DD284022A5 - Verfahren zur herstellung von staebchenfoermigen verbindungen der formel i - Google Patents

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Kenneth J Toyne
Michael Hird
Simon Greenfield
Eike Poetsch
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I{hohe Ausbeuten; Organoborverbindung; UEbergangsmetall; Katalyse; UEbergangsmetallkatalyse}

Description

284 0 2
Verfahren zur Herstellung von stabellenförmigen Verbindungen Anwendungsgebiete der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von stäbchenförmigen Verbindungen der Formel I
R1-(A°)k-(Z1-A1)m-Z°-(E)n-(A2)o-(Z2-A3)p-R2 . I
wobei
1 2 R und R jeweils unabhängig voneinander CN, Halogen oder einen, gegebenenfalls durch CN oder durch mindestens ein Halogen substituierten, Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 18 C-Atomen, worin eine
oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen dieser Reste durch -O-, -CO-, -O-^O- und/oder -CO-O-ersetzt sein können,
A°, A1, A2
3 und A jeweils unabhängig voneinander
a) eine 1,4-Cyclohexylen-Gruppe, gegebenenfalls in der 1-Position substituiert durch
3 R , worin eine oder zwei nicht benachbarte CH~-Gruppen ersetzt sein können durch -0-und/ oder -S-,
b) eine 1,4-Cyclohexenylen-, eine Piperidin-1,4-diyl- oder eine l,4-Bicyclo-[2,2,2]-octylen-Gruppe, oder
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c) eine 1,4-Phenylen-Gruppe, gegebenenfalls substituiert durch R3, worin mindestens eine CH-Gruppe durch N ersetzt sein kann,
E CR3=CR4 oder CHR3-CHR4,
3' 4 R und R jeweils unabhängig voneinander H, Alkyl mit
1-6 C-Atomen, F, Cl, Br oder CN,
Z° eine Einfachbindung oder Alkylen mit 1-4 C-Atomen worin eine oder zwei CH2-Gruppen durch -CH(CN)-, -CH(Cl)- oder -CH(F)- ersetzt sein kann,
S1 und Z2 jeweils -CO-O-, -0-C0-, CH2CH2-, -CHCN-CH2-, -CH2-CHCN-, -CH=CH-, -OCH2-, -CH3O-, -CN=N-, -N=CH-, -NO=N-, -N=NO-, oder eine Einfachbindung
m and ρ jeweils 0, 1 oder 2 und η, ο und k jeweils 0 oder 1, bedeuten,
mittels Bororganylen.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I führen alle zu unbefriedigenden Ergebnissen. Hierfür sind vor allem schlechte Ausbeuten und z.T. schwer zugängliche Ausgangsverbindungen verantwortlich. So gelingt beispielsweise die Herstellung von 1-Cyano-2-fluor-4-(trans-4-heptylcyclohexyl)-benzol, einer Verbindung der Formel I, nach der EP-O 119 756 aus der entsprechenden 1-Acetylverbindung nur mit einer Ausbeute von ca. 1 % d.Th.
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Auch die Herstellung von l-Fluor-2-(trans-4~alkylcyclohexyl)-Verbindungen nach der in US-4 405 488 offenbarten Methode erfordert erheblichen synthetischen Aufwand und liefert die gewünschten Produkte nur in unbefriedigenden Ausbeuten.
Weiterhin sind aus der DE OS-36 32 410 Verfahren bekannt, welche erlauben, Organozinkverbindungen mit Halogenverbindungen unter Übergangsmetall-Katalyse zu koppeln. Die Kopplungsreaktion von Organozinkverbindungen wird von zwei Hauptproblemen begleitet. Erstens muß man bei sehr tiefen Temperaturen oder mit Ultraschall arbeiten, da die Alkalimetallderivate, aus denen sie hergestellt werden, bei höheren Temperaturen zur ß-Eliminierung neigen. Deswegen können diese Reaktionen nur in Sicherheitsgefäßen oder in sehr kleinen Mengen durchgeführt werden. Zweitens sind die entstehenden Zinkverbindungen nur sehr schwer vom Reaktionswasser abzutrennen, so daß sie ins Abwasser gelangen können und damit die Umwelt belasten.
Weiterhin sind Verfahren zur Kopplung von Phenylboronsäure mit Arylhalogenide über eine Palladium-katalysierte Kreuzkopplung in der Gegenwart von Basen bekannt (z.B.
N. Miyaura, T. Yanagi, A. Suzuki, Synth. Comm. 11, 513-519 (1981)). Auch Kreuzkopplungsreaktionen zwischen Alkenylboronen und Alkenyl-, Alkynyl-, Aryl-, Allyl- und Benzylhalogenide sind bekannt (z.B. A. Suzuki et al., Tetrahedron Lett., 3437 (1979); A. Suzuki et al., ibid, 2865 (1980)).
Ziel der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Herstellungsverfahren für die Verbindungen der Formel I zu finden, das die beschriebenen Nachteile der bisherigen Verfahren nicht oder nur in geringem Maß aufweisen.
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" 4 " 2 8 4 0 2
Darlegung des Wesens der Erfindung
Überraschenderweise wurde gefunden, daß bororganische Verbindungen in Gegenwart eines Metallkatalysators hervorragend zur Herstellung von Verbindungen der Formel I geeignet sind.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von stäbchenförmigen Verbindungen der Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Organobor-Verbindung der Formel II
R 1-(AO)k-(21-A1)m-Z°-B(Y)2 II
worin R , A°, A , Z0, Z , k und m die für Formel I angegebene Bedeutung besitzen und Y, OH, Alkyl oder O-Alkyl jeweils mit 1-6 C-Atomen, Cl, Br.- I oder einem Rest
R1-(A0),-(Z3--A1J-Z0- mit der oben angegebenen Bedeutung, κ. in
oder (Y)2 bedeutet eine Gruppe der Formeln a, b, c:
(CH2) (CH2 )v /(CH 2)S
worin q 1, 2, 3 oder 4, und ν und s jeweils 2, 3, 4 oder 5 sind, in Gegenwart einer Metallverbindung mit einer Verbindung der Formel III koppelt,
X-(E)n-(A2)o-(Z2-A3)p-R2 III
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worin R2, E, A2, A3, Z2, η, ο und ρ die für Formel I angegebenen Bedeutung besitzen, und die Summe von X, Cl, Br, I OQ-^r OSO2-(CF2) -CF3 ist, worin q 0-10 ist, mit den Maßgaben, daß
a) m, ο, ρ und k ist 2, 3, 4, 5 oder 6 ist,
b) Z2 -CH2-CH2-, CHCN-CH2-, -CH2-CHCN-, -CH=CH- oder eine Einfachbindung ist, wenn η + ο = O, und
c) R2 CN ist, falls X in der Formel III Cl, Br oder J
bedeutet und wenigstens eine der Gruppe A°, A , A
3 und A eine durch Fluor >
1,4-Phenylen-Gruppe ist.
3 und A eine durch Fluor oder CN substituierte
Die Verbindungen der Formel I sind teilweise bekannt, teilweise aber auch neu. Die neuen Verbindungen der Formel I sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.
Das Gelingen einer derartigen stereoselektiven Kopplung aliphatischer bzw. aromatischer Bororganyle mit aromatischen, heteroaromatischen, vinylischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Halogenverbindungen oder Sulfonaten war um so überraschender, als bei bisher bekannten C-C-Kopplungsreaktionen eine ß-Eliminierung aus der der Kopplungsposition benachbarten CH-Gruppe entweder bei der Herstellung des Metallorganyls oder aus dem Metallorganyl selbst als den sterischen Verlauf und die Ausbeute stark beeinflussende Nebenreaktion auftritt.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht von den leicht zugänglichen, metallierbaren Verbindungen der Formel IV aus
R1-(A°)k-(Z1-A1)m-Z°-X· IV
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worin R1, A°, A1, Z°, Z1, k und m die für Formel I angegebene Bedeutung besitzen und X1 Chlor, Brom, Iod, ein leicht zu abstrahierendes Wasserstoffatom oder eine Vinyl-Gruppe, die leicht in eine Metall-Ethylen-Gruppe umwandelbar ist, bedeutet.
Diese werden nach bekannten Verfahren, wi sie z.B. in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, Band 13/3a in die entsprechenden Bororganyle der Formel II überführt. Die angewendeten Methoden werden dabei zweckmäßig der Natur der in den metallierbaren Verbindungen der Formel IV befindlichen funktioneilen Gruppen angepaßt.
So können die sonst nur mit Schwierigkeit herzustellenden Organobor-Verbindungen z.B. durch Transmetallierung der Alkalimetallderivate nach der von Brown et al., Tetrahedron Lett. 1988, 2631 beschriebenen Methode, oder durch Addition von Dialkylboronen, z.B. 9-Borabicyclo-[3.3.1]nonan an eine Verbindung der Formel IV, worin X1 eine Vinylgruppe bedeutet, nach der von Suzuki et al., Tetrahedron Lett. 1986, 6369-6372, hergestellt werden.
Die Umsetzung der metallierbaren Verbindungen der Formel IV erfolgt vorzugsweise in einem in.rten Lösungsmittel, beispielsweise Ethern wie Diethylether, Dimethoxyethan, Tetrahydrofuran oder Dioxan, Kohlenwasserstoffen wie Hexan, Cyclohexan, Benzol oder Toluol oder Gemischen dieser Lösungsmittel mit metallischen Lithium, n-Butyllithium, tert-Butyllithium, Lithiumnaphthalenid, Lithiumdi-tert-Butylnaphthalenid oder metallischen Magnesium oder durch starke organische Basen wie beispielsweise Lithium-diisopropylamid, Lithium-dicyclohexylamid, Kaliumbis-(trimetylsilyl)-amid oder Lithium-tetramethylpiperidin bei Temperaturen von -100° bis +100 0C vorzugsweise bei -78° bis +75 0C.
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Nach vollständiger Metallierung wird bei -50 0C bis +50 0C, vorzugsweise bei 0 0C bis +30 0C eine Borverbindung hinzugefügt.
Bevorzugte Borverbindingen sind Bortrihalogenide, wie Bortrichlorid oder Bortribromid, oder Trialkylborate wie Trimethylborat oder Triisopropylborat.
Unter diesen Bedingungen ist die Umwandlung der metallierbaren Verbindungen der Formel IV in die Bororganyle der Formel II gewöhnlich in etwa 10 bis 60 Minuten beendet.
Anschließend fügt man der Lösung des Bororganyls der Formel II die Kopplungskomponente der Formel III und einen geeigneten Metallkatalysator zu, wobei eine selektive Kopplung zu den Verbindungen der Formel I erfolgt.
Zweckmäßigerweise wendet man dabei die gleichen wie für die Herstellung der Titanorganyle der Formel II voranstehend genannten Lösungsmittel an bei den angegebenen Temperaturen. Die erforderlichen Reaktionszeiten betragen in der Regel zwischen etwa 1 und 50 Stunden.
Als Ausgangsverbindungen werden metallierbare Verbindungen der Formel IV und Verbindungen der Formel III eingesetzt. Als einsetzbare Halogenverbindungen kommen alle Halogenide, die sich in ein Titanorganyl umwandeln lassen, in Frage. Vorzugsweise werden die Bromide eingesetzt, ferner auch die Chloride oder Iodide.
Die nachfolgenden Formeln IVa bis TVn stellen eine Gruppe von ganz besonders bevorzugten Ausgangsverbindungen dar, wobei die aromatischen Gruppen auch durch F, Cl, CN oder CH3, die Cyclohexylgruppen auch in 1-Jteilung durch F, Cl, CF„, CN oder C1-C4 Alkyl substituiert sein können:
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•' Ο-Ο-
284
~Br IVb
'N IVc
Br IVe
R -^ >^ ;-CH2CH2Br IVg
R1-< 0 )-Br Ivh
-(O V-CH2CH2-Br IVi
·-( 0 )~CH=CH2 IVl
-^ O)-(O )-CII=CH9 IVm
R1-/ VcH2CH2-C O >-Br IVn
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- 9- 2 8 4 0 2
R bedeutet darin vorzugsweise eine Alkylgruppe mit 1-18
C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte
CH2-Gruppen durch -O- und/oder -CO- und/oder -CO-O-ersetzt sein können.
In den Formeln I, II, III und IV bedeuten R1 bzw. R2 vorzugsweise geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-18 C-Atomen, vorzugsweise mit 2-10 C-Atomen, und bedeuten demnach bevorzugt Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl oder Decyl, ferner auch Methyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl oder Pentadecyl. Bevorzugt sind auch verzweigte Reste wie Isopropyl, 2-Butyl, Isopentyl, 1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl,
1 2 1-Methylhexyl oder 1-Methylheptyl. R bzw. R bedeutet vorzugsweise auch Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy, Heptoxy, Octoxy, Nonoxy und Decoxy, ferner auch Methoxy, Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy, Tetradecoxy oder Pentadecoxy oder auch Isopropoxy, Isopentoxy, 2-Butoxy oder 1-Methylpentoxy.
Für die Kopplung mit den Bororganylen der Formel II verwendbar sind alle Verbindungen der Formel III. Vorzugsweise werden die Bromide (X = Br) eingesetzt, ferner auch die Chloride (X = Cl) und Perfluoralkansulfonate (X = OSO2-(CF2) -CF3). Unter den Perfluoralkansulfonaten besonders bevorzugt sind die Trifluormethan-, Perfluorethan- und Perfluorpropansulfonate.
Die nachfolgenden Formeln 11 Ia bis IHq stellen eine Gruppe von ganz besonders bevorzugten Ausgangsverbindungen dar, wobei die aromatischen Gruppen auch durch F, Cl, CN oder CH„, die Cyclohexylgruppen auch in 1-Stellung durch F, Cl, CF3, CN oder C1-C4 Alkyl substituiert sein können:
PAT LOG 12 290689
- 10 -
J <"
>/ o Vr
2840^2
Br-R2 IHa
Br-< O >-Halogen IHb
Br-< O >-CN IHc
F Br-^ O >-CN HId
Br-( O >-R" IIIe
Br-< O W O VR2 IHf
/ \ Br
'—'N
0N -<^o\-R2 IHg
IHh
Br-Z O VcH2CH2-Z O Vr2 IHi
Br-Z O VcH=CH-Z O VZ O Vr2 III j
0N
-^o Vr2 ink
Br-Z \r2 HH
PAT LOG 12 290689
Ulm
κ>
Br-CH2CH2-( )-R2
CF3-SO2-0-< 0 )-R* IIIO
CF3-SO2-O-Zo Vr2 nip
IHq
2 R bedeutet darin vorzugsweise eine Alkylgruppe mit 1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O- und/oder -CO- und/oder -CO-O- ersetzt sein können.
Als metallische Katalysatoren werden vorzugsweise solche des Palladiums und/oder Nickels verwendet. Zur Bildung geeigneter Komplexe befähigte Liganden finden sich beispielsweise in der Gruppe der Phosphine wie Triphenylphosphin, Tritolylphosphin, Tris-(4-dimethylaminophenyl)-phosphin oder l,2-Bis-(diphenylphosphino)-ethan oder l,l'-Bis-(diphenylphosphino)-forrocen oder der Diketone wie Acetylaceton oder Octafluoracetylaceton.
Es können auch Salze der vorstehend genannten Metalle Verwendung finden, wie beispielweise LiPdCi3 oder entsprechende Nickelsalze. Weiterhin eignen sich auch gemischte Komplexe wie Bis-(triphenylphosphin)-nickeldichlorid.
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Die Verwendung von Tetrakis-(triphenylphosphin)-palladium oder von [1,1'-Bis-(Diphenylphosphin)ferrocenyl]-palladium als Katalysator stellt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Die als Ausgangsverbindungen eingesetzten Halogenverbindungen der Formel IV sind bekannt oder können nach bekannten Methoden, wie beispielsweise in Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Bd. 5/3 und 5/4 beschrieben, hergestellt werden. So ist es beispielsweise möglich, Alkohole der Formel IV, in denen X1 für eine Hydroxylgruppe steht, mit einem Phosphortr.!halogenid oder mit Triphenylphosphin/Tetrahalogenmethan in die entsprechenden Halogenide zu überführen.
Ebenfalls bekannt oder nach bekannten Methoden erhältlieh sind die als Kopplungskomponenten einzusetzenden Verbindungen der Formel III.
Beispielsweise lassen sich Halogenide der Formel III, worin X Br oder I, η 0 und Q einen Aromaten bedeutet, dadurch erhalten, daß man in einem entsprechenden Diazoniumsalz die Diazoniumgruppe durch Br oder I ersetzt.
Perfluoralkylsulfonate der Formel III, worin X 2 (CF2) -CF„ bedeutet, können durch Veresterung entsprechender Alkohole der Formel III, worin X eine Hydroxylgruppe bedeutet, mit Perfluoralkansulfonsäuren oder ihren reaktiven Derivaten hergestellt werden. Die entsprechenden Perfluoralkansulfonsäuren sind bekannt.
Als reaktionsfähige Derivate der genannten Perfluoralkansulfonsäuren eignen sich insbesondere die Säurehalogenide, vor allem die Chloride und Bromide, ferner die Anhydride, z.B. auch gemischte Anhydride, Azide oder Ester, insbesondere Alkylester mit 1-4 C-Atomen in der Alkylgruppe.
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- 13 -
28 4 ο 22
In der vorliegenden Erfindung steht somit ein sehr vorteilhaftes Verfahren zur einfachen, in hohen Ausbeuten verlaufenden, stereoselektiven Herstellung von Verbindungen der Formel I zu Verfügung.
Die Verbindungen der Formel I eignen sich zum Einsatz als flüssigkristalline Materialien, wie z.B. in DE-32 17 und DE~26 36 684 offenbart, oder können als Zwischenprodukte für die Herstellung weiterer flüssigkristalliner Verbindungen verwendet werden.
Ausführungsbeispiele:
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie zu begrenzen. Fp = Schmelzpunkt; K = kristallin; N = nematisch, I = isotrop. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent.
Übliche Aufarbeitung bedeutet im folgenden: Mit schwach saurem Wasser versetzen, mit Toluol extrahieren, Trocknen der organischen Phase, Eindampfen und Reinigen durch Chromatographie und/oder Kristallisation.
Beispiel 1 Schritt (i)
Darstellung von 4-.fentylbiphenyl-4 f-yl-boronsäure
Einige Milliliter einer Lösung von 4-Brom-4'-pentylbiphenyl (0,333 mol/hergestellt aus Biphenyl durch Friedel-Crafts-Acylierung mit Pentanoylchlorid, Huang-Minlon-Reduktion mit Hydrazin-Hydrat, Kaliumhydroxid in Digol, gefolgt von einer Bromierung mit Brom in Chloroform) in
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-14- 2 6 4 O 2 9
35 ml von trockenem Tetrahydrofuran werden zu einer Suspension von Magnesiumspänen (0,036 mol) in 5 ml Tetrahydrofuran gegeben. Nach Anspringen der Reaktion wird die Arylbromid-Lösung langsam so zugetropft, daß ein leichtes Refluxieren erhalten bleibt. Nach Abschluß der Reaktion wird die Mischung auf 15 0C gekühlt und in einer Stickstoff-Atmosphäre zu Trimethylborat (0,0363 mol) bei 15 0C gegeben, wobei eine leicht exotherme Reaktion eintritt. Die Mischung wird 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Man fügt eine 20%ige Salzsäure-Lösung hinzu, trennt die Phasen und extrahiert die wäßrige Phase mit 2 χ 50 ml Ether. Die etherischen Phasen werden mit Wasser gewaschen über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Man erhält einen Feststoff.
Schritt (ii)
Darstellung von 4-Cyano-4''-n-pentyl-p-terphenyl
Ein Gemisch aus dem Produkt aus Schritt (i), 0,0275 mol p-Brombehzonitril, 0,64 g Tetraiis(triphenylphosphin)-palladium, 32 ml einer 2 molaren wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat, 64 ml Toluol und 20- ml Petrolether werden unter heftigem Rühren 5 Stunden zum Sieden erhitzt. Nach Abkühlen wird die organische Phase abgetrennt, gewaschen mit Wasser, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft.
Das Rohprodukt wird über eine kurze Chromatographiesäule (15 g Kieselgel) mit einer l:l-Mischung von Petrolether und Dichlormethan als Laufmittel gereinigt und aus Essigsäureethylester umkristallisiert. Man erhält das Produkt als Feststoff, mit K 130° N 239° I.
PAT LOG 12 290689
- 15 - * ö ·? O 2 2
Analog werden hergestellt:
4-Cyan-4·'-n-propyl-p-terphenyl K 182° N 251° I
4-Cyan-4''-n-butyl-p-terphenyl K 154° N 242° I
4-Cyan-4''-n-hexyl-p-terphenyl K 125° N 228° I
4-Cyan-4''-n-heptyl-p-terphenyl K 134° N 222° I
Beispiel 2
0,02 mol cis-4-(trans-4·-Propylcyclohexyl)-cyclohexylbromid (hergestellt aus dem entsprechenden trans-Alkohol mit Triphenylphosphin/Brom in Acetonitril in für die Bromierung von Alkoholen bekannter Weise) werden in 50 ml Tetrahydrofuran mit 0,022 mol Magnesium umgesetzt und analog Beispiel 1 (i) in das Boronsäure-Derivat überführt. Dieses wird analog Beispiel 1 (ii) mit 0,16 g Tetrakis(triphenylphosphin)palladium(O) und 0,02 mol 4-Brom-2-fluorbenzonitril umgesetzt. Darauf wird mit schwach saurem Wasser und Toluol extrahiert, die organische Phase über MgSO4 getrocknet und eingedampft. Der Eindampfrückstand ergibt nach Chromatographie über Kieselgel mit Petrolether/ Diethylether 9:1 und Kristallisation aus Ethanol 4-Cyano-3-fluor-l-[trans-4·-(trans-4"-propylcyclohexyl)-cyclo hexyl Jbenzol vom Schmelzpunkt 54,3 0C und Klärpunkt 203 0C (54 % d.Th).
Auf analoge Weise erhält man aus 0,02 Mol cis-4-(trans-4·- Butylcyclohexyl)-cyclohexylbromid und 0,02 Mol 4-Trifluormethansulfonyloxy-2-fluorbenzonitril 2,3 g 4-Cyano-3-fluorl-[trans-4'-(trans-4"-butylcyclohexyl)-cyclohexyl]-benzol; K/N 67°, N/I 197,4°.
Analog lassen sich die folgenden Verbindungen darstellen (die angegebenen Übergangstemperaturen beziehen sich auf den Übergang kristallin/nematisch (K/N) und nematisch/ isotrop (N/I).
PAT LOG 12 290689
- 16 -
2 l!4 O Ί 2
4-[trans-4'-(trans~4"-Alkylcyclohexyl)-cyclohexyl]-halogenbenzole
Alkyl -
5 Alkyl H7C3 H9C4 H13C6
Hal
Cl
K/N (0C) 87,9 79,5 57,8
N/I (0C) 158,5 152,1 173,2
4-[trans-4·-(trans-4"-Alkylcyclohexyl)-cyclohexyl)-alkoxybenzole und -alkylbenzole
Alkyl R4 K/N (0C) N/I (0C)
H7C3 OCH3 79,5 211
15 H9C4 OC6H13 70,0 186, 3
H7C3 CH3 64,6 179, 8
H11C5 C3H7 48,6 181, 0
H7C3 C5H11 < 20 172, 0
PAT LOG 12 290689
- 17 -
trans-4-Alkylcyclohexylarylderivate
Alkyl -
Alkyl
K/N (0C) N/I (0C)
H7C3
-(O
H7C3 OHO)-C7H1, 106 169 N_y /id
H7C3
H7C3
F -CN
H9C4
CN
H11C5
CN
H7C3
H15C7
-CN 19 21
PAT LOG 12 290689
4-[trans-4'-(trans-4"-Alkylcyclohexyl)-cyclohexyl] arylderivate
5 Alkyl R4
C3H7 COCH3
C2H5 CN
C3H7 CN
K/N (0C) N/I (0C) 81 115 76 195 55 184
CnH11 -/ O >-C„H,.. 200 270
Beispiel 3
Aus 0,02 mol l-Brom-2-(trans-4-pentylcyclohexyl)-ethan und 0,02 mol Magnesium wird in 40 ml Tetrahydrofuran die Grignard-Verbindung bereitet. Diese wird analog Beispiel 1 Schritt (i) in das entsprechende Boronsäure-Derivat überführt. Darauf werden 0,02 niol 4-Brom-2-fluorbenzonitril in 20 ml Tetrahydrofuran und 0,25 g Tetrakis(triphenylphosphin)-palladium(O) zugesetzt. Nach Rühren über Nacht bei Zimmertemperatur wird eingedampft, mit Wasser und Diethylether extrahiert, die organische Phase getrocknet, eingedampft und der Rückstand über Kieselgel mit Petrolether/Diethylether 9:1 chromatographiert. Die Hauptfraktion ergibt nach zweimaliger Kristallisation aus Methanol bei -20 0C unter Verwendung von Aktivkohle 4,6 g l-(4-Cya.io-3-fluorphenyl)-2-(trans-4'-pentylcyclohexyl)-ethan. Schmelzpunkt 16°, KIp. 21°.
PAT LOG 12 290689
- 19 - 2 8 4 0
Analog lassen sich die folgenden trans-4-Alkylcyclohexyl· ethane darstellen:
5 Alkyl B R K/N
H7C3 CN 38
H7C3 4 CN
10 H15C7 F -te- CN 43,5
H7C3 CN
K/N (0C) N/I (0C) 43
7,2
56
Durch Ummetallierung der entsprechenden Li-Verbindungen mit Trimethylborat werden die entsprechenden l-Aryl-2-[trans-4'-(alkylcyclohexyl)-trans-4"-cyclohexyl]ethane erhalten:
Alkyl-(^-^y^Aryl K/N .(0C) N/I (0C)
Alkyl Aryl
H7C3 -^O^"CH3 34 158
H7C3 -^O)-CN 71,5 170
PAT LCG 12 290689
H9C4 -(O)-CN K65 S75 N191 I
H9C4 -(O)-CN 59 164,2
K39 S107 N140 I
0CH3 K81 S158 N175'5
Beispiel 4
0,02 mol trans-4-(trans-4'-Pentylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäurenitril werden in 7,5 ml Tetrahydrofuran gelöst und bei -75° bis -65 0C zu einer Lösung von Lithiumdiisopropylamid getropft, die in 7,5 ml Tetrahydrofuran aus 2,7 ml Diisopropylamin und 12,5 ml 15 %iger Hexanlösung von Butyllithium bereitet wird. Nach der Zugabe wird noch 30 Minuten nachgerührt, dann werden unter weiterem Rühren bei -78 0C 0,022 mol Trimethylborat gelöst in 10 ml Tetrahydrofuran, zugetropft. Es wird bei -50 0C eine halbe Stunde nachgerührt, dann werden 50 mg 1,2-Bisdiphenylphosphinoethano-Nickeldichlorid und 3,27 g 4-Brombenzonitril, gelöst in 15 ml Tetrahydrofuran, zugesetzt und nach Entfernung der Kühlung 72 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt. Darauf wird mit Eiswasser zersetzt, eingedampft, wit Wasser/Petrolether extrahiert, die Petroletherphase getrocknet, eingedampft und über Kieselgel mit Petrolether/Diethylcther g:i chromatographiert.
PAT LOG 12 290689
- 21 - #840^2
Die Hauptfraktion ergibt nach zweimaliger Umkristallisation aus Essigsäureethylestar 0,92 g 4-[cis-4-(trans-4-PentylcyclohexylJ-r-l-cyanocyclohexyl]-benzonitril. Die Verwendung von NiCl2 (PPh3J2 unter sonst gleichen Bedingungen führt zu vergleichbaren Ausbeuten.
Schmelzpunkt 113,3 0C, Klärpunkt: 135,6 0C, Δε = 2,3
Analog werden aus dem Titanderivat des trans-4-(trans-4'-Pentylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäurenitrils unter Verwendung des Dicyclopentadienyltitandichlorid erhalten:
Schmelz- Klär- Δε
punkt 0C . punkt 0C N <
N „ _CN ,-^
(O)-CO9C9Fc. 86,0 116,2 -6,6
N_/ δ δ D
Beispiel 5
Cis-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-l-bromcyclohexan wird analog Beispiel 2 in 4'-Pentylbicyclohexyl-4-yl-boronsäure überführt. [1,1'-Bis-(diphenylphosphin)ferrocentyl !palladium (0), hergestellt aus 0,57 g [(Diphenyl phosphine)ferrocentyl]palladium(II)-chlorid und 0,95 ml einer Lösung von Diisobutylaluminiumhydrid in Toluol (20%ig) und 0,02 mol trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-1-bromcyclohexan in 50 ml Tetrahydrofuran werden hinzugefügt. Die Reaktionsmischung wird 10 Stunden unter Rückfluß gerührt. Man erhält trans,trans,trans,trans-4-Propyl-4'''-pentyl-quatercyclohexan.
PAT LOG 12 290639
- 22 - 2 8 4 0 2
Beispiel 6
Eine Mischung aus 0,007 mol 4-(2-(trans~4-Propylcyclohexyl)-ethyl)-phenylboronsäure (hergestellt aus l-(trans-4-Propylcyclohexyl)-2-(4-bromphenyl)-ethan analog Beispiel 1 (i)), 5 ml Triethylamin, 20 ml Dimethylformamid, 0,16 g Bis-(triphenylphosphin)palladium(O) und 0,007 mol 4-Trifluormethansulfonyloxy-2-fluor-l-pentylbenzol wird 16 Stunden auf 70 0C erhitzt. Nach üblicher Aufarbeitung erhält mün 0,89 g t-Pentyl-2-fluor-4'-(2-(trans-4-propylcyclohexyl)-ethyl)-biphenyl.
Analog werden hergestellt:
1-(trans,trans-4-Propylbicyclohexyl-4·-yl)-2-(4-pentyl-2-fluorphenyl)-ethan
2-(4-(trans-4-Alkylcyclohexyl)-phenyl)-5-alkylpyrimidine aus 4-(trans-Alkylcyclohexyl)-pheny!boronsäuren und 2-Halogen-5-alkylpyrimidinen
'-Οθ-Θ-
R1 R2 K/N (0C) N/I (0C)
C2H5 C2H5 115 158
C2H5 C3H7 100 173
C2H5 C5H11 91 162
C3H7 C2H5 109 184
C3H7 C3H7 97 198
C3H7 C5H11 79 179
C5H11 C2H5 116 178
C5H11 C3H7 101 187
C5H11 C5H11 73 177
PAT LOG 12 290689

Claims (4)

  1. Patentansprüche;
    1. Verfahren zur Herstellung von ßtäbchenf önnigen Verbindungen der Formel I
    R1-(A°)k-(Z1-A1)m-ZO-(E)n-(A2)o-(22-A3)p-R2 I
    wobei
    2
    R und R jeweils unabhängig voneinander CN, Halogen oder einen, gegebenenfalls durch CN oder durch mindestens ein Halogen substituierten, Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 18 C-Atomen, worin eine oder zwei nicht
    benachbarte CH2-Gruppen dieser Reste durch -O-/ -CO-, -O-CO- und/oder -CO-O- ersetzt sein können,
    A°, A1, A2
    3
    und A jeweils unabhängig voneinander
    a) eine 1,4-Cyclohexylen-Gruppe, gegebenenfalls in der 1-Position substituiert durch R , worin eine oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen ersetzt sein können durch -0- und/
    oder -S-,
    b) eine 1,4-Cyclohexenylen-, eine Piperidin-l,4-diyl- oder eine 1,4-Bicyclo [2,2,2]-octylen-Gruppe, oder
    PAT LOG 14 260689
    c) eine 1,4-Phenylen-Gruppe, gegebenenfalls substituiert durch R , worin mindestens eine CH-Gruppe durch N ersetzt sein kann,
    , E CR3=CR4 oder CHR3-CHR4,
    3 4
    R luid R jeweils unabhängig voneinander H, Alkyl
    mit 1-6 C-Atomen, F, Cl, Br oder CN,
    Z° eine Einfachbindung oder Alkylen mit
    1-4 C-Atomen worin eine oder zwei CH2-Gruppen durch -CH(CN)-, -CH(Cl)- oder
    -CH(F)- ersetzt sein kann,
    1 2
    Z und Z jeweils -CO-O-, -0-CO-, CH2CH2-, -CHCN-CH2-, -CH2-CHCN-, -CH=CH-, -OCH2-, -CH2O-, -CN=N-, -N=CH-, -NO=N-, -N=NO-, oder eine Einfachbindung
    m and ρ jeweils 0, 1 oder 2 und η, ο und k jeweils 0 oder 1, bedeuten,
    dadurch gekennzeichnet, daß man eine Organobor-Verbindung der Formel II
    R1-(A°)k-(Z1-A1)m-Z°-B(Y)2 II
    worin R1, A°, A1, Z°, Z1, k und m die für Formel I angegebene Bedeutung besitzen und Y, OH, Alkyl oder O-Alkyl jeweils mit 1-6 C-Atomen, Cl, Br, I oder einem Rest R1-(A°),-(Z1-A1)m-Z°- mit der oben an-
    K IU
    gegebenen Bedeutung, oder (Y)? bedeutet eine Gruppe der Formeln a, b, c:
    PAT LOG 14 260689
    -O
    -0
    :»q <CH2>
    worin q 1, 2, 3 oder 4, und ν und s jeweils 2, 3, 4 oder 5 sind, in Gegenwart einer Metallverbindung mit einer Verbindung der Formel III koppelt,
    X-<E)n-(A2)o-(Z2-A3)p-R2 III
    worin R2, E, A2, A3, Z2, η, ο und ρ die für Formel I angegebenen Bedeutung besitzen, und die Summe von X, Cl, Br, I oder OSO2-(CF2J-CF3 ist, worin g 0-10 ist, mit den Maßgaben, daß
    a) ra, ο, ρ und k ist 2, 3, 4, 5 oder 6 ist,
    b) Z2 -CH2-CH2-, CHCN-CH2-, -CH2-CHCN-, -CH=CH- oder eine Einfachbindung ist, wenn η + ο = O,
    und
    c) R2 CN ist, falls X in der Formel III Cl, Br oder J bedeutet und wenigstens eine der Gruppe A , A , A und A eine durch Fluor oder CN substituierte 1,4-Phenylen-Gruppe ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 eine Palladium- oder Nickel-Verbindung als Metallverbindung eingesetzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Organobor-Verbindung der Formel II gekoppelt wird mit einer Verbindung der Formel III1
    PAT LOG 14 260689
    x-
    •CN
    t
    III
    <F>u <F>v
    worin X die angegebene Bedeutung besitzt, t O, 1 oder 2 ist, und u und ν jeweils 0, 1, oder 2 sind.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Organobor-Verbindung der Formel III,
    R1-(A°)k-(Z1-A1)m-Z°-B(OH)2
    III
    worin R , A°, A , Z , Z°, k und m die angegebene Bedeutung besitzen, in Gegenwart einer schwachen Base mit einer Verbindung der Formel IHl,
    F3C-(0)2S-0-(E)n-(A2)o-(Z2-A3)p-R2
    IHl
    2 2 3 2
    worin Κ,Α,Α,Ε,Ζ,η,ο und ρ die angegebene Bedeutung besitzen, koppelt.
    PAT LOG 14 260689
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