DE3216851A1 - Verfahren zur herstellung von substituierten biphenylverbindungen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von substituierten biphenylverbindungenInfo
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Tel.: 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkld Telegramme: ellipsoid
TUC 3748
Verfahren zur Herstellung von substituierten Biphenylverbindungen
Verfahren zur Herstellung von substituierten Biphenylverbindungen
Biphenylverbindungen eignen sich bekanntlich als Analgetika, Antipyretika, entzündungshemmende oder
-widrige Mittel und Zwischenprodukte bei der Herstellung anderer wertvoller pharmakologisch wirksamer
Verbindungen (vgl. US-PS 3 755 427, 3 734 705 und 3 992 459).
Wegen der günstigen Eigenschaften dieser Verbindungen, insbesondere von Biphenylpropionsäuren, wurden
bereits die verschiedensten Verfahren zur Herstellung substituierter Biphenyle entwickelt (vgl.
US-PS 3 992 459 und DE-OS 3 046 512). Aus beiden letzteren Literatürstellen ist die Verwendung von
Kupferkatalysatoren zur Begünstigung der Kupplungsreaktion bekannt. Die Verwendung von Kupferkataly-
satoren bedingt jedoch unter Berücksichtigung einer eventuellen Umweltverschmutzung Probleme hinsichtlich
ihrer Rückgewinnung und/oder Beseitigung. Das Verfahren gemäß der Erfindung löst dieses Problem,
indem es auf die Mitverwendung von Kupferkatalysatoren verzichtet.
Gemäß dem folgenden Reaktionsschema A
REAKTIONSSCHEMA A
(Ri)n (D
(III)
-43-
erhält man substituierte Biphenylverbindungen der Formel
III durch Inberührungbringen eines substituierten Anilins der Formel I mit einem Benzol der Formel II
in Gegenwart eines Nitrits, einer Säure und eines Eisenkatalysators.
Gemäß dem folgenden Reaktionsschema B
REAKTIONSSCHEMA B
2'm
(II) (III)
, 44-
erhält man substituierte Biphenylverbindungen der Formel III durch Inberührungbringen einer substituierten
Diazoverbindung der Formel I1 mit einem Benzol der Formel
II in Gegenwart einer Säure und eines Eisenkatalysators.
Die als Ausgangsmaterialien verwendeten substituierten Aniline der Formel I, substituierten Diazoverbindungen
der Formel I' und Benzole der Formel II sind dem Fachmann bekannt oder lassen sich ohne Schwierigkeiten aus
dem Fachmann bekannten Verbindungen herstellen.
In den Formeln I der substituierten Aniline (bzw. I1
der substituierten Diazoverbindungen steht R1) für ein
Fluor-, Chlor-> Brom- oder Jodatom, eine Alkylgruppe von
1 bis 4 Kohlenstoffatom(en), eine Hydroxylgruppe, eine
Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom(en) im Alkylteil,
eine Alkoxycarbonylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom (en) im Alkylteil, eine Nitrogruppe, eine
m-Phenylgruppe, eine ρ-Phenylgruppe, eine Cyanogruppe
oder eine Gruppe der Formel
-C-(COOZ)
mit Z gleich einer Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen)
oder zwei gemeinsam einen cyclischen Diester bildenden Resten Z, Q gleich einem Wasserstoffatom oder
einer Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom(en) und χ » 1 oder 2. Da η » 1 oder 2 kann (können) ein (zwei)
Rest(e) R1 vorhanden sein. Wenn η = 2, können beide
Reste R. gleich oder verschieden sein, vorzugsweise steht einer von ihnen für ein p-Bromatom. Vorzugsweise
sollte R1 für ein Bromatom stehen, wenn lediglich ein
Rest R1 vorhanden ist. Vorzugsweise sollte ferner R1
-45-
sich in p-Stellung befinden, wenn lediglich ein Rest R1
vorhanden ist. Insbesondere soll das substituierte Anilin der Formel I aus 4-Brom-2-fluoranilin bestehen.
In der Benzolformel II steht R2 für ein Fluor-, Chlor-,
Brom- oder Jodatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom(en),
eine Hydroxylgruppe, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom(en) im Alkylteil, eine
Alkoxycarbonylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom(en) im
Alkylteil, eine Nitrogruppe, eine m-Phenylgruppe, eine
ρ-Phenylgruppe, eine Cyanogruppe oder eine Cycloalkylgruppe
mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen. Da m = 0, 1 oder 2fkann der Rest R2 fehlen oder es kann (können) ein
(zwei) Rest(e) R2 vorhanden sein. Wenn m = 2, können
beide Reste R2 gleich oder verschieden sein, m = vorzugsweise
0. Wenn ein Rest R2 vorhanden ist, besteht
er vorzugsweise aus einem Fluor- oder Chloratom.
Das substituierte Anilin der Formel I wird mit dem Benzol der Formel II in Gegenwart eines Nitrits, einer
Säure und eines Eisenkatalysators in Berührung gebracht. Das Nitrit kann entweder aus einem Alkalimetallnitrit,
wie Natrium- oder Kaliumnitrit, oder einem Alkylnitrit mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen im Alkylteil, z.B. Isoamylnitrit,
Isopropylnitrit oder n-Pentylnitrit, bestehen. Vorzugsweise wird (werden) pro Äquivalent an
substituiertem Anilin der Formel I 1 bis 4 Äquivalent(e)
Nitrit eingesetzt. Die Säure sollte einen pKa-Wert unter oder gleich 5,0 aufweisen.
30
30
Der pKa-Wert einer Säure ist als negativer Logarithmus (zur Basis 10) der Dissoziationskonstante Ka für die
Dissoziation der Säure HA definiert.
- - <· ti V ' " * ** iy φ y Ae- |
|
HA = | H+ + A" |
Ka = | [H+][A-] |
[HA] | |
pKa = | : -log Ka |
Vgl. "The Condensed Chemical Dictionary", 8.Ausgabe,
G.G.Hawley, Van Nostrad Reinhold Co. (1972), Seite 698,. und "Physical Chemistry", 2.Ausgabe, F. Daniels und
R.A. Albertyj.Verlag John Wiley & Sons, Inc. (1961),
Seiten 428-429.
Die thermodynamische Dissoziationskonstante Ka hängt
von der Temperatur und dem Lösungsmittel ab (vgl. Daniels und Alberty, aaO, Seite 429). Folglich bezieht
sich im vorliegenden Falle die Angabe "pKa-Wert unter oder gleich 5,0" auf einen pKa-Wert bei 250C
in destilliertem Wasser.
Die Säure kann aus einer Mineralsäure, wie Schwefel-, Chlorwasserstoff-, Phosphor-, Fluorwasserstoff- oder
Fluorborsäure, oder einer organischen Säure, wie Trichloressig-, Dichloressig-, Chloressig, Essig-, Trifluoressig,
Benzoe-, Methansulfon- oder ρ-Toluolsulfonsäure,
vorzugsweise Trichloressigsäure, bestehen. Vorzugsweise wird (werden) pro Äquivalent an substituiertem
Anilin der Formel I 1 bis 4 Äquivalent(e) Säure eingesetzt.
Der Eisenkatalysator kann in Form eines feinteiligen festen Eisenpulvers zum Einsatz gelangen. Pro Äquivalent
an substituiertem Anilin der Formel I oder substituierter Diazoverbindung der Formel I1 wird
(werden) 0,1 bis 2 Äquivalent(e) Katalysator eingesetzt. Bei Verwendung von Eisenpulver müssen die Reak-
-47-
tionsbedingungen derart gewählt werden, daß eine rechtzeitige Bildung des Eisensalzes in situ sichergestellt
ist.
Die bevorzugten Ausgangsmaterialien sind 4-Brom-2-fluoranilin (vgl. "Chem.Abstr." 78,43571q (1973))
und Benzol.
Im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung erfolgt eine Umsetzung des substituierten Anilins der Formel
I mit dem Benzol der Formel II in Gegenwart eines Nitrits, einer Säure und des Eisenkatalysators. Als
Lösungsmittel wird überschüssiges Benzol der Formel II verwendet. Die Umsetzung wird bei einer Temperatur
von etwa 0° bis Rückflußtemperatur durchgeführt und erfordert - je nach der Temperatur und sonstigen
Faktoren - 1 bis 20 h. Die Umsetzung kann durch Gas/-Flüssigkeits-Chromatographie
überwacht werden. Das Reaktionsprodukt wird in üblicher bekannter Weise aufgearbeitet.
Zur Einleitung der Umsetzung werden das substituierte Anilin der Formel I und die Säure einem Gemisch aus
dem Nitrit und dem Benzol der Formel II zugesetzt.
Vorzugsweise werden das substituierte Anilin der Formel I und die Säure gleichzeitig zugegeben. Das Reaktionsmedium
kann wäßrig oder nicht-wäßrig sein. Vorzugsweise sollte als Lösungsmittel überschüssiges
Benzol der Formel II verwendet und das substituierte Anilin der Formel I in Form einer Lösung in dem Benzol
der Formel II zugesetzt werden. Wenn die Kupplungsreaktion in nicht-wäßriger Umgebung mit festem Metallnitrit
abläuft, sollte zweckmäßigerweise ein Absorptionsmittel, wie wasserfreies Natrium- oder Magnesiumsulfat
zugegeben werden. Wenn unter wäßrigen Bedingun-
- 48-
gen gearbeitet wird, wird Kaliumnitrit gegenüber Natriumnitrit bevorzugt.
Nach beendeter Umsetzung wird die gebildete substituierte Biphenylverbindung der Formel III in üblicher
bekannter Weise isoliert und gereinigt. Im Falle, daß m 0, jedoch = 1 oder 2, entstehen positionsisomere
substituierte Biphenyle der Formel III. Die gewünschten substituierten Biphenylverbindungen der Formel III
werden von den unerwünschten Positionsisomeren und dem Reaktionsgemisch in üblicher bekannter Weise getrennt.
Die Schwierigkeiten des Entstehens von Positionsisomeren erschwert die Isolierung gegenüber dem Fall,
daß m « 0 und keine Isomeren gebildet werden. Diese Situation kann der Fachmann Jedoch routinemäßig lösen.
Anstatt durch Verwendung eines substituierten Anilins der Formel I, eines Nitrits und einer Säure eine
substituierte Diazoverbindung der Formel I' in situ zu bilden, kann die Umsetzung auch ausgehend von
einer substituierten Diazoverbindung der Formel I1 anstelle eines substituierten Anilins der Formel I
und Umsetzen derselben mit Benzol in Gegenwart einer Säure und eines Eisenkatalysators durchgeführt werden.
Verfahren zur Herstellung der substituierten Diazoverbindungen der Formel I werden in der US-PS
3 992 459, Spalte 4, Zeilen 44-63, beschrieben. Vorzugsweise sollte Jedoch die substituierte Diazover-
3^ bindung der Formel I' in situ erzeugt werden, so daß
das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise mit einem substituierten Anilin der Formel I und einem
Nitrit begonnen wird.
Aus der US-PS 3 992 459 ist es bekannt, daß die Anwesenheit eines feinteiligen inerten Feststoffs während
einer Kupplungsreaktion entsprechend der erfindungsgemäfl
durchgeführten Kupplungsreaktion von Vorteil ist. Mitverwendbare feinteilige inerte Feststoffe sind beispielsweise
Silikagel, Diatomeenerde, gemahlenes Glas, Aluminiumoxid, gemahlene Molekularsiebe, Magnesiumsulfat
und dergleichen. Solche feinteilige inerte Feststoffe können auch im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens mitverwendet werden. Ihre Mitverwendung ist jedoch nicht erforderlich, da die Umsetzung auch
ohne Anwesenheit eines feinteiligen inerten Feststoffs
rasch abläuft (vgl. Beispiel 1).
Ähnliche Kupplungsreaktionen benutzen, wie bereits erwähnt, Kupferkatalysatoren (vgl. US-PS 3 992 459 und
DE-OS 30 46 512). Diese Kupferkatalysatoren müssen jedoch
rückgewonnen und/oder beseitigt werden, was bei den erfindungsgemäß eingesetzten Eisenkatalysatoren
nicht erforderlich ist.
Die erfindungsgemäß erhältlichen substituierten Biphenylverbindungen
der Formel III eignen sich als Zwischenprodukte bei der Herstellung von pharmakologisch
als Analgetika, Antipyretika und entzündungshemmende oder -widrige Mittel einsetzbaren Verbindungen.
Beispielsweise wird das erfindungsgemäß herstellbare (vgl. Beispiel 1) 4-Brom-2-fluorbiphenyl gemäß
den Lehren der US-PS 3 959 364 in die aus der US-PS 3 725 427 als wertvolles Arzneimittel bekannte 2-(2-Fluor-4-biphenyl)-propionsäure
überführt. Aus der US-PS 3 784 705 ist die Umwandlung von erfindungsgemäß
herstellbarem 4-Chlorbiphenyl in 2-(4'-Chlor-4-biphenyl)-propionsäure
bekannt. Letztere stellt ein Analgetikum, Antipyretikum und entzündungshemmendes oder -widriges
Arzneimittel dar. Aus der US-PS 3 992 459 sind die Umwandlung von erfindungsgemäß erhältlichem 2,4-Di-
fluorbiphenyl in 5-(2,4-Difluorphenyl)~salicylsäure und deren Eignung als Analgetikum, Antipyretikum und
entzündungshemmendes oder -widriges Arzneimittel bekannt.
Im folgenden wird zunächst die Herstellung einiger Ausgangsaniline der Formel I näher erläutert.
Herstellungsbeispiel 1
4-Brom-2-fluoranilin
4-Brom-2-fluoranilin
37»5 ml Dimethylformamid werden unter Stickstoff in einem Tropftrichter in 36,5 g 97,7-%iges 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
eingetragen, worauf das Gemisch bis zur Auflösung der Feststoffe gerührt wird. Danach
wird die erhaltene Lösung innerhalb von 55 min zu einem Gemisch aus 24,1 ml 2-Fluoranilin und 30 ml
Dimethylformamid, das in einem Trockeneis/Aceton-Bad
bei einer Temperatur von -34 bis -23 °C gehalten wird,
zutropfen gelassen. Der Tropftrichter wird mit 5 ml Methylenchlorid gespült. Dieses wird dann dem Reaktionsgemisch
zugesetzt. Danach wird das Reaktionsgemisch in einen 27 ml Methylenchlorid, 128 ml Heptan,
11 g 50-%iger Natriumhydroxidlösung und 120 ml Wasser
enthaltenden Scheidetrichter gegossen. Nach der Phasentrennung wird die wäßrige Schicht mit 20 tigern
Methylenchlorid in 50 ml Heptan extrahiert. Die organischen Extrakte werden vereinigt, dreimal mit ^eweils
100 ml Wasser gewaschen, getrocknet und unter vermindertem Druck eingeengt, wobei 94,0 % 4-Brom-2-fluoranilin
erhalten werden.
Herstellungsbeispiel· 2
4-Brom-2-chloranilin
4-Brom-2-chloranilin
Eine Lösung von 286 g 1 ^-Dibrom^jS-dimethylhydantoin
in 300 ml Dimethylformamid, wird innerhalb von 3 h in eine Lösung von 250 g 2-Chloranilin in 235 ml Dimethylformamid,
die in einem Trockeneis/Aceton-Bad unter Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von
«30°bis_40°C gehalten wird, eintropfen gelassen. Das
Gemisch wird über Nacht in einem Kühlschrank bei 00C stehengelassen und dann durch Gas/Flüssigkeits-Chromatographie
auf die Anwesenheit der Ausgangsverbindung 2-Chloranilin hin untersucht. Da noch eine
geringe Menge (etwa 2 %) 2-Chloranilin vorhanden sind,
Y5 werden innerhalb von 3 min zu dem auf eine Temperatur
von -250C gekühlten Reaktionsgemisch noch weitere 2,86 g
1 ,3*-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin in 3 ml Dimethylformamid
zugegeben. Nach dem Erwärmen des Reaktionsgemischs auf 200C werden 1000 ml Dimethylformamid zugegeben.
Eine Analyse durch Gas/Flüssigkeits-Chromatographie zeigt die Anwesenheit von 4-Brom-2-chloranilin
in 99 %iger Ausbeute. Die Dimethylformamid-Lösung wird in einem Scheidetrichter mit einem Gemisch
aus 50 %iger Natriumhydroxidlösung, 1,25 1 20 %igen Methylenchlorids in Hexan und 500 ml Wasser ausgeschüttelt.
Nach dem Extrahieren der wäßrigen Phase mit 200 ml 20 %igen Methylenchlorids in Hexan werden
die organischen Phasen vereinigt und mit 500 ml Wasser gewaschen. Danach wird das Ganze eingeengt und, sobald
das Produkt bei der Entfernung des Dimethylformamids zu kristallisieren beginnt, mit 300 ml Methylenchlorid
verdünnt. Nach dem Verdünnen der Lösung mit 500 ml Wasser wird das Ganze unter vermindertem Druck zu einer
dicken Aufschlämmung eingeengt. Diese wird mit 450 ml Heptan verdünnt, zum Auflösen der gebildeten Kristalle
erwärmt und dann unter Beimpfung abkühlen gelassen.
Nach dem Wiedererwärmen werden 250 ml Wasser zugegeben, worauf das Gemisch abgekühlt wird. Das hierbei auskristallisierte
Reaktionsprodukt wird mit 300 ml Wasser und mit 250 ml auf -200C gekühlterh Hexansgewaschen,
wobei 4-Brom-2-chloranilin erhalten wird.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veran s chauli chen.
4-Brom-2-fluorbiphenyl
5,0 g handelsübliches Eisenpulver, 125 g Trichloressig-
,c säure und 300 ml Benzol werden in einem kalten Wasserbad
ι ο
miteinander verrührt. Ferner werden 47,5 g gemäß Herstellungsbeispiel
1 hergestellten 4-Brom-2-fluoranilins einer Reinheit von 87 % in einem Tropftrichter in 100
ml Benzol gelöst. Die erhaltene Anilinlösung wird nun
2Q innerhalb von 2 h unter Rühren kontinuierlich in das
Trichloressigsäuregemisch eintropfen gelassen. Der Trichloressigsäurelosung werden während der Zugabe des
4-Brom-2-fluoranilins insgesamt 27,0 g Natriumnitrit in Portionen von 3 g alle 15 min zugesetzt. Mit Hilfe
eines kalten Wasserbades wird die Temperatur des über Nacht (bei dieser Temperatur) gerührten Reaktionsgemischs
zwischen 18°und 200C gehalten. Danach wird das
Reaktionsgemisch filtriert. Der erhaltene Filterkuchen wird mit 200 ml Benzol gewaschen. Das erste Filtrat
wird zweimal mit Jeweils 125 ml Wasser gewaschen. Die dabei gebildete wäßrige Schicht wird mit dem zum Waschen
des Filterkuchens verwendeten Benzol rückextrahiert. Danach werden die beiden Benzolfraktionen
miteinander vereinigt. Nach Zugabe von 5 g eines handelsüblichen Filterhilfsmittels wird das Gemisch unter
vermindertem Druck durch Erwärmen auf eine Temperatur von 800C zu einem öl eingeengt. Diesem öligen Rückstand
wird n-Heptan zugesetzt, worauf das Gemisch zum Abtreiben des Benzols erneut eingeengt wird. Das hierbei
erhaltene öl wird mit 375 ml n-Heptan gemischt, wobei eine dünne Aufschlämmung erhalten wird. Diese
wird filtriert. Der dabei gebildete Filterkuchen wird zweimal mit jeweils 200 ml n-Heptan gewaschen, worauf
das erste Filtrat zweimal mit jeweils 50 ml 85-%iger
Schwefelsäure extrahiert wird. Die hierbei angefallene Schwefelsäurebase wird mit dem zum Waschen des Filterkuchens
verwendeten n-Heptan rückgewaschen. Nun wird die erste n-Heptanschicht zweimal mit jeweils 200 ml
Wasser gewaschen, worauf die erhaltene wäßrige Schicht mit der zweiten n-Heptanschicht rückextrahiert wird.
Beide n-Heptanextrakte werden miteinander vereinigt und zweimal mit jeweils 100 ml 25 9<
>iger Natriumhydroxid lösung und dann dreimal mit jeweils 200 ml Waschwasser
gewaschen. Die wäßrigen Waschwässer werden schließlich mit 200 ml Heptan rückextrahiert. Nach dem Vereinigen
der beiden Heptanextrakte wird das Ganze unter vermindertem
Druck in einem 800C warmen Bad eingeengt,
wobei 4-Brom-2-fluorbiphenyl in Form eines Öls erhalten
wird.
2-(2-Fluor-4-biphenyl)-propionsäure
Sämtliche Maßnahmen werden unter Stickstoffatmosphäre oder in einer EthylenatmoSphäre in einer trockenen
Vorrichtung durchgeführt.
12,2 g Magnesium in 100 ml wasserfreien Äthers werden tropfenweise mit 15,6 g 1,2-Dibromethan versetzt. Nach
-χα-
dem Abflauen des Zurückfließens des Reaktionsgemische wird eine Lösung von 104,,4 g destillierten 4-Brom-2-fluorbiphenyls
der Formel III (gemäß Beispiel 1 hergestellt) in 300 ml Äther zutropfen gelassen. Danach
wird das Reaktionsgemisch zur Vervollständigung der Herstellung des Grignardreagenzes noch 1 h lang auf
Rückflußtemperatur erwärmt. Nach dem Abkühlen auf eine Temperatur von -200C wird das Reaktionsgemisch
mit gasförmigem Ethylen gesättigt, mit 1,08 g wasserfreien Nickelchlorids versetzt und dann sich unter
kräftigem Schütteln oder Rühren unter einer Ethylenatmosphäre eines Drucks von 304 - 404 kPa auf eine
Temperatur von 20 - 250C erwärmen gelassen. Nach 30-minütigem bis 2-stündigem Stehenlassen bei 20 250C
zeigt eine Analyse durch Gas/Flüssigkeits-Chromatographie keine weitere Änderung mehr. Nun wird
überschüssiges Ethylen vollständig aus dem System entfernt, indem es unter kräftigem Schütteln oder
Rühren zwei- bis sechsmal abwechselnd bei einem Vakuum von 10" evakuiert und dann wieder entspannt wird.
Nach dem Kühlen auf eine Temperatur von -100C wird das Reaktionsgemisch so lange mit gasförmigem Kohlendioxid
behandelt, bis keine exotherme Reaktion mehr eintritt. Danach wird das Reaktionsgemisch auf eine
Temperatur von 20 - 250C erwärmt und mit 150 ml
6 N Salzsäure angesäuert. Die organische Phase wird zweimal mit 100 ml Wasser gewaschen und dann viermal
mit jeweils 100 ml 1 N Kaliumbicarbonatlösung extrahiert.
Die vereinigten wäßrigen Extrakte werden viermal mit jeweils 50 ml Methylenchlorid gewaschen und
dann mit 40 ml konzentrierter Salzsäure angesäuert. Nach zweimaligem Extrahieren mit 50 ml Methylenchlorid,
das durch wasserfreies Natriumsulfat laufen gelassen worden war, wird das Ganze unter vermindertem
Druck eingeengt, wobei 2-(2-Fluor-4-bisphenyl)-
propionsäure erhalten wird. Diese wird aus Ethylacetat in einem Hexanisomerengemisch oder Heptan unter Mitverwendung
eines Entfärbungsmittels, wie Holzkohle, bei der letzten Kristallisation umkristallisiert.
5
Vorzugsweise wird zur Durchführung der geschilderten umsetzung ein Mischkatalysator hergestellt, indem eine
Lösung von Triethylaluminium in 0,83 ml 25 ^igen Hexans
zu einer Suspension von 164 mg wasserfreien Nickelbis(acetylacetonats)
in 2 ml wasserfreien Diethyläthers in einem Bad bei -140^ -300C unter Stickstoff- oder
EthylenatmoSphäre zutropfen gelassen wird. Das Gemisch
wird bei der angegebenen Temperatur 2 h lang gerührt und dann bei einer Temperatur von -2O0C der beschriebenen
Aryl-Grignard-Lösung einverleibt.
4-Brom-2-chlorbiphenyl
Entsprechend Beispiel 1 wird ausgehend von 4-Brom-2-chloranilin
4-Brom-2-chlorbiphenyl hergestellt.
2-(2-Chlor-4-biphenyl)-propionsäure
EinerAufschlämmung von 3,8 g Magnesiumspänen in 50 ml
wasserfreien Diethyläthers wird unter Stickstoff-
or, atmosphäre eine Lösung von 2,1 ml 1 ,2-Dibromethan
■ einverleibt. Nach dem Abflauen der Reaktion wird langsam innerhalb von 2 h eine Lösung von 32,4 g des gemäß
Beispiel 2 erhaltenen 4-Brom-2-chlorbiphenyls in 40 ml wasserfreien Diethyläthers zugegeben. Während
der Zugabe wird das Reaktionsgemisch nahe Rückfluß-
temperatur gehalten. Nach beendeter Zugabe wird die Reaktion durch 15-minütiges Erwärmen auf Rückflußtemperatur
beendet. Danach wird das in einem Parr-Kolben befindliche Gemisch auf eine Temperatur unter
-200C gekühlt und mit 470 mg wasserfreien Nickelchlorids
versetzt. Danach wird der Kolben in eine Parr-Vorrichtung gestellt und unter einer Atmosphäre von
gasförmigem Ethylen eines Drucks von 412 kPa geschüttelt. Das kräftige Schütteln dauert 15 min ohne
Erwärmen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Temperatur des Kolbeninhalts auf 260C gestiegen. Nun wird im Kolbenmantel
Wasser zirkulieren gelassen, um eine Temperatur von 28 - 3O0C aufrechtzuerhalten. Nach insgesamt 38 min
hört die Ethylenaufnähme auf. Nun wird entspannt, worauf
das Gemisch unter gelegentlichem Evakuieren zur Aufrechterhaltung eines Drucks unter Atmosphärendruck
(1 - 8" Vakuum) während etwa 30 min geschüttelt. Danach wird das Gemisch durch Zirkulierenlassen eines
-350C kalten Kühlmittels in dem Kolbenmantel auf eine
Temperatur von etwa -130C gekühlt. Nachdem der Kolben mit trockenem gasförmigem Kohlendioxid unter einem
Druck von 137 kPa gesetzt worden war, wird das Reaktionsgemisch etwa 30 min lang geschüttelt. Während
dieser Zeit steigt die Temperatur auf 2O0C. Nach dem Entspannen wird das Reaktionsgemisch mit überschüssiger
1 N Salzsäure angesäuert. Danach wird die Ätherschicht abgetrennt, zweimal mit Jeweils 25 ml Wasser gewaschen
und mit so viel 1 N Kaliumhydroxidlösung extrahiert, daß die wäßrige Schicht einen pH-Wert von 10 annimmt.
Die organische Phase wird mit 25 ml Wasser extrahiert, worauf die vereinigten wäßrigen Phasen mit 50 ml Diethyläther
gewaschen werden. Hierauf werden die wäßrigen Extrakte mit 10 %iger Schwefelsäure angesäuert und
mit 150 ml Äther und dann mit 25 ml Äther extrahiert.
Die beiden Ätherextrakte werden miteinander vereinigt,
mit 50 ml Wasser gewaschen und durch einen Baumwollpfropfen in einen trockenen Kolben gegossen. Nach dem
Verdünnen der Ätherlösung mit 250 ml wasserfreien Diethyläthers wird das Ganze zur Ausfällung des
Ammoniumsalzes 30 min lang unter Ammoniakatmosphäre gerührt. Hierauf wird die hierbei entstandene Aufschlämmung
in Eis gekühlt. Da's ausgefallene Salz wird gesammelt, mit Äther gewaschen und in einem Stickstoff
strom getrocknet, wobei das Ammoniumsalz in Form eines körnigen Feststoffs erhalten wird. Dieser wird
aus eine geringe Menge Ammoniak enthaltendem Wasser umkristallisiert. Die durch Ansäuern des Ammoniumsalzes
erhaltene freie Säure wird aus Heptan/Ethylacetat umkristallisiert, wobei 2-(2-Chlor-4-biphenyl)-propionsäure
in reiner Form erhalten wird.
Entsprechend Beispiel 1 werden ausgehend von verschieden substituierten Anilinen der Formel I und
Benzolen der Formel II verschieden substituierte Bipheny!verbindungen der Formel III hergestellt.
28-
Bei spiel |
Anilin | Benzol | Reaktionsprodukt |
5 | 4-Bromanilin | Fluorbenzol | 4-Brom-2'-fluor- biphenyl |
6 | 4-Brom-2-fluor- anilin |
Fluorbenzol | 4-Brom-2,2«-di- fluorbiphenyl |
7 | 4-Bromanilin | Chlorbenzol | 4-Brom-4'-chlor- biphenyl |
8 | 4-Bromanilin | Isobutyl- benzol |
4-Brom~4'-iso~ butylbiphenyl |
9 | 4-Brom-2-fluor- anilin |
Methoxy- benzol |
4-Brom-2-fluor-4'- methoxybiphenyl |
10 | 4-Brom-2-fluor- anilin |
m-Difluor- benzol |
4-Brom-292«,4'- trifluorbiphenyl |
11 | 2,4-Difluor- anilin |
Benzol | 2,4-Difluor- biphenyl |
12 | 4-Bromanilin | m-Difluor- benzol |
4-Brom-2f,4'-di- fluorbiphenyl |
Claims (47)
- PATENTANSPRÜCHEΊ.,Verfahren zur Herstellung substituierter Biphenylverbindungen der allgemeinen Formel:(III)worin bedeuten:R^ ein Fluor-, Chlor-, Brom- oder Jodatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom(en), eine Hydroxy-gruppe, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoff-25atom(en) im Alkylteil, eine Alkoxycarbonylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom(en) im Alkylteil, eine Nitrogruppe, eine m-Phenylgruppe, eine p-Phenylgruppe, eine Cyanogruppe oder eine Gruppe der Formel -C-(COOZ) (Q)3-xmit χ gleich 1 oder 2, Z gleich einer Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom(en) oder (im Falle χ = 2) zwei Resten Z gleich einer cyclischen Diestergruppe und Q gleich einem Wasserstoffatom oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom(en), wobei im Falle,daß η ■ 2, die beiden Reste R1 gleich oder verschieden sein können;Rp ein Fluor-, Chlor-, Brom- oder Jodatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom^en), eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom(en) im Alkylteil, eine Alkoxycarbonylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom(en) im Alkylteil, eine Nitrogruppe, eine m-Phenylgruppe, eine ρ-Phenylgruppe, eine Cyanogruppe oder eine Cycloalkylgruppe mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, wobei im Falle, daß m = 2, die beiden Reste R2 gleich oder verschieden sein können;m β 0, 1 oder 2 undη = 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß man(1) ein substituiertes Anilin der Formel:Γ Il ,R1) (I)inworin R^ und η die angegebene Bedeutung besitzen, in Gegenwart eines Nitrits, einer Säure und eines Eisenkatalysators mit einem Benzol der Formel:30worin Rp und m die angegebene Bedeutung besitzen reagieren läßt und(2) das gebildete Biphenyl der Formel (III) aus dem3 BReaktionsgemisch isoliert. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Nitrit ein Alkalimetallnitrit verwendet.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß man als Alkalimetallnitrit Natrium- oder Kaliumnitrit verwendet.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalimetallnitrit Natriumnitrit ver-wendet.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Nitrit ein Alkylnitrit mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen im Alkylteil verwendet.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkylnitrit Isoamylnitrit, Isopropylnitrit und/oder m-Pentylnitrit verwendet.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man pro Äquivalent an substituiertem Anilin der Formel I 1 bis 4 Äquivalent(e) Nitrit verwendet.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Säure eines pKa-Werts unter odergleich 5,0 verwendet.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß man als Säure eine Mineralsäure verwendet.
30 - 10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß man Schwefel-, Chlorwasserstoff-, Phosphor-,
Fluorwasserstoff- oder Fluorborsäure verwendet. - 11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,4
daß man als Säure eine organische Säure verwendet. - 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man Trichloressig-, Dichloressig-, Chloressig-, Essig-, Trifluoressig-, Benzoe-, Methansulfon- oder p-Toluolsulfonsäure verwendet.
- 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man Trichloressigsäure verwendet.
- 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man pro Äquivalent an substituiertem Anilin der Formel I 1 bis 4 Äquivalent(e) Säure verwendet.
- 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Eisenkatalysator Eisenpulver in Form eines feinteiligen Feststoffs verwendet.
- 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein substituiertes Anilin der Formel I mit η = 1 und R. gleich einem Substituenten der angegebenen Art in p-Stellung verwendet.
- 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man ein substituiertes Anilin der Formel I verwendet, worin R. für ein Bromatom steht.
- 18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein substituiertes Anilin der Formel I mitη = 2, einem Rest R. gleich einem Substituenten derangegebenen Art in p-Stellung und dem anderen RestR^ gleich einem Substituenten der angegebenen Art in o-Stellung verwendet.
- 19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,32188515
daß man ein Benzol der Formel II mit m » 0 verwendet. - 20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituiertes Anilin der Formel I eine Verbindung der Formel:verwendet.
- 21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituiertes Biphenyl der Formel III 4-Brom-2-fluorbiphenyl herstellt.
- 22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituiertes Biphenyl der Formel III 4-Brom-2'-fluorbiphenyl herstellt.
- 23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituiertes Biphenyl der Formel III 4-Brom-2,2'-difluorbiphenyl herstellt.
- 24. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituiertes Biphenyl der Formel III 2,4-Difluorbiphenyl herstellt.
- 25. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituiertes Biphenyl der Formel III 4-Brom-2f,4'-difluorbiphenyl herstellt.
- 26. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituiertes Biphenyl der Formel III 4-Brom-4'-chlorbiphenyl herstellt.
- 27. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituiertes Biphenyl der Formel III 4-Brom-2-chlorbiphenyl herstellt.
- 28. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituiertes Biphenyl der Formel III 4-Brom-4'-isobutylbiphenyl herstellt.
- 29. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituiertes Biphenyl der Formel III 4-Brom~2-fluor-4'-methoxybiphenyl herstellt.
- 30. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituiertes Biphenyl der Formel III 4-Brom-2,2',4'-trifluorbiphenyl herstellt.
- 31. Verfahren zur Herstellung von 4-Brom-2-fluorbiphenyl, dadurch gekennzeichnet, daß man 4-Brom-2-fluoranilin in Gegenwart von Natriumnitrit, Trichloressigsäure und Eisenpulver mit Benzol reagieren läßt und das gebildete 4-Brom-2-fluorbiphenyl aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
- 32. Verfahren zur Herstellung einer substituierten Bi-phenylverbindung der allgemeinen Formel: 30(in)(IVnworin R„, Rm und η die.. , ^p» m unc* n ^ie ^n Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß man(1) eine substituierte Diazoverbindung der allgemeinen Formel:worin R* und η die angegebene Bedeutung besitzen, in Gegenwart einer' starken Säure und eines Eisenkatalysators mit einem Benzol der Formel:(II)worin Rp und m die angegebene Bedeutung besitzen, reagieren läßt und(2) das gebildete substituierte Biphenyl aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
- 33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Säure eines pKa-Werts unter 5,0 verwendet.
- 34. Verfahren nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß man als Säure eine Mineralsäure verwendet.
- 35· Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mineralsäure Schwefel-, Chlorwasserstoff-, Phosphor-, Fluorwasserstoff- und/oder Fluorborsäure verwendet.
- 36. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß man als Säure eine organische Säure verwendet.
- 37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß man als organische Säure Trichloressig-, Dichloressig-, Chloressig-, Essig-, Trifluoressig-, Benzoe-, Methansulfon- und/oder p-Toluolsulfonsäure verwendet.
- 38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß man als organische Säure Trichloressigsäure verwendet .
- 39. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 4 Äquivalente der substituierten Diazoverbindung der Formel I· verwendet.
- 40. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß man den Eisenkatalysator in Form von Eisenpulver verwendet.
- 41. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß man eine substituierte Diazoverbindung der For-mel If verwendet, worin n lung befindet.1 und R. sich in p-Stel-
- 42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß man eine substituierte Diazoverbindung der Formel I1 verwendet, worin η = 1 und R1 für ein in p-Stellung befindliches Bromatom steht.
- 43. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß man eine substituierte Diazoverbindung der Formel I1 verwendet, worin η *» 2, einer der Reste R.,
sich in ρ-Stellung und der andere Rest R1 sich in' o-Stellung befindet. - 44. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Benzol der Formel II mit m = 0 verwendet.
- 45. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß man als substituierte Diazoverbindung eine solche der Formelverwendet. 30
- 46. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß man 4-Brom-2-fluorbiphenyl herstellt.
- 47. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß man 4-Brom-2-chlorbiphenyl herstellt.
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