DE2646792C2 - Verfahren zur Herstellung einer α-(arylsubstituierten)-Propionsäure und/oder eines Esters derselben - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer α-(arylsubstituierten)-Propionsäure und/oder eines Esters derselbenInfo
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Description
R1—CH = CH2
einsetzt in der R1 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
einsetzt in der R1 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer ff-(arylsubstituierten)-Propionsäure und/oder eines
Esters derselben der allgemeinen Formel
R1 — CH- CH3
COOR2
in der R1 ein Isobutylphenyl-, Phenoxyphenyl-, Benzoylphenyl-, Halobiphenylyl-, nieder-Alkoxynaphthyl-,
Xanthenyl-, Fluorenyl- oder Biphenylenyirest und R2 ein Wasserstoffatom *"?ίη™**™ο]*™%™?ή
rest bedeutet, durch Umsetzung eines arylsubstituierten Äthylens mit Kohlenmonox.d unter Druck in
Gegenwart eines niedermolekularen Alkohols der Formel R2OH oder Wasser und '" Ge*enwart eine Carbonylierungskatalysators,
der einen Komplex von nullwertigem bis zweiwertigem Pallad.urn umfaßt, und ggf
einen Ester zur entsprechenden Säure hydrolysiert. . .
Es sind zahlreiche Verbindungen von ff-(arylsubstituierten)-Propionsäuren mit substituierten Arylresten
bekannt· diese Verbindungen werden nach ihren Substituenten benannt.
D e Horste Lg von Carbonsäuren oder Estern durch Umsetzung von Olefinen mit kohlenmonoxid und entweder
Wasser oder einem Alkohol in Gegenwart von Paüadiumkatalysatoren unter Druck .st bereits bekannt aus
der DE-OS 21 14 544. Insbesondere ist die Verwendung von Aralkenen, z. B. Styrol, ueschrieben.
Auch die ^rwendung von Palladiumkatalysatoren der oben genannten Art bei ^r Carbony lerung von CJcI,-nen
ist bekannt: K. Bittier, N. v. Kutepow, D. Neubauer, H. Reis Angew. Chem. 80, 352-9 (1968), J. Isuji,
, das mit leicht zugänglichen AusgangsstolTcn in
ist.
I man als arylsubstituiertes Alhylen eine Verbindung
der Formel
Ri-CH =
ΐΑΑΑΓΑΑ '-nt zugänglich, zum Beispiel durch
Dehydratisierung von a- oderjS-Aryläthylalkoholen oder durch Dehydrohalogenierung von a- oder>Arylathyl-
r Reaktionsstufen ι : an der Reaktion beteiligten Verbindungen
einfach und stabil sind. Die Verfahrensführung ist leichter zu handhaben.
1. Flußdiagramm
Das Verfahren nach der Erfindung wird durch das folgende Flußdiagramm veranschaulicht:
R1—CH=CH2
(Π)
R2OH /
Vi R1—CH-CH3
COOR2 (ΠΓ)
Carbonylierung
H2O
R1—CH-CH3
COOH (IV)
mit R1, R2 in gleicher Bedeutung wie oben angegeben.
2. Arylsubstituierte Athylene
Die arylsubstituierten Athylene sind Verbindungen der allgemeinen Formel (H). Einige Verbindungen wer- 30
den in der folgenden Tabelle verdeutlicht, wobei die Verbindungen, für die keine Literaturangabe angegeben ist,
als neue Verbindungen angesehen v-^rden. Die Namen der cr-(arylsubstituierten)-Propionsäuren, die durch Carbonylierung
der arylsubstituierten Athylene erhalten werden, sind in der Tabelle ebenfalls angegeben.
1. 4'-Fluor-4-vinylbiphenyl
2. 3'-Fluor-4-vinylbiphenyl
a-(4'-Fluor-4-biphenylyl)-propii>nsäurc
cr-(3'-Fluor-4-biphenyIyi)-propionsäure
3. 2'-Fluor-4-vinylbiphcnyl
ff-(2'-Fluor-4-biphenyIyl)-propionsäure
4. 2-Fluor-4-vinylbiphenyl
a-(2-Fluor-4-biphenylyl)-propionsäure
Fortsetzung
Arylsubstituierte Äthylene Entsprechende a-(arylsubstituierte)-Propionsäuren
5. 2,2'-Difluor-4-vinylbiphenyl F F
7. 3-Phenoxy styrol
ff-(2,2'-Difluor-4-biphenyIyl)-propionsäure
a-{4-Phenoxyphenyl)-propionsäure
a-{3-Phenoxyphenyl)-propionsäure
25 8. 4-Vinylbenzophenon
9. 3-Vinylbenzophenon
a-(4-Benzophenyl)-propionsäure
10. o-Methoxy^-vinylnaphthalin
12. 2-Vinylfluoren
a-(3-Benzoylphenyl)-propionsäure
ff-(6-Melhoxy-2-naphthy! !-propionsäure
ff-(2-Xanthenyl)-propionsäure ff-(2-Fluorenyl)-propionsäure
a-(2-Biphenyler.yl)-propionsäure
Fortsetzung
Arylsubslituicrtc Äthylcne lintsprechende u-(arykiibstiliiierle)-Propionsauren
14. 4-lsübulylstyrol a-(4-Isobutylphenyl !-propionsäure
Literatur
'> Zh. OHsh. Khim.. 39, 977 (l%4) ,5
J. Am. Chcm. Soc, 68. 1 105 (1946)
Makromol, (hem., 53. 21° (I9;>2)
I)S-PS 27 39 956
DI-OS 23 04 763
(hem. Abst., 67, 32 956 r. Chem. Absl.. 66. 29 296 /
7) J. Chcm. Soc, (C). 2500 (1970)
*) J. Am. Chem. Soc 68, 1 159 (i946)
*) J. Am. Chem. Soc 68, 1 159 (i946)
3. Carbonylierung 2:>
1) Einsatzstoffe und Reaktionsbedinyungen
Das Verfahren zur Carbonylierung der arylsubstituierten Äthy lene /weeks Zubereitung der a-(arylsubstituierlen)-Propionatc
(111) oder der a-(arylsubstituierten)-Propionsäuren (IV) wird derart durchgeführt, daß die arylsubstituierten
Äthylcne mit Kohlenmonoxid und einem Alkohol oder Wasser in Gegenwart eines Palladiumkomplexkatalysators
als Carbonylierungskatalysator zur Reaktion gebracht werden. Ein Polymerisationsinhibitor,
kann auch in diesem Fall dem Reaktionssystem zugefügt werden.
Ein wirksamer Katalysator enthält nullwertiges bis zweiwertiges Palladium. Beispiele der Liganden der Komplcxverbindung
umfassen Halogenatome, dreiwertige Phosphorverbindungen, π-Allylreste, Amin-, Nitril-, 3ii
Oxim-, Olefinresie oder Kohlenmonoxid. Halogenatome, die eingesetzt werden können, sind Chlor, Brom und
Jod; Beispiele für dreiwertige Phosphorverbindungen sind Phosphine und Phosphite mit einem aliphatischen
oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 24 Kohlenstoffatomen; Beispiele von ,τ-AIlylresten sind
solche mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen; Beispiele für Amine sind aliphatische und aromatische Mono- und Diamine
mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen; Beispiele für Nitrile umfassen aliphatische und aromatische Nitrile mit 2
bis 20 Kohlenstoffatomen; Beispiele für Oxime umfassen aliphatische und aromatische Oxime mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen;
Beispiele für Olefine umfassen Olefine mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen mit 1 bis 4 Doppelbindungen.
Ein bevorzugter Katalysator hat die Formel
PdZ2L2
mit Z als Halogenrest, L als ein von einem Halogenrest verschiedener Ligand der oben bezeichneten Art, die Z
als Chlor, Brom oder Jod haben und als L eine Phosphorverbindung mit einem aromatischen Kohlenwasserstoffrest
von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen odereinemaliphaiischen Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen
ζ. B. einem Phosphin. Solche Katalysatoren sind in der JP-AS 21 722/1968 beschrieben, die die Priorität der
deutschen Patentanmeldungen B 73 054, B 76 783, B 76 813 und B 76 814 beansprucht.
Beispiele bevorzugter Palladiumkomplexkatalysatoren sind: Bis(triphenylphosphin)dichlorpalladium,
Bis(tributylphosphin)dichlorpalladium, Bisitricyclohexylphosphinjdichlorpalladium, --Allyltriphenylphosphinchlorpalladium,
Triphenyiphosphinpiperidinchlorpalladium, Bis(benzonitril)dichlorpalladium, Bis(cyc!ohexyloximjdichlorpalladium,
1,5,9-Cyclododecatriendichlorpaliadium, Bis(triphenylphosphin)dicarbonylpalladium,
Bis(triphenyiphosphin)palladiumacetat, Bis(triphenylphosphin)palladrumnitrat, Bis(triphenylphosphin)palladiumsulfat,
Tetrakis(triphenylphosphin)palladium. Bevorzugte Palladiumkatalysatoren unter den
genannten sind Bis(kohlenwasserstoffphosphin)dihalogenpalladium, wo als Kohlenwasserstoffrest vorzugsweise
ein Phenylrest, ein linearer C3- bis C6-Alkylrest oder ein Cyclohexylrest und als Halogenrest vorzugsweise
Chlor, Brom oder Jod vorhanden ist.
Der Palladiumkomplexkatalysator wird normalerweise als solcher in das Reaktionssystem eingegeben. Der
Komplex kann jedoch auch in situ in dem Reaktionssystem zubereitet werden. Dementsprechend kann man
auch Verbindungen als Katalysator einsetzen, die den genannten Palladiumkomplex innerhalb des Reaktionssystems
bilden können. Zum Beispiel bringt man gleichzeitig ein Palladiumsalz wie Palladiumoxid, Palladiumsulfat
oder Palladiumchlorid und einen Liganden wie ein Phosphin, ein Nitril, eine Allylverbindung, ein Amin, ein
Oxim, ein Olefin oder Kohlenmonoxid in das Reaktionssystem ein. Diese Liganden können aus den obengenannten
Verbindungen ausgewählt werden, die als Beispiele heinhalten ein. Phosphin wie Triphenyiphosphin,
Tritolylphosphin, Tributylphosphin, Tricyclohexylphosphin und Triülhylphosphin, ein Nilril wie Bcnzonitril,
Acrylsiiurenitril, Propionsaurcnitril und Benzylnitril, als Allylverbindung Allylchlorid und Allylalkohol, ills
Amin Benzylamin, Pyridin, l'iperazin und Tri-n-butylamin, als Oxim Cyclohexyloxim, Acetoxini und
Benzaldoxim und als Olefin l.S-Cyclooctadien und US^-Cyclododecatrien.
Der benutzte Alkohol ist ein niederer aliphatischer Alkohol der allgemeinen Formel R2O! i mit H2 als nieder-Alkylrest
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, /. B. Methanol, Äthanol, Propanol und Butanol.
Chlorwasserstoff, Bortrifluorid, unmittelbar oder als Ätherat, und ähnliche Verbindungen können dem Reaki'ionssystem
zugefügt werden, um eine Nebenrcaktion zu unterdrücken und die Lebensdauer des Palladiumkatalysators
zu verlängern. Außerdem können solche Zusätze die Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigen.
Der Anteil des Palladiumkomplexes oder der Palladiumverbindung als Vorstufe für den Komplex beträgt etwa 0,0001 bis 0,5 Mol, vorzugsweise etwa 0,001 bis 0,1 Mol pro Mol desarylsubstituierten Äthylens. Wenn die Vorstufen-Palladiumverbindung eingesetzt wird, beträgt der Anteil des Liganden etwa 0,8 bis 10 Mol, vorzugsweise 1 bis 5 Mol pro Mol Palladiumverbindung.
Der Anteil des Palladiumkomplexes oder der Palladiumverbindung als Vorstufe für den Komplex beträgt etwa 0,0001 bis 0,5 Mol, vorzugsweise etwa 0,001 bis 0,1 Mol pro Mol desarylsubstituierten Äthylens. Wenn die Vorstufen-Palladiumverbindung eingesetzt wird, beträgt der Anteil des Liganden etwa 0,8 bis 10 Mol, vorzugsweise 1 bis 5 Mol pro Mol Palladiumverbindung.
Alkohol und Wasser werden als Reaktionsteilnehmer sowie als Lösungsmittel benutzt. Der Anteil beträgt
etwa 0,5 bis 50 Teile, vorzugsweise 1 bis 20 Gewichtsteile bezogen auf das arylsubstituierte Äthylen. Alkohol
und Wasser können hauptsächlich als Reaktionsteilnehmer benutzt werden; andere flüssige Stoffe werden als
Lösungsmittel innerhalb des Reaktionssystenis benutzt. In diesem Fall wird ein Gemisch von Alkohol und Wasser
sowie einem mischbaren organischen Lösungsmittel z. B. einem aromatischen oder aliphatischen Kohlenwasscrstotl
wie Benzol. Toluol und Hexan eingcscUi.
Der Anteil des eingesetzten Chlorwasserstoffs beträgt etwa 1 bis 20%, vorzugsweise etwa 2 bis 15 Gewichtsprozent
bezogen auf Alkohol oder Wasser. Der Anteil des Bortrifluorid beträgt etwa 0,8 bis ! 5 Mol, vorzugsweise
etwa 1 bis 7 Mol pro Mol Palladiumkomplex oder Vorstufen-Palladiumverbindung.
Kohlenmonoxid wird bei der Carbonylierungsreaktion im Überschuß bezogen auf den Anteil des arylsubstituierten
Äthylen benutzt und wird entsprechend der Abmessung und Form des Reaktors festgelegt.
2) Carbonylierungsreaktion
Die Carbonylierungsreaktion wird nach folgender Arbeitsweise durchgeführt:
(1) Bei Verwendung eines Alkohols
(1) Bei Verwendung eines Alkohols
Wenn Chlorwasserstoff in das Reaktionssystem eingegeben wird, führt man die Reaktion zweckmäßigerweise
bei einer Temperatur zwischen etwa 40 und 1500C, vorzugsweise 60 bis 14O0C unter einem Kohlenmonoxiddruck
von etwa 100 bis 800 bar, vorzugsweise zwischen 100 und 600 bar durch. Wenn Bortrifluorid in das Rcaktionssystem
eingegeben wird, führt man zweckmäßigerweise die Reaktion bei einer Temperatur zwischen etwa
40 und 1200C, vorzugsweise zwischen etwa 50 und 1000C und unter einem Kohlenmonoxiddruck von etwa 10
bis 150 bar, vorzugsweise von etwa 20 bis !00 bar durch. Wenn weder Chlorwasserstoffnoch Bortrifluorid eingesetzt
werden, liegt die Reaktionstemperatur üblicherweise zwischen 100 und 2500C, vorzugsweise zwischen 120
und 2100C und der Kohlenmonoxiddruck normalerweise zwischen90 und 800 bar, vorzugsweise 100 bis 650 bar.
(2) Bei Verwendung von Wasser
Der Zusatz von Natriumchlorid wird bevorzugt, da sich Bortrifluorid unter dem Einfluß von Wasser /.ersetzt.
Die Reaktion wird in gleicher Weise wie im Falle (1) beim Einsatz von Alkohol durchgeführt.
Durch die obengenannte Reaktionsstufe (1) erhält man den Ester (111) und durch die Rcaktionsstul'c (2) die
Säure (IV). Wenn ein Gemisch von Alkohol und Wasser verwendet wird, erhält man ein Gemisch des Esters und
der Saure.
Wenn ein arylsubstituiertes Äthylen hoher Reinheit, als Ausgangsstoff für die Carbonylierungsstufe eingesetzt
wird, kann die Carbonylierungsreaktion quantitativ ablaufen, so daß man eine hohe Ausbeute an a-(arylsubstituiertem)-Propionat
oder an a-(arylsubstituierter)-Propionsäure mit hoher Selektivität und in hoher Reinheit
erhält. Das Propionat läßt sich durch eine einzige Destillation oder Rekristallisation leicht reinigen, da es
ein stabiler Stoff ist.
3) Umwandlung des Produkts
Die Ester der cr-(arylsubstituierten)-Propionsäure, die durch Carbonylierung mit dem Alkohol erhalten werden,
lassen sich leicht in a-(arylsubstituierte)-Propionsäure umwandeln, indem die Ester hydrolysiert werden.
Zum Beispiel wird das Propionat mit einer wäßrigen Natriumhydroxidlösung rektifiziert. Die erhaltene Säure
wird angesäuert, die ausgefällte Säure wird abgetrennt; daran schließt sich eine Rekristallisation in Petroläthcr
an. Man erhält so e-(arylsubstituierte)-Propionsäure in sehr hoher Reinheit.
Die folgenden Einzelbeispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.
1) in einen Autoklaven von 100 rn! Inhalt werden 3,2 g o-Methoxy-l-vinylnaphthalin, 40 ml Äthylalkohol,
0,2 g Bistriphenylphosphindichlorpalladium, 0,2 g Bortrifluoridätheratkomplex und 3 mg N-Nitrosodiphcnylamin
als Polymerisationsinhibitor eingefüllt. Bei Zimmertemperatur wird in den Autoklaven Kohlenmonoxid
eingeleitet, bis der Innendruck einen Wert von 85 bar erreicht. Die Reaktion wird bei einer Temperatur von 800C
solange durchgeführt, bis sich keine Absorption von Kohlenmonoxid mehr beobachten läßt. Nach Abkühlung
wird die Reaktionsllüssigkeit mit Wasser gewaschen und mit Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel
wird dann unter vermindertem Druck abdestilliert. Die erhaltene Ausfallung wird aus Hexan umkristallisiert, so
dal! man 3,1 g Äthyl-i/-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionat erhalt.
Die Ausbeute betrügt 69 Molprozcnl, der Schmelzpunkt des Produktes 53 bis 54°C
2) In 100 ml einer 30%igen wäßrigen Lösung von NaOII werden 3,1 g des Äthyi-a-(6-Mcthoxy-2-naphthyl)-propionat
uingclTill'l. Das Gemisch wird 3 Stunden rclluxicrt. Nach dem Abkühlen wird die wäßrige Schicht mit
('hlorwasserstoll-dure angesäuert. Dann wird die erhaltene Ausfällung mit Äther extrahiert. Die erhaltene
Ätherschicht wird mit Wasser ausgewaschen und mit Magnesiumsulfat getrocknet. Der in der Schicht enthaltene
Äther wird unter verringertem Druck abdestilliert. Der Rückstand wird aus η-Hexan umkristallisiert, so daß
man 2,4 g u-(6-Mel:hoxy-2-naphthyl)-propionsäure erhält.
Ausbeute 87 Molprozent, Schmelzpunkt 151 bis 152X'.
Ausbeute 87 Molprozent, Schmelzpunkt 151 bis 152X'.
Beispiele 2 und 3
Die Reaktionen werden in gleicher Weise wie im Beispiel 1 mit der Abwandlung durchgeführt, daß die in
Tabelle 1 angegebenen Verbindungen eingesetzt und die ebenfalls angegebenen Reaktionstemperaturen
gewählt werden. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 zusammen mit denjenigen des Beispiels 1 angegeben.
Arylsubstituiertcs Äthylen
(Ausgangsstoff)
Alkohol
Katalysator
Zusatz
Reakiiüiisicmperaiur
Ester
Verbindung
Verbindung
Ausbeute (MoI-11O)
physikalische Kenngrößen
Säure
Verbindung
Verbindung
Ausbeute (Mol-%) physikalische Kenngrößen
o-Methoxy-2-vinyi-
naphthalin
3,2 g
Äthylalkohol 40 ml
Bistriphenylphospindichlorpalladium 0.2 g
Bortrifluoridätherat 0,2 g
80°C
Äthy l-ff-(6-M ethoxy-2-naphthyl)-propionat
j,1 g (69%) Schmelzpunkt 53-54°<
4-Phenoxysiyrol 8,6 g
Äthylalkohol 20 ml
Bistriphenylphosphindichlorpalladium
0,4 g
0,4 g
Bortrifluoridätherat 0,4 g
Äthyl-a-(4-Phenoxyphenyl-propionat
6,3 g (67%)
η H 1,5441
η H 1,5441
a-(6-Methoxy-2-naphthyl)- a-(4-Phenoxyphenyl)-
propionsaure 2,4 g (87%)
propionsäure
40 g (83%)
40 g (83%)
Schmelzpunkt 151-152°C Schmelzpunkt 69-700C
4'-Fluor-4-vinyibiphenyl 4.0 g
Äzhylalkohol
40 ml
40 ml
Bistriphenylphosphindichlorpalladium
0.4 g
0.4 g
Bortrifluoridätherat 0,4 g
Äthyl-a-M'-Fluorbiphenylyl)-propiona.
4,0 g (84%)
a-(4'-Fluor-4-biphenyl)-propionsäure
3,8 g (92%)
Schmelzpunkt 151-153°C
Schmelzpunkt 151-153°C
In einen Autoklaven von 100 ml Inhalt werden 4,0 gö-Methoxy^-vinylnaphthalin, 15 ml einer 10%igenwäßrigen
Lösung von Cltlorwasserstoffsäure, 0,5 g Bistriphenylphosphindichlorpalladium, 10 ml Benzol und 3 mg N-Nitrosodiphenylamin
als Polymerisationsinhibitor eingefüllt. In den Autoklaven wird bei Zimmertemperatur
Kohlenmonoxid eingeleitet, bis der Innendruck einen Wert von 150 bar erreicht. Die Reaktion wird bei einer
Temperatur von 1000C durchgeführt, bis sich keine Absorption von Kohlenmonoxid mehr beobachten läßt.
Nach Abkühlung des Reaktionssystems auf Zimmertemperatur wird die Benzolschicht abgetrennt und mit
einer 20%iger wäßrigen Lösung von NaOH extrahiert. Der Extrakt wird mit Chlorwasserstoffsäure angesäuert,
die erhaltene Ausfällung wird mit Äther extrahiert. Die Ätlherschicht wird dann mit Wasser ausgewaschen und
mit Magnesiumsulfat getrocknet. Daran anschließend wird der Äther unter vermindertem Druck abdestilliert.
Der Rückstand wird aus Hexan umkristallisiert, so daß man 3,5 g ff-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure
erhält. Ausbeute 71 Moiprozent, Schmelzpunkt 150 bis LVi0C.
~T\J I Ji.
Beispiel 5 bis 14
!η gleicher Weise wie in Beispiel 4 werden mehrere Reaktionen mit der Abwandlung durchgeführt, daß die in
Tabelle 2 angegebenen Verbindungen, Kohlenmonoxiddriicke und Reaktionstemperaturen angewandt werden.
Die Ergebnisse sind zusammen mit denjenigen des Beispiels 4 ebenfalls in Tabelle 2 angegeben.
Beispiel 4 | Beispiel 5 | Beispiel 6 | |
Arylsubstituiertes | 6-Methoxy-2-vinyi- | 3'-Fluor-4-vinylbiphenvl | 2'-Fluor-4-vinylbiphenyl |
Äthylen (g) | naphthalin | 3,3 | 2,5 |
4,0 | |||
lOVoige wäßrige | 15 | 10 | 10 |
ChlorwasserstotT- | |||
säure (ml) | |||
Katalysator (g) | Bis(triphenylphosphin)- | Bis(tributylphosphin)- | Bis( tripheny !phosphin )- |
dichlorpaüadi'jrr; | d:ch'c'pu''auiüm | uibrümpuüuuiuiii | |
0,5 | 0,2 | 0,3 | |
Lösungsmittel (ml) | Benzol | Benzol | Toluol |
10 | 20 | 15 | |
Polymerisations | N-Nitrosodiphenylamin | Chin(hydron) | m-Dinitrobenzol |
inhibitor (mg) | 3 | 15 | 50 |
Kohlenmonoxiddruck | 150 | 180 | 200 |
(bar) | |||
Reaktionstemperatur | IGO0C | 1200C | 1100C |
Säure | |||
Verbindung | a-(6-Methoxy-2-naphthyl)- | ü-(3'-Fluor-4-biphenylyl)- | a-(2'-Fluor-4-biphenyly!)- |
propionsäure | propionsäure | propionsäure | |
Ausbeute (g) | 3,6 | 3,2 | 2,4 |
Ausbeute (Mol-%) | 71 | 79 | 78 |
Physikalische | Schmelzpunkt 15O-151°C | Schmelzpunkt 107-1100C | Schmelzpunkt 95-97°C |
i^ ig,i~ 113 w ία ι ic ii | |||
Tabelle 2 (Fortsetzung) | |||
Beispiel 7 | Beispiel 8 | Beispiel 9 |
Arylsubstituiertes Äthylen (g) |
2-Fluor-4-vinylbiphenyl 3,5 |
2,2'-Difluor-4-vimyl- bipheny! 3,2 |
3-Phenoxystyrol 4,0 |
10%ige wäßrige Chlorwasserstoff- säure (ml) |
20 | 15 | 15 |
Katalysator (g) | Bis(triphenylphosphin)- dichlorpalladium 0,2 |
Bis(tricyclohexyl- phosphin)-dichlor- palladium 0,4 |
Bis(triphenylphosphin) dichlorpalladium 30 |
Lösungsmittel (ml) | Benzol 20 |
Benzol 15 |
Benzol 20 |
Polymerisations inhibitor (mg) |
N-Nitrosodiphenyiamin 3 |
Hydrochinon 70 |
m-Dinitrobcnzoi 30 |
Kohlenmonoxid druck (bar) |
150 | 150 | 150 |
65 Reaktionstemperatur 120
120
120
Fortsetzung
Beispiel 7 | Beispiel 8 | Beispiel 9 | |
Säure | |||
Verbindung | ff-(2-Fluor-4-biphenyl)- | o-(2,2'-Difluor- | ar-(3-Phenoxyphenyl)- |
piOpionsäure | 4-biphenylyl)- | propionsäure | |
propionsäure | |||
Ausbeute (g) | 3,5 | 3,1 | 3,1 |
Ausbeute (Mol-0/») | 81 | 72 | 63 |
Physikalische | Schmelzpunkt 110-1110C | Schmelzpunkt | Kp 168-171°C |
Eigenschaften | 120,5-1230C | (0,147 mbar = 0,1 lmm Hg | |
Tabelle 2 (Fortsetzung) | |||
Beispiel 10 | Beispiel 11 | Beispiel 12 | |
Arylsubstituiertes | 4-Vinvlbenzophenon | 3-Vinvlbenzophenon | 2-Vinylxanthen |
Äthylen (g) | 2,0 | 4,2 | 2,3 |
10%ige wäßrige Chlor- | 10 | 15 | 15 |
wasserstoflsäure (ml) | |||
Katalysator (g) | Bis(triphenylphosphin)- | Bis(triphenylphosphin)- | Palladiumchlorid |
dichlorpalladium | dichlorpalladium | 0,075 | |
0,3 | 0,3 | Triphenvlphosphin | |
0,3 | |||
Lösungsmittel (ml) | Benzol | Benzol | Benzol |
10 | 15 | 20 | |
Polymerisations | m-Dinitrobenzol | N-Nitrosodiphenvlamin | Hydrochinon |
inhibitorimg) | 300 | 3 | 400 |
Kohienmonoxid- | 200 | 250 | 200 |
druck (bar) | |||
Reaklionslemperatur | 120 | 130 | 140 |
Säure | |||
Verbindung | a-(4-Benzoylphenyl)- | cr-(3-Benzoylphenyl)- | tf-(2-Xanthenyl)- |
propionsäure | propionsäure | propionsäure | |
Ausbeute (g) | 1,9 | 4,0 | 1.7 |
Ausbeule (Mol-%) | 78 | 78 | 61 |
Physikalische | Schmelzpunkt 112-114°C | Schmelzpunkt 85,5-860C Schmelzpunkt 190-1910C | |
Figensehalten | |||
Tabelle 2 (Fortsetzung) | |||
Beispiel 13 | |||
Beispiel 14 |
Arylsubstituiertes Äthylen
lO'Äigc wäUrigc
ChlorwasserstolTsäurc (ml)
ChlorwasserstolTsäurc (ml)
Kalalysator(g)
Lösungsmittel (ml) Polymerisationsinhibitor (mg)
Kohlenmonoxiddruck (bar) Reaktionstemperatur
2-Vinyllluoren 4.1 |
2-Vinvlbiphenvlen 2,1 |
15 | 10 |
Bis(triphenylphosphin)- dichlorpalladium 0,3 |
Bis(triphenylphosphin)- dichlorpalladium 0.3 |
Benzol 20 |
Benzol 15 |
N-Nitrosodiphenylamin | N-Nitrosodiphenvlamin 3 |
300 | 200 |
100 | 100 |
Fortsetzung
10
15
20
25
30
35
40
50
55
Säure Verbindung Ausbeute (g) Ausbeute (Mol-%) Physikalische Eigenschaften
e-(2-Fluorenyl)-propionsäure
Schmelzpunkt 183-184°C
ff-{2-Biphenylenyl)-propionsäure
1,8
68
Schmelzpunkt 135-138°C
Der in Beispiel 5 eingesetzte Ausgangsstoff ist wie folgt hergestellt worden:
1) In das Reaktionssystem werden 0,47 g Lithiumaluminiumhydrid und 50 ml wasserfreier Äther eingefüllt.
Dann werden tropfenweise 7,0 g 4-Acetyl-3'-fluorbiphenyl gelöst in 150 ml wasserfreiem Äther in einer solchen
Geschwindigkeit zugegeben, daß eine milde Rsfluxierung. eintritt. Nach vollständiger Zugabe wird das Reaktionssyslem
in einem Warmbad 1 Stunde lang weiter refluxiert. Nach dem Abkühlen werden dem Reaktionssystem tropfenweise 30 ml Wasser und dann 5 ml 2%iger Schwefelsäure zugegeben. Die erhaltene ätht. f.altige
Schicht wird abgetrennt, mit Wasser ausgewaschen und dann mit Magnesiumsulfat getrocknet. Der in der
Schicht enthaltene Äther wird unter vermindertem Druck abdestilliert. Die erhaltene Ausfällung wird in Hexan
umkristallisiert, so daß man 6,1 g a-p'-Fiuüf-i-bispheriyiyl^äthy'.alkoho! erhält. Dieses Produkt ist eine neue
Verbindung, die in der Literatur nicht angegeben ist. Ausbeute 84 Molprozent, Schmelzpunkt 62 bis 62,5°C.
Magnetisches Kemresonanzspektrum (CDCL3) δ (ppm)
1,67 (3 H, d)
1,67 (3 H, d)
2,63 (IH, s)
4,92 (1 H, q)
6,76-7,88 (SH, m)
2) In 50 ml Dimethylsulfoxid werden 5,0 g e-(3'-Fluor-4-biphenylyl)-äthylaIkohol und 20 mg N-Nitrosodiphenylamin
als Polymerisationsinhibitor aufgelöst. Die erhaltene Lösung wird bei einer Temperatur von 1500C
16 Stunden lang umgesetzt. Nach Abkühlung werden 30 ml Äthylacetat zugegeben. Das Dimethylsulfoxid wird
denn durch Auswaschen mit Wasser aus dem System entfernt. Die erhaltene Äthylacetatschicht wird abgetrennt
und mit Magnesiumsulfat getrocknet. Dann wird das in der Schicht enthaltene Äthylacetat unter vermindertem
Druck abdestilliert. Der Rückstand wird in einer chromatographischen Säule behandelt. Durch eine Hexan/
Benzol-Elution im Verhältnis 1:1 erhält man 3,3 gS'-FluoM-vinylbiphenyl. Ausbeute 72 Molprozent, Schmelzpunkt
81 bis81,5°C.
Magnetisches Kemresonanzspektrum (CDCL3) δ ppm
5,28 (IH, dd)
5,28 (IH, dd)
5.77 (IH, dd)
6.78 (IH, dd) 6,91-7,82 (8 H. m)
Beispiel 15 1. Herstellung des Ausgangsmaterials
Zu 6 g a-(4-lsobutylphenyl)-äthylalkohol werden 12 g Dimethylsulfoxid und 0,1 g m-Dinitrobenzol als Polymerisationsinhibitor
zugegeben. Das Gemisch wird bei einer Temperatur von 1600C 8 Stunden lang gerührt.
Die erhaltene Reaktionsfiüssigkeii wird abgekühlt, mit Wasser verdünnt und dann mit Benzol extrahiert. Nach
Trocknung der erhaltenen organischen Schicht mit Magnesiumsulfat wird das Lösungsmittel abdestilliert. Der
Rückstand wird destilliert, so daß man 4,2 g4-Isobutylstyrol mit den nachstehenden physikalischen Kenngrößen
erhält. Ausbeute 78 Molprozent, Siedepunkt 82 bis 84°C 3,2 mbar (2,4 mmHg), farblose Flüssigkeit
n% = 1,5218, Infrarotabsorptionsspektrum 1625 cmM, 1381 cm"1, 990 cm ', 904 cm ', 910 cm"'.
Magnetisches Kemresonanzspektrum (in CDCL3) δ ppm
60
65
0,89 | (6 H, c) | C: 89,94 | H: 10,06 |
1,5-2.2 | (IH. m) | C: 89,96 | H: 9,92 |
2.42 | (2H.d) | ||
5.11 | (lH.dd) | ||
5,60 | (IH.dd) | ||
6,65 | (IH, dd) | ||
6,9-7,4 | (4 H, m) | ||
Elementararuilyse: | Theoretisch | ||
gemessen | |||
10
Das erhaltene 4-Isobutylstyrol ist rein und kann ohne weitere Reinigung als eine einfache Destillation fur die
nachfolgende Reaktion eingesetzt werden.
2) In einer. Autoklaven mit 100 ml Inhalt werden 4,2 g 4-Isobutylstyrol, 40 ml Äthylalkohol, 0,2 g Bis(triphenylphosphin)dichlorpalladium
und 0.2 g Bortrifluoridätherat eingefüllt. Der Autoklav wird ferner mit Kohlenmonoxid
gelullt, bis ein Innendruck von 80 bar erreicht isl. Die Reaktion wird bei einer Temperatur von 700C s
solange durchgeführt, bis keine Absorption von Kohlenmonoxid mehr beobachtet werden kann. Nach Abkühlung
wird die erhaltene Reaktionsflüssigkeit mit einer wäßrigen Lösung von Calciumchlorid ausgewaschea Die
erhaltene Esterschicht wird mit Magnesiumsulfat getrocknet, daran schließt sich eine Destillation an, so daß
man 4,8 g Äthyl-a-(4-isobutylphenyl)-propionat erhält, Siedepunkt 102 bis 1040C 1,066 mbar/(0,8 mmHg).
3) Zu 20 ml einer 30%igen wäßrigen Lösung von NaOH werden 4,8 g Äthyl-a-(4-isobutylphenyl)-propionat
zugegeben. Das Gemisch wird 2 Stunden refluxiert. Nach Abkühlung des Gemisches werden die unlöslichen
Bestandteile durch Extraktion mit Äther entfernt; die erhaltene wäßrige Schicht wird mit Cblorwasserstoffsäure
angesäuert und danach mit Äther extrahiert. Nachdem die erhaltene Ätherschicht mit Wasser ausgewaschen
und mit Magnesiumsulfat getrocknet ist, wird der in der Schicht enthaltene Äther abdestillierL Die erhaltenen
Rohkristalle werden aus η-Hexan umkristallisiert, so daß man 3,5 g <r-{4-Isobutylphenyl)-propionsäure erhält,
Ausbeute 81 Molprozent, Schmelzpunkt 75 bis 76°C.
Beispiel 16
20 1) Herstellung von 4-Isobutylstyrol
Zu 20 g <7-(4-Isol:iutyIphenyl)-äthylchIorid werden 80 mi Pyridin zugegeben. Das Gemisch wird 6 Stunden lang
auf eine Temperatur von 115°C erhitzt. Das erhaltene Produkt wird in ein Gemisch von 130 ml konzentrierter
Chlorwasserstoffsäure und 370 g Eis geschüttet. Danach erfolgt eine Extraktion mit Chloroform. Die erhaltene
Chloroformlösung wird mit Magnesiumsulfat getrocknet und das Chloroform wird jus der Lösung abdestilliert.
Der Rückstand wird nochmals destilliert, so daß man 11,7 g 4-Isobutylstyrol erhält. Ausbeute 65 Molprozent.
2) In einen Autoklaven mit 100 ml Inhalt werden 10 g 4-Isobutylstyrol, 12 ml 10%igeMethyialkoholIösungvon
Chlorwasserstoff und 0,2 g Bistriphenylphosphindichlorpalladium gegeben. Außerdem wird Kohlenmonoxid
bei Zimmertemperatur in den Autoklaven eingeleitet, bis der Innendruck einen Wert von 300 bar erreicht.
Nachdem das Reaiktionsgemisch auf eine Temperatur von 900C erhitzt ist, wird eine weitere Menge Kohlenmonoxid
eingeleitet, bis der Innendruck einen Wert von 700 bar erreicht. Die Reaktion wird solange fortgesetzt,
bis keine Absorption von Kohlenmonoxid mehr beobachtbar ist. Nach Abkühlung wird die erhaltene Reaktionsflüssigkeit
mit einer wäßrigen Lösung von Calciumchlorid ausgewaschen und dann mit Äther extrahiert. Die
erhaltene Ätherschicht wird mit Magnesiumsulfat getrocknet und dann destilliert, so daß man 9,7 g Methyl-<7-(4-isobutylphenyO-piropionat
mit einem Siedepunkt von 99 bis 101°C/l,333 mbar (1 mmHg) erhält.
3) Zu 40 ml einer 30%igen wäßrigen Lösung von NaOH werden 9,7 g Methyl-a-(4-isobutyIphenyl)-propionat
eingegeben. Das Gemisch wird 2 Stunden lang refluxiert. Nach Abkühlung werden die unlöslichen ?estandteile
mit Äther extrahiert. Die erhaltene wäßrige Lösung wird mit Chlorwasserstoffsäure angesäuert und anschließend
mit Äther extrahier:. Nachdem die so erhaltene Ätherschicht mit Wasser ausgewaschen und mit Magnesiumsulfat
getrocknet worden ist, wird der in der Schicht enthaltene Äther unter verringertem Druck abdestillicrt.
Die erhaltenen Rohkristalle werden aus Petroläther umkristallisiert, so daß man 7,7 g a-(4-Isobutylphenyl)-propionsäure
erhält. Schmelzpunkt 75 bis 77°C.
Beispie! 17
In einen Autoklaven mit 100 ml Inhalt werden 6 g 4-Isobutylstyrol, 20 g 10%iger wäßriger ChlorwasserstofT-säurclösung,
0,2 g Bis(triphenylphosphin)-dichlorpalladium, 10 g Benzol und 0,6 g m-Dinitrobenzol eingefüllt.
Kohlenmonoxid wird bei Zimmertemperatur in den Autoklaven eingeleitet bis der Innendruck t00 bar erreicht.
Unter Erhitzen des Gemisches auf eine Temperatur von 1000C wird die Reaktion solange durchgeführt, bis sich
keine Absorption von Kohlenmonoxid mehr beobachten läßt. Nach dem Abkühlen wird eine Benzolschicht
abgetrennt und mit einer wäßrigen Lösung von Natriumhydrogencarbonat extrahiert. Dann wird der erhaltene
Extrakt weiter mit Äther extrahiert, nachdem er mit Chlorwasserstoffsäure angesäuert war. Der erhaltene
Extrakt wird mit Wasser ausgewaschen und mit Magnesiumsulfat getrocknet. Anschließend wird der Äther bei
verringertem Druck abdestilliert. Der Rückstand wird aus Hexan umkristallisiert, so daß man 6,4 g a-(4-Isobutylphenylj-propionsäure
erhält, Ausbeute 81 Molprozent, Schmelzpunkt 75 bis 770C.
Beispiel 18
1) Herstellung von 4-Isobutylstyrol
Durch ein Glasrohr, das mit Tonerde vollgepackt ist und auf eine Temperatur von 2700C erhitzt ist, werden
1590 g ff-(4-lsobutylphenyl )-äthylaIkohol und Stickstoff mit einer Raum-Volumen- Geschwindigkeit der Flüssigkeit
von 1,0 h ' und einer Raum-Volumen-Geschwindigkeit des Gases von 2100 h~' geleitet. Das ausströmende
Gas wird in einer mit Trockeneis-Methanol gekühlten Kühlfalle aufgefangen, so daß man 136Og 4-Isobutylstyrol
erhält; Ausbeute 95 Molprozent.
2) In einen Autoklaven von 5 I Inhalt werden 643 g 4-Isobutylstyrol, 1400 ml Äthylalkohol, 4,0 g Bistri-
phenylphosphindichlorpalladium, 4,0 g Bortrifluoriidätherat und 10 g m-Dinitrobenzol als Polymerisationsinhibitor
eingefüllt. Kohlenmonoxid wird bei Zimmertemperatur in den Autoklaven eingeleitet, bis der Innendruck
einen Wert von 76 bar erreicht. Die Reaktion wird bei einer Temperatur von 88°C durchgeführt, bis sich keine
Absorption von Kohlenmonoxid mehr beobachten läßt Nach Abkühlung wird die Reaktionsflüssigkeit mit
5 Wasser ausgewaschen und mit Magnesiumsulfat getrockneL Dann wird das Lösungsmittel unter vermindertem
Druck abdestilliert. Der erhaltene Rückstand wird destilliert, so daß man 733 g Äthyl-a-(4-isobutylphenyl)-propionat
erhält; Ausbeute 78 Molprozent, Siedepunkt 102 bis 104°C/l,066 mbar (0,8 mmHg).
3) Zu 500 ml einer 30%igen wäßrigen Lösung von NaOH werden 730 g Äthyl-ur-(4-isobutylphenyl)-propionat
zugegeben. Das Gemisch wird 2 Stunden lang refluxiert. Nach Abkühlung wird eine wäßrige Schicht abgetrennt
10 und mit Chlorwasserstoffsäure angesäuert. Die erhaltene Ausfällung wird durch Filtrieren abgetrennt, getrocknet
und dann aus Petroläther umkristallisiert, so daß man 536 g a-(4-Isobutylphenyl)-propionsäure erhält; Ausbeute
83 Molprozent, Schmelzpunkt 75 bis 76°C.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung einer o-(arylsubstituierten)-Propionsäure und/oder eines Esters derselben der allgemeinen FormelR1—CH-CH3
COOR2ίο in der R1 ein Isobutylphenyl-, Phenoxyphenyl-, Benzoylphenyl-, Halobiphenylyl-, "^"-^^Jl*':' Xanthenyl- Fluorenyl- oder Biphenylenylrest und R2 ein Wasserstoffatom oder ein niedermolekularer Alkylrest bedeutet, durch Umsetzung eines arylsubstituierten Äthylens mit Kohlenmonoxid unter Druck in Gegenwart eines niedermolekularen Alkohols der Formel R2OH oder Wasserund in Gegenwarteines Carbonylierungskatalysators, der einen Komplex von nullwertigem bis zweiwertigem Palladium umfaßt, und ggf.,5 einen Ester zur entsprechenden Säure hydrolysiert, dadurch gekennzeichnet, daßmanalsarylsubst,-tuiertes Äthylen eine Verbindung der Formel
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