WO2003048079A2 - Verfahren zur arylierung von olefinen - Google Patents

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WO2003048079A2
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    • C07C67/333—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
    • C07C67/343—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms

Definitions

  • the invention relates to a process for the arylation of olefins by reacting halogen aromatics or aryl sulfonates with olefins in the presence of a palladium catalyst, a sterically demanding nitrogen base and in the presence of a salt.
  • Aryl olefins are often prepared by palladium-catalyzed coupling of aromatics of iodine or bromine, more rarely aromatics of chlorine or aryl sulfonates, with olefins. Due to the high price and the large amounts of waste caused by the high molar masses, the use of iodine and
  • Aromatic bromine aromatics disadvantageous. However, the more readily available and therefore cheaper chloroaromatics show comparatively low reactivity.
  • Zapf and Beller describe, among other things, the palladium-catalyzed reaction of chloroaromatics with olefins at temperatures of 160 ° C and addition of 20 mol% of quaternary ammonium salts in the presence of a base. Thereby, catalyst turnover numbers (TON) of 850-1000 are achieved in 24 h.
  • Halogen aromatics in particular chloro aromatics with olefins in an efficient manner.
  • n stands for one or two
  • X each independently represents chlorine, bromine, iodine or a sulfonate
  • Ar in the context of the invention is, for example and preferably, carbocyclic aromatic radicals having 6 to 24 structural carbon atoms or heteroaromatic radicals having 5 to 24 structural carbon atoms in which none, one, two or three
  • Framework carbon atoms per cycle but at least one framework carbon atom in the entire molecule can be substituted by heteroatoms selected from the group consisting of nitrogen, sulfur or oxygen.
  • the carbocyclic aromatic radicals or heteroaromatic radicals can be substituted with up to five identical or different substituents per cycle, selected from the
  • A is absent or represents a C 8 -C 8 alkylene radical
  • B is absent or represents oxygen, sulfur or NR 1 ,
  • R 1 is hydrogen, -C 8 alkyl, C 6 -C 15 arylalkyl or C 5 -C 4 aryl and D represents a carbonyl group and
  • K represents R 2 , OR 2 , NHR 3 or N (R 3 ) 2 ,
  • R 2 is CC 8 alkyl, C 6 -C 15 arylalkyl, CC 8 haloalkyl or C 5 - C 1 aryl and
  • R 3 each independently represents CrC 8 alkyl, C 6 -C 15 arylalkyl or C 6 -C 1 aryl or N (R 3 ) 2 together represents a cyclic amino radical
  • A, B, K and R 2 have the meaning given above and W represents OH, NH 2 , or OM, where M can mean an alkali metal ion, half an equivalent of an alkaline earth metal ion, an ammonium ion or an organic ammonium ion.
  • alkyl or alkylene or alkoxy in each case independently means a straight-chain, cyclic, branched or unbranched alkyl or alkylene or alkoxy radical, which is optionally further substituted by C 1 -C 4 -alkoxy radicals can be.
  • alkylene part of an arylalkyl radical independently means a straight-chain, cyclic, branched or unbranched alkyl or alkylene or alkoxy radical, which is optionally further substituted by C 1 -C 4 -alkoxy radicals.
  • CrCe alkyl is methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, n-pentyl, cyclohexyl and n-hexyl, C 1 -C 8 -alkyl, for example for n-heptyl, n-octyl or iso-octyl, Ci-C 12 - alkyl, furthermore, for example, for n-decyl and n-dodecyl and C1-C20 even furthermore for n-hexadecyl and n-octadecyl.
  • C 1 -C 4 -alkylene in all contexts is preferably methylene, 1,1-ethylene, 1,2-ethylene, 1,1-propylene, 1,2-propylene, 1,3-propylene, 1,1-butylene , 1,2-butylene, 2,3-butylene and 1,4-butylene, C 1 -C 6 -alkylene in addition for
  • C 1 -C 4 -alkoxy in all contexts preferably represents methoxy, ethoxy, isopropoxy, n-propoxy, n-butoxy and tert-butoxy, Ci-Cg-alkoxy furthermore cyclohexyloxy.
  • aryl as a substituent encompasses carbocyclic radicals and heteroaromatic radicals in which none, one, two or three backbone atoms per cycle, but in the rest at least one backbone atom are heteroatoms selected from the group consisting of nitrogen, sulfur or oxygen.
  • C 5 -C 10 aryl is, for example and preferably phenyl, pyridyl, o-, m-, or p-tolyl, Cs-C ⁇ aryl furthermore anthracenyl.
  • C 6 -C 15 arylalkyl is, for example and preferably, benzyl.
  • haloalkyl or fluoroalkyl each independently means a straight-chain, cyclic, branched or unbranched alkyl radical which is independent of one, more or completely of halogen atoms selected from the group fluorine, chlorine, or bromine or fluorine may be substituted.
  • -Cs-haloalkyl in all contexts preferably trifluoromethyl, trichloromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, pentafluoroethyl and nonafluorobutyl, Ci-Cg-fluoroalkyl for trifluoromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, pentafluoroethyl and nonafluorobutyl.
  • Protected formyl means a formyl radical which is protected by conversion into an aminal, acetal or a mixed aminal acetal, where the aminals,
  • Acetals and mixed amino acetals can be acyclic or cyclic.
  • protected formyl is a l, l- (2,5-dioxy) cyclopentylene radical.
  • Ar stands for a substituted or unsubstituted aromatic radical and is selected from the group phenyl, naphthyl, phenanthrenyl, anthracenyl, fluorenyl, pyridinyl, oxazolyl, thiophen-yl, benzofuranyl, benzothiophen-yl, dibenzofuran-yl, dibenzothiophen-yl, furanyl Indolyl, pyridazinyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, triazolyl and quinolinyl, which continues with no, one, two or three residues per
  • Cycle can be further substituted, which are each independently selected from the group
  • X represents chlorine, bromine, iodine, trifluoromethanesulfonyloxy or nonafluorobutanesulfonyloxy.
  • Aromatic compounds of the general formula (I) are particularly preferably used for the process according to the invention, in which
  • Ar represents a phenyl radical which can be further substituted by none, one, two or three radicals which are each independently selected from the group
  • X represents chlorine or bromine.
  • the following compounds are very particularly preferably used: p-trifluoromethylchlorobenzene, o-trifluoromethylchlorobenzene, m-trifluoromethylchlorobenzene, 3,5-bis-trifluoromethylchlorobenzene, o-cyanochlorobenzene, p-chlorobenzaldehyde.
  • Palladium complexes for example, are preferably used as the palladium catalyst.
  • Palladium complexes can be generated, for example, from palladium compounds and suitable ligands in the reaction solution, or can be used in the form of already isolated palladium complexes.
  • Palladium complexes which contain, as ligands, phosphorus compounds such as, for example, phosphines, phosphites, phosphonites or mixtures thereof, preferably phosphines, are suitable as isolated palladium complexes for the process according to the invention.
  • An is an anion, preferably chloride, bromide, iodide, acetate, propionate, allyl or cyclopentadienyl.
  • Diphosphorus compound can stand.
  • Monophosphorus compounds are, for example and preferably those of the general formula (Va) P (ER 4 ) 3 (Va)
  • R 4 each independently of one another and independently of R 4 are absent or represent oxygen and the radicals R 4 each independently of one another are C 1 -C 8 -alkyl or unsubstituted, mono-, di- or trisubstituted by R 5 phenyl-, naphthyl- or ferrocenyl stand where
  • Particularly preferred monophosphorus compounds are those of the general formula
  • R 5 represents Ci-Cs-alkyl, CC 8 -alkoxy, chlorine or fluorine.
  • Monophosphorus compounds are very particularly preferred those of the general formula (Va) in which E is absent
  • R 5 represents dC 8 alkyl, dC 8 alkoxy, chlorine or fluorine.
  • Tri- (tert-butyl) phosphine, phenyldi (tert-butyl) phosphine and ferrocenyl-di- (tert-butyl) phosphine are even more preferred as monophosphorus compounds.
  • Diphosphorus compounds can, for example and preferably, be those of the general formula (Vb)
  • each independently and independently of R 6 and Z is absent or represents oxygen
  • radicals R 6 independently of one another represent dC 8 alkyl or unsubstituted, mono-, di- or trisubstituted by R 7 phenyl, naphthyl or heteroaryl with 5 to 12 carbon atoms, where
  • R 7 is in each case selected independently from the group dC 8 -alkyl, d-Cs-alkoxy, fluoro- or cyano- and
  • Z for an unsubstituted or substituted radical from the group dC - alkylene, 1,2-phenylene, 1,3-phenylene, 1,2-cyclohexyl, l, l'-ferrocenyl, 1,2-ferrocenyl, 2,2'- (l, r-binaphtyl) and l, l '-biphenyl.
  • Preferred diphosphorus compounds are 1,3-bis (diisopropylphosphino) propane,
  • Preferred isolated palladium complexes are palladium (II) bis (tri-t-butylphosphine) dichloride, palladium (II) bis-di-tert-butylphenylphosphine dichloride, palladium (II) bis-di-tert-butylferrocenylphosphine dichloride, palladium (0) tricyclohexylphosphandiallyl - ether complex, palladium (0) bistricyclohexylphosphine.
  • Palladium complexes which are produced from palladium compounds and ligands in the reaction solution are preferred as palladium catalysts for the process according to the invention.
  • Palladium compounds can be used, for example, and preferably
  • Y 1 represents an anion, preferably chloride, bromide, acetate, propionate, nitrate, methanesulfonate, trifluoromethanesulfonate, acetylacetonate, allyl or cyclopentadienyl,
  • Y 2 is an anion, preferably chloride, bromide, acetate, methanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate or trifluoromethanesulfonate, tetrafluoroborate or hexafluorophosphate and
  • L 1 in each case represents a nitrile, preferably acetonitrile, benzonitrile or benzyl nitrile, or an olefin, preferably cyclohexene or cyclooctene, or (L ⁇ 2 together represents a diolefin, preferably norbomadiene or 1,5-cyclooctadiene,
  • Y 3 represents a halide, preferably chloride or bromide
  • M represents lithium, sodium, potassium, ammonium or organic ammonium.
  • Preferred palladium compounds are palladium (II) acetate, palladium (II) chloride, palladium (II) bromide, palladium (II) propionate, palladium (II) acetylacetonate, lithium,
  • Phosphorus compounds of the general formulas (Va) and (Vb) are preferably used as ligands for the production of palladium complexes in the reaction solution, monophosphorus compounds of the general formula (Va) being even more preferred.
  • the preferred areas mentioned apply in the same way.
  • the molar ratio of phosphorus to palladium in the reaction mixture can be, for example, 1: 1 to 10: 1, 2: 1 to 5: 1 is preferred, 3: 1 to 4: 1 is particularly preferred.
  • the molar ratio of X to be exchanged in compounds of the general formula (I) to palladium can be be 10 to 20,000, a ratio of 100 to 5,000 is preferred, and 500 to 2,000 is very particularly preferred.
  • the process according to the invention is carried out in the presence of at least one, preferably one, sterically demanding nitrogen base.
  • Sterically demanding nitrogen bases are, for example, amines of the general formula
  • R 8 , R 9 and R 10 each independently of one another represent C1-C20-alkyl, C5 to C14-aryl or Cg-C ⁇ -arylalkyl or two or three of the radicals R, R and R 10 each have a nitrogen atom can form mono-, bi- or tricyclic heterocycle with 4 to 8 carbon atoms per cycle,
  • radicals R 8 , R 9 and R 10 preferably two or three, each independently of one another, are bonded to the nitrogen atom either via a tertiary or quaternary sp 3 carbon atom or for an aryl radical stand, the single or double, preferably twice in the ortho-
  • Residues which can be bonded to the nitrogen atom via a tertiary or quaternary sp carbon atom are, for example and preferably, isopropyl, sec-butyl, tert-butyl, 1-methylbutyl, 1-ethyl ⁇ ro ⁇ yl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2 -
  • Aryl residues which are substituted once or twice in the ortho positions are, for example, o-tolyl, 2,6-dimethylphenyl, 2-ethyl-6-methylphenyl, 2,6-diisopropylphenyl, o-anisyl and 2,6 -Dimethoxyphenyl.
  • Monocyclic heterocycles for the purposes of the invention are, for example, N-methyl
  • Sterically demanding nitrogen bases are still N-hetero aromatic compounds that are substituted in both ortho positions to nitrogen.
  • 2,6-disubstituted pyridines such as 2,6-lutidine, 2,6-diethylpyridine, 2,6-diisopropylpyridine, 2,6-dimethoxypyridine, 2,6-di-tert-butylpyridine are preferred.
  • Very particularly preferred for the process according to the invention are as sterically demanding nitrogen bases ethyldiisopropylamine, triisopropylamine, diisopropylaniline, triisobutylamine, ethyldiisobutylamine, dicyclohexylmethylamine, dicyclohexyethylamine, cyclohexyldiethylamine, cyclohexyldimethylidinopropylamine, and 2,6-bispyldimethylamine and 2,6
  • Dicyclohexylmethylamine, dicyclohexyethylamine, cyclohexyldimethylamine are further preferred.
  • the amount of base used can e.g. 0.2 to 200 times, preferably 1 to 3 times and even more preferably 1.0 to 1.2 times, based on the molar amount of the aromatic compound of the general formula (I).
  • the sterically demanding nitrogen base can be used in combination with another base.
  • 1 to 95% of the amount of sterically demanding full nitrogen base can be replaced by a non-sterically demanding nitrogen base.
  • Non-sterically demanding nitrogen bases in the sense of the invention are, for example, alkali and alkaline earth metal carboxylates such as, for example, acetates, propionates,
  • alkali and alkaline earth metal carbonates hydrogen carbonates, phosphates, hydrogen phosphates, hydroxides.
  • Alkali metals are preferably lithium, sodium, potassium and cesium
  • alkaline earth metals are preferably calcium, magnesium and barium.
  • the process according to the invention is carried out in the presence of at least one, preferably a salt.
  • Suitable salts for the process according to the invention are, for example and preferably, salts of the general formula (VIII)
  • (Cation) particularly preferably stands for tetrabutylammonium, tetraphenylammonium, tetraphenylphosphonium, tetrabutylphosphonium.
  • (Anion) is preferably fluoride, chloride, bromide, iodide, cyanate, thiocyanate, acetate, hydroxide, nitrate, hydrogen sulfate, tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, tosylate, and triflate, particularly preferably chloride, bromide, iodide.
  • Very particularly preferred salts are tefrabutylammomum chloride, tetrabutylammonium bromide, tetraphenylammonium bromide, tetrabutylphosphonium chloride, tetrabutylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium chloride and tetraphenylphosphonium bromide or mixtures thereof.
  • Tetrabutylammonium bromide is even more preferred.
  • the salts can be used, for example, in amounts of 0.01-100 mol% based on the compound limiting the theoretical yield (aryl compound of the general formula (I) or the olefin), preferably in amounts of 0.1 to 15 mol%. , particularly preferably in amounts of 0.5 to 5 mol% and very particularly preferably in amounts of 0.5 to 2 mol%.
  • olefins which carry at least one hydrogen atom on the double bond are those of the general formula (X)
  • R 11 is hydrogen or methyl
  • R 12 is hydrogen or methyl
  • R 13 can stand for hydrogen, cyano, SO M, -CC 8 alkyl, carbocyclic aromatic radicals with 6 to 18 carbon atoms or heteroaromatic radicals with 5 to 18 carbon atoms, in which none, one, two or three carbon atoms per cycle, im entire molecule, however, at least one carbon atom, may be substituted by heteroatoms selected from the group consisting of nitrogen, sulfur or oxygen
  • G represents OM, OH, NH 2 , OR 14 , NHR 14 or N (R 14 ) 2 and R 14 represents dC 12 alkyl, C 6 -C 15 arylalkyl or C 5 -C 14 aryl or
  • olefins of the general formula (X) are ethene, propene, butene, l, l, l-trifluoro-2-propene, optionally substituted vinyl-Cg-Ci Q -aromatics such as styrene or the isomeric vinylnaphthalenes, 2, 3 - or 4-fluorostyrene, 2-, 3- or 4-chlorostyrene, 2-, 3- or 4-bromostyrene, 2-, 3- or 4-iodostyrene, 2-, 3- or 4-cyanostyrene, 2-, 3 - or 4- (-C-C 12 ) alkoxystyrene such as 2-, 3- or 4-methoxystyrene,
  • Particularly preferred olefins with at least one hydrogen substituent are ethylene, propene, acrylonitrile, acrylic acid, methyl acrylate, acrylic acid (2-ethylhexyl) ester, acrylic acid amide, l, l, l-trifluoro-2-propene and styrene, where
  • the amount of olefin used can be, for example, 0.2 to 200 times (when used as a solvent) based on the molar amount of the aromatic
  • aromatic compounds of the general formula (I) or olefins of the general formula (X) used are aromatic compounds of the general formula (I) or olefins of the general formula (X) used, the free acid group such as sulfonic acid or Carrying carboxylic acid groups, the amount of base used, sterically demanding nitrogen base or the non-sterically demanding nitrogen base is to be increased accordingly.
  • the process according to the invention is carried out in the presence of solvent, preferably in the presence of aprotic solvent, particularly preferably in the presence of dipolar aprotic solvent.
  • Preferred aprotic solvents are
  • Ethers such as Dioxane, THF, 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether.
  • Amidic solvents such as dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, N-methylcaprolactam or dimethylacetamide.
  • Sulfoxides and sulfones such as dimethyl sulfoxide or tetramethylene sulfone or mixtures of such solvents.
  • Nitriles such as Acetonitrile, benzonitrile and benzyl nitrile, ketones such as e.g. Dimethyl ketone, diethyl ketone, methyl tert-butyl ketone.
  • the amount of the solvent optionally used can be, for example, 50 ml to 5000 ml, preferably 100 to 500 ml per mole of the aromatic compound of the general formula (I).
  • the reaction temperature can be, for example, 20 ° C. to 200 ° C., preferably 80 to 150 ° C. and particularly preferably 100 ° C. to 140 ° C.
  • the reaction can be carried out, for example, at 0.2 to 100 bar, normal pressure is preferred.
  • the reaction time can be, for example, 0.2 h to 72 h, 1 to 10 h are preferred.
  • the reaction is preferably carried out under a protective gas atmosphere with largely exclusion of oxygen and moisture.
  • Protective gases are, for example, nitrogen and noble gases such as argon or mixtures of such gases.
  • the aromatic compound of the general formula (I) together with the olefin, the base, the salt, the ligand and the palladium compound are placed in a reaction vessel under protective gas in a reaction vessel and the batch is heated with stirring to the reaction temperature.
  • the mixture is poured onto water. Solid products then fall out and can be suctioned off and e.g. be washed with water. Liquid products can be extracted with an organic solvent that is immiscible or difficult to mix with water and worked up, for example, by distillation.
  • Solid products can, e.g. can be further purified by recrystallization or falling over.
  • radical inhibitor e.g. Add 2,6-di-tert-butylphenol to avoid radical side reactions.
  • the palladium catalyst can also be added only in the course of the reaction or by adding ligand or palladium compound in the Course of the reaction. Simultaneous addition of olefins and palladium catalyst or ligand or palladium compound is also possible.
  • the base can be recovered, for example, by alkalizing and extracting the washing liquid with an organic solvent.
  • Aryl olefins of the general formula (XII) are obtained in a manner according to the invention
  • Ar and n have the meaning given under the general formula (I) and R 11 , R 12 , R 13 have the meaning given under the general formula (X).
  • Ar has the meaning given under the general formula (I) and R 11
  • R 12 has the meaning given under the general formula (X)
  • R 13 represents cyano or radicals of the general formula (XI) with the meaning given there.
  • the advantage of the process according to the invention lies in the ease with which it can be carried out and the high yields of aromatic olefins. Furthermore, high catalyst turnover numbers (TON) of over 100 mol halogen aromatic / mol palladium catalyst as well as high catalyst turnover rates of over 50 per hour (TOF) are achieved. Examples
  • Example 6 As in Example 6, but only 1.6 mg (7.2 ⁇ mol) palladium acetate and 6.4 mg (29 ⁇ mol) phenyldi (t-butyl) phosphane were used. The reaction temperature was raised to 120 ° C. and a yield of 1.36 g (88% of theory; TON 880; TOF 220 / h) was obtained after only 4 hours.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Arylierung von Olefinen durch Umsetzung von Halogenaromaten oder Arylsulfonaten mit Olefinen in Gegenwart eines Palladiumkatalysators, einer sterisch anspruchsvollen Stickstoffbase in Gegenwart eines Salzes.

Description

Verfahren zur Ar lierung von Olefinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Arylierung von Olefinen durch Umsetzung von Halogenaromaten oder Arylsulfonaten mit Olefinen in Gegenwart eines Palladiumkatalysators, einer sterisch anspruchsvollen Stickstoffbäse und in Gegenwart eines Salzes.
Viele Arylolefme besitzen als Feinchemikalien, UV- Absorber, Ausgangsprodukte für Polymere und Wirkstoffzwischenprodukte eine hohe industrielle Bedeutung.
Die Darstellung von Arylolefinen erfolgt häufig durch Palladium-katalysierte Kupplung von lod- oder Bromaromaten, seltener Chloraromaten oder Arylsulfonaten, mit Olefinen. Aufgrund des hohen Preises und der durch die hohe Molmassen bedingten großen Abfallmengen ist der Einsatz von lod- und
Bromaromaten in technischem Maßstab nachteilig. Die leichter verfugbaren und daher günstigeren Chloraromaten zeigen jedoch vergleichsweise geringe Reaktivität.
Zapf und Beller (Chem. Eur. J. 2001, 7, 2908) beschreiben unter Anderem die Palladium-katalysierte Umsetzung von Chloraromaten mit Olefinen bei Temperaturen von 160°C und Zusatz von 20 mol-% von quarternären Ammoniumsalzen in Gegenwart einer Base. Dabei werden in 24 h Katalysatorumsatzzahlen (TON) von 850-1000 erreicht.
Nachteilig ist. bei diesem Verfahren jedoch der hohe Bedarf an quarternären
Ammoniumsalzen und die- geringen Katalysatorumsatzfrequenzen (TOF) von max. 42 pro Stunde.
Littke und Fu (J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6989) beschreiben ein Verfahren, in dem Chloraromaten mit Olefinen bei Raumtemperatur unter Verwendung von Palla- dium-dibenzylidenaceton ([Pd2(dba)3]) und Tri-tert.-butylphosphin hrGegenwart von Dicyclohexylmethylamm mngesetzt werden. Allerdings sind für das beschriebene Verfahren große Mengen an Palladiumkatalysator nötig, was die technische Anwendung unwirtschaftlich macht.
Es bestand daher das Bedürfnis ein Verfahren zu entwickeln, das die Kupplung von
Halogenaromaten, insbesondere Chloraromaten mit Olefinen in effizienter Weise ermöglicht.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Arylolefinen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass
aromatische Verbindungen der allgemeinen Formel (I),
Ar-[X]„ (I), in der
n für eins oder zwei steht und
Ar für einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen Rest und
X jeweils unabhängig für Chlor, Brom, lod oder ein Sulfonat steht
in Gegenwart eines Palladium-Katalysators
- mindestens einer sterisch anspruchsvollen Stickstoffbase und
mindestens eines Salzes
mit Olefinen, die an der Doppelbindung mindestens ein Wasserstoff-Atom tragen gegebenenfalls in Gegenwart von Lösungsmittel
umgesetzt werden.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass vom Rahmen der Erfindung beliebige Kombinationen von Vorzugsbereichen mitumfasst sind.
Ar steht im Rahmen der Erfindung beispielsweise und bevorzugt für carbocyclische aromatische Reste mit 6 bis 24 Gerüstkohlenstoffatomen oder heteroaromatische Reste mit 5 bis 24 Gerüstkohlenstoffatomen, in denen keines, ein, zwei oder drei
Gerüstkohlenstoffatome pro Cyclus, im gesamten Molekül mindestens jedoch ein Gerüstkohlenstoffatom, durch Heteroatome, ausgewählt aus der Gruppe Stickstoff, Schwefel oder Sauerstoff, substituiert sein können. Weiterhin können die carbo- cyclischen aromatischen Reste oder heteroaromatische Reste mit bis zu fünf gleichen oder verschiedenen Substituenten pro Cyclus substituiert sein, ausgewählt aus der
Gruppe Hydroxy, Fluor, Nitro, Cyano, freies oder geschütztes Formyl, -C^-Alkyl, C5-C14-Aryl, C6-C15-Arylalkyl, -PO-[(Cι-C8)-Alkyl]2, -PO-[(C5-C14)-Aryl]2, -PO- [(C1-C8)-Alkyl)(C5-C14)-Aryl)], Tri(Cι-C8-alkyl)siloxyl oder Resten der allgemeinen Formel (II),
A-B-D-K (II)
in der unabhängig voneinander
A fehlt oder für einen Cι-C8-Alkylenrest steht und
B fehlt oder für Sauerstoff, Schwefel oder NR1 steht,
wobei R1 Wasserstoff, Cι-C8-Alkyl, C6-C15-Arylalkyl oder C5-Cι4-Aryl bedeutet und D für eine Carbonyl-Gruppe steht und
K für R2, OR2, NHR3 oder N(R3)2 steht,
wobei R2 für C C8-Alkyl, C6-C15-Arylalkyl, C C8-Halogenalkyl oder C5- C1 -Aryl und
R3 jeweils unabhängig für CrC8-Alkyl, C6-C15-Arylalkyl oder C6-C1 -Aryl oder N(R3)2 zusammen für einen cyclischen Aminorest steht,
oder Resten der allgemeinen Formeln (Illa-e)
A-K (lila)
A-SO2-K (Illb)
A-B-SO2R2 (HIc)
A-SO3W (LTId)
A-COW (Die)
in denen A, B, K und R2 die oben angegebene Bedeutung besitzen und W für OH, NH2, oder OM steht, wobei M ein Alkalimetallion, ein halbes Äquivalent eines Erd- alkalimetallions, ein Ammoniumion oder ein organisches Ammoniumion bedeuten kann.
Alkyl bzw. Alkylen, bzw. Alkoxy, bedeutet im Rahmen der Erfindung jeweils unabhängig einen geradkettigen, cyclischen, verzweigten oder unverzweigten Alkyl- bzw. Alkylen- bzw. Alkoxy-Rest, der gegebenenfalls durch C1-C4-Alkoxy-Reste weiter substituiert sein kann. Gleiches gilt für den Alkylenteil eines Arylalkyl-Restes. Beispielsweise steht in allen Zusammenhängen bevorzugt CrCe-Alkyl für Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, Cyclohexyl und n-Hexyl, C\- C8- Alkyl darüber hinaus beispielsweise für n-Heptyl, n-Octyl oder iso-Octyl, Ci-C12- Alkyl, weiter darüber hinaus z.B. für n-Decyl und n-Dodecyl und C1-C20 noch weiter darüber hinaus für n-Hexadecyl und n-Octadecyl.
Beispielsweise steht Cι_-C4-Alkylen in allen Zusammenhängen bevorzugt für Methylen, 1,1-Ethylen, 1,2-Ethylen, 1,1-Propylen, 1,2-Propylen, 1,3-Propylen, 1,1- Butylen, 1,2-Butylen, 2,3-Butylen und 1,4-Butylen, C^-Cg-Alkylen darüber hinaus für
1,5-Pentylen, 1,6-Hexylen, 1,1-Cyclohexylen, 1,4-Cyclohexylen, 1,2-Cyclohexylen und 1,8-Octylen.
Beispielsweise steht Cι-C4-Alkoxy in allen Zusammenhängen bevorzugt für Methoxy, Ethoxy, Isopropoxy, n-Propoxy, n-Butoxy und tert.-Butoxy, Ci-Cg-Alkoxy darüber hinaus für Cyclohexyloxy.
Die allgemeine Bezeichnung Aryl als Substituent umfasst carbocyclische Reste und heteroaromatische Reste in denen keines, ein, zwei oder drei Gerüstatome pro Cyclus, im gesamten Rest mindestens jedoch ein Gerüstatom Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe Stickstoff, Schwefel oder Sauerstoff sind. C5-C10-Aryl steht beispielsweise und bevorzugt für Phenyl, Pyridyl, o-,m-, oder p-Tolyl, Cs-C^-Aryl darüber hinaus für Anthracenyl.
Gleiches gilt für den Arylteil eines Arylalkyl-Restes. C6-C15-Arylalkyl steht beispielsweise und bevorzugt für Benzyl.
Halogenalkyl bzw. Fluoralkyl bedeutet im Rahmen der Erfindung jeweils unabhängig einen geradkettigen, cyclischen, verzweigten oder unverzweigten Alkylrest, der mit einem, mehreren oder vollständig mit Halogenatomen unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe Fluor- , Chlor-, oder Brom bzw. Fluor substituiert sein können.
Beispielsweise und bevorzugt steht -Cs-Halogenalkyl, in allen Zusammenhängen bevorzugt für Trifluormethyl, Trichlormethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, Pentafluorethyl und Nonafluorbutyl, Ci-Cg-Fluoralkyl für Trifluormethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, Pentafluorethyl und Nonafluorbutyl.
Geschütztes Formyl bedeutet einen Formyl-Rest, der durch Überführung in ein Aminal, Acetal oder ein gemischtes Aminalacetal geschützt ist, wobei die Aminale,
Acetale und gemischten Aminalacetale acyclisch oder cyclisch sein können.
Beispielsweise und bevorzugt steht geschütztes Formyl für einen l,l-(2,5-Dioxy)- cyclopentylen-Rest.
Bevorzugt werden für das erfindungsgemäße Verfahren aromatische Verbindungen der allgemeinen Formel (I) eingesetzt, in der
n = eins ist und
Ar für einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen Rest steht und der ausgewählt ist aus der Gruppe Phenyl, Naphtyl, Phenanthrenyl, Anthracenyl, Fluorenyl, Pyridinyl, Oxazolyl, Thiophen-yl, Benzofuranyl, Benzothiophen-yl, Dibenzofurän- yl, Dibenzothiophen-yl, Furanyl, Indolyl, Pyridazinyl, Pyrazinyl, Pyrimidinyl, Triazolyl und Chinolinyl, der weiterhin mit keinem, einem, zwei oder drei Resten pro
Cyclus weiter substituiert sein kann, die jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe
Fluor, Nitro, Cyano, Di(C1-C6-alkyl)-amino, -Ce-Alkyl, C5-C10-Aryl, Cι.-C8-Fluo- ralkyl, Cι-C8-Fluoralkoxy, d- -Alkoxy, CO(C C4-Alkyl), COO-(Cι-C6)- Alkyl,
-CON(C C6-Alkyl)2 und X für Chlor, Brom, lod, Trifluormethansulfonyloxy oder Nonafluorbutansulfonyloxy steht.
Besonders bevorzugt werden für das erfmdungsgemäße Verfahren aromatische Verbindungen der allgemeinen Formel (I) eingesetzt, in der
n = eins ist und
Ar für einen Phenyl-Rest steht, der mit keinem, einem, zwei oder drei Resten weiter substituiert sein kann, die jeweils voneinander unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe
Fluor, Cyano, Cι-C -Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Trifluormethyl, Trifluormethoxy, Acetyl, COO-(Cι -C6)-Alkyl, -CON(Cι-C6-Alkyl)2 und
X für Chlor oder Brom steht.
Ganz besonders bevorzugt werden folgende Verbindungen eingesetzt: p-Trifluormethylchlorbenzol, o-Trifluormethylchlorbenzol, m-Trifluormethylchlor- benzol, 3,5-Bis-trifiuormethylchlorbenzol, o-Cyanochlorbenzol, p-Chlorbenzal- dehyd.
Als Palladiumkatalysator werden beispielsweise und bevorzugt Palladiumkomplexe eingesetzt.
Palladiumkomplexe können beispielsweise aus Palladium-Verbindungen und geeigneten Liganden in der Reaktionslösung erzeugt werden, oder in Form bereits isolierter Palladium-Komplexe eingesetzt werden. Für das erfmdungsgemäße Verfahren sind als isolierte Palladium-Komplexe beispielsweise Palladium-Komplexe geeignet, die als Liganden Phosphorverbindungen wie z.B. Phosphine, Phosphite, Phosphonite oder Mischungen davon, bevorzugt Phosphine enthalten.
Als Palladium-Komplexe, die als Liganden Pliosphorverbmdungen enthalten können beispielsweise und bevorzugt solche der allgemeinen Formel (IV) verwendet werden,
[PdL2An2] (IV) in der
L für jeweils eine Monophosphorverbindung oder
L2 zusammen für ein Diphosphorverbindung und
An für ein Anion, bevorzugt für Chlorid, Bromid, lodid, Acetat, Propionat, Allyl oder Cyclopentadienyl steht.
oder solche der allgemeinen Formel (IVb)
[PdLn] (IVb)
in der n für 2, 3 oder 4 und
in der
L jeweils für eine Monophosphorverbindung oder ein halbes Äquivalents einer
Diphosphorverbindung stehen kann.
Monophosphorverbindungen sind beispielsweise und bevorzugt solche der allgemeinen Formel (Va) P(E-R4)3 (Va)
in der
E jeweils unabhängig voneinander und unabhängig von R4 fehlen oder für Sauerstoff stehen und die Reste R4 jeweils unabhängig voneinander für C\- C8-Alkyl oder unsubstituiertes, ein-, zwei oder dreifach durch R5 substituiertes Phenyl-, Naphtyl- oder Ferrocenyl stehen, wobei
R5 für Cι-C8-Alkyl, Cι-C8-Alkoxy, Chlor, Fluor-, N(C C6-Alkyl)2, CO2- (d-Ce-Alkyl), -CON(Cι-C6-Alkyl)2, Cyano- oder CO(Cι-C6-Alkyl steht.
Besonders bevorzugte Monophosphorverbmdungen sind solche der allgemeinen
Formel (Va), in der E fehlt und R .4 für unabhängig voneinander für d-C8- Alkyl oder unsubstituiertes, ein-, zwei oder dreifach durch R5 substituiertes Phenyl- oder Naphtyl- oder Ferrocenyl stehen, wobei
R5 für Ci-Cs-Alkyl, C C8-Alkoxy, Chlor oder Fluor steht.
Ganz besonders bevorzugt sind Monophosphorverbmdungen sind solche der allgemeinen Formel (Va), in der E fehlt
und zwei oder drei der Reste R4 unabhängig voneinander für Ci-Cs-Alkyl und keiner oder ein Rest R4 für unsubstituiertes, ein-, zwei oder dreifach durch R5 substituiertes Phenyl- oder Naphtyl- steht, wobei
R5 für d-C8-Alkyl, d-C8-Alkoxy, Chlor oder Fluor steht. Noch weiter bevorzugt sind als Monophosphorverbmdungen Tri-(tert.-butyl)phos- pliin, Phenyldi(tert.-butyl)phosphin und Ferrocenyl-di-(tert.-butyl)phosphin.
Diphosphorverbindungen können beispielsweise und bevorzugt solche der allge- meinen Formel (Vb) sein,
(R6-E)2P-E-Z-E-P(E-R6)2 (Vb)
in der
jeweils unabhängig voneinander und unabhängig von R6 und Z fehlt oder für Sauerstoff steht und
die Reste R6 unabhängig voneinander für d-C8-Alkyl oder für unsubsti- tuiertes, ein-, zwei oder dreifach durch R7 substituiertes Phenyl- , Naphtyl- oder Heteroaryl mit 5 bis 12 Gerüstkohlenstoffatomen stehen, wobei
R7 jeweils unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe d-C8-Aikyl, d-Cs-Alkoxy, Fluor- oder Cyano- und
Z für einen unsubstituierten oder substituierten Rest aus der Gruppe d-C - Alkylen, 1,2-Phenylen, 1,3-Phenylen, 1,2-Cyclohexyl, l,l'-Ferrocenyl, 1,2- Ferrocenyl, 2,2'-(l,r-Binaphtyl) und l,l '-Biphenyl steht.
Bevorzugte Diphosphorverbindungen sind 1,3-Bis(diisopropylphosphino)propan,
1 ,4-Bis(diisopropylphosphino)butan, 2,2'-Bis(diphenylphosphino)- 1 , 1 '-binaphthyl.
Bevorzugt werden Komplexe eingesetzt, die als Liganden Monophosphorverbmdungen enthalten. Bevorzugte isolierte Palladiumkomplexe sind Palladium(II)bis(tri-t-butylphosphin)- dichlorid, Palladium(II)bis-di-tert.-butylphenylphosphindichlorid, Palladium(II)bis- di-tert.-butylferrocenylphosphindichlorid, Palladium(0)tricyclohexylphosphandiallyl- ether-Komplex, Palladimn(0)bistricyclohexylphosphan.
Für das erfindungsgemäße Verfahren sind als Palladiumkatalysatoren Palladiumkomplexe bevorzugt, die aus Palladium- Verbindungen und Liganden in der Reaktionslösung erzeugt werden.
Als Palladiumverbihdungen können beispielsweise und bevorzugt eingesetzt werden
Pd2(dibenzylidenaceton)3 oder AUylpalladiumchlorid oder -bromid oder solche der allgemeinen Formel (Via),
Pd(Y!)2 (Via) in der
Y1 für ein Anion, bevorzugt für Chlorid, Bromid, Acetat, Propionat, Nitrat, Methansulfonat, Trifluormethansulfonat, Acetylacetonat, Allyl oder Cyclo- pentadienyl steht,
oder Palladiumverbindungen der allgemeinen Formel (VIb)
Pd(Y2)2(L1)2 (VIb) in der
Y2 für ein Anion, bevorzugt Chlorid, Bromid, Acetat, Methansulfonat, Nonafluorbutansulfonat oder Trifluormethansulfonat Tetrafluoroborat oder Hexafluorophosphat steht und
L1 jeweils für ein Nitril, bevorzugt Acetonitril, Benzonitril oder Benzylnitril, oder ein Olefm, bevorzugt Cyclohexen oder Cycloocten, steht, oder (L^2 zusammen für ein Diolefm, bevorzugt Norbomadien oder 1,5-Cyclooctadien steht,
oder Palladiumverbindungen der allgemeinen Formel (VIc)
M2[Pd(Y3)4] (VIc), wobei
Y3 für ein Halogenid, bevorzugt Chlorid oder Bromid steht und
M für Lithium, Natrium, Kalium, Ammonium oder organisches Ammonium steht.
Bevorzugt sind als Palladiumverbindungen Palladium(II)acetat, Palladium(II)chlorid, Palladium(II) bromid, Palladium(II)propionat, Palladium(II)acetylacetonat, Lithium-,
Natrium- oder Kaliumtetrachloropalladat, Palladium(II)chloridbisbenzonitril, Palla- dium(π)chloridbisacetonitril.
Bevorzugt werden für die Erzeugung von Palladiumkomplexen in der Reaktions- lösung als Liganden Phosphorverbindungen der allgemeinen Formeln (Va) und (Vb) verwendet, wobei Monophosphorverbindungen der allgemeinen Formel (Va) noch weiter bevorzugt sind. Die genannten Vorzugsbereiche gelten dabei in gleicher Weise.
Das molare Verhältnis von Phosphor zu Palladium in der Reaktionsmischung kann beispielsweise 1:1 bis 10:1 betragen, 2:1 bis 5:1 ist bevorzugt, besonders bevorzugt ist 3:1 bis 4:1.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kann das molare Verhältnis von auszutau- sehendem X in Verbindungen der allgemeinen Formel (I) zu Palladium beispiels- weise 10 bis 20000 betragen, bevorzugt ist ein Verhältnis von 100 bis 5000, ganz besonders bevorzugt 500 bis 2000.
Das erfmdungsgemäße Verfahren wird in Gegenwart mindestens einer, bevorzugt einer, sterisch anspruchsvollen Stickstoffbase durchgeführt.
Sterisch anspruchsvolle Stickstoffbasen sind beispielsweise Amine der allgemeinen Formel
NR8R9R10 (VII)
In der R8, R9 und R10 jeweils unabhängig voneinander für C1-C20- Alkyl, C5 bis C14- Aryl oder Cg-C^-Arylalkyl stehen oder jeweils zwei oder drei der Reste R , R und R10 mit dem Stickstoffatom einen mono-, bi- oder tricyclischen Heterocyclus mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen pro Cyclus bilden kann,
wobei die Auflage gilt, dass ein, zwei oder drei der Reste R8, R9 und R10 , bevorzugt zwei oder drei jeweils unabhängig voneinander entweder über ein tertiäres oder quartäres sp3-Kohlenstoffatom an das Stickstoffatom gebunden sind oder für einen Aryl-Rest stehen, der einfach oder zweifach, bevorzugt zweifach in den ortho-
Positionen substituiert ist.
Reste, die über ein tertiäres oder quartäres sp -Kohlenstoffatom an den Stickstoffatom gebunden sein können, sind beispielsweise und bevorzugt Isopropyl, sec- Butyl, tert.-Butyl, 1-Methylbutyl, 1-Ethylρroρyl, 1,1-Dimethylpropyl, 1,2-
Dimethylpropyl, 1-Methylpentyl, 1,1-Dimethylbutyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,3- Dimethylbutyl, 1-Ethylbutyl, 1,1,2-Trimethylρroρyl, 1,2,2-Trimethylpropyl, 1-Ethyl- 1-methylpropyl, Cyclopentyl-, Cyclohexyl- und Cycloheptyl. Aryl-Reste die einfach oder zweifach in den ortho-Positionen substituiert sind, sind beispielsweise o-Tolyl, 2,6-Dimethylphenyl, 2-Ethyl-6-methylphenyl, 2,6-Diiso- propylphenyl, o-Anisyl und 2,6-Dimethoxyphenyl.
Monocyclische Heterocyclen im Sinne der Erfindung sind beispielsweise N-Methyl-
2,2,6,6-Tetramethylpiperidin und N-Methyl-2,5-dimethylpyrolidin.
Sterisch anspruchsvolle Stickstoffbasen sind weiterhin N-hetero aromatische Verbindungen , die in beiden ortho-Positionen zum Stickstoff substituiert sind.
Bevorzugt sind das 2,6-disubstituierte Pyridine wie beispielsweise 2,6-Lutidin, 2,6- Diethylpyridin, 2,6-Diisopropylpyridin, 2,6-Dimethoxypyridin, 2,6-Di-tert.Butyl- pyridin.
Ganz besonders bevorzugt werden für das erfmdungsgemäße Verfahren als sterisch anspruchsvolle Stickstoffbasen Ethyldiisopropylamin, Triisopropylamin, Diiso- propylanilin, Triisobutylamin, Ethyldiisobutylamin, Dicyclohexylmethylamin, Dicyclohexyethylamin, Cyclohexyldiethylamin, Cyclohexyldimethylamin und 2,6-Bis- diisopropylpyridin eingesetzt,
von denen
Dicyclohexylmethylamin, Dicyclohexyethylamin, Cyclohexyldimethylamin weiter bevorzugt sind.
Die Menge der eingesetzten Base kann z.B. das 0,2- bis 200-fache, bevorzugt das 1- bis 3 -fache und noch weiter bevorzugt das 1,0- bis 1,2-fache, bezogen auf die molare Menge der aromatischen Verbindung der allgemeinen Formel (I) sein.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die sterisch an- spruchsvolle Stickstoffbase in Kombination mit einer anderen Base eingesetzt werden. Dazu können beispielsweise 1 bis 95 %, der Menge an sterisch anspruchs- voller Stickstoffbase durch eine nicht sterisch anspruchsvolle Stickstoffbase ersetzt werden.
Nicht sterisch anspruchsvolle Stickstoffbasen im Sinne der Erfindung sind beispiels- weise Alkali- und Erdalkalimetallcarboxylate wie beispielsweise Acetate, Propionate,
Benzoate, Alkali und Erdalkalimetall-Carbonate, -Hydrogencarbonate, -Phosphate, -Hydrogenphosphate, -Hydroxide. Alkalimetalle sind bevorzugt Lithium, Natrium, Kalium und Cäsium, Erdalkalimetalle bevorzugt Calcium, Magnesium und Barium.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Gegenwart mindestens eines, bevorzugt eines Salzes, durchgeführt.
Als Salze sind für das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise und bevorzugt Salze der allgemeinen Formel (VIII) geeignet,
(Kation+)(Anion) (VIII) in der
(Kation+) für substituierte Ammonium, Phosphonium oder Arsonium-Kationen oder Alkalimetallionen und
(Anion") für das Anion einer organischen oder anorganischen Säure steht.
Bevorzugt steht (Kation+) für Kationen der allgemeinen Formel (IX)
[Pnyc(C1-C12-Alkyl)m(C7-C12-Arylalkyl)q(C6-C1o-Aryl)r]+ (IX)
in der
Pnyc für Stickstoff, Phosphor oder Arsen, bevorzugt für Stickstoff steht und (m+q+r) = 4 ergibt.
Besonders bevorzugt steht (Kation ) für Tetrabutylammonium, Tetraphenyl- ammonium, Tetraphenylphosphonium, Tetrabutylphosphonium.
Bevorzugt steht (Anion ) für Fluorid, Chlorid, Bromid, lodid, Cyanat, Thiocyanat, Acetat, Hydroxid, Nitrat, Hydrogensulfat, Tetrafluoroborat, Hexafluorophosphat, Tosylat, und Triflat, besonders bevorzugt für Chlorid, Bromid, lodid.
Ganz besonders bevorzugte Salze sind Tefrabutylammomumchlorid, Tetrabutyl- ammoniumbromid, Tetraphenylammoniumbromid, Tetrabutylphosphoniumchlorid, Tetrabutylphosphoniumbromid, Tetraphenylphosphoniumchlorid und Tetraphenyl- phosphoniumbromid oder Mischungen davon.
Noch weiter bevorzugt ist Tetrabutylammoniumbromid.
Die Salze können beispielsweise in Mengen von 0,01 - 100 mol-% bezogen auf die die theoretische Ausbeute limitierende Verbindung (Arylverbindung der allgemeinen Formel (I) oder das Olefin) eingesetzt werden, bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 15 mol-%, besonders bevorzugt in Mengen von 0,5 bis 5 mol-% und ganz besonders bevorzugt in Mengen von 0,5 bis 2 mol-% eingesetzt werden.
Größere Mengen wie auch Salzschmelzen sind möglich, aber unwirtschaftlich.
Als Olefme, die an der Doppelbindung mindestens ein Wasserstoff-Atom tragen, können beispielsweise solche der allgemeinen Formel (X) eingesetzt werden,
Rl lCH=CR12R13 (X)
in der unabhängig voneinander R11 für Wasserstoff oder Methyl und
R12 für Wasserstoff oder Methyl und
R13 stehen kann für Wasserstoff, Cyano, SO M, Cι-C8-Alkyl, carbocyclische aromatische Reste mit 6 bis 18 Gerüstkohlenstoffatomen oder heteroaromatische Reste mit 5 bis 18 Gerüstkohlenstoffatomen, in denen keines, ein, zwei oder drei Gerüstkohlenstoffatome pro Cyclus, im gesamten Molekül mindestens jedoch ein Gerüstkohlenstoffatom, durch Heteroatome, ausgewählt aus der Gruppe Stickstoff, Schwefel oder Sauerstoff, substituiert sein können
oder für Reste der allgemeinen Formel (XI)
\
(XI) wobei
G für OM, OH, NH2, OR14, NHR14 oder N(R14)2 steht und R14 für d-C12- Alkyl, C6-C15-Arylalkyl oder C5-C14-Aryl oder
N(R14)2 zusammen für einen cyclischen Aminorest wie zum Beispiel
Morpholino, Pyrrolidino oder Piperidino, steht und wobei M für ein Alkalimetallion, ein halbes Äquivalent eines Erdalkalimetallions, ein Ammoniumion oder ein organisches Ammoniumion stehen kann.
Die carbocychschen aromatischen Reste und heteroaromatischen Reste kömien in gleicher Weise substituiert sein, wie unter den aromatischen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) beschrieben. Bevorzugte Beispiele für Olefine der allgemeinen Formel (X) sind Ethen, Propen, Buten, l,l,l-Trifluor-2-propen, gegebenenfalls substituierte Vinyl-Cg-CiQ-aromaten wie Styrol oder die isomeren Vinylnaphthaline, 2-, 3- oder 4-Fluorstyrol, 2-, 3- oder 4-Chlorstyrol, 2-, 3- oder 4-Bromstyrol, 2-, 3- oder 4-Iodstyrol, 2-, 3- oder 4- Cyanostyrol, 2-, 3- oder 4-(Cι-C12)-Alkoxystyrol wie 2-, 3- oder 4-Methoxystyrol,
2-, 3- oder 4-Nitrostyrol, 2-, 3- oder 4-Styrolcarbonsäure, 2-, 3- oder 4-Styrol- carbonsäure-C;[-C;i2-alkylester wie 2-, 3- oder 4-Styrolcarbonsäuremethylester, 2-, 3- oder 4-Styrolcarbonsäure-C6-Ci2-Arylester wie 2-, 3- oder 4-Styrolcarbonsäure- phenylester, 2-, 3- oder 4-Styrolsulfonsäure bzw. deren Salze, 3- oder 4-Vinylphthal- säure, 3- oder 4-Vinylphthalsäuredi- Cι-Ci2-alkylester wie 3- oder 4-Vinylphthal- säuredimethylester, 3- oder 4-Vinylphthalsäuredi-C6-Cιo-arylester wie 3- oder 4-Vinylphthalsäurediphenylester, 3- oder 4-Vinylphthalsäureanhydrid, Vinylhetaryle wie N-Vinylimidazol oder 2- oder 4-Vinylpyridin, ferner Acrylnitril, Acrylsäure, Acrylsäure-Cι-Ci 2-alkylester wie Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acrylsäure-n-propylester, Acrylsäure-2-ethyl-hexylester, Acrylsäureamid, Vinyl- sulfonsäure und deren Sulfonate. .
Als Olefine mit mindestens einem Wasserstoff-Substituenten ganz besonders bevorzugt sind Ethylen, Propen, Acrylnitril, Acrylsäure, Acrylsäuremethylester, Acryl- säure(2-ethylhexyl)ester, Acrylsäureamid, l,l,l-Trifluor-2-propen und Styrol, wobei
Acrylnitril, Acrylsäuremethylester, Acrylsäureamid und Styrol noch weiter bevorzugt sind.
Die Menge des eingesetzten Olefins kann beispielsweise das 0,2 bis 200-fache (bei Verwendung als Lösungsmittel) bezogen auf die molare Menge der aromatischen
Verbindung der allgemeinen Formel (I) sein, das 0,5- bis 5-fache ist bevorzugt, das 0,8- bis 1,2-fache ist ganz besonders bevorzugt. Noch weiter bevorzugt ist das 0,9- bis 1,0-fache.
Werden aromatische Verbindungen der allgemeinen Formel (I) oder Olefine der allgemeinen Formel (X) verwendet, die freie Säuregruppe wie z.B. Sulfonsäure- oder Carbonsäuregruppen tragen, so ist die Menge der eingesetzten Base, sterisch anspruchsvollen Stickstoffbase oder der nicht sterisch anspruchsvollen Stickstoffbase entsprechend zu erhöhen.
Gegebenenfalls wird erfmdungsgemäßes Verfahren in Gegenwart von Lösungsmittel, bevorzugt in Gegenwart von aprotischem Lösungsmittel, besonders bevorzugt in Gegenwart von dipolar aprotischem Lösungsmittel durchgeführt.
Bevorzugte aprotische Lösungsmittel sind
Ether wie z.B. Dioxan, THF, 1,2-Dimethoxyethan, Diethylenglykoldimethylether, Tetraethylenglykoldimethylether.
Amidische Lösungsmittel wie beispielsweise Dimethylformamid, N-Methyl- pyrrolidon, N-Methylcaprolactam oder Dimethylacetamid.
Sulfoxide und Sulfone wie zum Beispiel Dimethylsulfoxid oder Tetramethylensulfon oder Mischungen solcher Lösungsmittel.
Nitrile wie z.B. Acetonitril, Benzonitril und Benzylnitril, Ketone wie z.B. Dimethyl- keton, Diethylketon, Methyl-tert.-butylketon.
Die Menge des gegebenenfalls eingesetzten Lösungsmittels kann beispielsweise 50 ml bis 5000 ml bevorzugt 100 bis 500 ml pro Mol der aromatischen Verbindung der allgemeinen Formel (I) sein.
Die Reaktionstemperatur kann zum Beispiel 20°C bis 200°C, bevorzugt 80 bis 150°C und besonders bevorzugt 100°C bis 140 °C betragen.
Die Reaktion kann beispielsweise bei 0,2 bis 100 bar durchgeführt werden, bevorzugt ist Normaldruck. Die Reaktionsdauer kann beispielsweise 0,2 h bis 72 Stunden betragen, 1 bis 10 h sind bevorzugt.
Die Reaktion wird bevorzugt unter Schutzgasatmosphäre unter weitgehendem Aus- schluss von Sauerstoff und Feuchtigkeit durchgeführt. Als Schutzgase kommen beispielsweise Stickstoff und Edelgase wie beispielsweise Argon oder Mischungen solcher Gase in Frage.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens legt man in einem Reaktionsgefäß die aromatische Verbindung der allgemeinen Formel (I) zusammen mit dem Olefin, der Base, dem Salz, dem Liganden, und der Palladiumverbindung in einem Reaktionsgefäß unter Schutzgas vor und erwärmt den Ansatz unter Rühren auf die Reaktionstemperatur. Nach beendeter Reaktion gießt man die Mischung auf Wasser. Feste Produkte fallen dann aus und können abgesaugt und z.B. mit Wasser gewaschen werden. Flüssige Produkte können mit einem organischen, mit Wasser nicht oder wenig mischbaren Lösungsmittel extrahiert und beispielsweise destillativ aufgearbeitet werden.
Feste Produkte können gegebenenfalls z.B. durch Umkristallisieren oder Umfallen weiter gereinigt werden.
Es kann von Vorteil sein, die Reaktion dosierkontrolliert durchzuführen, indem man im Lauf der Reaktion das Olefin bei Reaktionstemperatur zudosiert.
Es kann von Vorteil sein, gewisse Mengen eines Radikalinhibitor, wie z.B. 2,6-Di- tert.-butylphenol zuzusetzen um radikalische Nebenreaktionen zu vermeiden.
Alternativ kann auch der Palladiumkatalysator erst im Verlauf der Reaktion zugegeben werden oder durch Zugabe von Ligand oder Palladiumverbindung im Lauf der Reaktion erzeugt werden. Auch die simultane Zudosierung von Olefinen und Palladiumkatalysator bzw. Ligand bzw. Palladiumverbindung ist möglich.
Es ist von Vorteil, bei der Aufarbeitung eine schwach saure wässrige Lösung zu verwenden um gegebenenfalls verbleibende Base als Salz zu binden. Die Base kann beispielsweise durch Alkalisieren und Extrahieren der Waschflüssigkeit mit einem organischen Lösungsmittel zurückgewonnen werden.
Auf erfmdungsgemäße Weise werden Arylolefine der allgemeinen Formel (XII) erhalten
Ar-(RllC=CRl2Rl3)n (XII) in der
Ar und n die unter der allgemeinen Formel (I) und R11, R12, R13 die unter der allgemeinen Formel (X) genannte Bedeutung besitzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die Herstellung von Arylacrylsäurederivaten der allgemeinen Formel (XIII)
Figure imgf000022_0001
in der
Ar die unter der allgemeinen Formel (I) und R11, R12 die unter der allgemeinen Formel (X) angegebene Bedeutung besitzt und R13 für Cyano oder Reste der allgemeinen Formel (XI) mit der dort genannten Bedeutung steht.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der leichten Durchführbarkeit und den hohen Ausbeuten an aromatischen Olefinen. Weiterhin werden hohe Kataly- satorumsatzzahlen (TON) von über 100 Mol Halogenaromat/Mol Palladium-Katalysator sowie hohe Katalysatorumsatzraten von über 50 pro Stunde (TOF) erreicht. Beispiele
Beispiel 1
Synthese von 3-Trifluomιethylzimtamid (Methode I)
In einem Schlenkgefäß werden 0,512 g (7,2 mmol) Acrylamid, 38,7 mg (120 μmol) NBu4Br, 6,7 mg (30 μmol) Palladiumacetat und 26,7 mg (120 μmol) Phenyldi(t- butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 1,08 g (6 mmol) 3-Chlorbenzotrifluorid und 1,53 ml (7,2 mmol) Dicyclohexylmethylamin sowie 3,5 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 120°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h wird der Inhalt auf 30 ml Wasser gegossen und das Produkt mit t- Butylmethylether ausgeschüttelt. Nach Trocknen der organischen Phase über MgSO wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und das Produkt isoliert. Gelbliches Öl, Ausbeute: 917 mg (71 % d. Th.)
Beispiel 2
Synthese von 3-Trifluormethylzimtamid (Methode II)
In einem Schlenkgefäß werden 0,181 g (2,55 mmol) Acrylamid, 9,7 mg (30 μmol) NBu4Br, 0,675 mg (3 μmol) Palladiumacetat und 2,67 mg (12 μmol) Phenyldi(t- butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 0,542 g (3 mmol) 3-Chlorbenzotrifluorid und 0,637 ml (3 mmol) Dicyclohexylmethylamin sowie 2,5 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 3 h wird die Ausbeute über HPLC bestimmt: 64 % (TON 544, TOF 181 /h).
Beispiel 3
Synthese von 4-Trifluormethylzimtamid (Methode (I)
In einem Schlenkgefäß werden 0,512 g (7,2 mmol) Acrylamid, 23,2 mg (72 μmol)
NBi jBr, 3,2 mg (14,4 μmol) Palladiumacetat und 12,8 mg (58 μmol) Phenyldi(t- butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 1,56 g (8,63 mmol) 4-Chlorbenzo- trifluorid und 1,83 ml (8,63 mmol) Dicyclohexylmethylamin sowie 4 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 110°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 24 h wird der Inhalt auf 30 ml Wasser gegossen, das feste Produkt abgesaugt und mit ca. 50 ml Wasser gewaschen. Farbloser Feststoff, Ausbeute nach dem Trocknen 1,47 g (94,8 % d. Th.).
Beispiel 4
Synthese von 4-Trifluormethylzimtamid (Methode (II)
Wie Beipiel 6, jedoch wurden nur 1,6 mg (7,2 μmol) Palladiumacetat und 6,4 mg (29 μmol) Phenyldi(t-butyl)phosphan eingesetzt. Dabei wurde die Reaktionstemperatur auf 120°C erhöht und bereits nach nur 4 Stunden eine Ausbeute von 1 ,36 g (88 % d.Th.; TON 880; TOF 220 / h) erhalten.
Beispiel 5
Synthese von 4-Trifluormethylzimtamid (Methode (III)
In einem Schlenkgefäß werden 0,178 g (2,5 mmol) Acrylamid, 10 mg (30 μmol) NBu4Br, 1,2 mg (6 μmol) Palladiumacetat und 4,8 mg (24 μmol) Phenyldi(t-butyl)- phosphan eingewogen. Dann werden 0,541 g (3 mmol) 4-Chlorbenzotrifluorid und 0,754 g (3,6 mmol) Dicyclohexylethylamin sowie 2 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h werden 200 μl der Reaktionslösung entnommen und mit 3,8 ml Methyl-tert.-butylether verdünnt. Dann wird die Probe mit HPLC untersucht.
Ausbeute: 100 %, zum gewünschten Produkt. Beispiel 6
Synthese von 4-Trifluormethylzimtamid (Methode (IV)
In einem Schlenkgefäß werden 0,178 g (2,5 mmol) Acrylamid, 10 mg (30 μmol) NBu4Br, 1,2 mg (6 μmol) Palladiumacetat und 4,8 mg (24 μmol) Phenyldi(t-butyl)- phosphan eingewogen. Dann werden 0,541 g (3 mmol) 4-Chlorbenzotrifluorid und 0,559 g (3,6 mmol) Cyclohexyldiethylamin sowie 2 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h werden 200 μl der Reaktionslösung entnommen und mit 3,8 ml Methyl-tert.-butylether verdünnt. Dann wird die Probe mit HPLC untersucht.
Ausbeute: 100 %, zum gewünschten Produkt.
Beispiel 7
Synthese von 4-Trifluormethylzimtamid (Methode (V)
In einem Schlenkgefäß werden 0,178 g (2,5 mmol) Acrylamid, 10 mg (30 μmol) NBu4Br, 1,2 mg (6 μmol) Palladiumacetat und 4,8 mg (24 μmol) Phenyldi(t- butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 0,541 g (3 mmol) 4-Chlorbenzotrifluorid und 0,458 g (3,6 mmol) Cyclohexyldimethylamin sowie 2 ml Dimethylacetamid zu- gegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h werden 200 μl der Reaktionslösung entnommen und mit 3,8 ml Methyl-tert.-butylether verdünnt. Dann wird die Probe mit HPLC untersucht. Ausbeute: 100 %, zum gewünschten Produkt.
Beispiel 8
Synthese von 4-Trifluormethylzimtamid (Methode (VI)
In einem Schlenkgefäß werden 0,178 g (2,5 mmol) Acrylamid, 10 mg (30 μmol)
NBu4Br, 1,2 mg (6 μmol) Palladiumacetat und 4,8 mg (24 μmol) Phenyldi(t-butyl)- phosphan eingewogen. Dann werden 0,541 g (3 mmol) 4-Chlorbenzotrifluorid und
0,465 g (3,6 mmol) Ethyldiisopropylamin sowie 2 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt geriihrt. Nach 4 h werden 200 μl der Reaktionslösung entnommen und mit 3,8 ml Methyl- tert.-butylether verdünnt. Dann wird die Probe mit HPLC untersucht. Ausbeute: 96 %, zum gewünschten Produkt.
Beispiel 9 • Synthese von 3,5-Bis(trifluormethyl)zimtamid (Methode I)
In einem Schlenkgefäß werden 0,512 g (7,2 mmol) Acrylamid, 38,7 mg (120 μmol) NBu4Br, 6,7 mg (30 μmol) Palladiumacetat und 26,7 mg (120 μmol) Phenyldi(t- butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 1,49 g (6 mmol) 3,5-Bis(trifluormethyl)- chlorbenzol und 1,53 ml (7,2 mmol) Dicyclohexylmethylamin sowie 3,5 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h wird der Inhalt auf 30 ml Wasser gegossen, das feste Produkt abgesaugt und mit ca. 50 ml Wasser gewaschen. Hellgrauer Feststoff,
Ausbeute nach dem Trocknen 1,63 g (96 % d. Th.).
Beispiel 10
Synthese von 3,5-Bis(trifluormethyl)zimtamid (Methode II)
In einem Schlenkgefäß werden 0,181 g (2,55 mmol) Acrylamid, 9,7 mg (30 μmol) NBi iBr, 0,675 mg (3 μmol) Palladiumacetat und 2,67 mg (12 μmol) Phenyldi(t- butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 0,542 g (3 mmol) 3,5-Bis(trifluormethyl)- chlorbenzol und 0,637 ml (3 mmol) Dicyclohexylmethylamin sowie 2,5 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 3 h wird die Ausbeute über HPLC bestimmt: 99 % (TON 723, TOF 241 /h). Beispiel 11
Synthese von 3-Cyano-4-trifluormethylzimtamid
In einem Schlenkgefäß werden 0,512 g (7,2 mmol) Acrylamid, 38,7 mg (120 μmol) NBu4Br, 6,7 mg (30 μmol) Palladiumacetat und 26,7 mg (120 μmol) Phenyldi(t- butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 1,23 g (6 mmol) 3-Cyano-4-trifluor- methylchlorbenzol und 1,53 ml (7,2 mmol) Dicyclohexylmethylamm sowie 3,5 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h wird der Inhalt auf 30 ml Wasser gegossen, das feste Produkt abgesaugt und mit ca. 50 ml Wasser gewaschen. Hellgrauer
Feststoff, Ausbeute nach dem Trocknen 1,26 g (87 % d. Th.).
Beispiel 12
Synthese von 3-Methyl-4-trifluormethylzimtamid
In einem Schlenkgefäß werden 0,512 g (7,2 mmol) Acrylamid, 38,7 mg (120 μmol) NBuφBr, 6,7 mg (30 μmol) Palladiumacetat und 26,7 mg (120 μmol) Phenyldi(t- butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 1,17 g (6 mmol) 3-Methyl-4-trifluor- methylchlorbenzol und 1,53 ml (7,2 mmol) Dicyclohexylmethylamin sowie 3,5 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h wird der Inhalt auf 30 ml Wasser gegossen, das feste Produkt abgesaugt und mit ca. 50 ml Wasser gewaschen. Hellgrauer Feststoff, Ausbeute nach dem Trocknen 1,29 g (92,8 % d. Th.).
Beispiel 13
Synthese von 3,5-Bis(trifluormethyl)zimtsäuremethylester
In einem Schlenkgefäß werden 0,619 g (7,2 mmol) Acrylsäuremethylester, 38,7 mg
(120 μmol) NBu4Br, 6,7 mg (30 μmol) Palladiumacetat und 26,7 mg (120 μmol) Phenyldi(t-butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 1,49 g (6 mmol) 3,5-Bis-
(trifluormethyl)chlorbenzol und 1,53 ml (7,2 mmol) Dicyclohexylmethylamm sowie 3,5 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h wird der Inhalt auf 30 ml Wasser gegossen und das Produkt mit t-Butylmethylether ausgeschüttelt. Nach Trocknen der organischen Phase über MgSO wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und das Produkt isoliert. Gelblicher, kristalliner Feststoff, Ausbeute: 1,34 g (97 % d. Th.).
Beispiel 14
Synthese von 3-Cyano-4-trifluormethylzimtsäuremethylester
In einem Schlenkgefäß werden 0,619 g (7,2 mmol) Acrylsäuremethylester, 38,7 mg
(120 μmol) NBruiBr, 6,7 mg (30 μmol) Palladiumacetat und 26,7 mg (120 μmol) Phenyldi(t-butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 1,23 g (6 mmol) 3-Cyano-4- trifluormethylchlorbenzol und 1,53 ml (7,2 mmol) Dicyclohexylmethylamin sowie 3,5 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h wird der Inhalt auf 30 ml Wasser gegossen und das Produkt mit t-Butylmethylether ausgeschüttelt. Nach Trocknen der organischen Phase über MgSO wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und das Produkt isoliert. Gelblicher, kristalliner Feststoff, Ausbeute: 1,31 g (85,5 % d. Th.).
Beispiel 15
Synthese von 3-Methyl-4-trifluormethylzimtsäuremethylester
In einem Schlenkgefäß werden 0,619 g (7,2 mmol) Acrylsäuremethylester, 38,7 mg (120 μmol) NBu4Br, 6,7 mg (30 μmol) Palladiumacetat und 26,7 mg (120 μmol) Phenyldi(t-butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 1,17 g (6 mmol) 3-Methyl-4- trifluormethy Ichlorbenzol und 1,53 ml (7,2 mmol) Dicyclohexylmethylamin sowie 3,5 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h wird der Inhalt auf 30 ml Wasser gegossen und das Produkt mit t-Butylmethylether ausgeschüttelt. Nach Trocknen der organischen Phase über MgSO wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und das Produkt isoliert. Gelblicher, kristalliner Feststoff. Ausbeute: 86 %, zwei Produkte im Verhältnis 99:1 (trans/cis-Produkt).
Beispiel 16 Synthese von 3,5-Bis(trifluormethyl)zimtsäurenitril
In einem Schlenkgefäß werden 0,382 g (7,2 mmol) Acrylonitril, 38,7 mg (120 μmol) NBu4Br, 6,7 mg (30 μmol) Palladiumacetat und 26,7 mg (120 μmol) Phenyldi(t- butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 1,49 g (6 mmol) 3,5-Bis(trifluormethyl)- chlorbenzol und 1,53 ml (7,2 mmol) Dicyclohexylmethylamin sowie 3,5 ml
Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h wird der Inhalt auf 30 ml Wasser gegossen und das Produkt mit t-Butylmethylether ausgeschüttelt. Nach Trocknen der organischen Phase über MgSO wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und das Produkt isoliert. Oranges Öl, Ausbeute: 69 %.
Beispiel 17
Synthese von 3-Trifluormethyl-trans-stilben
In einem Schlenkgefäß werden 0,745 g (7,2 mmol) Styrol, 38,7 mg (120 μmol)
NBu4Br, 6,7 mg (30 μmol) Palladiumacetat und 26,7 mg (120 μmol) Phenyldi(t- butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 1,08 g (6 mmol) 3-Chlorbenzotrifluorid und 1,53 ml (7,2 mmol) Dicyclohexylmethylamin sowie 3,5 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 4 h wird der Inhalt auf 30 ml Wasser gegossen und das Produkt mit t-
Butylmethylether ausgeschüttelt. Nach Trocknen der organischen Phase über MgSO wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und das Produkt isoliert. Gelblicher, kristalliner Feststoff, Ausbeute: 1,43 g (96 % d. Th.) Beispiel 18
Synthese von 4-Methoxyphenylzimtamid
In einem Schlenkgefäß werden 0,181 g (2,55 mmol) Acrylamid, 9,7 mg (30 μmol) NBu4Br, 0,068 mg (0,3 μmol) Palladiumacetat und 0,27 mg (1,2 μmol) Phenyldi(t- butyl)phosphan eingewogen. Dann werden 0,561 g (3 mmol) 4-Bromanisol und 0,637 ml (3 mmol) Dicyclohexylmethylamin sowie 2,5 ml Dimethylacetamid zugegeben. Das Schlenkgefäß wird in ein Heizbad von 130°C gestellt und der Inhalt gerührt. Nach 3 h wird die Ausbeute über HPLC bestimmt: 100 % Ausbeute (TON 8500, TOF 2833 /h); zwei isomere Produkte im Verhältnis 61 / 39.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Arylolefinen, dadurch gekennzeichnet, dass
aromatische Verbindungen der allgemeinen Formel (I),
Ar-[X]n (I),
in der
n für eins oder zwei steht und
Ar für einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen Rest und
X jeweils unabhängig für Chlor, Brom, lod oder ein Sulfonat steht
in Gegenwart eines Palladium-Katalysators
mindestens einer sterisch anspruchsvollen Stickstoffbase und
mindestens eines Salzes
- mit Olefinen, die an der Doppelbindung mindestens ein Wasserstoff-
Atom tragen
umgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in Gegenwart von Lösungsmittel durchgeführt wird.
3. Verfal ren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass es in Gegenwart von dipolar aprotischem Lösungsmittel durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der allgemeinen Formel (I)
Ar steht für carbocyclische aromatische Reste mit 6 bis 24 Gerüstkohlen- stoffatomen oder heteroaromatische Reste mit 5 bis 24 Gerüstkohlenstoffatomen, in denen keines, ein, zwei oder drei Gerüstkohlenstoffatome pro Cyclus, im gesamten Molekül mindestens jedoch ein Gerüstkohlenstoffatom, durch Heteroatome, ausgewählt aus der Gruppe Stickstoff, Schwefel oder Sauerstoff, substituiert sind, wobei
die carbocychschen aromatischen Reste oder heteroaromatische Reste mit bis zu fünf gleichen oder verschiedenen Substituenten pro Cyclus
. substituiert sind, ausgewählt aus der Gruppe Hydroxy, Fluor, Nitro,
Cyano, freies oder geschütztes Formyl, C1-C12- Alkyl, C5-Cι -Aryl, C6-d5-Arylalkyl, -PO-[(Cι-C8)-Alkyl]2, -PO-[(C5-C14)-Aryl]2) -PO-
[(C1-C8)-Alkyl)(C5-Cι4)-Aryl)], Tri(d-C8-alkyl)siloxyl oder Resten der allgemeinen Formel (II),
A-B-D-K (II)
in der unabhängig voneinander
A fehlt oder für einen d-Cs-Alkylenrest steht und
B fehlt oder für Sauerstoff, Schwefel oder NR1 steht, wobei R1 Wasserstoff, Ci-Cg- Alkyl, Ce-Cis-Arylalkyl oder C5- C14-Aryl bedeutet und
D für eine Carbonyl-Gruppe steht und
K für R2, OR2, NHR3 oder N(R3)2 steht,
wobei R2 für d-C8-Alkyl, C6-C15-Arylalkyl, d-C8-Halogen- alkyl oder C5-C1 -Aryl und
R3 jeweils unabhängig für Cι-C8-Alkyl, C6-C5-Arylalkyl oder C6-Cι4-Aryl oder N(R3) zusammen für einen cyclischen Aminorest steht,
oder Resten der allgemeinen Formeln (Illa-e)
A-K (lila)
A-SO2-K (Illb)
A-B-SO2R2 (TJIc)
A-SO3W (iπd)
A-COW (Ole)
in denen
A, B, K und R die oben angegebene Bedeutung besitzen und W für OH, NH2, oder OM steht, wobei M ein Alkalimetallion, ein halbes Äquivalent eines Erdalkalimetallions, ein Ammoniumion oder ein organisches Ammoniumion bedeutet und
X für Chlor, Brom, lod, Trifluormethansulfonyloxy oder Nonafluorbutansulfonyloxy steht.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als aromatische Verbindungen solche der allgemeinen Formel (I) eingesetzt werden, in der
n = eins ist und
Ar für einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen Rest steht, ausgewählt aus der Gruppe Phenyl, Naphtyl, Phenanthrenyl, Anthra- cenyl, Fluorenyl, Pyridinyl, Oxazolyl, Thiophen-yl, Benzofuranyl,
Benzothiophen-yl, Dibenzofuran-yl, Dibenzo thiophen-yl, Furanyl, Indolyl, Pyridazinyl, Pyrazinyl, Pyrimidinyl, Triazolyl und Chinolinyl, und der weiterhin mit keinem, einem, zwei oder drei Resten pro Cyclus weiter substituiert sein kann, die jeweils unabhängig von- einander ausgewählt sind aus der Gruppe
Fluor, Nitro, Cyano, Di(Cι-C6-alkyl)-amino, Cι-C6-Alkyl, C6-C1 - Aryl, d-C8-Fluoralkyl, d-C8-Fluoralkoxy, d-C8-Alkoxy, CO(d-C4- Alkyl), COO-(CrC4)-Alkyl, -CON(d-C6-Alkyl)2 und
X für Chlor, Brom, Iöd, Trifluormethansulfonyloxy oder Nonafluorbutansulfonyloxy steht.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der allgemeinen Formel ,(I)
X für Chlor steht.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Palladiumkatalysatoren Palladiumkomplexe eingesetzt " werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Palladiumkatalysatoren Palladiumkomplexe eingesetzt werden, die aus Palladium- Verbindungen- und Phosphorverbindungen in der Reaktionslösung erzeugt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Phosphorverbindungen Monophosphorverbmdungen der allgemeinen Formel (Va) eingesetzt werden,
P(E-R4)3 (Va) in der
E jeweils unabhängig voneinander und unabhängig von R4 fehlen oder für Sauerstoff stehen und
die Reste R4 jeweils unabhängig voneinander für Cι-C8-Alkyl oder unsubstituiertes, ein-, zwei oder dreifach durch R5 substituiertes Phenyl-, Naphtyl- oder Ferrocenyl stehen, wobei
R5 für d-C8-Alkyl, C C8-Alkoxy, Chlor, Fluor-, N(d-C6- Alkyl)2, CO2-(Cι-C6- Alkyl), -CON(d-C6-Alkyl)2, Cyano- oder CO(d-C6-Alkyl) steht oder Diphosphorverbindungen der allgemeinen Formel (Vb) eingesetzt werden,
(R6-E)2P-E-Z-E-P(E-R6)2 (Vb) in der
E jeweils unabhängig voneinander und. unabhängig von R und Z fehlt oder für Sauerstoff steht und
die Reste R6 unabhängig voneinander für d-C8-Alkyl oder für unsubstituiertes, ein-, zwei oder dreifach durch R7 substituiertes Phenyl-, Naphtyl- oder Heteroaryl mit 5 bis 12 Gerüstkohlenstoffatomen stehen, wobei
R7 jeweils unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe d-C8-
Alkyl, Cι-C8-Alkoxy, Fluor- oder Cyano- und
Z für einen substiruierten oder substituierten Rest aus der Gruppe d-
C - Alkylen, 1,2-Phenylen, 1,3-Phenylen, 1,2-Cyclohexylen, 1,1 '- Ferrocenylen, 1,2-Ferrocenylen, 2,2'-(l,l'-Binaphtylen) und 1,1 '-
Biphenylen steht.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Phosphorverbindungen Tri-(tert.-butyl)phosphin, Phenyldi- (tert.-butyl)phosphin und Ferrocenyl-di-(tert.-butyl)phosphin verwendet werden.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekeimzeichnet, dass das molare Verhältnis von Phosphor zu Palladium in der Reaktionsmischung 1 : 1 bis 10 : 1 beträgt.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis von Phosphor zu Palladium in der Reaktionsmischung 3:1 bis 4:1 beträgt.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis von X in Verbindungen der allgemeinen Formel (I) zu Palladium 10 bis 20000 beträgt.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als sterisch anspruchsvolle Stickstoffbasen Amine der allgemeinen Formel eingesetzt werden,
NR8R9R10 (VII)
in der
R8, R9 und R10 jeweils unabhängig voneinander für C1-C20- Alkyl, C5- bis
Ci4-Aryl oder Cg-C^-Arylalkyl stehen oder jeweils zwei oder drei der Reste R8, R9 und R10 mit dem Stickstoffatom einen mono-, bi- oder tricyclischen Heterocyclus mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen pro
Cyclus bilden kann,
wobei die Auflage gilt, dass ein, zwei oder drei der Reste R8, R9 und R10 jeweils unabhängig voneinander entweder über ein tertiäres oder quartäres sp3-Kohlenstoffatom an das Stickstoffatom gebunden sind oder für einen
Aryl-Rest stehen, der einfach oder zweifach, in den ortho-Positionen substituiert ist oder
N-heteroaromatische Verbindungen, die in beiden ortho-Positionen zum Stickstoff substituiert sind.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als sterisch anspruchsvolle Stickstoffbasen Ethyldiiso- propylamin, Triisopropylamin, Diisopropylanilin, Triisobutylamin, Ethyl- diisobutylamin, Dicycloheylmethylamin, Dicyclohexyethylamin, Cyclohexyl- diethylamin, Cyclohexyldimethylamin und Bis-diisopropylpyridin eingesetzt werden.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Salze solche der allgemeinen Foπnel (VIII) einge- setzt werden,
(Kation+)(Anion ) (Vffl) in der
(Kation ) für substituierte Ammonium, Phosphonium, Arsoniumkationen oder Alkalimetallionen steht, und
(Anion") für das Anion einer organischen oder anorganischen Säure steht.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Salze Tetrabutylammoniumchlorid, Tetrabutyl- ammoniumbromid, Tetraphenylammoniumbromid, Tetrabutylphospho- niumchlorid, Tetrabutylphosphoniumbromid, Tetraphenylphosphonium- chlorid und Tetraphenylphosphoniumbromid oder Mischungen davon eingesetzt werden..
18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Salze in Mengen von 0,5 - 2 mol-% bezogen auf die die theoretische Ausbeute limitierende Verbindung eingesetzt werden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Olefine, die an der Doppelbindung mindestens ein Wasserstoff-Atom tragen solche der allgemeinen Formel (X) eingesetzt werden,
RnCH=CR12R13 (X)
in der unabhängig voneinander
R1 ] für Wasserstoff oder Methyl und
11
R für Wasserstoff oder Methyl und
R13 steht für Wasserstoff, Cyano, SO3M, Ci-Cs-Alkyl, carbocyclische aromatische Reste mit 6 bis 18 Gerüstkohlenstoffatomen oder heteroaromatische Reste mit 5 bis 18 Gerüstkohlenstoffatomen, in denen keines, ein, zwei oder drei Gerüstkohlenstoffatome pro Cyclus, im gesamten Molekül mindestens jedoch ein Gerüstkohlenstoffatom, durch Heteroatome, ausgewählt aus der Gruppe Stickstoff, Schwefel oder Sauerstoff, substituiert sein können oder für Reste der allgemeinen Formel (XI)
Figure imgf000039_0001
wobei
G für OM, OH, NH2, OR14, NHR14 oder N(R14)2 steht und R14 für d- Ci2-Alkyl, C6-Cι5-Arylalkyl oder C6-C10-Aryl oder N(R14)2 zusammen für einen cyclischen Aminorest steht und wobei M für ein Alkalimetallion, ein halbes Äquivalent eines Erdalkalimetallions, ein Ammoniumion oder ein organisches Ammoniumion steht.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Olefine mit mindestens einem Wasserstoff-Substi- tuenten Ethylen, Propen, Acrylnitril, Acrylsäure, Acrylsäuremethylester, Acrylsäure(2-ethylhexyl)ester, Acrylsäureamid, l,l,l-Trifluor-2-propen und Styrol eingesetzt werden.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Olefine mit mindestens einem Wasserstoff-Sub- stituenten Acrylnitril, Acrylsäuremethylester, Acrylsäureamid und Styrol eingesetzt werden.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionstemperatur 20°C bis 200°C beträgt.
23. Verwendung von Arylolefinen, die nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22 hergestellt wurden, zur Herstellung von Arzneimitteln oder Agro- chemikalien.
24. Verwendung von Arylacrylsäurederivaten, die nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22 hergestellt werden, zur Herstellung von Lichtschutz- mittein.
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