DE19803667A1 - Verfahren zur Herstellung von 5-Alkoxy (bzw. 5-Aroxy) -2,3-dihydrofuran-2-onen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von 5-Alkoxy (bzw. 5-Aroxy) -2,3-dihydrofuran-2-onen

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Ruediger Prof Dr Selke
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    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
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    • C07D307/60—Two oxygen atoms, e.g. succinic anhydride

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 5-Alkoxy- bzw. 5- Aroxy-2,3-dihydrofuran-2-onen.
5-Alkoxy- bzw. 5-Aroxy-2,3-dihydrofuran-2-one sind Spezialfälle der wichtigen Verbindungsklasse der sogenannten Δβ,γ-Butenolide. Analoge 2,3- Dihydrofuran-2-one ohne Sauerstoffunktion in 5-Stellung sind insbesondere als Strukturelemente von Naturstoffen vielfach beschrieben worden (Übersicht: L.J. Haynes, Quaterly Rev. 2 (1948) 46-72). Dabei haben sowohl solche β,γ-ungesättigten Butenolide als auch entsprechende Vertreter mit α,β-ungesättigter Struktur sehr große pharmakologische und andere biomimetische Bedeutung z. B. als herzaktive Steroide (Digitalisglykoside), Antibiotika, Anthelmintika, Herbizide sowie pheromonwirksame Insektizide. Auch ein 5-aroxy-substituiertes Δβ,γ- Butenolid zeigte antibiotische Wirkung (Farmaco Ed. Sci. 41 (1986) 131-150). Bisher war aber kein allgemein anwendbares Verfahren bekannt, mit dem gewünschte 5-Alkoxy- bzw. 5-Aroxy-2,3-dihydrofuran-2-one selektiv und in hohen Ausbeuten erhalten werden konnten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem 5-Alkoxy- bzw. 5-Aroxy-2,3-dihydrofuran-2-one selektiv und mit hoher Ausbeute erhalten werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I)
worin R, R' und R'' jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten aliphatischen, alicyclischen, ungesättigten oder/und aromatischen C1 bis C30 Kohlenwasserstoffrest darstellen, der Heteroatome umfassen und/oder substituiert sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß man 1,2-Bisketene der allgemeinen Formel (II)
mit einem Alkohol der allgemeinen Formel (III) R''-OH in Gegenwart eines kupferhaltigen Komplexkatalysators umsetzt.
Als Heteroatome umfassen die Reste R und R' bevorzugt Silicium, Stickstoff und Sauerstoff, besonders bevorzugt Silicium, der Rest R'' bevorzugt Silicium, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel. Die Gruppierungen R und R' können dabei über das Heteroatom, bevorzugt über Silicium mit dem Ring verbunden sein. Als Substituenten finden übliche organische Substituenten Verwendung, insbesondere Halogen, Amino-, C1-C4-Alkoxy-, Nitro-, Cyano-, Carbonyl- und Carbonsäureester- bzw. -amid­ gruppen.
Bevorzugt stellen R und R' jeweils unabhängig voneinander einen C1-C8 Alkyl-, C2-C8 Alkenyl-, C2-C8-Alkinyl-, Phenyl- oder Benzylrest, der gegebenenfalls mit Halogen, Alkoxy-, Dialkylamino-, Nitro-, Carboxy- oder Cyanogruppen substituiert sein kann oder SiR4R5R6 dar, wobei die Reste R4, R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten aliphatischen, alicyclischen, ungesättigten und/oder aromatischen C1 bis C30 Kohlenwasserstoffrest (auch Benzyl) darstellen und/oder einen C1-C8 Alkoxyrest bedeuten. Besonders bevorzugt stellen R und R' in Formel (I) jeweils unabhängig voneinander einen Phenylrest oder eine Si(CH3)3-Gruppe dar.
Es ist bekannt, daß 1,2-Bisketene der Formel (II), bei welchen R und R' einen SiR4R5R6-Rest darstellt, besonders stabil sind. 1,2-Bisketene mit anderen Resten R und R' werden beim erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt in situ gebildet.
R'' stellt bevorzugt einen C1-C30 Alkyl-, C3-C30 Cycloalkyl-, C2-C30 Alkenyl-, C2-C30 Alkinyl-, Phenyl- oder Benzylrest dar, der gegebenenfalls mit Halogen, einer Dialkylamino-, C1-C4-Alkoxy-, Nitro-, Carboxy- oder Cyanogruppe substituiert sein kann.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Reaktionsprodukte sind aufgrund ihrer halbcyclischen Ketenacetal-Struktur für weitere Umsetzungen hervorragend geeignet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere durch hohe Umsätze von < 50%, insbesondere < 90%, bevorzugt < 95%, am meisten bevorzugt < 99% unter milden Bedingungen aus. Weiterhin wurde festgestellt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine überraschend hohe Chemoselektivität von < 50%, insbesondere < 90%, bevorzugt < 95%, am meisten bevorzugt < 99% erhalten werden kann. Dabei wurde festgestellt, daß offenkettige Ketenylmonoester häufig das einzig nachweisbare Nebenprodukt der Reaktion darstellen. Es ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren somit möglich, das gewünschte Produkt selektiv in nahezu quantitativer Ausbeute herzustellen.
Bei der Verwendung von 1,2-Bisketenen, bei denen R und R' unterschied­ liche Bedeutung haben, also von unsymmetrisch substituierten Bisketenen, konnte überraschenderweise eine nahezu vollständig regioselektive Reaktionsführung beobachtet werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß keine Komplexkatalysatoren verwendet werden müssen, die die teuren Edelmetalle der fünften oder sechsten Periode als katalytisch aktive Zentren enthalten, sondern daß bereits bei der Verwendung von leicht erhältlichen, preiswerten und in großen Mengen verfügbaren Kupfer-Verbindungen das erfindungsgemäße Verfahren mit hohen Ausbeuten und hoher Regio- und Chemoselektivität durchgeführt werden kann. Die verwendeten Kupferkomplexe umfassen bevorzugt zwei- oder/und einwertige Kupferionen, besonders bevorzugt zweiwertige Kupferionen.
Die Reste R und R' stehen besonders bevorzugt für C1-C4 Alkyl-, C2-C4 Alkenyl-, C2-C4 Alkinyl-, Phenyl- und Benzylgruppen sowie für SiR4R5R6- Reste, wobei R4, R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten aliphatischen und/oder aromatischen C1-C1o Kohlenwasser­ stoffrest (auch Benzyl) darstellen. Am meisten bevorzugt stellen R und R' einen gegebenenfalls substituierten Phenylrest und/oder einen SiR4 3-Rest dar, wobei R4 eine C1-C4 Alkylgruppe, insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl oder Phenyl und am meisten bevorzugt Methyl darstellt.
Die Struktur des Alkohols R''-OH ist ohne wesentlichen Einfluß auf die Reaktion. Deshalb können grundsätzlich alle Verbindungen R''-OH verwendet werden, die eine Hydroxygruppe umfassen. Dazu gehören kurzkettige Alkohole wie Methanol, Ethanol aber auch verzweigte oder cyclische sowie primäre, sekundäre oder tertiäre Alkohole wie i-Propanol, Menthol, Adamantanol, Benzylalkohol und auch langkettige Alkohole wie Fettalkohole oder Hydroxygruppen tragende Steroide, außerdem teilgeschützte Monohydroxy-Kohlenhydratderivate sowie Hydroxygruppen tragende Aromaten wie Phenol, p-Nitrophenol, p-Bromphenol, p-Methoxyphenol, Biphenol, 1-Hydroxyethyl-Ferrocen und α- bzw. β-Naphthol.
Bevorzugt stellt R'' eine C1-C8 Alkyl-, C2-C8 Alkenyl-, C2-C8 Alkinyl-, C3-C8 Cycloalkyl-, Phenyl- oder Benzylgruppe dar, die gegebenenfalls substituiert sein kann und am meisten bevorzugt eine C1-C4 Alkylgruppe. Da mit primären und sekundären Alkoholen höhere Umsätze als mit tertiären Alkoholen erzielt werden können, sind erstere bevorzugt. Es wurde jedoch festgestellt, daß durch Erhöhung der Katalysatormenge auch die sterisch gehinderten Alkohole nahezu quantitativ umgesetzt werden können, wobei ebenfalls Selektivitäten von < 95% erzielt werden.
Bevorzugt wird ein Komplexkatalysator verwendet, der zwei freie cis­ ständige Koordinationsstellen aufweist bzw. während der Umsetzung bildet. Besonders bevorzugt werden Komplexkatalysatoren verwendet, die in Lösung einen tetraedrischen bzw. verzerrttetraedrischen Aufbau aufweisen. Solche Komplexe stellen unter den Reaktionsbedingungen leicht zwei freie cis-ständige Koordinationsstellen zur Verfügung. Beispiele für geeignete Komplexkatalysatoren sind der Kupfer(II)-Komplex des Hydroxymethylen­ camphers, der Kupfer(I)-Komplex des (Z,Z)-Cycloocta-1,5-diens, der Kupfer(I)-Komplex des 1,2-Bis(diphenylphosphino)-ethans, der Kupfer(II)- Komplex von Schiff'schen Basen aus Salicylaldehyd und 1,2-Amino­ alkoholen bzw. α-Aminosäuren. Die Komplexe von Schiff'schen Basen werden bevorzugt. Am meisten bevorzugt sind Kupfer(II)-Komplexe mit Schiff'schen Basen aus Aminen und Salicylaldehyd wie der Kupfer(II)- Komplex des N-Phenylethylsalicylaledimins.
Die Umsetzung wird vorzugsweise in apolaren Lösungsmitteln wie Toluol oder n-Hexan durchgeführt bei Temperaturen zwischen 0°C und dem Siedepunkt des Lösungsmittels. Zimmertemperatur wird bevorzugt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verbindung der allgemeinen Formel (I)
worin R, R' und R'' jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten aliphatischen, ungesättigten oder/und aromatischen C1-C30- Kohlenwasserstoffrest darstellt, der Heteroatome umfaßt und/oder substituiert sein kann. Als Heteroatome umfassen die Reste R und R' bevorzugt Silicium, Stickstoff und Sauerstoff, besonders bevorzugt Silicium, der Rest R'' bevorzugt Silicium, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel. Die Gruppierungen R und R' können dabei über das Heteroatom, bevorzugt über Silicium mit dem Ring verbunden sein. Als Substituenten finden übliche organische Substituenten Verwendung, insbesondere Halogen, Amino-, C1-C4-Alkoxy-, Nitro-, Cyano-, Carbonyl- und Carbon­ säureester- bzw. -amidgruppen.
Bevorzugt stellen R und R' jeweils unabhängig voneinander einen C1-C8 Alkyl-, C2-C8 Alkenyl-, C2-C8-Alkinyl-, Phenyl- oder Benzylrest, der gegebenenfalls mit Halogen, Alkoxy-, Dialkylamino-, Nitro-, Carboxy- oder Cyanogruppen substituiert sein kann oder SiR4R5R6 dar, wobei die Reste R4, R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten aliphatischen, alicyclischen, ungesättigten und/oder aromatischen C1 bis C30 Kohlenwasserstoffrest (auch Benzyl) darstellen und/oder einen C1-C8 Alkoxyrest bedeuten. Besonders bevorzugt stellen R und R' in Formel (I) jeweils unabhängig voneinander einen Phenylrest oder eine Si(CH3)3-Gruppe dar.
Die Erfindung wird durch die beigefügte Figur und die nachfolgenden Beispiele weiter erläutert, wobei Fig. 1 das Reaktionsschema des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.
Beispiel 1 Herstellung von 5-Ethoxy-3,4-bis(trimethylsilyl)-2,3-dihydrofuran-2-on (Verbindung 3a)
Zu 70 ml Toluol werden 5,0 g (22 mmol) der Verbindung 1a (vgl. Fig. 1), 1,1 g (23 mmol) Ethanol und 0,3 g (3 Mol-%) des Katalysators 8 (vgl. Tabelle 1 unten) gegeben und bei Raumtemperatur 12 Stunden gerührt. Nach beendeter Reaktion wird das Lösungsmittel entfernt und der Rück­ stand im Vakuum fraktionierend destilliert. Erhalten wird eine farblose Fraktion der Verbindung 3a mit R'' = Et (vgl. Fig. 1) mit einem Siedepunkt von 63°C bei 0,1 mbar. Die Ausbeute betrug 5,8 g (95% der Theorie).
1H-NMR (400 MHz, C6D6, 25°C): δ = 4,06 (q, J = 7,1 Hz, 1H; CH2), 3,96 (q, J = 7,1 Hz, 1H; CH2), 2,94 (s, 1H), 1,25 (t, J = 7,13 Hz, 3H; CH3), 0,11 (s, 9H; SiMe3), 0,09 (s, 9H; SiMe3).
13C-NMR (100 MHz, C6D6, 25°C): δ = 176,9 (C2), 159,0 (C5), 84,3 (C4), 66,9 (CH2), 43,7 (C3), 14,7 (CH3), -0,3 (C4-Si(CH3)3), -2,7 (C3-Si(CH3)3).
IR (Toluol, CaF2, 0,1 mm): = 1796 cm-1 (C = O), 1638 cm-1 (C = C).
Beispiel 2 5-(2-Propyloxy)-3,4-bis(trimethylsilyl)-2,3-dihydrofuran-2-on
Zu 70 ml Toluol werden 5.0 g (22 mmol) der Verbindung 1a (vgl. Fig. 1), 1.4 g (24 mmol) i-Propanol und 0.3 g (3 Mol-%) des Katalysators 8 (vgl. Tabelle 1 unten) gegeben und bei Raumtemperatur 12 Stunden gerührt. Nach beendeter Reaktion wird das Lösungsmittel entfernt und der Rückstand im Vakuum fraktionierend destilliert. Erhalten wird eine farblose Fraktion der Verbindung 3a mit R'' = iPr (vgl. Fig. 1) mit einem Siedepunkt von 68°C bei 1 mbar. Die Ausbeute betrug 5.8 g (92% der Theorie, IR-spektroskopisch hatte sich ein Umsatz von 97% und eine Selektivität von 98% ergeben).
1H-NMR (400 MHz, C6D6, 25°C): δ = 4.14 (q, J = 7.1 Hz, 1H; CH), 3.09 (s, 1H; OH), 2.94 (s, 1H; CH-Furan), 1.32 (d, J = 7.1 Hz, 6H; 2 × CH3), 0.11 (s, 9H; SiMe3), 0.09 (s, 9H; SiMe3).
13C-NMR (100 MHz, C6D6, 25°C): δ = 176.9 (C2-Furan), 159.0 (C5-Furan), 84.3 (C4-Furan), 64.4 (C2), 43.7 (C3-Furan ), 25.5 (C1, C3), -0.3 (C4-Si(CH3)3), -2.7 (C3-Si(CH3)3).
IR (Toluol, CaF2, 0.1 mm): = 1794 cm-1 (C = O), 1639 cm-1 (C = C).
Beispiel 3 5-(1-Adamantanoxy)-3,4-bis(trimethylsilyl)-2,3-dihydrofuran-2-on
Zu 40 ml Toluol werden 2.0 g (9 mmol) der Verbindung 1a (vgl. Fig. 1), 1.5 g (10 mmol) 1-Adamantanol und 0.2 g (5 Mol-%) des Katalysators 8 (vgl. Tabelle 1 unten) gegeben und bei Raumtemperatur 12 Stunden gerührt. Nach beendeter Reaktion wird die Reaktionsmischung auf eine mit Aluminiumoxid (30 g, Aktivitätsstufe I) gefüllte Säule gegeben und mit n- Hexan/EtOAc 13 : 1 heruntergewaschen. Das Lösungsmittel wird anschließend entfernt und der feste Rückstand mit Ethanol gewaschen. Erhalten wird ein farbloser Feststoff der Verbindung 3a mit R''= Adamantanyl (vgl. Fig. 1) mit einem Zersetzungspunkt von 87°C. Die Ausbeute betrug 2.8 g (84% der Theorie, IR-spektroskopisch hatte sich ein Umsatz von 89% und eine Selektivität von 96% ergeben).
1H-NMR (400 MHz, C6D6, 25°C): δ = 2.94 (s, 1H; CH-Furan), 2.40-1.70 (m, 15H), 0.11 (s, 9H; SiMe3), 0.09 (s, 9H; SiMe3).
13C-NMR (100 MHz, C6D6, 25°C): δ = 176.9 (C2-Furan), 159.0 (C5-Furan), 84.3 (C4-Furan), 68.8 (C1), 45.7 (C2, C8, C9), 43.7 (C3-Furan), 36.5 (C4, C6, C10), 31.1 (C3, C5, C7), -0.3 (C4-Si(CH3)3), -2.7 (C3-Si(CH3)3).
IR (Toluol, CaF2, 0.1 mm): = 1767 cm-1 (C = O), 1629 cm-1 (C = C).
Beispiel 4 5-(4-Biphenyloxy)-3,4-bis(trimethylsilyl)-2,3-dihydrofuran-2-on
Zu 40 ml Toluol werden 2.0 g (9 mmol) der Verbindung 1a (vgl. Fig. 1), 1.7 g (10 mmol) 4-Biphenol und 0.2 g (5 Mol-%) des Katalysators 8 (vgl. Tabelle 1 unten) gegeben und bei Raumtemperatur 12 Stunden gerührt. Nach beendeter Reaktion wird die Reaktionsmischung auf eine mit Aluminiumoxid (30 g, Aktivitätsstufe I) gefüllte Säule gegeben und der Rückstand mit n-Hexan/EtOAc 13 : 1 heruntergewaschen. Das Lösungsmittel wird anschließend entfernt und der feste Rückstand mit Ethanol gewaschen. Erhalten wird ein farbloser Feststoff der Verbindung 3a mit R'' = Biphenyl (vgl. Fig. 1) mit einem Zersetzungspunkt von 93°C. Die Ausbeute betrug 3.1 g (89% der Theorie, IR-spektroskopisch hatte sich ein Umsatz von 96% und eine Selektivität von 97% ergeben).
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, 25°C): δ = 7.40-6.60 (m, 9H), 2.94 (s, 1H; CH-Furan), 0.11 (s, 9H; SiMe3), 0.09 (s, 9H; SiMe3).
13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6, 25°C): δ = 176.9 (C2-Furan), 159.0 (C5-Furan), 158.0 (C1), 141.1 (C7), 131.8 (C4), 129.6 (C9, C11), 128.6 (C3, C5), 127.2 (C10), 126.8 (C8, C12), 116.6 (C2, C6), 84.3 (C4-Furan), 43.7 (C3-Furan), -0.3 (C4-Si(CH3)3), -2.7 (C3-Si(CH3)3).
IR (Toluol, CaF2, 0.1 mm): = 1792 cm-1 (C = O), 1641 cm-1 (C = C).
Beispiel 5 5-Ethoxy-4-phenyl-3-trimethylsilyl-2,3-dihydrofuran-2-on
Zu 10 ml Toluol werden 0.35 g (1.5 mmol) 2-Phenyl-3-trimethylsilyl­ cyclobutendion, Verbindung 1b (Fig. 1) gegeben und bei 0°C 2 Stunden mit UV-Licht (350 nm) unter Rühren belichtet. Anschließend werden 0.07 g (1.6 mmol) Ethanol und 0.04 g (6 Mol-%) des Katalysators 8 (vgl. Tabelle 1 unten) in 5 ml Toluol bei 25°C unter Rühren zugegeben und 8 Stunden rühren gelassen. Nach beendeter Reaktion wird die Reaktionsmischung auf eine mit Aluminiumoxid (5 g, Aktivitätsstufe I) gefüllte Säule gegeben und der Rückstand mit n-Hexan/EtOAc 13 : 1 heruntergewaschen. Nach dem Entfernen des Lösungsmittels wird ein farbloses Öl der Verbindung 3b mit R'' = Et (vgl. Fig. 1) mit einem Zersetzungspunkt von 67°C erhalten. Die Ausbeute betrug 0.32 g (78% der Theorie, IR-spektroskopisch hatte sich ein Umsatz von 99% und eine Selektivität von 91% ergeben).
Die vollständige Regioselektivität wird aus den NMR-Spektren ersichtlich.
1H-NMR (400 MHz, Benzol-d6, 25°C): δ = 8.02-7.65 (m, 5H), 4.01 (q, J = 7.1 Hz, 1 H; CH2), 3.93 (q, J = 7.1 Hz, 1 H; CH2), 2.71 (s, 1H; CH-Furan), 1.24 (t, J = 7.1 Hz, 3H; CH3), 0.05 (s, 9H; SiMe3).
13C-NMR (100 MHz, Benzol-d6, 25°C): δ = 174.4 (C2-Furan), 152.5 (C5-Furan), 134.5 (C4), 130.6 (C3, C5), 129.5 (C2, C6), 123.9 (C1), 74.8 (C4-Furan), 66.3 (CH2), 39.2 (C3-Furan), 14.5 (CH3), -3.1 (C3-Si(CH3)3).
IR (Toluol, CaF2, 0.1 mm): = 1798 cm-1 (C = O), 1676 cm-1 (C = C).
Beispiel 6 5-Ethoxy-3,4-diphenyl-2,3-dihydrofuran-2-on
Zu 15 ml Toluol werden 0.35 g (1.5 mmol) 2,3-Diphenylcyclobutendion, Verbindung 1c (Fig. 1), 0.07 g (1.6 mmol) Ethanol und 0.04 g (6 Mol-%) des Katalysators 8 (vgl. Tabelle 1 unten) gegeben und bei 0°C 4 Stunden mit UV-Licht (350 nm) unter Rühren belichtet. Nach beendeter Reaktion wird die Reaktionsmischung auf eine mit Aluminiumoxid (5 g, Aktivitäts­ stufe I) gefüllte Säule gegeben und der Rückstand mit n-Hexan/EtOAc 13 : 1 heruntergewaschen. Das Lösungsmittel wird anschließend entfernt und der feste Rückstand mit Ethanol gewaschen. Erhalten wird ein farbloser Feststoff der Verbindung 3c mit R'' = Et (vgl. Fig. 1) und einem Zersetzungspunkt von 107°C. Die Ausbeute betrug 0.23 g (54% der Theorie, IR-spektroskopisch hatte sich ein Umsatz von 92% und eine Selektivität von 65% ergeben).
1H-NMR (400 MHz, Benzol-d6, 25°C): δ = 8.15-7.47 (m, 10H), 3.95 (q, J = 7.1 Hz, 1 H; CH2), 3.88 (q, J = 7.1 Hz, 1 H; CH2), 2.69 (s, 1H; CH- Furan), 1.22 (t, J = 7.1 Hz, 3H; CH3).
13C-NMR (100 MHz, Benzol-d6, 25°C): δ = 172.9 (C2-Furan), 149.1 (C5-Furan), 135.4 (C4-3Ph), 133.9 (C4-4Ph), 131.2 (C3-3Ph, C5-3Ph), 130.9 (C2-3Ph, C6-3Ph), 129.8 (C3-4Ph, C5-4Ph), 128.7 (C1-3Ph), 128.6 (C2-4Ph, C6-4Ph), 123.3 (C1-4Ph), 72.6 (C4-Furan), 66.1 (CH2), 37.9 (C3-Furan), 14.4 (CH3).
IR (Toluol, CaF2, 0.1 mm): = 1821 cm-1 (C = O), 1681 cm-1 (C = C).
Beispiel 7
Herstellung der Verbindung 3a (R'' = Et) mit Hilfe verschiedener Komplexkatalysatoren.
3 ml einertoluolischen Lösung 0,1 Man Bisketen der Formel 1a (vgl. Fig. 1) und 0,11 M an Ethanol wurden in Gegenwart von 3.3 Mol-% Katalysator (in Substanz präpariert) 12 Stunden bei 25°C umgesetzt. Die Reaktion wurde IR-spektroskopisch verfolgt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
Variation des Katalysators
Die in der Tabelle (I) angegebenen Umsätze beziehen sich auf die Abreaktion des Bisketens 1a mit Ethanol und die Selektivitäten auf die Bildung des 5-Ethoxy-3,4-Bis(trimethylsilyl)-2,3-dihydrofuran-2-ons 3a, R'' = Et. Die Werte wurden nach der Reaktionszeit von 12 Stunden R-spektroskopisch ermittelt, wobei eine Standardabweichung von etwas über ±1% beobachtet wurde. Die einzigen beobachteten Nebenprodukte waren Ketenylester der Formel 2a (vgl. Fig. 1). Tabelle 1 ist zu entnehmen, daß die höchste Selektivität von 99% bei einem Umsatz von 98% mit dem Komplex der Schiff'schen Base 8 erzielt wurde (Synthese von 8: L. Sacconi et al., J. Chem. Soc. (1964) 276-280). Dieser Komplex zeigt, wie die Kupfer(I)-Komplexe des (Z,Z)-Cycloocta-1,5-diens 12 bzw. des 1,2- Bis(diphenylphosphino)-ethans 13, mit denen die Ringschlußreaktion ebenfalls erfolgreich durchgeführt werden kann, in Lösung einen verzerrt tetraedrischen Aufbau. In Gegenwart des quadratisch-planaren Bisligand- Komplexes des 1,8-Hydroxychinolins 9 sowie mit Liganden vom Salen- und Porphyrin-Typ wurden dagegen keine Umsetzungen beobachtet. Im Gegen­ satz dazu wurden auch mit den pseudoquadratisch planaren Monoligand- Chelaten von dreizähnigen Schiff'schen Basen aus Salicylaldehyd und 1,2- Aminoalkoholen 10 (R.P. Houghton et al. J. Chem. Soc. (1965), 4214-4220) bzw. α-Aminosäuren 11 ein hoher Umsatz und eine hohe Selektivität erzielt.
Weiterhin kann Tabelle 1 entnommen werden, daß die Ringschlußreaktion des erfindungsgemäßen Verfahrens gerade durch Kupfer als Zentralmetall katalysiert wird, während bei der Verwendung von Metallen wie z. B. Ni, Co, Fe, Rh oder Pd als Zentralatom in Verbindung mit dem Liganden 10 das gewünschte Produkt nicht gebildet wird.
Beispiel 8 Variation des Lösungsmittels
Unter den in Beispiel 7 beschriebenen Bedingungen wurde die Verbindung 1a (vgl. Fig. 1) mit Ethanol in Gegenwart des Katalysators 8 (vgl. Tabelle 1) umgesetzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2
Sowohl der Umsatz als auch die Selektivität der Reaktion sind bei aprotischen Lösungsmitteln wie n-Hexan und Toluol am höchsten. Mit zunehmender Polarität und damit steigender Koordinationsfähigkeit des Lösungsmittels wird eine Verringerung des Umsatzes und der Selektivität der Reaktion beobachtet.
Beispiel 9 Variation des Alkohols
Gemäß dem in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren wurde das Bisketen 1a (vgl. Fig. 1) in Toluol in Gegenwart des Katalysators 8 (vgl. Tabelle 1) mit den unten in Tabelle 3 angegebenen Alkoholen umgesetzt und Umsatz sowie Selektivität IR-spektroskopisch bestimmt.
Tabelle 3
Variation des Alkohols
Die Struktur der Hydroxygruppe tragenden Komponente ist ohne wesentlichen Einfluß auf die Reaktion.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I)
dadurch gekennzeichnet, daß man 1,2-Bisketene der allgemeinen Formel (II)
mit einem Alkohol der allgemeinen Formel (III) R''-OH in Gegenwart eines kupferhaltigen Komplexkatalysators umsetzt worin R, R' und R'' jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten oder cyclischen aliphatischen, ungesättigten oder/und aromatischen C1-C30 Kohlenwasserstoffrest darstellen, der Heteroatome umfassen und/oder substituiert sein kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R und R' jeweils unabhängig voneinander einen C1 bis C8 Kohlenwasserstoffrest oder/und einen SiR4R5R6-Rest darstellen, wobei R4, R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten aliphatischen, alicyclischen, ungesättigten oder/und aromatischen C1-C10 Kohlenwasserstoffrest darstellen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß R und R' in Formel (I) jeweils unabhängig voneinander einen Phenylrest oder eine Si(CH3)3-Gruppe darstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß R und R' in Formel (I) einen SiR4R5R6-Rest darstellen, wobei R4, R5 und R6 wie in Anspruch 2 definiert sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kupferhaltige Komplexkatalysator am Metallzentrum zwei freie cis-ständige Koordinationsstellen aufweist oder bei der Umsetzung bildet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kupferhaltige Komplexkatalysator zwei- oder/und einwertige Kupferionen umfaßt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kupferhaltige Komplexkatalysator in Lösung eine tetraedrische oder eine verzerrt tetraedrische Struktur aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß kupferhaltige Komplexkatalysatoren verwendet werden, die eine mit mindestens einer Hydroxygruppe funktionalisierte Schiff'sche Base, ein Diketon in Enolform oder/und einen Rest umfassend eine Oximgruppierung als Ligand aufweisen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in einem apolaren Lösungsmittel, insbesondere in n-Hexan oder Toluol durchgeführt wird.
10. Verbindung der allgemeinen Formel (I)
worin R, R' und R'' jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten oder cyclischen aliphatischen, ungesättigten oder/und aromatischen C1-C30 Kohlenwasserstoffrest darstellen, der Heteroatome umfassen und/oder substituiert sein kann.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß R und R' jeweils unabhängig voneinander einen C1-C8 Kohlen­ wasserstoffrest oder/und einen SiR4R5R6-Rest darstellen, wobei R4, R5 und R6jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweig­ ten aliphatischen, alicyclischen, ungesättigten oder/und aromatischen C1-C10 Kohlenwasserstoffrest darstellen.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß R und R' in Formel (I) jeweils unabhängig voneinander einen Phenylrest oder eine Si(CH3)3-Gruppe darstellen.
13. Verbindung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß R und R' in Formel (I) einen SiR4R5R6-Rest darstellen, wobei R4, R5 und R6 wie in Anspruch 11 definiert sind.
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