DE10219201A1

DE10219201A1 - Verfahren zur Herstellung von organischen Alkinverbindungen

Info

Publication number: DE10219201A1
Application number: DE10219201A
Authority: DE
Inventors: Robert Parker; Robert Reinhard
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2002-04-29
Filing date: 2002-04-29
Publication date: 2003-11-06
Also published as: US20050178650A1; KR20050006197A; CN1330613C; JP2005532307A; EP1501772A1; AU2003222836A1; WO2003093201A1; CN1649806A; TW200306965A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von organischen Alkinverbindungen der Formel I DOLLAR A X-C IDENTICAL C-Y DOLLAR A durch Umsetzung von organischen Halogenverbindungen der Formel Ia DOLLAR A X-Hal DOLLAR A mit organischen terminalen Alkinverbindungen der Formel Ib DOLLAR A H-C IDENTICAL C-Y DOLLAR A wobei X und Y gleiche oder verschiedene organische Reste bedeuten und Hal für Chlor oder Brom steht, in inerten Lösungsmitteln, unter Einwirkung von Mikrowellenstrahlung, in Gegenwart mindestens einer Metallverbindung und mindestens einer Base.

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von organischen Alkinverbindungen der Formel I

X-C~C-Y (I)

durch Umsetzung von organischen Halogenverbindungen der Formel Ia

X-Hal (Ia),

mit organischen terminalen Alkinverbindungen der Formel Ib

H-C~C-Y (Ib),

wobei X und Y gleiche oder verschiedene organische Reste bedeuten und Hal für Chlor oder Brom steht, in inerten Lösungsmitteln unter Einwirkung von Mikrowellenstrahlung, in Gegenwart mindestens einer Metallverbindung und mindestens einer Base.
Unter den üblichen Bedingungen der Sonogashira-Reaktion werden Aryl- oder Alkenylhalogenide unter Katalyse mit Palladium- und Kupfersalzen bei erhöhter Temperatur mit terminalen Alkinverbindungen zu entsprechend substituierten Alkinverbindungen umgesetzt.
Eine deutliche Herabsetzung der Reaktionsdauer lässt sich erzielen, wenn man die Umsetzung unter Einwirkung von Mikrowellenstrahlung durchführt.
So beschreiben J.-X. Wang et al. (J. Chem. Research (S), 2000, S. 536-537) Umsetzungen von verschiedenen terminalen Alkinen mit organischen Iodverbindungen in Gegenwart von Kupfer(I)iodid/Triphenylphosphin und Kaliumcarbonat in Dimethylformamid (DMF). Die in dieser Publikation in Tabelle 2 aufgeführte Gegenüberstellung der Umsetzungen, einerseits unter Rückfluss des DMF, andererseits unter Einwirkung einer Mikrowellenstrahlungsquelle mit einer Leistung von 375 W, zeigt in eindrucksvoller Weise, dass, bei vergleichbaren Ausbeuten, in letzterem Fall die Reaktionen um Faktoren von 48 bis 144 schneller verlaufen als in ersterem Fall.
Untersuchungen zur lösungsmittelfreien Umsetzung von Aryl-, Heteroaryl- und Vinyliodiden mit terminalen Alkinen in Gegenwart von Palladium/Kupfer(I)iodid/Triphenylphosphin und auf Aluminiumoxid geträgertem Kaliumfluorid unter Einwirkung von Mikrowellenstrahlung sind von G. W. Kabalka et al. (Tetrahedron Lett. 41, 2000, S. 5151-5154) durchgeführt worden. Die Autoren erwähnen hierbei (S. 5152), dass Arylchloride und -bromide nicht reagierten und die Ausgangsmaterialien unverändert zurückerhalten worden seien.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass sich auch organische Chlor- und Bromverbindungen in guten bis sehr guten Ausbeuten mit terminalen organischen Alkinverbindungen zu Alkinderivaten umsetzen lassen.
Dementsprechend wurde ein Verfahren zur Herstellung von organischen Alkinverbindungen der Formel I

X-C~C-Y (I)

durch Umsetzung von organischen Halogenverbindungen der Formel Ia

X-Hal (Ia),

mit organischen terminalen Alkinverbindungen der Formel Ib

H-C~C-Y (Ib),

wobei X und Y gleiche oder verschiedene organische Reste bedeuten,
in inerten Lösungsmitteln unter Einwirkung von Mikrowellenstrahlung,
in Gegenwart mindestens einer Metallverbindung und mindestens einer Base, gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass Hal für Chlor oder Brom steht.
Unter inerten Lösungsmitteln sind hierbei solche Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsgemische zu verstehen, welche unter den Umsetzungsbedingungen weder mit den Edukten noch mit den Produkten reagieren.
Insbesondere handelt es sich bei solchen inerten Lösungsmitteln um polare, aprotische Flüssigkeiten, da bei Verwendung von protischen Flüssigkeiten mit unerwünschten, durch Protonierung ausgelösten Nebenreaktionen gerechnet werden muss.
Vereinfachend wird im Folgenden auch dann von "Lösungsmittel" bzw. von "lösen" usw. gesprochen, selbst wenn im Einzelfall beispielsweise die verwendete(n) Base(n) oder Metallverbindung(en) nicht vollständig gelöst sind, sondern in Suspension (oder Emulsion) vorliegen.
Als Metallverbindungen kommen vorzugsweise solche in Betracht, welche ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Eisen, Ruthenium, Osmium, Kobalt, Rhodium, Iridium, Nickel, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold, Zink, Cadmium und Quecksilber enthalten. Besonders bevorzugt werden Kupferverbindungen verwendet.
Hervorzuheben sind als Metallverbindungen die Halogenide, insbesondere die Chloride und Bromide, aber auch die Iodide, der genannten Metalle. Sofern diese Halogenide Addukte mit Triarylphosphinen, wie beispielsweise Triphenylphosphin, bilden, werden sie in vorteilhafter Weise in Form dieser Addukte verwendet.
Als Metallverbindungen sollen darüberhinaus auch Metalle selbst, insbesondere die bereits genannten Metalle in elementarer Form verstanden werden. Desweiteren können auch Kombinationen mehrerer Metallverbindungen, mehrerer Metalle, aber auch Kombinationen von Metallen und Metallverbindungen zur Verwendung kommen. Die in der Umsetzung katalytisch aktive metallhaltige Spezies muss nicht notwendigerweise mit den eingesetzten Metallverbindungen identisch sein, sondern kann auch erst durch Reaktion mit den Edukten und/oder der Base/den Basen in situ entstehen.
Unter organischen Resten X und Y sind gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffreste, sowie Kohlenwasserstoffreste zu verstehen, welche sowohl gesättigte als auch ungesättigte Molekülteile enthalten. Darüberhinaus können in den Kohlenwasserstoffresten auch übliche Heteroatome, wie etwa Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor, Schwefel, Fluor, Chlor, Brom oder auch Iod enthalten sein. Die organischen Reste X und Y besitzen üblicherweise Molmassen bis etwa 600 g/mol. Im Einzelfall können die Molmassen der Reste X und Y jedoch auch höher sein.
Bevorzugte organische Reste X und Y enthalten gesättigte oder ungesättigte carbo- oder heterocyclische Reste, in welchen sowohl -Hal, d. h. Chlor oder Brom, als auch H-C~C- direkt an die gesättigten oder ungesättigten carbo- oder heterocyclischen Reste gebunden sind.
Insbesondere entspricht X einem Rest der Formel IIa

P¹Y¹-(A¹Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³- (IIa)

und Y einem Rest der Formel IIb

-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P² (IIb),

in welchen
P¹, P² unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₁₂-Alkyl, eine polymerisierbare oder zur Polymerisation geeignete Gruppe oder ein Rest, welcher eine polymerisierbare oder zur Polymerisation geeignete Gruppe trägt,
oder
P¹ und/oder P² entsprechen jeweils einem Rest P^1' und/oder P^2', welcher eine unter den Umsetzungsbedingungen stabile Vorläufergruppe bezeichnet, die zu den entsprechenden polymerisierbaren oder zur Polymerisation geeigneten Gruppen P¹ und/oder P² oder den Resten P¹ und/oder P², welche eine polymerisierbare oder zur Polymerisation geeignete Gruppe tragen, umgesetzt werden können,
Y¹, Y², Y³, Y⁴ unabhängig voneinander eine chemische Einfachbindung, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CO-N(R)-, -(R)N-CO-, -O-CO-O-, -O-CO-N(R)-, -(R)N-CO-O- oder -(R)N-CO-N(R)-,
B¹, B² unabhängig voneinander eine chemische Einfachbindung, -C~C-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CO-N(R)-, -(R)N-CO-, -O-CO-O-, -O-CO-N(R)-, -(R)N-CO-O- oder -(R)N-CO-N(R)-,
R unabhängig voneinander und unabhängig von der jeweiligen Bedeutung in Y¹ bis Y⁴, B¹ und B² Wasserstoff oder C₁-C₄- Alkyl,
A¹, A² unabhängig voneinander Spacer mit ein bis 30 Kohlenstoffatomen,
T¹, T², T³, T⁴ unabhängig voneinander zweiwertige gesättigte oder ungesättigte carbo- oder heterocyclische Reste und
m', m, n', n unabhängig voneinander 0 oder 1 bedeuten.
Als Reste T¹ bis T⁴ in den Formeln IIa und IIb kommen insbesondere solche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

in Betracht.
Für P¹ und P² in Formel I sind als C₁-C₁₂-Alkyl verzweigte oder unverzweigte C₁-C₁₂-Alkylketten zu nennen, beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, 1-Methylethyl, n-Butyl, 1-Methylpropyl, 2-Methylpropyl, 1,1-Dimethylethyl, n-Pentyl, 1-Methylbutyl, 2-Methyl - butyl, 3-Methylbutyl, 2,2-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl, n-Hexyl, 1,1-Dimethylpropyl, 1,2-Dimethylpropyl, 1-Methylpentyl, 2-Methyl - pentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 1,1-Dimethylbutyl, 1,2- Dimethylbutyl, 1,3-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1,1,2- Trimethylpropyl, 1,2,2-Trimethylpropyl, 1-Ethyl-1-methylpropyl, 1-Ethyl-2-methylpropyl, n-Heptyl, n-Octyl, 2-Ethylhexyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl und n-Dodecyl.
Bevorzugtes Alkyl für P¹ und P² sind die verzweigten oder unverzweigten C₁-C₆-Alkylketten, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, 1- Methylethyl, n-Butyl, 1-Methylpropyl, 2-Methylpropyl, 1,1-Dimethylethyl, n-Pentyl, 1-Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 2,2-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl und n-Hexyl.
Als polymerisierbare oder zur Polymerisation geeignete Gruppe oder als Rest, welcher eine polymerisierbare oder zur Polymerisation geeignete Gruppe trägt (nachfolgend werden solche Gruppen oder Reste auch einfach als "reaktive Reste" bezeichnet), kommen für P¹ und P² insbesondere in Frage:

wobei die Reste R¹ bis R³ gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso- Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl bedeuten.
Als polymerisierbare Gruppe für P¹ und P² ist insbesondere der Acrylat-, Methacrylat- sowie der Vinylrest hervorzuheben.
Als C₁-C₄-Alkyl für R in den unter den verknüpfenden Einheiten Y¹ bis Y⁴ und B¹, B² aufgeführten Gruppen -CO-N(R)-, - (R)N-CO-, -O-CO-N(R)-, -(R)N-CO-O- und -(R)N-CO-N(R)- kommen Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.- Butyl in Betracht. Sofern in einer der Einheiten Y¹ bis Y⁴ und B¹, B² ein oder zwei Reste R vorliegen, können gegebenenfalls in den übrigen Einheiten vorhandene Reste R gleich oder verschieden sein. Ebensolches gilt für den Fall, dass in einer Einheit zwei Reste R vorliegen.
Als Spacer A¹ und A² kommen alle dem Fachmann für diesen Zweck bekannten Gruppen in Betracht. Die Spacer enthalten in der Regel ein bis 30, vorzugsweise ein bis 12, besonders bevorzugt ein bis sechs Kohlenstoffatome und bestehen aus vorwiegend linearen aliphatischen Gruppen. Sie können in der Kette, z. B. durch nicht benachbarte Sauerstoff- oder Schwefelatome oder Imino- oder Alkyliminogruppen, wie beispielsweise Methyliminogruppen, unterbrochen sein. Als Substituenten für die Spacerkette kommen Fluor, Chlor, Brom, Cyan, Methyl und Ethyl in Betracht.
Repräsentative Spacer sind beispielsweise:

wobei u, v und w ganzzahlige Werte annehmen und u für 1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 12, v für 1 bis 14, vorzugsweise 1 bis 5, und w für 1 bis 9, vorzugsweise 1 bis 3, steht.
Bevorzugte Spacer sind Ethylen, Propylen, n-Butylen, n-Pentylen und n-Hexylen.
Bei den Resten T¹ bis T⁴ handelt es sich um Ringsysteme, welche durch Fluor, Chlor, Brom, Cyan, Hydroxy, Formyl, Nitro, C₁-C₂₀-Alkyl, C₁-C₂₀-Alkoxy, C₁-C₂₀-Alkoxycarbonyl, C₁-C₂₀ -Monoalkylaminocarbonyl, C₁-C₂₀-Alkylcarbonyl, C₁-C₂₀-Alkylcarbonyloxy oder C₁-C₂₀-Alkylcarbonylamino substituiert sein können.
Bevorzugte Reste T¹ bis T⁴sind:
Sofern die reaktiven Reste P¹ und/oder P² unter den Umsetzungsbedingungen nicht stabil sind, kann auch von Edukten

p¹'-Y¹-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-Hal und/oder
H-C~C-T⁴-(B²-T² -)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P^2'

ausgegangen werden, in welchen die Reste P^1' und/oder P^2' unter den Umsetzungsbedingungen stabile Vorläufergruppen bezeichnen, wobei letztere dann in einem Folgeschritt zu den entsprechenden reaktiven Resten P¹ und/oder P² umgesetzt oder durch diese substituiert werden können.
Somit sind beispielsweise Verbindungen, welche dem Aufbau

P^1'-Y¹-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹)_m-T³-C~CT⁴-(B²-T²)n-(Y⁴-A²)_n'-Y²P^2'

entsprechen, als direkte Produkte des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens anzusehen.
Aufgrund retrosynthetischer Überlegungen kann es auch sinnvoll sein, den Fragmenten

-(A¹-Y³)_m'-(T¹B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P²,
-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P^2',
-(T¹-B¹)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P²,
-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴(B²T²)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P^2',
P¹-Y¹-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²)_n-(Y⁴-A²)_n'-,
P^1'-Y¹-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-,
P¹-Y¹-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-,
P^1'-Y¹-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-,
-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-,
(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-,
-(T¹-B¹)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'- oder
-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-

entsprechende Alkinverbindungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen, und diese dann in einem oder mehreren Folgeschritten mit den entsprechenden komplementären Verbindungen in die Zielverbindungen

P¹-Y¹-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P²

zu überführen.
Den zuvor gezeigten Fragmenten entsprechen dann beispielsweise Verbindungen wie

HO-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P²,
HO-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P^2',
HO-(T¹-B¹)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P²,
HO-(T¹-B¹)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P^2',
P¹-Y¹-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-OH,
P¹-Y¹-(A¹-Y³)_m'-T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-OH,
P¹-y¹-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-OH,
P^1'-Y¹-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-OH,
HO-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n(Y⁴-A²)_n'-OH,
HO-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-OH,
HO-(T¹-B¹-)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-OH oder
HO-(T¹-B¹)_m-T³-C~C-T⁴-(B²-T²-)_n-OH.
Gemäß der Definition der Reste X und Y in den Formeln IIa und IIb kommen den Variablen in den aufgeführten Verbindungen, entsprechend der Abfolge ihrer Nennung, die Bedeutungen

P¹ = Wasserstoff, Y¹ = -O-,
P¹ = Wasserstoff, Y¹ = -O-,
P¹ = Wasserstoff, Y¹ = -O-, m' = 0,
P¹ = Wasserstoff, Y¹ = -O-, m' = 0,
P² = Wasserstoff, Y² = -O-,
P² = Wasserstoff, Y² = -O-,
P² = Wasserstoff, Y² = -O-, n' = 0,
P² = Wasserstoff, Y² = -O-, n' = 0,
P¹ = P² = Wasserstoff, Y¹ = Y² = -O-,
P¹ = P² = Wasserstoff, Y¹ = Y² = -O-, n' = 0,
P¹ = P² = Wasserstoff, Y¹ = Y² = -O-, m' = 0 und
P¹ = P² = Wasserstoff, Y¹ = Y² = -O-, m' = n' = 0
zu.
Weiter kann anstelle der Hydroxy- beispielsweise auch eine Carboxylgruppe (P¹ = Wasserstoff und Y¹ = -OCO- und/oder P² = Wasserstoff und Y² = -COO-) vorliegen. Bei den difunktionellen Verbindungen können desweiteren sowohl Hydroxy- als auch Carboxylgruppen zugegen sein.
Diese beispielhaft aufgeführten Hydroxy- bzw. Carbonsäure- bzw. Hydroxy/Carbonsäure-Verbindungen sind wiederum als direkte Produkte des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens anzusehen.
Die Edukte der Formeln Ia und Ib werden üblicherweise im Molverhältnis von 2 : 1 bis 1 : 2 zusammen mit der mindestens einen Metallverbindung und der mindestens einen Base im inerten Lösungsmittel gelöst. Die Herstellung der Lösung erfolgt im Normalfall bei Raumtemperatur, kann jedoch im Einzelfall auch bei darüber oder darunter liegender Temperatur stattfinden.
Die Temperatur bei der eigentlichen Umsetzung unter Einwirkung von Mikrowellenstrahlung ist unkritisch. Üblicherweise findet die Umsetzung bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und der Siedetemperatur des verwendeten Lösungsmittels statt.
Als Lösungsmittel wird vorzugsweise Dimethylformamid ("DMF"), N-Methylpyrrolidon ("NMP") oder auch eine Mischung aus beiden verwendet. Besonders bevorzugt verwendet man im erfindungsgemäßen Verfahren DMF als Lösungsmittel (bzw. als Suspendiermittel).
Als mindestens eine Base kommt vorzugsweise eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalicarbonaten, Alkaliphosphaten und Tri(C₁-C₄-alkyl)aminen in Frage, wobei die Alkalicarbonate hervorzuheben sind.
Die Gruppe der geeigneten Basen umfasst insbesondere Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumphosphat, Kaliumphosphat, Trimethyl-, Triethyl- und Triisopropylamin.
Besonders bevorzugt verwendet man Kaliumcarbonat.
Im Einzelfall kann auch die Zugabe von Kaliumiodid vorteilhaft für die Umsetzung sein. Ob ein solcher positiver Effekt zu verzeichnen ist und in welchen Mengen das Kaliumiodid gegebenenfalls zugegeben werden muss, lässt sich dabei leicht durch Vorversuche ermitteln.
Die Leistung der verwendeten Mikrowellenstrahlungsquelle liegt üblicherweise bei einigen zehn bis einigen hundert Watt und ist dem Volumen des Reaktionsansatzes anzupassen. Die geeignete Dimensionierung der Strahlungsquelle ist dem Fachmann üblicherweise bekannt und/oder lässt sich durch Vorversuche leicht ermitteln.
Die Aufarbeitung und Reinigung der erhaltenen Alkinverbindungen erfolgt nach üblichen Methoden der organischen Synthese.

Beispiele

Für die nachfolgend beschriebenen Versuche wurden verwendet:

Versuchsdurchführung Allgemeine Reaktionsgleichung
5 mmol 4-Halogenbenzoesäure (Halogen: Chlor, Brom oder Iod), 7,5 mmol Phenylacetylen, 0,5 mmol Kupfer(I)iodid, 1,0 mmol Triphenylphosphin, 715 mmol Kaliumcarbonat und 10 ml DMF wurden unter Argonatmosphäre in einem mit Magnetrührer versehenen 100-ml-Vierhalskolben vorgelegt, innerhalb von 5 min auf eine Temperatur von 155°C erhitzt und für die Dauer von 20 min bei Rückfluss der maximalen Strahlungsleistung eines Mikrowellengeräts (MLS-Ethos 1600; ungepulst; Megatronfrequenz 2450 MHz; maximale Leistung 375 W) ausgesetzt.
Zur Aufarbeitung wurde der Feststoff (im Wesentlichen Kaliumcarbonat) abfiltriert, mit 100 ml Dichlormethan nachgewaschen und die erhaltene Lösung dreimal mit je 50 ml einer gesättigten, wässrigen Natriumchlorid-Lösung extrahiert. Es erfolgte Trocknung der Dichlormethan-Lösung über Natriumsulfat und abschließende Entfernung des Lösungsmittels am Rotationsverdampfer.
Zu Vergleichszwecken wurden auch Versuche unter Zugabe von 0,5 mmol Kaliumiodid durchgeführt. Die Mengen der übrigen eingesetzten Substanzen blieben unverändert; ebenso erfolgte die Versuchsführung und Aufarbeitung völlig analog zum vorher Beschriebenen.

Ergebnisse

Die Versuchsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
Im Falle der Verwendung von 4-Iodbenzoesäure (Beispiel 1(Vergleich)) wurde die mit Abstand geringste Ausbeute, im Falle der Verwendung von 4-Brom- und insbesondere 4-Chlorbenzoesäure (Beispiele 4 und 5 bzw. 2 und 3) wurden dagegen deutlich höhere Ausbeuten an gewünschter Zielverbindung erhalten. In den hier durchgeführten Versuchen wurde bei Zusatz von Kaliumiodid (Beispiele 3 und 5) eine Verschlechterung gegenüber der Kaliumiodid-freien Versuchsführung (Beispiele 2 und 4) festgestellt. Denkbar ist jedoch, dass im Einzelfall die Zugabe von Kaliumiodid eine vorteilhafte Wirkung mit sich bringen kann.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von organischen Alkinverbindungen der Formel I

X-C~C-Y (I)

durch Umsetzung von organischen Halogenverbindungen der Formel Ia

X-Hal (Ia),

mit organischen terminalen Alkinverbindungen der Formel Ib

H-C~C-Y (Ib),

wobei X und Y gleiche oder verschiedene organische Reste bedeuten,
in inerten Lösungsmitteln unter Einwirkung von Mikrowellenstrahlung,
in Gegenwart mindestens einer Metallverbindung und mindestens einer Base,
dadurch gekennzeichnet, dass Hal für Chlor oder Brom steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in Gegenwart mindestens einer Metallverbindung durchgeführt wird, welche ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Eisen, Ruthenium, Osmium, Kobalt, Rhodium, Iridium, Nickel, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold, Zink, Cadmium und Quecksilber enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in Gegenwart einer Kupferverbindung durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass X und Y gleiche oder verschiedene gesättigte oder ungesättigte carbo- oder heterocyclische Reste enthaltende organische Reste bedeuten, in welchen sowohl -Hal als auch H-C~C- direkt an die gesättigten oder ungesättigten carbo- oder heterocyclischen Reste gebunden sind.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
X einem Rest der Formel IIa

P¹-Y¹-(A¹-Y³)_m'-(T¹-B¹-)_m-T³- (IIa)

und
Y einem Rest der Formel IIb

-T⁴-(B²-T²-)_n-(Y⁴-A²)_n'-Y²-P² (IIb)

entspricht, in welchen bedeuten
P¹, P² unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₁₂-Alkyl, eine polymerisierbare oder zur Polymerisation geeignete Gruppe oder ein Rest, welcher eine polymerisierbare oder zur Polymerisation geeignete Gruppe trägt,
oder
P¹ und/oder P² entsprechen jeweils einem Rest P^1' und/oder P^2', welcher eine unter den Umsetzungsbedingungen stabile Vorläufergruppe bezeichnet, die zu den entsprechenden polymerisierbaren oder zur Polymerisation geeigneten Gruppen P¹ und/oder P² oder den Resten P¹ und/oder P², welche eine polymerisierbare oder zur Polymerisation geeignete Gruppe tragen, umgesetzt oder durch diese substituiert werden können,
Y¹, Y², Y³, Y⁴ unabhängig voneinander eine chemische Einfachbindung, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CO-N(R)-, -(R)N-CO-, -O-CO-O-, -O-CO-N(R)-, -(R)N-CO-O- oder -(R)N-CO-N(R)-,
B¹, B² unabhängig voneinander eine chemische Einfachbindung,
-C~C-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CO-N(R)-, -(R)N-CO-, -O-CO-O-, -O-CO-N(R)-, -(R)N-CO-O- oder -(R)N-CO-N(R)-,
R unabhängig voneinander und unabhängig von der jeweiligen Bedeutung in Y¹ bis Y⁴, B¹ und B² Wasserstoff oder C₁-C₄- Alkyl,
A¹, A² unabhängig voneinander Spacer mit ein bis 30 Kohlenstoffatomen,
T¹, T², T³, T⁴ unabhängig voneinander zweiwertige gesättigte oder ungesättigte carbo- oder heterocyclische Reste und
m', m, n', n unabhängig voneinander 0 oder 1.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reste T¹ bis T⁴ in den Formeln IIa und IIb ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als inertes Lösungsmittel Dimethylformamid oder N-Methylpyrrolidon oder eine Mischung aus beiden verwendet wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als inertes Lösungsmittel Dimethylformamid verwendet wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine Base eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalicarbonaten, Alkaliphosphaten und Tri(C₁-C₄-alkyl)aminen verwendet wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Base mindestens ein Alkalicarbonat verwendet wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Base Kaliumcarbonat verwendet wird.