DE102005004057B4 - Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke und in dem Verfahren verwendete polymorphe Carbeniumsalze - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül, bei dem (1) zunächst ein Bis(alkylthio)carbeniumsalz in Gegenwart einer Base mit einer mindestens eine Hydroxygruppe aufweisenden Verbindung in Dichlormethan als organischem Lösungsmittel umgesetzt; und (2) anschließend mit einem Fluorierungsmittel und einem Oxidationsmittel zu Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül oxidativ fluoriert wird; wobei die Verbindung mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke aus dem Reaktionsgemisch der oxidativen Fluorierung dadurch erhalten wird, dass das Reaktionsgemisch einer basischen Hydrolyse unterworfen und das organische Lösungsmittel soweit entfernt wird, dass die Verbindung mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke ausfällt beziehungsweise auskristallisiert, dadurch gekennzeichnet, dass Reaktionsschritt (1) zwischen ca. 10°C bis ca. 35°C erfolgt, und wobei das Bis(alkylthio)carbeniumsalz eine Verbindung der Formel II-Aa, II-Ab, II-Ac ist, die ein Polymorphes ist, das in Dichlormethan nahezu unlöslich ist:wobei L5, L6, L7 und L8 unabhängig voneinander H oder F bedeuten; R11 und R21 unabhängig voneinander zusammen für -CH2CH2CH2- oder -CH2C(CH3)2CH2- stehen; Hal Br oder I; und Y– ein Trifluormethansulfonat-Anion ist, welches durch Umsetzung einer Verbindung der Formel III'mit ...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül, ein weiteres Verfahren zur Herstellung von (Zwischen-)Verbindungen zur Verwendung in dem Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül sowie eine polymorphe Form einiger dieser (Zwischen-)Verbindungen, die nach dem weiteren Verfahren zugänglich sind.
  • Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül sind im Stand der Technik bekannt und spielen insbesondere als flüssigkristalline Substanzen und Bestandteile flüssigkristalliner Mischungen eine bedeutende Rolle in der Technik elektrooptischer Anzeigeelemente (siehe z. B. P. Kirsch, M. Bremer, Angew. Chem. 2000, 112, 4384; P. Kirsch et al., Angew. Chem. 2001, 113, 1528). Inder Literatur sind auch bereits Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben worden.
  • So offenbaren die Druckschriften DE 10027102 A1 , DE 10348172 A1 (Stand der Technik gemäß §3(2) PatG), WO 01/64667 A1 und die WO 03/033619 A1 ein Verfahren ausgehend von Bis(alkylthio)carbeniumsalzen (beziehungsweise Dithianyliumsalzen; die beiden Begriffe werden in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen synonym verwendet), bei dem zunächst ein Bis(alkylthio)carbeniumsalz in Gegenwart einer Base mit einer mindestens eine Hydroxygruppe aufweisenden Verbindung in einem organischen Lösungsmittel umgesetzt und anschließend mit einem Fluorierungsmittel und einem Oxidationsmittel zu Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül oxidativ fluoriert wird. Dieses Verfahren ergibt zwar in der Regel gute Rohausbeuten (bis zu 90% an Rohprodukt). Die Rohprodukte sind jedoch zumeist stark verunreinigt, mehr oder weniger stark gefärbt und häufig mit einem unangenehmen Geruch behaftet. Dies macht sich besonders bei der Vergrößerung vom Labor- zum Produktionsmaßstab nachteilig bemerkbar. Eine Serie verschiedener Aufreinigungsprozeduren ist erforderlich, um ein Produkt in einer Reinheit zu erhalten, wie sie für viele Anwendungen dieser Verbindungen, insbesondere als Flüssigkristalle, notwendig ist. So müssen zunächst eine Extraktion des Rohprodukts mit einem unpolaren Lösungsmittel oder eine erste Umkristallisation, danach eine Säulenchromatographie unter Verwendung großer Mengen Kieselgel und schließlich in der Regel noch zwei weitere Umkristallisationsschritte ausgeführt werden. Ferner ist es erforderlich, die nach dem jeweiligen Reinigungsschritt erhaltene Lösung unter Destillation, gegebenenfalls im Vakuum, einzuengen. Naturgemäß führt die Vielzahl dieser Schritte dazu, dass die Ausbeute an reinem Produkt deutlich kleiner als die Rohausbeute ist und bestenfalls zwischen 50 und 60% beträgt. Häufig enthält das derart gereinigte Produkt noch minimale Schwefelspuren, die bei gegebenenfalls nachfolgend durchgeführten Reaktionen – insbesondere solchen unter Übergangsmetallkatalyse – zu Schwierigkeiten führen können.
  • Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül bereitzustellen, welches das gewünschte Produkt in hoher Ausbeute und Reinheit ergibt und vorzugsweise die genannten Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül, bei dem
    • (1) zunächst ein Bis(alkylthio)carbeniumsalz in Gegenwart einer Base mit einer mindestens eine Hydroxygruppe aufweisenden Verbindung in Dichlormethan als einem organischen Lösungsmittel umgesetzt; und
    • (2) anschließend mit einem Fluorierungsmittel und einem Oxidationsmittel zu Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül oxidativ fluoriert wird;
    wobei die Verbindung mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke aus dem Reaktionsgemisch der oxidativen Fluorierung dadurch erhalten wird, dass das Reaktionsgemisch einer basischen Hydrolyse unterworfen und das organische Lösungsmittel soweit entfernt wird, dass die Verbindung mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke ausfällt beziehungsweise auskristallisiert,
    wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass Reaktionsschritt (1) zwischen ca. 10°C bis ca. 35°C erfolgt,
    und wobei das Bis(alkylthio)carbeniumsalz eine Verbindung der Formel II-Aa, II-Ab, II-Ac ist, die ein Polymorphes ist, das in Dichlormethan nahezu unlöslich ist:
    Figure DE102005004057B4_0004
    wobei
    L5, L6, L7 und L8 unabhängig voneinander H oder F bedeuten;
    R11 und R21 unabhängig voneinander zusammen für -CH2CH2CH2- oder -CH2C(CH3)2CH2- stehen;
    Hal Br oder I; und
    Y ein Trifluormethansulfonat-Anion ist,
    welches durch Umsetzung einer Verbindung der Formel III'
    Figure DE102005004057B4_0005
    mit
    mit einer Dithiolverbindung der Formel IV-V: HS-R11R21-SH IV-V in Gegenwart einer Säure der Formel VI H+Y VI erhalten wird, wobei
    Y ein Trifluormethansulfonat-Anion ist; und
    R11 und R21 in Formel IV-V zusammen -CH2CH2CH2- oder -CH2C(CH3)2CH2- bedeuten.
  • Dabei erfolgt die basische Hydrolyse in der Regel mit einem Gemisch einer herkömmlichen Base mit Wasser oder auch Eiswasser. Als Base kann jede organische oder anorganische Base verwendet werden, die eine ausreichende Alkalisierung des Reaktionsgemischs gewährleistet, ohne das gewünschte Reaktionsprodukt zu zersetzen. Beispiele dieser Base sind Alkali-, Erdalkali- und Ammoniumhydroxide sowie tertiäre Amine und Ammoniak, bevorzugt Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Ammoniak und Triethylamin.
  • Die Entfernung des organischen Lösungsmittels erfolgt in dem erfindungsgemäßen Verfahren üblicherweise nicht vollständig, sondern nur teilweise, und zwar bevorzugt soweit, dass die gewünschte Verbindung mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke aus der verbleibenden Lösungsmittelmenge auskristallisiert oder ausfällt. Die Entfernung des Lösungsmittels erfolgt bevorzugt destillativ, besonders bevorzugt unter vermindertem Druck, beispielsweise im Wasserstrahlvakuum.
  • Ein geeignetes organische Lösungsmittel ist Dichlormethan.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt überraschenderweise die einfache Abtrennung der bei der oxidativen Fluorierung als störende Nebenprodukte gebildeten Schwefelverbindungen. Das ausgefallene beziehungsweise auskristallisierte Produkt läßt sich gemeinsam mit anderen gegebenenfalls gebildeten Feststoffen, z. B. Polysulfiden, vorzugsweise aus dem verbliebenen Lösungsmittel abfiltrieren. Die störenden Schwefelverbindungen verbleiben hingegen in der Mutterlauge. Aus dem nach dieser bevorzugten Ausführungsform erhaltenen Filterkuchen kann dann die gewünschte Verbindung mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül mit einem weiteren organischen Lösungsmittel ausgewaschen werden, welches so gewählt wird, dass sich die Verbindung mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül darin löst, aber nicht oder nicht nennenswert die weiteren Feststoffe wie Polysulfide. Bevorzugte weitere organische Lösungsmittel zum Waschen des Filterkuchens sind Kohlenwasserstoffe und Ether, besonders bevorzugt aliphatische Kohlenstoffe und insbesondere Isooctan, Hexane und n-Heptan.
  • Das gewünschte Produkt kann aus dieser Waschlösung durch Abdestillieren erhalten werden. Sofern erwünscht kann die Waschlösung zuvor über ein geeignetes Absorbens, bevorzugt Kieselgel, filtriert werden.
  • Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke werden in außerordentlich hohen Reinheiten von in der Regel größer 99,5% erhalten. Zugleich ist die Ausbeute an Reinprodukt im allgemeinen höher als nach dem herkömmlichen Verfahren und beträgt in der Regel mehr als 70–75%. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet zudem die bislang notwendige aufwendige Phasentrennung des Rohreaktionsprodukts sowie die vor allem für (groß)technische Synthesen unerwünschte chromatographsiche Aufreinigung des Endprodukts. Auch ist die Raum-Zeit-Ausbeute deutlich verbessert, da mit wesentlich höheren Konzentrationen gearbeitet werden kann. Ferner ist der Wertproduktkoeffizient (= Ausbeute Produkt/Gesamtmenge aller Rohstoffe) deutlich verbessert, weil die eingesetzten Rohstoffe reduziert werden können; dieser Umstand ist insbesondere aus Umweltgesichtspunkten vorteilhaft. Auch können ansonsten störende Schwefelverunreinigungen nun nicht mehr synthetische Folgestufen nachteilig beeinflussen.
  • Die beiden Reaktionsschritte (1) und (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Verbindungen mit Difluoroxymethylenbrücke im Molekül können unter den Bedingungen durchgeführt werden, wie sie aus WO 01/64667 A1 und WO 03/033619 A1 bekannt sind. Bevorzugt wird in Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens als die mindestens eine Hydroxygruppe aufweisende Verbindung eine Verbindung eingesetzt, deren (Teil-)Struktur üblicherweise als Strukturelement in flüssigkristallinen oder mesogenen Verbindungen Verwendung findet. Somit wird gewährleistet, dass die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellende Verbindung mit Difluoroxymethylenbrücke im Molekül mesogene beziehungsweise flüssigkristalline Eigenschaften aufweist und/oder ihrerseits als Ausgangsverbindung zur Synthese weiterer mesogener beziehungsweise flüssigkristalliner Verbindungen mit CF2O-Brücke dienen kann.
  • Besonders bevorzugt weist die mindestens eine Hydroxygruppe aufweisende Verbindung die Formel VII auf: HO-A3-[-Z4-A4-]e-X2 VII wobei
    e 0, 1 oder 2 bedeutet:
    A3 und A4 unabhängig voneinander für
    Figure DE102005004057B4_0006
    Figure DE102005004057B4_0007
    sowie insbesondere für
    Figure DE102005004057B4_0008
    oder
    Figure DE102005004057B4_0009
    stehen, wobei A4 verschiedene Bedeutungen annehmen kann, wenn e 2 ist;
    f unabhängig für A3 und A4 0, 1, 2, 3 oder 4 bedeutet;
    g und h unabhängig voneinander und unabhängig für A3 und A4 0, 1, 2 oder 3 bedeuten;
    Z4 eine Einfachbindung, -CF2O- oder -CO-O- bedeutet; und
    X2 F, Cl, CN, NCS, SF5 oder einen unsubstituierten oder einfach mit CN oder einfach oder mehrfach mit F, Cl, Br und/oder I substituierten Alkylrest mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeutet, wobei in dem Alkylrest auch eine oder mehrere CH2-Gruppen durch -C≡C-, -CH=CH-, -O-, -S-, -SO2-, -C(O)-O- oder -O-C(O)- so ersetzt sein können, dass Heteroatome in der Kette nicht direkt miteinander verknüpft sind;
    wobei A4, Z4, f, g und h jeweils auch verschiedene Bedeutungen annehmen können, wenn e 2 ist.
  • Ganz besonders bevorzugt sind unter den Verbindungen der Formel VII einfach oder mehrfach, insbesondere mit Fluor, substituierte Phenole oder Naphthole. Insbesondere ist die Verbindung der Formel VII ein Phenol der Formel I:
    Figure DE102005004057B4_0010
    wobei
    L1, L2, L3 und L4 unabhängig voneinander H, F, Cl oder CF3, insbesondere H oder F bedeuten, wobei in besonders bevorzugten Ausführungsformen L3 und L4 H sind; und
    X1 F, Cl, CN, NCS, SF5, mit Halogen einfach oder mehrfach substituiertes Alkanyl, Alkoxy, SCF3 oder SO2CF3 bedeutet, insbesondere F, CN, Cl, CF3 und OCF3.
  • Beispiele von Verbindungen der Formel I sind die folgenden Phenole:
    Figure DE102005004057B4_0011
  • Die in Schritt (1) des Verfahrens zur Herstellung einer Verbindung mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke eingesetzte Base kann im allgemeinen jede basische Verbindung sein, welche die mindestens eine Hydroxygruppe aufweisende Verbindung an der Hydroxygruppe wenigstens teilweise zu deprotonieren vermag beziehungsweise die gewünschte Umsetzung der die mindestens eine Hydroxygruppe aufweisenden Verbindung ermöglicht. Bevorzugt ist als Base ein tertiäres Amin, besonders bevorzugt ein tertiäres aliphatisches Amin wie beispielsweise Triethylamin oder Ethyldiisopropylamin.
  • Das in Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Fluorierungsmittel ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen und aromatischen Amin-Fluorwasserstoff-Komplexen, welche besonders bevorzugt umfassen: Pyridin-Fluorwasserstoff-Komplexe, NEt3•3HF, Melamin•HF, Polyvinylpyridin•HF. Ganz besonders bevorzugt sind Pyridin-Fluorwasserstoff-Komplexe und NEt3•3HF.
  • Das in Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Oxidationsmittel ist bevorzugt eine Verbindung, welche Haloniumäquivalente freisetzt. Besonders bevorzugt ist die Haloniumäquivalente freisetzende Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Dimethyldibromhydanthoin, N-Bromsuccinimid, N-Iodsuccinimid, Brom, SOCl2, SO2ClF, Nitrosoniumsalzen, Nitroniumsalzen und Chloramin T. Ganz besonders bevorzugt sind Dimethyldibromhydanthoin, N-Bromsuccinimid und Brom.
  • Das in Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Bis(alkylthio)carbeniumsalz (Dithianyliumsalz) ist eine Verbindung der Formel IIa-Aa, IIa-Ab oder IIa-Ac nach Anspruch 1.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich ferner besonders gut zur Herstellung von Verbindungen mit einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül insbesondere der Formel VIII, welche ihrerseits als Ausgangsverbindungen zur Synthese weiterer mesogener beziehungsweise flüssigkristalliner Verbindungen dienen können. Besonders bevorzugt hierfür sind Bis(alkylthio)carbeniumsalze der Formel IIa, IIb, IIc, bei denen R1 für H oder Halogen, bevorzugt für Cl, Br oder I und insbesondere für Br steht. Die aus diesen Dithianyliumsalzen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen Verbindungen mit Difluoroxymethylenbrücke, insbesondere der Formel VIII, eignen sich gut zur Herstellung weiterer Verbindungen mit Difluoroxymethylenbrücke, z. B. mittels bekannter, Übergangsmetallkomplex-katalysierter C-C-Kupplungsreaktionen über das mit R1 substituierte Kohlenstoffatom. Beispiele für derartige Umsetzungen sind u. a. aus WO 03/033619 A1 bekannt.
  • Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung folgender Verbindungen der allgemeinen Formel VIII eingesetzt:
    Figure DE102005004057B4_0012
    Figure DE102005004057B4_0013
    Figure DE102005004057B4_0014
    Figure DE102005004057B4_0015
    Figure DE102005004057B4_0016
    Figure DE102005004057B4_0017
    Figure DE102005004057B4_0018
    Figure DE102005004057B4_0019
  • Ganz besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formeln VIII19, VIII20 und VIII21.
  • Üblicherweise werden sowohl Schritt (1) als auch Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens bei tiefen Temperaturen, typischerweise unter –40°C, bevorzugt unter –60°C und insbesondere bei etwa –70°C ausgeführt. Es hat sich nun gezeigt, dass Schritt (1) auch bei signifikant höheren Temperaturen zwischen etwa 10°C und etwa 35°C, bevorzugt bei Raumtemperatur durchgeführt werden kann, was zu einer Vereinfachung der Arbeitsabläufe und zur Verminderung des Energieverbrauchs für die ansonsten auch während des ersten Reaktionsschritts erforderlichen Kühlung auf tiefe Temperaturen führt.
  • Ferner ist es bevorzugt, dass die Umsetzung der Verbindung der Formel III mit einem Überschuß von wenigstens 2,5 Moläquivalenten, besonders bevorzugt von wenigstens 3 Moläquivalenten, ganz besonders bevorzugt 3 bis 20 Moläquivalenten der Säure der Formel VI, Trifluormethansulfonsäure, erfolgt.
  • Die Umsetzung der Verbindung der Formel III zu dem Bis(alkylthio)carbeniumsalz der Formel II kann unter den in der Literatur bekannten Reaktionsbedingungen erfolgen (vgl. z. B. WO 03/033619 A1 und P. Kirsch et al., Angew. Chem. 2001, 113, 1528), beispielsweise in einem Lösungsmittelgemisch aus Toluol und einem aliphatischen Kohlenwasserstoff wie Hexanen, Heptan oder Isooctan unter Rückfluß am Wasserabscheider. Es ist jedoch auch möglich und in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bevorzugt, als Lösungsmittel des Verfahrensschritts (0) die Säure der Formel VI selbst, insbesondere Trifluormethansulfonsäure, einzusetzen. Dabei ist es besonders bevorzugt, die Reaktion unter Erwärmen auf etwa 60°C bis etwa Rückflußtemperatur, bevorzugt etwa 100°C bis etwa 120°C auszuführen.
  • Die Herstellung des Bis(alkylthio)carbeniumsalzes der Formel II aus der korrespondierenden Carbonsäure der Formel III durch direkte Umsetzung mit einem Thiol oder Dithiol bietet gegenüber dem bekannten Syntheseverfahren (s. z. B. WO 03/033619 A1 ), bei dem die Carbonsäure der Formel III zunächst mit beispielsweise Thionylchlorid in das entsprechende Säurechlorid überführt wird, welches anschließend mit Thiol oder Dithiol zur Verbindung der Formel II umgesetzt wird, verschiedene Vorteile, die sich insbesondere bei Durchführung im (groß-)technischen Maßstab bemerkbar machen: Es kann auf die Verwendung des giftigen und korrosiven Thionylchlorids verzichtet werden. Ferner führt die Kürzung des Synthesewegs um einen Schritt zur Senkung von Herstellungskosten. Auch erweist sich das direkt aus der Carbonsäure der Formel III hergestellte Bis(alkylthio)carbeniumsalz der Formel II als weniger hygroskopisch als das im Prinzip strukturidentische Salz, das über die ”Thionylchlorid”-Route hergestellt wird, was seine Handhabung, Lagerung und Weiterverarbeitung deutlich vereinfacht.
  • Für eine bestimmte Gruppe von Verbindungen der Formel II hat sich darüber hinaus gezeigt, dass sich das durch direkte Umsetzung der Carbonsäure der Formel III mit einem Dithiol in Gegenwart einer Säure erhältliche Bis(alkylthio)carbeniumsalz der Formel II offenbar in seiner Festkörperstruktur von dem entsprechenden, über den ”Thionylchlorid-Weg” zugänglichen Bis(alkylthio)carbeniumsalz unterscheidet. Daher sind diese Verbindungen der Formel II-A (in ihren isomeren Formen II-Aa, II-Ab, II-Ac) in ihrer so zugänglichen polymorphen Form sowie das Verfahren zu ihrer Herstellung als solches ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung:
    Verbindung der Formel II-Aa, II-Ab, II-Ac
    Figure DE102005004057B4_0020
    einer polymorphen Form, welche erhältlich ist durch Umsetzung
    einer Verbindung der Formel III-A
    Figure DE102005004057B4_0021
    mit einem Überschuß einer Säure der Formel VI H+Y VI wobei
    Hal Br oder I, insbesondere Br bedeutet;
    L5, L6, L7 und L8 unabhängig voneinander H oder F bedeuten, wobei besonders bevorzugt L7 und L8 beide H sind;
    Y Trifluormethansulfonat-Anion ist; und
    R11 und R21 zusammen für -CH2C(CH3)2CH2-, -CH2CH2- oder insbesondere für -CH2CH2CH2- stehen.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist unter ”polymorpher Form” einer Verbindung eine Festkörperstruktur beziehungsweise feste Zustandsform dieser Verbindung zu verstehen, die sich von anderen Festkörperstrukturen beziehungsweise festen Zustandsformen der gleichen Verbindung unterscheidet, wobei sich dieser Unterschied in wenigstens einem differierenden physikalischen, physikochemischen und/oder chemischen Paramater manifestiert. Der Ausdruck ”polymorphe Form” umfasst dabei neben gegebenenfalls unterschiedlichen Kristallformen auch gegebenenfalls vorliegende amorphe Festkörperstrukturen der Verbindung als solches sowie Kristallformen und amorphe Festkörperstrukturen von Hydraten, Solvaten, Komplexen, Dimeren, Trimeren, Oligomeren beziehungsweise Polymeren dieser Verbindung (beziehungsweise ihrer Salze).
  • Die erfindungsgemäßen Polymorphen der Verbindungen der Formel II-A unterscheiden sich von den bislang bekannten Festkörperformen der Verbindungen der Formel II-A insbesondere dadurch, dass sie deutlich weniger hydrolyseempfindlich, weniger beziehungsweise nicht hygroskopisch, lagerfähig unter üblichen Bedingungen und ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen an der Luft stabil und als solches in Dichlormethan nahezu unlöslich sind. Die Strukturidentität der erfindungsgemäßen Polymorphen der Verbindung der Formel II-A und der bereits bekannten Festkörperformen dieser Verbindung ergibt sich aus der Identität der NMR-Spektren und der Teilidentität der IR-Spektren, während sich die Polymorphie insbesondere durch unterschiedliche DSC-Kurven zeigt.
  • Insbesondere im Fall dieser erfindungsgemäßen polymorphen Formen von Verbindungen der Formel II-Aa, II-Ab und II-Ac hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Reaktionsschritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Temperaturen in einem Bereich zwischen ca. 10°C und ca. 35°C auszuführen.
  • Unabhängig vom jeweiligen Verfahren zur Herstellung der in Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens einzusetzenden Bis(alkylthio)carbeniumsalze ist es bevorzugt, diese vor ihrer Verwendung zu trocknen, um gegebenenfalls vorhandene Feuchtigkeitsspuren oder im Feststoff als Hydrat gebundene Wassermoleküle zu entfernen.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck ”Alkyl” – sofern er nicht an anderer Stelle dieser Beschreibung oder in den Ansprüchen abweichend definiert ist – einen geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 15 (d. h. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 oder 15) Kohlenstoffatomen; dieser Rest ist unsubstituiert oder einfach oder mehrfach mit Fluor, Chlor, Brom, Iod, Carboxy, Nitro, -NH2, -N(Alkanyl)2 und/oder Cyano substituiert, wobei die Mehrfachsubstitution mit dem gleichen oder mit verschiedenen Substituenten erfolgen kann.
  • Sofern es sich bei diesem Alkylrest um einen gesättigten Rest handelt, wird er auch als ”Alkanyl” bezeichnet. Ferner umfasst der Ausdruck ”Alkyl” auch unsubstituierte oder entsprechend insbesondere mit F, Cl, Br, I und/oder -CN ein- oder mehrfach gleich oder verschieden substituierte Kohlenwasserstoffreste, in denen eine oder mehrere CH2-Gruppen derart durch -O- (”Alkoxy”, ”Oxaalkyl”), -S- (”Thioalkyl”), -SO2-, -CH=CH- (”Alkenyl”), C≡C- (”Alkinyl”), -CO-O- oder -O-CO- ersetzt sein können, dass Heteroatome (O, S) in der Kette nicht direkt miteinander verknüpft sind. Vorzugsweise ist Alkyl ein geradkettiger oder verzweigter, unsubstituierter oder substituierter Alkanyl-, Alkenyl- oder Alkoxyrest mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 Kohlenstoffatomen. Sofern Alkyl einen Alkanylrest bedeutet, ist dieser bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, t-Butyl, n-Pentyl, Neopentyl, n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl; CF3, CHF2, CH2F; CF2CF3. Besonders bevorzugt ist der Alkanylrest geradkettig und unsubstituiert oder mit F substituiert.
  • Da in einem Alkylrest eine oder mehrere CH2-Gruppen durch -O- ersetzt sein können, umfasst der Ausdruck ”Alkyl” auch ”Alkoxy”- beziehungsweise ”Oxaalkyl”-Reste. Unter Alkoxy ist ein O-Alkyl-Rest zu verstehen, in dem das Sauerstoffatom direkt mit der durch den Alkoxyrest substituierten Gruppe oder dem substituierten Ring verbunden ist und Alkyl wie oben definiert ist; vorzugsweise ist Alkyl dann Alkanyl oder Alkenyl. Bevorzugte Alkoxyreste sind Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy, Heptoxy und Octoxy, wobei jeder dieser Reste auch substituiert sein kann, und zwar vorzugsweise mit einem oder mehreren Fluoratomen. Besonders bevorzugt ist Alkoxy -OCH3, -OC2H5, -O-n-C3H7, -O-n-C4H9, -O-t-C4H9, -OCF3, -OCHF2, -OCHF oder -OCHFCHF2. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck ”Oxaalkyl” Alkylreste, in denen wenigstens eine nicht-terminale CH2-Gruppe durch -O- derart ersetzt ist, dass keine benachbarten Heteroatome (O, S) vorliegen. Vorzugsweise umfasst Oxaalkyl geradkettige Reste der Formel CaH2a+1-O-(CH2)b-, wobei a und b jeweils unabhängig voneinander 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 bedeuten; besonders bevorzugt ist a eine ganze Zahl von 1 bis 6 und b 1 oder 2.
  • Sofern in einem wie oben definerten Alkylrest eine oder mehrere CH2-Gruppen durch Schwefel ersetzt sind, liegt ein ”Thioalkyl”-Rest vor. Vorzugsweise umfasst ”Thioalkyl” einen geradkettigen Rest der Formel CaH2a+1-S-(CH2)b-, wobei a 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 ist und b 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10; besonders bevorzugt ist a eine ganze Zahl von 1 bis 6 und b 0, 1 oder 2. Der Thioalkylrest kann ebenfalls mit F, Cl, Br, I und/oder -CN substituiert sein und ist vorzugsweise unsubstituiert.
  • Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck ”Alkenyl” einen wie oben definierten Alkylrest, in dem eine oder mehrere -CH=CH-Gruppen vorhanden sind. Sofern zwei -CH=CH-Gruppen in dem Rest vorhanden sind, kann dieser auch als ”Alkadienyl” bezeichnet werden. Ein Alkenylrest kann 2 bis 15 (d. h. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 oder 15) Kohlenstoffatome enthalten und ist verzweigtkettig oder vorzugsweise geradkettig. Der Rest ist unsubstituiert oder ein- oder mehrfach gleich oder verschieden insbesondere mit F, Cl, Br, I und/oder CN substituiert. Ferner können eine oder mehrere CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- so ersetzt sein, dass Heteroatome (O, S) nicht direkt miteinander verbunden sind. Falls die CH=CH-Gruppe an beiden Kohlenstoffatomen einen anderen Rest als Wasserstoff trägt, etwa wenn sie eine nicht-terminale Gruppe ist, kann die CH=CH-Gruppe in zwei Konfigurationen vorliegen, nämlich als E-Isomer und als Z-Isomer. Im allgemeinen ist das E-Isomer (trans) bevorzugt. Vorzugsweise enthält der Alkenylrest 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 Kohlenstoffatome und bedeutet Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 1E-Pentenyl, 1E-Hexenyl, 1E-Heptenyl, 2-Propenyl, 2E-Butenyl, 2E-Pentenyl, 2E-Hexenyl, 2E-Heptenyl, 3-Butenyl, 3E-Pentenyl, 3E-Hexenyl, 3E-Heptenyl, 4-Pentenyl, 4Z-Hexenyl, 4E-Hexenyl, 4Z-Heptenyl, 5-Hexenyl und 6-Heptenyl. Besonders bevorzugte Alkenylreste sind Vinyl, 1E-Propenyl und 3E-Butenyl.
  • Falls in einem Alkylrest eine oder mehrere CH2-Gruppen durch -C≡C- ersetzt sind, liegt ein Alkinylrest vor. Auch die Ersetzung von einer oder mehreren CH2-Gruppen durch -CO-O- or -O-CO- ist möglich. Dabei sind die folgenden dieser Reste bevorzugt: Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2-Propionyloxyethyl, 2-Butyryloxyethyl, 2-Acetyloxypropyl, 3-Propionyloxypropyl, 4-Acetyloxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxycarbonylmethyl, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl, 2-(Methoxycarbonyl)ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)ethyl, 2-(Propoxycarbonyl)-ethyl, 3-(Methoxycarbonyl)propyl, 3-(Ethoxy-carbonyl)propyl oder 4-(Methoxycarbonyl)butyl.
  • Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck ”Cycloalkyl” einen cyclischen aliphatischen (alicyclischen) Rest mit 3 bis 16 Kohlenstoffatomen, der gesättigt oder partiell ungesättigt ist und unsubstituiert oder einfach oder mehrfach mit Halogen, Carboxy, Nitro, Alkanyl, Alkoxy, -NH2 und/oder mit -N(Alkanyl)2 substituiert ist, wobei die Mehrfachsubstitution mit dem gleichen oder mit verschiedenen Substituenten erfolgen kann. Bevorzugt ist der Cycloalkylrest unsubstituiert und weist 5, 6 oder 7 Kohlenstoffatome auf. Insbesondere steht Cycloalkyl für einen Cyclohexylrest.
  • Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung steht ”Alkylen” für einen divalenten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Kohlenstoffatomen in der Kette, der gegebenenfalls auch einfach oder mehrfach mit Halogen, CN, Carboxy, Nitro, Alkanyl, Alkoxy, -NH2 oder mit -N(Alkanyl)2 substituiert sein kann, wobei die Mehrfachsubstitution mit dem gleichen oder mit verschiedenen Substituenten erfolgen kann. Bevorzugt steht ”Alkylen” für einen geradkettigen, unsubstituierten oder mit Methyl einfach oder zweifach substituierten, gesättigten aliphatischen Rest mit 1, 2, 3, 4, 5, 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere für -CH2CH2CH2- und -CH2C(CH3)2CH2-.
  • ”Halogen” steht im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung für Fluor, Chlor, Brom beziehungsweise Iod.
  • Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck ”Aryl” – sofern er nicht an anderer Stelle der Beschreibung oder in den Ansprüchen im Einzelfall abweichend definiert ist – einen aromatischen Kohlenwasserstoff mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls mit Halogen, Nitro, Alkanyl, Alkoxy, -NH2 oder mit -N(Alkanyl)2 einfach oder mehrfach substituiert ist, wobei die Mehrfachsubstitution mit dem gleichen oder mit verschiedenen Substituenten erfolgen kann. Insbesondere steht ”Aryl” für einen unsubstituierten oder substituierten Phenyl- oder Naphthylrest.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck ”Aralkyl” für einen Aryl-Alkyl-Rest, d. h. für einen Rest, in dem ein Aryl-Substituent über eine Alkylbrücke mit einem Atom, einer Kette, einem weiteren Ring, einem anderen Rest oder einer funktionellen Gruppe verknüpft ist. Bei der Alkylbrücke handelt es sich vorzugsweise um einen gesättigten bivalenten Kohlenwasserstoffrest (”Alkylen”), insbesondere um Methylen (-CH2-) und Ethylen (-CH2-CH2-). Bevorzugte Beispiele eines Aralkylrestes sind Benzyl und Phenethyl. Ein ”Aralkyl-O-Rest” ist für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ein Aralkylrest, der über ein an die Alkylbrücke gebundenes Sauerstoffatom mit einem weiteren Atom, einer Kette, einem anderen Rest oder einer funktionellen Gruppe verknüpft ist. Bevorzugte Beispiele eines Aralkyl-O-Restes sind O-Benzyl und O-CH2CH2Phenyl.
  • Unter einem ”Heteroarylrest” versteht man für die Zwecke der vorliegenden Erfindung einen cyclischen, (hetero-)aromatischen organischen Rest mit 5 bis 18 Ringatomen, der in seinem Cyclus neben Kohlenstoffatomen ein oder mehrere gleiche oder verschiedene Heteroatome enthält, wobei diese Heteroatome bevorzugt aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel ausgewählt sind. Der Heterocyclus weist wenigstens einen Ring auf und kann auch zwei, drei oder mehr Ringe aufweisen, die gegebenenfalls miteinander kondensiert sind, wobei wenigstens einer der mehreren Ringe wenigstens ein Heteroatom aufweist. Der Heteroarylrest kann in gleicher Weise wie der oben definierte Arylrest unsubstituiert oder einfach oder mehrfach gleich oder verschieden mit Halogen, Nitro, Alkanyl, Alkoxy, -NH2 und/oder mit -N(Alkanyl)2 substituiert sein. Der Heteroarylrest kann über jedes seiner Ringatome gebunden sein. Bevorzugt ist der Heteroarylrest aus der Gruppe ausgewählt, die aus Pyrrolyl, Pyrazolyl, Imidazolyl, Pyridinyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl, Indolyl, Furanyl, Thienyl, Oxazolyl, Isoxazolyl, Pyranyl, Benzofuranyl, Benzothienyl besteht.
  • Unter einem ”Heterocyclylrest” versteht man für die Zwecke der vorliegenden Erfindung einen cyclischen organischen Rest mit 5 bis 18 Ringatomen, der in seinem Cyclus wenigstens eine gesättigte (endocyclische) Bindung zwischen zwei Ringatomen aufweist und ein oder mehrere gleiche oder verschiedene Heteroatome enthält, die bevorzugt aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel ausgewählt sind. Der Heterocyclus weist wenigstens einen Ring auf und kann auch zwei, drei oder mehr Ringe aufweisen, die gegebenenfalls miteinander kondensiert sind, wobei wenigstens einer der mehreren Ringe wenigstens ein Heteroatom aufweist. Der Heterocyclylrest kann in gleicher Weise wie der oben definierte Arylrest unsubstituiert oder einfach oder mehrfach gleich oder verschieden mit Halogen, Nitro, Alkanyl, Alkoxy, -NH2 und/oder mit -N(Alkanyl)2 substituiert sein. Der Heterocyclylrest kann über jedes seiner Ringatome gebunden sein. Bevorzugt ist der Heterocyclylrest aus der Gruppe ausgewählt, die aus Pyrrolidin, Piperidin, Piperazin, Morpholin, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dihydropyrazol, Dihydroimidazol, Dihydrooxazol, Tetrahydrooxazol, Dihydroisoxazol und Tetrahydroisoxazol besteht. Unter einem ”Heterocyclylalkyl” ist hier ein Rest zu verstehen, bei dem ein Heterocyclyl-Rest über eine Alkylbrücke mit einem Atom, einer Kette, einem weiteren Ring, einem anderen Rest oder einer funktionellen Gruppe verknüpft ist.
  • Die in den erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Verbindungen sind – sofern eine Synthese in der vorliegenden Beschreibung nicht ausdrücklich angegeben wird – ebenso wie die verwendeten Reagenzien und Lösungsmittel literaturbekannt und zumeist kommerziell erhältlich. Alternativ können sie nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden, wie sie in der Literatur beschrieben sind (z. B. in Standardwerken der synthetischen organischen Chemie wie Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart), und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Man kann aber auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.
  • Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung versteht man unter einer ”flüssigkristallinen Verbindung” eine Verbindung, die als solches oder in Kombination mit weiteren Verbindungen in einer flüssigkristallinen Zustandsform (”liquid-crystal state”) gemäß IUPAC-Definition (Pure and Applied Chemistry 73, 845–895 (2001), 2.2) vorliegen kann.
  • Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung versteht man unter einer ”mesogenen Verbindung” eine Verbindung, die in Kombination mit weiteren Verbindungen in einer flüssigkristallinen Zustandsform (”liquid-crystal state”) gemäß IUPAC-Definition (Pure and Applied Chemistry 73, 845–895 (2001), 2.2) vorliegen kann, ohne notwendigerweise selbst flüssigkristallin zu sein.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend durch Beispiele weiter veranschaulicht werden, die jedoch weder den Gegenstand noch den Schutzbereich der Patentansprüche beschränken sollen.
  • Beispiele
  • Beispiel 1
    Figure DE102005004057B4_0022
  • In einem 1-Liter-Mehrhals-Kolben wurden unter Schutzgas 4-Brom-2,6-difluorbenzoesäure 1 (50,0 g, 0,211 mol) in einer 1:1-Mischung aus Toluol und Isooctan suspendiert. Dann wurden 1,3-Propandithiol 2 (27,5 g, 0,254 mol) und Trifluormethansulfonsäure (95,0 g, 0,633 mol) hinzugegeben. Man erhitzte die Reaktionsmischung für 20 Stunden, ließ abkühlen und versetzte mit Diethylenglykoldibutylether. Nach Zugabe von Dichlormethan und nach Rühren für eine Stunde bei Raumtemperatur wurde die Reaktionsmischung mit Eis gekühlt und abgesaugt. Der Filterkuchen wurde mit Dichlormethan zweimal kalt nachgewaschen und anschließend im Vakuum bei ca. 40°C getrocknet. Ausbeute an 3: 82,3 g (84,9%). Gelbliche Kristalle.
  • In einer Verfahrensvariante wurden 25,00 g 4-Brom-2,6-difluorbenzoesäure 1, 47,25 g Trifluormethansulfonsäure und 14,75 g Propandithiol 2 in 40 g Toluol und 32,5 g Isooctan suspendiert und unter Rühren 4,5 Stunden auf 105°C erhitzt. Die klare orange Lösung wurde auf 20–30°C abgekühlt und mit 82,5 g Diethylenglycoldibutylether versetzt. Die entstandene Suspension wurde 1 Stunde bei 20°C gerührt, dann auf 3°C abgekühlt, mit 41 g Dichlormethan versetzt und 1 Stunde bei dieser Temperatur gerührt. Die Suspension wurde filtriert, der Filterkuchen 3× mit 30 g Dichlormethan gewaschen und unter Vakuum bei 40°C getrocknet. Es wurden 42,8 g (89% d. Th) des gewünschten Produktes in Form gelblicher Kristalle erhalten.
  • In einer weiteren Verfahrensvariante wurden 25,00 g 4-Brom-2,6-difluorbenzoesäure 1, 47,25 g Trifluormethansulfonsäure und 14,75 g Propandithiol 2 in einem Kolben vorgelegt und unter Rühren 3 Stunden auf 108°C erhitzt. Die klare gelbe Lösung wurde auf 20–30°C abgekühlt und mit 82,5 g Diethylenglycoldibutylether versetzt. Die entstandene Suspension wurde auf 3°C abgekühlt, mit Dichlormethan versetzt und 1 Stunde bei dieser Temperatur gerührt. Die Suspension wurde filtriert, der Filterkuchen 3× mit Dichlormethan gewaschen und unter Vakuum bei 40°C getrocknet. Es wurden 46,75 g (97% d. Th) des gewünschten Produktes in Form gelblicher Kristalle erhalten.
  • Beispiel 2
    Figure DE102005004057B4_0023
  • 3,4,5-Trifluorphenol 4 (21,5 g, 0,145 mol) und Triethylamin (14,7 g, 0,145 mol) wurden in 300 g Dichlormethan vorgelegt. Hierzu wurde das sorgfältig getrocknete Bis(alkylthio)carbeniumsalz 3 (60,0 g, 0,131 mol) aus Beispiel 1 bei ca. 20°C portionsweise hinzugegeben, wobei eine schwach gelbe Suspension entstand. Es wurde bei Raumtemperatur eine Stunde nachgerührt und dann auf –70°C gekühlt. Dann wurde bei dieser Temperatur Triethylamintrishydrofluorid (42,6 g, 0,264 mol) hinzugegeben. Die Reaktionsmischung wurde bei dieser Temperatur für zwei Stunden nachgerührt. Anschließend wurde Brom (52,2 g, 0,327 mol) zugetropft. Die dicke Suspension wurde für eine Stunde bei –70°C nachgerührt, dann im Eiswasserbad erwärmt und nochmals 1,5 Stunden gerührt. Der Ansatz wurde vorsichtig auf ein Gemisch aus 72 g Eis und 150 g Kalilauge (47%) gegebenen. Die Suspension mit einem pH-Wert von 10–11 wurde über eine Stunde auf Raumtemperatur erwärmt. Dann wurde ein Teil des Lösungsmittels am Rotationsverdampfer bei 40°C Badtemperatur und vermindertem Druck eingeengt. Der sich dabei bildende Niederschlag wurde abgesaugt, in Heptan aufgenommen und über Kieselgel filtriert. Das farblose Filtrat wurde unter vermindertem Druck eingeengt. Der gebildete Rückstand wurde abfiltriert und aus 2-Propanol/Wasser umkristallisiert. Ausbeute an 5: 80–85%.
  • Beispiel 3
    Figure DE102005004057B4_0024
  • 160,75 g des Triflats 3 wurden in 705 g Dichlormethan suspendiert und bei 15–24°C mit einer Lösung von 50,61 g 3,4-Difluorphenol 6 und 39,36 g Triethylamin in 190 g Dichlormethan versetzt. Die schwach gelbe Suspension wurde auf –70 bis –75°C abgekühlt und mit 14,2 g Triethylamintrishydrofluorid versetzt. Die gelbe Lösung wurde 1 Stunde bei –75°C gerührt und anschließend bei dieser Temperatur mit 141 g Brom versetzt. Die entstandene orange Suspension wurde 0,5 Stunden bei –75°C gerührt, auf 0°C erwärmt und 1 Stunde bei dieser Temperatur gerührt. Unter Eiskühlung wurde das Reaktionsgemisch auf eine Mischung von 730 g Eis und 400 g 47%iger Kalilauge gegeben. Das erhaltene hellgelbe Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmt. Die organische Phase wurde abgetrennt und die verbliebene wässrige Phase wurde zweifach mit Heptan extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden 2× mit Wasser gewaschen und filtriert. Die organische Phase wurde vom Lösungsmittel befreit. Der Rückstand wurde über eine mit Kieselgel belegte Fritte gegeben, die mit Heptan eluiert wurde. Das Filtrat wurde vom Lösungsmittel befreit, der Rückstand aus 206 g Isopropanol umkristallisiert. Es wurden 97,2 g (71% d. Th.) des gewünschten Produkts 7 als farblose Kristalle erhalten.
  • Beispiel 4
    Figure DE102005004057B4_0025
  • 560 g des Triflats 8 (erhalten nach einem zu Beispiel 1 analogen Verfahren) wurden in 1220 ml Dichlormethan suspendiert und bei 18–32°C mit einer Lösung von 215 g Trifluorphenol 4 und 200 ml Triethylamin in 600 ml Dichlormethan versetzt. Es wurde 0,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, dann das Reaktionsgemisch auf –70°C abgekühlt und mit 432 ml Triethylamintrishydrofluorid versetzt. Die gelbe Suspension wurde 2 Stunden bei –70°C gerührt und anschließend bei dieser Temperatur mit einer Lösung von 170 ml Brom in 510 ml versetzt. Es wurde 1 Stunde bei –75°C gerührt, dann das Reaktionsgemisch auf 0 C erwärmt zu einer Lösung von 836 ml 85%iges Kaliumhydroxid und 3000 g Eis gegeben. Die cremefarbene Suspension wurde auf 20°C erwärmt und zur Phasentrennung 3× mit 800 ml Dichlormethan und 3× mit 1500 ml Wasser versetzt. Die vereinigten organischen Phasen wurden im Vakuum vom Lösungsmittel befreit, mit 600 ml Heptan versetzt und über eine mit Kieselgel belegte Fritte filtriert. Das Filtrat wurde vom Lösungsmittel befreit und aus Isopropanol umkristallisiert, wobei 338,5 g (73%) des gewünschten Produkts 9 erhalten wurden.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül, bei dem (1) zunächst ein Bis(alkylthio)carbeniumsalz in Gegenwart einer Base mit einer mindestens eine Hydroxygruppe aufweisenden Verbindung in Dichlormethan als organischem Lösungsmittel umgesetzt; und (2) anschließend mit einem Fluorierungsmittel und einem Oxidationsmittel zu Verbindungen mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke im Molekül oxidativ fluoriert wird; wobei die Verbindung mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke aus dem Reaktionsgemisch der oxidativen Fluorierung dadurch erhalten wird, dass das Reaktionsgemisch einer basischen Hydrolyse unterworfen und das organische Lösungsmittel soweit entfernt wird, dass die Verbindung mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke ausfällt beziehungsweise auskristallisiert, dadurch gekennzeichnet, dass Reaktionsschritt (1) zwischen ca. 10°C bis ca. 35°C erfolgt, und wobei das Bis(alkylthio)carbeniumsalz eine Verbindung der Formel II-Aa, II-Ab, II-Ac ist, die ein Polymorphes ist, das in Dichlormethan nahezu unlöslich ist:
    Figure DE102005004057B4_0026
    Figure DE102005004057B4_0027
    wobei L5, L6, L7 und L8 unabhängig voneinander H oder F bedeuten; R11 und R21 unabhängig voneinander zusammen für -CH2CH2CH2- oder -CH2C(CH3)2CH2- stehen; Hal Br oder I; und Y ein Trifluormethansulfonat-Anion ist, welches durch Umsetzung einer Verbindung der Formel III'
    Figure DE102005004057B4_0028
    mit mit einer Dithiolverbindung der Formel IV-V: HS-R11R21-SH IV-V in Gegenwart einer Säure der Formel VI H+Y VI erhalten wird, wobei Y ein Trifluormethansulfonat-Anion ist; und R11 und R21 in Formel IV-V zusammen -CH2CH2CH2- oder -CH2C(CH3)2CH2- bedeuten.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgefällte beziehungsweise auskristallisierte Verbindung mit mindestens einer Difluoroxymethylenbrücke abfiltriert wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterrückstand mit einem Kohlenwasserstoff-Solvens gewaschen wird.
  4. Verfahren gemäß wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt (1) eingesetzte mindestens eine Hydroxygruppe aufweisende Verbindung ein einfach oder gegebenenfalls mehrfach substituiertes Phenol oder Naphthol ist.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Phenol eine Verbindung der Formel I ist:
    Figure DE102005004057B4_0029
    wobei L1, L2, L3 und L4 unabhängig voneinander H, F, Cl oder CF3 bedeuten; und X1 F, Cl, CN, NCS, SF5, mit Halogen einfach oder mehrfach substituiertes Alkanyl, Alkoxy, SCF3 oder SO2CF3 bedeutet.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung der Verbindung der Formel III' mit einem Überschuss von wenigstens 2,5 Moläquivalenten Trifluormethansulfonsäure erfolgt.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in Trifluormethansulfonsäure als Lösungsmittel erfolgt.
  8. Verbindung der Formel II-Aa, II-Ab, II-Ac einer polymorphen Form
    Figure DE102005004057B4_0030
    Figure DE102005004057B4_0031
    die erhältlich ist dadurch, dass eine Verbindung der Formel III-A
    Figure DE102005004057B4_0032
    mit einer Dithiolverbindung der Formel IV-V nach Anspruch 1 und mit einem Überschuss einer Säure der Formel VI H+Y VI umgesetzt wird, wobei L5, L6, L7 und L8 unabhängig voneinander H oder F bedeuten; R11 und R21 zusammen für -CH2CH2CH2- oder -CH2C(CH3)2CH2- stehen, Hal Br oder I, insbesondere Br, bedeutet; und Y ein Trifluormethansulfonat-Anion ist.
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Citations (2)

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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10027102A1 (de) * 2000-05-31 2001-12-06 Merck Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von Flüssigkristallen mit CF¶2¶O-Brücke
DE10348172A1 (de) * 2002-10-30 2004-05-13 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium

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