EP3189176A1 - Einseitig geschützte 2,2 -dihydroxybiaryle und electrochemisches vefahren zur deren hestellung - Google Patents

Einseitig geschützte 2,2 -dihydroxybiaryle und electrochemisches vefahren zur deren hestellung

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Publication number
EP3189176A1
EP3189176A1 EP15741992.0A EP15741992A EP3189176A1 EP 3189176 A1 EP3189176 A1 EP 3189176A1 EP 15741992 A EP15741992 A EP 15741992A EP 3189176 A1 EP3189176 A1 EP 3189176A1
Authority
EP
European Patent Office
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alkyl
aryl
tert
acetyl
butyl
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15741992.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Katrin Marie DYBALLA
Robert Franke
Dirk Fridag
Siegfried R. Waldvogel
Bernd Elsler
Anton Wiebe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Degussa GmbH filed Critical Evonik Degussa GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C07C43/20—Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
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    • C07C69/78—Benzoic acid esters
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    • C25B3/29—Coupling reactions

Definitions

  • the invention relates to novel unilaterally protected 2,2'-dihydroxybiarylene, and to an electrochemical process for the preparation of unilaterally protected 2,2'-dihydroxybiarylene.
  • phenols or naphthols is used in this application as a generic term and thus also includes substituted phenols / naphthols. Electrochemical processes for the cross-coupling of phenols with unilaterally O-protected phenol derivatives, beyond the O-methylated derivatives, are not yet known.
  • a major disadvantage of the above-mentioned methods of phenolic cross-coupling is the need for dry solvents and air exclusion. Furthermore, often large amounts of partially toxic oxidizing agents are used. The tolerance of functional groups is often limited by the reagents used. During the reaction often occur toxic by-products, which must be separated from the desired product consuming and expensive to dispose of.
  • the object of the invention was to provide new one-sidedly protected 2,2'-dihydroxybiaryls which have novel structures compared to the 2,2'-dihydroxybiarylenes known in the literature. Furthermore, a method was to be developed with which the new 2,2'-dihydroxybiaryl can be prepared in good yield. In particular, the method should stand out in an advantageous manner from the manufacturing method known from the prior art.
  • R 5 ', R 6 ', R 7 ', R 8 ', R 9 ', R 10 ' are selected from:
  • alkyl and aryl groups may be substituted
  • X 2 is selected from:
  • tert-butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert -butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, acetyl, pivaloyl, benzoic acid, -3 (2-nitrophenyl) acetyl, oxoacyl, trifluoromethanesulfonyl , tetrahydropyranyl, allyl ether, benzyl, -p-methoxybenzyl, -3,4-dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl,
  • X 1 , X 2 ' is selected from:
  • tert-butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, acetyl, pivaloyl, benzoate, -3 (2-nitrophenyl) acetyl, oxoacyl, -trifluormethansulfonyl.
  • R 1 is not R
  • R 2 is R 2 '
  • R 3 is R 3'
  • R 4 is R 4 ' ;
  • R 1 is R
  • R 2 is R 2 '
  • R 3 is not R 3'
  • R 4 is R 4 ' .
  • R 1 is not R
  • R 2 is R 2 '
  • R 3 is not R 3'
  • R 4 is R 4 ' ;
  • R 1 is not R
  • R 2 is not R 2 '
  • R 3 is not R 3'
  • R 4 is R 4 ' . Excluded is only the case where all four remaining pairs in pairs represent the same remainder:
  • R 1 is R
  • R 2 is R 2 '
  • R 3 is R 3'
  • R 4 is R 4 ' .
  • - (C 1 -C 12 ) -alkyl and -O- (C 1 -C 12 ) -alkyl can each be unsubstituted or substituted by one or more identical or different radicals selected from - (C 3 -C 12 ) - Cycloalkyl, - (C 3 -C 12 ) -heterocycloalkyl, - (C 6 -C 20 ) -aryl, fluorine, chlorine, cyano, formyl, acyl or alkoxycarbonyl.
  • - (C 6 -C 20 ) -aryl and - (C 6 -C 20 ) -aryl- (C 6 -C 20 ) -aryl can each be unsubstituted or substituted by one or more identical or different radicals selected under -H, - (C 1 -C 12 ) -alkyl, -O- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -O- (C 6 -C 20 ) -aryl, - (C 6 -C 20 ) - Aryl, halo (such as Cl, F, Br, I), -COO- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -CONH- (C 1 -C 12 ) -alkyl, - (C 6 -C 20 ) - Aryl-CON [(C 1 -C 12 ) -alkyl] 2 , -CO- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -CO
  • - (C 1 -C 12 ) -alkyl comprises straight-chain and branched alkyl groups. Preferably, these are unsubstituted straight-chain or branched - (C 1 -C 8 ) -alkyl and most preferably - (C 1 -C 6 ) -alkyl groups.
  • Examples of (C 1 -C 12 ) -alkyl groups are, in particular, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, 2-pentyl, 2- Methylbutyl, 3-methylbutyl, 1, 2-dimethylpropyl, 1, 1-dimethylpropyl, 2,2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, 2-hexyl, 2-methylpentyl, 3 Methylpentyl, 4-methylpentyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 2-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 1, 3-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1, 1, 2-trimethylpropyl, 1, 2,2-trimethylpropyl, 1-ethylbutyl,
  • Substituted - (C 1 -C 12 ) -alkyl groups and substituted - (C 1 -C 12 ) -alkoxy groups may, depending on their chain length, have one or more substituents.
  • the Substituents are preferably independently selected from - (C 3 -C 12 ) -cycloalkyl, - (C 3 -C 12 ) -heterocycloalkyl, - (C 6 -C 20 ) -aryl, fluorine, chlorine, cyano, formyl, acyl or alkoxycarbonyl.
  • the term - (C 3 -C 12 ) -cycloalkyl encompasses mono-, bi- or tricyclic hydrocarbon radicals having 3 to 12, in particular 5 to 12, carbon atoms. These include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclododecyl, cyclopentadecyl, norbonyl or adamantyl.
  • An example of a substituted cycloalkyl would be menthyl.
  • - (C 3 -C 12 ) -heterocycloalkyl groups for the purposes of the present invention comprises non-aromatic, saturated or partially unsaturated cycloaliphatic groups having 3 to 12, in particular 5 to 12, carbon atoms.
  • the - (C 3 -C 12 ) -heterocycloalkyl groups preferably have 3 to 8, more preferably 5 or 6, ring atoms.
  • the ring carbon atoms are replaced by heteroatoms or heteroatom-containing groups.
  • - (C 3 -C 12 ) -heterocycloalkyl groups include tetrahydrothiophenyl, tetrhydrofuryl, tetrahydropyranyl and dioxanyl.
  • - (C 6 -C 20 ) -aryl and - (C 6 -C 20 ) -aryl (C 6 -C 20 ) -aryl encompasses in the context of the present invention mono- or polycyclic aromatic hydrocarbon radicals. These have 6 to 20 ring atoms, particularly preferably 6 to 14 ring atoms, in particular 6 to 10 ring atoms, on.
  • Aryl is preferably - (C 6 -C 10 ) -aryl and - (C 6 -C 10 ) -aryl (C 6 -C 10 ) -aryl.
  • Aryl is especially phenyl, naphthyl, indenyl, fluorenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, naphthacenyl, chrysenyl, pyrenyl, coronenyl.
  • aryl is phenyl, naphthyl and antracenyl.
  • Substituted - (C 6 -C 20 ) -aryl groups and - (C 6 -C 20 ) -aryl (C 6 -C 20 ) -aryl groups can, depending on the ring size, one or more (eg 1, 2, 3 , 4 or 5) have substituents.
  • substituents are preferably independently selected from --H, - (C 1 -C 12 ) -alkyl, -O- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -O- (C 6 -C 20 ) -aryl, - ( C 6 -C 20 ) -aryl, -halogen (such as Cl, F, Br, I), -COO- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -CONH- (C 1 -C 12 ) -alkyl, - ( C 6 -C 20 ) -aryl-CON [(C 1 -C 12 ) -alkyl] 2 , -CO- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -CO- (C 6 -C 20 ) -aryl, COOH, -OH, -SO 3 H; -SO 3 Na, -NO 2 , -CN, -N [(C 1 -C 12 ) -
  • Substituted - (C 6 -C 20 ) -aryl groups and - (C 6 -C 20 ) -aryl (C 6 -C 20 ) -aryl groups are preferably substituted - (C 6 -C 10 ) -aryl groups and - (C 6 -C 10 ) aryl- (C 6 -C 10 ) -aryl groups, in particular substituted phenyl or substituted naphthyl or substituted anthracenyl.
  • Substituted - (C 6 -C 20 ) -aryl groups preferably carry one or more, for example 1, 2, 3, 4 or 5 substituents selected from - (C 1 -C 12 ) -alkyl groups, - (C 1 -C 12 ) - alkoxy groups.
  • halogens includes Cl, F, Br, I, preferably Cl, Br, I,
  • X 2 is selected from:
  • tert-butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, acetyl, pivaloyl, benzoate, -3 (2-nitrophenyl) acetyl, oxoacyl, -trifluormethansulfonyl.
  • X 1 is selected from:
  • tert-butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, acetyl, pivaloyl, benzoic acid ester.
  • X 2 is selected from:
  • tert-butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, acetyl, pivaloyl, benzoic acid ester.
  • X 2 ' is selected from:
  • tert-butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, acetyl, pivaloyl, benzoic acid ester.
  • X 1 is selected from:
  • tert-butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, benzoic acid ester.
  • X 2 is selected from:
  • tert-butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, benzoic acid ester.
  • X 2 ' is selected from: tert -Butyl, methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, benzoic acid ester.
  • X 1 is selected from:
  • X 2 is selected from:
  • X 2 ' is selected from:
  • X 1 is selected from:
  • X 2 is selected from:
  • X 2 ' is selected from:
  • X 1 is selected from:
  • X 2 is selected from:
  • X 2 ' is selected from:
  • X 1 is selected from:
  • X 2 is selected from: acetyl, pivaloyl.
  • X 2 ' is selected from:
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 1 ', R 2 ', R 3 ', R 4 ' are selected from:
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 1 ', R 2 ', R 3 ', R 4 ' are selected from:
  • R 5 ', R 6 ', R 7 ', R 8 ', R 9 ', R 10 ' are selected from:
  • R 5 ', R 6 ', R 7 ', R 8 ', R 9 ', R 10 ' are selected from:
  • R 1 and R 1 are not the same radical. In one embodiment, R 2 and R 2 'are not the same radical.
  • R 3 and R 3 are not the same radical.
  • R 4 and R 4 ' are not the same radical.
  • R 5 ', R 6 ', R 71 ', R 8 ', R 9 ', R 10 '' are the same radical.
  • R 1 ', R 2 ', R 3 ', R 4 In one embodiment, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are the same radical.
  • the compound has the general structure (I).
  • the compound has the general structure (IIa) or (IIb). In one embodiment, the compound has the general structure (IIa). In one embodiment, the compound has the general structure (IIb).
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 11 ', R 12 ', R 13 ', R 14, are selected from: -H, - (C 1 -C 12 ) -alkyl, -O- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -O- (C 6 -C 20 ) -aryl, - (C 6 -C 20 ) -aryl , -S-alkyl, -S-aryl, halogen, -COO- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -CONH- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -CO- (C 1 -C 12 ) - Alkyl, -CO- (C 6 -C 20 ) -aryl, -COOH, -SO 3 H, -CN, -N [(C 1 -C 12 ) -alkyl] 2 ;
  • alkyl and aryl groups may be substituted
  • X 11 is selected from:
  • tert -Butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert -butyldiphenylsilyl, acetyl, pivaloyl, benzoate, -3- (2-nitrophenyl) acetyl, oxoacyl, trifluoromethanesulfonyl, tetrahydropyranyl, allyl ether, benzyl, p-methoxybenzyl, -3,4-dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 are selected from: -H, - (C 1 -C 12 ) -alkyl, -O- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -O- (C 6 -C 20 ) -aryl, - (C 6 -C 20 ) -aryl , -S-alkyl, -S-aryl, halogen, -COO- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -CONH- (C 1 -C 12 ) -alkyl, -CO- (C 1 -C 12 ) - Alkyl, -CO- (C 6 -C 20 ) -aryl, -COOH, -SO 3 H, -CN, -N [(C 1 -C 12 ) -alkyl] 2 ;
  • R 15 ', R 16 ', R 17 ', R 18 ', R 19 ', R 20 ' are selected from:
  • alkyl and aryl groups may be substituted
  • X 12 is selected from:
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 are selected from:
  • R 15 ', R 16 ', R 17 ', R 18 ', R 19 ', R 20 ' are selected from:
  • alkyl and aryl groups may be substituted
  • tert -Butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert -butyldiphenylsilyl, acetyl, pivaloyl, benzoate, -3- (2-nitrophenyl) acetyl, oxoacyl, trifluoromethanesulfonyl, tetrahydropyranyl, allyl ether, benzyl, p-methoxybenzyl, -3,4-dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl.
  • R 15 , R 16 , R 17 , R 18 , R 19 , R 20 , R 15 ', R 16 ', R 17 ', R 18 ', R 19 ', R 20 ' are selected from:
  • alkyl and aryl groups may be substituted
  • X 13 is selected from:
  • X 11 is selected from:
  • X 12 is selected from:
  • X 13 is selected from:
  • X 11 is selected from:
  • tert -butyl -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert -butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoic acid ester.
  • X 12 is selected from:
  • tert-butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, acetyl, pivaloyl, benzoic acid ester.
  • X 12 ' is selected from: tert-butyl, methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, acetyl, pivaloyl, benzoic acid ester.
  • X 13 is selected from:
  • tert -butyl -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoic acid ester.
  • X 11 is selected from:
  • tert -butyl -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl, -benzoic acid ester.
  • X 12 is selected from:
  • tert -butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, benzoic acid ester.
  • tert -butyl -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert -butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -benzoic acid ester.
  • X 13 is selected from:
  • tert-butyl methylthioethyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, benzoic acid ester.
  • X 11 is selected from:
  • X 12 is selected from:
  • X 13 is selected from:
  • X 11 is selected from:
  • X 12 is selected from:
  • X 13 is selected from:
  • X 11 is selected from:
  • X 12 is selected from:
  • X 13 is selected from:
  • X 11 is selected from:
  • X 12 is selected from:
  • X 13 is selected from:
  • R 11, R 12, R 13, R 14, R 1 ⁇ R 12 ', R 13', R 14 ' is selected from: -H, - (C 1 -C 12) alkyl, - O- (C 1 -C 12 ) alkyl, -O- (C 6 -C 20 ) aryl, -S-alkyl, -S-aryl, halogen.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 11 ', R 12 ', R 13 ', R 14 ' are selected from:
  • R 15 ', R 16 ', R 17 ', R 18 ', R 19 ', R 20 ' are selected from:
  • R 15 ', R 16 ', R 17 ', R 18 ', R 19 ', R 20 ' are selected from:
  • R 15 , R 16 , R 17 , R 18 , R 19 , R 20 are selected from:
  • R 15 , R 16 , R 17 , R 18 , R 19 , R 20 are selected from:
  • the two radicals of at least one of the four following residue pairs do not represent the same radical: R 11 and R 11 ' , R 12 and R 12' , R 13 and R 13 ' , R 14 and R 14' . In one variant, the two radicals of at least one of the six following residue pairs do not stand for the same radical: R 15 and R 15 , R 16 and R 16 ' , R 17 and R 17' , R 18 and R 18 ' , R 19 and R 19 ' , R 20 and R 20' .
  • R 11 is not R 11 ' , R 12 is R 12' , R 13 is R 13 ' , R 14 is R 14' ;
  • R 11 is R 11 '
  • R 12 is R 12'
  • R 13 is not R 13 '
  • R 14 is R 14' .
  • R 11 is not R 11 '
  • R 12 is R 12'
  • R 13 is not R 13 '
  • R 14 is R 14' ;
  • R 11 is not R 11 '
  • R 12 is not R 12'
  • R 13 is not R 13 '
  • R 14 is R 14' . Excluded is only the case where all four remaining pairs in pairs represent the same remainder:
  • R 11 is R 11 '
  • R 12 is R 12'
  • R 13 is R 13 '
  • R 14 is R 14' .
  • step b) By electrochemical coupling (step b)) biaryl be prepared without the organic oxidizing agent added, worked under exclusion of moisture or anaerobic reaction guides must be complied with.
  • This direct method of C, C coupling opens up a cost-effective and environmentally friendly alternative to previously existing multistage, classically organic synthetic routes.
  • Process step b) can be carried out on different carbon (glassy carbon, boron-doped diamond, graphites, carbon fibers, nanotubes, etc.), metal oxide and metal electrodes. Current densities in the range of 1 to 50 mA / cm 2 are applied.
  • the electrochemical coupling (process step b)) is carried out in the customary, known electrolysis cells.
  • the compound having the higher oxidation potential is used in at least twice the amount of the compound having the lower oxidation potential.
  • the ratio of the compound having the lower oxidation potential to the compound having the higher oxidation potential is in the range of 1: 2 to 1: 4. If necessary, a conductive salt may be added to the reaction.
  • the conducting salt is selected from the group of alkali, alkaline earth, tetra (C 1 -C 6 -alkyl) -ammonium, 1, 3-di (C 1 -C 6 -alkyl) imidazolium or tetra (C 1 -C 6 -alkyl) -phosphonium salts.
  • the counterions of the conducting salts are selected from the group consisting of sulfate, hydrogensulfate, alkylsulfates, arylsulfates, alkylsulfonates, arylsulfonates, halides, phosphates, carbonates, alkylphosphates, alkylcarbonates, nitrate, tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, hexafluorosilicate, fluoride and perchlorate.
  • the conductive salt is selected from tetra (C 1 -C 6 -alkyl) ammonium salts and the counterion selected from sulfate, alkyl sulfate, aryl sulfate.
  • the workup and recovery of the biaryls is very simple and takes place after completion of the reaction according to common separation methods.
  • the electrolyte solution is removed by distillation and the individual compounds are recovered separately in the form of different fractions. Further purification can be carried out, for example, by crystallization, distillation, sublimation or chromatographic.
  • a problem that arises in the electrochemical coupling of different molecules is that the reactants usually have different oxidation potentials E 0X .
  • the molecule with the lower oxidation potential has a higher tendency to donate an electron (e-) to the anode and an H + ion to, for example, the solvent than the molecule with the lower oxidation potential.
  • the oxidation potentials of the respective phenol and / or naphthol derivatives depend both on the particular protective group used and on the structure of the substrate itself. Depending on the protective group used, it is possible to change the oxidation potential by several hundred millivolts. This setting of the oxidation potentials is possible by electron-withdrawing or electron-donating groups, but also by different sizes and the associated Sterik.
  • the process according to the invention thus opens up an additional possibility via the protective groups to set the oxidation potential of the phenol or naphthol derivatives in a targeted manner.
  • the reaction scheme also applies analogously to the coupling of a phenol with a naphthol or of two naphthols with one another.
  • FIG. 1 shows schematically the electrochemical processes at the anode. It presents the mechanistic concept for the electrochemical formation of unsymmetrical, partially protected dihydroxybiaryl derivatives.
  • the selective oxidation of the phenol component A which has a lower oxidation potential than B.
  • the radical species A * formed this is able to be attacked nucleophilic of component B.
  • the first oxidation potentials of both substances are decisive for the course of the reaction.
  • the targeted addition of protic additives such as MeOH or water to the electrolyte can be a Shifting these same oxidation potentials are made possible.
  • the yield and selectivity of the reaction can be controlled.
  • FIG. 2 shows the schematic structure of a reaction apparatus in which the coupling reaction can be carried out to the corresponding unsymmetrical 2,2'-biarylene.
  • the reaction apparatus comprises glassy carbon electrodes (5), which are held with stainless steel clamps (4). Mixing in the reaction apparatus is effected by a magnetic stirrer bar (6). On the reaction apparatus sits a Teflon stopper (2) through which pass stainless steel holders (1) for the electrodes.
  • the reaction apparatus here a beaker cell, has an attached outlet (3) for a reflux condenser connection.
  • Ph phenyl
  • the introduction of the protecting groups can be carried out, for example, as described in P.G.M. Wuts, T.W. Greene “Greene's Protective Groups in Organic Synthesis", 4th edition, 2007, John Wiley and Sons; Hoboken, New Jersey.
  • the process according to the invention does not have the disadvantages mentioned in the prior art (A. Kirste, B. Eisler, G. Schnakenburg, S. R. Waldvogel, in J. Am. Chem. Soc, 2012, 134, 3571-3576).
  • the fact that the protective group is already introduced in the first process step expensive purification steps at the end of the synthesis chain, which lead to a minimization of desired product can be avoided.
  • the protective group can be selectively introduced into the one phenol.
  • a reaction of another OH group does not take place, since the compound, in contrast to the later Dihydroxybiaryl contains only one OH group.

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Abstract

Neue einseitig geschützte 2,2'-Dihydroxybiaryle der Formel (I), (IIa) und (IIb), wobei R1-R4, R1 -R10', X1, X2 und X2' wie in Anspruch 1 definiert sind, und elektrochemisches Verfahren zur deren Herstellung.

Description

EINSEITIG GESCHÜTZTE 2,2 -DIHYDROXYBIARYLE UND
ELECTROCHEMISCHES VEFAHREN ZUR DEREN HESTELLUNG
Die Erfindung betrifft neue einseitig geschützte 2,2'-Dihydroxybiaryle, sowie ein elektrochemisches Verfahren zu Herstellung von einseitig geschützten 2,2'- Dihydroxybiarylen.
Der Begriff Phenole beziehungsweise Naphthole wird in dieser Anmeldung als Gattungsbegriff verwendet und umfasst somit auch substituierte Phenole / Naphthole. Elektrochemische Verfahren zur Kreuzkupplung von Phenolen mit einseitig O-geschützten Phenolderivaten, jenseits der O-methylierten Derivate, sind bisher nicht bekannt.
Die Synthese der Zielstrukturen war bisher über die klassische Kreuzkupplung von Phenolen und ein nachträgliches, unselektives Schützen einer Hydroxyfunktion durchführbar (siehe: G. Sartori, R. Mass, F. Bigi, M. Grandi, J. Org. Chem., 1993, 58, 7271 -7273.)
Ein großer Nachteil der oben genannten Methoden zur Phenol-Kreuzkupplung ist die Notwendigkeit trockener Lösungsmittel und eines Luftausschlusses. Weiterhin werden oft große Mengen teils giftiger Oxidationsmittel verwendet. Die Toleranz funktioneller Gruppen wird durch die eingesetzten Reagenzien oft eingeschränkt. Während der Reaktion treten oft toxische Nebenprodukte auf, die vom gewünschten Produkt aufwendig abgetrennt und teuer entsorgt werden müssen.
Ähnlich aufwändig ist die nachträgliche Demethylierung von methylgeschützten 2,2'- Biphenolen mittels starker Lewissäuren wie z.B. BBr3, AI(lll)-halogeniden, oder NbCI5. Hier werden sehr drastische, elektrophile Reaktionsbedingungen benötigt.
Ein elektrochemisches Verfahren zur Kupplung von Phenolen mit Arenen, die Methoxygruppen tragen, wird in von A. Kirste, B. Eisler, G. Schnakenburg, S.R. Waldvogel, in J. Am. Chem. Soc, 2012, 134, 3571 -3576 beschrieben. Dieses Verfahren erzeugt abhängig von der Reaktionsführung viel Homokupplungsprodukt als Nebenkomponente. Im weiteren Schritt wird nach der Homokupplung eine Schutzgruppe eingeführt. Die Produktausbeuten sind moderat und es fallen Nebenkomponenten an, die aufwändig abgetrennt werden müssen. Da diese aufwändige Trennung am Reaktionsende stattfindet, bedeutet das, dass zwangsläufig auch das teure Wertprodukt (geschützte 2,2'-Dihydroxybiaryle) verloren geht, da jeder Reinigungsschritt unabdingbar dazu führt, dass auch die Ausbeute des Zielproduktes minimiert wird. Das nachträgliche Einführen einer Schutzgruppe in das Dihydroxybiaryl ist in den meisten Fällen durch eine schlechte Selektivität geprägt. Ein Abtrennen vieler Nebenprodukte des zweiten Syntheseschrittes ist die Folge. Bisher fehlt ein einstufiger Zugang zu unsymmetrischen, teilgeschützten Dihydroxybiarylderivaten gänzlich. Die Kreuzkupplung von O-methylierten Phenolderivaten und die anschließende elektrophile Entschützung sind ebenso nicht erfolgsversprechend. Hinzukommt, dass tert-Butylgruppen, Silyl- und lodsubstituenten unter den genannten Bedingungen nicht kompatibel sind, wodurch die Substratbreite stark eingeschränkt wird. Eine alternative, nukleophile Entschützung mit z.B. Thiolat oder Cyanid weist hingegen große toxische Risiken auf. Die einzuhaltenden Sicherheitsmaßnahmen würden hierdurch erheblich vergrößert.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde neue einseitig geschützte 2,2'-Dihydroxybiaryle bereitzustellen, welche gegenüber den in der Literatur bekannten 2,2'-Dihydroxybiarylen neuartige Strukturen aufweisen. Des Weiteren sollte ein Verfahren entwickelt werden, mit welchem die neuen 2,2'-Dihydroxybiaryle in guter Ausbeute hergestellt werden können. Insbesondere soll sich das Verfahren in vorteilhafter Weise von den aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren abheben.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindung nach Anspruch 1.
Verbindung, welche eine der allgemeinen Strukturen (I) bis (IIb) aufweist:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -CN, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
R5', R6', R7', R8', R9', R10' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
wobei die genannten Alkyl- und Arylgruppen substituiert sein können;
und in der Formel (I) die beiden Reste mindestens eines der vier folgenden Restepaare nicht für den gleichen Rest stehen: R1 und R1 ', R2 und R2', R3 und R3', R4 und R4',
X2 ausgewählt ist aus:
tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, tert -butyldimethylsilyl, - tert.-butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2-nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, - trifluormethansulfonyl, tetrahydropyranyl, -allylether, -benzyl, -p-methoxybenzyl, -3,4- dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl,
X1, X2' ausgewählt ist aus:
tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.- butyldimethylsilyl, - tert.-butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2- nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, -trifluormethansulfonyl.
Durch das Merkmal„und die beiden Reste mindestens eines der vier folgenden Restepaare nicht für den gleichen Rest stehen: R1 und R1 , R2 und R2 , R3 und R3 , R4 und R4 " wird zum Ausdruck gebracht, dass es sich hierbei um ein unsymmetrisches Biaryl handelt. Die beiden Aromaten lassen sich nicht durch eine zwischen ihnen liegende Spiegelebene aufeinander spiegeln. Selbst dann nicht, wenn X1 für H stehen würde.
Zugelassen sind folgende Restepaarungen, wie beispielsweise:
R1 ungleich R , R2 gleich R2', R3 gleich R3', R4 gleich R4';
R1 gleich R , R2 gleich R2', R3 ungleich R3', R4 gleich R4'.
Ober aber auch Restepaarungen bei denen mehr als nur ein Paar ungleich ist, wie beispielsweise:
R1 ungleich R , R2 gleich R2', R3 ungleich R3', R4 gleich R4';
R1 ungleich R , R2 ungleich R2', R3 ungleich R3', R4 gleich R4'. Ausgeschlossen wird lediglich der Fall, bei dem alle vier Restepaare jeweils paarweise für den gleichen Rest stehen:
R1 gleich R , R2 gleich R2', R3 gleich R3', R4 gleich R4'.
Hierbei würde es sich um ein symmetrisches Biaryl handeln.
-(C1-C12)-Alkyl und -O-(C1-C12)-Alkyl können jeweils unsubstituiert oder durch einen oder mehrere gleiche oder verschiedene Reste substituiert sein, die ausgewählt sind unter -(C3-C12)- Cycloalkyl, -(C3-C12)-Heterocycloalkyl, -(C6-C20)-Aryl, Fluor, Chlor, Cyano, Formyl, Acyl oder Alkoxycarbonyl.
-(C6-C20)-Aryl und -(C6-C20)-Aryl-(C6-C20)-Aryl- können jeweils unsubstituiert oder durch einen oder mehrere gleiche oder verschiedene Reste substituiert sein, die ausgewählt sind unter -H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -Halogen (wie Cl, F, Br, I), -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -(C6-C20)-Aryl-CON[(C1-C12)-Alkyl]2, -CO-(C1-C12)- Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, -OH, -SO3H; -SO3Na, -N02, -CN, -N[(C1-C12)-Alkyl]2.
Im Rahmen der Erfindung umfasst der Ausdruck -(C1-C12)-Alkyl geradkettige und verzweigte Alkylgruppen. Vorzugsweise handelt es sich dabei um unsubstituierte geradkettige oder verzweigte -(C1-C8)-Alkyl- und ganz bevorzugt -(C1-C6)-Alkylgruppen. Beispiele für -(C1-C12)- Alkylgruppen sind insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, 2-Pentyl, 2-Methylbutyl-, 3-Methylbutyl-, 1 ,2-Dimethylpropyl-, 1 ,1 - Dimethylpropyl, 2,2-Dimethylpropyl-, 1 -Ethylpropyl-, n-Hexyl-, 2-Hexyl-, 2-Methylpentyl-, 3- Methylpentyl-, 4-Methylpentyl-, 1 ,1 -Dimethylbutyl-, 1 ,2-Diemthylbutyl-, 2,2-Dimethylbutyl-, 1 ,3- Dimethylbutyl-, 2,3-Dimethylbutyl-, 3,3-Dimethylbutyl-, 1 ,1 ,2-Trimethylpropyl-, 1 ,2,2- Trimethylpropyl-, 1 -Ethylbutyl-, 1 -Ethyl-2-methylpropyl-, n-Heptyl-, 2-Heptyl-, 3-Heptyl-, 2- Ethylpentyl-, 1 -Propylbutyl-, n-Octyl-, 2-Ethylhexyl-, 2-Propylheptyl-, Nonyl-, Decyl.
Die Erläuterungen zum Ausdruck -(C1-C12)-Alkyl gelten auch für die Alkylgruppen in -O-(C1-C12)- Alkyl, also in -(C1-C12)-Alkoxy. Vorzugsweise handelt es sich dabei um unsubstituierte geradkettige oder verzweigte -(C1-C6)-Alkoxygruppen.
Substituierte -(C1-C12)-Alkylgruppen und substituierte -(C1-C12)-Alkoxygruppen können in Abhängigkeit von ihrer Kettenlänge, einen oder mehrere Substituenten aufweisen. Die Substituenten sind vorzugsweise unabhängig voneinander ausgewählt unter -(C3-C12)- Cycloalkyl, -(C3-C12)-Heterocycloalkyl, -(C6-C20)-Aryl, Fluor, Chlor, Cyano, Formyl, Acyl oder Alkoxycarbonyl. Der Ausdruck -(C3-C12)-Cycloalkyl umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung mono-, bi- oder tricyclische Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 12, insbesondere 5 bis 12 Kohlenstoffatomen. Dazu zählen Cyclopropyl-, Cyclobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl-, Cyclooctyl-, Cyclododecyl-, Cyclopentadecyl-, Norbonyl- oder Adamantyl.
Ein Beispiel für ein substituiertes Cycloalkyl wäre Menthyl.
Der Ausdruck -(C3-C12)-Heterocycloalkylgruppen umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung nichtaromatische, gesättigte oder teilweise ungesättigte cycloaliphatische Gruppen mit 3 bis 12, insbesondere 5 bis 12, Kohlenstoffatomen. Die -(C3-C12)-Heterocycloalkylgruppen weisen vorzugsweise 3 bis 8, besonders bevorzugt 5 oder 6, Ringatome auf. In den Heterocycloalkylgruppen sind im Unterschied zu den Cycloalkylgruppen 1 , 2, 3 oder 4 der Ringkohlenstoffatome durch Heteroatome oder heteroatomhaltige Gruppen ersetzt. Die Heteroatome oder die heteroatomhaltige Gruppen sind vorzugsweise ausgewählt unter -O-, -S-, -N-, -N(=O)-, -C(=O)- oder -S(=O)-. Beispiele für -(C3-C12)-Heterocycloalkylgruppen Tetrahydrothiophenyl, Tetrhydrofuryl, Tetra hydropyranyl und Dioxanyl.
Der Ausdruck -(C6-C20)-Aryl und -(C6-C20)-Aryl-(C6-C20)-Aryl- umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung mono- oder polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffreste. Diese weisen 6 bis 20 Ringatome, besonders bevorzugt 6 bis 14 Ringatome, insbesondere 6 bis 10 Ringatome, auf. Aryl steht vorzugsweise für -(C6-C10)-Aryl und -(C6-C10)-Aryl-(C6-C10)-Aryl-. Aryl steht insbesondere für Phenyl, Naphthyl, Indenyl, Fluorenyl, Anthracenyl, Phenanthrenyl, Naphthacenyl, Chrysenyl, Pyrenyl, Coronenyl. Insbesondere steht Aryl für Phenyl, Naphthyl und Antracenyl.
Substituierte -(C6-C20)-Arylgruppen und -(C6-C20)-Aryl-(C6-C20)-Arylgruppen können, in Abhängigkeit von der Ringgröße, einen oder mehrere (z.B. 1 , 2, 3, 4 oder 5) Substituenten aufweisen. Diese Substituenten sind vorzugsweise unabhängig voneinander ausgewählt unter - H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -Halogen (wie Cl, F, Br, I), - COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -(C6-C20)-Aryl-CON[(C1-C12)-Alkyl]2, -CO-(C1-C12)- Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, -OH, -SO3H; -SO3Na, -NO2, -CN, -N[(C1-C12)-Alkyl]2. Substituierte -(C6-C20)-Arylgruppen und -(C6-C20)-Aryl-(C6-C20)-Arylgruppen sind vorzugsweise substituierte -(C6-C10)-Arylgruppen und -(C6-C10)-Aryl-(C6-C10)-Arylgruppen, insbesondere substituiertes Phenyl oder substituiertes Naphthyl oder substituiertes Anthracenyl. Substituierte -(C6-C20)-Arylgruppen tragen vorzugsweise eine oder mehrere z.B. 1 , 2, 3, 4 oder 5 Substituenten, ausgewählt unter -(C1-C12)-Alkylgruppen, -(C1-C12)-Alkoxygruppen.
Der Ausdruck Halogene umfasst Cl, F, Br, I, vorzugsweise Cl, Br, I,
In einer Ausführungsform ist X2 ausgewählt aus:
tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.- butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2- nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, -trifluormethansulfonyl.
In einer Ausführungsform ist X1 ausgewählt aus:
tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.- butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Ausführungsform ist X2 ausgewählt aus:
tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.- butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Ausführungsform ist X2' ausgewählt aus:
tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.- butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Ausführungsform ist X1 ausgewählt aus:
tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert - butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -benzoesäureester.
In einer Ausführungsform ist X2 ausgewählt aus:
tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -benzoesäureester.
In einer Ausführungsform ist X2' ausgewählt aus: tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert - butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -benzoesäureester.
In einer Ausführungsform ist X1 ausgewählt aus:
-trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert -butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl.
In einer Ausführungsform ist X2 ausgewählt aus:
-trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert -butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl. In einer Ausführungsform ist X2' ausgewählt aus:
-trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert -butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl.
In einer Ausführungsform ist X1 ausgewählt aus:
ie/t-butyl, -methylthioethyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Ausführungsform ist X2 ausgewählt aus:
ie/t-butyl, -methylthioethyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Ausführungsform ist X2' ausgewählt aus:
ie/t-butyl, -methylthioethyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Ausführungsform ist X1 ausgewählt aus:
tert -butyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester. In einer Ausführungsform ist X2 ausgewählt aus:
tert -butyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Ausführungsform ist X2' ausgewählt aus:
tert -butyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Ausführungsform ist X1 ausgewählt aus:
-acetyl, -pivaloyl.
In einer Ausführungsform ist X2 ausgewählt aus: -acetyl, -pivaloyl.
In einer Ausführungsform ist X2' ausgewählt aus:
-acetyl, -pivaloyl.
In einer Ausführungsform sind R1, R2, R3, R4, R1', R2', R3', R4' ausgewählt aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen.
In einer Ausführungsform sind R1 , R2, R3, R4, R1', R2', R3', R4' ausgewählt aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl.
In einer Ausführungsform sind R5', R6', R7', R8', R9', R10' ausgewählt aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen. In einer Ausführungsform sind R5', R6', R7', R8', R9', R10' ausgewählt aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl.
In einer Ausführungsform stehen R1 und R1 nicht für den gleichen Rest. In einer Ausführungsform stehen R2 und R2' nicht für den gleichen Rest.
In einer Ausführungsform stehen R3 und R3 nicht für den gleichen Rest.
In einer Ausführungsform stehen R4 und R4' nicht für den gleichen Rest.
In einer Ausführungsform stehen R5', R6', R71', R8', R9', R10" für den gleichen Rest. In einer Ausführungsform stehen R1', R2', R3', R4' für den gleichen Rest. In einer Ausführungsform stehen R1, R2, R3, R4 für den gleichen Rest.
In einer Ausführungsform weist die Verbindung die allgemeine Struktur (I) auf.
In einer Ausführungsform weist die Verbindung die allgemeine Struktur (IIa) oder (IIb) auf. In einer Ausführungsform weist die Verbindung die allgemeine Struktur (IIa) auf. In einer Ausführungsform weist die Verbindung die allgemeine Struktur (IIb) auf.
Neben den Verbindungen werden auch Verfahren zu Herstellung von 2,2'-Dihydroxybiarylen beansprucht.
Verfahren zur Herstellung von 2,2'-Dihydroxybiarylen umfassend die Verfahrensschritte: a1 ) Umsetzung einer Verbindung gemäß der Formel (IVa):
mit X11 zu (IVb)
b1 ) elektrochemische Kupplung von:
(V)
(IVb) mit (V) zu (VI)
wobei die Verbindung mit dem höheren Oxidationspotential im Überschuss eingesetzt wird:
wobei
R11, R12, R13, R14, R1 1 ', R12', R13', R14, ausgewählt sind aus: -H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -CN, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
wobei die genannten Alkyl- und Arylgruppen substituiert sein können;
X11 ausgewählt ist aus:
tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert-butyldimethylsilyl, - tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2-nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, - trifluormethansulfonyl, tetrahydropyranyl, -allylether, -benzyl, -p-methoxybenzyl, -3,4- dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl.
Verfahren zur Herstellung von 2,2'-Dihydroxybiarylen umfassend die Verfahrensschritte:
a2) Umsetzung einer Verbindung gemäß der Formel (VMa):
mit X12 zu (Vllb):
b2) elektrochemische Kupplung von:
wobei
R11, R12, R13, R14 ausgewählt sind aus: -H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -CN, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
R15', R16', R17', R18', R19', R20' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
wobei die genannten Alkyl- und Arylgruppen substituiert sein können;
X12 ausgewählt ist aus:
tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert-butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2-nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, - trifluormethansulfonyl, tetrahydropyranyl, -allylether, -benzyl, -p-methoxybenzyl, -3,4- dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl. Verfahren zur Herstellung von 2,2'-Dihydroxybiarylen umfassend die Verfahrensschritte:
a3) Umsetzung einer Verbindung gemäß der Formel (Xa):
mit X12, zu (Xb):
(Xb) mit (XI) zu (XII)
wobei die Verbindung mit dem höheren Oxidationspotential im Überschuss eingesetzt wird
wobei
R11, R12, R13, R14 ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -CN, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
R15', R16', R17', R18', R19', R20' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
wobei die genannten Alkyl- und Arylgruppen substituiert sein können;
X12' ausgewählt ist aus:
tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert-butyldimethylsilyl, - tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2-nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, - trifluormethansulfonyl, tetrahydropyranyl, -allylether, -benzyl, -p-methoxybenzyl, -3,4- dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl.
Verfahren zur Herstellung von 2,2'-Dihydroxybiarylen umfassend die Verfahrensschritte:
a4) Umsetzung einer Verbindung gemäß der Formel (XIIIa):
mit X13 zu (Xlllb):
b4) elektrochemische Kupplung
wobei
R15, R16, R17, R18, R19, R20, R15', R16', R17', R18', R19', R20' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -0-(C1-C12)-Alkyl, -0-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - S03H, -N[(CrC12)-Alkyl]2;
wobei die genannten Alkyl- und Arylgruppen substituiert sein können;
X13 ausgewählt ist aus:
tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert-butyldimethylsilyl, - tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2-nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, - trifluormethansulfonyl, tetrahydropyranyl, -allylether, -benzyl, -p-methoxybenzyl, -3,4- dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl. Die im Folgenden angeführten Verfahrensvarianten beziehen sich auf alle vier zuvor genannten Verfahren unter der Voraussetzung, dass die in der Variante genannten Reste in dem Verfahren vorkommen. In einer Variante des Verfahrens ist X11 ausgewählt aus:
-tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.- butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2- nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, -trifluormethansulfonyl. In einer Variante des Verfahrens ist X12 ausgewählt aus:
-tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.- butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2- nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, -trifluormethansulfonyl. In einer Variante des Verfahrens ist X12' ausgewählt aus:
-tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.- butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2- nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, -trifluormethansulfonyl. In einer Variante des Verfahrens ist X13 ausgewählt aus:
-tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.- butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2- nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, -trifluormethansulfonyl. In einer Variante des Verfahrens ist X11 ausgewählt aus:
-tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert - butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X12 ausgewählt aus:
-tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert - butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X12' ausgewählt aus: -tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X13 ausgewählt aus:
-tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X11 ausgewählt aus:
-tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X12 ausgewählt aus:
-tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert - butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X12' ausgewählt aus:
-tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert - butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X13 ausgewählt aus:
-tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert - butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X11 ausgewählt aus:
-trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.-butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl.
In einer Variante des Verfahrens ist X12 ausgewählt aus:
-trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.-butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl. In einer Variante des Verfahrens ist X12' ausgewählt aus:
-trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.-butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl.
In einer Variante des Verfahrens ist X13 ausgewählt aus:
-trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.-butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl. In einer Variante des Verfahrens ist X11 ausgewählt aus:
-tert.-butyl, -methylthioethyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester. In einer Variante des Verfahrens ist X12 ausgewählt aus:
-tert -butyl, -methylthioethyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X12' ausgewählt aus:
-tert -butyl, -methylthioethyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X13 ausgewählt aus:
-tert -butyl, -methylthioethyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X11 ausgewählt aus:
-tert.-butyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X12 ausgewählt aus:
-tert -butyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester. In einer Variante des Verfahrens ist X12' ausgewählt aus:
-tert.-butyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X13 ausgewählt aus:
-tert -butyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester.
In einer Variante des Verfahrens ist X11 ausgewählt aus:
-acetyl, -pivaloyl.
In einer Variante des Verfahrens ist X12 ausgewählt aus:
-acetyl, -pivaloyl.
In einer Variante des Verfahrens ist X12' ausgewählt aus:
-acetyl, -pivaloyl. In einer Variante des Verfahrens ist X13 ausgewählt aus:
-acetyl, -pivaloyl.
In einer Variante des Verfahrens sind R11, R12, R13, R14, R1\ R12', R13', R14' ausgewählt aus: -H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen.
In Variante des Verfahrens sind R11, R12, R13, R14, R11', R12', R13', R14' ausgewählt aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl. In einer Variante des Verfahrens sind R15', R16', R17', R18', R19', R20' ausgewählt aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen.
In einer Variante des Verfahrens sind R15', R16', R17', R18', R19', R20' ausgewählt aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl.
In einer Variante des Verfahrens sind R15, R16, R17, R18, R19, R20 ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen.
In einer Variante des Verfahrens sind R15, R16, R17, R18, R19, R20 ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl.
In einer Variante stehen die beiden Reste mindestens eines der vier folgenden Restepaare nicht für den gleichen Rest: R11 und R11', R12 und R12', R13 und R13', R14 und R14'. In einer Variante stehen die beiden Reste mindestens eines der sechs folgenden Restepaare nicht für den gleichen Rest stehen: R15 und R15 , R16 und R16', R17 und R17', R18 und R18', R19 und R19', R20 und R20'.
Durch das Merkmal„und die beiden Reste mindestens eines der vier folgenden Restepaare nicht für den gleichen Rest stehen: R11 und R11', R12 und R12', R13 und R13', R14 und R14' " wird zum Ausdruck gebracht, dass es sich hierbei um ein unsymmetrisches Biaryl handelt. Die beiden Aromaten lassen sich nicht durch eine zwischen ihnen liegende Spiegelebene aufeinander spiegeln. Selbst dann nicht, wenn X11 für H stehen würde. Zugelassen sind folgende Restepaarungen, wie beispielsweise:
R11 ungleich R11', R12 gleich R12', R13 gleich R13', R14 gleich R14';
R11 gleich R11', R12 gleich R12', R13 ungleich R13', R14 gleich R14'. Ober aber auch Restepaarungen bei denen mehr als nur ein Paar ungleich ist, wie beispielsweise:
R11 ungleich R11', R12 gleich R12', R13 ungleich R13', R14 gleich R14';
R11 ungleich R11', R12 ungleich R12', R13 ungleich R13', R14 gleich R14'. Ausgeschlossen wird lediglich der Fall, bei dem alle vier Restepaare jeweils paarweise für den gleichen Rest stehen:
R11 gleich R11', R12 gleich R12', R13 gleich R13', R14 gleich R14'.
Hierbei würde es sich um ein symmetrisches Biaryl handeln. Analoges gilt für die Paarungen: R15 und R15 , R16 und R16', R17 und R17', R18 und R18', R19 und R19', R20 und R20'.
Durch elektrochemische Kupplung (Verfahrensschritt b) ) werden Biaryl hergestellt, ohne das organische Oxidationsmittel zugegeben, unter Feuchtigkeitsausschluss gearbeitet oder anaerobe Reaktionsführungen eingehalten werden müssen. Durch diese direkte Methode der C,C-Kupplung wird eine kostengünstige und umweltschonende Alternative zu bisher bestehenden mehrstufigen klassisch organischen Syntheserouten eröffnet.
Der Verfahrensschritt b) kann an unterschiedlichen Kohlenstoff- (Glaskohlenstoff, Bor-dotierter Diamant, Graphiten, Kohlenstoffasern, Nanotubes, u.a.), Metalloxid- und Metallelektroden durchgeführt werden. Dabei werden Stromdichten im Bereich von 1 -50 mA/cm2 appliziert.
Die elektrochemische Kupplung (Verfahrensschritt b) ) wird in den üblichen, bekannten Elektrolysezellen durchgeführt.
In einer Variante des Verfahrens wird die Verbindung mit dem höheren Oxidationspotential gegenüber der Verbindung mit dem niedrigeren Oxidationspotential in mindestens der doppelten Menge eingesetzt. In einer Variante des Verfahrens liegt das Verhältnis von der Verbindung mit dem niedrigeren Oxidationspotential zum der Verbindung mit dem höheren Oxidationspotential im Bereich von 1 :2 bis 1 :4. Wenn erforderlich kann der Reaktion ein Leitsalz zugegeben werden.
In einer Variante des Verfahrens ist das Leitsalz ausgewählt aus der Gruppe von Alkali-, Erdalkali-, Tetra(C1-C6-alkyl) -ammonium-,1 ,3-Di(C1-C6-alkyl)imidazolium oder Tetra(C1-C6- alkyl)-phosphoniumsalzen.
In einer Variante des Verfahrens sind die Gegenionen der Leitsalze ausgewählt aus der Gruppe von Sulfat, Hydrogensulfat, Alkylsulfate, Arylsulfate, Alkylsulfonate, Arylsulfonate, Halogenide, Phosphate, Carbonate, Alkylphosphate, Alkylcarbonate, Nitrat, Tetrafluorborat, Hexafluorphosphat, Hexafluorsilikat, Fluorid und Perchlorat.
In einer Variante des Verfahrens ist das Leitsalz ausgewählt aus Tetra-(C1-C6- alkly)ammoniumsalzen und das Gegenion ausgewählt aus Sulfat, Alkylsulfat, Arylsulfat.
Die Aufarbeitung und Gewinnung der Biaryle ist sehr einfach und erfolgt nach Beendigung der Reaktion nach allgemein gängigen Trennmethoden. Zunächst wird die Elektrolytlösung mittels Destillation entfernt und die einzelnen Verbindungen in Form von unterschiedlichen Fraktionen getrennt gewonnen. Eine weitere Reinigung kann beispielsweise durch Kristallisation, Destillation, Sublimation oder chromatographisch erfolgen. Ein Problem, das bei der elektrochemischen Kupplung von unterschiedlichen Molekülen auftritt ist, dass die Reaktionspartner in der Regel unterschiedliche Oxidationspotentiale E0X haben. Dies hat zur Folge, dass das Molekül mit dem niedrigeren Oxidationspotential ein höheres Bestreben hat ein Elektron (e-) an die Anode und ein H+-lon an z.B. das Lösungsmittel abzugeben, als das Molekül mit dem niedrigeren Oxidationspotential. Berechnen lässt sich das Oxidationspotential EOX über die Nernstsche-Gleichung: EOX = E° + (0,059/n) * lg([Ox]/[Red])
EQX: Elektrodenpotential für die Oxidationsreaktion (= Oxidationspotential) E°: Standardelektrodenpotential
n: Anzahl der übertragenen Elektronen
[Ox]: Konzentration der oxidierten Form
[Red]: Konzentration der reduzierten Form
Würde man ein Verfahren, welches von der Kupplung zwei identischer Aryle bekannt ist, auf zwei unterschiedliche Aryle anwenden, so hätte dies zur Folge, dass überwiegend Radikale des Moleküls entstehen würden, welches ein niedrigeres Oxidationspotential hat, und diese würde dann mit sich selbst reagieren. Als deutlich überwiegendes Hauptprodukt würde man also ein Biaryl erhalten, welches aus zwei gleichen Arylen entstanden ist.
Die Oxidationspotentiale der jeweiligen Phenol- und/oder Naphtholderivate sind sowohl von der jeweils verwendeten Schutzgruppe, als auch von der Struktur des Substrats selbst abhängig. Je nach verwendeter Schutzgruppe ist eine Änderung des Oxidationspotentials um mehrere hundert Millivolt möglich. Diese Einstellung der Oxidationspotentiale ist durch elektronenziehende oder elektronenschiebende Gruppen, aber auch durch unterschiedliche Größen und die damit verbundene Sterik möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet über die Schutzgruppen somit eine zusätzliche Möglichkeit das Oxidationspotential der Phenol- beziehungsweise Naphtholderivate gezielt einzustellen.
Des Weiteren ist es möglich, durch die gezielte Zugabe von protischen Additiven, wie Methanol oder Wasser zum Elektrolyten (wie HFIP: 1 ,1 ,1 ,3,3,3-Hexafluor-2-propanol) die Oxidationspotentiale der eingesetzter Substrate zu verschieben. Durch elektrochemische Behandlung von Phenolen / Naphtholen mit O-geschützten Derivaten werden unsymmetrische, teilgeschützte 2,2'-Dihydroxybiaryle hergestellt, ohne dass Oxidationsmittel zugegeben, unter Feuchtigkeitsausschluss gearbeitet oder anaerobe Reaktionsführungen eingehalten werden müssen. Die gezielte Wahl der Schutzgruppen und die Wahl des Lösungsmittels ermöglichen die Steuerung der Oxidationspotentiale der verwendeten Substrate und geben somit den Erfolg einer C,C-Kreuzkupplungsreaktion an. Die Zugänglichkeit lediglich einer Hydroxyfunktion solcher Biaryle wurde bisher nur durch das unselektive, nachträgliche Einführen einer Schutzgruppe in einer zweistufigen Synthese ermöglicht. Im erfindungsgemäßen Verfahren können hingegen auch tert-.Butylgruppen und andere elektrophil labile Reste Ri und R2 toleriert werden. Dies eröffnet den Weg zur Einführung von Funktionen an der freien OH-Gruppe, welche mit der oxidativen Kreuzkupplung nicht vereinbar wären.
Reaktionsschema 1 :
Reaktionsschema 1 : Elektrochemische Synthese unsymmetrischer, teilgeschützter Biphenole.
HFIP: 1 ,1 ,1 ,3,3,3-Hexafluor-2-propanol
MTBS: Bu3NMe MeOSO3
PG: Schutzgruppe
Das Reaktionsschema gilt analog auch für die Kupplung eines Phenols mit einem Naphthol oder von zwei Naphtholen miteinander.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch die elektrochemischen Abläufe an der Anode. Es ist das mechanistisches Konzept zur elektrochemischen Bildung unsymmetrischer, teilgeschützter Dihydroxybiarylderivate dargestellt.
Es erfolgt die selektive Oxidation der Phenolkomponente A, welche ein niedrigeres Oxidationspotential aufweist als B. Durch die hohe Reaktivität der gebildeten Radikalspezies A* ist diese in der Lage nukleophil von Komponente B angegriffen zu werden. Die ersten Oxidationspotentiale beider Substanzen sind für den Verlauf der Reaktion maßgebend. Durch die gezielte Zugabe protischer Additive wie MeOH oder Wasser zum Elektrolyten kann eine Verschiebung ebendieser Oxidationspotentiale ermöglicht werden. So werden Ausbeute und Selektivität der Reaktion steuerbar.
(PG: Schutzgruppe) Die Figur 2 zeigt den schematischen Aufbau einer Reaktionsapparatur, in welcher die Kupplungsreaktion zu den entsprechenden unsymmetrischen 2,2'-Biarylen durchgeführt werden kann. Die Reaktionsapparatur umfasst Glaskohlenstoffelektroden (5), welche mit Edelstahlklemmen (4) gehalten werden. Für die Durchmischung in der Reaktionsapparatur sorgt ein Magnetrührstäbchen (6). Auf der Reaktionsapparatur sitzt ein Teflonstopfen (2), durch welchen Edelstahlhalterungen (1 ) für die Elektroden hindurchführen. Die Reaktionsapparatur, hier eine Becherglaszelle, verfügt über einen angesetzten Auslass (3) für einen Rückflusskühleranschluss.
Beispiele möglicher Schutzgruppen:
Ether
(t-butyl) (methylthioethyl)
(trimethylsilyl) (triethylsilyl) (triisopropylsilyl) (tert-butyldimethyl-silyl) (tert-butyldiphenlysilyl)
Alkyl-/Arylester
(Acetly/Essigsäureester) (Pivaloyl) Benzoesäureester 3-(2-Nitriphenyl)a
4-Oxoacyl Trifluormethansulfonyl
Weitere
(tetrahydropyranyl) (benzyl) (p-methoxybenzyl)
Ph = Phenyl
Das Einführen der Schutzgruppen kann beispielsweise wie in P. G. M. Wuts, T. W. Greene „Greene's Protective Groups in Organic Synthesis", fourth edition, 2007, John Wiley and Sons; Hoboken, New Jersey, beschrieben erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die im Stand der Technik (A. Kirste, B. Eisler, G. Schnakenburg, S.R. Waldvogel, in J. Am. Chem. Soc, 2012, 134, 3571 -3576) genannte Nachteile nicht auf. Dadurch dass die Schutzgruppe bereits im ersten Verfahrensschritt eingeführt wird, werden teure Reinigungsschritte am Ende der Synthesekette, die zu einer Minimierung an Wertprodukt führen, vermieden werden. Hinzukommt, dass die Schutzgruppe selektiv in das eine Phenol eingeführt werden kann. Eine Reaktion einer weiteren OH-Gruppe findet nicht statt, da die Verbindung im Gegensatz zu dem späteren Dihydroxybiaryl nur eine OH-Gruppe enthält.

Claims

Patentansprüche
1 . Verbindung, welche eine der allgemeinen Strukturen (I) bis (IIb) aufweist:
wobei
R1, R2, R3, R4, R1', R2', R3' R4' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -CN, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
R5', R6', R7', R8', R9', R10' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
wobei die genannten Alkyl- und Arylgruppen substituiert sein können;
und in der Formel (I) die beiden Reste mindestens eines der vier folgenden Restepaare nicht für den gleichen Rest stehen: R1 und Rr, R2 und R2', R3 und R3', R4 und R4',
X2 ausgewählt ist aus:
tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert-butyldimethylsilyl, - tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2-nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, - trifluormethansulfonyl, tetrahydropyranyl, -allylether, -benzyl, -p-methoxybenzyl, -3,4- dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl,
X1, X2' ausgewählt ist aus: tert.-butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert - butyldimethylsilyl, -tert.-butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2- nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, -trifluormethansulfonyl.
2. Verbindung nach Anspruch 1 ,
wobei X2 ausgewählt ist aus:
tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert.- butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2- nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, -trifluormethansulfonyl.
3. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
wobei R1, R2, R3, R4, R1', R2', R3' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen.
4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei R5', R6', R7', R8', R9', R10' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen.
5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Verbindung die allgemeine Struktur (I) aufweist.
6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei die Verbindung die allgemeine Struktur (IIa) oder (IIb) aufweist.
7. Verfahren zur Herstellung von 2,2'-Dihydroxybiarylen umfassend die Verfahrensschritte a1 ) Umsetzung einer Verbindung gemäß der Formel (IVa):
(IVa) mit X11 zu (IVb)
b1 ) elektrochemische Kupplung
(IVb) mit (V) zu (VI)
wobei die Verbindung mit dem höheren Oxidationspotential im Überschuss eingesetzt wird
wobei
R11, R12, R13, R14, R11', R12', R13', R14' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -CN, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
wobei die genannten Alkyl- und Arylgruppen substituiert sein können;
X11 ausgewählt ist aus:
tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert-butyldimethylsilyl, - tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2-nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, - trifluormethansulfonyl, tetrahydropyranyl, -allylether, -benzyl, -p-methoxybenzyl, -3,4- dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl.
8. Verfahren zur Herstellung von 2,2'-Dihydroxybiarylen umfassend die Verfahrensschritte: a2) Umsetzung einer Verbindung gemäß der Formel (VIIa):
 (VIIb ) mit (VIII) zu (IX)
wobei die Verbindung mit dem höheren Oxidationspotential im Überschuss eingesetzt wird:
wobei
R11, R12, R13, R14 ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -CN, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
R15', R16', R17', R18', R19', R20' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(Ce-C^-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
wobei die genannten Alkyl- und Arylgruppen substituiert sein können;
X12 ausgewählt ist aus:
tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert-butyldimethylsilyl, - tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2-nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, - trifluormethansulfonyl, tetrahydropyranyl, -allylether, -benzyl, -p-methoxybenzyl, -3,4- dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl.
9. Verfahren zur Herstellung von 2,2'-Dihydroxybiarylen umfassend die Verfahrensschritte: a3) Umsetzung einer Verbindung gemäß der Formel (Xa):
mit X12, zu (Xb):
b3) elektrochemische Kupplung
(XI) (Xb) mit (XI) zu (XII)
wobei die Verbindung mit dem höheren Oxidationspotential im Überschuss eingesetzt wird:
wobei
R11, R12, R13, R14 ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O -(C6-C20)--Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -CN, -N[(C1-C12)-Alkyl]2; R15', R16', R17', R18', R19', R20' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
wobei die genannten Alkyl- und Arylgruppen substituiert sein können;
X12' ausgewählt ist aus:
tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert-butyldimethylsilyl, -tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2-nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, - trifluormethansulfonyl, tetrahydropyranyl, -allylether, -benzyl, -p-methoxybenzyl, -3,4- dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl.
10. Verfahren zur Herstellung von 2,2'-Dihydroxybiarylen umfassend die Verfahrensschritte: a4) Umsetzung einer Verbindung gemäß der Formel (XIIIa):
mit X13 zu (Xlllb):
b4) elektrochemische Kupplung von:
(Xlllb) mit (XIV) zu (XV)
wobei die Verbindung mit dem höheren Oxidationspotential im Überschuss eingesetzt wird:
wobei
R15, R16, R17, R18, R19, R20, R15', R16', R17', R18', R19', R20' ausgewählt sind aus:
-H, -(C1-C12)-Alkyl, -O-(C1-C12)-Alkyl, -O-(C6-C20)-Aryl, -(C6-C20)-Aryl, -S-Alkyl, -S-Aryl, Halogen, -COO-(C1-C12)-Alkyl, -CONH-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C1-C12)-Alkyl, -CO-(C6-C20)-Aryl, -COOH, - SO3H, -N[(C1-C12)-Alkyl]2;
wobei die genannten Alkyl- und Arylgruppen substituiert sein können;
X13 ausgewählt ist aus:
tert -butyl, -methylthioethyl, -trimethylsilyl, -triethylsilyl, -triisopropylsilyl, -tert-butyldimethylsilyl, - tert -butyldiphenylsilyl, -acetyl, -pivaloyl, -benzoesäureester, -3(2-nitrophenyl)acetyl, -oxoacyl, - trifluormethansulfonyl, tetrahydropyranyl, -allylether, -benzyl, -p-methoxybenzyl, -3,4- dimethoxybenzyl, -aryl, -methoxymethyl.
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