DE102007025449A1

DE102007025449A1 - Verfahren zur Herstellung von Aminoaryl- bzw. heteroarylboronsäuren und ihren Derivaten

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Publication number: DE102007025449A1
Application number: DE102007025449A
Authority: DE
Inventors: Christoph J. Dr. Kressierer; Bernd Wilhelm Dr. Lehnemann; Jörg Dr. Jung
Original assignee: Archimica GmbH
Current assignee: Euticals GmbH
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2008-12-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aminoaryl- bzw. -heteroarylboronsäuren und ihren Estern und Salzen, wobei eine gegebenenfalls substituierte Aminoaryl- bzw. -heteroarylverbindung am Stickstoff durch Kondensation mit einer Carbonylverbindung geschützt, dann metalliert und mit eienr geeigneten Borverbindung umgesetzt wird, wodurch je nach Aufarbeitung und Entfernung der Schutzgruppe die entsprechende Boronsäure, ihr Anhydrid oder ein Boronsäureester erhalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aminoaryl- bzw. -heteroarylboronsäuren und ihren Estern und Salzen, wobei eine gegebenenfalls substituierte Aminoaryl- bzw. -heteroarylverbindung am Stickstoff durch Kondensation mit einer Carbonylverbindung geschützt, dann metalliert und mit einer geeigneten Borverbindung umgesetzt wird, wodurch je nach Aufarbeitung und Entfernung der Schutzgruppe die entsprechende Boronsäure, ihr Anhydrid oder ein Boronsäureester erhalten wird (GLEICHUNG 1).
Schritt 1: Schutz des Aminoarens bzw. -heteroarens durch Kondensation mit einer Carbonylverbindung
Schritt 2: Metallierung des geschützten Aminoarens bzw. -heteroarens; Überführung in Boronsäurederivat
Schritt 3: Abspaltung der Schutzgruppe
GLEICHUNG 1
Die Anwendung übergangsmetallkatalysierter Reaktionen, insbesondere zur Knüpfung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen mit Palladium- oder Nickelkatalysatoren, hat in den letzten Jahren zunehmend Eingang in die industrielle Synthese von pharmazeutischen Wirkstoffen, Spezial- und Feinchemikalien gefunden, da sie häufig unter sehr milden Bedingungen und mit guten Chemoselektivitäten ablaufen. Dabei wird im Allgemeinen ein Alkenyl-, Alkinyl-, Aryl- oder Heteroarylhalogenid mit einem Alken (Heck-Reaktion) oder einer metallorganischen Verbindung gekuppelt. Insbesondere mit klassischen Synthesemethoden nicht zugängliche, asymmetrisch substituierte Biphenyl-Derivate werden auf diese Weise hergestellt. Die dabei am häufigsten angewandte Methode ist die Suzuki- oder Suzuki-Miyaura-Kupplung, bei der Boronsäuren oder ihre Derivate, gelegentlich auch Alkylborane, als metallorganische Kupplungspartner eingesetzt werden. Aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Reaktivität tolerieren diese Borverbindungen die Anwesenheit vieler funktioneller Gruppen im Molekül und lassen sich sogar in wässrigen Reaktionsmedien umsetzen. Ebenso ist ihre Toxizität niedrig gegenüber anderen vergleichbar reaktiven Metallorganylen, z. B. Organozinnverbindungen (Stille-Kupplung).
Organische Arylboronsäuren und ihre Derivate werden meist durch Umsetzung einer Aryllithium- oder -magnesium-Verbindung mit einem Borsäuretrialkylester und anschließender wässrig-saurer Hydrolyse hergestellt.
Dieser Syntheseweg lässt sich nicht direkt auf Aminoaryl- oder -heteroarylboronsäuren übertragen, da die beiden relativ aziden Wasserstoffatome der Aminogruppe die Herstellung einer metallorganischen Verbindung des Aminoarens bzw. -heteroarens unmöglich machen. Ein einfacher Schutz der Aminogruppe, wie in der Peptidsynthese üblich, ist nicht ausreichend, da auch das noch vorhandene zweite Wasserstoffatom reaktiv gegenüber polaren Organometallverbindungen ist.
Die Literatur zu diesem Thema beschreibt Versuche, die Aminogruppe in Phenylboronsäure einzuführen, indem die Phenylboronsäure nitriert und die eingeführte Nitrogruppe reduziert wird. Dabei wird ein Isomerengemisch erzeugt, das je nach Reaktionsbedingungen hauptsächlich aus der ortho- oder der meta-Nitrophenylboron-säure (jeweils 60 bis 70% Ausbeute) besteht; die para-Nitrophenylboronsäure konnte dabei nur in sehr geringen Mengen als Nebenprodukt gewonnen, aber nicht vollständig charakterisiert werden. Die ortho- und meta-Aminophenylboronsäuren wurden durch Reduktion der Nitroverbindungen, entweder mit Eisen(II)-Salzen oder Wasserstoff an Platin, in mittleren Ausbeuten dargestellt und als Carbonsäureanilide isoliert. (Seaman und Johnson, J. Am. Chem. Soc. 1931, 53, 713). Bei der Nitrierung wurde stets ein gewisser Anteil an Nitrobenzol und Borsäure erhalten, obwohl bei tiefen Temperaturen (bis –30°C, vgl. u.) gearbeitet wurde. In der Folgeveröffentlichung (Bean und Johnson, J. Am. Chem. Soc. 1932, 54, 4415) wurde dieser Verlust der Borgruppe sogar als ausschließliche Reaktion bei der Nitrierung von 4-Methoxyphenylboronsäure beschrieben. Auch hier scheiterte eine spätere Funktionalisierung von Phenylboronsäuren in para-Position vollständig. Die Empfindlichkeit der Bor-Kohlenstoff-Bindung in Aromaten gegen Elektrophile wurde von Kuivila und Hendrickson (J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 5068) durch Bromolyse von Phenylboronsäuren demonstriert. Dabei zeigte sich, dass elektronenarme Phenylboronsäuren stabiler waren als elektronenreiche, was später zur Synthese einiger elektronenziehend substituierter Boronsäuren genutzt wurde (Torssell, Meyer, Zacharias, Ark. Kemi 1957, 10, 35, 497). In derselben Veröffentlichung wird auch die Darstellung einer 4-Amino-3-nitrophenylboronsäure in einer vielstufigen Sequenz beschrieben, ausgehend von Tolylboronsäure wurde bei tiefer Temperatur (–40°C) nitriert, die Methylgruppe zur Säure oxidiert, über das Säurechlorid ein Azid eingeführt, dieses durch Curtius-Reaktion zur Acetylamino-Gruppe abgebaut und diese verseift (14% Gesamtausbeute).
Eine weitere Methode, Boronsäurederivate aufzubauen, besteht in der übergangsmetallkatalysierten Kupplung von Dioxaborolanen (vgl. Murata et al., J. Org. Chem. 2000, 65, 164) oder Dioxaborolanylen (vgl. Zaidlewicz et al., J. Organomet. Chem. 2002, 657, 129) mit Halogenaromaten. Diese Reaktion verläuft mit Haloanilinen mit 7% Ausbeute bislang jedoch nicht zufriedenstellend (Baudoin et al., J. Org. Chem. 2000, 65, 9268).
Ferner wäre die Einführung einer Boronsäurefunktion in eine aromatische Nitroverbindung mit folgender Hydrierung denkbar. Aufgrund der Reaktivität der Nitrogruppe erfordert dies jedoch extrem tiefe Temperaturen und ist auf wenige Substrate beschränkt (vgl. Köbrich et al., Angew. Chem. 1966, 78, 1062; Knochel et al., Angew. Chem. 2002, 114, 1680).
Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das es erlaubt, Aminoaryl- bzw. -heteroarylboronsäuren (VI) – vor allem auch solche, die die Aminogruppe in para-Stellung zur Boronsäurefunktion tragen – und ihre Derivate herzustellen, das mit vielen Substituenten und Substitutionsmustern kompatibel ist, weder vielstufige Synthesesequenzen noch technisch schwer beherrschbare Reaktionen wie den Curtius-Abbau umfasst, hohe Ausbeuten erzielt und ökonomisch sinnvoll ist. Dies ist die Voraussetzung für eine technische Herstellung und weitere Verwendbarkeit von Aminoaryl- bzw. -heteroarylboronsäuren (VI).
Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Ansprüche und betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aminoaryl- bzw. -heteroarylboronsäuren der Formel VI und ihren Derivaten
Schritt 1: Schutz des Aminoarens bzw. -heteroarens durch Kondensation mit einer Carbonylverbindung
Schritt 2: Metallierung des geschützten Aminoarens bzw. -heteroarens; Überführung in Boronsäurederivat
Schritt 3: Abspaltung der Schutzgruppe
Durch Reaktion eines Aminoarens oder -heteroarens (I)
mit einer Carbonylverbindung (II)
wird (I) zu einem geschützten Aminoaren bzw. -heteroaren (III)
umgesetzt.
Die Metallierung von (III) mit gleichzeitiger oder anschließender Umsetzung mit einer Borverbindung (IV)
führt zu einer geschützten Aminoaryl- bzw. -heteroaryl-borverbindung der Formel V,
die durch Abspaltung der Schutzgruppe durch Wiederfreisetzung der Carbonylverbindung (II) in die Aminoaryl- bzw. -hetero-arylborverbindung der Formel VI
überführt wird, wobei
für mono-, di-, tri- oder polycyclisches C₅- bis C₂₀-Aryl steht, worin 1 oder 2 Kohlenstoffatome unabhängig voneinander durch O, N oder N-R ersetzt sein können, bevorzugt Phenyl oder Pyrimidin
R für
H, F, Cl, Br, I,
C₁- bis C₂₀-, bevorzugt C₁- bis C₈-Alkyl oder
C₁- bis C₂₀-, insbesondere C₁- bis C₈-Alkoxy,
wobei diese Alkyl- und Alkoxyreste verzweigt oder unverzweigt sind und gegebenenfalls einfach oder mehrfach substituiert sind,
C₆- bis C₁₂-Aryl, insbesondere Phenyl,
C₆- bis C₁₂-Aryloxy,
Heteroaryl,
Heteroaryloxy,
C₃- bis C₈-Cycloalkyl, insbesondere Cyclohexyl,
wobei diese Aryl-, Aryloxy-, Heteroaryl-, Heteroaryloxy- und Cycloalkylreste gegebenenfalls einfach oder mehrfach substituiert sind,
Di-(niedrig)-alkylamino,
Diarylamino,
(niedrig)-Alkylthio,
Arylthio,
(Niedrig)-Alkyloxycarbonyl oder Di-(niedrig)-alkyloxymethylen steht;
X bedeutet
H, F, Cl, Br, oder I, insbesondere Cl, Br oder I;
Y¹, Y², Y³ stehen unabhängig voneinander für H, F, Cl, Br, oder I, insbesondere Cl C₁-C₂₀-Alkyloxy, insbesondere C₁-C₈-Alkyloxy, welches verzweigt oder unverzweigt ist und gegebenenfalls einfach oder mehrfach substituiert ist oder zwei Reste Y^1-3 bilden zusammen einen Ring.
Unter "(Niedrig)-Alkyl" im Sinne der Erfindung wird ein verzweigter oder unverzweigter C₁-C₆-, bevorzugt C₁-C₄-Alkylrest verstanden, insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, Tertiärbutyl, Pentyl oder Hexyl, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl.
"Ein- oder mehrfach substituiert" oder "substituiert" im Sinne der Erfindung bedeutet, dass der jeweilige Rest ein-, oder sofern möglich, zwei-, drei- oder mehrfach durch Halogen, bevorzugt Chlor oder Brom, und/oder durch Nitro, Cyano, Hydroxy, (Niedrig)-Alkyl, (Niedrig)-Alkyloxy, Amino, Mono-(niedrig)-alkylamino, Di-(niedrig)-alkylamino, Monoarylamino, Diarylamino, (Niedrig)-Alkylthio, Arylthio, Carboxyl und/oder (Niedrig)-Alkyloxycarbonyl substituiert ist.
Sofern nicht konkret angegeben handelt es sich bei "Aryl" um einen mono-, di-, tri- oder polycyclischen C₅- bis C₂₀-Arylrest, insbesondere um Phenyl, Naphthyl, Diphenyl oder Indenyl.
Sofern nicht konkret angegeben handelt es sich bei "Heteroaryl" um einen mono-, di-, tri- oder polycyclischen C₅- bis C₂₀-Arylrest, worin 1 oder 2 Kohlenstoffatome unabhängig voneinander durch O, S, N, N-(niedrig)-Alkyl oder N-Halogenid ersetzt sein können, insbesondere um Furyl, Thiophenyl, Oxazolyl, Thiazolyl, Pyridyl, Pyrimidinyl, Indolyl oder Benzofuranyl.
Unter Derivaten der Verbindungen der Formel VI sind insbesondere Salze zu verstehen, wie Verbindungen der Formeln VIa und VIb.
Als Verbindungen (II) kommen alle denkbaren Carbonylverbindungen in Frage, die nach Kondensation mit den Aminoaren- bzw. -heteroarenderivaten (I) Imine bilden, die ihrerseits unter den Bedingungen der Metallierung und Borylierung inert sind und sich ohne Verlust der borhaltigen Funktion aus (V) entfernen lassen. Verbindungen die diese Bedingung erfüllen sind insbesondere solche der Formel II, worin die Substituenten
R' und R'' unabhängig voneinander eine jeweils gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituierte
(Niedrig)-Alkyl-, Aryl-, Heteroaryl-, Benzyl-, Benzyloxycarbonyl-, insbesondere Phenyl- und substituierte Phenylgruppe darstellt, wobei
R' und R'' auch gemeinsam mit dem C-Atom an das sie gebunden sind einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituierten Cyclus, bevorzugt einen 5- bis 7-gliedrigen Cyclus, insbesondere ein C₅- bis C₇-Cycloalkyl bilden können.
Durch Einführung der Carbonylverbindung als Schutzgruppe durch Kondensation werden im Vorfeld die N-ständigen Wasserstoffatome vollständig entfernt bzw. maskiert, so dass die Aminfunktion im anschließenden Metallierungsschritt nicht mehr deprotoniert werden kann.
Die Bildung der geschützten Aminoarene bzw. -heteroarene (III) erfolgt beispielsweise durch Reaktion eines Aminoarens bzw. -heteroarens (I) mit einer Carbonylverbindung (II), wobei das entstehende Wasser entweder destillativ durch Ausbildung eines zweiphasigen Azeotrops oder durch Zugabe eines Wasser entziehenden Mittels aus dem Gleichgewicht entfernt wird, gegebenenfalls unter Mitwirkung einer anorganischen oder organischen, freien oder polymer gebundenen Säure oder einer Lewissäure. Vorzugsweise findet als polymer gebundene Säure ein saurer Kationentauscher und als Säure p-Toluolsulfonsäure und als Wasser entziehendes Mittel 4Å-Molsieb Verwendung. Als bevorzugte Carbonylverbindungen (II) werden dabei Benzophenon, substituierte Benzophenone, Acetophenon oder substituierte Acetophenone, aber auch andere sterisch gehinderte Ketone wie Di-tert.-butylketon oder substituierte tert.-Butylketone eingesetzt.
X ist bevorzugt Chlor, Brom oder Iod. Im Falle der Metallierung durch Halogen-Metall-Austausch, beispielsweise mit Butyl-Lithium, ist Brom besonders bevorzugt; im Falle der Metallierung mit metallischem Lithium (Lithiierung) ist Chlor besonders bevorzugt.
Als Metallierungsreagentien kommen beispielsweise Grignard-Verbindungen, Diorganomagnesiumverbindungen, Organolithiumverbindungen oder Triorganomagnesium-at-Komplexe in Betracht, sowie Alkalimetalldiorganoamide, Kombinationen aus Organolithiumverbindung und Komplexbildner, Kombinationen aus Organolithiumverbindung und Alkalimetallalkoholat, oder auch das reaktive Metall selbst, wie Alkali- und Erdalkalimetalle, insbesondere Natrium, Lithium, Magnesium oder auch Zink in geeigneter Form, gegebenenfalls in Gegenwart eines Redox-Katalysators.
Durch Metallierung von (III) werden Verbindungen der Formel IIIa erhalten, wobei M für ein gegebenenfalls Liganden [(X) in Formel IIIa bedeutet, dass eine oder mehrere Ligand(en) X an das Metall M gebunden/koordiniert sein können aber nicht müssen] tragendes Alkali- oder Erdalkalimetall, Zink oder Aluminium steht (vgl. GLEICHUNG 2).
GLEICHUNG 2
Als Metallierungsreagentien besonders bevorzugt sind sekundäre Grignard-Verbindungen wie Isopropyl-, Cyclohexyl- oder Cyclopentylmagnesiumhalogenide, und primäre oder sekundäre Alkyllithiumverbindungen wie Butyllithium, Hexyllithium oder Cyclohexyllithium oder metallisches Lithium in Gegenwart eines Katalysators.
Die so erhaltene metallierte Verbindung (IIIa) wird mit 0.6 bis 5 Stoffmengenäquivalenten, insbesondere 1.0 bis 2.0 Stoffmengenäquivalenten eines trisubstituierten Borats bzw. Borans (IV)
zu Verbindungen der Formel V umgesetzt. Die Reste Y^1-3 haben hierbei die vorstehend genannte Bedeutung. Im Falle Y^1-3 = Halogenid, entstehen Verbindungen der Formel V mit Y¹ = Y² = H.
Bevorzugt sind die Reste Y^1-3 Alkoxyreste, wobei die Alkylteile insbesondere der Gruppe der linearen oder verzweigten Alkane und Cycloalkane, vor allem Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Isopropyl, Isobutyl, tert.-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Neopentyl, Cyclopentyl, Hexyl, Isohexyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl usw. entstammen.
Die anschließende Freisetzung der Aminfunktion durch Abspaltung der Schutzgruppe am Aminoaren- bzw. -heteroaren-Stickstoffatom, beispielsweise durch Hydrolyse oder in einem nachgelagerten Reaktionsschritt, führt zu den gewünschten Aminoaryl- bzw. -heteroarylboronsäurederivaten (VI).
Zur Entfernung der Schutzgruppe kann eine beliebige, dem Fachmann bekannte, Methode eingesetzt werden, die die anderen im Molekül enthaltenen Funktionen unter den anzuwendenden Bedingungen nicht angreift; beispielsweise Hydrolyse mittels verdünnter oder konzentrierter anorganischer oder organischer, freier oder polymer gebundener Säuren oder durch Zugabe eines leichtflüchtigen Amins, das mit dem geschützten Aminoaren bzw. -heteroaren eine Austauschreaktion eingeht, bei der ebenfalls die Schutzgruppe am Aminoaren- bzw. -heteroaren-Stickstoffatom entfernt wird. Die Hydrolyse erfolgt vorzugsweise in einem wässrigen Milieu in einem Temperaturbereich von –20 bis +80°C unter Normaldruck in Gegenwart von verdünnter Salz- oder Schwefelsäure, vorzugsweise bei Raumtemperatur und bereits während der Aufarbeitung oder in einem separaten Reaktionsschritt.
Das erfindungsgemäße Verfahren über alle Schritte wird in einem Lösemittel, bei Temperaturen im Bereich von –100 bis +120°C, vorzugsweise im Bereich von –85 bis +40°C durchgeführt. Die Temperatur liegt bei der Verwendung von Grignard-Verbindungen im Metallierungsschritt insbesondere im bevorzugten Bereich; bei der Verwendung von Organolithiumverbindungen vorzugsweise im Bereich von –100 bis –30°C. Aufgrund der Feuchtigkeits- und Sauerstoffempfindlichkeit der metallorganischen Reagenzien und Intermediate wird die Reaktion bevorzugt unter einem trockenen Inertgas wie Stickstoff oder Argon durchgeführt.
Der Metallierungsschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem organischen Lösemittel oder Lösemittelgemischen durchgeführt, bevorzugt in einem aliphatischen, aromatischen oder etherischen Lösemittel oder Mischungen dieser Lösemittel, besonders bevorzugt in Lösemitteln oder Lösemittelgemischen, die mindestens ein Lösemittel ausgewählt aus der nachfolgenden Gruppe enthalten: Tetrahydrofuran, Glyme, Diglyme, Toluol, Cyclohexan, Pentan, Hexan, Isohexan oder Heptan, Triethylamin, Dialkylether, insbesondere Diethylether, Di-n-propylether, Diisopropylether, Dibutylether, 2-Methyltetrahydrofuran, tert.-Butylmethylether, Benzol, Xylol, Anisol, Petrolether (Alkangemische), Methylcyclohexan.
Schützungs- und Entschützungsschritt werden entweder in Substanz oder einem geeigneten Lösemittel, beispielsweise aus der Reihe der vorstehend genannten Lösemittel oder Lösemittelgemische durchgeführt.
In der bevorzugten Ausführungsform wird zunächst das Aminoaren bzw. -heteroaren (I) mit 1 bis 50 Äquivalenten, besonders bevorzugt mit 1 bis 2.2 Äquivalenten, einer Carbonylverbindung (II), in einem geeigneten Lösungsmittel, meist in Gegenwart von 0.01 bis 0.25 Äquivalenten einer geeigneten Säure oder Lewis-Säure umgesetzt und die geschützte Verbindung (III) isoliert.
In der bevorzugten Ausführungsform des zweiten Schrittes wird eine Grignard-Verbindung bei Raumtemperatur oder eine Alkyllithium-Verbindung bei tiefer Temperatur vorgelegt und die geschützte Verbindung (III) langsam zudosiert, welches dabei durch Halogen-Metall-Austausch metalliert wird. Danach wird die entstandene Suspension mit dem trisubstituierten Boran bzw. Borat (IV) versetzt und zweckmäßigerweise bis zur vollständigen Umsetzung gerührt, wobei gegebenenfalls die Temperatur erhöht wird. Ebenso kann die Verbindung (III) vorgelegt und die metallorganische Verbindung zudosiert werden.
In einer alternativen Ausführungsform als einschrittige Variante kann ein Triorganoborsäureester [Verbindung (IV) mit Y^1-3 = Alkoxy), der in diesem Fall bevorzugt sterisch anspruchsvolle Substituenten trägt, mit der geschützten Verbindung (III) vorgelegt und die Organometall-Verbindung zudosiert werden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann ein geschütztes Lithio-aminoaren bzw. -heteroaren ((IIIa), X nicht vorhanden) durch Deprotonierung eines Aminoarens bzw. -heteroarens (III) erzeugt werden, wozu im Allgemeinen als Base entweder eine Alkyl- oder Aryllithiumverbindung, ein Lithiumamid (z. B. Lithiumdiisopropylamid) oder eine Kombination aus Organolithium-Verbindung und Komplexbildner (z. B. Butyllithium und N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin) oder eine Kombination aus Organolithiumverbindung und Alkalimetall-Alkoholat (z. B. Butyllithium und Kalium-tert.-butanolat) zum Einsatz kommen. Auch in diesem Fall ist es sowohl möglich, die metallorganische Base vorzulegen, als auch die Verbindung (III) vorzulegen, als auch ein Gemisch von Verbindung (III) und (IV) vorzulegen.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die geschützte Verbindung (III) mit einem reaktiven Metall, insbesondere Lithium, Natrium oder Magnesium, gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators, umgesetzt, um die reaktive metallierte Spezies zu erzeugen. Diese kann dann mit einer der beschriebenen Methoden mit der Borverbindung umgesetzt werden. Ebenso kann die direkte Metallierung von (III) in Gegenwart der Borverbindung erfolgen.
Die Aufarbeitung erfolgt im Allgemeinen unter den üblichen wässrigen Bedingungen, wobei (V) entweder als Boronsäureester, Boronsäure oder Boronsäureanhydrid anfällt. Die Abspaltung der Schutzgruppen, falls nicht während der Aufarbeitung des Boronsäurederivats bereits erfolgt, wird unter genau kontrollierten Bedingungen auf eine Weise durchgeführt, die mit den Funktionalitäten von (V), insbesondere der Boronatgruppe, verträglich ist, d. h. möglichst wenig zu Protodeborierung führt. Gegebenenfalls kann das erhaltene Aminoaryl- bzw. -heteroarylboronsäurederivat (VI) durch Umkristallisation weiter aufgereinigt werden oder als Salz, z. B. als Hydrochlorid, isoliert werden.
Sofern erforderlich, können die erhaltenen Aminoaren- bzw. -heteroarenboronsäurederivate (VI) in einem weiteren Schritt mit oder ohne zwischenzeitliche Isolierung von (VI) an der Boronsäuregruppe durch Ver- oder Umesterung, insbesondere durch mehrwertige Alkohole wie Glykol, 1,3-Dihydroxypropan oder Pinakol funktionalisiert werden. Bevorzugt erfolgt diese Funktionalisierung der Verbindungen (VI) in einem zweiphasigen System Wasser/organisches Lösemittel insbesondere bei einem pH-Wert im Bereich von 7 bis 14.
Ebenso gut können die erhaltenen Aminoaren- bzw. -heteroarenboronsäurederivate (VI) in einem weiteren Schritt mit oder ohne zwischenzeitliche Isolierung von (VI) an der Aminogruppe durch Alkylierung oder durch Amid- bzw. Carbamatbildung, insbesondere durch Reaktion mit Alkylhalogeniden, anorganischen oder organischen Säurehalogeniden oder -anhydriden oder organischen Dicarbonaten, insbesondere Ditert.-butyl-dicarbonat (Boc-Anhydrid), funktionalisiert werden.
Die erhaltenen Aminoaryl- bzw. -heteroarylboronsäurederivate, insbesondere Aminophenylboronsäuren, -ester und -anhydride lassen sich problemlos in Suzuki-Kupplungen einsetzen. Das Verfahren bietet einen einfachen, kostengünstigen Weg zur Synthese dieser Verbindungen in guten Ausbeuten.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die gute Zugänglichkeit von Aminoaryl- bzw. -heteroarylboronsäurederivaten der Formel VI, insbesondere von 4-Aminophenylboronsäurederivaten (den para-Verbindungen), die nach den bekannten Verfahren nicht zugänglich sind. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind darin zu sehen, dass die Einführung der Schutzgruppen keine teuren metallorganischen Basen wie z. B. Lithiumalkyle benötigt, und dass die geschützte Aminogruppe gegenüber der Metallierung des aromatischen Rings in einem weiten Temperaturbereich inert ist, so dass auf kryogenische Bedingungen häufig verzichtet werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.
Beispiele
Beispiel 1: 3-Aminophenylboronsäurepinakolester durch Halogen-Metall-Austausch mittels n-Butylllithium an Benzhydryliden-(3-brom-phenyl)-amin
Ein Gemisch aus 208.9 g (1.22 mol) 3-Bromanilin, 211.8 g (1.16 mol) Benzophenon und 11.1 g (58.2 mmol) p-Toluolsulfonsäure in 1000 g Toluol wird 24 h lang unter Rückfluss zum Sieden erhitzt, wobei das entstehende Wasser entfernt wird. Ein etwaig angefallener Feststoff wird abfiltriert, das Filtrat wird destillativ von Toluol befreit. Der Rückstand wird durch langsame Zugabe von Methanol in der Kälte zur Kristallisation gebracht. Die Kristalle werden abgesaugt, mit Toluol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es handelt sich bei dem gebildeten Feststoff um das geschützte Amin, um Benzhydryliden-(3-brom-phenyl)-amin. Ausbeute: 313.9 g (0.933 mol, 77%).
20.0 g (59.5 mmol) Benzhydryliden-(3-brom-phenyl)-amin werden in 147 g trockenem THF gelöst und auf –78°C gekühlt. Bei dieser Temperatur erfolgt die langsame Zugabe von 17.8 g (65.5 mmol) 2.5 M n-Butyllithium-Lösung in Hexan. Die Mischung wird 60 min lang weitergerührt und dann auf –85°C gekühlt. Es erfolgt die langsame Zugabe von 7.45 g (71.5 mmol) Trimethylborat. Man lässt die Mischung erneut 60 min lang nachrühren, lässt dann auf –10°C erwärmen und gießt diese in eine vorher bereitete und mit 50 g Toluol überschichtete Lösung von 9.69 g 96%iger Schwefelsäure in 133.4 g Wasser. Die Mischung wird eine Stunde lang intensiv gerührt. Nach erfolgter Phasentrennung wird die wässrige Phase mit 200 g frischem Toluol überschichtet und mit 8.45 g (71.5 mmol) Pinakol versetzt. Durch Zugabe von 55.5 g 10%iger Natronlauge stellt man einen pH-Wert von ca. 8.5 ein. Die Mischung wird 12 h lang intensiv gerührt, danach erfolgt erneut eine Phasentrennung. Aus der organischen Phase wird bei 100–150 mbar ein Großteil des Lösemittels entfernt. Der Rückstand wird auf –5°C abgekühlt. Der dabei anfallende Feststoff wird abgesaugt, gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es handelt sich dabei um 3-Aminophenylboronsäurepinakolester in Form von farblosen Kristallen. Ausbeute: 10.1 g (46.1 mmol, 77%). Ausbeute über alle Stufen: 59%.
Beispiel 2: 2-Aminophenylboronsäurepinakolester durch Halogen-Metall-Austausch mittels n-Butyllithium an Benzhydryliden-(2-brom-phenyl)-amin
2-Bromanilin wird wie in Beispiel 1 für 3-Bromanilin beschrieben geschützt, umgesetzt und aufgearbeitet. Man erhält so 2-Aminophenylboronsäurepinakolester mit 56% Ausbeute (über alle Stufen).
Beispiel 3: [3-(4,4,5,5-Tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-phenyl]-carbaminsäuretert..-butylester durch Halogen-Metall-Austausch mittels n-Butyllithium an Benzhydryliden-(3-brom-phenyl)-amin
Die Synthese von 3-Aminophenylboronsäurepinakolester wird durchgeführt wie in Beispiel 1 beschrieben. Nach erfolgter Pinakolisierung und Phasentrennung wird die Mischung jedoch nicht eingeengt, sondern die zurückbleibende organische Phase wird azeotrop getrocknet. Der Rückstand wird mit 15.6 g (71.5 mmol) Di-tert.-butyldicarbonat (Boc-Anhydrid) versetzt und bei 80°C 12 h lang gerührt. Danach erfolgt die Entfernung eines Großteils des Lösemittels durch Destillation und das Abkühlen der Mischung auf –5°C. Dabei kristallisiert das Produkt in Form von farblosen Kristallen aus und kann mittels Filtration isoliert werden. Man erhält so 12.5 g (39.2 mmol, 85%) [3-(4,4,5,5-Tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-phenyl]-carbaminsäure-tert.-butylester. Ausbeute über alle Stufen: 66%.
Beispiel 4: N-[3-(4,4,5,5-Tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-phenyl]-acetamid durch Halogen-Metall-Austausch mittels n-Butyllithium an Benzhydryliden-(4-brom-phenyl)-amin
Die Synthese von 3-Aminophenylboronsäurepinakolester wird durchgeführt wie in Beispiel 1 beschrieben. Nach erfolgter Pinakolisierung und Phasentrennung wird die Mischung jedoch nicht eingeengt, sondern die zurückbleibende organische Phase wird azeotrop getrocknet. Der Rückstand wird mit 7.3 g (71.5 mmol) Essigsäureanhydrid versetzt und bei 80°C 12 h lang gerührt. Danach erfolgt die Entfernung eines Großteils des Lösemittels durch Destillation und das Abkühlen der Mischung auf –5°C. Dabei kristallisiert das Produkt in Form von farblosen Kristallen aus und kann mittels Filtration isoliert werden. Man erhält so 9.37 g (35.9 mmol, 78%) N-[3-(4,4,5,5-Tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-phenyl]-acetamid. Ausbeute über alle Stufen: 60%.
Beispiel 5: N-[3-(4,4,5,5-Tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-phenyl]-methansulfonamid durch Halogen-Metall-Austausch mittels n-Butyllithium an Benzhydryliden-(4-brom-phenyl)-amin
Die Synthese von 3-Aminophenylboronsäurepinakolester wird durchgeführt wie in Beispiel 1 beschrieben. Nach erfolgter Pinakolisierung und Phasentrennung wird die Mischung jedoch nicht eingeengt, sondern die zurückbleibende organische Phase wird azeotrop getrocknet. Der Rückstand wird mit 8.2 g (71.5 mmol) Methansulfonylchlorid versetzt und bei 80°C 12 h lang gerührt. Danach erfolgt die Entfernung eines Großteils des Lösemittels durch Destillation und das Abkühlen der Mischung auf –5°C. Dabei kristallisiert das Produkt in Form von farblosen Kristallen aus und kann mittels Filtration isoliert werden. Man erhält so 10.9 g (36.6 mmol, 79%) N-[3-(4,4,5,5-Tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-phenyl]-methansulfonamid. Ausbeute über alle Stufen: 62%.
Beispiel 6: 4-Amino-3-methoxy-phenylboronsäurepinakolester durch Halogen-Metall-Austausch mittels n-Butyllithium an Benzhydryliden-(4-brom-2-methoxy-phenyl)-amin
Ein Gemisch aus 246.6 g (1.22 mol) 4-Brom-2-methoxyanilin, 211.8 g (1.16 mol) Benzophenon und 11.1 g (58.2 mmol) p-Toluolsulfonsäure in 1000 g Toluol wird 24 h lang unter Rückfluss zum Sieden erhitzt, wobei das entstehende Wasser entfernt wird. Ein etwaig angefallener Feststoff wird abfiltriert, das Filtrat wird destillativ von Toluol befreit. Der Rückstand wird durch langsame Zugabe von Methanol in der Kälte zur Kristallisation gebracht. Die Kristalle werden abgesaugt, mit Toluol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es handelt sich bei dem gebildeten Feststoff um das geschützte Amin, um Benzhydryliden-(4-brom-2-methoxy-phenyl)-amin. Ausbeute: 305.9 g (0.835 mol, 72%).
25.0 g (68.3 mmol) Benzhydryliden-(4-bromo-2-methoxy-phenyl)-amin werden in 170 g trockenem THF gelöst und auf –78°C gekühlt. Bei dieser Temperatur erfolgt die langsame Zugabe von 20.4 g (75.1 mmol) 2.5 M n-Butyllithium-Lösung in Hexan. Die Mischung wird 60 min lang weitergerührt und dann auf –85°C gekühlt. Es erfolgt die langsame Zugabe von 8.55 g (82.0 mmol) Trimethylborat. Man lässt die Mischung erneut 60 min lang nachrühren, lässt dann auf –10°C enwärmen und gießt diese in eine vorher bereitete und mit 60 g Toluol überschichtete Lösung von 11.1 g 96%iger Schwefelsäure in 153 g Wasser. Die Mischung wird eine Stunde lang intensiv gerührt. Nach erfolgter Phasentrennung wird die wässrige Phase mit 230 g frischem Toluol überschichtet und mit 9.69 g (82.0 mmol) Pinakol versetzt. Durch Zugabe von 63.7 g 10%iger Natronlauge stellt man einen pH-Wert von ca. 8.5 ein. Die Mischung wird 12 h lang intensiv gerührt, danach erfolgt erneut eine Phasentrennung. Aus der organischen Phase wird bei 100–150 mbar ein Großteil des Lösemittels entfernt. Der Rückstand wird auf –5°C abgekühlt. Der dabei anfallende Feststoff wird abgesaugt, gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es handelt sich dabei um 4-Aminophenylboronsäurepinakolester in Form von farblosen Kristallen. Ausbeute: 11.7 g (47.1 mmol, 69%). Ausbeute über alle Stufen: 50%.
Beispiel 7: [2-Methoxy-4-(4,4,5,5-tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-phenyl]-carbaminsäure-tert..-butylester durch Halogen-Metall-Austausch mittels n-Butyllithium an Benzhydryliden-(4-brom-2-methoxy-phenyl)-amin
Die Synthese von 4-Amino-3-methoxy-phenylboronsäurepinakolester wird durchgeführt wie in Beispiel 7 beschrieben. Nach erfolgter Pinakolisierung und Phasentrennung wird die Mischung jedoch nicht eingeengt, sondern die zurückbleibende organische Phase wird azeotrop getrocknet. Der Rückstand wird mit 17.9 g (82.0 mmol) Di-tert.-butyl-dicarbonat (Boc-Anhydrid) versetzt und bei 80°C 12 h lang gerührt. Danach erfolgt die Entfernung eines Großteils des Lösemittels durch Destillation und das Abkühlen der Mischung auf –5°C. Dabei kristallisiert das Produkt in Form von farblosen Kristallen aus und kann mittels Filtration isoliert werden. Man erhält so 10.5 g (30.1 mmol, 64%) [2-Methoxy-4-(4,4,5,5-tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-phenyl]-carbaminsäure-tert.-butylester. Ausbeute über alle Stufen: 44%.
Beispiel 8: (2-Amino-pyrimidin-5-yl)-boronsäurepinakolester durch Halogen-Metall-Austausch mittels n-Butylllithium an 5-Brom-pyrimidin-2-ylamin
Ein Gemisch aus 212.3 g (1.22 mol) 5-Brom-pyrimidin-2-ylamin, 211.8 g (1.16 mol) Benzophenon und 11.1 g (58.2 mmol) p-Toluolsulfonsäure in 1000 g Toluol wird 24 h lang unter Rückfluss zum Sieden erhitzt, wobei das entstehende Wasser entfernt wird. Ein etwaig angefallener Feststoff wird abfiltriert, das Filtrat wird destillativ von Toluol befreit. Der Rückstand wird durch langsame Zugabe von Methanol in der Kälte zur Kristallisation gebracht. Die Kristalle werden abgesaugt, mit Toluol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es handelt sich bei dem gebildeten Feststoff um das geschützte Amin, um Benzhydryliden-(5-Brom-pyrimidin-2-yl)-amin. Ausbeute: 286.5 g (0.847 mol, 73%).
25.0 g (73.9 mmol) Benzhydryliden-(5-Brom-pyrimidin-2-yl)-amin werden in 185 g trockenem THF gelöst und auf -78°C gekühlt. Bei dieser Temperatur erfolgt die langsame Zugabe von 22.1 g (81.3 mmol) 2.5 M n-Butyllithium-Lösung in Hexan. Die Mischung wird 60 min lang weitergerührt und dann auf –85°C gekühlt. Es erfolgt die langsame Zugabe von 9.25 g (88.7 mmol) Trimethylborat. Man lässt die Mischung erneut 60 min lang nachrühren, lässt dann auf –10°C erwärmen und gießt diese in eine vorher bereitete und mit 65 g Toluol überschichtete Lösung von 12.0 g 96%iger Schwefelsäure in 166 g Wasser. Die Mischung wird eine Stunde lang intensiv gerührt. Nach erfolgter Phasentrennung wird die wässrige Phase mit 249 g frischem Toluol überschichtet und mit 10.5 g (88.7 mmol) Pinakol versetzt. Durch Zugabe von 68.9 g 10%iger Natronlauge stellt man einen pH-Wert von ca. 8.5 ein. Die Mischung wird 12 h lang intensiv gerührt, danach erfolgt erneut eine Phasentrennung. Aus der organischen Phase wird bei 100–150 mbar ein Großteil des Lösemittels entfernt. Der Rückstand wird auf –5°C abgekühlt. Der dabei anfallende Feststoff wird abgesaugt, gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es handelt sich dabei um (2-Amino-pyrimidin-5-yl)-boronsäurepinakolester in Form von farblosen Kristallen. Ausbeute: 12.1 g (54.7 mmol, 74%). Ausbeute über alle Stufen: 54%.
Beispiel 9: [5-(4,4,5,5-Tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-pyrimidin-2-yl]-carbaminsäure-tert.-butylester durch Halogen-Metall-Austausch mittels n-Butyllithium an Benzhydryliden-(5-brom-pyrimidin-2-yl)-amin
Die Synthese von (2-Amino-pyrimidin-5-yl)-boronsäurepinakolesterwird durchgeführt wie in Beispiel 8 beschrieben. Nach erfolgter Pinakolisierung und Phasentrennung wird die Mischung jedoch nicht eingeengt, sondern die zurückbleibende organische Phase wird azeotrop getrocknet. Der Rückstand wird mit 19.4 g (88.7 mmol) Di-tert.-butyl dicarbonat (Boc-Anhydrid) versetzt und bei 80°C 12 h lang gerührt. Danach erfolgt die Entfernung eines Großteils des Lösemittels durch Destillation und das Abkühlen der Mischung auf –5°C. Dabei kristallisiert das Produkt in Form von farblosen Kristallen aus und kann mittels Filtration isoliert werden. Man erhält so 12.5 g (38.8 mmol, 71%) [5-(4,4,5,5-Tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-pyrimidin-2-yl]-carbaminsäure-tert.-butylester. Ausbeute über alle Stufen: 38%.
Beispiel 10: 3-Aminophenylboronsäurepinakolester durch Halogen-Metall-Austausch mittels Isopropylmagnesiumbromid an Benzhydryliden-(3-brom-phenyl)amin
Die Synthese und Isolierung von Benzhydryliden-(3-brom-phenyl)-amin wird wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
20.0 g (59.5 mmol) Benzhydryliden-(3-brom-phenyl)-amin werden in 147 g trockenem THF gelöst und auf –20°C gekühlt. Bei dieser Temperatur erfolgt die langsame Zugabe von 9.65 g (65.5 mmol) Isopropylmagnesiumbromid, gelöst in 100 g trockenem THF. Die Mischung wird 60 min lang weitergerührt. Es erfolgt die langsame Zugabe von 7.45 g (71.5 mmol) Trimethylborat. Man lässt die Mischung erneut 60 min lang nachrühren, lässt dann auf –10°C erwärmen und gießt diese in eine vorher bereitete und mit 50 g Toluol überschichtete Lösung von 11.6 g 96%iger Schwefelsäure in 160.1 g Wasser. Die Mischung wird eine Stunde lang intensiv gerührt. Nach erfolgter Phasentrennung wird die wässrige Phase mit 200 g frischem Toluol überschichtet und mit 8.45 g (71.5 mmol) Pinakol versetzt. Durch Zugabe von 66.9 g 10%iger Natronlauge stellt man einen pH-Wert von ca. 8.5 ein. Die Mischung wird 12 h lang intensiv gerührt, danach erfolgt erneut eine Phasentrennung. Aus der organischen Phase wird bei 100–150 mbar ein Großteil des Lösemittels entfernt. Der Rückstand wird auf –5°C abgekühlt. Der dabei anfallende Feststoff wird abgesaugt, gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es handelt sich dabei um 3-Amino-phenylboronsäurepinakolester in Form von farblosen Kristallen. Ausbeute: 9.21 g (42.0 mmol, 70%). Ausbeute über alle Stufen: 54%.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Seaman und Johnson, J. Am. Chem. Soc. 1931, 53, 713 [0005]
- Bean und Johnson, J. Am. Chem. Soc. 1932, 54, 4415 [0005]
- J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 5068 [0005]
- Torssell, Meyer, Zacharias, Ark. Kemi 1957, 10, 35, 497 [0005]
- vgl. Murata et al., J. Org. Chem. 2000, 65, 164 [0006]
- vgl. Zaidlewicz et al., J. Organomet. Chem. 2002, 657, 129 [0006]
- Baudoin et al., J. Org. Chem. 2000, 65, 9268 [0006]
- vgl. Köbrich et al., Angew. Chem. 1966, 78, 1062 [0007]
- Knochel et al., Angew. Chem. 2002, 114, 1680 [0007]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Aminoaryl- bzw. -heteroarylboronsäurederivaten oder Formel VI, VIa oder VIb
durch Überführung eines Aminoarens oder -heteroarens (I)
mit eine Carbonylverbindung (II)
in ein geschütztes Aminoaren bzw. -heteroaren (III)
Metallierung von (III) mit gleichzeitiger oder anschließender Umsetzung mit einer Borverbindung (IV)
zu einer geschützten Aminoaryl- bzw. -heteroaryl-borverbindung der Formel V,
die durch Abspaltung der Schutzgruppe in die Aminoaryl- bzw. -heteroarylborverbindung der Formel VI
überführt wird, wobei
für mono-, di-, tri- oder polycyclisches C₅- bis C₂₀-Aryl steht, worin 1 oder 2 Kohlenstoffatome unabhängig voneinander durch O, N oder N-R ersetzt sein können, bevorzugt Phenyl oder Pyrimidin R für H, F, Cl, Br, I, C₁- bis C₂₀-, bevorzugt C₁- bis C₈-Alkyl oder C₁- bis C₂₀-, insbesondere C₁- bis C₈-Alkoxy, wobei diese Alkyl- und Alkoxyreste verzweigt oder unverzweigt sind und gegebenenfalls einfach oder mehrfach substituiert sind, C₆- bis C₁₂-Aryl, insbesondere Phenyl, C₆- bis C₁₂-Aryloxy, Heteroaryl, Heteroaryloxy, C₃- bis C₈-Cycloalkyl, insbesondere Cyclohexyl, wobei diese Aryl-, Aryloxy-, Heteroaryl-, Heteroaryloxy- und Cycloalkylreste gegebenenfalls einfach oder mehrfach substituiert sind, Di-(niedrig)-alkylamino, Diarylamino, (niedrig)-Alkylthio, Arylthio, (Niedrig)-Alkyloxycarbonyl oder Di-(niedrig)-alkyloxymethylen steht; X bedeutet H, F, Cl, Br, oder I, insbesondere Cl, Br oder I; Y¹, Y², Y³ stehen unabhängig voneinander für H, F, Cl, Br, oder I, insbesondere Cl C₁-C₂₀-Alkyloxy, insbesondere C₁-C₈-Alkyloxy, welches verzweigt oder unverzweigt ist und gegebenenfalls einfach oder mehrfach substituiert ist oder zwei Reste Y^1-3 bilden zusammen einen Ring.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass es sich bei der Verbindung (II) um eine Carbonylverbindung handelt, die nach Kondensation mit dem Aminoaren- bzw. -heteroarenderivat (I), mit oder ohne Mitwirkung einer Säure oder Lewissäure, ein Imin bildet, welches unter den Bedingungen der Metallierung und Borylierung inert ist und welches sich ohne Verlust der borhaltigen Funktion aus (V) entfernen läßt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass R' und R'' unabhängig voneinander eine jeweils unsubstituierte oder ein- oder mehrfach substituierte (Niedrig)-Alkyl-, Aryl-, Heteroaryl-, Benzyl-, Benzyloxycarbonyl-, insbesondere Phenyl- und substituierte Phenylgruppe darstellt, oder wobei R' und R'' gemeinsam mit dem C-Atom an das sie gebunden sind einen unsubstituierten oder ein- oder mehrfach substituierten Cyclus, bevorzugt einen 5- bis 7-gliedrigen Cyclus, insbesondere ein C₅- bis C₇-Cycloalkyl bilden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass R' unsubstituiertes oder ein- oder mehrfach substituiertes Phenyl, Methyl oder tert.-Butyl ist und R'' unsubstituiertes oder ein- oder mehrfach substituiertes Phenyl oder tert.-Butyl ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion von (I) mit der Carbonylverbindung (II) in Anwesenheit einer anorganischen oder organischen, freien oder polymergebundenen Säure oder Lewissäure, insbesondere p-Toluolsulfonsäure oder einem sauren Kationentauscher, stattfindet und/oder unter Entfernung des gebildeten Wassers durch azeotrope Destillation oder durch Zugabe eines wasserentziehenden Mittels, insbesondere 4Å-Molsieb, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung der Schutzgruppen durch Hydrolyse in einem wasserhaltigen Medium in Gegenwart einer anorganischen oder organischen, freien oder polymergebundenen Säure in einem Temperaturbereich von –20 bis +80°C bereits während der Aufarbeitung oder in einem separaten Reaktionsschritt erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (III) in eine metallierte Verbindung (IIIa)
überführt wird, wobei M für ein Alkali- oder Erdalkalimetall, Zink oder Aluminium steht.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das geschützte Aminoaren- bzw. -heteroarenderivat (III) mit einer Organomagnesium- oder Organolithiumverbindung in das metallierte geschützte Aminoaren- bzw. -heteroarenderivat (IIIa) überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallierung unter Mitwirkung eines Redox-Katalysators, in An- oder Abwesenheit eines Lösemittels erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallierung in einem Lösemittel oder Lösemittelgemisch durchgeführt wird, welches mindestens ein Lösemittel ausgewählt aus der folgenden Gruppe enthält: Triethylamin, Diethylether, Di-n-propylether, Diisopropylether, Dibutylether, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran, tert.-Butylmethylether, Benzol, Toluol, Xylol, Anisol, Pentan, Hexan, Isohexan, Heptan, Petrolether (Alkangemische), Cyclohexan, Methylcyclohexan.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallierungsmittel vorgelegt, dann das geschützte Aminoaren- bzw. -heteroaren (III) zum Metallierungsmittel zudosiert, und anschließend mit dem trisubstituierten Boran bzw. Borat (IV), gegebenenfalls gelöst in einem Lösemittel, zur Reaktion gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallierungsmittel in einem Lösemittel vorgelegt wird und die geschützte Aminoaren- bzw. -heteroarenverbindung (III) und das trisubstituierte Boran bzw. Borgt (IV), gegebenenfalls eines oder beides gelöst in einem Lösemittel, parallel oder als Gemisch zudosiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die geschützte Aminoaren- bzw. -heteroarenverbindung (III) vorgelegt wird und dann das Metallierungsmittel, gegebenenfalls gelöst in einem Lösemittel, zudosiert wird, und abschließend das trisubstituierte Boran bzw. Borat (IV), gegebenenfalls gelöst in einem Lösemittel, mit dem Reaktionsgemisch zur Reaktion gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die geschützte Aminoaren- bzw. -heteroarenverbindung (III) und das trisubstituierte Boran bzw. Borat (IV) vorgelegt werden und das Metallierungsmittel, gegebenenfalls gelöst in einem Lösemittel, zudosiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die geschützte Aminoaren- bzw. -heteroarenverbindung (III) in einem Lösemittel in Gegenwart des trisubstituierten Boran bzw. Borat (IV) mit einem reaktiven Metall aus der Gruppe: Alkalimetall, Erdalkalimetall, Zink, umgesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einer Temperatur im Bereich von –100 bis +120°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallierung bei Verwendung von Grignard-Verbindungen im Bereich von 0 bis +40°C und bei Verwendung von Organolithiumverbindungen bei einer Temperatur im Bereich von –100 bis –30°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltenen Aminoaren- bzw. -heteroaren-boronsäurederivate (VI) in einem weiteren Schritt mit oder ohne zwischenzeitliche Isolierung von (VI) an der Boronsäuregruppe durch Ver- oder Umesterung, insbesondere durch mehrwertige Alkohole wie Glykol, 1,3-Dihydroxypropan oder Pinakol funktionalisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet dadurch, dass die Ver- oder Umesterung durch mehrwertige Alkohole an der Boronsäuregruppe der Verbindungen (VI) in einem zweiphasigen System Wasser/organisches Lösemittel durchgeführt werden bei einem pH-Wert im Bereich von 7 bis 14.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltenen Aminoaren- bzw. -heteroarenboronsäurederivate (VI) in einem weiteren Schritt mit oder ohne zwischenzeitliche Isolierung von (VI) an der Aminogruppe durch Alkylierung oder durch Amid- bzw. Carbamatbildung, insbesondere durch Reaktion mit Alkylhalogeniden, anorganischen oder organischen Säurehalogeniden oder -anhydriden oder organischen Dicarbonaten, insbesondere Di-tert.-butyl-dicarbonat (Boc-Anhydrid), funktionalisiert werden.
Verwendung von Aminoaren- bzw. -heteroarenboronsäurederivaten der Formel VI, erhalten gemäß einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, für Suzuki-Kupplungen oder in Petasis-Reaktionen.
Verwendung von Aminoaren- bzw. -heteroarenboronsäurederivaten der Formel V, erhalten gemäß einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, für Suzuki-Kupplungen oder in Petasis-Reaktionen.
Verbindungen der Formel V
worin
für mono-, di-, tri- oder polycyclisches C₅- bis C₂₀-Aryl steht, worin 1 oder 2 Kohlenstoffatome unabhängig voneinander durch O oder N-R ersetzt sein können, bevorzugt Phenyl oder Pyrimidin R für H, F, Cl, Br, I, C₁- bis C₂₀-, bevorzugt C₁- bis C₈-Alkyl oder C₁- bis C₂₀-, bevorzugt C₁- bis C₈-Alkoxy, wobei diese Alkyl- und Alkoxyreste verzweigt oder unverzweigt sind und unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert sind, C₆- bis C₁₂-Aryl, insbesondere Phenyl, C₆- bis C₁₂-Aryloxy, Heteroaryl, Heteroaryloxy, C₃- bis C₈-Cycloalkyl, bevorzugt Cyclohexyl, wobei diese Aryl-, Aryloxy-, Heteroaryl-, Heteroaryloxy- und Cycloalkylreste unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert sind, Di-(niedrig)-alkylamino, Diarylamino, (niedrig)-Alkylthio, Arylthio, (Niedrig)-Alkyloxycarbonyl oder Di-(niedrig)-alkyloxymethylen steht; Y¹, Y² stehen unabhängig voneinander für H, C₁-C₂₀-Alkyloxy, insbesondere C₁-C₈-Alkyloxy, wobei der Alkylteil verzweigt oder unverzweigt ist und unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert ist oder die Reste Y¹ und Y² bilden zusammen einen Ring; und R' und R'' unabhängig voneinander eine jeweils gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituierte (Niedrig)-Alkyl-, Aryl-, Heteroaryl-, Benzyl-, Benzyloxycarbonyl-, insbesondere Phenyl- und substituierte Phenylgruppe darstellt, wobei R' und R'' auch gemeinsam mit dem C-Atom an das sie gebunden sind einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituierten Cyclus, bevorzugt einen 5- bis 7-gliedrigen Cyclus, insbesondere ein C₅- bis C₇-Cycloalkyl bilden können.