EP2534117A2 - Verfahren zur allylierung und vinylierung von aryl-, heteroaryl-, alkyl- und alkenylhalogeniden unter übergangsmetallkatalyse - Google Patents

Verfahren zur allylierung und vinylierung von aryl-, heteroaryl-, alkyl- und alkenylhalogeniden unter übergangsmetallkatalyse

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EP2534117A2
EP2534117A2 EP11702820A EP11702820A EP2534117A2 EP 2534117 A2 EP2534117 A2 EP 2534117A2 EP 11702820 A EP11702820 A EP 11702820A EP 11702820 A EP11702820 A EP 11702820A EP 2534117 A2 EP2534117 A2 EP 2534117A2
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EP
European Patent Office
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alkyl
aryl
iron
iii
compound
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11702820A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Gotta
Bernd Wilhelm Lehnemann
Waldemar Maximilian Czaplik
Matthias Mayer
Axel Jacobi Von Wangelin
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Saltigo GmbH
Original Assignee
Saltigo GmbH
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    • C07C2603/26—Phenanthrenes; Hydrogenated phenanthrenes

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of functionalized aryl, heteroaryl, alkenyl or alkyl compounds, by a transition metal-catalyzed cross-coupling reaction of an optionally substituted aryl, heteroaryl, alkenyl or alkylmagnesium compound with an optionally substituted allyl carboxylate, allyl carbonate, vinyl carboxylate or Vinyl carbonate, wherein the formation of Organomagnesiumverbindmig from a halide may optionally be carried out in situ in parallel to the coupling reaction. Transition-metal-catalyzed cross-coupling reactions are among the most important synthetic tools of modern organic chemistry.
  • iron and also cobalt compounds have activity as catalysts in cross-coupling reactions.
  • compounds of iron are available due to its property as a base metal at very low prices and thereby toxicologically and legally abwassserrechtiich harmless. Therefore, these compounds are preferable to the expensive palladium, the toxic and environmentally hazardous nickel and the environmentally hazardous copper as catalyst systems.
  • iron salts can catalyze the cross-coupling of vinyl halides with alkylgrignard compounds (Koc et al., J. Am. Chem. Soc., 1971, 1487).
  • the present invention solves this problem by providing a process comprising organomagnesium compounds derived from aryl, heiroaryl, alkyl and alkenyl halides, which may optionally be prepared in the presence of the allylic or vinylic coupling component, catalysed by iron complexes with allyl and vinyl carboxylates Coupling allyl and vinyl carbonates, while preserving the typical gentle conditions of iron catalysis.
  • the substrate scope of the iron-catalyzed coupling has been extended considerably, since vinyl esters of aldehydes and ketones by enolization and acylation and allyl esters of allylic alcohols are very readily available.
  • the invention therefore provides a process for the preparation of organic compounds of the general formula (I) - -
  • R is an optionally mono- or polysubstituted aryl, heteroaryl, alkenyl or alkyl radical, and
  • R ' is a vinyl or alkyl radical of general formula 11 (a) or 11 (b),
  • q are the same or different groups other than H.
  • X is fluorine, chlorine, bromine or iodine
  • R has the meaning given for formula (I), to an organomagnesium compound of general formula (III)
  • X is an anion having the meaning given for formula (II),
  • M is a monovalent cation
  • Y is a monovalent anion
  • n is either 0 or n is 1, 2, 3, 4,
  • n 1, 2, 3, 4, 5 or 6
  • k 0, 1, 2, 3 or 4,
  • R ' has the meaning given for formula (I) and is bonded to the oxygen atom in the allyl or vinyl position
  • R '' is an optionally substituted Alkyk alkoxy, aryl, aryloxy, heteroaryl or the heteroaryloxy group, characterized in that the reaction of (III) with (IV), optionally also the step of (II ) to (III) in the presence
  • the organomagnesium compound (III) can be prepared in a manner familiar to the person skilled in the art, for example by Grignard reaction of the compound (II) with elemental magnesium, under suitable conditions also by halogen metal exchange or deprotonation, optionally with the addition of auxiliaries such as Lithium chloride, or by transmetallation of other organometallic compounds, eg organolithium compounds, with suitable magnesium compounds, for example magnesium salts or Grignard compounds.
  • organomagnesium compounds (III) are 4-tolylmagnesium chloride, undecylmagnesium bromide, bis (4-tolyl) -magnesium, bis (4-methoxyphenyl) -magnesium-lithium chloride complex, 2-methoxyphenyl-magnesium chloride-lithium chloride complex, lithium tributyl magnesiate, lithium dibutyl (3-tolyl) magnesiate or lithium tris (thiophen-2-yl) magnesiate.
  • the radical R in the formulas (I), (II) and (III) it Bandelt is an optionally substituted (C -C) alkyl, (C 2 -C] 0) alkenyl, (C 6 -C 24) - Aryl radical or heteroaryl radical, wherein the heteroaromatic radical is a five-, six- or seven-membered ring having one or more nitrogen, phosphorus, oxygen or sulfur atoms in the ring.
  • Aromatic, heteroaromatic and / or cycloaliphatic rings may optionally be fused to ring-shaped radicals.
  • Examples of preferred aromatic radicals R are optionally mono- or polysubstituted phenyl-naphthyl, anthracenyl or phenanthryl radicals.
  • Examples of preferred heteroaromatic radicals are optionally mono- or polysubstituted pyridyl, pyrimidyl, pyrazinyl, furyl, thiophenyl, oxazolyl, thiazolyl or pyrrolyl radicals.
  • Preferred alkenyl radicals are optionally mono- or polysubstituted vinyl radicals.
  • Preferred alkylic radicals are optionally monosubstituted or polysubstituted, open-chain, cyclic, straight-chain or branched alkyl radicals, in particular C 1 -C 5 -alkyl radicals.
  • the alkenyl, alkyl, aromatic or heteroaromatic radical R may optionally bear one or more substituents which are independent of each other (C 6 -C] 8) - cycloalkyl, (CC ls) alkenyl, (C 4 -C 1g) cycloalkenyl, (C 4 -C 18) -Alkinyi, (C 4 -C 18) aryl, 0- [(C 4 -C 18) - alkyl], 0 - [(C 4 -C lg) -aryl], 0-Si [(C 4 -C 18) -alkyl] tJ [C 4 -C S)!
  • Examples of preferred aromatic radicals R are 2-tolyl, 4-anisyl, 2-naphthyl, 4,4'-biphenyl, 3-tert-butoxycarbonylphenyl, 3,4- ⁇ 2,2-difluoromethylenedioxy) phenyl, Pentafluorophenyl or 2-Decalinylreste.
  • Examples of preferred heteroaromatic radicals R are 4-trifluoromethylpyridyl, 4-quinolinyl, 3-memoxythiophen-2-yl, 4- (2,2-ethylenedioxy) memyl-furyl radicals.
  • Examples of preferred vinylic radicals R are 2-methylprop-1-enyl, 3-styryl, cyclohex-1-enyl, 2-chlorobut-1-enyl, 3-squalenyl or 2-but-2-ene yl radicals.
  • Examples of alkyl radicals are isopropyl, 1-butyl, 2-butyl, cyclohexyl, 4-methoxycyclohexyl or perfluorobutyl radicals.
  • the allylic or vinylic radical R 'in formula (I) and formula (IV) may optionally carry one or more substituents Q which are independently (C 4 -C 18 ) -alkyl, (C -C 18 ) -cycloalkyl, (C 4 -C 18 ) alkenyl, (C 4 -C 18 ) cycloalkenyl, (C 4 -C ] g ) alkynyl, (C 8 -C 8 ) aryl, O - [(C 4 -C 8 ) Alkyl], 0 - [(C 4 -C 18 ) -aryl], 0-Si [(C 4 -C 18 ) -alkyl] n [C 4 -C 18 ] -aryl] 3 .
  • Examples of preferred allylic radicals R ' are linear, branched and cyclic, optionally substituted (C 3 -d 8 ) -l-alkene-3-yl from the group allyl, Crotyk methallyl, 1-methylallyl, cyclo-pent-l -en-3-yl and cyclohex-1-en-3-yl.
  • Examples of preferred vinylic radicals R ' are linear, branched and cyclic, optionally substituted (C 3 -C 18 ) -l-alkene-1-yl from the group consisting of vinyl, 1-propenyl, 2-methyl-1-propenyl , Cyclopent-1-en-1-yl or cyclohex-1-en-1-yl.
  • the process is carried out by reacting the halogen compounds of the formula (II) with magnesium turnings to the Grignard compound, then adding the catalytic amount of an iron or cobalt compound and then slowly dropping the allyl or vinyl compound of the formula (IV) and then from a period of 2 to 4 hours, the reaction mixture continues stirring.
  • the purification of the resulting product usually follows by column chromatography on silica gel.
  • the reaction with compounds of the formula (II) is preferably carried out from the group 4-bromoanisole, bromobenzene, 4-bromoveratrol, 4-bromotoluene, 4-bromoanisole, 2-bromotoluene and 4-tert -Butylbrombenzol.
  • Crotyl acetate as the compound of the formula (IV) can preferably be reacted with compounds of the formula (II) from the group consisting of 4-bromoanisole and 1-bromo-4-tert-butylbenzene.
  • the reaction with compounds of the formula (II) is preferably carried out from the group consisting of 1-bromo-4-chlorobenzene, 1-bromo-4-fluorobenzo, 1-bromo-2,4 -difluorobenzene, 2-bromoanisole, methyl 4-bromobenzoate, 4-bromoanisole, 1,3-dibromobenzene, 1,4-dibromo, 4-bromoveratrole, 4-bromoanisole, 4-bromotoluene, 4-tert-butylbromobenzene.
  • the radical R "in formula (IV) may optionally bear one or more substituents which are independently (C 1 -C 18 ) -alkyl (C 1 -C 8 ) -cycloalkyl, (C 1 -C 6) -alkenyl, ( C, -Cig) - cycloalkenyl, (CC 18 ) alkynyl, (C r C, g ) -aryl, 0 - [(CC i8 ) -alkyl], 0 - [(CC 18 ) -aryl], 0-Si [(C d8) -alkyl] n [dC 18) -aryl] 3-n, OC (0) - [(dC, 8) -Alkyr], OC (0) - [(C] -C18) -aryl ], NH 2, NH [(C, -C 18) - alkyl], N [(CC lg) alkyl] 2, H [(
  • radical R "in formula (IV) are methyl, ethyl, propyl, isopropyl or phenyl, methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy or phenoxy radicals.
  • Examples of compound (F7) are allyl acetate, crotyl propionate, methallyldodecanoate, cyclohex-1-en-3-ylbutanoate, allylmethyl carbonate, (hex-1-en-3-yl) phenyl carbonate and vinyl acetate, 1-propenyl acetate, 2-propenylmethyl carbonate, Cyclohex-1-en-1-ylpropionate.
  • the catalysts used are preferably transition metal compounds of group VIIIB of the periodic table.
  • Iron or cobalt compounds are particularly preferably used, most preferably iron compounds of any oxidation state, preferably the oxidation states +2 and +3, for example iron (II) chloride, iron (III) chloride, iron (II) acetylacetonate, iron (III ) acetylacetonate, iron (II) acetate, iron (III) acetate, iron (II) bromide, iron (III) bromide, iron (II) fluoride, iron (III) fluoride, iron (II) iodide, iron (HI ) iodide, iron (II) sulfate, iron (II) trifluoroacetate, iron (II) trifluoromethanesulfonate, iron (III) trifluoromethanesulfonate, iron (III) chloride TMEDA complex.
  • the amount of catalyst used is preferably 0.01 to 100 mol%, particularly preferably 0.1 to 10 mol%, based on the
  • nitrogen, oxygen and / or phosphorus-containing additives can be added in the process according to the invention.
  • additives are preferably alkylamines, cycloalkylamines, alkyldiamines, cycloalkyldiamines, N-containing heterocycles, alkylamides, cyclic alkylamides, alkylimines, aniline derivatives, ureas, urethanes, nitrogen-containing heteroaromatics, dialkyl ethers, alkylaryl ethers, diaryl ethers, cyclic ethers, oligoethers, Polyethers, triarylphosphines, trialkylphosphines, aryldi- alkylphosphines, alkyldiarylphosphanes and bridged bisphosphanes.
  • Particularly preferred additives are triethylamine, ethyldiisopropylamine, ⁇ , ⁇ , ⁇ ', ⁇ '-tetramethylethylenediamine (TMEDA), 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO), sparteine, N, N, N', N'-tetramethyldiaminomethane, 1,2-diaminocyclohexane (DACH), N-methyl-2-pyrrolidine (NMP), N, N-dimethylaniline, pyridine, phenanthroline, PEG (polyethylene glycol), DME (1,2-dimethoxyethane) Binaphthyldimethyl ether, 18-crown-6, triphenylphosphine, tri-n-butylphosphine, tri-tert-butylphosphane, dppf (l, -bis (diphenylphosphino) fer
  • Chiral additives can also be used to achieve chiral induction in the coupling reaction, if applicable.
  • the nitrogen, oxygen and / or phosphorus-containing additive is preferably used in an amount of 0 to 200 mol%, particularly preferably 0 to 150 mol%, based on the compounds (II).
  • the process of the invention is usually carried out in dry aprotic polar solvents, which are preferably used in dry form.
  • reaction temperature in the process of the invention is usually between -80 ° C and +100 ° C, preferably between -40 and +60 ° C,
  • the process according to the invention makes it possible to react a large number of substituted and unsubstituted aryl, heteroaryl, alkyl and alkenyl halides with substituted and unsubstituted allyl and vinyl esters of substituted and unsubstituted carboxylic acids and carbonic acid.
  • the linkage takes place predominantly on the C-axis of the allyl or vinyl ester which carries the ester function, ie. Isomerization and allyl shift take place, if at all, only to a lesser extent.
  • the compounds prepared by the process according to the invention can be easily isolated and purified by conventional methods.
  • the mixture was hydrolysed with 5 ml of saturated sodium bicarbonate solution and the mixture was extracted three times with 10 ml of ethyl acetate each time.
  • the combined organic phases were dried over magnesium sulfate, concentrated and purified by column chromatography on silica gel (mobile phase cyclohexane-ethyl acetate).
  • Example 54 Coupling of 4-bromoanisole with vinyl acetate
  • Example 55 Coupling of bromotoluene with vinyl acetate as under domino iron catalysis g, TMEDA, FeCl 3 , THF
  • Styrene was obtained in a yield of 42% d. Th.

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung organischer Verbindungen der allgemeinen Formel (I) R-R' (I), durch Umsetzung einer entsprechenden Verbindung der allgemeinen Formel (II) R-X (H), worin X für Fluor, Chlor, Brom oder Iod steht, zu einer magnesiumorganischen Verbindung der allgemeinen Formel (III) [M+]n [RmMgXkY1] (III), wobei Verbindungen der Formel (III) mit einer Verbindung der allgemeinen Formel (IV) umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion von (III) mit (IV), in Gegenwart a) katalytischer Mengen einer Eisenverbindung, bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (II), sowie gegebenenfalls in Gegenwart b) eines Stickstoff-, Sauerstoff- und/oder phosphorhaltigen Additivs in katalytischer oder stöchiometrischer Menge bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (II), durchführt.

Description

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Verfahren zur AUylierung und Vinylierung von Aryi-, Heteroaryl-, Alkyl- und AJkenylhalo- geniden unter Übergangsmetallkatalyse
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Aryl-, Heteroaryl, Alkenyl- oder Alkyl-Verbindungen, durch eine übergangsmetallkatalysierte Kreuzkupplungsreaktion einer gegebenenfalls substituierten Aryl-, Heteroaryl-, Alkenyl- oder Alkylmagnesiumverbin- dung mit einem gegebenenfalls substituierten Allylcarboxylat, Allylcarbonat, Vinylcarboxylat oder Vinylcarbonat, wobei die Bildung der Organomagnesiumverbindmig aus einem Halogenid gegebenenfalls in situ parallel zur Kupplungsreaktion erfolgen kann. Übergangsmetallkatalysierte Kreuzkupplungen gehören zu den wichtigsten Synthesewerkzeugen der modernen organischen Chemie. Die Mehrzahl der bekannten Kreuzkupplungsreaktionen nutzt Palladium- oder Nickel-Komplexe als Übergangsmetall-Katalysatoren, im Falle der Kupplung von allylischen Estern als Kupplungskomponenten mit Organomagnesium- Verbindungen sind regelmäßig Kupfer-Komplexe Katalysator der Wahl (z.B. Karlström et al, Synlett 2001, 923), deren Prototyp der Xoc/ii-Katalysator Li2CuCI4 darstellt (Tamura et al., Synthesis 1971, 303). Die Kupplung von Vinylestern mit Organomagnesiumverbindungen ist in der Literatur sehr selten und ausschließlich unter Nickelkatalyse beschrieben (z.B. Wenkert et al , J. Am Chem. Soc, 1979, 101, 2246 und J. Org. Chem. 1984, 49, 4894). Zumeist werden in diesen Kupplungen organische Liganden in Form von Phosphinen oder N-heterocyclischen Carbenen eingesetzt, um eine akzeptable Reaktivität des Katalysatorssystems zu erreichen. Aus ökonomischen (hohe Preise für Palladium und hohe Volatilität der Palladiumpreise, kostspielige Liganden, die häufig nicht rückgewomien werden können) und toxikologischen Gründen (hohe Toxizität von Nickelverbindungen und mi- krobizide Wirkung von Kupferionen in Kläranlagen) hat die Verwendung dieser Katalysatoren deutliche Nachteile. Daher wäre es wünschenswert, Katalysatoren für diesen Reaktionstyp auf Ba- sis kostengünstiger, leicht zugänglicher und ungiftiger Metalle, möglichst ohne teure und aufwendig herzustellende Liganden, verwenden zu können.
Unter bestimmten Reaktionsbedingungen weisen auch Eisen- und auch Cobaltverbindungen Aktivität als Katalysatoren in Kreuzkupplungsreaktionen auf. Insbesondere Verbindungen des Eisens sind aufgrund dessen Eigenschaft als Basismetall zu sehr günstigen Preisen verfügbar und dabei toxikologisch und abwassserrechtiich unbedenklich. Daher sind diese Verbindungen dem teuren Palladium, dem toxischen und umweltgefährdenden Nickel und dem umweltgefährdenden Kupfer als Katalysatorsysteme vorzuziehen. Bereits zu Beginn der 1970er Jahre wurde gezeigt, dass Eisensalze die Kreuzkupplung von Vinyl- halogeniden mit Alkylgrignard-Verbindungen katalysieren können (Koc i et al, J. Am. Chem. Soc. 1971, 1487). Aufgrund einer geringen Anwendungsbreite fand diese Reaktion in den folgen- den 30 Jahren nur sehr begrenzte Anwendung, bis es Knöchel, Fürstner, Cahiez und Nakamura seit Beginn des Jahrzehnts gelang, eisenkatalysierte Kreuzkupplungen mit Hilfe von stickstoffhaltigen Addition wie z.B. N-Methylpyrrolidon oder Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethylethylendiamin (TMEDA) auf eine größere Substratbreite anzuwenden (z.B. Fürstner et al, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 609; Nakamura et al, J. Am. Chem. Soc. 2004, 3686; Knöchel et al , Synlett 2001, 1901 ; Cahiez et al, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 4364 ). Diese Reaktionen zeichnen sich durch besonders milde Reaktionsbedingungen (-20 °C bis +35 °C), hohe Funktionsgruppenkompatibilität (z.B. Methylester, Amine) und kurze Reaktionszeiten (i.d.R. weniger als zwei Stunden) aus. Besonders interessant für die industrielle Anwendung sind diese Reaktionen auch dadurch, dass sie im Regelfall keine teuren und empfindlichen Phosphin- oder Carben-Liganden benötigen, wie es bei Nickel und Palladium häufig der Fall ist, insbesondere wenn preiswerte Chloride anstelle von Bromiden oder Io- diden als Kupplungspartner dienen sollen.
Allen diesen Reaktionen gemein ist, dass sie eine Grignard-Verbindung mit einem Alkyl-, Alkenyl- oder Arylhalogenid kuppeln, während das weitverbreitete Stavkturmotiv der Allyl-Funktion bislang nicht mit diesen preisgünstigen und umweltfreundlichen Katalysatoren gekuppelt werden konnte. Zumindest teilweise scheint dies an der konkurrierenden Kharasch-Reaktion zu liegen, die zur Zersetzung der Grignard-Verbindung führt (vgl. Fürstner et al, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 609).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Allyl- und Vinylderivaten durch Kreuzkupplung zu finden, bei dem preisgünstige und umweltfreundliche Katalysatoren verwendet werden können, um leicht zugängliche Allyl- und Vinylderivate mit Aryl- Heteroaryl-, Alkyl- und Alkenylhalogeniden zu verknüpfen.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe, indem sie ein Verfahren bereitstellt, welches von Aryl-, Heieroaryl-, Alkyl- und Alkenylhalogeniden abgeleitete Organomagnesiumverbindungen, die gegebenenfalls in Gegenwart der allylischen oder vinylischen Kupplungskomponente hergestellt werden können, unter Katalyse durch Eisenkomplexe mit Allyl- und Vinylcarboxylaten sowie Allyl- und Vinylcarbonaten kuppelt, wobei die typischen schonenden Bedingungen der Eisenkatalyse erhalten bleiben. Dadurch konnte die Substratbreite der eisenkatalysierten Kupplung beträchtlich erweitert wird, da Vinylester aus Aldehyden und Ketonen durch Enolisierung und Acylierung und Allylester aus Allylalkoholen sehr einfach erhältlich sind. Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung organischer Verbindungen der allgemeinen Formel (I) - -
R-R' (I), worin
R für einen gegebenenfalls einfach oder mehrfach substituierten Aryl-, Heteroaryi-, Alke- nyl- oder Alkyl Rest steht, und
R' für einen Vinyl- oder Alkyl-Rest der allgemeinen Formel 11(a) oder 11(b) steht,
R' =
Viny! Aily wobei j gleich 0, 1, 2 oder 3 ist und
q gleiche oder verschiedene Gruppen ungleich H sind
durch Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel (II)
R-X (II), worin
X für Fluor, Chlor, Brom oder Iod steht, und
R die für Formel (I) angegebene Bedeutung hat, zu einer magnesiumorganischen Verbindung der allgemeinen Formel (III)
[M+]n [RmMgXkY,] (III), worin
R die für Formel (I) angegebene Bedeutung hat,
X ein Anion mit der für Formel (II) angegebenen Bedeutung ist,
M ein einwertiges Kation ist,
Y ein einwertiges Anion ist,
n entweder 0 oder n gleich 1, 2, 3, 4 ist,
m gleich 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 ist,
k gleich 0, 1, 2, 3 oder 4 ist,
1 gleich 0, 1, 2, 3 oder 4 ist,
und gleichzeitig die Beziehung n + 2 = m + k + 1 gilt, gefolgt von Umsetzung der Verbindung (III) mit einer Verbindung der allgemeinen Formel
(IV) worin
R' die für Formel (I) angegebene Bedeutung hat und in der Allyl- bzw. Vinylposition mit dem Sauerstoffatom gebunden ist und
R' ' für eine gegebenenfalls substituierte Alkyk Alkoxy-, Aryl-, Aryloxy-, Heteroaryl- o- der Heteroaryloxy-Gruppe steht, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion von (III) mit (IV), optional auch den Schritt von (II) zu (III) in Gegenwart
a) katalytischer Mengen einer Eisenverbindung, bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (II),
sowie gegebenenfalls in Gegenwart
b) eines Stickstoff-, Sauerstoff- und/oder phosphorhaltigen Additivs in katalytischer oder stöchiometrischer Menge bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (II),
durchführt.
Die Herstellung der Organomagnesiumverbindung (III) kann in einer dem Fachmann geläufigen Weise erfolgen, z.B. durch Grignard-Reaktion der Verbindung (II) mit elementarem Magnesium, unter geeigneten Bedingungen auch durch Halogen-Metali-Austausch oder Deprotonierung, optional unter Zusatz von Hilfsstoffen wie z.B. Lithiumchlorid, oder durch Transmetallierung anderer Organometallverbindungen, z.B. Organolithiumverbindungen, mit geeigneten Magnesiumverbindungen, z.B. Magnesiumsalzen oder Grignard-Verbindungen. Besonders vorteilhaft ist es, die Herstellung der Verbindung (III) durch Grignard-Reaktion in Gegenwart einer Eisenverbindung durchzufuhren, welche in der Lage ist, sowohl diese Reaktion als auch die Kupplung von (III) mit (Γν) zu katalysieren (Domino-Katalyse, vgl. Jacobi von Wangelin et al, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 607). In diesem Fall ist es außerdem möglich, sowohl die Reaktion von (II) zu (IH) als auch die Folgereaktion von (III) und (IV) zu (I) parallel ablaufen zu lassen, d.h. die Herstellung von (III) in Gegenwart der Verbindung (IV) durchzuführen, wodurch die in situ gebildete Verbindung (III) sofort mit Verbindung (IV) zur Verbindung (I) abreagiert. In diesem Fall kann auf die Isolierung und/oder Lagerung einer potentiell pyrophoren und dadurch unter technischen Bedingungen schwierig handhabbaren Grignard-Lösung verzichtet werden. Beispiele für geeignete Organomagnesiumverbindungen (III) sind 4-Tolylmagnesiumchlorid, Un- decylmagnesiumbromid, Bis(4-tolyl)-magnesium, Bis(4-methoxyphenyl)-magnesium-Lithium- chlorid-Komplex, 2-MethoxyphenyImagnesiumchlorid-Lithiumchlorid-Komplex, Lithiumtributyl- magnesat, Lithiumdibutyl-(3-tolyl)magnesat oder Lithium-tris(thiophen-2-yl)-magnesat. Beim Rest R in den Formeln (I), (II) und (III) bandelt es sich um einen gegebenenfalls substituierten (C Cio)-Alkyl, (C2-C]0)-Alkenyl, (C6-C24)-Aryl-Rest oder Heteroaryl Rest, wobei der heteroaromatische Rest ein fünf-, sechs- oder siebengliedriger Ring mit einem oder mehreren Stickstoff-, Phosphor-, Sauerstoff- oder Schwefelatomen im Ring bedeutet. An ringförmigen Resten können gegebenenfalls aromatische, heteroaromatische und/oder cycloaliphatische Ringe ankondensiert sein.
Beispiele für bevorzugte aromatische Reste R sind ggf. einfach oder mehrfach substituierte Phenyl- Naphthyl-, Anthracenyl- oder Phenanthrylreste. Beispiele für bevorzugte heteroaromatische Reste sind ggf. einfach oder mehrfach substituierte Pyridyl-, Pyrimidyl- Pyrazinyl-, Furyl-, Thiophenyl-, Oxazolyl-, Thiazolyl- oder Pyrrolylreste. Bevorzugte alkenylische Reste sind gegebenenfalls einfach oder mehrfach substituierte Vinylreste. Bevorzugte alkylische Reste sind gegebenenfalls einfach oder mehrfach substituierte offenkettige, cyclische, geradkettige oder verzweigte Alkylreste, insbesondere Ci-C25-Alkylreste. Der alkenylische, alkylische, aromatische oder heteroaromatische Rest R kann gegebenenfalls einen oder mehrere Substituenten tragen, welche unabhängig voneinander (C6-C]8)- Cycloalkyl, (C Cls)-Alkenyl, (C4-C1g)-Cycloalkenyl, (C4-C18)-Alkinyi, (C4-C18)-Aryl, 0-[(C4-C18)- Alkyl], 0-[(C4-Cl g)-Aryl], 0-Si[(C4-C18)-Alkyl]tJ[C4-C!S)-Aryl]3-„! 0C(O)-[(C4-C18)-Alkyl], OC(0)-[(C4-Cls)-Aryl], NH2, NH[(C4-C18)-Alkyl], N[(C4-C18)-Alkyl]2, NH[(C4-C18)-Aryl], N[(C4- C18)-Aryl]2j NHC(0)-[(C4-Clg)-Alkyl], N[(C4-C18)-Alkyl]C(0)-[(C4-C18)-Alkyl], NHC(0)-[(C4- Clg)-Aryl], N[(C4-C18)-Alkyl]C(0)-[(C4-C18)-Aryl], N02, NO, S-[(C4-Clg)-Aryl], S-[(C4-C18> Alkyl], Fluor, Chlor, Brom, CF3, CN, COOM, COO-[(C4-C,8)-Alkyl], COO-[(C4-C18)-Aryl], C(0)NH-[(C4-C18)-Alkyl], C(0)NH-[(C4-C18)-Aryl], C(0)N-[(C4-C18)-Alkyl]2, C(0)N-[(C4-C18)- Aryl]2, CHO, S02-[(C4-C18)-Alkyl], SO-[(C4-C18)-Alkyl], S02-[(C4-CI8)-Aryl], SO-[(C4-C18)-Aryl], OS02-[(C4-C18)-AlkyI], OS02-[(C4-C18)-Aryl], PO-[(C4-C,8)-Alkyl]2, PO-[(C4-Clg)-Aryl]2, S03M, S03-[(C4-Clg)-Alkyl], SO [(C4-C18)-Aryl] oder Si[(C4-C18)-Alkyl]n[C4-Clg)-Aryl]vn bedeuten können, wobei M für ein Alkali- oder Erdaikaliatom und n für eine natürliche Zahl im Bereich von 0 bis 3 steht. Zusätzlich können zwei oder mehrere dieser Substituenten miteinander zu Ringen bzw. Ringsystemen verknüpft sein.
Beispiele für bevorzugte aromatische Reste R sind 2-Tolyl-, 4-Anisyl-, 2-Naphthyl-, 4,4 'Biphenyl-, 3-tert-Butoxycarbonylphenyl-, 3,4-{2,2-Difiuormethylendioxy)phenyl-, Pentafluorphenyl- oder 2- Decalinylreste. Beispiele für bevorzugte heteroaromatische Reste R sind 4-Trifluormethylpyridyl-, 4-ChinoIinyl-, 3-Memoxythiophen-2-yl-, 4-(2,2-Ethylendioxy)memyl-furylreste. Beispiele für bevorzugte vinylische Reste R sind 2-Methylprop-l-enyl-, ß-Styryl-, Cyclohex-l-enyl-, 2-Chlorbut- 1-enyl-, 3-Squalenyl- oder But-2-en-2-ylreste. Beispiele für Alkyl Reste sind Isopropyl-, 1-Butyl-, 2-Butyl-, Cyclohexyl-, 4-Methoxycyclohexyl- oder Perfluorbutyireste.
Der allylische oder vinylische Rest R' in Formel (I) und Formel (IV) kann gegebenenfalls einen oder mehrere Substituenten Q tragen, welche unabhängig voneinander (C4-Cig)-Alkyl, (C -C18)- Cycloalkyl, (C4-C18)-Alkenyl, (C4-Cl8)-Cycloalkenyl, (C4-C]g)-Alkinyl, (C -C,8)-Aryl, 0-[(C4-C!8)- Alkyl], 0-[(C4-C18)-Aryi], 0-Si[(C4-C18)-Alkyl]n[C4-C18)-Aryl]3.!1, OC(0)-[(C4-C!8)-Alkyl], OC(0)-[(C4-C)8)-Aryl], H2, NH[(C4-C18)-Alkyl], N[(C4-C18)-Alkyl]2, NH[(C4-C18)-Aryl], N[(C4- Ci8)-Aryl]2> NHC(0)-[(C4-C18)-Alkyl], N[(C4-C18)-Alkyl]C(0)-[(C4-Cls)-Alkyl], NHC(0)-[(C4- CI8)-Aryl], N[(C4-C18)-Alkyl]C(0)-[(C4-C,8)-Aryl], N02, NO, S-[(C4-C,8)-Aryl], S-[(C4-C18)- Alkyl], Fluor, Chlor, Brom, CF3, CN, COOM, COO-[(C4-C18)-Alkyl], COO-[(C4-Cls)-Aryl], C(0)NH-[(C4-C18)-Alkyl], C(0)NH-[(C4-C18)-Aryl], C(0)N-[(C4-C,g)-Alkyl]2, C(0)N-[(C4-C,8)- Aryl]2, CHO, SO [(C4-C18)- Alkyl], SO-[(C4-C18)-Alkyl], S02-[(C4-C18)-Aryl], SO-[(C4-C18)-Aryl],
0502- [(C4-C18)-Alkyl], OS02-[(C4-C18)-Aryl], PO-[(C4-C18)-Alkyl]2, PO-[(C4-C18)-Aryl]2, S03M,
503- [(C4-C18)-Alkyl], S03-[(C4-C18)-Aryl] oder Si[(C4-C18)-Alkyl]n[C4-C!8)-Aryl]3.n bedeuten können, wobei M für ein Alkali- oder Erdalkaliatom und n für eine natürliche Zahl im Bereich von 0 bis 3 steht. Zusätzlich können zwei oder mehrere dieser Substituenten miteinander zu Ringen bzw. Ringsystemen verknüpft sein.
Beispiele für bevorzugte allylische Reste R' sind lineare, verzweigte und cyclische, gegebenenfalls substituierte (C3-d8)-l-Alken-3-yle aus der Gruppe Allyl-, Crotyk Methallyl-, 1-Methylallyl, Cyclo -pent-l-en-3-yl und Cyclohex-l-en-3-yl. Beispiele für bevorzugte vinylische Reste R' sind lineare, verzweigte und cyclische, gegebenefalls substituierte (C3-C18)-l-Alken-l-yle aus der Gruppe Vinyl-, 1-Propenyl-, 2-Methyl- 1 -propenyl-, Cyclopent-l-en-l -yl oder Cyclohex-l-en-l-yl.
Üblicherweise wird das Verfahren so durchgeführt, dass man die Halogenverbindungen der Formel (II) mit Magnesiumspänen zur Grignardverbindung umsetzt, dann die katalytische Menge einer Eisen- oder Kobaltverbindung zugibt und dann die Allyl- bzw. Vinylverbindung der Formel (IV) langsam zutropft und dann noch von einer Zeitdauer von 2 bis 4 Stunden das Reaktionsgemisch weiter rührt. Die Aufreinigung des entstandenen Produktes verfolgt üblicherweise durch Säulen- Chromatographie an Kieselgel.
Ist die Verbindung der Formel (IV) Allylacetat, so erfolgt die Umsetzung mit Verbindungen der Formel (II) bevorzugt aus der Gruppe 4-Bromanisol, Brombenzol, 4-Bromveratrol, 4-Bromtoluol, 4-Bromanisol, 2-Bromtoluol und 4-tert-Butylbrombenzol.
Crotylacetat als Verbindung der Formel (IV) lässt sich bevorzugt mit Verbindungen der Formel (II) aus der Gruppe 4-Bromanisol und l-Brom-4-tert-butylbenzol umsetzen.
Ist die Verbindung der Formel (IV) 3-Vinylalylacetat, so erfolgt bevorzugt die Umsetzung mit Verbindungen der Formel (II) aus der Gruppe l-Brom-4-Chlorbenzol, 1 -Brom-4-FluorbenzoI, 1-Brom- 2,4-difluorbenzol, 2-Bromanisol, Methyl-4-Brombenzoat, 4-Bromanisol, 1,3-Dibrombenzol, 1,4- Dibrom, 4-Bromveratrol, 4-Bromanisol, 4-Bromtoluol, 4-tert-Butylbrombenzol.
Der Rest R' ' in Formel (IV) kann gegebenenfalls einen oder mehrere Substituenten tragen, welche unabhängig voneinander (C]-C18)-AlkyL (C]-C!8)-Cycloalkyl, (Ci-Cig)-Alkenyl, (C,-Cig)- Cycloalkenyl, (C C18)-Alkinyl, (CrC,g)-Aryl, 0-[(C Ci8)-Aikyl], 0-[(C C18)-Aryl], 0-Si[(C d8)-AIkyl]n[d-C18)-Aryl]3-n, OC(0)-[(d-C,8)-Alkyr], OC(0)-[(C]-C18)-Aryl], NH2, NH[(C,-C18)- Alkyl], N[(C Clg)-Alkyl]2, H[(C,-C18)-Aryl3, N[(CrC18)-Aryl]2, NHC(0)-[(C,-C18)-Alkyl],
N[(d-C18)-Alkyl]C(0H(d-C18)-Alkyl], NHC(0)-[(CrC]8)-Aryl], N[(d-Clg)-Alkyl]C(0)-[(d- Cl 8)-Aryl], N02, NO, S-[(C C18)-Aryl], S-[(C C18)-Alkyl], Fluor, Chlor, Brom, CF3, CN, COOM, COO-[(CrC18)-Alkyl], COO-[(CrC!8)-Aryl], C(0)NH-[(d-C,g)-Alkyl], C(0)NH-[(C C]8)-Aryl], C(0)N-[(C,-Cl8)-Alkyl]2, C(0)N-[(C C18)-Aryl]2! CHO, SO [(d-C18)-Alkyl], SO-[(C,-dg)- Alkyl], S02-[(C,-C18)-Aryl], SO-[(d-C18)-Aryl], OSO [(d-C18)-Alkyi], 0S02-[(C C18)-Aryl], PO-[(d-C18)-Alkyl]2, PO-[(d-C18)-Aryl]2, S03M, S03-[(C1-C18)-Alkyl], S03-[(C C18)-Aryl] oder Si[(CrCi8)-Alkyl]n[C1-Cl s)-Aryl]3.n bedeuten können, wobei M für ein Alkali- oder Erdalkaliatom und n für eine natürliche Zahl im Bereich von 0 bis 3 steht. Zusätzlich können zwei oder mehrere dieser Substituenten miteinander zu Ringen bzw. Ringsystemen verknüpft sein.
Beispiele für den Rest R" in Formel (IV) sind Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl- oder Phenyl, Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy-, Isopropoxy- oder Phenoxyreste.
Beispiele für Verbindung (F7) sind Allylacetat, Crotylpropionat, Methallyldodecanoat, Cyclohex- l-en-3-ylbutanoat, Allylmethylcarbonat, (Hex-l-en-3-yl)phenylcarbonat sowie Vinylacetat, 1-Pro- penylacetat, 2-Propenylmethylcarbonat, Cyclohex-1 -en-l-ylpropionat. Bevorzugt werden als Katalysatoren Übergangsmetallverbindungen der Gruppe VIIIB des Periodensystems verwendet. Besonders bevorzugt werden Eisen- oder Kobaltverbindungen eingesetzt, wobei ganz besonders bevorzugt Eisenverbindungen beliebiger Oxidationsstufe, bevorzugt der Oxidationsstufen +2 und +3, z.B. Eisen(II)chlorid, Eisen(III)chlorid, Eisen(II)acetylacetonat, Ei- sen(III)acetylacetonat, Eisen(ll)acetat, Eisen(III)acetat, Eisen{II)bromid, Eisen(III)bromid, Ei- sen(II)fluorid, Eisen(III)fluorid, Eisen(II)iodid, Eisen(HI)iodid, Eisen(II)sulfat, Ei- sen(II)trifluoracetat, Eisen(II)trifluormethansulfonat, Eisen(III)trifluormethansulfonat, Ei- sen(III)chlorid-TMEDA-Komplex verwendet werden. Die eingesetzte Katalysatormenge beträgt dabei bevorzugt 0.01 bis 100 mol%, besonders bevorzugt 0.1 bis 10 mol%, bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (II).
Optional können im erfindungsgemäßen Verfahren Stickstoff-, Sauerstoff- und/oder phosphorhalti- ge Additive zugesetzt werden.
Bei diesen Additiven handelt es sich bevorzugt um Alkylamine, Cycloalkylamine, Alkyldiamine, Cycloalkyldiamine, N-haltige Heterocyclen, Alkylamide, cyclische Alkylamide, Alkylimine, Anilin-Derivate, Harnstoffe, Urethane, stickstoffhaltige Heteroaromaten, Dialkylether, Alkylarylether, Diarylether, cyclische Ether, Oligoether, Polyether, Triarylphosphane, Trialkylsphosphane, Aryldi- alkylphosphane, Alkyldiarylphosphane und verbrückte Bisphosphane.
Besonders bevorzugt als Additive werden Triethylamin, Ethyldiisopropylamin, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetra- methylethylendiamin (TMEDA), l,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan (DABCO), Spartein, N,N,N',N'-Te- tramethyldiaminomethan, 1 ,2-Diaminocyclohexan (DACH), N-Methyl-2-pyrrolidin (NMP), N,N- Dimethylanilin, Pyridin, Phenanthrolin, PEG (Polyethylenglycol), DME (1,2-Dimethoxyethan) Binaphthyldimethylefher, 18-Krone-6, Triphenylphosphan, Tri-n-butylphosphan, Tri-tert- butylphosphan, dppf (l, -Bis(diphenylphosphino)ferrocen), dppe (1,2-
Bis(diphenyiphosphino)ethan), dppp (l,3-Bis(diphenylphosphino)propan), dppb (1,4- Bis(diphenylphosphino)butan) oder dpppe (l,5-Bis(diphenylphosphino)pentan eingesetzt.
Es können auch chirale Additive verwendet werden, um eine chirale Induktion in der Kupplungsreaktion zu erzielen, falls anwendbar.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird das Stickstoff-, Sauerstoff- und oder phosphorhaltige Additiv bevorzugt in einer Menge von 0 bis 200 mol%, besonders bevorzugt 0 bis 150 mol%, bezogen auf die Verbindungen (II), eingesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird üblicherweise in trockenen aprotisch polaren Lösungsmitteln durchgeführt, die bevorzugt in trockener Form eingesetzt werden. Besonders bevorzugt wird dabei Tetrahydrofuran (THF), 2-Methyltetrahydrofuran (2-Methyl-THF), 1 ,4-Dioxan, Dimethyl- formamid (DMF), Dimethylacetamid (DMAc), Methyl -tert-butylether (MTBE), Diethylether, 1,2- Dimethoxyethan (DME, Glyme), Diisopropylether (DIPE), Dipropylether, Dibutylether, Cyclopen- tylmethyleiher, Diethylenglycoldimethylether (Diglyme), Triethylenglycoldimethylether (Trigly- me), Teiraethylenglycoldimeihylether (Tetraglyme), Diethylenglycoldibutylether, Di- methylcarbonat oder N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) als Lösungsmittel verwendet. Die Reaktionstemperatur beim erfindungsgemäßen Verfahren liegt üblicherweise zwischen -80 °C und +100 °C, bevorzugt zwischen -40 und +60 °C, besonders bevorzugt zwischen -15 und +45 °C.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt die Umsetzung einer Vielzahl von substituierten und unsubstituierten Aryl-, Heteroaryl-, Alkyl- und Alkenylhalogeniden mit substituierten und unsubstituierten Allyl- und Vinylestem von substituierten und unsubstituierten Carbonsäuren und Kohlensäure. Dabei erfolgt die Verknüpfung in den meisten Fällen überwiegend an dem C-Aiom des Allyl- bzw. Vinylesters, der die Esterfunktion trägt, d.h. Isomerisierung und Allyl Verschiebung finden, wenn überhaupt, nur in untergeordnetem Maße statt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbindungen lassen sich nach herkömmlichen Methoden gut isolieren und reinigen.
Beispiele
Beispiel 1: Kupplung von Allylacetat mit 2-Methoxyphenylmagnesiumbromid
Unter Schutzgas wurden 63 mg Magnesiumspäne, 126 mg wasserfreies Lithiumchlorid, 4 ml trockenes Tetrahydrofuran und 2.4 mmol 2-Bromanisol bei Raumtemperatur zur Grignardverbindung umgesetzt. Dann wurde die entstandene dunkle Lösung auf 0 °C gekühlt und eine Lösung von 35.3 mg Eisen(III)-acetylacetonat (5 mol%) in 2 ml trockenem Tetrahydrofuran zugegeben und fünf Minuten nachgerührt. Dann wurden 2 mmol Allylacetat zugetropft und das Reaktionsgemisch 2 h gerührt. Zur Aufarbeitung hydrolysierte man mit 5 ml gesättigter Natriumhydrogencarbonat-Lösung und extrahierte das Gemisch dreimal mit je 10 ml Ethylacetat. Die vereinigten organischen Phasen wurden über Magnesiumsulfat getrocknet, eingeengt und durch Säulenchromatographie an Kiesel- gei gereinigt (Laufinittel Cyclohexan-Ethylacetat).
Es wurden 95% d. Th. an 2-Allylanisol isoliert.
Beispiele 2 bis 17: Weitere Kupplungen von Arylgrignard- Verbindungen mit Allylacetat
Die Durchführung erfolgte wie in Beispiel 1 , es wurden aber anstelle von 2-Bromanisol die in belle 1 aufgeführten Haloarene eingesetzt. Die Einzelausbeuten sind nicht optimiert.
Tabelle 1
Beispiel 18: Kupplung einer Alkylgrignard-Verbindung mit Allylacetat
1 ) Mg, LiCI, THF
2) Fe(acac)3
H25C12_ B r 3)
H25^12
,OAc n-Dodecylbromid wurde analog zu Beispiel 1 in seine Grignard- Verbindung überführt und diese in der beschriebenen Weise mit Allylacetat umgesetzt. 1 -Pentadecen wurde in 32%iger Ausbeute erhalten.
Beispiele 19 bis 23: Kupplung von Arylgrignard- erbindungen mit Allylcarbonat
Die Versuche wurden analog zu Beispiel 1 durchgeführt, anstelle von Allylacetat wurde Allyl- methylcarbonat eingesetzt. Die Versuche sind in Tabelle 2 aufgeführt. Die Einzelausbeuten sind nicht optimiert.
Tabelle 2
Beispiele 24 bis 37: Kupplung von Arylgrignard- Verbindungen mit substituierten Allylaceta- ten
Die Versuche wurden analog zu Beispiel 1 durchgeführt, anstelle von Allylacetat wurden die in Tabelle 3 aufgeführten substituierten Allylacetate mit den aufgeführten Arylgrignard- Verbindungen umgesetzt. Die Einzelausbeuten wurden nicht optimiert. Tabelle 3
(a Isomerengemisch)
Beispiele 38 bis 40: Variation der Kupplungstemperatur der Allylacetat-Kupplung
Allylacetat und 4-tert-Butylphenylmagnesiumbromid wurden wie in Beispiel 10 beschrieben zur Reaktion gebracht, die Kupplungsreaktion wurde aber bei der in Tabelle 4 aufgeführten Temperatur durchgeführt.
Tabelle 4
Nr. Temperatur (°C) Ausbeute (%)
38 20 31
39 0 37
40 -20 34 Beispiele 41 bis 43: Variation des Katalysators in der Allylacetat-Kupplung
Allylacetat und 4-tert-Butylphenylmagnesiumbromid wurden wie in Beispiel 10 beschrieben zur Reaktion gebracht, die Kupplungsreaktion wurde aber mit dem in Tabelle 5 genannten Katalysator (5 mol%) durchgeführt.
Tabelle 5
Beispiele 44 bis 47: Variation der Stöchiometrie in der Allylacetat-Kupplung
Allylacetat und 4-tert-Buiylphenylmagnesiumbromid wurden wie in Beispiel 10 beschrieben zur Reaktion gebracht, die stöchiometrischen Verhältnisse wurden jedoch wie in Tabelle 6 beschrieben variiert.
Tabelle 6
Beispiele 48 bis 52: Variation von Additiven in der Allyacetat-Kupplung
Allylacetat und 4-tert-Butylphenylmagnesiumbromid wurden wie in Beispiel 10 beschrieben zur Reaktion gebracht, es wurden jedoch die in Tabelle 7 aufgeführten Additive in den jeweils angegebenen Mengen zugesetzt.
Tabelle 7
Nr. Aq. LiCl Aq. TMEDA Ausbeute (%)
48 1.5 0.0 47
49 1.5 0.4 44
50 1.5 0.9 39
51 1.5 1.5 37 52 0.0 0.0 37
Beispiele 53: Kupplung von 4-Tolylmagnesiurabromid mit Vinylacetat
Unter Schutzgas wurden 96 mg Magnesiumspäne unter 6 ml einer 0.5 M Lösung von Lithiumchlorid in Tetrahydrofuran vorgelegt. Bei 20 °C wurden 2.6 mmol 4-Bromtoluol zugegeben und 2 h nachgerührt. Zur entstandenen Grignard-Lösung wurde eine Lösung von 16.2 mg Eisen(III)-chlorid (5 mol%) und 292 μΐ TMEDA (1.3 Äq.) in 1 ml Tetrahydrofuran gegeben. Dann wurde auf 0 °C abgekühlt und 2 mmol Vinylacetat zugegeben, 3 h bei 0 °C und 1 h bei 20 °C nachgerührt. Zur Aufarbeitung wurde mit 4 ml gesättigter Natriumcarbonat-Lösung versetzt und dreimal mit je 5 ml Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über Natriumsulfat getrocknet und durch Säulenchromatographie an Kieselgel gereinigt (Laufmittel Cyclohexan-Ethylacetat). Man erhielt 4-Methylstyrol in einer Ausbeute von 99% d. Th.
Beispiel 54: Kupplung von 4-Bromanisol mit Vinylacetat
Die Reaktion wurde analog zu Beispiel 53 durchgeführt, wobei anstelle von 4-Bromtoluol 4- Bromanisol eingesetzt wurde. Man erhielt 4-Methoxystyrol in 100% Ausbeute.
Beispiel 55: Kupplung von Bromtoluol mit Vinylacetat als unter Domino-Eisen-Katalyse g, TMEDA, FeCi3, THF
Unter Schutzgas wurden 62 mg Magnesiumspäne unter einer Lösung von 16.2 mg (5 mol%) Ei- sen(III)-chlorid in 6 ml abs. Tetrahydrofuran vorgelegt und mit 60 μΐ TMEDA (20 mol%) versetzt. Es wurde auf 0 °C abgekühlt und noch 10 min gerührt, dann 2.6 mmol Brombenzol zugegeben und 90 min bei 0 °C gerührt, dann 2 mmol Vinylacetat zugegeben und nochmals 90 min bei 0 °C weitergerührt. Zur Aufarbeitung wurde das Reaktionsgemisch mit 2 ml gesättigter Natriumcarbonat- Lösung versetzt und dreimal mit je 5 ml Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden über Natriumsulfat getrocknet, eingeengt und säulenchromatographisch an Kieselgel gereinigt (Laufmittel Cyclohexan-Ethylacetat).
Man erhielt Styrol in einer Ausbeute von 42% d. Th.

Claims

Patentansprüche
1. V rfahren zur Herstellung organischer Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
R-R' (I), worin
R für einen gegebenenfalls einfach oder mehrfach substituierten Aryl-, Heteroaryl-, Alke- nyl- oder Alkyl Rest steht, und
R' für einen Vinyl- oder Allyl-Rest der allgemeinen Formel 11(a) oder 11(b) steht,
(Ha) ^ (IIb)
FT = Qj oder Qi
Vinyl Aily! wobei j gleich 0, 1, 2 oder 3 ist und
q gleiche oder verschiedene Gruppen ungleich H sind,
durch Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel (Π)
R-X (II), worin
X für Fluor, Chlor, Brom oder Iod steht, und
R die für Formel (I) angegebene Bedeutung hat, zu einer magnesiumorganischen Verbindung der allgemeinen Formel (III)
[M\ [RmMgXkY,] (III), worin
R die für Formel (I) angegebene Bedeutung hat,
X ein Anion mit der für Formel (II) angegebenen Bedeutung ist,
M ein einwertiges Kation ist,
Y ein einwertiges Anion ist,
n entweder 0 oder n gleich 1 , 2, 3, 4 ist,
m gleich 1,
2,
3,
4, 5 oder 6 ist,
k gleich 0, 1, 2, 3 oder 4 ist, 1 gleich 0, 1, 2, 3 oder 4 ist,
und gleichzeitig die Beziehung n + 2 = m + k + l gilt, gefolgt von Umsetzung der Verbindung (III) mit einer Verbindung der allgemeinen Formel (IV) worin
R' die für Formel (I) angegebene Bedeutung hat und in der Allyl- bzw. Vinylposition mit dem Sauerstoffatom gebunden ist und
R" für eine gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Alkoxy-, Aryl-, Aryloxy-, Heteroaryl- o- der Heteroaryloxy-Gruppe steht, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion von (III) mit (IV), optional auch den Schritt von (II) zu (III) in Gegenwart
a) katalytischer Mengen einer Eisenverbindung, bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (II),
sowie gegebenenfalls in Gegenwart
b) eines Stickstoff-, Sauerstoff- und/oder phosphorhaltigen Additivs in katalytischer oder stöchiometrischer Menge bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (II),
durchführt.
Verfahren nach vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R ein gegebenenfalls substituierter Alkenyl, Alkyl, Aryl oder Heteroaryl-Rest ist, wobei der Heteroaryl- Rest ein fünf-, sechs- oder siebengliedriger Ring mit einem oder mehreren Stickstoff-, Sauerstoff- und/oder Schwefelatomen im Ring bedeutet, wobei an einem cyclischen Rest R gegebenenfalls weitere gegebenenfalls substituierte aromatische, heteroaromatische und/oder cycloaliphatische Reste ankondensiert sein können und der Rest R gegebenenfalls einen oder mehrere Substituenten tragen kann, weiche unabhängig voneinander (C3-C18)- Alkyl, (C3-C18)-Cycloalkyl, (C3-C,8) -Alkenyl, (C3-C18)-Cycloalkenyl, (C3-Clg)-Alkinyl, (C6-C18)-Aryl, 0-[{C4-C18)-Alkyl], 0-[(C6-Ci8)-Aryl], 0-Si[(C4-C18)-Alkyl]n[C4-C18)- Aryl]3.n, OC(0)-[(C4-C18)-Alkyl], OC(0)-[(C4-C18)-Aryl], NH2, NH[(C4-C18)-Alkyl], N[(C4-C,8)-Alkyl]2, NH[(C4-C18)-Aryl], N[(C4-C18)-Aryl]2, NHC(0)-[(C4-C18)-Alkyl], N[(C4-C18)-Alkyl]C(0)-[(C4-C,s)-Alkyl], NHC(0)-[(C4-C18)-Aryl], N[(C4-C18)- AIkyl]C(0)-[(C4-C18)-Aryl3, N02, NO, S-[(C4-C]8)-Aryl], S-[(C4-C18)-Alkyl], Fluor, Chlor,
Brom, Pentafluorsulfuranyl, CF3, CN, COOM, COO-[(C4-C18)-Alkyl], COO-[(C4-C18)- Aryl], C(0)NH-[(C4-Cl8)-Alkyl], C(0)NH-[(C4-C18)-Aryl], C(0)N-[(C4-C18)-Alkyl]2, C(0)N-[(C4-C18)-Aryl]2, CHO, S02-[(C4-C18)-Alkyl], SO-[(C4-C18)-Alkyl], S02-[(C4-C18)- Aryl], SO-[(C4-C18)-Aryl], OS02-[(C4-Clg)-Alkyl], OS02-[(C4-C18)-Aryl], PO-[(C4-C18)- AIkyl]2, PO-[(C4-C!8)-Aryl]2) S03M, S03-[(C4-CIS)-Alkyl], S03-[(C4-Clg)-Aryl] oder
Si[(C -C i3)-Alkyl]ri[C4-Ci8)-Aryl]3.n bedeuten können, wobei M für ein Alkali- oder Erdalkaliatom und n für eine natürliche Zahl im Bereich von 0 bis 3 steht, und wobei mindestens zwei dieser Substituenten miteinander ein Ringsystem bilden können.
Verfahren nach einem mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der allylische bzw. vinylische Rest R' gegebenenfalls einen oder mehrere Substituenten Q tragen kann, welche unabhängig voneinander (C -Ci8)-Alkyl, (C4-Ci8)- Cycloalkyl, (C4-Ci8)-Alkenyl, (C4-Cls)-Cycloalkenyl, (C4-Clg)-Alkinyl, (C4-C18)-Aryl, O- [(C4-C,8)-Alkyl], 0-[(C4-Cä8)-Aryl], 0-Si[(C4-C,8)-Alkyl]n[C4-Ci8)-AryI]3.n, OC(0)-[(C4- C18)-Alkyl], OC(0)-[(C4-Clg)-Aryl], NH2, NH[(C4-Clg)-Alkyl], N[(C4-C18)-Alkyl]2, NH[(C4-C!8)-Aryl], N[(C4-C18)-Aryl]2, NHC(0)-[(C4-C18)-Alkyl], N[(C4-C18)-Alkyl]C(0)- [(C4-C18)-Alkyl], NHC(0)-[(C4-C18)-Aryl], N[(C4-C!8)-Alkyl]C(0)-[(C4-C18)-Aryl], N02, NO, S-[(C4-C]8)-AryI], S-[(C4-C18)-Alkyl], Fluor, Chlor, Brom, Pentafluorsulfuranyl, CF3, CN, COOM, COO-[(C4-C18)-Alkyl3, COO-[(C4-C18)-Aryl], C(0)NH-[(C4-C18)-Alkyl], C(0)NH-[(C4-C18)-Aryl], C(0)N-[(C4-C18)-Alkyl]2, C(0)N-[(C4-C!8)-Aryl]2, CHO, S02- E(C4-C18)-Alkyl], SO-[(C4-C18)-Aikyl], S02-[(C4-C18)-Aryl], S0-[(C4-C18)-Aryl], 0S02- [(C4-C18)-Alkyl], 0S02-[(C4-C18)-Aryl], P0-[(C4-C18)-Alkyl]2, PO-[(C4-C18)-Aryl]2, S03M, S03-[(C4-C18)-Alkyl], S03-[(C4-Clg)-Arylj oder Si[(C4-C!8)-Alkyl]I1[C4-C18)-Aryl]3-n bedeuten können, wobei M für ein Alkali- oder Erdalkaliatom und n für eine natürliche Zahl im Bereich von 0 bis 3 steht, und wobei mindestens zwei dieser Substituenten miteinander ein Ringsystem bilden können.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass der Rest R" für eine, gegebenenfalls verzweigte, gegebenenfalls cyclische Al- kylgruppe oder eine Aryl- oder Heteroarylgruppe steht, die alle gegebenenfalls einen oder mehrere Substituenten tragen können, welche unabhängig voneinander (C4-CiS)-AlkyI, (C4- C18)-Cycloalkyl, (C4-Ci8)-Alkenyl, (C4-C,8)-Cycloalkenyl, (C4-C18)-Alkinyl, (C4-C18)-Aryl, 0-[(C4-C18)-Alkyl], 0-[(C4-C]8)-Aryl], 0-Si[(C4-C18)-Alkyl]n[C4-Cl8)-Aryl]3.B) OC(O)- [(C4-C18)-Alkyl], OC(0)-[(C4-C18)-Aryl], NH2, NH[(C4-C18)-Alkyl], N[(C4-C18)-Alkyl]2, NH[(C4-Cä8)-Aryl], N[(C4-C!8)-Aryl]2, NHC(0)-[(C4-CJ8)-Alkyl], N[{C4-C18)-Alkyl]C(0)- [(C4-C18)-Alkyl]\ NHC(0)-[(C4-C18)-Aryl], N[(C4-C18)-Alkyl]C(0)-[(C4-C18)-Aryl], N02, NO, S-[{C4-Ci8)-Aryl], S-[(C4-C]8)-Alkyl], Fluor, Chlor, Brom, Pentafiuorsulfuranyl, CF3,
CN, COOM, COO-[(C4-C,s)-Alkyl], COO-[(C4-C18)-Aryl], C(0)NH-[(C4-Cl g)-Alkyl], C(0)NH-[(C4-C!8)-Aryl], C(0)N-[(C4-C18)-Alkyl]2, C(0)N-[(C4-C18)-Aryl]2, CHO, S02- [(C4-C18)-Alkyl], SO-[(C4-C18)-Alkyl], S02-[(C4-C18)-Aryl], SO-[(C4-C18)-Aryl], OS02- [(C4-C18)-Alkyl], OS02-[(C4-C18)-Aryl], PO-[(C4-C18)-Alkyl]2, PO-[(C4-CIg)-Aryl]2, S03M, S03-[(C4-C18)-Alkyl], S03-[(C4-C18)-Aryl] oder Si[(C4-C18)-Alkyl]I,[C4-C18)-Aryl]3.n bedeuten können, wobei M für ein Alkali- oder Erdalkaliatom und n für eine natürliche Zahl im Bereich von 0 bis 3 steht, und wobei mindestens zwei dieser Substituenten miteinander ein Ringsystem bilden können.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Eisenverbindung Eisen(II)chlorid, Eisen(III)chlorid, Eisen(II)acetylacetonat, Ei- sen(III)acetyIacetonat, Eisen(II)acetat, Eisen(III)acetat, Eisen(II)bromid, Eisen(III)bromid, Eisen(II)fluorid, Eisen(III)fluorid, Eisen(II)iodid, Eisen(III)iodid, Eisen(II)sulfai, Ei- sen(II)trifluoracetat, Eisen(lI)trifluormeihansulfonat, Eisen(III)trifluormethansulfonat oder Eisen(III)chlorid-TMEDA-Komplex eingesetzt wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisen Verbindung in einer Menge von 0,01 bis 50 mol%, bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (II), eingesetzt wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als gegebenenfalls zugesetztes Stickstoff-, Sauerstoff- und/oder phosphorhaltiges Additiv mit einem oder mehreren Stickstoff-, Sauerstoff- und/oder Phosphoratomen gegebenenfalls substituierte Alkylamine, N-haltige Heterocyclen, Alkylamide, cyclische Alky- lamide, Cycloalkylamine, Cycloalkyldiamine, Alkylimine, Cycloalkyli ine, Anilin, Anilin-Derivate, stickstoffhaltige Heteroaromaten, Dialkylether, Alkylarylether, Diarylether, cyclische Ether, Oligoether, Polyether, Triarylphosphane, Trialkylphosphane, Aryldial- kylphosphane, Alkyldiarylphosphane und verbrückte Bisphosphane eingesetzt werden.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Stickstoff-, Sauerstoff- und/oder phosphorhaltiges Additiv Triethylamin, Ethyl- diisopropylamin, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethylethylendiamin (TMEDA), 1,4-Diaza- bicyclo[2.2.2]octan (DABCO), Spartein, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyldiaminomethan, 1,2-Di- aminocyclohexan (DACH), N-Methyl-2 -Pyrrolidin (NMP), Ν,Ν-Dimethylanilin, Pyridin, Phenanthrolin, PEG-DME (Polyeihylenglycoldimethylether), DME (1 ,2-Dimethoxyethan) Bi-naphthyldimethylether, 18-Krone-6, Triphenylphosphan, Tri-n-butylphosphan, Tri-tert- butylphosphan, dppf (l ,l '-Bis(diphenylphosphino)ferrocen), dppe (l,2-Bis(diphenylphos- phino)ethan), dppp (l,3-Bis(diphenylphosphino)propan), dppb (l ,4-Bis(dipheny3phos- phino)butan) oder dpppe (l ,5-Bis(diphenylphosphino)pentan eingesetzt werden.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stickstoff-, Sauerstoff- und/oder phosphorhaltige Additiv in einer Menge von 0 bis 200 mol%, bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (II), eingesetzt wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion von (II) zu (III) in Gegenwart von (IV) durchgeführt wird, so dass die entstehende magnesiumorganische Verbindung (III) in situ mit IV weiter zu (I) abreagiert.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rest R in Formel (I) ein Aryl-Rest aus der Gruppe Phenyl, Naphtyl, Anthracenyl und Phe- nanthryl oder ein Heteroaryl-Rest aus der Gruppe Pyridyl, Pyrimidyl, Pyrazinyl, Dioxinyl, Furyl, (Thiophen)yl, Oxazolyi, Isoxazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Oxadiazolyl, Thiadiazolyl, Triazolyl und Pyrrolyl und der Rest R' in Formel (I) ein allyli- scher Rest aus der Gruppe Allyl, Crotyl, Methallyl, 1-Methylallyl, Cyclopent-1 -en-3-yl und Cyclohex-l -en-3-yl oder ein vinylischer Rest aus der Gruppe Vinyl, 1-Propenyl, 2-Methyl- 1-propenyl, Cyclopent-1 -en- 1 -yl und Cyclohex-l -en-lyl ist.
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