DE102016010503A1 - Chain multiplication of unsaturated fatty acids - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (1)insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (8)durch weiteres Umsetzen der Verbindung der allgemeinen Formel (1).The present invention relates to a process for producing a compound of general formula (1), more particularly to a process for producing a compound of general formula (8) by further reacting the compound of general formula (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (1) insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (8) durch weiteres Umsetzen der Verbindung der allgemeinen Formel (1).The present invention relates to a process for producing a compound of the general formula (1) in particular a process for the preparation of a compound of general formula (8) by further reacting the compound of the general formula (1).
Endständig funktionalisierte langkettige aliphatische Verbindungen stellen wichtige Verbihdungen in biologischen und technischen Systemen dar. Ultralangkettigen Verbindungen mit Methylensequenzen, welche die Länge einer typischen Fettsäurekette signifikant überschreiten, kommen dabei eine besondere Bedeutung zu. Beispielsweise kommen diese als Ceramide – eine der Hauptkomponenten des Stratum corneum der Epidermis-Schicht der menschlichen Haut – vor und sind Teil der Zellwände von mehreren Algenspezies (algaenans) und Pflanzen (Cutin und Suberin). Der stark hydrophobe Charakter der α,ω-difunktionellen Bausteine wird hier ausgenutzt, um ein unlösliches Polymer zu erzeugen, das Organismen vor unerwünschten Umwelteinflüssen sowie vor Wasserverlust schützt. Ferner entsprechen solche Kettenlängen der typische Lamellendicke von Polymerkristallen, weshalb sie für den bequemen Zugang zu Nanokristallen und zu hochschmelzenden Polymeren besonders interessant sind. Zusätzlich entspricht deren Länge der typischen Dicke von Phospholipid-Doppelschichten, wodurch sich die Möglichkeit für synthetische Strukturen bietet, die diese ubiquitären Strukturen von biologischen Systemen nachahmen.Terminally functionalized long-chain aliphatic compounds are important binders in biological and technical systems. Ultra-long-chain compounds with methylene sequences that significantly exceed the length of a typical fatty acid chain are of particular importance. For example, these occur as ceramides - one of the major components of the stratum corneum of the epidermis layer of the human skin - and are part of the cell walls of several algal species (algaenans) and plants (cutin and suberin). The highly hydrophobic character of the α, ω-difunctional building blocks is exploited here to produce an insoluble polymer that protects organisms from undesirable environmental influences and from loss of water. Furthermore, such chain lengths correspond to the typical lamellar thickness of polymer crystals, which is why they are of particular interest for convenient access to nanocrystals and refractory polymers. In addition, their length corresponds to the typical thickness of phospholipid bilayers, offering the potential for synthetic structures that mimic these ubiquitous structures of biological systems.
Jedoch gibt es gegenwärtig nur sehr wenige bekannte Synthesen dieser Verbindungen, die dazu noch sehr geringe Ausbeuten erzielen. Außerdem erlauben die dabei verwendeten Reagenzien und auftretenden, unerwünschten Nebenprodukte keine Anwendung dieser Synthesen in großindustriellen Prozessen.However, there are currently very few known syntheses of these compounds, which still achieve very low yields. In addition, the reagents used here and occurring undesirable by-products do not allow application of these syntheses in large-scale industrial processes.
Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches es ermöglicht, endständig funktionalisierte langkettige aliphatische Verbindungen, insbesondere aus leicht verfügbaren Ausgangsmaterialien, herzustellen, und dabei über einzelne Katalyseschritte vorzugsweise keine weiteren Reagenzien verbraucht und keine übermäßigen Mengen an unerwünschten Nebenprodukten erzeugt.Thus, it is an object of the present invention to provide a process which makes it possible to prepare terminally functionalized long-chain aliphatic compounds, in particular from readily available starting materials, and preferably does not consume further reagents via individual catalytic steps and does not generate excessive amounts of undesirable by-products.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen gelöst.This object is achieved by the embodiments characterized in the claims.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (1) umfassend die Schritte
- (a) Umsetzen einer Verbindung der allgemeinen Formel (2) in Gegenwart eines Isomerisationskatalysators zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (3)
- (b) Abtrennen der Verbindung der allgemeinen Formel (3) und
- (c) Umsetzen der (abgetrennten) Verbindung der allgemeinen Formel (3) in Gegenwart eines Metathesekatalysators zur Herstellung der Verbindung der allgemeinen Formel (1),
p = (m + n – 1) ist und
Y ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe, einer Cycloalkylgruppe, einer Arylgruppe, einer Heteroarylgruppe, -NR1R2 und -OR3, wobei jedes von R1 bis R3 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Heteroarylgruppe ist.More particularly, the present invention relates to a process for producing a compound of the general formula (1) comprising the steps
- (a) reacting a compound of the general formula (2) in the presence of an isomerization catalyst for the preparation of a compound of general formula (3)
- (b) separating the compound of the general formula (3) and
- (c) reacting the (separated) compound of the general formula (3) in the presence of a metathesis catalyst to prepare the compound of the general formula (1),
p = (m + n-1) and
Y is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, -NR 1 R 2 and -OR 3 , wherein each of R 1 to R 3 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht unter anderem eine selektive Verschiebung einer internen Doppelbindung der Verbindung der allgemeinen Formel (2) zu einem Kettenende, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel (3) erhalten wird (Schritte (a) und (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens, bspw. durch ein dynamisches Isomerisierungs-/Kristallisationsverfahren, siehe zum Beispiel
Überraschenderweise kann ein nahezu quantitativer Umsatz zur Verbindung der allgemeinen Formel (3) mit Hilfe einer Abtrennung (z. B. durch physikalische Methoden wie einer gezielten Kristallisation durch Temperaturänderung, einer selektiven Absorption und einer selektiven Kristallisation mittels einer Hilfsverbindung oder chemischen Methoden wie einer Folgereaktion, z. B. durch selektive Umsetzung durch Metathese) aus dem kontinuierlichen dynamischen Gleichgewicht erzielt werden. Zum Beispiel kann die Verbindung der allgemeinen Formel (3) aufgrund ihrer geringeren Löslichkeit und leicht unterschiedlichen Polarität im Vergleich zu den anderen Isomeren, selbst bei geringer Gleichgewichtskonzentration, bevorzugt auskristallisieren. Die Wahl eines geeigneten Lösungsmittels und Temperaturgradienten sowie der kontinuierliche Nachschub an der Verbindung der allgemeinen Formel (3) durch das anhaltende Isomerisationsgleichgewicht bilden dabei die Nettoantriebskraft zur Umsetzung der Verbindung der allgemeinen Formel (2) zur Verbindung der allgemeinen Formel (3) in dieser Art der Abtrennung. Eine abnehmende Konzentration der Gesamtheit der Doppelbindungsisomere in der Lösung mit zunehmender Menge an bereits kristallisiertem Material wird dabei durch die Verringerung der Temperatur kompensiert (siege beispielsweise
Mit Hilfe des nachfolgenden Olefin-Metathese-Schritts (c) wird eine annähernde Verdoppelung der Kettenlänge der eingesetzten Verbindung der allgemeinen Formel (3) unter Bildung der Verbindung der allgemeinen Formel (1), bei gleichzeitiger Abspaltung eines nur kleinen C4-Fragments (ohne Berücksichtigung etwaiger Kohlenstoffatom-haltiger Reste Y), erzielt. Dabei kann diese Selbst-Metathese durch die Gegenwart von kurzkettigen Olefin-Co-Reagenzien unterstützt werden. In einem solchen Zwei-Schritte-Ein-Topf-Ansatz erfolgt eine Selbst-Metathese nach einer vorherigen Kreuz-Metathese der Verbindung der allgemeinen Formel (3) mit dem Co-Reagenz (siehe beispielsweise
Wie vorstehend ausgeführt, ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, endständig funktionalisierte langkettige aliphatische Verbindungen über einzelne Katalyseschritte ohne Verbrauch von weiteren Reagenzien herzustellen, ohne dabei übermäßige Mengen an unerwünschten Nebenprodukten zu erzeugen. Das quasi ketten-verdoppelte Produkt kann danach immer wieder als Ausgangsmaterial für eine weitere Sequenz aus Isomerisierungs-/Abtrennungsverfahren (Schritte (a) und (b)) und Selbst-Metathese (Schritt (c)) dienen, wodurch eine Ketten-Vervielfachung, ausgehend von dem ursprünglich eingesetzten Ausgangsmaterial, erreicht werden kann.As stated above, it is possible with the aid of the method according to the invention to produce terminally functionalized long-chain aliphatic compounds via individual catalytic steps without consumption of further reagents, without producing excessive amounts of undesirable by-products. The quasi-chain-doubled product can thereafter serve as the starting material for a further sequence of isomerization / separation processes (steps (a) and (b)) and self-metathesis (step (c)), thereby starting a chain amplification from the starting material originally used can be achieved.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung (d. h. die Verbindungen der allgemeinen Formeln (1) bis (8)) können substituiert oder unsubstituiert sein. Die möglichen Substituenten dieser Verbindungen unterliegen keiner besonderen Beschränkung, wobei vorgegeben ist, dass die Substitution eines Produkts der Substitution der Ausgangsverbindung entspricht (wobei etwaige reaktionsbedingte Substitutionsänderungen vorkommen können). Beispielsweise besitzt die Verbindung der allgemeinen Formel (1) eine der Verbindung der allgemeinen Formel (3) entsprechende Substitution. Abgesehen von dieser Vorgabe können anstelle von Wasserstoffatomen somit sämtliche im Stand der Technik bekannten Substituenten an den weiteren Positionen der Verbindungen der vorliegenden Erfindung gebunden sein. Dabei können die Kohlenstoffatome innerhalb einer Repetiereinheit (gekennzeichnet durch die ganzen Zahlen m, n und p) unterschiedlich substituiert sein. Beispielsweise sind die möglichen Substituenten ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Halogen, -NZ1Z2, -NO2, -CN, -OZ3, -C(O)Z4, -C(O)NZ5Z6, -COOZ7, einer Alkylgruppe, einer Cycloalkylgruppe, einer Arylgruppe und einer Heteroarylgruppe, wobei jedes von Z1 bis Z7 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Heteroarylgruppe, insbesondere ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe, noch bevorzugter ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, sein kann. Vorzugsweise sind die möglichen Substituenten ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Halogen, -OZ3, einer Alkylgruppe, und einer Arylgruppe, noch bevorzugter ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Alkylgruppe und einer Arylgruppe. Am bevorzugtesten sind die Verbindungen der vorliegenden Erfindung unsubstituiert.The compounds of the present invention (ie, the compounds of the general formulas (1) to (8)) may be substituted or unsubstituted. The possible substituents of these compounds are not subject to any particular restriction, it being specified that the substitution of a product corresponds to the substitution of the starting compound (wherein any reaction-induced substitution changes may occur). For example, the compound of the general formula (1) has a substitution corresponding to the compound of the general formula (3). Thus, apart from this specification, instead of hydrogen atoms, all substituents known in the art may be attached to the other positions of the compounds of the present invention. The carbon atoms within a repeating unit (characterized by the integers m, n and p) can be substituted differently. For example, the possible substituents are selected from the group consisting of halogen, -NZ 1 Z 2 , -NO 2 , -CN, -OZ 3 , -C (O) Z 4 , -C (O) NZ 5 Z 6 , - COOZ 7 , an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group and a heteroaryl group, each of Z 1 to Z 7 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or a heteroaryl group, especially a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group. Preferably, the possible substituents are selected from the group consisting of halogen, -OZ 3 , an alkyl group, and an aryl group, more preferably selected from the group consisting of an alkyl group and an aryl group. Most preferably, the compounds of the present invention are unsubstituted.
Hier bezeichnet der Begriff „Halogen” insbesondere Fluoratome, Chloratome und Bromatome, vorzugsweise Chloratome.Here, the term "halogen" refers in particular to fluorine atoms, chlorine atoms and bromine atoms, preferably chlorine atoms.
Ferner bezeichnet der Begriff „Alkyl” oder „Alkylgruppe” eine verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 6, und noch bevorzugter mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkylgruppe gegebenenfalls wie vorstehend definiert substituiert sein kann.Further, the term "alkyl" or "alkyl group" denotes a branched or unbranched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 4 carbon atoms, which alkyl group may be optionally substituted as defined above.
Ferner bezeichnet der Begriff „Cycloalkyl” oder „Cycloalkylgruppe” eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 14 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, und noch bevorzugter mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, wobei die Cycloalkylgruppe gegebenenfalls wie vorstehend definiert substituiert sein kann.Further, the term "cycloalkyl" or "cycloalkyl group" means a cycloalkyl group having 3 to 14 carbon atoms, preferably 4 to 10 carbon atoms, and more preferably 5 or 6 carbon atoms, which cycloalkyl group may be optionally substituted as defined above.
Der Begriff „Aryl” oder „Arylgruppe” bezeichnet eine Arylgruppe, bestehend aus beispielsweise 1 bis 3 Ringen, wie beispielsweise eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe, wobei die Arylgruppe wie vorstehend definiert substituiert sein kann.The term "aryl" or "aryl group" denotes an aryl group consisting of, for example, 1 to 3 rings, such as a phenyl group or a naphthyl group, which aryl group may be substituted as defined above.
Der Begriff „Heteroaryl” oder „Heteroarylgruppe” bezeichnet eine Heteroarylgruppe, bestehend aus beispielsweise 1 bis 3 Ringen, wie beispielsweise eine Pyridylgruppe, eine Pyrimidinylgruppe, eine Thienylgruppe, eine Furylgruppe oder eine Pyrrolylgruppe, wobei die Heteroarylgruppe wie vorstehend definiert substituiert sein kann.The term "heteroaryl" or "heteroaryl group" denotes a heteroaryl group consisting of, for example, 1 to 3 rings, such as a pyridyl group, a pyrimidinyl group, a Thienyl group, a furyl group or a pyrrolyl group, wherein the heteroaryl group may be substituted as defined above.
Liegt eine der Verbindungen der vorliegenden Erfindung als E/Z-Doppelbindungsisomerengemisch vor, so unterliegt das entsprechende E/Z-Verhältnis keinen besonderen Beschränkungen, soweit nichts anderes bestimmt ist. Dieses E/Z-Doppelbindungsisomerengemisch kann somit jedes Verhältnis annehmen. Außerdem kann sich das E/Z-Verhältnis von Verbindung zu Verbindung ändern. Beispielsweise kann die Verbindung der allgemeinen Formel (1) ein anderes E/Z-Verhältnis besitzen als die Verbindung der allgemeinen Formel (3). Das E/Z-Verhältnis der Verbindung der allgemeinen Formel (1) kann zum Beispiel größer als 1:50, insbesondere größer als 1:10, bevorzugt größer als 1:1, insbesondere größer als 2:1, größer als 10:1, größer als 20:1, größer als 30:1, größer als 40:1, und am meisten bevorzugt größer als 50:1 sein.When one of the compounds of the present invention is present as an E / Z double bond isomer mixture, the corresponding E / Z ratio is not particularly limited unless otherwise specified. This E / Z double bond isomer mixture can thus assume any ratio. In addition, the E / Z ratio may change from connection to connection. For example, the compound of the general formula (1) may have a different E / Z ratio than the compound of the general formula (3). The E / Z ratio of the compound of the general formula (1) may be, for example, greater than 1:50, in particular greater than 1:10, preferably greater than 1: 1, in particular greater than 2: 1, greater than 10: 1, greater than 20: 1, greater than 30: 1, greater than 40: 1, and most preferably greater than 50: 1.
Erfindungsgemäß sind n und m jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 200 und p = (m + n – 1). Insbesondere sind m und n jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 2 bis 100, vorzugsweise von 3 bis 60, noch bevorzugter von 4 bis 40, noch bevorzugter von 6 bis 20. Vorzugsweise ist m = (n + 1), d. h. die Ketten auf den gegenüberliegenden Seiten der Doppelbindung der Verbindung mit der allgemeinen Formel (2) besitzen dieselbe Kettenlänge. Besonders bevorzugt ist m eine ganze Zahl von 7 bis 11 und n eine ganze Zahl von 6 bis 10, vorzugweise bei erstmaligem/einmaligem Durchlaufen der Schritte (a) bis (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens.According to the invention, n and m are each independently an integer from 1 to 200 and p = (m + n-1). In particular, m and n are each independently an integer from 2 to 100, preferably from 3 to 60, more preferably from 4 to 40, even more preferably from 6 to 20. Preferably, m = (n + 1), d. H. the chains on the opposite sides of the double bond of the compound of the general formula (2) have the same chain length. More preferably, m is an integer from 7 to 11 and n is an integer from 6 to 10, preferably at first / once through the steps (a) to (c) of the method according to the invention.
Erfindungsgemäß wird Y ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe, einer Cycloalkylgruppe, einer Arylgruppe, einer Heteroarylgruppe, -NR1R2 und -OR3, wobei jedes von R1 bis R3 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Heteroarylgruppe ist. Vorzugweise wird Y ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe, -NR1R2 und -OR3, noch bevorzugter ist Y OR3. Vorzugsweise sind R1 bis R3 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe. R3 ist noch bevorzugter ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, noch bevorzugter eine Alkylgruppe, insbesondere eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Am bevorzugtesten ist R3 eine Methylgruppe, da beispielsweise etwaige Kristallisationen damit sehr gute Resultate liefern. Die Schritte (a) bis (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch durchgeführt werden, wenn statt der C(O)Y-Gruppen CN-Gruppen vorhanden sind.In the present invention, Y is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, -NR 1 R 2 and -OR 3 , wherein each of R 1 to R 3 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group , a cycloalkyl group, an aryl group or a heteroaryl group. Preferably, Y is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, -NR 1 R 2 and -OR 3 , more preferably Y is OR 3 . Preferably, R 1 to R 3 are independently a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. R 3 is more preferably a hydrogen atom or an alkyl group, more preferably an alkyl group, especially an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Most preferably, R 3 is a methyl group since, for example, any crystallizations will give very good results. The steps (a) to (c) of the process according to the invention can also be carried out if, instead of the C (O) Y groups, CN groups are present.
In den Schritten (a) und (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Verbindung der allgemeinen Formel (3) durch ein dynamisches Isomerisierungs-/Abtrennverfahren aus der Verbindung der allgemeinen Formel (2) erhalten. Im Schritt (a) wird dabei zunächst die Verbindung der allgemeinen Formel (2) in Gegenwart eines Isomerisationskatalysators in einer Lösung umgesetzt. Hier bezeichnet der Begriff „Isomerisationskatalysator” insbesondere Katalysatoren, die dazu fähig sind, Doppelbindungen entlang daran gebundener Alkylketten zu isomerisieren.In the steps (a) and (b) of the process of the present invention, the compound of the general formula (3) is obtained by a dynamic isomerization / separation method from the compound of the general formula (2). In step (a), the compound of general formula (2) is first reacted in the presence of an isomerization catalyst in a solution. As used herein, the term "isomerization catalyst" refers particularly to catalysts capable of isomerizing double bonds along alkyl chains attached thereto.
Als Isomerisierungskatalysatoren können sowohl feste, heterogene als auch homogene, lösliche Katalysatoren dienen. Diese können rein organischer Natur sein als auch Metalle enthalten. Als Träger können die Heterogenkatalysatoren organische oder anorganische Feststoffe enthalten, bevorzugt anorganische Oxide wie Silica oder Aluminiumoxide oder auch Kohlenstoff. Bevorzugt enthalten die Isomerisierungskatalysatoren Übergangsmetalle. Beispiele für besonders geeignete Übergangsmetalle sind Nickel oder Palladium. Diese können in elementarer Form vorliegen oder auch in Form von Komplexen.As isomerization catalysts, it is possible to use both solid, heterogeneous and homogeneous, soluble catalysts. These can be purely organic as well as containing metals. As a carrier, the heterogeneous catalysts may contain organic or inorganic solids, preferably inorganic oxides such as silica or aluminum oxides or carbon. The isomerization catalysts preferably contain transition metals. Examples of particularly suitable transition metals are nickel or palladium. These may be present in elemental form or in the form of complexes.
In Komplexen dienen bevorzugt ein oder mehrere ein- oder mehrzähnige Phosphane als Liganden, welche über ein oder mehrere Phosphoratome am Metallzentrum koordinieren können. In dem phosphorhaltigen Liganden sind als Substituenten R''1–R''3 am Phosphoratom PR''1R''2R''3, unabhängig voneinander gleich oder verschieden H, offenkettige oder cyclische aliphatische C1 bis C30 Reste, aromatische C1 bis C30 Reste, sowie über Heteroatome wie N, O oder S gebundene offenkettige oder cyclische aliphatische C1 bis C30 Reste und aromatische C1 bis C30 Reste geeignet. Die Reste R''1 bis R''3 können auch in der Seitenkette Heteroatome enthalten, wie beispielsweise O, N, S oder P. Besonders geeignete Reste sind tert.-Butylgruppen und Isopropylgruppen. Der Ligand kann mehrere Phosphoratome enthalten, welche über einen oder mehrere der Reste R'' verbrückt sind. Besonders geeignete verbrückende Reste sind solche, welche die Phosphoratome über drei oder vier Atome verbrücken. Besonders geeignete verbrückende Reste sind -CH2-C6H4-CH2- und -(CH2)3-. Beispiele für geeignete phosphorhaltige Liganden sind: 1,3-Bis(di-tert-butylphosphino)propan; 1,3-Bis(di-tert-butylphosphino)butan; 1,3-Bis(di-tert-butylphosphino)-2,2'-dimethyl-propan; 1,2-Bis[(di-tert-butylphosphino)methyl]benzol (dtbpx), Triphenylphosphan oder Tri-tert-butylphosphan. Es kann eine Sorte phosphorhaltiger Ligand oder ein Gemisch von mehreren Phosphorhaltigen Liganden verwendet werden.Complexes are preferably one or more mono- or polydentate phosphines as ligands which can coordinate via one or more phosphorus atoms at the metal center. In the phosphorus-containing ligands are as substituents R " 1 -R" 3 on the phosphorus atom PR " 1 R" 2 R " 3 , independently of one another the same or different H, open-chain or cyclic aliphatic C 1 to C 30 radicals, aromatic C 1 to C 30 radicals, and via heteroatoms such as N, O or S bonded open-chain or cyclic aliphatic C 1 to C 30 radicals and aromatic C 1 to C 30 radicals suitable. The radicals R '1 to R''3 may also contain in the side chain heteroatoms such as O, N, S or P. Particularly suitable radicals are tert-butyl groups and isopropyl groups. The ligand may contain a plurality of phosphorus atoms which are bridged via one or more of the R '' radicals. Particularly suitable bridging radicals are those which bridge the phosphorus atoms over three or four atoms. Particularly suitable bridging radicals are -CH 2 -C 6 H 4 -CH 2 - and - (CH 2 ) 3 -. Examples of suitable phosphorus ligands are: 1,3-bis (di-tert-butylphosphino) propane; 1,3-bis butane (di-tert-butylphosphino); 1,3-bis (di-tert-butylphosphino) -2,2'-dimethyl-propane; 1,2-bis [(di-tert-butylphosphino) methyl] benzene (dtbpx), triphenylphosphine or tri-tert-butylphosphane. One type of phosphorus-containing ligand or a mixture of several phosphorus-containing ligands can be used.
Beispiele für geeignete Palladiumverbindungen sind Palladiumacetat, Palladiumhexanoat, Palladiumoctanoat, Bis(dibenzylidenaceton)palladium, Tetrakis(triphenylphosphan)palladium, (1,5-Cyclooctadien)dimethylpalladium, (1,5-Cyclooctadien)dichloropalladium, (1,5-Cyclooctadien)methylchloropalladium, Tetrakis(acetonitril)palladium(II)tetrafluoroborat, und Diacetonitrildichloropalladium. Examples of suitable palladium compounds are palladium acetate, palladium hexanoate, palladium octanoate, bis (dibenzylideneacetone) palladium, tetrakis (triphenylphosphine) palladium, (1,5-cyclooctadiene) dimethylpalladium, (1,5-cyclooctadiene) dichloropalladium, (1,5-cyclooctadiene) methylchloropalladium, Tetrakis (acetonitrile) palladium (II) tetrafluoroborate, and diacetonitrile dichloropalladium.
Der Katalysator kann optional weitere Komponenten, beispielsweise organische oder anorganische Säuren oder deren Salze, enthalten. Als geeignete weitere Komponenten können beispielhaft Trifluormethansulfonsäure, Methansulfonsäure, Perchlorsäure, p-Toluolsulfonsäure, [H(OEt2)][BArF 4], NaBArF 4 mit ArF = 3,5-Bis(trifluormethyl)phenyl genannt werden.The catalyst may optionally contain other components, for example organic or inorganic acids or their salts. Examples of suitable further components include trifluoromethanesulfonic acid, methanesulfonic acid, perchloric acid, p-toluenesulfonic acid, [H (OEt 2 )] [BAr F 4 ], NaBAr F 4 with Ar F = 3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl.
Die Katalysatorkomponenten können in beliebiger Folge miteinander gemischt werden. Die Mischung kann in oder außerhalb des Reaktionsgefässes erfolgen. Insbesondere können vorgebildete Palladium-Komplexe des Phosphans eingesetzt werden. Ein Beispiel für einen geeigneten vorgebildeten Komplex als Isomerisationskatalysator ist [Pd(dtbpx)(OTf)2]. Am bevorzugtesten ist der Isomerisationskatalysator [Pd(dtbpx)(OTf)2].The catalyst components can be mixed together in any order. The mixture can take place in or outside the reaction vessel. In particular, preformed palladium complexes of the phosphine can be used. An example of a suitable preformed complex as an isomerization catalyst is [Pd (dtbpx) (OTf) 2 ]. Most preferred is the isomerization catalyst [Pd (dtbpx) (OTf) 2 ].
Die Schritte (a) und (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens können in einem Lösungsmittel oder lösungsmittelfrei erfolgen. Vorzugsweise erfolgen Schritte (a) und (b) in einem Lösungsmittel. Das potentielle Lösungsmittel in den Schritten (a) und (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Beispielsweise kann es sich bei dem Lösungsmittel um Wasser, ein Lösungsmittel(gemisch) auf Basis eines oder mehrerer organischer Lösungsmittel oder um ein Lösungsmittelgemisch aus Wasser und einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln handeln. Vorzugsweise wird das Lösungsmittel für die Schritte (a) und (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem oder mehreren Alkoholen, Dichlormethan, Chloroform, Dioxan, Ethylacetat, Tetrahydrofuran, DMF, DMSO, Acetonitril, aromatischen und/oder aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Pentan, Heptan, Cyclohexan, Benzol und Toluol, und Wasser bzw. Kombinationen von zwei oder mehreren davon. Der Begriff „Alkohol” bezeichnet hier ein Alkanol mit 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 4, noch bevorzugter 1 oder 2, Kohlenstoffatomen, und 1 oder 2 Hydroxylguppen, vorzugsweise einer Hydroxylgruppe. Noch bevorzugter ist das Lösungsmittel für die Schritte (a) und (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein oder mehrere Alkohole, vorzugsweise Methanol oder Ethanol, da diese zu den besten Ausbeuten führen.The steps (a) and (b) of the process according to the invention can be carried out in a solvent or solvent-free. Preferably, steps (a) and (b) are carried out in a solvent. The potential solvent in steps (a) and (b) of the process according to the invention is not particularly limited. For example, the solvent may be water, a solvent (mixture) based on one or more organic solvents, or a mixed solvent of water and one or more organic solvents. Preferably, the solvent for steps (a) and (b) of the process of the invention is selected from the group consisting of one or more alcohols, dichloromethane, chloroform, dioxane, ethyl acetate, tetrahydrofuran, DMF, DMSO, acetonitrile, aromatic and / or aliphatic Hydrocarbons such as pentane, heptane, cyclohexane, benzene and toluene, and water or combinations of two or more thereof. The term "alcohol" as used herein refers to an alkanol having 1 to 6, preferably 1 to 4, more preferably 1 or 2, carbon atoms, and 1 or 2 hydroxyl groups, preferably a hydroxyl group. Even more preferably, the solvent for steps (a) and (b) of the process of the invention is one or more alcohols, preferably methanol or ethanol, since these give the best yields.
Die (Ausgangs-)Konzentration der Verbindung der allgemeinen Formel (2) zu Beginn von Schritt (a) unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise kann die Verbindung der allgemeinen Formel (2) in einer Konzentration von 0,001 bis 3,0 M, insbesondere von 0,01 bis 2,0 M, von 0,05 bis 1,0 M, von 0,1 bis 0,5 M, und am meisten bevorzugt von 0,2 bis 0,3 M vorliegen. Außerhalb der angegeben Grenzen kann es zu Löslichkeitsproblemen kommen, die die Selektivität negativ beeinflussen.The (initial) concentration of the compound of general formula (2) at the beginning of step (a) is not particularly limited. For example, the compound of the general formula (2) may be in a concentration of 0.001 to 3.0 M, especially 0.01 to 2.0 M, of 0.05 to 1.0 M, of 0.1 to 0.5 M, and most preferably from 0.2 to 0.3M. Outside the stated limits, solubility problems may occur that adversely affect selectivity.
Beispielsweise kann der Isomerisationskatalysator in einer Konzentration von 0,0001 bis 10 mol-%, insbesondere von 0,02 bis 5,0 mol-%, von 0,05 bis 2,0 mol-%, von 0,1 bis 1,0 mol-%, und am meisten bevorzugt von 0,3 bis 0,7 mol-%, bezogen auf die Ausgangskonzentration der Verbindung der allgemeinen Formel (2), vorliegen. Abhängig vom Substrat kann der Isomerisationskatalysator nicht nur in katalytischen Mengen, sondern auch in (annähernd) stöchiometrischen Mengen oder in kleineren als den angegeben Mengen vorhanden sein.For example, the isomerization catalyst in a concentration of 0.0001 to 10 mol%, particularly 0.02 to 5.0 mol%, from 0.05 to 2.0 mol%, from 0.1 to 1.0 mol%, and most preferably from 0.3 to 0.7 mol%, based on the starting concentration of the compound of the general formula (2). Depending on the substrate, the isomerization catalyst may be present not only in catalytic amounts but also in (approximately) stoichiometric amounts or in amounts less than the amounts indicated.
Im Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Verbindung der allgemeinen Formel (3) abgetrennt. Beispielsweise kann die Abtrennung durch physikalische Methoden wie einer gezielten Kristallisation durch Temperaturänderung, einer selektiven Absorption und einer selektiven Kristallisation mittels einer Hilfsverbindung oder chemische Methoden wie einer Folgereaktion, z. B. durch selektive Umsetzung durch Metathese (beispielsweise durch eine Ein-Topf-Reaktion in Kombination mit Schritt (c)), erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Abtrennung in Schritt (b) durch eine gezielte Kristallisation durch Temperaturänderung, wobei die Kombination aus den Schritten (a) und (b) ein dynamisches Isomerisierungs-/Kristallisationsverfahren darstellt. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird ein Gemisch oder eine Lösung, welche(s) die Verbindung der allgemeinen Formel (2) und den Isomerisationskatalysator umfasst, auf eine Temperatur temperiert, bei der die Verbindung der allgemeinen Formel (3) beginnt selektiv auszufallen. Der Begriff „Temperieren” bedeutet hier, dass von einer höheren Temperatur, bei der die Verbindungen der allgemeinen Formeln (2) und (3) und die ebenfalls vorliegenden Doppelbindungsisomere nicht als Feststoffe vorliegen, auf eine niedrigere Temperatur, bei der die Verbindung der allgemeinen Formel (3) beginnt selektiv auszufallen, abgekühlt wird und diese niedrigere Temperatur zunächst konstant gehalten wird.In step (b) of the process according to the invention, the compound of general formula (3) is separated off. For example, the separation by physical methods such as a targeted crystallization by temperature change, a selective absorption and a selective crystallization by means of an auxiliary compound or chemical methods such as a subsequent reaction, for. Example, by selective conversion by metathesis (for example by a one-pot reaction in combination with step (c)) take place. The separation in step (b) is preferably carried out by controlled crystallization by temperature change, the combination of steps (a) and (b) representing a dynamic isomerization / crystallization process. In this preferred embodiment, a mixture or a solution comprising the compound of the general formula (2) and the isomerization catalyst is tempered to a temperature at which the compound of the general formula (3) starts to precipitate selectively. The term "tempering" as used herein means that from a higher temperature at which the compounds of general formulas (2) and (3) and also present double bond isomers are not present as solids, to a lower temperature at which the compound of general formula (3) begins to precipitate selectively, is cooled and this lower temperature is initially kept constant.
Die Temperatur, auf welche im Schritt (b) temperiert wird (Temperiertemperatur), unterliegt keinen besonderen Beschränkungen und wird hauptsächlich durch die Eigenschaften und Konzentration der Verbindung der allgemeinen Formel (3) sowie das Lösungsmittel bestimmt. Dabei können alle im Stand der Technik gängigen Temperierverfahren verwendet werden. Beispielsweise kann die Temperatur, auf welche die Lösung im Schritt (b) temperiert wird, von –150 bis 500°C, insbesondere von –100 bis 250°C, von –80 bis 200°C, von –60 bis 100°C, und am meisten bevorzugt von –40 bis 70°C betragen. Der Zeitraum, für den die Temperatur gehalten wird, unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise kann der Zeitraum von 1 min bis 21 d, insbesondere von 1 h bis 7 d, von 2 h bis 3 d, von 3 h bis 2 d, und am meisten bevorzugt von 4 h bis 24 h betragen. Je nach verwendetem Lösemittel und verwendeter Konzentration kann sich der Kristallisationspunkt verschieben, da sich die Löslichkeiten stark unterscheiden können. Mit besseren Lösemitteln kann eine niedrigere Kristallisationstemperatur erreicht werden. The temperature to which temperature is controlled in the step (b) (tempering temperature) is not particularly limited and is determined mainly by the properties and concentration of the compound of the general formula (3) and the solvent. In this case, all commonly used in the prior art tempering can be used. For example, the temperature at which the solution is heated in step (b) from -150 to 500 ° C, especially from -100 to 250 ° C, from -80 to 200 ° C, from -60 to 100 ° C, and most preferably from -40 to 70 ° C. The period of time for which the temperature is maintained is not particularly limited. For example, the period may be from 1 minute to 21 days, especially from 1 hour to 7 days, from 2 hours to 3 days, from 3 hours to 2 days, and most preferably from 4 hours to 24 hours. Depending on the solvent used and the concentration used, the crystallization point may shift, as the solubilities may differ greatly. With better solvents, a lower crystallization temperature can be achieved.
Nach dem Temperieren kann (weiter) abgekühlt werden. Dabei können alle im Stand der Technik gängigen Abkühlverfahren verwendet werden. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, die Verbindung der allgemeinen Formel (3) weiter auszufällen. Das Doppelbindungsisomerengleichgewicht sorgt dabei dafür, dass weiteres (zunächst gelöstes) Material an der Verbindung der allgemeinen Formel (3) nachgebildet wird. Der Temperaturgradient (zwischen der Temperiertemperatur und der Endtemperatur nach der (weiteren) Abkühlung) unterliegt dabei keinen besonderen Beschränkungen und wird hauptsächlich durch die Eigenschaften und Konzentration der Verbindung der allgemeinen Formel (3), das Lösungsverhalten der anderen Isomere sowie das Lösungsmittel bestimmt. Beispielsweise kann um 0,01 bis 500°C, insbesondere um 0,1 bis 200°C, um 1 bis 150°C, um 10 bis 100°C, und am meisten bevorzugt um 20 bis 60°C (weiter) abgekühlt werden. Das Zeitintervall zwischen dem Beginn der (weiteren) Abkühlung und dem Erreichen der Endtemperatur im Schritt (b) unterliegt dabei keinen besonderen Beschränkungen und wird hauptsächlich durch die resultierende Selektivität der ausgefallenen Produkte bestimmt. Beispielsweise kann das Zeitintervall von 1 min bis 21 d, insbesondere von 1 h bis 7 d, von 2 h bis 3 d, von 3 h bis 2 d, und am meisten bevorzugt von 4 h bis 24 h betragen.After tempering, it is possible to (further) cool down. In this case, all known in the art cooling methods can be used. Thereby, it is advantageously possible to further precipitate the compound of general formula (3). The double bond isomer equilibrium ensures that further (initially dissolved) material is replicated on the compound of general formula (3). The temperature gradient (between the tempering temperature and the final temperature after (further) cooling) is not particularly limited and is determined mainly by the properties and concentration of the compound of general formula (3), the dissolution behavior of the other isomers and the solvent. For example, it may be cooled by from 0.01 to 500 ° C, more preferably by from 0.1 to 200 ° C, by from 1 to 150 ° C, by from 10 to 100 ° C, and most preferably by from 20 to 60 ° C , The time interval between the start of the (further) cooling and the reaching of the final temperature in step (b) is not subject to any particular restrictions and is determined mainly by the resulting selectivity of the precipitated products. For example, the time interval may be from 1 minute to 21 days, especially from 1 hour to 7 days, from 2 hours to 3 days, from 3 hours to 2 days, and most preferably from 4 hours to 24 hours.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren nach Schritt (b) und vor Schritt (c) weiter einen Schritt (b1) der Zugabe eines Isomerisationsunterbrechungsmittels. Durch die Zugabe des Isomerisationsunterbrechungsmittels wird eine weitere Isomerisation und somit das Isomerisationsgleichgewicht unterbrochen. Im weiteren Verfahren könnte sich ansonsten das Isomerisierungsgleichgewicht wieder einstellen, wenn der Katalysator noch aktiv ist. Zudem könnten sich im Metathese-Schritt unterschiedliche Kettenlängen ergeben, was unerwünscht ist. Geeignete Isomerisationsunterbrechungsmittel sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Beispiele für Isomerisationsunterbrechungsmittel sind organische Amine des Typs NA1A2A3 mit drei organischen Resten A1, A2, A3, die unabhängig voneinander gleich oder verschieden H, offenkettige oder cyclische aliphatische C1 bis C30 Reste, aromatische C1 bis C30 Reste, sowie über Heteroatome wie N, O oder S gebundene offenkettige oder cyclische aliphatische C1 bis C30 Reste und aromatische C1 bis C30 Reste sein können. Die Reste A1 bis A3 können auch in der Seitenkette Heteroatome enthalten, wie beispielsweise O, N, S oder P. Beispiele für Isomerisationsunterbrechungsmittel sind Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin, Ammoniak, 1,5-Diazabicyclo(4.3.0)non-5-en oder 1,8-Bis(N,N-dimethylamino)-naphthalin. Vorzugsweise ist das Isomerisationsunterbrechungsmittel Triethylamin. Die Konzentration des Isomerisationsunterbrechungsmittels in der Lösung in Schritt (b1) unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise kann das Isomerisationsunterbrechungsmittel in einer Konzentration von 0,0001 bis 20 M, insbesondere von 0,0005 bis 10 M, von 0,001 bis 1,0 M, von 0,005 bis 0,5 M, und am meisten bevorzugt von 0,01 bis 0,1 M vorliegen.In a preferred embodiment, the process according to the invention after step (b) and before step (c) further comprises a step (b1) of adding an isomerization interrupting agent. By adding the Isomerisationsunterbrechungsmittels further isomerization and thus the isomerization equilibrium is interrupted. Otherwise, the isomerization equilibrium could be adjusted again in the further process if the catalyst is still active. In addition, different chain lengths could result in the metathesis step, which is undesirable. Suitable isomerization interruption agents are known to those skilled in the art. Examples of isomerization interruption agents are organic amines of the type NA 1 A 2 A 3 having three organic radicals A 1 , A 2 , A 3 which, independently of one another, are identical or different H, open-chain or cyclic aliphatic C 1 to C 30 radicals, aromatic C 1 to C 30 radicals, and via heteroatoms such as N, O or S bonded open-chain or cyclic aliphatic C 1 to C 30 radicals and aromatic C 1 to C 30 radicals may be. The radicals A 1 to A 3 may also contain heteroatoms in the side chain, for example O, N, S or P. Examples of isomerization interruption agents are trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, ammonia, 1,5-diazabicyclo (4.3.0) non-5 or 1,8-bis (N, N-dimethylamino) -naphthalene. Preferably, the isomerization interruption agent is triethylamine. The concentration of the isomerization-interrupting agent in the solution in step (b1) is not particularly limited. For example, the isomerization disrupting agent may be present in a concentration of from 0.0001 to 20 M, more preferably from 0.0005 to 10 M, from 0.001 to 1.0 M, from 0.005 to 0.5 M, and most preferably from 0.01 to 0 , 1 M are present.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren nach Schritt (b) (und dem optionalen Schritt (b1)) und vor Schritt (c) weiter einen Schritt (b2) der Aufreinigung der Verbindung der allgemeinen Formel (3) (von den restlichen Bestandteilen, wie beispielsweise flüssiger Bestandteile/der Lösung, dem Isomerisationskatalysator und dem optionalen Isomerisationsunterbrechungsmittel), wenn die Schritte (b) und (c) nicht in einer Ein-Topf-Reaktion ausgeführt werden. Dabei können alle im Stand der Technik gängigen Aufreinigungsverfahren verwendet werden. Insbesondere kann Schritt (b2) das Entfernen flüssiger Bestandteile/der Lösung (z. B. durch Filtration), das Lösen der Verbindung der allgemeinen Formel (3) in (wenig) Lösungsmittel, das Entfernen des Isomerisationskatalysators von der Lösung der Verbindung der allgemeinen Formel (3) (z. B. durch Filtration), das Entfernen des Lösungsmittels von der Lösung der Verbindung der allgemeinen Formel (3) (z. B. mittels Verdampfung) und das Umkristallisieren der Verbindung der allgemeinen Formel (3) in dieser Reihenfolge umfassen. Die Lösungsmittel zum Lösen oder Umkristallisieren der Verbindung der allgemeinen Formel (3) unterliegen keinen besonderen Einschränkungen und sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Beispiele für das Lösungsmittel zum Lösen der Verbindung der allgemeinen Formel (3) sind Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlorethan, Tetrahydrofuran, Dioxan, Toluol und Chlorbenzol. Beispiele für das Lösungsmittel zum Umkristallisieren der Verbindung der allgemeinen Formel (3) sind Methanol, Ethanol, Propanol, iso-Propanol, Heptan, Hexan, Octan, Cyclohexan, Pentan, Butan und Butene.In a preferred embodiment, the process according to the invention after step (b) (and optional step (b1)) and before step (c) further comprises a step (b2) of purifying the compound of general formula (3) (from the remaining constituents, such as liquid ingredients / the solution, the isomerization catalyst and the optional isomerization-interrupting agent) if steps (b) and (c) are not carried out in a one-pot reaction. In this case, all commonly used in the prior art purification process can be used. In particular, step (b2) may include liquid component removal / solution (eg, by filtration), dissolving the compound of general formula (3) in (little) solvent, removing the isomerization catalyst from the solution of the compound of general formula (3) (e.g., by filtration), removing the solvent from the solution of the compound of the general formula (3) (e.g., by evaporation), and recrystallizing the compound of the general formula (3) in this order , The solvents for dissolving or recrystallizing the compound of the general formula (3) are not particularly limited and are known to those skilled in the art. Examples of the solvent for dissolving the compound of the general formula (3) are dichloromethane, chloroform, tetrachloroethane, tetrahydrofuran, dioxane, toluene and Chlorobenzene. Examples of the solvent for recrystallizing the compound of the general formula (3) are methanol, ethanol, propanol, iso-propanol, heptane, hexane, octane, cyclohexane, pentane, butane and butenes.
Im Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die (abgetrennte) Verbindung der allgemeinen Formel (3) in Gegenwart eines Metathesekatalysators zur Herstellung der Verbindung der allgemeinen Formel (1) umgesetzt. Hier bezeichnet der Begriff „Metathesekatalysator” insbesondere Olefin-Metathesekatalysatoren. Beispiele für Metathesekatalysatoren sind Ruthenium-Metathesekatalysatoren, wie beispielsweise Grubbs Katalysatoren der ersten Generation (G1, Benzylidenbis(tricyclohexylphosphin)dichlororuthenium), Grubbs Katalysatoren der zweiten Generation (G2, Benzyliden[1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-2-imidazolidinyliden]dichloro(tricyclohexylphosphin)ruthenium), Hoveyda-Grubbs Katalysatoren der ersten Generation (HG1, Dichloro(o-isopropoxyphenylmethylen)(tricyclohexylphosphin)ruthenium), Hoveyda-Grubbs Katalysatoren der zweiten Generation (HG2, 1,3-Bis-(2,4,6-trimethylphenyl)-2-imidazolidinyliden)dichloro(o-isopropoxyphenylmethylen)ruthenium), schnell initiierende Grubbs Katalysatoren (G3, Dichloro[1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-2-imidazolidinyliden](benzyliden)bis(3-bromopyridin)ruthenium), Piers Katalysatoren der ersten Generation (P1, Dichlor(tricyclohexylphosphin)-[(tricyclohexylphosphoranyl)methyliden]ruthenium tetrafluoroborat), Piers Katalysatoren der zweiten Generation (P2, Dichlor[1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)-2-imidazolidinyliden]-[(tricyclohexylphosphoranyl)methyliden]ruthenium tetrafluoroborat), Grela Katalysatoren ((1,3-Dimesitylimidazolidin-2-yliden)(2-isopropoxy-5-nitrobenzyliden)ruthenium chlorid), sowie strukturell verwandte Metathesekatalysatoren der genannten Art mit Carbenliganden der Art Benzyliden, Dimethylvinylalkyliden, Indenyliden, Allenalkyliden und Benzyliden-Derivaten mit ein bis mehreren Substituenten am Aromaten. Neben den Ruthenium-basierten Katalysatoren sind auch Metathesekatalysatoren mit frühen Übergangsmetallen möglich, beispielsweise Schrock-Katalysatoren (S1, 2,6-Diisopropylphenylimidoneophyliden molybdän bis(hexafluor-t-butoxid). Die Verwendung mehrkomponentiger Metathesekatalysatoren ist ebenfall möglich, beispielsweise Wolframhexachlorid mit Tetrabutylstannan. Allgemein können diese Katalysatoren geträgert oder in molekularer Form verwendet werden, als Trägermaterial kann vorzugsweise Silica, Aluminiumoxid oder Kohlenstoff verwendet werden. Vorzugsweise wird der Metathesekatalysator aus der Gruppe, bestehend aus G2, G3, HG2 und P2, ausgewählt. Am bevorzugtesten ist der Metathesekatalysator HG2.In step (c) of the process according to the invention, the (separated) compound of general formula (3) is reacted in the presence of a metathesis catalyst to produce the compound of general formula (1). Here, the term "metathesis catalyst" refers in particular to olefin metathesis catalysts. Examples of metathesis catalysts are ruthenium metathesis catalysts, such as Grubbs first generation catalysts (G1, benzylidene bis (tricyclohexylphosphine) dichlororuthenium), Grubbs second generation catalysts (G2, benzylidene [1,3-bis (2,4,6-trimethylphenyl) - 2-imidazolidinylidene] dichloro (tricyclohexylphosphine) ruthenium), Hoveyda-Grubbs first generation catalysts (HG1, dichloro (o-isopropoxyphenylmethylene) (tricyclohexylphosphine) ruthenium), Hoveyda-Grubbs second generation catalysts (HG2, 1,3-bis ( 2,4,6-trimethylphenyl) -2-imidazolidinylidene) dichloro (o-isopropoxyphenylmethylene) ruthenium), rapidly initiating Grubbs catalysts (G3, dichloro [1,3-bis (2,4,6-trimethylphenyl) -2-imidazolidinylidene] (benzylidene) bis (3-bromopyridine) ruthenium), Piers first generation catalysts (P1, dichloro (tricyclohexylphosphine) - [(tricyclohexylphosphoranyl) methylidene] ruthenium tetrafluoroborate), Piers second generation catalysts (P2, dichloro [1,3-b is (2,4,6-trimethylphenyl) -2-imidazolidinylidene] - [(tricyclohexylphosphoranyl) methylidene] ruthenium tetrafluoroborate), Grela catalysts ((1,3-dimesitylimidazolidin-2-ylidene) (2-isopropoxy-5-nitrobenzylidene) ruthenium chloride), and structurally related metathesis catalysts of the type mentioned with carbene ligands of the type benzylidene, dimethylvinyl, indenylidene, Allenalkyliden and benzylidene derivatives having one to several substituents on the aromatic. In addition to the ruthenium-based catalysts, metathesis catalysts with early transition metals are also possible, for example Schrock catalysts (S1, 2,6-diisopropylphenylimidoneophylidene molybdenum bis (hexafluoro-t-butoxide).) The use of multicomponent metathesis catalysts is likewise possible, for example tungsten hexachloride with tetrabutylstannane If these catalysts can be supported or used in molecular form, it is preferable to use silica, alumina or carbon as the support material Preferably, the metathesis catalyst is selected from the group consisting of G2, G3, HG2 and P2 Most preferably, the metathesis catalyst is HG2.
Der Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in einem Lösungsmittel oder lösungsmittelfrei erfolgen. Vorzugsweise erfolgt Schritt (c) in einem Lösungsmittel. Das optionale Lösungsmittel in Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Beispielsweise kann es sich bei dem Lösungsmittel um Wasser, ein Lösungsmittel(gemisch) auf Basis eines oder mehrerer organischer Lösungsmittel oder um ein Lösungsmittelgemisch aus Wasser und einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln handeln. Vorzugsweise wird das Lösungsmittel für Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Dichlormethan, Heptan, Benzol, Toluol, Chloroform, Hexan, Cyclohexan, Pentan, Methanol, Ethanol, t-Butylmethylether, 1,2-Dichlorethan, Chlorbenzol, Ethylacetat, Aceton, Tetrahydrofuran, Essigsäure und Wasser bzw. Kombinationen von zwei oder mehreren davon. Noch bevorzugter wird das Lösungsmittel für Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens aus Dichlormethan, Toluol und/oder Heptan ausgewählt.The step (c) of the process according to the invention can be carried out in a solvent or solvent-free. Preferably, step (c) is carried out in a solvent. The optional solvent in step (c) of the process of the invention is not particularly limited. For example, the solvent may be water, a solvent (mixture) based on one or more organic solvents, or a mixed solvent of water and one or more organic solvents. Preferably, the solvent for step (c) of the process of the invention is selected from the group consisting of dichloromethane, heptane, benzene, toluene, chloroform, hexane, cyclohexane, pentane, methanol, ethanol, t-butyl methyl ether, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene , Ethyl acetate, acetone, tetrahydrofuran, acetic acid and water, or combinations of two or more thereof. More preferably, the solvent for step (c) of the process of the invention is selected from dichloromethane, toluene and / or heptane.
Die (Ausgangs-)Konzentration der Verbindung der allgemeinen Formel (3) in der Lösung zu Beginn von Schritt (c) unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise kann die Verbindung der allgemeinen Formel (3) in einer Konzentration von 0,0001 bis 5,0 M, insbesondere von 0,001 bis 3,0 M, von 0,01 bis 2,0 M, von 0,05 bis 1,5 M, und am meisten bevorzugt von 0,1 bis 1,0 M vorliegen. Außerhalb dieser Bereiche könnte die Zersetzungsgeschwindigkeit der Metathesekatalysatoren negativ beeinflusst werden. Niedrige Konzentrationen können außerdem zu geringen Raum-Zeit-Ausbeuten führen.The (initial) concentration of the compound of general formula (3) in the solution at the beginning of step (c) is not particularly limited. For example, the compound of the general formula (3) in a concentration of 0.0001 to 5.0 M, especially from 0.001 to 3.0 M, from 0.01 to 2.0 M, from 0.05 to 1.5 M, and most preferably from 0.1 to 1.0M. Outside these ranges, the rate of decomposition of metathesis catalysts could be adversely affected. Low concentrations can also lead to low space-time yields.
Beispielsweise kann der Metathesekatalysator in Schritt (c) in einer Konzentration von 0,00001 bis 20 mol-%, insbesondere von 0,001 bis 10 mol-%, und am meisten bevorzugt von 0,01 bis 2,0 mol-%, bezogen auf die Ausgangskonzentration der Verbindung der allgemeinen Formel (3), vorliegen. Abhängig vom Substrat kann der Metathesekatalysator nicht nur in katalytischen Mengen, sondern auch in annähernd stöchiometrischen Mengen oder in kleineren als den angegebenen Mengen vorhanden sein.For example, the metathesis catalyst in step (c) may be present in a concentration of from 0.00001 to 20 mole%, more preferably from 0.001 to 10 mole%, and most preferably from 0.01 to 2.0 mole%, based on the Initial concentration of the compound of general formula (3), are present. Depending on the substrate, the metathesis catalyst may be present not only in catalytic amounts but also in approximately stoichiometric amounts or in amounts less than that indicated.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Schritt (c) in Gegenwart eines Isomerisierungsunterdrückungsmittels durchgeführt. Durch die Gegenwart eines Isomerisierungsunterdrückungsmittels ist es vorteilhafterweise möglich, eine potentielle Isomerisierung der Doppelbindung (bezogen auf die Position der Doppelbindung) durch den Metathesekatalysator zu unterbinden, wodurch eine exzellente Kettenlängenselektivität erzielt werden kann. Die Konzentration des Isomerisierungsunterdrückungsmittels in Schritt (c) unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise kann das Isomerisierungsunterdrückungsmittel in einer Konzentration von 0,00002 bis 50 mol-%, insbesondere von 0,002 bis 20 mol-%, und am meisten bevorzugt von 0,02 bis 5,0 mol-%, bezogen auf die Ausgangskonzentration der Verbindung der allgemeinen Formel (3), vorliegen. Vorzugsweise ist das Isomerisierungsunterdrückungsmittel 1,4-Benzochinon, da dies die besten Resultate liefert.In a preferred embodiment of the process according to the invention, step (c) is carried out in the presence of an isomerization suppressant. By the presence of an isomerization-suppressing agent, it is advantageously possible to inhibit potential isomerization of the double bond (based on the position of the double bond) by the metathesis catalyst, whereby excellent chain length selectivity can be achieved. The concentration of the isomerization-suppressing agent in step (c) is not particularly limited. For example, the isomerization suppressant may be used in a concentration of 0.00002 to 50 mol%, especially 0.002 to 20 mol%, and most preferably from 0.02 to 5.0 mol%, based on the initial concentration of the compound of the general formula (3). Preferably, the isomerization suppressant is 1,4-benzoquinone since this gives the best results.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren im Schritt (c) weiter in Gegenwart eines Alkens mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, noch bevorzugter mit 6 Kohlenstoffatomen, am bevorzugtesten in Gegenwart von 2-/3-Hexen, durchgeführt. Durch die Gegenwart eines solchen Alkens ist es vorteilhafterweise möglich, die Selbst-Metathese der Verbindung der allgemeinen Formel (3) über eine zunächst ablaufende Kreuz-Metathese zwischen der Verbindung der allgemeinen Formel (3) und dem Alken zu unterstützen. Die Konzentration des Alkens in Schritt (c) unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise kann das Alken in einem Stoffmengenverhältnis, bezogen auf die Ausgangskonzentration der Verbindung der allgemeinen Formel (3), von 0,01 bis 5000 Äquivalenten, insbesondere von 0,1 bis 1000 Äquivalenten, von 1,0 bis 100 Äquivalenten, und am meisten bevorzugt von 5,0 bis 30 Äquivalenten vorliegen.Preferably, the process of the invention in step (c) is further carried out in the presence of an alkene of 2 to 18 carbon atoms, more preferably 4 to 8 carbon atoms, even more preferably 6 carbon atoms, most preferably in the presence of 2/3 hexene. By the presence of such an alkene, it is advantageously possible to promote the self-metathesis of the compound of general formula (3) via an initial cross-metathesis between the compound of general formula (3) and the alkene. The concentration of the alkene in step (c) is not particularly limited. For example, the alkene may be in a molar ratio, based on the starting concentration of the compound of the general formula (3), from 0.01 to 5000 equivalents, especially from 0.1 to 1000 equivalents, from 1.0 to 100 equivalents, and most preferably from 5.0 to 30 equivalents.
Die (Reaktions-)temperatur im Schritt (c) unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Beispielsweise kann die Temperatur im Schritt (c) von –50 bis 500°C, insbesondere von –20 bis 200°C, von –10 bis 100°C, und am meisten bevorzugt von 0 bis 60°C betragen.The (reaction) temperature in step (c) is not particularly limited. For example, the temperature in step (c) may be from -50 to 500 ° C, especially from -20 to 200 ° C, from -10 to 100 ° C, and most preferably from 0 to 60 ° C.
Die (Reaktions-)zeit im Schritt (c) unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Beispielsweise kann die Reaktionszeit im Schritt (c) von 1 min bis 7 d, insbesondere von 3 min bis 24 h, und am meisten bevorzugt von 15 min bis 1 h betragen.The (reaction) time in step (c) is not particularly limited. For example, the reaction time in step (c) may be from 1 minute to 7 days, more preferably from 3 minutes to 24 hours, and most preferably from 15 minutes to 1 hour.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Schritt (c) weiter einen Schritt (c1) des Entfernens flüchtiger Komponenten aus dem Reaktionsgemisch von Schritt (c). Verfahren zum Entfernen flüchtiger Komponenten aus einem Reaktionsgemisch sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise können flüchtige Komponenten aus einem Reaktionsgemisch mittels Anlegen eines Unterdrucks entfernt werden. Durch das Entfernen flüchtiger Komponenten aus dem Reaktionsgemisch von Schritt (c) ist es vorteilhafterweise möglich, eine vollständige Umsetzung zur Verbindung der allgemeinen Formel (1) zu erreichen.In a preferred embodiment, after step (c), the process according to the invention further comprises a step (c1) of removing volatile components from the reaction mixture of step (c). Methods for removing volatile components from a reaction mixture are known to those skilled in the art. For example, volatile components can be removed from a reaction mixture by applying a negative pressure. By removing volatile components from the reaction mixture of step (c), it is advantageously possible to achieve complete conversion to the compound of general formula (1).
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Schritt (c) weiter einen Schritt (c2) der Zugabe eines Metatheseunterbrechungsmittels. Durch die Zugabe des Metatheseunterbrechungsmittels werden weitere Metathesereaktionen unterbunden. Geeignete Metatheseunterbrechungsmittel sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Beispiele für Metatheseunterbrechungsmittel sind Ethylvinylether, Kaliumisocyanoacetat, Tri(hydroxymethyl)phosphin, Triphenylphosphinoxid, Blei(IV)acetat und DMSO. Vorzugsweise ist das Metatheseunterbrechungsmittel Ethylvinylether, da es die besten Resultate liefert. Die Konzentration des Metatheseunterbrechungsmittels in der Lösung in Schritt (c2) unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise kann das Metatheseunterbrechungsmittel in einer Konzentration von 0,001 bis 10 M, insbesondere von 0,01 bis 5,0 M, und am meisten bevorzugt von 0,1 bis 1,5 M vorliegen.In a preferred embodiment, the process according to the invention further comprises after step (c) a step (c2) of adding a metathesis interrupting agent. The addition of the metathesis disrupting agent prevents further metathesis reactions. Suitable metathesis interruption agents are known to those skilled in the art. Examples of metathesis interruption agents are ethyl vinyl ether, potassium isocyanoacetate, tri (hydroxymethyl) phosphine, triphenylphosphine oxide, lead (IV) acetate and DMSO. Preferably, the metathesis disrupting agent is ethyl vinyl ether because it gives the best results. The concentration of the metathesis interrupting agent in the solution in step (c2) is not particularly limited. For example, the metathesis disrupting agent may be present at a level of from 0.001 to 10 M, more preferably from 0.01 to 5.0 M, and most preferably from 0.1 to 1.5 M.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Schritt (c) (und den optionalen Schritten (c1) und/oder (c2)) weiter einen Schritt (c3) des Abtrennens der Verbindung der allgemeinen Formel (1) (von den restlichen Bestandteilen, wie beispielsweise der Lösung, dem Metathesekatalysator und dem optionalen Metatheseunterbrechungsmittel). Dabei können alle im Stand der Technik gängigen Abtrennverfahren verwendet werden. Insbesondere kann Schritt (c3) das Entfernen des Metathesekatalysators von der Lösung der Verbindung der allgemeinen Formel (1) (z. B. durch Filtration), das Entfernen des Lösungsmittels (und des Metatheseunterbrechungsmittels) von der Lösung der Verbindung der allgemeinen Formel (1) (z. B. mittels Verdampfung) und das Umkristallisieren der Verbindung der allgemeinen Formel (1) in dieser Reihenfolge umfassen. Geeignete Lösungsmittel zum Umkristallisieren der Verbindung der allgemeinen Formel (1) sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Beispiele für Lösungsmittel zum Umkristallisieren der Verbindung der allgemeinen Formel (1) sind Methanol, Ethanol, iso-Propanol, Toluol, Benzol, Chlorbenzol, Heptan, Hexan, Cyclohexan und/oder Dichlormethan.In a preferred embodiment, the process according to the invention after step (c) (and optional steps (c1) and / or (c2)) further comprises a step (c3) of separating the compound of general formula (1) (from the remaining constituents such as the solution, the metathesis catalyst and the optional metathesis interruption agent). In this case, all commonly used in the prior art separation processes can be used. In particular, step (c3) may comprise removing the metathesis catalyst from the solution of the compound of general formula (1) (eg by filtration), removing the solvent (and the metathesis disrupting agent) from the solution of the compound of general formula (1). (eg, by evaporation) and recrystallizing the compound of general formula (1) in this order. Suitable solvents for recrystallizing the compound of general formula (1) are known to those skilled in the art. Examples of solvents for recrystallizing the compound of the general formula (1) are methanol, ethanol, isopropanol, toluene, benzene, chlorobenzene, heptane, hexane, cyclohexane and / or dichloromethane.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren vor dem Schritt (a) weiter die Schritte
- (a0) Umsetzen einer Verbindung der allgemeinen Formel (4) in Gegenwart eines Metathesekatalysators zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (5)
- (a1) optionales Verestern oder Amidieren der Verbindung der allgemeinen Formel (5) zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (2) mit Y = -NR1R2 bzw. Y = -OR3 mit R3 ≠ H,
- (a0) reacting a compound of the general formula (4) in the presence of a metathesis catalyst for the preparation of a compound of general formula (5)
- (a1) optionally esterifying or amidating the compound of general formula (5) to produce a compound of general formula (2) with Y = -NR 1 R 2 or Y = -OR 3 with R 3 ≠ H,
Vorzugsweise wird X ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe, und einer Arylgruppe. Noch bevorzugter ist X ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe. Noch bevorzugter ist X eine Alkylgruppe, insbesondere mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen und am bevorzugtesten mit 8 Kohlenstoffatomen. Die Verbindung der allgemeinen Formel (4) ist vorzugsweise eine einfach ungesättigte Fettsäure, insbesondere eine natürlich vorkommende, einfach ungesättigte Fettsäure, wie beispielsweise Palmitoleinäure (d. h. m = 7 und X = n-Hexyl; Doppelbindung cis), Ölsäure (d. h. m = 7 und X = n-Octyl; Doppelbindung cis) und Erucasäure (d. h. m = 11 und X = n-Octyl; Doppelbindung cis), da diese einfach zugänglich sind. Noch bevorzugter ist die Verbindung der allgemeinen Formel (4) ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ölsäure und Erucasäure. Am bevorzugtesten ist die Verbindung der allgemeinen Formel (4) Ölsäure.Preferably, X is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, and an aryl group. More preferably, X is a hydrogen atom or an alkyl group. More preferably, X is an alkyl group, especially of 1 to 15 carbon atoms, of 4 to 12 carbon atoms, of 6 to 10 carbon atoms, and most preferably of 8 carbon atoms. The compound of the general formula (4) is preferably a monounsaturated fatty acid, especially a naturally occurring monounsaturated fatty acid such as palmitoleic acid (ie m = 7 and X = n-hexyl, double bond cis), oleic acid (ie m = 7 and X = n-octyl; double bond cis) and erucic acid (ie m = 11 and X = n-octyl; double bond cis), since these are easily accessible. More preferably, the compound of the general formula (4) is selected from the group consisting of oleic acid and erucic acid. Most preferably, the compound of general formula (4) is oleic acid.
Im optionalen Schritt (a0) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann derselbe Metathesekatalysator wie in Schritt (c) verwendet werden. Die im Schritt (c) genannten Definitionen und Ausführungen bezüglich des Metathesekatalysators, des Lösungsmittels (wenn vorhanden), der (Reaktions-)temperatur, der (Reaktions-)zeit, des Isomerisierungsunterdrückungsmittels und eines Metatheseunterbrechungsmittels gelten analog, wobei sich die Konzentrationen des Metathesekatalysators und des Isomerisierungsunterdrückungsmittels auf die Konzentration der Verbindung der allgemeinen Formel (4) beziehen.In optional step (a0) of the process according to the invention, the same metathesis catalyst as in step (c) can be used. The definitions and explanations given in step (c) regarding the metathesis catalyst, the solvent (if present), the (reaction) temperature, the (reaction) time, the isomerization suppressant and a metathesis interruption agent apply analogously, the concentrations of the metathesis catalyst and of the isomerization-suppressing agent to the concentration of the compound of the general formula (4).
Die (Ausgangs-)Konzentration der Verbindung der allgemeinen Formel (4) zu Beginn von Schritt (a0) unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise kann die Verbindung der allgemeinen Formel (4) in einer Konzentration von 0,001 bis 5,0 M, insbesondere von 0,01 bis 4,0 M, und am meisten bevorzugt von 1,0 bis 3,0 M vorliegen. Außerhalb der bevorzugten Bereiche kann die Ausbeute negativ beeinflusst werden, da nur Gleichgewichtsbedingungen (d. h. 50% der theor. möglichen Ausbeute) erreicht werden könnten. Vorzugsweise wird Schritt (a0) ohne Lösungsmittel, also mit der Verbindung der allgemeinen Formel (4) als Medium, durchgeführt.The (initial) concentration of the compound of the general formula (4) at the beginning of step (a0) is not particularly limited. For example, the compound of the general formula (4) may be present in a concentration of 0.001 to 5.0 M, more preferably 0.01 to 4.0 M, and most preferably 1.0 to 3.0 M. Outside the preferred ranges, the yield may be negatively impacted since only equilibrium conditions (i.e., 50% of theoretical yield) could be achieved. Preferably, step (a0) is carried out without solvent, ie with the compound of the general formula (4) as the medium.
Vorzugsweise fällt die Verbindung der allgemeinen Formel (5) aus dem Reaktionsgemisch im optionalen Schritt (a0) aus. Dadurch kann ein potentielles Reaktionsgleichgewicht zu der Verbindung der allgemeinen Formel (5) verschoben werden. Das Ausfällen wird durch das Entstehen der Verbindung der allgemeinen Formel (5) vorzugsweise induziert. Vorzugsweise wird die Reaktionstemperatur so gewählt, dass sie über dem Schmelzpunkt der verwendeten Fettsäure liegt. Durch einen höheren Schmelzpunkt und eine geringere Löslichkeit des Reaktionsproduktes kommt es nach Erreichen eines gewissen Umsatzes automatisch zur Ausfällung.Preferably, the compound of the general formula (5) precipitates from the reaction mixture in the optional step (a0). Thereby, a potential reaction equilibrium can be shifted to the compound of the general formula (5). The precipitation is preferably induced by the formation of the compound of the general formula (5). Preferably, the reaction temperature is chosen to be above the melting point of the fatty acid used. Due to a higher melting point and a lower solubility of the reaction product, precipitation occurs automatically after reaching a certain conversion.
Im optionalen Schritt (a1) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Verbindung der allgemeinen Formel (5) verestert (Y = -OR3, R3 ≠ H) bzw. amidiert (Y = -NR1R2), wobei eine Verbindung der allgemeinen Formel (2) mit Y = -OR3 (mit R3 ≠ H) bzw. -NR1R2 hergestellt wird. Geeignete Verfahren zur Veresterung bzw. Amidierung sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise kann bei einer Veresterung der Alkohol R3OH als Lösungsmittel oder im Überschuss, bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (5), zugegeben werden. Ferner kann die Veresterung säurekatalytisch, beispielsweise durch H2SO4 oder p-Toluolsulfonsäure, erfolgen.In optional step (a1) of the process according to the invention, the compound of general formula (5) is esterified (Y = -OR 3 , R 3 ≠ H) or amidated (Y = -NR 1 R 2 ), wherein a compound of the general Formula (2) with Y = -OR 3 (with R 3 ≠ H) or -NR 1 R 2 is prepared. Suitable processes for esterification or amidation are known to the person skilled in the art. For example, in the case of esterification, the alcohol R 3 OH may be added as solvent or in excess, based on the compound of the general formula (5). Furthermore, the esterification acidic, for example, by H 2 SO 4 or p-toluenesulfonic acid, take place.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren nach Schritt (c) (und den optionalen Schritten (c1), (c2) und (c3)), wenn Y OR3 ist, weiter die Schritte
- (d) Hydrieren der Verbindung der allgemeinen Formel (1) zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (6)
- (e) Reduzieren der Verbindung der allgemeinen Formel (6) zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (7)
- (f) Umsetzen der Verbindungen der allgemeinen Formeln (6) und (7) zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (8)
- (d) hydrogenating the compound of general formula (1) to produce a compound of general formula (6)
- (e) reducing the compound of the general formula (6) to produce a compound of the general formula (7)
- (f) reacting the compounds of the general formulas (6) and (7) to produce a compound of the general formula (8)
Durch die optionalen Schritte (d) bis (f) ist es vorteilhafterweise möglich, Polymere mit vorzugsweise hohen Schmelzpunkten und stark hydrophoben Charakter herzustellen. Diese Polymere sind somit vorzugsweise wasserabweisend und besonders lichtstabil (z. B. im Vergleich zu Polymeren mit hohen Schmelzpunkten aber aromatischen Bausteinen). Diese Polymere können beispielsweise in Polymerblends oder in Brennstoffzellen verwendet werden.By the optional steps (d) to (f) it is advantageously possible to produce polymers with preferably high melting points and strongly hydrophobic character. These polymers are thus preferably water-repellent and particularly light-stable (for example in comparison to polymers having high melting points but aromatic building blocks). These polymers can be used, for example, in polymer blends or in fuel cells.
Vorzugsweise ist x eine ganze Zahl von 1 bis 1000, noch bevorzugter von 10 bis 500, und am bevorzugtesten von 15 bis 100.Preferably, x is an integer from 1 to 1000, more preferably from 10 to 500, and most preferably from 15 to 100.
Im Schritt (d) wird die Verbindung der allgemeinen Formel (1) hydriert, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel (6) hergestellt wird. Geeignete Verfahren zur Hydrierung sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Als Hydrierungsmittel können beispielsweise Pd/C, PdO, Pd(OH)2/BaSO4, Platinmohr, Palladiummohr oder Cu/SiO2 und H2, oder auch homogene lösliche Komplexe wie Ruthenium-, Iridium- oder Rhodium-Komplexe, die Phosphanliganden enthalten können, in Schritt (f) verwendet werden. Der Wasserstoffdruck kann beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 1000 atm (1,0133·104 bis 1,0133·108 Pa), bevorzugt von 1 bis 100 atm (1,0133·105 bis 1,0133·107 Pa), und besonders bevorzugt von 5 bis 50 atm (5,0665·105 bis 5,0665·106 Pa) liegen. Die Hydrierungstemperatur kann beispielsweise von –50 bis 500°C, bevorzugt von 0 bis 200°C, besonders bevorzugt von 20 bis 100°C betragen. Die Reaktionszeit im Schritt (d) kann beispielsweise im Bereich von 1 min bis 7 d, bevorzugt von 1 h bis 2 d, besonders bevorzugt von 4 bis 20 h betragen. Als Lösungsmittel können im Schritt (d) beispielsweise Tetrahydrofuran, Dioxan, Cyclohexan, Toluol, Methanol, Ethanol, iso-Propanol, Ethylacetat, Wasser, Essigsäure, Dichlormethan, Heptan und/oder Butanol, bevorzugt Tetrahydrofuran, Dioxan, Methanol und/oder Ethanol, besonders bevorzugt Tetrahydrofuran und/oder Methanol verwendet werden. Ein lösemittelfreier Prozess ist ebenso durchführbar. Für die (Ausgangs-)Konzentrationen der Ausgangsverbindungen der allgemeinen Formel (1) gelten keine besonderen Einschränkungen. Es können beispielsweise Konzentrationen von 0,0001 bis 2,0 M, bevorzugt von 0,001 bis 1,5 M, besonders bevorzugt von 0,1 bis 1.0 M verwendet werden. Die Katalysatormenge kann beispielsweise im Bereich von 0,01 bis 50 Gew.%, bevorzugt von 0,5 bis 20 Gew.%, besonders bevorzugt von 2,0 bis 10 Gew.%, bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (1), betragen.In the step (d), the compound of the general formula (1) is hydrogenated to produce the compound of the general formula (6). Suitable hydrogenation processes are known to those skilled in the art. Examples of suitable hydrogenating agents are Pd / C, PdO, Pd (OH) 2 / BaSO 4 , platinum black, palladium black or Cu / SiO 2 and H 2 , or homogeneous soluble complexes such as ruthenium, iridium or rhodium complexes containing phosphine ligands can be used in step (f). The hydrogen pressure may be, for example, in the range of 0.1 to 1000 atm (1.0133 x 10 4 to 1.0133 x 10 8 Pa), preferably 1 to 100 atm (1.0133 x 10 5 to 1.0133 x 10 7 Pa), and more preferably from 5 to 50 atm (5.0665 x 10 5 to 5.0665 x 10 6 Pa). The hydrogenation temperature may be, for example, from -50 to 500 ° C, preferably from 0 to 200 ° C, particularly preferably from 20 to 100 ° C. The reaction time in step (d) may be, for example, in the range from 1 minute to 7 days, preferably from 1 hour to 2 days, particularly preferably from 4 hours to 20 hours. Examples of suitable solvents in step (d) are tetrahydrofuran, dioxane, cyclohexane, toluene, methanol, ethanol, isopropanol, ethyl acetate, water, acetic acid, dichloromethane, heptane and / or butanol, preferably tetrahydrofuran, dioxane, methanol and / or ethanol. particularly preferably tetrahydrofuran and / or methanol are used. A solvent-free process is equally feasible. For the (initial) Concentrations of the starting compounds of general formula (1) are not particularly limited. For example, concentrations of from 0.0001 to 2.0 M, preferably from 0.001 to 1.5 M, particularly preferably from 0.1 to 1.0 M can be used. The amount of catalyst can be, for example, in the range from 0.01 to 50% by weight, preferably from 0.5 to 20% by weight, particularly preferably from 2.0 to 10% by weight, based on the compound of the general formula (1), be.
Im Schritt (e) wird die Verbindung der allgemeinen Formel (6) reduziert, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel (7) hergestellt wird. Geeignete Verfahren zur Reduktion sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Als Reduktionsmittel kann in Schritt (e) beispielsweise LiAlH4 verwendet werden. Ferner können auch homogene Katalysatoren eingesetzt werden, beispielsweise Dichlorbis[2-(diphenylphosphino)ethylamin]ruthenium oder Carbonylhydrido[6-(di-t-butylphosphinomethylen)-2-(N,N-diethylaminomethyl)-1,6-dihydropyridin]ruthenium. Es gelten dieselben Bedingungen und Bevorzugungen wie bereits für Schritt (d) ausgeführt.In the step (e), the compound of the general formula (6) is reduced to produce the compound of the general formula (7). Suitable methods of reduction are known to those skilled in the art. As the reducing agent, for example, LiAlH 4 can be used in step (e). Furthermore, homogeneous catalysts may also be used, for example dichlorobis [2- (diphenylphosphino) ethylamine] ruthenium or carbonylhydrido [6- (di-t-butylphosphinomethylene) -2- (N, N-diethylaminomethyl) -1,6-dihydropyridine] ruthenium. The same conditions and preferences apply as already done for step (d).
Ferner können die Schritte (d) und (e) gemeinsam in einer Reaktion mit einem homogenen Katalysator umgesetzt werden. Geeignete Verfahren zur Reduktion sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Als Katalysator kann beispielsweise Carbonylchlorohydrido[2-(di-iso-propylphosphino)-N-(2-pyridinylmethyl)ethanamin]ruthenium verwendet werden. Hierbei gelten dieselben Bedingungen und Bevorzugungen wie bereits für Schritt (d) ausgeführt.Further, steps (d) and (e) can be reacted together in a reaction with a homogeneous catalyst. Suitable methods of reduction are known to those skilled in the art. As the catalyst, for example, carbonyl chlorohydrido [2- (di-iso-propylphosphino) -N- (2-pyridinylmethyl) ethanamine] ruthenium can be used. Here, the same conditions and preferences apply as already done for step (d).
Im Schritt (f) werden die Verbindungen der allgemeinen Formeln (6) und (7) zur Verbindung der allgemeinen Formel (8) umgesetzt. Geeignete Verfahren zur Herstellung der Verbindung der allgemeinen Formel (8), wie zum Beispiel eine Polykondensation, sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt.In the step (f), the compounds of the general formulas (6) and (7) are reacted to give the compound of the general formula (8). Suitable methods for preparing the compound of the general formula (8), such as a polycondensation, are known to those skilled in the art.
Beispielsweise kann eine Polykondensation in Form einer Schmelzpolykondensation, Lösungspolymerisation oder Feststoff-Polymerisation erfolgen. Die Polymerisationen können in einem Temperaturprogramm und unter verschiedenen Drücken durchgeführt werden. Vorzugsweise wird eine Schmelzpolykondensation durchgeführt.For example, a polycondensation in the form of a melt polycondensation, solution polymerization or solid polymerization can take place. The polymerizations can be carried out in a temperature program and under different pressures. Preferably, a melt polycondensation is carried out.
Die Temperatur, auf welche die Monomere temperiert werden, kann beispielsweise von 0 bis 500°C, insbesondere von 50 bis 250°C, von 80 bis 200°C, und am meisten bevorzugt von 80 bis 150°C betragen. Der Zeitraum, für den die Temperatur gehalten wird, unterliegt keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise kann der Zeitraum von 1 s bis 21 d, insbesondere von 1 min bis 7 d, von 10 min bis 24 h, und am meisten bevorzugt von 30 min bis 6 h betragen.The temperature to which the monomers are heated may be, for example, from 0 to 500 ° C, especially from 50 to 250 ° C, from 80 to 200 ° C, and most preferably from 80 to 150 ° C. The period of time for which the temperature is maintained is not particularly limited. For example, the period may be from 1 second to 21 hours, especially from 1 minute to 7 days, from 10 minutes to 24 hours, and most preferably from 30 minutes to 6 hours.
Vorzugsweise wird die Reaktion unter Druck gestartet. Der Druck unterliegt dabei keinen besonderen Beschränkungen. Beispielsweise kann der Druck von 1,0 bis 1000 atm (1,0133·105 bis 1,0133·108 Pa), bevorzugt von 1,1 bis 100 atm (1,11463·105 bis 1,0133·107 Pa), und besonders bevorzugt von 1,2 bis 5 atm (1,21596·105 bis 5,0665·105 Pa) betragen.Preferably, the reaction is started under pressure. The pressure is not subject to any special restrictions. For example, the pressure may be from 1.0 to 1000 atm (1.0133 x 10 5 to 1.0133 x 10 8 Pa), preferably from 1.1 to 100 atm (1.11463 x 10 5 to 1.0133 x 10 7 Pa), and more preferably from 1.2 to 5 atm (1.21596 x 10 5 to 5.0665 x 10 5 Pa).
Der Temperaturgradient für die Reaktion unterliegt dabei keinen besonderen Beschränkungen. Beispielsweise kann das Reaktionsgemisch im Schritt (f) um 0,0 bis 200°C, insbesondere um 1,0 bis 100°C, und am meisten bevorzugt um 20 bis 80°C (weiter) erhitzt werden. Das Zeitintervall zwischen dem Beginn der Reaktion im Schritt (f) und dem Erreichen der Endtemperatur im Schritt (f) unterliegt dabei keinen besonderen Beschränkungen. Beispielsweise kann das Zeitintervall im Schritt (f) von 1 min bis 7 d, insbesondere von 30 min bis 2 d, und am meisten bevorzugt von 2 h bis 12 h betragen.The temperature gradient for the reaction is not particularly limited. For example, the reaction mixture in step (f) may be heated by 0.0 to 200 ° C, especially by 1.0 to 100 ° C, and most preferably by 20 to 80 ° C (further). The time interval between the start of the reaction in step (f) and the reaching of the final temperature in step (f) is not particularly limited. For example, the time interval in step (f) may be from 1 minute to 7 days, more preferably from 30 minutes to 2 days, and most preferably from 2 hours to 12 hours.
Mit fortschreitender Reaktionstemperatur wird vorzugsweise eine Druckreduktion durchgeführt. Die Druckreduktion unterliegt dabei keinen besonderen Beschränkungen. Der Druck kann beispielsweise um 0,0 bis 1000 atm (0,0 bis 1,0133·108 Pa), bevorzugt um 0,1 bis 100 atm (1,0133·104 bis 1,0133·107 Pa), und am meisten bevorzugt um 0,5 bis 5 atm (5,0665·104 bis 5,0665·105 Pa) reduziert werden.As the reaction temperature proceeds, a pressure reduction is preferably carried out. The pressure reduction is subject to no particular restrictions. The pressure may be, for example, from 0.0 to 1000 atm (0.0 to 1.0133 x 10 8 Pa), preferably from 0.1 to 100 atm (1.0133 x 10 4 to 1.0133 x 10 7 Pa), and most preferably reduced by 0.5 to 5 atm (5.0665 x 10 4 to 5.0665 x 10 5 Pa).
Die erreichte Endtemperatur im Schritt (f) wird vorzugsweise für eine gewisse Zeitdauer gehalten. Die Zeitdauer unterliegt dabei keinen besonderen Beschränkungen. Beispielsweise kann die Endtemperatur von 1 s bis 7 d, bevorzugt von 1 min bis 2 d, und besonders bevorzugt von 1 h bis 12 h gehalten werden.The final temperature reached in step (f) is preferably maintained for a certain period of time. The duration is not subject to any special restrictions. For example, the final temperature of 1 s to 7 d, preferably from 1 min to 2 d, and more preferably maintained from 1 h to 12 h.
Geeignete Katalysatoren sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise kann Schritt (f) in Gegenwart eines Katalysators, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus [Ti(OiPr)4], [Ti(OnBu)4], [Zr(OiPr)4], [Zr(OnBu)4], Zinn(2-ethylhexanoat), Zinkacetat, Antimon(III)oxid und Dibutylzinnoxid, durchgeführt werden. Vorzugweise wird [Ti(OiPr)4] oder [Ti(OnBu)4] als Katalysator in Schritt (f) verwendet.Suitable catalysts are known to those skilled in the art. For example, step (f) may be carried out in the presence of a catalyst selected from the group consisting of [Ti (OiPr) 4 ], [Ti (OnBu) 4 ], [Zr (OiPr) 4 ], [Zr (OnBu) 4 ], Tin (2-ethylhexanoate), zinc acetate, antimony (III) oxide and dibutyltin oxide. Preferably, [Ti (OiPr) 4 ] or [Ti (OnBu) 4 ] is used as the catalyst in step (f).
Die Figuren zeigen: The figures show:
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden, nicht-einschränkenden Beispiele näher erläutert.The present invention will be further illustrated by the following non-limiting examples.
Allgemeines:General:
Alle Reaktionen und Verarbeitungen von feuchtigkeits- und luftempfindlichen Substanzen wurden unter einer inerten Gasatmosphäre unter Verwendung von Standard Schlenk- oder Glovebox-Techniken durchgeführt. Lösungsmittel wurden unter einer inerten Atmosphäre wie folgt getrocknet: Toluol wurde vor der Verwendung über Natrium destilliert, MeOH wurde über Magnesiumspänen destilliert. Alle trockenen, entgasten Lösungsmittel wurden unter einer inerten Atmosphäre gelagert. Ölsäure (1, Dakolub MB6098 High-Oleic-Sonnenblumenöl mit 92,5% Ölsäure), geliefert von der Dako AG, wurde vor der Verwendung entgast. 2-/3-Hexen wurde aus 1-Hexen (Sigma Aldrich) hergestellt, das mit Cat2 isomerisiert und danach abdestilliert wurde. Benzochinon (erhältlich von Sigma Aldrich) wurde vor Gebrauch sublimiert. Eine reine Probe von Dimethyl-1,32-dotricont-16-endioat (4a) zur Vergleichs-GC-Analyse wurde durch eine Wittig-Reaktion von Methyl-16-oxohexadecanoat und Methyl-16-bromhexadecanoat erhalten. [Pd(dtbpx)(OTf)2] (=Cat2) wurde durch ein bekanntes Verfahren hergestellt (
Die vorliegende Erfindung wird anhand der Ausgangsverbindungen Ölsäure (1a) und Erucasäure (1b) näher erläutert, wobei sie nicht darauf beschränkt ist.The present invention is further illustrated by the starting compounds oleic acid (1a) and erucic acid (1b), but it is not limited thereto.
Beispiel 1: Allgemeines Verfahren zu den optionale Schritten (a0) und (a1) des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Verbindungen 1a und 1bExample 1: General procedure for the optional steps (a0) and (a1) of the process according to the invention with reference to the
In einem 100 mL-Rundkolben mit Stickstoffeinlass wurden 20,00 mL der jeweiligen ungesättigten Fettsäure 1a oder 1b gegeben und anschließend bei 45°C entgast. Nach Zugabe von 20 mL trockenem Heptan wurden 0,5 mol-% Cat1 (=HG2) und 1,0 mol-% Benzochinon zugegeben und bei 45°C gerührt. Nach dem Ausfallen der Disäure und dem Verfestigen des Reaktionsgemischs (typischerweise 5–15 min) wurde die Reaktion durch Zugabe von 2 mL Ethylvinylether gequencht. Nach 15 min bei Raumtemperatur wurde der Niederschlag in heißem Petrolether bzw. Ethylacetat gelöst und bei 6°C auskristallisiert. Nach Filtration des Rohproduktes wurde die Disäure mit einem großen Überschuß an Methanol bei 65°C unter Zugabe von 2 mL Schwefelsäure verestert. Die Lösung wurde unter Rückfluß für 2 h erhitzt und das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde in Dichlormethan gelöst, nacheinander mit Wasser und Kochsalzlösung gewaschen und anschließend über MgSO4 getrocknet. Nach dem Entfernen des Lösungsmittels konnten die reinen Diester 2a und 2b (siehe
- 2a (x = 1): 'H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25°C): δ = 5,42–5,23 (m, 2H, H-7), 3,66 (s, 6H, H-1), 2,29 (t, 3JHH = 7.5 Hz, 4H, H-3), 1,99–1,91 (m, 4H, H-6), 1,66–1,56 (m, 4H, H-4), 1,37–1,24 (m, 16H, H-5) ppm; 13C{1H} NMR (CDCl3, 100 MHz, 25°C): δ = 174,4 (C-2), 130,5 (C-7), 51,6 (C-1), 34,3 (C-3), 32,7 (C-6), 29,7–29,1 (C-5), 25,1 (C-4) ppm; Elementaranalyse (%): ber.: 70.55 (C); 10,66 (H); gefunden: 70,64 (C); 10,36 (H).
- 2b (x = 5): 'H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25°C): δ = 5,42–5,23 (m, 2H, H-7), 3,66 (s, 6H, H-1), 2,29 (t, 3JHH = 7,4 Hz, 4H, H-3), 1,98–1,93 (m, 4H, H-6), 1,65–1,56 (m, 4H, H-4), 1,37–1,21 (m, 32H, H-5) ppm; 13C{1H} NMR (CDCl3, 100 MHz, 25°C): δ = 174,4 (C-2), 130,5 (C-7), 51,5 (C-1), 34,3 (C-3), 32,8 (C-6), 29,9–29,3 (C-5), 25,1 (C-4) ppm; Elementaranalyse (%): ber.: 74,29 (C); 11,58 (H); gefunden: 74,23 (C); 11,44 (H).
- 2a (x = 1): 'H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25 ° C): δ = 5.42 to 5.23 (m, 2H, H-7), 3.66 (s, 6H, H -1), 2.29 (t, 3 J HH = 7.5 Hz, 4H, H-3), 1.99 to 1.91 (m, 4H, H-6), 1.66 to 1.56 (m , 4H, H-4), 1.37-1.24 (m, 16H, H-5) ppm; 13 C {1 H} NMR (CDCl 3, 100 MHz, 25 ° C): δ = 174.4 (C-2), 130.5 (C-7), 51.6 (C-1), 34, 3 (C-3), 32.7 (C-6), 29.7-29.1 (C-5), 25.1 (C-4) ppm; Elemental Analysis (%): calc .: 70.55 (C); 10.66 (H); found: 70.64 (C); 10.36 (H).
- 2b (x = 5): 'H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25 ° C): δ = 5.42 to 5.23 (m, 2H, H-7), 3.66 (s, 6H, H -1), 2.29 (t, 3 J HH = 7.4 Hz, 4H, H-3), 1.98 to 1.93 (m, 4H, H-6), 1.65 to 1.56 (m, 4H, H-4), 1.37-1.21 (m, 32H, H-5) ppm; 13 C {1 H} NMR (CDCl 3, 100 MHz, 25 ° C): δ = 174.4 (C-2), 130.5 (C-7), 51.5 (C-1), 34, 3 (C-3), 32.8 (C-6), 29.9-29.3 (C-5), 25.1 (C-4) ppm; Elemental Analysis (%): calc .: 74.29 (C); 11.58 (H); found: 74.23 (C); 11:44 (H).
Beispiel 2: Allgemeines Verfahren zu den Schritten (a) und (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Verbindungen 2a und 2bExample 2: General procedure for steps (a) and (b) of the method according to the invention with reference to
In einem 1 L-Rundkolben mit einem Stickstoffeinlass wurden 25,00 g Diester 2a oder 2b gegeben, der entgast und anschließend in 900 mL trockenem Alkohol gelöst wurde. Die Lösung wurde mittels einer Kanüle in einen 1 L doppelwandigen Glasreaktor überführt, der mit einem magnetischen Rührstab ausgestattet und an dem ein Kryostat angebracht war. Eine Lösung von 0,5 mol-% des Isomerisationskatalysators Cat2 (=[Pd(dtbpx)(OTf)2]) in 5 mL des entsprechenden Alkohols wurde zu der Lösung gegeben, worauf der Reaktor verschlossen und bei 250 U/min gerührt wurde. Mittels des Kryostaten wurde der Reaktor auf eine Temperatur im Bereich von 6 bis 10°C für Diester 2a bzw. im Bereich von 30 bis 35°C für Diester 2b abgekühlt, bei der sich die Lösung aufgrund der Bildung der Initialkristalle trübt. Anschließend wurde die Reaktion auf die Endtemperatur von –30°C für Diester 2a bzw. –10°C für Diester 2b in der vorgesehenen Zeit von 12 h für Diester 2a bzw. 16 h für Diester 2b abgekühlt. Die Temperaturgradienten umfassten dabei 4 gleichlange Zeitsegmente. Für Diester 2a wurde in Segment 1 um 2°C, in Segment 2 um 5°C, in Segment 3 um 10°C und in Segment 4 auf die gewünschte Endtemperatur temperiert. Für Diester 2b wurde in Segment 1 um 2°C, in Segment 2 um 8°C, in Segment 3 um 15°C und in Segment 4 auf die gewünschte Endtemperatur temperiert. Nach Erreichen dieser Temperatur wurde die Isomerisierung durch Zugabe von 5 mL Triethylamin gequencht und der leicht gelbe Niederschlag abfiltriert. Der Niederschlag wurde in einer geringen Menge Dichlormethan gelöst und durch eine kleine Menge Silica filtriert, um den restlichen Katalysator zu entfernen. Nach anschließender Umkristallisation aus Methanol (im Fall von 2a) oder Heptan (bei 2b) erhält man die reinen Diester 3a (63% Ausbeute) und 3b (57% Ausbeute) in einer Reinheit von mehr als 99% (bestimmt durch 1H-NMR-Spektroskopie).
- 3a (x = 1): Tm = 65°C; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25°C): δ = 6,96 (dt, 3JHH = 15,6, 7,0 Hz, 1H, H-7), 5,81 (dt, 3JHH = 15,6 Hz, 4JHH = 1,6 Hz, 1H, H-8), 3,72 (s, 3H, H-1'), 3,66 (s, 3H, H-1), 2,29 (t, 3JHH = 7,5 Hz, 2H, H-3), 2,19 (qd, 3JHH = 7,3 Hz, 4JHH = 1,6 Hz, 2H, H-6), 1,65–1,56 (m, 2H, H-4), 1,48–1,39 (m, 2H, H-4'), 1.34–1,22 (m, 20H, H-5) ppm; 13C{1H} NMR (CDCl3, 100 MHz, 25°C): δ = 174,4 (C-2), 167,3 (C-2'), 149,9 (C-7), 120,9 (C-8), 51,5 (C-1), 51,5 (C-1'), 34,3 (C-3) 32,4 (C-6), 29,7–29,3 (C-5), 28,2 (C-4'), 25,1 (C-4) ppm; Elementaranalyse (%): ber.: 70,55 (C); 10,66 (H); gefunden: 70,57 (C); 10,77 (H); ESI-MS (m/z): 363,24 [M+Na]+.
- 3b (x = 9): Tm = 82°C; 'H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25°C): δ = 6,96 (dt, 3JHH = 15,7, 6,9 Hz, 1H, H-7), 5,82 (dt, 3JHH = 15,7 Hz, 4JHH = 1,5 Hz, 1H, H-8), 3,72 (s, 3H, H-1'), 3,66 (s, 3H, H-1), 2,30 (t, 3JHH = 7,5 Hz, 2H, H-3), 2,19 (qd, 3JHH = 7,5 Hz, 4JHH = 1,5 Hz, 2H, H-6), 1,66–1,57 (m, 2H, H-4), 1,49–1,40 (m, 2H, H-4'), 1,34–1,22 (m, 36H, H-5) ppm; 13C{1H] NMR (CDCl3, 100 MHz, 25°C): δ = 174,4 (C-2), 167,3 (C-2'), 149,9 (C-7), 121,0 (C-8), 51,5 (C-1), 51,5 (C-1'), 34,3 (C-3), 32,4 (C-6), 29,8–29,3 (C-5), 28,2 (C-4'), 25,1 (C-4) ppm; Elementaranalyse (%): ber.: 74,29 (C); 11,58 (H); gefunden: 74,50 (C); 11,73 (H); ESI-MS (m/z): 475,37 [M+Na]+.
- 3a (x = 1): Tm = 65 ° C; 1 H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25 ° C): δ = 6.96 (dt, 3 J HH = 15.6, 7.0 Hz, 1H, H-7), 5.81 (dt, 3 J HH = 15.6 Hz, 4 J HH = 1.6 Hz, 1H, H-8), 3.72 (s, 3H, H-1 '), 3.66 (s, 3H, H-1) , 2.29 (t, 3 J HH = 7.5 Hz, 2H, H-3), 2.19 (qd, 3 J HH = 7.3 Hz, 4 J HH = 1.6 Hz, 2H, H -6), 1.65-1.56 (m, 2H, H-4), 1.48-1.39 (m, 2H, H-4 '), 1.34-1.22 (m, 20H, H -5) ppm; 13 C { 1 H} NMR (CDCl 3 , 100 MHz, 25 ° C): δ = 174.4 (C-2), 167.3 (C-2 '), 149.9 (C-7), 120 , 9 (C-8), 51.5 (C-1), 51.5 (C-1 '), 34.3 (C-3) 32.4 (C-6), 29.7-29, 3 (C-5), 28.2 (C-4 '), 25.1 (C-4) ppm; Elemental Analysis (%): calc .: 70.55 (C); 10.66 (H); Found: 70.57 (C); 10.77 (H); ESI-MS (m / z): 363.24 [M + Na] + .
- 3b (x = 9): Tm = 82 ° C; 'H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25 ° C): δ = 6.96 (dt, 3 J HH = 15.7, 6.9 Hz, 1H, H-7), 5.82 (dt, 3 J HH = 15.7 Hz, 4 J HH = 1.5 Hz, 1H, H-8), 3.72 (s, 3H, H-1 '), 3.66 (s, 3H, H-1) , 2.30 (t, 3 J HH = 7.5 Hz, 2H, H-3), 2.19 (qd, 3 J HH = 7.5 Hz, 4 J HH = 1.5 Hz, 2H, H -6), 1.66-1.57 (m, 2H, H-4), 1.49-1.40 (m, 2H, H-4 '), 1.34-1.22 (m, 36H , H-5) ppm; 13 C {1 H] NMR (CDCl3, 100 MHz, 25 ° C): δ = 174.4 (C-2), 167.3 (C-2 '), 149.9 (C-7), 121 , 0 (C-8), 51.5 (C-1), 51.5 (C-1 '), 34.3 (C-3), 32.4 (C-6), 29.8-29 , 3 (C-5), 28.2 (C-4 '), 25.1 (C-4) ppm; Elemental Analysis (%): calc .: 74.29 (C); 11.58 (H); found: 74.50 (C); 11.73 (H); ESI-MS (m / z): 475.37 [M + Na] + .
Beispiel 3: Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Synthese von Dimethyl-1,32-dotricont-16-endioat (4a)Example 3 Step (c) of the Process of the Invention Based on the Synthesis of Dimethyl-1,32-dotricont-16-endioate (4a)
250,0 mg (0,73 mmol) des α,β-ungesättigten Diesters 3a wurden in einem Schlenkrohr entgast. Der Diester wurde in 1,0 mL trockenem Heptan und 0,92 mL 2-/3-Hexen suspendiert. 2,3 mg (3,7 μmol) Cat1 (= HG2) und 0,8 mg (7,3 μmol) Benzochinon wurden in 0,1 mL trockenem Dichlormethan gelöst und zu dem Reaktionsgemisch gegeben. Das Reaktionsgemisch färbte sich sofort dunkelgrün und wurde bei 40°C für 20 Minuten gerührt. Bei 30°C wurde das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt und das Reaktionsgemisch bei dieser Temperatur für 15 Minuten gehalten. Die Reaktion wurde durch die Zugabe von 1 mL Ethylvinylether gequencht und bei Raumtemperatur für 5 min gerührt. Nach Zugabe von 2 mL Dichlormethan wurde das Gemisch für weitere 10 min gerührt. Die dunkelgrüne Lösung wurde durch eine kleine Menge Silica filtriert und mit Dichlormethan gewaschen. Das Lösungsmittel wurde mittels Rotationsverdampfer entfernt und der farblose Feststoff unter Vakuum getrocknet. Nach Umkristallisation aus Methanol oder Heptan wurde der ultralangkettige Diester 4a in Form farbloser Kristalle in 86% Ausbeute in einer Reinheit von mehr als 99% (bestimmt durch GC-Analyse) erhalten.
- 4a (x = 1): Tm = 77°C; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25°C): δ = 5,44–5,32 (m, 2H, H-7), 3,66 (s, 6H, H-1), 2,30 (t, 3JHH = 7,5 Hz, 2H, H-3), 2,03–1,90 (m, 2H, H-6), 1,66–1,57 (m, 4H, H-4), 1,37–1,22 (m, 44H, H-5) ppm; 13C{1H} NMR (CDCl3, 100 MHz, 25°C): δ = 174,5 (C-2), 130,5 (C-7), 51,6 (C-1), 34,3 (C-3), 32,8 (C-6), 29,8–29,3 (C-5), 25,1 (C-4) ppm; Elementaranalyse (%): ber.: 76,06 (C); 12,02 (H); gefunden: 76,04 (C); 11,94 (H); ESI-MS (m/z): 559,46 [M+Na]+.
- 4a (x = 1): Tm = 77 ° C; 1 H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25 ° C): δ = 5.44 to 5.32 (m, 2H, H-7), 3.66 (s, 6H, H-1), 2.30 (t, 3 J HH = 7.5 Hz, 2H, H-3), 2.03 to 1.90 (m, 2H, H-6), 1.66 to 1.57 (m, 4H, H 4), 1.37-1.22 (m, 44H, H-5) ppm; 13 C {1 H} NMR (CDCl 3, 100 MHz, 25 ° C): δ = 174.5 (C-2), 130.5 (C-7), 51.6 (C-1), 34, 3 (C-3), 32.8 (C-6), 29.8-29.3 (C-5), 25.1 (C-4) ppm; Elemental Analysis (%): calc .: 76.06 (C); 12.02 (H); found: 76.04 (C); 11.94 (H); ESI-MS (m / z): 559.46 [M + Na] + .
Beispiel 4: Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Synthese von Dimethyl-1,48-octatetracont-24-endioat (4b)Example 4 Step (c) of the Process According to the Invention Using the Synthesis of
5,00 g (11,04 mmol) Diester 4b wurden in einen Schlenkkolben gegeben und entgast. 5 mL trockenes Dichlormethan und 13,87 mL 2-/3-Hexen (9,29 g, 110,44 mmol) wurden zugegeben und das Reaktionsgemisch auf 40°C erhitzt. Nachdem der Diester gelöst war, wurden 34,6 mg (55,2 μmol) Cat1 (= HG2) und 11,9 mg (100,4 μmol) 1,4-Benzochinon in 0,5 mL trockenem Dichlormethan zugegeben. Die Lösung wurde 15 min bei 40°C gerührt, bevor auf Raumtemperatur gekühlt und 10 mL trockenes Heptan zugegeben wurde. Anschließend wurden die flüchtigen Bestandteile langsam unter Vakuum entfernt. Der dabei erhaltene Feststoff wurde in Dichlormethan gelöst und Ethylvinylether zum Quenchen der Reaktion zugegeben. Nach 15 min Rühren bei Raumtemperatur wurde die Lösung mit Dichlormethan verdünnt und durch eine kleine Menge Silica filtriert, um den restlichen Katalysator zu entfernen. Nach Umkristallisation aus Heptan wurde der ultralangkettige Diester 4b in Form farbloser Kristalle in 92% Ausbeute in einer Reinheit von mehr als 99% (bestimmt durch GC-Analyse) erhalten.
- 4a (x = 9; siehe Beispiel 3): Tm = 95°C; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25°C): δ = 5,44–5,32 (m, 2H, H-7), 3,67 (s, 6H, H-1), 2,30 (t, 3JHH = 7,5 Hz, 2H, H-3), 2,05–1,90 (m, 2H, H-6), 1,68–1,57 (m, 4H, H-4), 1,38–1,19 (m, 76H, H-5) ppm; 13C{1H} NMR (CDCl3, 100 MHz, 25°C): δ = 174,5 (C-2), 130,5 (C-7), 51,6 (C-1), 34,3 (C-3), 32,8 (C-6), 29,8–29,3 (C-5), 25,1 (C-4) ppm; Elementaranalyse (%): ber.: 78,88 (C); 12,71 (H); gefunden: 78,78 (C); 13,15 (H); ESI-MS (m/z): 783,74 [M+Na]+.
- 4a (x = 9, see Example 3): Tm = 95 ° C; 1 H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25 ° C): δ = 5.44 to 5.32 (m, 2H, H-7), 3.67 (s, 6H, H-1), 2.30 (t, 3 J HH = 7.5 Hz, 2H, H-3), 2.05-1.90 (m, 2H, H-6), 1.68 to 1.57 (m, 4H, H 4), 1.38-1.19 (m, 76H, H-5) ppm; 13 C {1 H} NMR (CDCl 3, 100 MHz, 25 ° C): δ = 174.5 (C-2), 130.5 (C-7), 51.6 (C-1), 34, 3 (C-3), 32.8 (C-6), 29.8-29.3 (C-5), 25.1 (C-4) ppm; Elemental Analysis (%): calc .: 78.88 (C); 12.71 (H); found: 78.78 (C); 13:15 (H); ESI-MS (m / z): 783.74 [M + Na] + .
Beispiel 4: Optionaler Schritt (d) des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Synthese von Dimethyl-1,32-dotriacontandioat (7)Example 4 Optional Step (d) of the Process of the Invention by Synthesis of Dimethyl-1,32-Dioctocontanedioate (7)
In einem Schlenkrohr wurden 3,80 g (7,07 mmol) Diester 4a und 0,2 g Pd/C (10 Gew% Pd) entgast und in 12 mL trockenem THF und 4 mL trockenem Methanol suspendiert. Das Gemisch wurde mittels einer Kanüle in einen Edelstahl-Druckreaktor überführt und unter 20 bar (2,0000·106 Pa) Wasserstoffdruck gesetzt. Nach 18 Stunden Rühren bei 60°C wurde der Reaktor auf Raumtemperatur abgekühlt und entlüftet. Das Lösungsmittel wurde entfernt, das Rohprodukt in Chloroform gelöst und durch eine kleine Menge Silica filtriert, um den Katalysator zu entfernen. Nach dem Entfernen des Lösungsmittels wurde die erhaltene Verbindung aus Ethanol umkristallisiert, wodurch der Diester 7 in Form eines weißen Pulvers in 95% Ausbeute erhalten wurde.
- Tm = 92°C; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25°C): δ = 3,66 (s, 6H, H-1), 2,30 (t, 3JHH = 7.6 Hz, 4H, H-3), 1,66–1,57 (m, 4H, H-4), 1,33–1,24 (m, 52H, H-5) ppm; 13C{1H} NMR (CDCl3, 100 MHz, 25°C): δ = 174,5 (C-2), 51,6 (C-1), 34,3 (C-3), 29,9–29,3 (C-5), 25,1 (C-4) ppm; Elementaranalyse (%): ber.: 75,78 (C); 12,35 (H); gefunden: 75,74 (C); 12,15 (H); ESI-MS (m/z): 329,1 [M+H]+.
- T m = 92 ° C; 1 H NMR (CDCl3, 400 MHz, 25 ° C): δ = 3.66 (s, 6H, H-1), 2.30 (t, 3 J HH = 7.6 Hz, 4H, H-3), 1.66-1.57 (m, 4H, H-4), 1.33-1.24 (m, 52H, H-5) ppm; 13 C {1 H} NMR (CDCl 3, 100 MHz, 25 ° C): δ = 174.5 (C-2), 51.6 (C-1), 34.3 (C-3), 29, 9-29.3 (C-5), 25.1 (C-4) ppm; Elemental Analysis (%): calc .: 75.78 (C); 12.35 (H); found: 75.74 (C); 12.15 (H); ESI-MS (m / z): 329.1 [M + H] + .
Beispiel 5: Optionaler Schritt (e) des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Synthese von 1,32-Dotriacontanediol (8)Example 5 Optional Step (e) of the Process of the Invention with Synthesis of 1,32-Dotriacontanediol (8)
0,54 g (1,01 mmol) Diester 7 wurden in 50 mL THF gelöst und auf 0°C abgekühlt. 95,6 mg (2,52 mmol) LiAlH4 wurden portionsweise hinzugegeben, wobei sich eine Suspension bildet. Das Gemisch wurde 15 Minuten bei 0°C gerührt, bevor auf 90°C erhitzt wurde. Nach 3-stündigem Rühren unter Rückfluss wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und der Überschuß an LiAlH4 durch aufeinanderfolgende Zugabe von 3 mL MeOH, 1 mL Wasser und 2 mL einer 2 M NaOH-Lösung gequencht. Die Suspension wurde erhitzt und durch eine kleine Menge Silica mit heißem THF filtriert. Nach Entfernen des Lösungsmittels wurde das Rohprodukt aus Chloroform umkristallisiert, wodurch das Diol 8 in Form farbloser Kristalle in 92% Ausbeute erhalten wurde.
- Tm,1 = 112°C; Tm,2 = 118°C; 1H NMR (400 MHz, CDCl3, 55°C): δ = 3,64 (t, 3JHH = 6,6 Hz, 4H, H-1), 1,62–1,54 (m, 4H, H-2), 1,41–1,25 (m, 56H, H-3, H-4), 1,14 (s (br), 2H, OH) ppm; 13C{1H} NMR (100 MHz, CDCl3, 55°C): δ = 63,3 (C-1), 33,1 (C-2), 29,9–29,6 (C-4), 26,0 (C-3) ppm; Elementaranalyse (%): ber.: 79,60 (C); 13,78 (H); gefunden: 79,68 (C); 13,86 (H); ESI-MS (m/z): 329,1 [M+H]+.
- Tm , 1 = 112 ° C; Tm , 2 = 118 ° C; 1 H NMR (400 MHz, CDCl3, 55 ° C): δ = 3.64 (t, 3 J HH = 6.6 Hz, 4H, H-1), 1.62 to 1.54 (m, 4H , H-2), 1.41-1.25 (m, 56H, H-3, H-4), 1.14 (s (br), 2H, OH) ppm; 13 C {1 H} NMR (100 MHz, CDCl3, 55 ° C): δ = 63.3 (C-1), 33.1 (C-2), 29.9 to 29.6 (C-4 ), 26.0 (C-3) ppm; Elemental Analysis (%): calc .: 79.60 (C); 13.78 (H); Found: 79.68 (C); 13.86 (H); ESI-MS (m / z): 329.1 [M + H] + .
Beispiel 6: Optionaler Schritt (f) des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Polymerisation von Diester 7 und Diol 8 zur Synthese des Polyesters-32,32 Example 6: Optional step (f) of the process according to the invention on the basis of the polymerization of
In einem 100 mL Zweihalsschlenkkolben mir Rührer wurden 1,12 g (2,07 mmol) Diester 7 und 1,00 g (2,07 mmol) Diol 8 bei 120°C entgast. Nach Zugabe von 500 ppm [Ti(OnBu)4] (eine Lösung von 0,35 mg (1,0 μmol) in 0,20 mL trockenem Toluol) wurde die Temperatur schrittweise (10°C pro Stunde) bis zu einer Endtemperatur von 200°C unter gradueller Reduktion des Drucks erhöht. Nach dem Erreichen der Endtemperatur wurde die hochviskose farblose Polymerschmelze für weitere 16 h unter Vakuum gerührt. Das erhaltene Polymer wurde bei 100°C in Toluol gelöst und in Methanol ausgefällt, wodurch der Polyester-32,32 in Form eines farblosen Feststoffs in quantitativer Ausbeute erhalten wurde.1.12 g (2.07 mmol) of
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Stempfle, F.; Quinzler, D.; Heckler, I.; Mecking, S. Macromolecules 2011, 44, 4159–4166 [0073] Stempfle, F .; Quinzler, D .; Heckler, I .; Mecking, S. Macromolecules 2011, 44, 4159-4166 [0073]
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