EP1087928A1 - Katalytisch titan(iv)-oxid vermittelte geminale symmetrische dialkylierung von carbonsäureamiden - Google Patents

Katalytisch titan(iv)-oxid vermittelte geminale symmetrische dialkylierung von carbonsäureamiden

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EP1087928A1
EP1087928A1 EP99929280A EP99929280A EP1087928A1 EP 1087928 A1 EP1087928 A1 EP 1087928A1 EP 99929280 A EP99929280 A EP 99929280A EP 99929280 A EP99929280 A EP 99929280A EP 1087928 A1 EP1087928 A1 EP 1087928A1
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EP
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general formula
atoms
dioxide
group
metal
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Withdrawn
Application number
EP99929280A
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Herwig Buchholz
Urs Welz-Biermann
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Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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Publication date
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    • B01J2231/34—Other additions, e.g. Monsanto-type carbonylations, addition to 1,2-C=X or 1,2-C-X triplebonds, additions to 1,4-C=C-C=X or 1,4-C=-C-X triple bonds with X, e.g. O, S, NH/N
    • B01J2231/341—1,2-additions, e.g. aldol or Knoevenagel condensations
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    • B01J2231/40—Substitution reactions at carbon centres, e.g. C-C or C-X, i.e. carbon-hetero atom, cross-coupling, C-H activation or ring-opening reactions

Definitions

  • the present invention relates to a process for the symmetrical disubstitution of carboxamides on the geminal carbonyl carbon atom by means of Grignard reagents in the presence of titanium dioxide and the compounds of the general formula (I) prepared by this process
  • R 2 or R 1 and R 3 or R 8 and R 9 can be connected to one another and together form a cyclic ring with 3 to 8 C atoms, which optionally also has at least one further heteroatom selected from the group -S-, -O- and -NR 6 - contains,
  • R 4 A Ar, -Si (R 6 ) 3 , -Sn (R 6 ) 3 , -SR 7 , -OR 7 , -NR 8 R 9 , wherein R 8 and
  • R 9 have the given meanings or R 8 and R 9 or two radicals R 4 can be connected to one another and together form a cyclic ring with 3 to 8 C atoms, which optionally also has at least one heteroatom selected from the group -S in addition to a nitrogen atom -, -O- and -NR 6 - may contain;
  • R 6 , R 7 , R 8 and R 9 independently of one another A or Ar
  • A is a straight-chain or branched alkyl radical with 1 to 10 C-
  • Atoms straight-chain or branched alkenyl radical with 2 to 10 carbon atoms, or straight-chain or branched Alkynyl radical with 2-10 C atoms or substituted or unsubstituted cycloalkyl radical with 3 - 8 C atoms, mono- or polyunsaturated cycloalkyl radical with 3 - 8 C atoms and
  • Ar is a substituted or unsubstituted aryl radical with 6-20 C
  • the products are used in the symmetrical dialkylations of amides known to date, which were carried out using a Grignard reagent mostly only obtained as by-products.
  • the yields achieved range from a few percent to a maximum of about 50%.
  • R, R 2 and R 3 independently of one another
  • H, A, Ar, -Si (R 6 ) 3 , -Sn (R 6 ) 3 , -SR 7 , -OR 7 , -NR 8 R 9 or R 1 and R 2 or R 1 and R 3 or R 8 and R 9 can be connected to one another and together form a cyclic ring with 3 to 8 carbon atoms, which optionally contains, in addition to nitrogen, at least one further heteroatom selected from the group -S-, -O- and -NR 6 -,
  • R 4 A Ar, -Si (R 6 ) 3 , -Sn (R 6 ) 3 , -SR 7 , -OR 7 , -NR 8 R 9 , wherein R 8 and
  • R 9 have the given meanings or R 8 and R 9 or two radicals R 4 can be connected to one another and together form a cyclic ring with 3 to 8 C atoms, which optionally also has at least one heteroatom selected from the group -S in addition to a nitrogen atom -, -O- and -NR 6 - may contain;
  • R 6 , R 7 , R 8 and R 9 independently of one another A or Ar
  • A is a straight-chain or branched alkyl radical with 1 to 10 C-
  • Atoms straight-chain or branched alkenyl radical with 2 to 10 C atoms, or straight-chain or branched alkynyl radical with 2-10 C atoms or substituted or unsubstituted cycloalkyl radical with 3 - 8 C atoms, mono- or polyunsaturated cycloalkyl radical with 3 - 8 C -Atoms and Ar is a substituted or unsubstituted aryl radical with 6-20 C
  • R 1 , R 2 and R 3 have the meanings given for formula (I), by reaction with a nucleophilic reagent of the general form (purple) or a nucleophilic reagent of the general formula (IIIb)
  • R 4 has the meaning given for formula (I), and
  • the process is carried out in the presence of catalytic amounts of a metal oxide selected from the group consisting of titanium dioxide, zirconium dioxide and hafnium dioxide.
  • the invention also relates to a corresponding process which is carried out in the presence of a cocatalyst.
  • the present invention therefore also includes a process in which metal isopropylates and alkylsilyl halides are used as cocatalysts; namely metal isopropylates of the general formula (IV) and alkylsilyl halides of the general formula (V)
  • M 'AI Ca, Na, K, Si or Mg, preferably Mg or Na
  • s is an integer from 1 to 4 and the oxidation state of the metal
  • n 1 to '10
  • the invention thus also relates to a method which is characterized in that
  • a ') magnesium shavings a carboxamide of the general formula (II), 1-15 mol% of a metal oxide selected from the group consisting of titanium dioxide, zirconium dioxide and hafnium dioxide, based on the carboxamide at room temperature under an inert gas atmosphere in a solvent selected from the group consisting of toluene, THF, n-hexane, benzene and diethyl ether,
  • carboxamides of the general formula (II) can be reacted with good yields in the process described here, in which R 1 , R 2 and R 3 can independently assume the following meanings:
  • Cycloalkyl with 3-8 C atoms such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl or corresponding methyl- or ethyl-substituted cycloalkyl groups or mono- or polyunsaturated cycloalkyl groups, such as cyclopentenyl or cyclopentadienyl or branched or unbranched alkenyl with 2 up to 10 carbon atoms, such as allyl, vinyl, isopropenyl, propenyl or branched or unbranched alkynyl having 2 to 10 carbon atoms, such as ethynyl, propynyl or
  • Group N0 2 , F, Cl, Br, NH 2 , NHA, NA 2 , OH and OA where A can have the meanings given above, can be single, multiple or completely halogenated, preferably fluorinated, or
  • Phenylethynyl Good yields are also achieved in particular with carboxamides in which R 1 and R 2 or R 1 and R 3 together form a cyclic ring with 3-8 C atoms which, in addition to nitrogen, contains further heteroatoms, such as -S-, -O- or -NR 6 - contains.
  • Particularly preferred here are compounds in which a simple cyclic ring is formed by R 1 and R 2 or R 1 and R 3 , which includes the nitrogen of the carboxamide or in which R 1 and R 2 or R 1 and R 3 form a cyclic ring form, which contains an oxygen atom as another heteroatom.
  • Grignard or lithium organic can be used as nucleophilic reagent
  • R 4 preferably represents an alkyl radical having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n- or i-propyl, n-, sec- or t-butyl, pentyl, hexyl,
  • aryl radicals with 6 to 20 C atoms optionally unsubstituted or mono- or polysubstituted, such as phenyl, naphthyl, anthryl, phenanthryl, mono- or polysubstituted by substituents selected from the group NO 2 , F, Cl, Br, NH 2 , NHA, NA 2 , OH and OA, where A can have the meanings given above, can be single, multiple or completely halogenated, preferably fluorinated, or
  • aralkyl radicals with 7 to 20 carbon atoms such as benzyl
  • substituents selected from the group NO 2 , F, Cl, Br, NH 2 , NHA, NA 2 , OH and OA, where A is the can have meanings given above, can be single, multiple or fully halogenated, preferably fluorinated
  • Alkynyl group can take the given meanings, e.g. in phenylethynyl. 5
  • R 4 particularly preferably has the meaning of an alkyl radical, such as, for example, methyl, ethyl, n- or i-propyl, n-, sec- or t-butyl, pentyl, hexyl, or a cycloalkyl radical, such as, for example, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl , or an aryl radical, such as phenyl, or an aralkyl radical, such as benzyl.
  • an alkyl radical such as, for example, methyl, ethyl, n- or i-propyl, n-, sec- or t-butyl, pentyl, hexyl
  • a cycloalkyl radical such as, for example, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl
  • an aryl radical such as
  • the radical Z in the general formulas (purple) or (IIIb) preferably represents a radical MgX with X for Cl or Br or the radical Z for lithium.
  • Grignard compounds such as: methylmagnesium bromide, ethylmagnesium bromide, n- or i-propylmagnesium bromide, i-, sec- or tert-butylmagnesium bromide, n-hexylmagnesium bromide, cyclohexylmagnesium chloride, allylmagnesiumbromidomomesomomomagnesomomomesomomomagnesomomesomomomagnesomomomagnesium bromide, used.
  • M 'AI Ca, Na, K, Si or Mg, preferably Mg or Na
  • s is an integer from 1 to 4 and the oxidation state of the metal
  • Metal isopropylates are preferably used in which s is an integer from 1 to 4 and the oxidation state of the metal and M 'Al, Ca, Na, K, Si or Mg means. Mg or Na are particularly preferred.
  • Alkylsilyl halides in which R denotes alkyl having 1 to 6 C atoms are preferably used. Those in which R is alkyl with 1 to 3 C atoms and X is chlorine are particularly preferred.
  • silicon compounds are suitable as cocatalysts:
  • metal dioxide selected from the group consisting of titanium dioxide, Zirconia and hafnium dioxide can be used as a catalyst.
  • Powdered titanium (IV) dioxide is preferably used. In the simplest case, this can be a technical quality. In order to be able to ensure simple separation after the reaction has taken place, it is advantageous to choose a quality which is not too finely divided. That through
  • Heating pre-dried metal dioxide, preferably titanium dioxide, is used as a suspension in a suitable, pre-dried solvent.
  • suitable solvents are e.g. aliphatic or aromatic hydrocarbons or ethers.
  • Solvents selected from the group consisting of toluene, THF, n-hexane, benzene and diethyl ether are preferably used, which are dried before the reaction by methods known to the person skilled in the art. Drying can be done using magnesium sulfate, calcium chloride, sodium, potassium hydroxide or other methods.
  • a preferred embodiment of the process according to the invention is that the titanium dioxide used as catalyst in an amount of 1 to 15, preferably 1, 5 to 14, in particular 2 to 10, and very particularly preferably 3 to 6 mol%, based on one mol of the amide used as starting material is presented in the form of a suspension which is adjusted to a temperature of 10 to 30 ° C., preferably to 15-25 ° C., particularly preferably to a temperature of about 20 ° C. Under an inert gas atmosphere (nitrogen or argon), the starting material is slowly added dropwise either as such in liquid form or dissolved in a solvent selected from the group consisting of toluene, THF, n-hexane, benzene and diethyl ether with stirring.
  • a solvent selected from the group consisting of toluene, THF, n-hexane, benzene and diethyl ether with stirring.
  • nucleophilic reagent prepared according to methods well known to the person skilled in the art, should take place so slowly that the temperature of the reaction mixture does not exceed 50.degree. It is advantageous if the nucleophilic reagent, ie the Grignard reagent or the lithium compound, is added with thorough mixing, preferably with intensive stirring.
  • the nucleophilic reagent used preferably a Grignard reagent, is added in an amount of 2.1 to 3 moles per mole of reactant reactant.
  • the Grignard reagent is preferably added in an amount of 2.2 to 2.6 mol based on 1 mol of starting material. If a nucleophilic reagent or Grignard reagent of the general formula (IIIb) is used, it is added to the reaction solution corresponding to twice the number of reactive groups, only in equimolar amounts based on the starting material.
  • the reaction mixture is stirred at constant temperature for some time until the reaction is complete.
  • the Grignard reagent is prepared in situ by reacting magnesium with a compound of the general formula (purple ') or (IIIb'), in which R 4 and X have the meanings given above.
  • the amount of magnesium is preferably 2 to 5 times the molar amount, preferably 2.8 to 3.2 times the molar amount, based on the compounds of the general formula (II) used as starting material and the amount of the compound of the general formula (purple ') or (IIIb') is 2 to 3.8 times the molar amount, preferably 2.2 to 2.6 times the molar amount based on the compound of the general formula (II).
  • symmetrically substituted amino compounds of the general formula (I) can be prepared with good or satisfactory yields within reasonable reaction times.
  • the reaction times can be considerably shortened, in the best case to one hour, without thereby reducing the yields achieved to have to.
  • Metal dioxide selected from the group consisting of titanium dioxide, zirconium dioxide and hafnium dioxide, as a catalyst and a compound of the general
  • Tetrahydrofuran was added dropwise with stirring. 5 mmol of cocatalyst, likewise taken up in dried tetrahydrofuran, are slowly added to this mixture with stirring. The mixture is stirred at 20 ° C. for 5 minutes and then 12 mmol of Grignard reagent are added so slowly that the temperature of the reaction mixture does not rise above 50 ° C. Until the implementation is complete, another
  • reaction mixture can be worked up in a manner known to the person skilled in the art.
  • the products can be used as salts with the help of hydrochloric acid solutions such.
  • hydrochloric acid solutions such as a 1 molar ethereal hydrochloric acid solution, precipitated and filtered, and, if necessary, purified by recrystallization.
  • a suitable amount of saturated ammonium chloride solution and water can be added and stirring is continued intensively for several hours (1-3 hours).
  • the resulting precipitate is separated off and washed with a little ether, preferably diethyl ether.
  • the filtrate is made basic (pH> 10) by adding a suitable alkali, such as a NaOH, KOH, sodium or potassium carbonate solution, preferably sodium hydroxide solution.
  • a suitable alkali such as a NaOH, KOH, sodium or potassium carbonate solution, preferably sodium hydroxide solution.
  • the phases that form are then separated and the aqueous phase is extracted several times (e.g. three times with 30 ml each in the above special case) with diethyl ether.
  • the combined organic phases are washed with (e.g. 15 ml) saturated sodium chloride solution and can be dried over potassium carbonate, magnesium sulfate or sodium sulfate and filtered.
  • the products can be purified in various ways by methods known to those skilled in the art, e.g. in the following way:
  • Acid solutions preferably an aqueous hydrochloric acid solution, extracted.
  • the extract obtained is adjusted to pH> 10 using lyes, preferably 2 M sodium hydroxide solution, and extracted at least once, preferably several times, with diethyl ether.
  • the organic phases obtained in this way, which contain the reaction product, can optionally be dried over potassium carbonate, magnesium sulfate or sodium sulfate and freed from the organic solvent under vacuum.
  • the Grignard reagents can also be replaced by the corresponding lithium compounds.
  • the corresponding lithium compounds can, like that
  • (I) can e.g. B. as intermediates for the production of sulfur- or selenium-containing amines for the chiral catalysis of diethylzinc syntheses (literature: Werth, Thomas; Tetrahedron Lett. 36; 1995, 7849-7852, Werth, Thomas et all. Helv. Chim. Acta 79, 1996, 1957-1966) can be used.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur symmetrischen Disubstitution von Carbonsäureamiden am geminalen Carbonyl-C-Atom mittels Grignard-Reagenzien in Gegenwart von Titandioxid.

Description

Katalytisch Titan(IV)-oxid vermittelte geminale symmetrische Dialkyiierung von Carbonsäureamiden
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur symmetrischen Disubstitution von Carbonsäureamiden am geminalen Carbonyl-C-Atom mittels Grignard-Reagenzien in Gegenwart von Titandioxid und die durch dieses Verfahren hergestellten Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
R AA R >
worin
R1, R2 und R3 unabhängig voneinander
H, A, Ar, -Si(R6)3, -Sn(R6)3, -SR7, -OR7, -NR8R9 oder R1 und
R2 bzw. R1 und R3 oder R8 und R9 miteinander verbunden sein können und gemeinsam einen cyclischen Ring bilden mit 3 bis 8 C-Atomen, der gegebenenfalls neben Stickstoff noch wenigstens ein weiteres Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe -S-, -O- und -NR6- enthält,
R4 A, Ar, -Si(R6)3, -Sn(R6)3, -SR7, -OR7, -NR8R9 , worin R8 und
R9 die gegebenen Bedeutungen haben oder R8 und R9 oder zwei Reste R4 miteinander verbunden sein können und gemeinsam einen cyclischen Ring mit 3 bis 8 C-Atomen bilden, welcher gegebenenfalls neben einem Stickstoffatom noch wenigstens ein Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe -S-, -O- und -NR6- enthalten kann;
R6, R7, R8 und R9 unabhängig voneinander A oder Ar,
A ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 10 C-
Atomen, geradkettiger oder verzweigter Alkenylrest mit 2 bis 10 C-Atomen, oder geradkettiger oder verzweigter Alkinylrest mit 2-10 C-Atomen oder substituierter oder unsubstituierter Cycloalkylrest mit 3 - 8 C-Atomen, ein- oder mehrfach ungesättigter Cycloalkylrest mit 3 - 8 C-Atomen und
Ar ein substituierter oder unsubstituierter Arylrest mit 6 - 20 C-
Atomen bedeuten.
In Untersuchungen über Titan-vermittelte Alkyiierungen von Carbonylfunktionen wurden neben Monoalkylierungen auch geminale Dialkylierungen mittels diverser Titanreagenzien einbezogen. Vor allem interessierte hierbei die geminale Dimethylstrukutr, die häufig als ein Bestandteil in Terpenen und Steroiden zu finden ist. Es zeigte sich, daß eine Vielzahl von Ketonen mit Hilfe von (CH3)2TiCl2 methyliert werden kann (M. T. Reetz, J. Westermann, R. Steinbach, J. Chem. Soc, Chem. Commun. (1981) 237; M. T. Reetz, J. Westerman, S. H. Kyung, Chem.
Ber. (1985) 118, 1050). Jedoch sind bisher keine Untersuchungen bekannt zur Übertragung anderer Alkylbausteine mittels verschiedener Titanreagenzien.
Geminal symmetrische Dialkylierungen von Amiden sind schon lange aufgrund ihrer Umsetzungen mit Grignard-Reagenzien bekannt (F. Kuffner, S. Sattler-Dornbach, W. Seifried, Mh. Chem. (1962) 93, 469).
Bisher sind geminale Dimethylierungen, welche zu hohen Ausbeuten führen, nur im Fall von reinen Ketonen bzw. Aldehyden bekannt, wobei es sich um Titan-vermittelte Alkyiierungen handelt. Für die Synthese des benötigten Titanorganyls TiMe2CI2 sind dabei die Reagenzien ZnMe2 oder AIMe3 erforderlich, da etherische Lösungen von MeMgCI/TiCI4 nur zu einer einfachen Addition der Methylgruppe an Ketogruppen führt (M. T. Reetz, J. Westermann, R. Steinbach, J. Chem. Soc, Chem, Commun. (1981) 237; M. T. Reetz, J. Westerman, S. H. Kyung, Chem. Ber. (1985) 118, 1050).
Bei den bis heute bekannten symmetrischen Dialkylierungen von Amiden, die mit Hilfe eines Grignard-Reagenzes erfolgten, werden die Produkte meist nur als Nebenprodukte erhalten. Erzielte Ausbeuten liegen dabei im Bereich von wenigen Prozenten bis maximal etwa 50 %.
110
110
506
Tabelle 1
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein preiswertes, einfach durchzuführendes Verfahren zur Verfügung zu stellen, durch das aus Amiden der allgemeinen Formel (II)
worin R1, R2 und R3 die oben gegebenen Bedeutungen haben, in hohen Ausbeuten am geminalen Carbonyl-C-Atom symmetrisch substituierte Verbindungen der oben gegebenen allgemeinen Formel (I) erhalten werden. Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
worin
R , R2 und R3 unabhängig voneinander
H, A, Ar, -Si(R6)3, -Sn(R6)3, -SR7, -OR7, -NR8R9 oder R1 und R2 bzw. R1 und R3 oder R8 und R9 miteinander verbunden sein können und gemeinsam einen cyclischen Ring bilden mit 3 bis 8 C-Atomen, der gegebenenfalls neben Stickstoff noch wenigstens ein weiteres Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe -S-, -O- und -NR6- enthält,
R4 A, Ar, -Si(R6)3, -Sn(R6)3, -SR7, -OR7, -NR8R9 , worin R8 und
R9 die gegebenen Bedeutungen haben oder R8 und R9 oder zwei Reste R4 miteinander verbunden sein können und gemeinsam einen cyclischen Ring mit 3 bis 8 C-Atomen bilden, welcher gegebenenfalls neben einem Stickstoffatom noch wenigstens ein Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe -S-, -O- und -NR6- enthalten kann;
R6, R7, R8 und R9 unabhängig voneinander A oder Ar,
A ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 10 C-
Atomen, geradkettiger oder verzweigter Alkenylrest mit 2 bis 10 C-Atomen, oder geradkettiger oder verzweigter Alkinylrest mit 2-10 C-Atomen oder substituierter oder unsubstituierter Cycloalkylrest mit 3 - 8 C-Atomen, ein- oder mehrfach ungesättigter Cycloalkylrest mit 3 - 8 C-Atomen und Ar ein substituierter oder unsubstituierter Arylrest mit 6 - 20 C-
Atomen bedeuten,
aus Verbindungen der Formel (II)
R 1 O 3 (II)
R R
worin R1, R2 und R3 die für Formel (I) gegebenen Bedeutungen haben, durch Umsetzung mit einem nukleophilen Reagenz der allgemeinen Form (lila) oder einem nukleophilen Reagenz der allgemeinen Formel (lllb)
Z-R4 (lila)
Z-R -R4-Z (lllb)
worin
R4 die für Formel (I) gegebene Bedeutung hat, und
Z Li oder MgX mit
X Hai und
Hai Cl, Br, oder I
bedeuten,
wobei letztere(s) in situ erzeugt oder direkt zugegeben werden (wird).
Erfindungsgemäß wird das Verfahren in Gegenwart von katalytischen Mengen eines Metalloxids, ausgewählt aus der Gruppe Titandioxid, Zirconiumdioxid und Hafniumdioxid, durchgeführt. Gegenstand der Erfindung ist auch ein entsprechendes Verfahren, das in Gegenwart eines Cokatalysators durchgeführt wird. Die vorliegende Erfindung schließt daher auch ein Verfahren ein, zu dessen Durchführung Metallisopropylate und Alkylsilylhalogenide als Cokatalysatoren verwendet werden; und zwar Metallisopropylate der allgemeinen Formel (IV) und Alkylsilylhalogenide der allgemeinen Formel (V)
M'(s+)(0-iPropyl)s (IV)
R3SiX (V)
oder der allgemeinen Formel (VI)
Ro-(X)m-Si-Y-(Si)p-(X)q-Ro (VI)
worin
M' AI, Ca, Na, K, Si oder Mg, vorzugsweise Mg oder Na
s eine ganze Zahl von 1 bis 4 und die Oxidationsstufe des Metalls
R Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen oder Aryl mit 6 bis 20 C-Atomen
X F, Cl, Br, CN
m 0, 1 ,
n 1 bis '10,
o 0, 2, 3,
P 0, 1
und
q 0, 1
bedeuten, mit der Maßgabe, daß 0=3 und Y≠(CH2)n, wenn m=0. Gegenstand der Erfindung ist somit auch ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man
a) ein Carbonsäureamid der allgemeinen Formel (II), 1 -15 mol-% eines Metalloxids ausgewählt aus der Gruppe Titandioxid, Zirconiumdioxid und Hafniumdioxid, bezogen auf das Carbonsäureamid, und gegebenenfalls ein Cokatalysator bei Raumtemperatur unter Inertgasatmosphäre in einem Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe Toluol, THF, n-Hexan, Benzol und Diethylether, vorlegt,
b) eine Lösung, enthaltend ein nukleophiles Reagenz der allgemeinen Formel (lila) oder (lllb) zutropft und
c) unter Rühren nachreagieren läßt und nach Beendigung der Reaktion in üblicher Weise aufarbeitet
oder daß man, wenn Z = MgX
a') Magnesiumspäne, ein Carbonsäureamid der allgemeinen Formel (II), 1 - 15 mol-% eines Metalloxid ausgewählt aus der Gruppe Titandioxid, Zirconiumdioxid und Hafniumdioxid, bezogen auf das Carbonsäureamid bei Raumtemperatur unter Inertgasatmosphäre in einem Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe Toluol, THF, n-Hexan, Benzol und Diethylether vorlegt,
b') ein in einem Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe Toluol, THF, n- Hexan, Benzol und Diethylether, aufgenommenes Alkylhalogenid der allgemeinen Formel (lila1) oder (lllb')
X-R4 (lila')
oder χ_R _R _χ (lllb')
worin R4 und X die für die Formel (I) gegebenen Bedeutungen haben, zutropft,
c') unter Rühren nachreagieren läßt und nach Beendigung der Reaktion in üblicher Weise aufarbeitet. Versuche haben gezeigt, daß mit einem nukleophilen Reagenz der allgemeinen Formel (lila) oder (lllb), welches ein Grignard-Reagenz sein kann und entweder in situ erzeugt oder als solches zum Reaktionsgemisch hinzugegeben wird, Carbonsäureamide der allgemeinen Formel (II) in Gegenwart von katalytischen Mengen Titandioxid, Zirconiumdioxid oder Hafniumdioxid in einfacher Weise zu symmetrisch substituierten Verbindungen der allgemeinen Formel (I) umgesetzt werden können.
Erfindungsgemäß können nach dem hier beschriebenen Verfahren Carbonsäureamide der allgemeinen Formel (II) mit guten Ausbeuten umgesetzt werden in denen R1, R2 und R3 unabhängig voneinander die folgenden Bedeutungen annehmen können:
H oder
A d. h. verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen, wie Methyl, Ethyl, n- oder i-Propyl, n-, sec- oder t-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl sowie deren geeigneten Isomere, oder
Cycloalkyl mit 3-8 C-Atomen, wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl bzw. entsprechende Methyl- oder Ethyl-substituierte Cycloalkylgruppen oder ein- oder mehrfach ungesättigte Cycloalkylgruppen, wie Cyclopentenyl oder Cyclopentadienyl oder verzweigtes oder unverzweigtes Alkenyl mit 2 bis 10 C-Atomen, wie Allyl, Vinyl, Isopropenyl, Propenyl oder verzweigtes oder unverzweigtes Alkinyl mit 2 bis 10 C-Atomen, wie Ethinyl, Propinyl oder
Aryl mit 6 bis 20 C-Atomen wahlweise unsubstituiert oder ein- oder mehrfach substituiert, wie Phenyl, Naphthyl, Anthryl, Phenanthryl, ein- oder mehrfach substituiert durch Substituenten, ausgewählt aus der
Gruppe N02, F, Cl, Br, NH2, NHA, NA2, OH und OA, wobei A die oben angegebenen Bedeutungen haben kann, einfach, mehrfach oder vollständig halogeniert, vorzugsweise fluoriert, sein kann, oder
Aralkenyl bzw. Aralkinyl, wobei jeweils die Aryl-, Alkenyl- und Alkinylgruppe die gegebenen Bedeutungen annehmen könne, wie z.B. in
Phenylethinyl. Gute Ausbeuten werden insbesondere auch mit Carbonsäureamiden erzielt, in denen R1 und R2 oder R1 und R3 gemeinsam einen cyclischen Ring mit 3-8 C-Atomen bilden, der neben Stickstoff weitere Heteroatome, wie -S-, -O- oder -NR6- enthält. Besonders bevorzugt sind hier Verbindungen, in denen durch R1 und R2 oder R1 und R3 ein einfacher cyclischer Ring gebildet wird, der den Stickstoff des Carbonsäureamids einschließt oder in denen R1 und R2 oder R1 und R3 einen cyclischen Ring bilden, der ein Sauerstoffatom als weiteres Heteroatom enthält.
In dieser Weise werden also hohe Ausbeuten erzielt, wenn Verbindungen wie z.B.
oder
oder
als Edukte eingesetzt werden.
Als nukleophiles Reagenz können Grignard- oder Lithium-organische
Verbindung der allgemeinen Formeln (lila) oder (lllb) verwendet werden, in denen der Rest,
R4 vorzugsweise für einen Alkylrest mit 1 bis 10 C-Atomen steht, wie Methyl, Ethyl, n- oder i-Propyl, n-, sec- oder t-Butyl, Pentyl, Hexyl,
Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl sowie deren geeigneten Isomere, oder Cycloalkyl mit 3-8 C-Atomen, wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl bzw. entsprechende Methyl- oder Ethyl-substituierte Cycloalkylgruppen oder ein- oder mehrfach ungesättigte Cycloalkylgruppen, wie Cyclopentenyl oder Cyclopentadienyl oder verzweigtes oder unverzweigtes Alkenyl mit 2 bis 10 C-Atomen, wie Allyl, Vinyl, Isopropenyl, Propenyl oder verzweigtes oder unverzweigtes Alkinyl mit 2 bis 10 C-Atomen, wie Ethinyl, Propinyl
oder ^ für Arylreste mit 6 bis 20 C-Atomen wahlweise unsubstituiert oder ein- oder mehrfach substituiert, wie Phenyl, Naphthyl, Anthryl, Phenanthryl, ein- oder mehrfach substituiert durch Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe N02, F, Cl, Br, NH2, NHA, NA2, OH und OA, wobei A die oben angegebenen Bedeutungen haben kann, einfach, mehrfach oder^ vollständig halogeniert, vorzugsweise fluoriert, sein kann, oder
für Aralkylreste mit 7 bis 20 C-Atomen, wie Benzyl, gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituiert durch Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe N02, F, Cl, Br, NH2, NHA, NA2, OH und OA, wobei A die oben0 angegebenen Bedeutungen haben kann, einfach, mehrfach oder vollständig halogeniert, vorzugsweise fluoriert, sein kann
für Aralkenyl- bzw. Aralkinylreste, wobei jeweils die Aryl-, Alkenyl- und
Alkinylgruppe die gegebenen Bedeutungen annehmen können, wie z.B. in Phenylethinyl. 5
Weiterhin können die Reste R4 in der allgemeinen Formel (lila) oder (lllb) für , -Si(R6)3, -Sn(R6)3, -SR7, -OR7, -NR8R9 , worin R6, R7, R8 und R9 unabhängig voneinander die oben gegebenen Bedeutungen annehmen können oder R8 und R9 miteinander verbunden sind und 0 gemeinsam einen cyclischen Ring mit 3 bis 8 C-Atomen bilden, welcher gegebenenfalls neben einem Stickstoffatom noch wenigstens ein Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe -S-, -O- und -NR6- enthalten kann;
oder
zwei R4 Reste in der allgemeinen Formel (lllb) können für ein Alkyl mit
2-7 C-Atomen stehen, so daß durch die erfindungsgemäße Reaktion eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) entsteht, in der zwei Reste R4 einen cyclischen Ring mit 3 bis 8 Atomen bilden.
Besonders bevorzugt nimmt R4 die Bedeutung eines Alkylrestes, wie z.B. Methyl, Ethyl, n- oder i-Propyl, n-, sec- oder t-Butyl, Pentyl, Hexyl, eines oder Cycioalkylrestes, wie z.B. Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, oder eines Arylrestes, wie z.B. Phenyl, oder eines Aralkylrestes, wie z.B. Benzyl an.
Der Rest Z in den allgemeinen Formeln (lila) oder (lllb) steht vorzugsweise für einen Rest MgX mit X für Cl oder Br oder der Rest Z für Lithium.
Besonders bevorzugt werden erfindungsgemäß Grignardverbindungen wie: Methylmagnesiumbromid, Ethylmagnesiumbromid, n- oder i-Propyl- magnesiumbromid, i-, sec- oder tert-Butylmagnesiumbromid, n- Hexylmagnesiumbromid, Cyclohexylmagnesiumchlorid, Allylmagnesiumbromid, Vinylmagnesiumbromid, Cyclopentylmagnesiumbromid.Cyclopentylmagnesiumchlorid, Phenylmagnesiumbromid, Benzylmagnesiumchlorid für die Umsetzung eingesetzt.
Es wurde weiterhin festgestellt, daß die erfindungsmäßen geminalen symmetrischen Dialkylierungsreaktionen nur durch Zugabe eines Cokatalysators bereits bei Raumtemperatur einsetzen und in relativ kurzer Reaktionszeit zur vollständigen Umsetzung der Edukte führen. Als Cokatalysatoren sind in dieser Reaktion Metallisopropylate und Alkylsilylhalogenide geeignet. Insbesondere sind dieses Metallisopropylate der allgemeinen Formel (IV) und Alkylsilylhalogenide der allgemeinen Formel (V)
M,(s+)(0-iPropyl)s (IV)
R3SiX (V)
oder der allgemeinen Formel (VI)
Ro-(X)m-Si-Y-(Si)p-(X)q-Ro (VI)
worin
M' AI, Ca, Na, K, Si oder Mg, vorzugsweise Mg oder Na
s eine ganze Zahl von 1 bis 4 und die Oxidationsstufe des Metalls
R Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen oder Aryl mit 6 bis 20 C-Atomen
X F, Cl, Br, CN
m 0, 1 ,
n 1 bis 10,
o 0, 2, 3,
p 0, 1
und
q 0, 1
bedeuten, mit der Maßgabe, daß 0=3 und Y≠(CH2)n, wenn m=0.
Vorzugsweise werden Metallisopropylate verwendet, in denen s eine ganze Zahl von 1 bis 4 und die Oxidationsstufe des Metalls bedeutet und M' AI, Ca, Na, K, Si oder Mg bedeutet. Insbesondere bevorzugt werden Mg oder Na.
Vorzugsweise werden Alkylsilylhalogenide verwendet, in denen R Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen bedeutet. Insbesondere bevorzugt werden solche, in denen R Alkyl mit 1 bis 3 C-Atomen und X Chlor bedeuten.
Insbesondere sind u.a. die folgenden Siliziumverbindungen als Cokatalysatoren geeignet:
(CH3)3SiCI
(CH3)2CISi(CH2)2SiCI(CH3)2
(CH3)2CISi(CH2)3CN
[(CH3)3Si]20
[(CH3)3Si]2NH und
[(CH3)3Si]2
Es wurde gefunden, daß die Zugabe von 0,7 bis 1 ,2 Mol, insbesondere 0,9 bis 1 ,1 Mol eines Cokatalysators bezogen auf ein Mol Edukt zu verbesserten Ergebnissen wie z.B. höheren Ausbeuten, niedrigere Reaktionstemperatur oder kürzeren Reaktionszeiten führt.
Wie anhand von Beispielen gezeigt werden kann, ist unter günstigen Bedingungen eine vollständige Umsetzung des Carbonsäureamids gemäß der allgemeinen Reaktionsgleichung (Gl. 1) bereits nach einer Stunde erfolgt:
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann handelsübliches Metalldioxid, ausgewählt aus der Gruppe Titandioxid, Zirconiumdioxid und Hafniumdioxid als Katalysator verwendet werden. Vorzugsweise wird pulverförmiges Titan(IV)-dioxid verwendet. Hierbei kann es sich im einfachsten Falle um eine technische Qualität handeln. Um nach erfolgter Reaktion eine einfache Abtrennung gewährleisten zu können, ist es vorteilhaft, einen nicht zu feinteilige Qualität zu wählen. Das durch
Erhitzen vorgetrocknete Metalldioxid, vorzugsweise Titandioxid wird als Suspension in einem geeigneten, vorgetrockneten Lösungsmittel eingesetzt. Geeignete Lösungsmittel sind z.B. aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe oder Ether. Vorzugsweise werden Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe Toluol, THF, n-Hexan, Benzol und Diethylether verwendet, die nach dem Fachmann bekannten Methoden vor der Reaktion getrocknet werden. Das Trocknen kann mit Hilfe von Magnesiumsulfat, Calciumchlorid, Natrium, Kaliumhydroxid oder durch andere Methoden erfolgen.
Eine bevorzugte Durchführungsform der erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das als Katalysator verwendete Titandioxid in einer Menge von 1 bis 15, vorzugsweise 1 ,5 bis 14, insbesondere 2 bis 10, und ganz besonders bevorzugt 3 bis 6 mol-% bezogen auf ein Mol des als Edukt verwendeten Amids in Form einer Suspension vorgelegt wird, welche auf eine Temperatur von 10 bis 30 °C, vorzugsweise auf 15 - 25 °C, besonders bevorzugt auf eine Temperatur von etwa 20 °C, eingestellt wird. Unter Inertgasatmosphäre (Stickstoff oder Argon) wird das Edukt entweder als solches in flüssiger Form oder gelöst in einem Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe Toluol, THF, n-Hexan, Benzol und Diethylether unter Rühren langsam zugetropft. Anschließend wird eine der umzusetzende Menge Cokatalysator, falls notwendig ebenfalls in einem Lösungsmittel, zugetropft. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird für kurze Zeit, d. h. für wenige Minuten bei konstant gehaltener Temperatur gerührt. Zu dem so erhaltenen Reaktionsgemisch wird anschließend so viel nukleophiles Reagenz der allgemeinen Formel (lila) oder (lllb), insbesondere ein Grignard-Reagenz, langsam im Überschuß zugegeben, daß ein Substitution des geminalen Carbonyl-C-Atoms durch zwei gleiche Substituenten, d. h. also eine symmetrische Substitution des geminalen Carbonyl-C-Atoms erfolgen kann. Die Zugabe eines erfindungsgemäßen, nach dem Fachmann allgemein bekannten Methoden hergestellten, nukleophilen Reagenzes, sollte so langsam erfolgen, daß die Temperatur des Reaktionsgemisches 50 °C nicht übersteigt. Es ist vorteilhaft, wenn die Zugabe des nukleophilen Reagenzes , d. h. des Grignard-Reagenzes oder der Lithiumverbindung unter guter Durchmischung, bevorzugt unter intensivem Rühren erfolgt. Um das Reaktionsgleichgewicht auf die Seite des gewünschten symmetrisch substituierten Produkts zu verschieben, wird das verwendete nukleophile Reagenz, vorzugsweise ein Grignard- Reagenz, in einer Menge von 2,1 bis 3 Mol pro Mol reagierendem Edukt hinzugefügt. Vorzugsweise wird das Grignard-Reagenz in einer Menge von 2,2 bis 2,6 Mol bezogen auf 1 Mol Edukt hinzugefügt. Wird ein nukleophiles Reagenz, bzw. Grignard-Reagenz, der allgemeinen Formel (lllb) eingesetzt, wird es entsprechend der doppelten Zahl an reaktiven Gruppen lediglich in äquimolaren Mengen bezogen auf das Edukt zur Reaktionslösung hinzugefügt.
Nach Beendigung der Zugabe des Grignard-Reagenzes wird das Reaktionsgemisch bis zur vollständigen Umsetzung noch einige Zeit bei konstanter Temperatur nachgerührt.
Eine andere Variante der erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Grignard-Reagenz in situ hergestellt wird, indem Magnesium mit einer Verbindung der allgemeinen Formel (lila') oder (lllb') umgesetzt wird, worin R4 und X die oben angegebenen Bedeutungen haben. Vorzugsweise beträgt bei der in situ Herstellung der Grignardverbindungen die Menge an Magnesium die 2- bis 5-fache molare Menge, vorzugsweise 2,8- bis 3,2- fache molare Menge, bezogen auf die als Edukt eingesetzten Verbindungen der allgemeinen Formel (II) und die Menge der Verbindung der allgemeinen Formel (lila') oder (lllb') die 2-bis 3,8-fache molare Menge, bevorzugt 2,2- bis 2,6-fache molare Menge bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (II).
Gemäß der erfindungsgemäßen Synthese gelingt es so symmetrisch substituierte Aminoverbindungen der allgemeinen Formel (I) mit guten, bzw. zufriedenstellenden Ausbeuten innerhalb angemessenen Reaktionszeiten herzustellen. Vorteilhafter Weise können durch Zugabe eines der Katalysatoren in Verbindung mit einem der beschriebenen Cokatalysatorverbindungen der allgemeinen Formeln (IV), (V) oder (VI) die Reaktionszeiten erheblich verkürzt werden, im günstigsten Fall auf eine Stunde, ohne damit eine Verringerung der erzielten Ausbeuten hinnehmen zu müssen.
Somit ist die Verwendung eines Katalysatorsystems bestehend aus einem
Metalldioxid, ausgewählt aus der Gruppe Titandioxid, Zirconiumdioxid und Hafniumdioxid, als Katalysator und einer Verbindung der allgemeinen
Formeln (IV), (V) oder (VI) mit den oben gegebenen Bedeutungen ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Ebenso wie die
Verwendung dieses Katalysatorsystems bei der Herstellung der symmetrisch substituierten Verbindungen der allgemeinen Formel (I).
Beispielsweise werden 5 mmol Edukt bei 20 °C unter Inertgasatmosphäre zu einer Suspension von 3 mol-% Titan(IV)-oxid in 40 ml getrocknetem
Tetrahydrofuran unter Rühren zugetropft. Zu diesem Gemisch werden 5 mmol Cokatalysator, ebenfalls aufgenommen in getrocknetem Tetrahydrofuran, langsam unter Rühren zugegeben. Es wird für 5 Minuten bei 20 °C nachgerührt und anschließend 12 mmol Grignard-Reagenzes so langsam zugegeben, daß die Temperatur des Reaktionsgemisches nicht über 50 °C ansteigt. Bis zur vollständigen Umsetzung wird noch für eine
Stunde nachgerührt.
Nach der erfindungsgemäßen Umsetzung kann die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches in einer dem Fachmann bekannten Weise erfolgen. Dabei können die Produkte als Salze mit Hilfe von Salzsäurelösungen z. B. einer 1 molaren, etherischen Salzsäurelösung, ausgefällt und abfiltriert, und, wenn nötig, durch Umkristallisation gereinigt werden.
Zur Entfernung der Lewissäure kann beispielsweise eine geeignete Menge gesättigte Ammoniumchlorid-Lösung und Wasser zugegeben und für mehrere Stunden (1-3 Stunden) intensiv weiter gerührt werden. Der entstehende Niederschlag wird abgetrennt und mit wenig Ether, vorzugsweise Diethylether, nachgewaschen. Das Filtrat wird durch Zugabe einer geeigneten Lauge, wie einer NaOH-, KOH-, Natrium- oder Kaliumcarbonatlösung, vorzugsweise Natriumhydroxidlösung basisch (pH>10) eingestellt. Die sich bildenden Phasen werden anschließend getrennt und die wäßrige Phase mehrere Male (z.B. im oben gegebenen Spezialfall dreimal mit je 30 ml) mit Diethylether extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit (z. B. 15 ml) gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und können über Kaliumcarbonat, Magnesiumsulfat oder Natriumsulfat getrocknet und filtriert werden.
Die Produkte können auf verschiedenen Wegen nach dem Fachmann bekannten Methoden aufgereinigt werden, wie z.B. in folgender Weise:
1. Sie werden als Hydrochloride mit 1 M etherischer Salzsäurelösung ausgefällt und abfiltriert (das erhaltene Produkt wird, wenn nötig, durch Umkristallisation gereinigt).
2. Die organische Phase wird mehrere Male mit einer 0,5 M
Säurelösungen, vorzugsweise einer wässrigen Salzsäurelösung, extrahiert. Das gewonnene Extrakt wird mit Hilfe von Laugen, vorzugsweise 2 M Natronlauge, auf pH>10 eingestellt und mindestens einmal, vorzugsweise mehrmals, mit Diethylether extrahieren. Die dabei gewonnenen organischen Phasen, die das Reaktionsprodukt enthalten, können ggf. über Kaliumcarbonat, Magnesiumsulfat oder Natriumsulfat getrocknet und von dem organischen Lösungsmittel unter Vakuum befreit werden.
3. Weiterhin ist es möglich, das Reaktionsprodukt zu isolieren, indem man das organische Lösungsmittel im Vakuum entfernt und den verbleibenden Rückstand zur Isolierung des Reaktionsproduktes säulenchromatographisch auftrennt.
Anstatt der in der oben gegebenen allgemeinen Beschreibung der
Verfahrensdurchführung können die Grignard-Reagenzien ebenfalls durch die entsprechenden Lithiumverbindungen ersetzt werden. Die entsprechenden Lithiumverbindungen können, wie auch die
Grignardverbindungen, nachdem Fachmann allgemein bekannten
Methoden hergestellt werden und können in gleicher Weise wie oben beschrieben, erfindungsgemäß umgesetzt werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen der allgemeinen Formel
(I) können z. B. als Zwischenprodukte zur Herstellung von Schwefel- oder Selen-enthaltenden Aminen für die chirale Katalyse von Diethylzink Synthesen (Literatur: Werth, Thomas; Tetrahedron Lett. 36; 1995, 7849 - 7852, Werth, Thomas et all. Helv. Chim. Acta 79, 1996, 1957-1966) verwendet werden.
Zur Veranschaulichung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden im folgenden Beispiele gegeben. Diese sind jedoch aufgrund der allgemeinen Gültigkeit des beschriebenen Erfindungsprinzips nicht geeignet, den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung nur auf diese Beispiele zu reduzieren.
Beispiele
Titan(IV)-oxid induzierte symmetrische Dialkylierung von Carbonsäureamiden mit Grignard-Reagenzien
Nach der Gleichung 1 wiedergegebenen Reaktion wurden folgende Reaktionen unter Einsatz von einem Äquivalent (CH3)3SiCI als Cokatalysator durchgeführt:
Tabelle 2: Ti02-induzierte Umsetzung von Carbonsäureamiden mit R MgX

Claims

P A T E N T A N S P R U C H E
1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel (D
worin
R1, R2 und R3 unabhängig voneinander
H, A, Ar, -Si(R6)3, -Sn(R6)3, -SR7, -OR7, -NR8R9 oder R1 und
R2 bzw. R1 und R3 oder R8 und R9 miteinander verbunden sein können und gemeinsam einen cyclischen Ring bilden mit 3 bis 8 C-Atomen, der gegebenenfalls neben Stickstoff noch wenigstens ein weiteres Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe -S-, -O- und -NR6- enthält,
R4 A, Ar, -Si(R6)3, -Sn(R6)3, -SR7, -OR7, -NR8R9 , worin R8 und
R9 die gegebenen Bedeutungen haben oder R8 und R9 oder zwei Reste R4 miteinander verbunden sein können und gemeinsam einen cyclischen Ring mit 3 bis 8 C-Atomen bilden, welcher gegebenenfalls neben einem Stickstoffatom noch wenigstens ein Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe -S-, -O- und -NR6- enthalten kann.
R6, R7, R8 und R9 unabhängig voneinander A oder Ar,
A ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 10 C-
Atomen, geradkettiger oder verzweigter Alkenylrest mit 2 bis 10 C-Atomen, oder geradkettiger oder verzweigter Alkinylrest mit 2-10 C-Atomen oder substituierter oder unsubstituierter Cycloalkylrest mit 3 - 8 C-Atomen, ein- oder mehrfach ungesättigter Cycloalkylrest mit 3 - 8 C-Atomen und
Ar ein substituierter oder unsubstituierter Arylrest mit 6 - 20
C-Atomen
bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der allgemeinen Formel (II)
wobei
R1, R2 und R3 die für die Formel (I) oben gegebenen Bedeutungen haben, durch Umsetzung mit einem Reagenz der allgemeinen Formel
(lila) oder einem nukleophilen Reagenz der allgemeinen Formel (lllb)
Z-R4 (lila)
Z-R4-R4-Z (lllb)
worin
R4 die für Formel (I) gegebene Bedeutung hat, und
Z Li oder MgX mit
X Hai und
Hai Cl, Br, oder I
bedeuten, welche(s) in situ erzeugt oder direkt zugegeben werden (wird).
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß es in
Gegenwart katalytischer Mengen eines Metalldioxid, ausgewählt aus der Gruppe Titandioxid, Zirconiumdioxid und Hafniumdioxid, durchgeführt wird.
3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß es in Gegenwart eines Cokatalysators durchgeführt wird.
4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es in Gegenwart eines Metallisopropylats oder eines Alkylsilylhalogenids als Cokatalysators durchgeführt wird.
5. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Cokatalysator ein Metallisopropylat der allgemeinen Formel
(IV) oder ein Alkylsilylhalogenid der allgemeinen Formel (V)
M'(s+)(0-iPropyl)s (IV)
R3SiX (V)
oder der allgemeinen Formel (VI)
Ro-(X)m-Si-Y-(Si)p-(X)q-R0 (VI)
worin
M' AI, Ca, Na, K, Si oder Mg, vorzugsweise Mg oder Na
s eine ganze Zahl von 1 bis 4 und die Oxidationsstufe des
Metalls
R Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen oder Aryl mit 6 bis 20 C-Atomen
x F, Cl, Br, CN
m 0, 1 ,
n I bis 10,
0 °- 2. 3-
P 0, 1 und
q 0, 1
bedeuten, mit der Maßgabe, daß 0=3 und Y≠(CH2)n, wenn m=0, verwendet wird.
6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Titandioxid als Katalysator verwendet wird.
7. Verfahren gemäß der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) ein Carbonsäureamid der allgemeinen Formel (II), 1-15 mol-% eines Metalldioxid, ausgewählt aus der Gruppe Titandioxid, Zirconiumdioxid und Hafniumdioxid, bezogen auf das Carbonsäureamid, und gegebenenfalls der Cokatalysator bei 10-
30°C unter Inertgasatmosphäre in einem Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe Toluol, THF, n-Hexan, Benzol und Diethylether, vorlegt,
b) eine Lösung, enthaltend ein nukleophiles Reagenz der allgemeinen Formel (lila) oder (lllb),
worin
R4 und Z die in Anspruch 1 gegebenen Bedeutungen haben,
zutropft und
c) unter Rühren nachreagieren läßt und nach Beendigung der Reaktion in üblicher Weise aufarbeitet
oder daß man, wenn Z = MgX
a') Magnesiumspäne , ein Carbonsäureamid der allgemeinen Formel (II), 1-15 mol-% eines Metalldioxid, ausgewählt aus der Gruppe Titandioxid, Zirconiumdioxid und Hafniumdioxid, bezogen auf das Carbonsäureamid, und gegebenenfalls der Cokatalysator bei 10- 30°C unter Inertgasatmosphäre in einem Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe Toluol, THF, n-Hexan, Benzol und Diethylether, vorlegt,
b') ein in einem Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe Toluol, THF, n-Hexan, Benzol und Diethylether, aufgenommenes Alkylhalogenid der allgemeinen Formel (lila') oder (lllb')
X-R4 (lila')
oder
X-R4-R4-X (lllb')
worin
R4 und X die in Anspruch 1 gegebenen Bedeutungen haben,
zutropft,
c') unter Rühren nachreagieren läßt und nach Beendigung der Reaktion in üblicher Weise aufarbeitet.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt a) bzw. a') bei einer Temperatur von 15 bis 25 °C durchgeführt wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt a) bzw. a') bei Raumtemperatur durchgeführt wird.
10. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß als nukleophiles Reagenz eine Lithiumverbindung der allgemeinen Formel (lila) oder (lllb) verwendet wird, worin R4 die in Anspruch 1 oder Anspruch 7 gegebenen Bedeutung hat.
11. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als nukleophiles Reagenz der allgemeinen Formel (lila) oder (lllb) verwendet wird, in denen R4 Methyl, Ethyl, n- oder i-Propyl, i-, sec-, oder tert-Butyl, n-Hexyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Alllyl, Vinyl, Phenyl, oder Benzyl bedeutet.
12. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (II) umgesetzt wird, worin R1, R2 und R3 unabhängig voneinander H, Methyl, Ethyl, n- oder i-Propyl, i-, sec-, oder tert-Butyl, n-Hexyl, Phenyl, oder Benzyl bedeuten.
Katalysatorsystem bestehend aus einem Metalldioxid, ausgewählt aus der Gruppe Titandioxid, Zirconiumdioxid und Hafniumdioxid und einem Cokatalysator der allgemeinen Formel (IV), (V)
M,(s+)(0-iPropyl)s (IV)
R3SiX (V)
oder der allgemeinen Formel (VI)
Ro-(X)m-Si-Y-(Si)p-(X)q-Ro (VI)
worin
M' AI, Ca, Na, K, Si oder Mg, vorzugsweise Mg oder Na
s eine ganze Zahl von 1 bis 4 und die Oxidationsstufe des Metalls
R Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen oder Aryl mit 6 bis 20 C-Atomen
X F, Cl, Br, CN
m 0, 1 ,
n 1 bis 10,
o 0, 2, 3,
P 0, 1
und q 0, 1
bedeuten, mit der Maßgabe, daß 0=3 und Y≠(CH2)n, wenn m=0, verwendet wird.
13. Katalysatorsystem gemäß Anspruch 13, enthaltend eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe
Na(OiPr)
Mg(OiPr)2
AI(OiPr)3
(CH3)3SiCI
(CH3)2CISi(CH2)2SiCI(CH3)2
(CH3)2CISi(CH2)3CN
[(CH3)3Si]20
[(CH3)3Si]2NH und
[(CH3)3Si]2 als Cokatalysator.
14. Katalysatorsystem gemäß Anspruch 13 enthaltend Titandioxid als Metalldioxid.
15. Verwendung eines Katalysatorsystems gemäß der Ansprüche 13 bis 15 in einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12.
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