La présente invention a pour objet un procédé de préparation du 2-oxo-l (2H)-pyridinecarbonitrile et de ses dérives, oe formule
EMI1.1
dans laquelle chaque R est identique ou différent et représente un atome d'hydrogène, un groupe alcoyle ou alcényle ayant de I à 12 atomes de carbone, un groupe hydroxyle, alcoxy ayant jusqu'à 12 atomes de carbone, nitro, cyano, un atome d'halogène, un groupe carboxy, amido, mercapto, un groupe acyle aliphatique ou aromatique ayant jusqu'à 20 atomes de carbone, un groupe phényle substitué par un des substituants précédents, un groupe phényle ou aryloxy ayant jusqu'à 10 atomes de carbone, ou dans laquelle deux groupes
R adjacents quelconques pris ensemble forment un noyau phényle. Ces composés possèdent une activité anticandidale.
On peut les faire réagir avec un nucléophile pour former une 2-pyridone et un nucléophile cyanaté.
Candida, qui est un genre de micro-organismes analogue aux levures, est responsable de divers états pathogènes chez les humains. Par exemple, Candida albicans est responsable du muguet et d'autres types de moniliases. Le 2-oxo-1(2H)pyridinecarbonitrile et ses dérivés substitués obtenus selon le procédé de la présente invention ont une activité anticandidale.
La 2-pyridone et des 2-pyridones substituées sont des produits intermédiaires utiles pour divers composés, par exemple des 2-chloro-pyridines.
Selon l'invention, on prépare les composés de la formule ci-dessus en faisant réagir un sel de métal alcalin de 2-(1H)pyridone ou d'un de ses dérivés substitués comme indiqué, avec un halogénure de cyanogène, de préférence le bromure.
Cette réaction a de préférence lieu dans un solvant polaire à basse température. Des solvants appropriés sont des amides, par exemple le diméthylformamide ou le diméthylacétamide; ou des éthers, par exemple le bis(2-méthoxyéthyl)éther. Des températures appropriées sont d'environ - i 10tx C à environ 10 C, et de préférence environ 00 C.
On peut obtenir le sel de métal alcalin de la 2-pyridone en faisant réagir un composé de formule:
EMI1.2
avec un hydroxyde de métal alcalin, par exemple LiOH,
NaOH ou KOH; un hydrure de métal alcalin, par exemple
LiH. NaH ou KH; un amidure de métal alcalin, par exemple LiNH2, NaNH ou KNH;; ou un composé alcoyleorgano-métal alcalin, par exemple Li-butyle, Na-butyle ou t;-butyle.
L'halogénure de cyanogène utilisé pour convertir le sel de métal alcalin en composé de formule I correspondant est de préférence le bromure de cyanogène ou le chlorure de cyanogène.
On peut faire réagir les composés obtenus de formule I avec un composé nucléophile. Le composé nucléophile peut être n'importe quel composé à partir duquel on peut former un anion, habituellement au moyen d'une base forte. Des exemples de composés nucléophiles qu'on peut citer incluent: des alcools, des thioles, des amines, I'ammoniac, des phénols, des thiophénols, des réactifs de Grignard et des esters maloniques.
Ainsi, le composé nucléophile peut avoir la formule
QM dans laquelle Q est un groupe alcoyle, alcoxy, thioalcoyle, aryle, aryloxy, arylthio, amino, monoalcoylamino, dialcoylamino, monoarylamino, diarylamino, [CH(COOQH5)2] ou un groupe hétérocyclique basique contenant de l'azote, fixé à M par l'atome d'azote, et dans laquelle M est un atome d'hydrogène, sauf lorsque Q est un groupe alcoyle ou aryle, un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, TI, Cd bivalent, MgBr, MgQ ou CaQ. La réaction du composé de formule I avec un nucléophile de formule QM forme une 2-pyridone de formule:
EMI1.3
et de manière correspondante, un cyanure de formule QCN.
Lorsque le nucléophile est l'ammoniac, le produit cyanaté est la cyanamide.
Des exemples particuliers de ces nucléophiles sont les suivants:
I. Des alcools ayant de I à 20 atomes de carbone.
A. Des alcools primaires tels que des alcanols, des cycloalcanol, et des alcanols aryl-substitués, par exemple, le méthanol, I'éthanol, le n-propanol, le n-butanol, le npentanol, le n-hexanol, le n-heptanol, le n-octanol, le n-nonanol, le n-décanol, le adodécanol, le n-tétradécanol, le nhexadécanol, le n-octadécanol, le 2-méthyl-l-propanol, I'al- cool isoamylique, le 2-méthyl-1-butanol, I'alcool benzylique, le cyclohexylcarbinol, I'éthylèneglycol et le triméthylèneglycol.
B. Des alcools secondaires tels que des alcanols, des cyclo-alcanols et des alcanols aryl-substitués, par exemple le 2-propanol, le 2-méthyl-2-propanol, le 3-méthyl-2-butanol, le 2-pentanol, le 3-pentanol, le 3-hexanol, le benzhydrol, le cyclohexanol et le dicyclohexylcarbinol.
C. Des alcools tertiaires tels que des alcanols, des cycloalcanols et des alcanols aryl-substitués, par exemple le tertbutanol, I'alcool t-amylique, le 2,3-diméthyl-2-butanol, le triphénylcarbinol et le tricyclohexylcarbinol.
D. Des alcools mixtes ayant des groupes alcools primaires et secondaires, par exemple le propylèneglycol, le glycérol, le ss-méthylglycérol, le glucose, le fructose, I'apiose, le mannose, le mannitol, le galactose et l'acrose.
II. Des thiols contenant de I à 20 atomes de carbone correspondant aux alcools précédents. Les thiols ou mercaptans sont préparés commodément par le chauffage d'halogénures d'alcoyle avec le sulfhydrate de sodium.
III. L'ammoniac et des amines organiques contenant de I à 20 atomes de carbone et leurs dérivés de métaux alcalins et alcalinoterreux.
A. Des alcoylamines primaires, des cycloalcoylamines, des alcoylamines aryl-substituées et des amines aromatiques, par exemple méthylamine, éthylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, tert.-butylamine, n-amylamine, n-hexylamine, n-octylamine, 2-amino-octane, 2-éthyl- 1-aminohexane, n-décylamine, laurylamine, cyclohexylamine, benzylamine, a-phényléthylamine, ss-phényléthyl- amine, aniline et aminopyridine.
B. Des amines secondaires telles que des dialcoylamines, des alcoylamines aryl-substituées, des dicyclohexylamines et des diarylamines, et des amines N-hétérocycliques, par exemple diméthylamine, diéthylamine, di-n-propylamine, di-isopropylamine, éthyl-sec-butylamine, diphénylamine, benzylaniline, N-méthylaniline, N-éthylaniline, N-phénylbenzylamine, N-méthylbenzylamine, diphénylamine, dicyclohexylamine, morpholine, pipéridine, pyrrolidine, pyrrole, pyrrol idine, pyrazole, imidazole, benzopyrrole, scatole, 2-méthylindole, 2-phénylindole, 1,2,3,4-tétrahydroquinoline, déca hydroquinoline et carbazole.
IV. Des phénols tels que le phénol et des phénols-substitués contenant de 6 à 12 atomes de carbone, tels que ocrésol, m-crésol, p-crésol, o-chlorophénol, m-chlorophénol, p-chlorophénol, p-bromophénol, 2,4,6-trichlorophénol, 2,4,5trifluorophénol, o-nitrophénol, m-nitrophénol, p-nitrophénol, 2,4-dinitrophénol, guaiacol, saligénine, carvacrol, thymol, ohydroxydiphényle, p-hydroxydiphényle, o-cyclohexylphénol, p-cyclohexylphénol, catéchol, résorcinol, hydroquinone, pyrogallol et phloroglucinol.
V. Des thiophénols, y compris le thiophénol et des thiophénols substitués contenant de 6 à 12 atomes de carbone correspondant aux phénols précédents.
VI. Des réactifs de Grignard de formule RMgX dans laquelle R est un groupe organique qui forme un réactif de
Grignard et X est un atome d'halogène, par exemple R peut être un groupe alcoyle, cyclo-alcoyle, aryle, alcoyle substitué, cyclo-alcoyle substitué ou aryle substitué.
VII. Des esters maloniques, par exemple Na [CH(COOCi,H,)]
Vil I. Des composés organométalliques dans lesquels le groupe organique peut être un groupe alcoyle ou aryle et le métal peut être un métal alcalin ou un métal alcalino-terreux ou Cd bivalent, par exemple butyl-Li, phényl-Li, éthyl-Na, amyl-Na, octyl-Na, diphényl-Mg, diéthyl-Mg, diéthyl-Ca et dioctyl-Cd.
La réaction entre le composé de formule I et le nucléophile de formule QM peut être conduite en présence de solvants inertes facilement volatilisés, c'est-à-dire des solvants ayant un point d'ébullition ne dépassant pas environ 100o C à la pression atmosphérique. Le choix des solvants dépend essentiellement des solubilités des réactifs. La réaction peut avoir lieu à des températures comprises entre environ Ou C et environ le point d'ébullition du solvant, de préférence à environ la température ordinaire.
Parmi les exemples de solvants appropriés on peut citer des éthers, par exemple l'éthyléther ou le dioxanne, des solvants aromatiques, par exemple le benzène, le toluène ou xylène, des solvants halo génés, par exemple le chloroforme et le chlorure de méthylène, des cétones, par exemple l'acétone et la méthyléthylcétone, et des solvants aromatiques, par exemple l'hexane et l'heptane, ainsi que des mélanges de n'importe lesquels des solvants précédents. On isole du mélange réactionnel la 2pyridone et le cyanure produits par des moyens classiques, par exemple par distillation, par cristallisation ou par chromatographie sur couche mince.
Les composés de formule I ont une activité anticandidale, comme le montre l'essai de diffusion sur disque de papier agar-agar.
Les exemples suivants illustrent l'invention.
Exemple 1:
On reprend à sec sous vide une solution de 2(1H)-pyridone dans un équivalent d'hydroxyde de sodium aqueux 2N, et on recristallise le résidu dans de l'éthanol à 95 O/o, et l'on obtient des petites plaques nacrées du sel de sodium de 2(1H)-pyridone hydraté. On ajoute une solution de 10,8 g du sel dans 260ml de diméthylformamide (DMF) à une solution agitée de 13,0 g de bromure de cyanogène dans 10 ml de DMF à Ou C au cours de 1,5 heure. Après avoir agité pendant encore 10 minutes à 0O C, on sépare le DMF sous vide. On dissout le résidu brun foncé, dans la mesure du possible dans le chloroforme, on filtre et on reprend à sec sous vide le filtrat.
On dissout alors ce résidu dans de l'acétate d'éthyle et on fait passer la solution à travers une colonne de 300 g de silicagel pour enlever la majeure partie des impuretés colorées. Après séparation du solvant on obtient 7,65 g de matière solide qu'on sublime alors à 90 110o C sous une pression de 0,02 mm. Après recristallisation du sublimat (5,67 g) dans un mélange 4:1 de benzène et de cyclohexane, on obtient 4,24 g de 2-oxo-1(2H)-pyridine- carbonitrile pur qui fond à 100,5-101,50 C.
La fig. 1 indique le spectre infrarouge dans le chloroforme. On observe les bandes d'absorption suivantes en cm-1.
2259 1539 1135
1713 1384 1115
1701 1266 869
1619 1180 839
Le spectre ultraviolet dans le cyclohexane a des maxima ou des épaulements aux longueurs d'onde suivantes (nm):
épaulement 219 (E2100)
223 (1800)
228 (1500)
233 (920)
239,5 (300)
292 (4000)
297 (4400)
303 (4900)
309 (5000)
314 (5100)
323 (3900)
327 (3500)
339 (1500)
346 (1300)
Analyse: pour C1H4N.2O:
Calculé: C 60,00 H 3,36 N 23,33
Trouvé : C 59,89 H 3,41 N 23,14
La substance est très soluble dans le chloroforme et l'acétate d'éthyle et elle est modérément soluble dans le benz ene. Elle est peu soluble dans le tétrachlorure de carbone et l'hexane.
Le spectre de résonance magnétique nucléaire dans le deutérochloroforme a des multiplets complexes à 6,0-6,8 ppm (2 protons) et à 7,2-7,7 ppm (2 protons) et pas d'autre absorption. L'acitivité contre Candida albicans
SC5314 et Candida tropicalis ATCC 13803 est démontrée par l'essai de diffusion sur disque de papier agar-agar.
Transformation du composé obtenu:
On ajoute 4,0 g de diéthylamine à une solution agitée de 6 g de 2ox1 (2H)-pyridinecarbonitrile dans 60 ml de chloroforme à la température ordinaire. On agite la solution à la température ordinaire pendant 0,5 heure, puis on sépare le solvant par distillation. Après séparation du solvant, on isole le diéthylcyanamide par distillation sous une pression de 10 mm de Hg. On isole la 2-pyridone du résidu par cristallisation.
Exemples 2-33:
En procédant comme dans l'exemple 1, mais en substituant à la 2(1H)-pyridone les 2-pyridones substituées suivantes, on obtient les 2-oxo-1(2H)-pyridinecarbonitriles substitués de manière correspondante suivants: les substituants RX, R2, R8 et R4 dans la pyridone de départ et le pyridine carbonitrile final sont comme indiqués dans le tableau sui vant:
EMI3.1
EMI3.2
<tb> Exemples <SEP> R1 <SEP> R2 <SEP> R8 <SEP> R4
<tb> <SEP> 2 <SEP> Cl <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 3 <SEP> Br <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 4 <SEP> CH3 <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 5 <SEP> H <SEP> CH3 <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> .
<SEP> 6 <SEP> H <SEP> H <SEP> CH3 <SEP> H
<tb> <SEP> 7 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> CH3
<tb> <SEP> 8 <SEP> OH <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 9 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> OH
<tb> <SEP> 10 <SEP> H <SEP> H <SEP> Cl <SEP> H
<tb> <SEP> 11 <SEP> Cl <SEP> H <SEP> Cl <SEP> H
<tb> <SEP> 12 <SEP> H <SEP> H <SEP> Br <SEP> H
<tb> <SEP> 13 <SEP> Br <SEP> H <SEP> Br <SEP> H
<tb> <SEP> 14 <SEP> H <SEP> H <SEP> I <SEP> H
<tb> <SEP> 15 <SEP> I <SEP> H <SEP> I <SEP> H
<tb> <SEP> 16 <SEP> NO2 <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 17 <SEP> H <SEP> H <SEP> NO2 <SEP> H
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> 18 <SEP> H <SEP> CH3C- <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 19 <SEP> H <SEP> CH2=CHCH2 <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 20 <SEP> CN <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 21 <SEP> NO2 <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 22 <SEP> H <SEP> CH3CH2O <SEP> - <SEP> NO2 <SEP> H
<tb> <SEP> 23 <SEP> H <SEP> OH <SEP> H <SEP>
H
<tb> <SEP> 24 <SEP> H <SEP> H <SEP> - <SEP> CH3
<tb> <SEP> 25 <SEP> COOH <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 26 <SEP> CONH2 <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 27 <SEP> H <SEP> SH <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 28 <SEP> H <SEP> io/lo- <SEP> ;o;
<tb> <SEP> 29 <SEP> H <SEP> CH3O <SEP> H <SEP> CH3
<tb> <SEP> OCH.3 <SEP> LOCHS
<tb>
EMI4.1
<tb> Exemples <SEP> R1 <SEP> R2 <SEP> R3 <SEP> Rg
<tb> <SEP> 30 <SEP> H <SEP> C1--O- <SEP> 0 <SEP> o <SEP> ¯ <SEP> < D
<tb> <SEP> NO2
<tb> <SEP> 31 <SEP> H <SEP> < E > ¯ <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 32 <SEP> Cl <SEP> Cl <SEP> Cl <SEP> Cl
<tb> <SEP> 33 <SEP> H
<tb>
Exemples 34-41:
En procédant comme dans l'exemple 1, mais en substituant à la 2(1H)-pyridone les 2-pyridones substituées suivantes, on obtient les 2-oxo-1(2H)-pyridinecarbonitriles substitués de manière correspondante suivants.
Dans ces exemples, les substituants en positions R3 et R4 indiqués dans le réactif pyridone des exemples 4 à 35 ensemble forment un noyau phényle dont les atomes de carbone peuvent avoir des substituants R5, RG, R7 et R8. Les substituants R1, R, R5, Rg, R7 et R8 dans la pyridone de départ et dans le pyridine-carbonitrile final sont indiqués dans le tableau I.
EMI4.2
EMI4.3
<tb>
<SEP> Tableau <SEP> I
<tb> Exemples <SEP> R1 <SEP> Ra <SEP> R5 <SEP> R6 <SEP> R7 <SEP> R8
<tb> <SEP> 34 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 35 <SEP> CH3CONH <SEP> - <SEP> - <SEP> H <SEP> Cl <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 36 <SEP> H <SEP> CH3C- <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> 37 <SEP> CHSC- <SEP> OH <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> 38 <SEP> H <SEP> CH3C- <SEP> H <SEP> CH3- <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 39 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> NQ <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 40 <SEP> Cl <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 41 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> Br <SEP> H <SEP> CH3CH2
Exemples 42-56:
:
En procédant comme dans l'exemple 1, mais en substituant à la 2(1H)-pyridone les 2-pyridones substituées suivantes, on obtient les 2-oxo-1 (2H)-pyridinecarbonitriles substitués de manière correspondante suivants. Dans ces exemples, les substituants en positions R1 et R2 indiqués dans le réactif pyridone des exemples 4 à 35 ensemble forment un noyau phényle dont les atomes de carbone peuvent avoir des substituants R3, R16, R11 et R12. Les substituants RQ, R4, Rg, Rto, R11 et R12 dans la pyridone de départ et dans le pyridinecarbonitrile final sont tels qu'indiqués dans le tableau II.
EMI5.1
Tableau Il
EMI5.2
<tb> Exemples <SEP> R3 <SEP> R4 <SEP> Rg <SEP> Rlo <SEP> R11 <SEP> R12
<tb> <SEP> 42 <SEP> H <SEP> CH3 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 43 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> NO2
<tb> <SEP> o
<tb> <SEP> 44 <SEP> OH <SEP> CH,O <SEP> -o <SEP> - <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 45 <SEP> Br <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> o
<tb> <SEP> 46 <SEP> OH <SEP> Br--C- <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 47 <SEP> H <SEP> C4H9 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 48 <SEP> CHSCH2O- <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 49 <SEP> OH <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 50 <SEP> H <SEP> H <SEP> OH <SEP> CHsO- <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 51 <SEP> CH3 <SEP> H <SEP> H <SEP> CH3O- <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 52 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> NO2
<tb> <SEP> 53 <SEP>
@- <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 54 <SEP> H <SEP> > - <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 55 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> NO2 <SEP> H
<tb> <SEP> 56 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb>
Exemples 57-59:
En procédant comme dans l'exemple 1, mais en substituant à la 2(1 H)-pyridone les 2-pyridones substituées suivantes, on obtient les 2oxol (2H)-pyridinecarbonitriles substitués de manière correspondante suivants.
Dans ces exemples les substituants en positions R2 et R3 indiqués dans le réactif pyridone des exemples 4 à 35 ensemble forment un noyau phényle dont les atomes de carbone peuvent avoir des substituants R13, R14, R15 et R16. Les substituants R1, R4, R13, R14, R15 et R16 dans la pyridone de départ et dans le pyridinecarbonitrile final sont tels qu'indiqués dans le tableau III.
EMI5.3
Tableau 111
EMI6.1
<tb> Exemples <SEP> R1 <SEP> R4 <SEP> R53 <SEP> R14 <SEP> R55 <SEP> Rto
<tb> <SEP> 57 <SEP> H <SEP> Br <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 58 <SEP> /0 <SEP> \- <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 59 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb>
En procédant comme dans l'exemple 1, transformation, mais en substituant à la diéthylamine dans cet exemple une quantité équivalente du nucléophile indiqué dans la colonne I, on obtient le cyanure indiqué dans la colonne Il:
:
EMI6.2
<tb> <SEP> I <SEP> II
<tb> Pipéridine
<tb> N-CN
<tb> Pyrrolidine <SEP> N-CN
<tb> Thiophénol <SEP> -S- <SEP> S <SEP> - <SEP> CN
<tb> Phénoxyde <SEP> de <SEP> sodium <SEP> < - <SEP> O <SEP> - <SEP> CN
<tb> Aniline <SEP> (o <SEP> \- <SEP> N <SEP> - <SEP> CN
<tb> n-Pentylamine <SEP> CsHti <SEP> - <SEP> NH <SEP> - <SEP> CN
<tb> Bromure <SEP> de <SEP> phénylmagnésium <SEP> (o\-CN
<tb> Ethyl-MgBr <SEP> C2H5 <SEP> - <SEP> CN
<tb> <SEP> CH3
<tb> tert.-Butoxyde <SEP> de <SEP> K <SEP> H3C <SEP> - <SEP> C <SEP> - <SEP> O <SEP> - <SEP> CN
<tb> <SEP> CH3
<tb> Ammoniac <SEP> H2N <SEP> - <SEP> CN
<tb> Méthylmercaptane <SEP> CH3S <SEP> - <SEP> CN
<tb>
EMI6.3
<tb> <SEP> I <SEP> II
<tb> <SEP>
<tb> Diphénylamino <SEP> N <SEP> - <SEP> CN
<tb> Morpholine <SEP> O <SEP> N-CN
<tb> Ethoxyde <SEP> de <SEP> sodium <SEP> C2H5OCN
<tb> Diéthylmalonate <SEP> de <SEP> sodium
<SEP> NC <SEP> - <SEP> CH(CO2C2H5)2
<tb> Mg(C2H5)2 <SEP> C2H5 <SEP> - <SEP> CN
<tb> Ca(C2H5)2 <SEP> C2H5 <SEP> - <SEP> CN
<tb> T1OC2H5 <SEP> C2H5OCN
<tb> n-Butylmercaptan <SEP> C4HgS <SEP> - <SEP> CN
<tb>
The present invention relates to a process for preparing 2-oxo-l (2H) -pyridinecarbonitrile and its derivatives, oe formula
EMI1.1
in which each R is the same or different and represents a hydrogen atom, an alkyl or alkenyl group having from I to 12 carbon atoms, a hydroxyl group, alkoxy having up to 12 carbon atoms, nitro, cyano, an atom halogen, a carboxy, amido, mercapto group, an aliphatic or aromatic acyl group having up to 20 carbon atoms, a phenyl group substituted by one of the preceding substituents, a phenyl or aryloxy group having up to 10 carbon atoms , or in which two groups
Any adjacent Rs taken together form a phenyl ring. These compounds possess anticandidal activity.
They can be reacted with a nucleophile to form a 2-pyridone and a cyanate nucleophile.
Candida, which is a genus of yeast-like microorganisms, is responsible for various disease states in humans. For example, Candida albicans is responsible for thrush and other types of moniliasis. 2-oxo-1 (2H) pyridinecarbonitrile and its substituted derivatives obtained according to the process of the present invention have anticandidal activity.
2-Pyridone and substituted 2-pyridones are useful intermediates for various compounds, for example 2-chloro-pyridines.
According to the invention, the compounds of the above formula are prepared by reacting an alkali metal salt of 2- (1H) pyridone or one of its substituted derivatives as indicated, with a cyanogen halide, preferably bromide.
This reaction preferably takes place in a polar solvent at low temperature. Suitable solvents are amides, for example dimethylformamide or dimethylacetamide; or ethers, for example bis (2-methoxyethyl) ether. Suitable temperatures are about -10x C to about 10 C, and preferably about 00 C.
The alkali metal salt of 2-pyridone can be obtained by reacting a compound of the formula:
EMI1.2
with an alkali metal hydroxide, for example LiOH,
NaOH or KOH; an alkali metal hydride, for example
LiH. NaH or KH; an alkali metal amide, for example LiNH2, NaNH or KNH ;; or an alkylorganoalkali metal compound, for example Li-butyl, Na-butyl or t; -butyl.
The cyanogen halide used to convert the alkali metal salt to the corresponding compound of formula I is preferably cyanogen bromide or cyanogen chloride.
The compounds obtained of formula I can be reacted with a nucleophilic compound. The nucleophilic compound can be any compound from which an anion can be formed, usually by means of a strong base. Examples of nucleophilic compounds which may be cited include: alcohols, thioles, amines, ammonia, phenols, thiophenols, Grignard reagents and malonic esters.
Thus, the nucleophilic compound may have the formula
QM where Q is an alkyl, alkoxy, thioalkyl, aryl, aryloxy, arylthio, amino, monoalkyllamino, dialkoylamino, monoarylamino, diarylamino, [CH (COOQH5) 2] group or a basic nitrogen-containing heterocyclic group attached to M by the nitrogen atom, and in which M is a hydrogen atom, except when Q is an alkyl or aryl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, TI, divalent Cd, MgBr, MgQ or CaQ. Reaction of the compound of formula I with a nucleophile of formula QM forms a 2-pyridone of formula:
EMI1.3
and correspondingly, a cyanide of formula QCN.
When the nucleophile is ammonia, the cyanate product is cyanamide.
Specific examples of these nucleophiles are as follows:
I. Alcohols having from 1 to 20 carbon atoms.
A. Primary alcohols such as alkanols, cycloalkanols, and aryl-substituted alkanols, for example, methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, npentanol, n-hexanol, n -heptanol, n-octanol, n-nonanol, n-decanol, adodecanol, n-tetradecanol, nhexadecanol, n-octadecanol, 2-methyl-l-propanol, isoamyl alcohol, 2-methyl-1-butanol, benzyl alcohol, cyclohexylcarbinol, ethylene glycol and trimethylene glycol.
B. Secondary alcohols such as alkanols, cyclo-alkanols and aryl-substituted alkanols, for example 2-propanol, 2-methyl-2-propanol, 3-methyl-2-butanol, 2-pentanol , 3-pentanol, 3-hexanol, benzhydrol, cyclohexanol and dicyclohexylcarbinol.
C. Tertiary alcohols such as alkanols, cycloalkanols and aryl-substituted alkanols, for example tertbutanol, t-amyl alcohol, 2,3-dimethyl-2-butanol, triphenylcarbinol and tricyclohexylcarbinol.
D. Mixed alcohols having primary and secondary alcohol groups, for example propylene glycol, glycerol, ss-methylglycerol, glucose, fructose, apiose, mannose, mannitol, galactose and acrose.
II. Thiols containing from 1 to 20 carbon atoms corresponding to the above alcohols. Thiols or mercaptans are conveniently prepared by heating alkyl halides with sodium hydrosulfide.
III. Ammonia and organic amines containing 1 to 20 carbon atoms and their alkali and alkaline earth metal derivatives.
A. Primary alkylamines, cycloalkylamines, aryl-substituted alkylamines and aromatic amines, for example methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, tert.-butylamine, n-amylamine, n-hexylamine, n-octylamine, 2-amino-octane, 2-ethyl-1-aminohexane, n-decylamine, laurylamine, cyclohexylamine, benzylamine, a-phenylethylamine, ss-phenylethylamine, aniline and aminopyridine.
B. Secondary amines such as dialkylamines, aryl-substituted alkylamines, dicyclohexylamines and diarylamines, and N-heterocyclic amines, for example dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, di-isopropylamine, ethyl-sec-butylamine , diphenylamine, benzylaniline, N-methylaniline, N-ethylaniline, N-phenylbenzylamine, N-methylbenzylamine, diphenylamine, dicyclohexylamine, morpholine, piperidine, pyrrolidine, pyrrole, pyrrolidine, pyrazole, imidazole, 2-benzopyrrole, skatindole phenylindole, 1,2,3,4-tetrahydroquinoline, deca hydroquinoline and carbazole.
IV. Phenols such as phenol and substituted phenols containing 6 to 12 carbon atoms, such as ocresol, m-cresol, p-cresol, o-chlorophenol, m-chlorophenol, p-chlorophenol, p-bromophenol, 2, 4,6-trichlorophenol, 2,4,5trifluorophenol, o-nitrophenol, m-nitrophenol, p-nitrophenol, 2,4-dinitrophenol, guaiacol, saligenin, carvacrol, thymol, ohydroxydiphenyl, p-hydroxydiphenyl, o-cyclohexylphenol, p-cyclohexylphenol cyclohexylphenol, catechol, resorcinol, hydroquinone, pyrogallol and phloroglucinol.
V. Thiophenols, including thiophenol and substituted thiophenols containing 6 to 12 carbon atoms corresponding to the above phenols.
VI. Grignard reagents of formula RMgX in which R is an organic group which forms a reagent of
Grignard and X is a halogen atom, for example R can be an alkyl, cyclo-alkyl, aryl, substituted alkyl, substituted cyclo-alkyl or substituted aryl group.
VII. Malonic esters, for example Na [CH (COOCi, H,)]
VII I. Organometallic compounds in which the organic group can be an alkyl or aryl group and the metal can be an alkali metal or a divalent alkaline earth metal or Cd, for example butyl-Li, phenyl-Li, ethyl-Na, amyl-Na, octyl-Na, diphenyl-Mg, diethyl-Mg, diethyl-Ca and dioctyl-Cd.
The reaction between the compound of formula I and the nucleophile of formula QM can be carried out in the presence of inert easily volatilized solvents, i.e. solvents having a boiling point of not more than about 100o C at atmospheric pressure. . The choice of solvents depends essentially on the solubilities of the reagents. The reaction can take place at temperatures from about 1 ° C to about the boiling point of the solvent, preferably at about room temperature.
Among the examples of suitable solvents there may be mentioned ethers, for example ethyl ether or dioxane, aromatic solvents, for example benzene, toluene or xylene, halogenated solvents, for example chloroform and methylene chloride, ketones, for example acetone and methyl ethyl ketone, and aromatic solvents, for example hexane and heptane, as well as mixtures of any of the foregoing solvents. The 2pyridone and cyanide produced are isolated from the reaction mixture by conventional means, for example by distillation, by crystallization or by thin layer chromatography.
Compounds of formula I have anticandidal activity, as shown in the agar-agar paper disc diffusion test.
The following examples illustrate the invention.
Example 1:
A solution of 2 (1H) -pyridone in one equivalent of 2N aqueous sodium hydroxide is taken up to dryness under vacuum, and the residue is recrystallized from 95 O / o ethanol, and small plates are obtained. pearlescent 2 (1H) -pyridone sodium salt hydrate. A solution of 10.8 g of the salt in 260 ml of dimethylformamide (DMF) is added to a stirred solution of 13.0 g of cyanogen bromide in 10 ml of DMF at Or C over 1.5 hours. After stirring for a further 10 minutes at 0O C, the DMF is separated under vacuum. The dark brown residue is dissolved as far as possible in chloroform, filtered and the filtrate is taken up to dryness in vacuo.
This residue is then dissolved in ethyl acetate and the solution is passed through a column of 300 g of silica gel to remove most of the colored impurities. After separation of the solvent, 7.65 g of solid material is obtained which is then sublimated at 90 110 ° C. under a pressure of 0.02 mm. After recrystallization of the sublimat (5.67 g) in a 4: 1 mixture of benzene and cyclohexane, 4.24 g of pure 2-oxo-1 (2H) -pyridine-carbonitrile are obtained which melts at 100.5-101 , 50 C.
Fig. 1 indicates the infrared spectrum in chloroform. The following absorption bands are observed in cm-1.
2259 1539 1135
1713 1384 1115
1701 1266 869
1619 1180 839
The ultraviolet spectrum in cyclohexane has maxima or shoulders at the following wavelengths (nm):
shoulder 219 (E2100)
223 (1800)
228 (1500)
233 (920)
239.5 (300)
292 (4000)
297 (4400)
303 (4900)
309 (5000)
314 (5100)
323 (3900)
327 (3500)
339 (1500)
346 (1300)
Analysis: for C1H4N.2O:
Calculated: C 60.00 H 3.36 N 23.33
Found: C 59.89 H 3.41 N 23.14
The substance is very soluble in chloroform and ethyl acetate and it is sparingly soluble in benzene. It is sparingly soluble in carbon tetrachloride and hexane.
The nuclear magnetic resonance spectrum in deuterochloroform has complex multiplets at 6.0-6.8 ppm (2 protons) and 7.2-7.7 ppm (2 protons) and no other absorption. Activity against Candida albicans
SC5314 and Candida tropicalis ATCC 13803 is demonstrated by the agar-agar paper disc diffusion assay.
Transformation of the compound obtained:
4.0 g of diethylamine is added to a stirred solution of 6 g of 2ox1 (2H) -pyridinecarbonitrile in 60 ml of chloroform at room temperature. The solution was stirred at room temperature for 0.5 hour, then the solvent was distilled off. After separation of the solvent, the diethylcyanamide is isolated by distillation under a pressure of 10 mm Hg. The 2-pyridone is isolated from the residue by crystallization.
Examples 2-33:
By proceeding as in Example 1, but substituting the following substituted 2-pyridones for 2 (1H) -pyridone, the following correspondingly substituted 2-oxo-1 (2H) -pyridinecarbonitriles are obtained: the substituents RX, R2, R8 and R4 in the starting pyridone and the final pyridine carbonitrile are as indicated in the following table:
EMI3.1
EMI3.2
<tb> Examples <SEP> R1 <SEP> R2 <SEP> R8 <SEP> R4
<tb> <SEP> 2 <SEP> Cl <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 3 <SEP> Br <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 4 <SEP> CH3 <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 5 <SEP> H <SEP> CH3 <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP>.
<SEP> 6 <SEP> H <SEP> H <SEP> CH3 <SEP> H
<tb> <SEP> 7 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> CH3
<tb> <SEP> 8 <SEP> OH <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 9 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> OH
<tb> <SEP> 10 <SEP> H <SEP> H <SEP> Cl <SEP> H
<tb> <SEP> 11 <SEP> Cl <SEP> H <SEP> Cl <SEP> H
<tb> <SEP> 12 <SEP> H <SEP> H <SEP> Br <SEP> H
<tb> <SEP> 13 <SEP> Br <SEP> H <SEP> Br <SEP> H
<tb> <SEP> 14 <SEP> H <SEP> H <SEP> I <SEP> H
<tb> <SEP> 15 <SEP> I <SEP> H <SEP> I <SEP> H
<tb> <SEP> 16 <SEP> NO2 <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 17 <SEP> H <SEP> H <SEP> NO2 <SEP> H
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> 18 <SEP> H <SEP> CH3C- <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 19 <SEP> H <SEP> CH2 = CHCH2 <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 20 <SEP> CN <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 21 <SEP> NO2 <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 22 <SEP> H <SEP> CH3CH2O <SEP> - <SEP> NO2 <SEP> H
<tb> <SEP> 23 <SEP> H <SEP> OH <SEP> H <SEP>
H
<tb> <SEP> 24 <SEP> H <SEP> H <SEP> - <SEP> CH3
<tb> <SEP> 25 <SEP> COOH <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 26 <SEP> CONH2 <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 27 <SEP> H <SEP> SH <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 28 <SEP> H <SEP> io / lo- <SEP>; o;
<tb> <SEP> 29 <SEP> H <SEP> CH3O <SEP> H <SEP> CH3
<tb> <SEP> OCH.3 <SEP> LOCHS
<tb>
EMI4.1
<tb> Examples <SEP> R1 <SEP> R2 <SEP> R3 <SEP> Rg
<tb> <SEP> 30 <SEP> H <SEP> C1 - O- <SEP> 0 <SEP> o <SEP> ¯ <SEP> <D
<tb> <SEP> NO2
<tb> <SEP> 31 <SEP> H <SEP> <E> ¯ <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 32 <SEP> Cl <SEP> Cl <SEP> Cl <SEP> Cl
<tb> <SEP> 33 <SEP> H
<tb>
Examples 34-41:
By proceeding as in Example 1, but substituting the following substituted 2-pyridones for 2 (1H) -pyridone, the following correspondingly substituted 2-oxo-1 (2H) -pyridinecarbonitriles are obtained.
In these examples, the substituents at the R3 and R4 positions shown in the pyridone reagent of Examples 4 to 35 together form a phenyl ring, the carbon atoms of which may have R5, RG, R7 and R8 substituents. The substituents R1, R, R5, Rg, R7 and R8 in the starting pyridone and in the final pyridine-carbonitrile are shown in Table I.
EMI4.2
EMI4.3
<tb>
<SEP> Table <SEP> I
<tb> Examples <SEP> R1 <SEP> Ra <SEP> R5 <SEP> R6 <SEP> R7 <SEP> R8
<tb> <SEP> 34 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 35 <SEP> CH3CONH <SEP> - <SEP> - <SEP> H <SEP> Cl <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 36 <SEP> H <SEP> CH3C- <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> 37 <SEP> CHSC- <SEP> OH <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> O
<tb> <SEP> 38 <SEP> H <SEP> CH3C- <SEP> H <SEP> CH3- <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 39 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> NQ <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 40 <SEP> Cl <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 41 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> Br <SEP> H <SEP> CH3CH2
Examples 42-56:
:
By proceeding as in Example 1, but substituting the following substituted 2-pyridones for 2 (1H) -pyridone, the following correspondingly substituted 2-oxo-1 (2H) -pyridinecarbonitriles are obtained. In these examples, the substituents at the R1 and R2 positions shown in the pyridone reagent of Examples 4 to 35 together form a phenyl ring whose carbon atoms may have R3, R16, R11 and R12 substituents. The substituents RQ, R4, Rg, Rto, R11 and R12 in the starting pyridone and in the final pyridinecarbonitrile are as indicated in Table II.
EMI5.1
Table It
EMI5.2
<tb> Examples <SEP> R3 <SEP> R4 <SEP> Rg <SEP> Rlo <SEP> R11 <SEP> R12
<tb> <SEP> 42 <SEP> H <SEP> CH3 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 43 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> NO2
<tb> <SEP> o
<tb> <SEP> 44 <SEP> OH <SEP> CH, O <SEP> -o <SEP> - <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 45 <SEP> Br <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> o
<tb> <SEP> 46 <SEP> OH <SEP> Br - C- <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 47 <SEP> H <SEP> C4H9 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 48 <SEP> CHSCH2O- <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 49 <SEP> OH <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 50 <SEP> H <SEP> H <SEP> OH <SEP> CHsO- <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 51 <SEP> CH3 <SEP> H <SEP> H <SEP> CH3O- <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 52 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> NO2
<tb> <SEP> 53 <SEP>
@ - <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 54 <SEP> H <SEP>> - <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 55 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> NO2 <SEP> H
<tb> <SEP> 56 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb>
Examples 57-59:
By proceeding as in Example 1, but substituting the following substituted 2-pyridones for 2 (1 H) -pyridone, the following correspondingly substituted 2oxol (2H) -pyridinecarbonitriles are obtained.
In these examples the substituents at positions R2 and R3 shown in the pyridone reagent of Examples 4 to 35 together form a phenyl ring whose carbon atoms may have substituents R13, R14, R15 and R16. The substituents R1, R4, R13, R14, R15 and R16 in the starting pyridone and in the final pyridinecarbonitrile are as indicated in Table III.
EMI5.3
Table 111
EMI6.1
<tb> Examples <SEP> R1 <SEP> R4 <SEP> R53 <SEP> R14 <SEP> R55 <SEP> Rto
<tb> <SEP> 57 <SEP> H <SEP> Br <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 58 <SEP> / 0 <SEP> \ - <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb> <SEP> 59 <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H <SEP> H
<tb>
By proceeding as in Example 1, transformation, but substituting for the diethylamine in this example an equivalent amount of the nucleophile indicated in column I, the cyanide indicated in column II is obtained:
:
EMI6.2
<tb> <SEP> I <SEP> II
<tb> Piperidine
<tb> N-CN
<tb> Pyrrolidine <SEP> N-CN
<tb> Thiophenol <SEP> -S- <SEP> S <SEP> - <SEP> CN
<tb> Sodium <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> <- <SEP> O <SEP> - <SEP> CN
<tb> Aniline <SEP> (o <SEP> \ - <SEP> N <SEP> - <SEP> CN
<tb> n-Pentylamine <SEP> CsHti <SEP> - <SEP> NH <SEP> - <SEP> CN
<tb> Phenylmagnesium <SEP> <SEP> Bromide <SEP> (o \ -CN
<tb> Ethyl-MgBr <SEP> C2H5 <SEP> - <SEP> CN
<tb> <SEP> CH3
<tb> tert.-Butoxide <SEP> from <SEP> K <SEP> H3C <SEP> - <SEP> C <SEP> - <SEP> O <SEP> - <SEP> CN
<tb> <SEP> CH3
<tb> Ammonia <SEP> H2N <SEP> - <SEP> CN
<tb> Methylmercaptane <SEP> CH3S <SEP> - <SEP> CN
<tb>
EMI6.3
<tb> <SEP> I <SEP> II
<tb> <SEP>
<tb> Diphenylamino <SEP> N <SEP> - <SEP> CN
<tb> Morpholine <SEP> O <SEP> N-CN
<tb> Sodium <SEP> Ethoxide <SEP> <SEP> C2H5OCN
<tb> Sodium <SEP> Diethylmalonate <SEP>
<SEP> NC <SEP> - <SEP> CH (CO2C2H5) 2
<tb> Mg (C2H5) 2 <SEP> C2H5 <SEP> - <SEP> CN
<tb> Ca (C2H5) 2 <SEP> C2H5 <SEP> - <SEP> CN
<tb> T1OC2H5 <SEP> C2H5OCN
<tb> n-Butylmercaptan <SEP> C4HgS <SEP> - <SEP> CN
<tb>