide in 20 ml of absolute methylene chloride is added dropwise. The reaction mixture is then allowed to dissolve Warm to room temperature and leave it at this temperature for 2 hours. 75 ml of pentane are then added and the 1,3-dicyclohexyl-2-thiourea which has precipitated is filtered off with suction. The filtrate is evaporated in a water-jet vacuum at a bath temperature of 20 ". The crude 2-propynyl isothiocyanate that remains is purified by distillation, boiling point 75-770 / 55-60 Torr.
Example 4
27.2 g (0.10 mol) 3- (1-methylallyl) -5-methyl-2,4-thiazoli- dinedione-2- (4-methyl-3-thiosemicarbazone) and 10.1 g (0.11 Mol) glyoxylic acid hydrate are refluxed for 60 minutes in 300 ml of benzene while stirring and using a water separator. After 15 minutes, 3.5 ml of water have already separated out. The hot reaction solution is then decanted from a small amount of a yellow smear and allowed to cool slowly. The crystallized 2,2'-azine of 3- (1-methylallyl) -5-methyl-2,4-thiazolidinedione and 3-methyl-5-hydroxy-2,4-thiazolidinedione is filtered off with suction with 100 ml of ether washed and dried in a water jet vacuum at 50 ° for 4 hours.
The entire filtrate is washed twice with 50 ml of water each time, dried over sodium sulfate and evaporated. 1 g of the remaining, slightly yellowish, viscous oil is separated by preparative layer chromatography using 10 PSC pre-fabricated silica gel 60 F 254 (Merck), 20 × 20 cm, layer thickness 2 mm and ether as a flow agent. Elution of the most polar zone (Rf approx. 0.3) with 100 ml of chloroform containing 5% methanol gives the 1 - [[3 - (1-methylallyl) -4-oxo-5-methyl-2-thiazolidinylidene] - aminoj-3-methyl-5-hydroxy-2-thlohydantoin.
The starting material can be prepared as follows: a) 145 g (1 mol) 4- (1-methylallyl) -3-thiosemicarbazide, prepared according to G. Pulvermacher and H. Hempel, Ber. 27, 625 (1894), are dissolved in 1000 ml of chloroform and, while stirring and cooling at 25-30 ", 112 g (1.1 mol) of acetic anhydride are added. The reaction mixture is then boiled for 2 hours while stirring and refluxing cooled to 50 ° in an ice bath and mixed with 1000 ml of petroleum ether The precipitated 1-acetyl-4- (1-methylallyl) -3-thiosemicarbazide is filtered off with suction, washed with ether and dried for 20 hours in a water jet vacuum at 70 °, mp 132-133 .
b) 74 g (0.40 mol) of 1-acetyl-4- (1-methylallyl) -3-thiosemicarbazide, 68 g (0.455 mol) of 2-bromopropionic acid and 33 g (0.40 mol) of anhydrous sodium acetate are dissolved in 400 ml Section.
Ethanol refluxed with stirring for 3 hours.
The mixture is then allowed to cool to 20 "and the precipitated inorganic salts are filtered off. The filtrate is concentrated in a water-jet vacuum. The smear that remains is taken up in 250 ml of methylene chloride and treated with 2N.
Sodium hydroxide solution is added until the pH is 8. The mixture is shaken well, then the methylene chloride solution is separated off and the aqueous phase is extracted three more times with 100 ml of methylene chloride each time. The combined methylene chloride solutions are dried over 30 g of anhydrous magnesium sulfate. This is then filtered off and the filtrate is evaporated in a water jet vacuum, giving 3- (1-methylallyl) -5-methyl-2,4-thiazolidinedione-2- (2-acetylhydrazone).
c) 65.5 g (0.27 mol) 3- (1-methylallyl) -5-methyl-2,4-thiazolidinedione-2- (2-acetyl-hydrazone) are dissolved in 200 ml of abs. Dissolved methanol and with stirring at 35 with 120 ml of a 0.67-n.
ethereal hydrochloric acid solution added. The reaction mixture is then refluxed for 3 hours, and after one and a half hours a fairly thick kneaded pulp begins to fall out. The mixture is then cooled to 5 "using an ice bath and 200 ml of petroleum ether (boiling point 40-60) are run in. The precipitated 3- (1-methylallyl) -5 methyl-2,4-thiazolidinedione-2-hydrazone hydrochloride is sucked off and washed with 100 ml of ether.
d) To liberate the base, 52.4 g (0.222 mol) of 3 (1-methylallyl) -5-methyl-2,4-thiazolidinedione-2-hydrazone hydrochloride are dissolved in 150 ml of water and the solution is cooled with ice and Stir saturated with potassium carbonate. The oil which separates out is taken up in a mixture of 100 ml of methylene chloride and 100 ml of petroleum ether (b.p. 40-600), separated from the aqueous phase and extracted with a solution of 25 g of potassium carbonate in 75 ml of water. The organic phase is separated off and evaporated in a water jet vacuum.
3- (1-methylallyl) -5methyl-2,4-thiazolidinedione-2-hydrazone is obtained as a colorless oil, e) 14.1 g (0.071 mol) 3- (1-methylallyl) -5-methyl-2,4 - thiazolidinedione-2-hydrazone and 5.5 g (0.075 mol) of methyl isothiocyanate are dissolved in 200 ml of methanol and refluxed for 2 hours. The methanol is then evaporated off in a water jet vacuum. The residue is recrystallized twice from chloroform-hexane. 3- (1-methylallyl) -5-methyl-2,4-thiazolidinedione-2- (4-methyl-3-thiosemicarbazone) is obtained.