Verfahren zur Herstellung von 4'-Alkyl-4-hydroxy-biphenylderivaten Process for the preparation of 4'-alkyl-4-hydroxy-biphenyl derivatives
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von 4!-Alkyl-4- Hydroxy-biphenylderivaten der Formel IThe invention relates to a method for producing 4 ! -Alkyl-4-hydroxy-biphenyl derivatives of the formula I.
A Alkyl mit 1 -10 C-Atomen, wobei eine oder zwei CH2-Gruppen durch O-Atome oder durch -CH=CH-Gruppen ersetzt sein können, bedeutet, durch Umsetzung einer Verbindung der Formel IIA alkyl with 1 -10 C atoms, where one or two CH 2 groups can be replaced by O atoms or by -CH = CH groups, by reacting a compound of the formula II
Hai Cl, Br oder I undHai Cl, Br or I and
A ' Alkyl mit 1-8 C-Atomen, wobei eine oder zwei CH2-Gruppen durch O-Atome oder durch -CH=CH-Gruppen ersetzt sein können, bedeutet, in einer Grignard-Reaktion mit einer Verbindung der Formel IIIA 'alkyl with 1-8 C atoms, where one or two CH 2 groups can be replaced by O atoms or by -CH = CH groups, means in a Grignard reaction with a compound of the formula III
A-LA-L
worin A die angegebene Bedeutung hat und L Cl, Br, I, OH oder eine reaktionsfähig veresterte OH-Gruppe bedeutet, zu einer Verbindung der Formel IVwherein A has the meaning given and L is Cl, Br, I, OH or a reactive esterified OH group, to a compound of formula IV
worin A und A' die angegebenen Bedeutungen haben, und anschließender Etherspaltung. wherein A and A 'have the meanings given, and subsequent ether cleavage.
Gegenstand der Erfindung ist insbesondere ein Verfahren wie angegeben zur Herstellung von nicht-racemischem 4'-(2-Methylbutyl)-4-hydroxy- biphenyl.The invention relates in particular to a process as indicated for the preparation of non-racemic 4 '- (2-methylbutyl) -4-hydroxybiphenyl.
Die Herstellung von Hydroxybiphenylderivaten durch Oxidation von Acylbiphenylen mit Peroxiden in Wasser ist beschrieben von Y. Ogawa et al. in JP 08157406.The preparation of hydroxybiphenyl derivatives by oxidation of acylbiphenylene with peroxides in water is described by Y. Ogawa et al. in JP 08157406.
S.N. Singh et al. beschreiben die Herstellung von 4-Methyl-4'- Hydroxybiphenyl durch Umsetzung von Phenol mit Benzylalkohol. Von V. Macho et al. kennt man die Herstellung von 4-lsopropyl-4'- hydroxybiphenyl durch Arylalkylierung von Phenol aus CS 250861.S.N. Singh et al. describe the preparation of 4-methyl-4'-hydroxybiphenyl by reacting phenol with benzyl alcohol. By V. Macho et al. one knows the preparation of 4-isopropyl-4'-hydroxybiphenyl by arylalkylation of phenol from CS 250861.
Verbindungen der Formel I stellen wichtige Zwischenprodukte im Rahmen der Chemie der reaktiven Mesogene sowie der cholesterischen Flüssigkristalle dar.Compounds of the formula I are important intermediates in the chemistry of reactive mesogens and cholesteric liquid crystals.
Überraschenderweise zeigte sich, daß die Verbindungen der Formel I, insbesondere 4'-(2-Methylbutyl)-4-hydroxybiphenyl in vorteilhafter Weise hergestellt werden können. Dabei ist die einfache durchzuführende Reaktion sowie eine dadurch bedingt einfache Produktisolierung zu nennen.Surprisingly, it was found that the compounds of the formula I, in particular 4 '- (2-methylbutyl) -4-hydroxybiphenyl, can be prepared in an advantageous manner. The simple reaction to be carried out and the resultant simple product isolation should be mentioned.
Das bedeutet in der Konsequenz auch einen geringeren Lösungsmittel- und Energieverbrauch.As a consequence, this also means lower solvent and energy consumption.
In den Verbindungen der Formeln I und III hat Alkyl vorzugsweise 1 , 2, 3,In the compounds of the formulas I and III, alkyl preferably has 1, 2, 3,
4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 C-Atome, vorzugsweise 1 , 2, 3, 4, 5 oder4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 carbon atoms, preferably 1, 2, 3, 4, 5 or
10 C-Atome und bedeutet vorzugsweise Methyl, Ethyl oder Propyl, weiterhin bevorzugt Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sek.-Butyl oder tert.-Butyl, aber auch n-Pentyl, neo-Pentyl oder Isopentyl, Hexyl, Heptyl oder Octyl oder optisch nicht-racemisches 3,7-Dimethyloctyl.10 carbon atoms and is preferably methyl, ethyl or propyl, further preferably isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl or tert-butyl, but also n-pentyl, neopentyl or isopentyl, hexyl, heptyl or octyl or optically non-racemic 3,7-dimethyloctyl.
A bedeutet ganz besonders bevorzugt 2-Methylbutyl. Besonders bevorzugt
sind solche Alkylreste, die in der Kette verzweigt sind, insbesondere wenn durch die Verzweigung eine Chiralität erzeugt wird.A very particularly preferably denotes 2-methylbutyl. Particularly preferred are those alkyl residues that are branched in the chain, especially if the branching creates chirality.
In den Verbindungen der Formel II hat A' 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 C-Atome und bedeutet vorzugsweise Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl, ganz besonders bevorzugt jedoch Methyl.In the compounds of the formula II, A 'has 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 carbon atoms and is preferably methyl, ethyl, propyl or butyl, but very particularly preferably methyl.
In den Verbindungen der Formel III bedeutet L vorzugsweise Cl, Br, I oder eine reaktionsfähig abgewandelte OH-Gruppe wie Alkylsulfonyloxy mit 1-6 C-Atomen (bevorzugt Methylsulfonyloxy, Trifluormethylsulfonyloxy oder Nonafluorbutylsulfonyloxy) oder Arylsulfonyloxy mit 6-10 C-Atomen (bevorzugt Phenyl- oder p-Tolylsulfonyloxy) oder auch Fluorsulfonyloxy.In the compounds of the formula III, L preferably denotes Cl, Br, I or a reactively modified OH group such as alkylsulfonyloxy with 1-6 C atoms (preferably methylsulfonyloxy, trifluoromethylsulfonyloxy or nonafluorobutylsulfonyloxy) or arylsulfonyloxy with 6-10 C atoms (preferably phenyl - or p-tolylsulfonyloxy) or fluorosulfonyloxy.
Die Verbindungen der Formel II und III sind entweder bekannt oder werden im übrigen nach an sich bekannten Methoden hergestellt, wie sie in der Literatur (z.B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart) beschrieben sind.The compounds of the formula II and III are either known or are otherwise prepared by methods known per se, as described in the literature (for example in the standard works such as Houben-Weyl, methods of organic chemistry, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart) are.
Die Grignard-Reaktion wird im übrigen nach an sich bekannten Methoden durchgeführt, wie sie in der Literatur (z.B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart) beschrieben ist, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.The Grignard reaction is otherwise carried out by methods known per se, as described in the literature (for example in the standard works such as Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart), under reaction conditions, who are known and suitable for the implementations mentioned. Use can also be made of variants which are known per se and are not mentioned here in detail.
Die Grignard-Reaktion wird unter Edelmetallhalogenid-Katalyse durchge- führt. Als Metalle eignen sich vorzugsweise Cu, Co oder Ni. Ganz besonders bevorzugt ist Cu(l)-chlorid.The Grignard reaction is carried out under precious metal halide catalysis. Cu, Co or Ni are preferably suitable as metals. Cu (I) chloride is very particularly preferred.
Die Reaktion wird vorzugsweise in THF durchgeführt. Die Reaktionszeit liegt je nach den angewendeten Bedingungen zwischen einigen Minuten und 14 Tagen, die Reaktionstemperatur zwischen etwa 0° und 150°, vorzugsweise zwischen 30° und 120°.
Ganz besonders bevorzugt liegt die Reaktionszeit zwischen 30 Minuten und 20 Stunden und die Temperatur zwischen 30 und 80°.The reaction is preferably carried out in THF. Depending on the conditions used, the reaction time is between a few minutes and 14 days, the reaction temperature is between about 0 ° and 150 °, preferably between 30 ° and 120 °. The reaction time is very particularly preferably between 30 minutes and 20 hours and the temperature between 30 and 80 °.
Die Etherspaltung kann in an sich bekannter Weise (Houben-Weyl, BandThe ether cleavage can be carried out in a manner known per se (Houben-Weyl, volume
6, Teil 1c) durch Behandlung mit Alkoholaten, bevorzugt Kaliumethylat,6, part 1c) by treatment with alcoholates, preferably potassium ethylate,
Kaliummethylat, Kaliumpropylat, Kaliumisopropylat, Kaliumbutylat, Kalium- tert.-Butylat usw., bei höheren Temperaturen, vorzugsweise zwischen 60 und 220°C in dipolar aprotischen Lösungsmitteln, wie Dimethylpropylen- hamstoff (DMPU), Dimethylethylenhamstoff (DMEU), Dimethylformamid (DMF), (N-Methylpyrrolidon) NMP und anderen, oder mit KOH in Glykol unter Rückflußtemperatur erfolgen. Bevorzugt ist die Etherspaltung mit Alkalialkoholaten in NMP, DMF, DMPU oder DMEU. Ganz besonders bevorzugt ist die Etherspaltung mit Kalium- tert.-butylat in NMP.Potassium methylate, potassium propylate, potassium isopropylate, potassium butoxide, potassium tert-butoxide, etc., at higher temperatures, preferably between 60 and 220 ° C in dipolar aprotic solvents such as dimethylpropylene urea (DMPU), dimethylethylene urea (DMEU), dimethylformamide (DMF) , (N-methylpyrrolidone) NMP and others, or with KOH in glycol under reflux temperature. Ether cleavage with alkali alcoholates in NMP, DMF, DMPU or DMEU is preferred. Ether cleavage with potassium tert-butoxide in NMP is very particularly preferred.
Thiophenole und Thioalkoholate eignen sich ebenfalls. Sauer kann die Etherspaltung durch Kochen in HBr/Eisessig oder durch Behandlung mit Aluminiumchlorid, Bortrichlorid erfogen. Besonders günstig ist die Etherspaltung mit DMF und KBr oder mit Trimethylsilyljodid, das auch in situ aus Trimethylchlorsilan und KJ hergestellt werden kann.Thiophenols and thio alcoholates are also suitable. The ether cleavage can be carried out by boiling in HBr / glacial acetic acid or by treatment with aluminum chloride or boron trichloride. Ether cleavage with DMF and KBr or with trimethylsilyl iodide, which can also be prepared in situ from trimethylchlorosilane and KJ, is particularly favorable.
Die Aufarbeitung erfolgt nach an sich bekannten Methoden, z.B. durch Filtration, Entfernen des Lösungsmittels, Extraktion und/ oder Kristallisation. Alle Temperaturangaben sind in °C.The processing takes place according to known methods, e.g. by filtration, removal of the solvent, extraction and / or crystallization. All temperatures are in ° C.
Beispiel 1example 1
Herstellung von 4-Brom-4'methoxybiphenylPreparation of 4-bromo-4'methoxybiphenyl
In 100 ml Ethanol werden 4,4 g NaOH und 24,9 g 4-Brom-4'-hydroxy- biphenyl gegeben. Es wird gerührt, wobei eine Lösung entsteht. Bei 30°C werden 13,89 g Dimethylsulfat (gelöst in 25 ml Ethanol) so zugegeben, daß eine Innentemperatur von 40°C nicht überschritten wird.
- -4.4 g of NaOH and 24.9 g of 4-bromo-4'-hydroxybiphenyl are added to 100 ml of ethanol. It is stirred, a solution being formed. At 30 ° C, 13.89 g of dimethyl sulfate (dissolved in 25 ml of ethanol) are added so that an internal temperature of 40 ° C is not exceeded. - -
Bei dieser Temperatur wird 8 Stunden lang gerührt. Dann gibt man das Reaktionsgemisch auf Eiswasser, man saugt die Kristalle ab und kristallisiert um.The mixture is stirred at this temperature for 8 hours. Then the reaction mixture is poured onto ice water, the crystals are filtered off and recrystallized.
Beispiel 2Example 2
Herstellung von 4-Methoxy-4'-(2-Methylbutyl)biphenyl (nicht racemisch)Preparation of 4-methoxy-4 '- (2-methylbutyl) biphenyl (non racemic)
in bekannter Weise bzw. in Analogie zu anderen Sulfonaten stellt man zunächst aus nicht racemischem (R- oder S)-2-Methylbutanol das entsprechende Benzolsulfonat her. In üblicher Weise wird aus 109,2 g 4-Brom-4'methoxybiphenyl und 11 ,1 g Magnesium in THF (300 ml) die entsprechende Grignard-Verbindung unterin a known manner or in analogy to other sulfonates, the corresponding benzenesulfonate is first prepared from non-racemic (R- or S) -2-methylbutanol. In a conventional manner, the corresponding Grignard compound is made from 109.2 g of 4-bromo-4'methoxybiphenyl and 11.1 g of magnesium in THF (300 ml)
Ausschluß von Luftsauerstoff und Feuchtigkeit hergestellt. Zu dieser Grignard-Lösung gibt man zunächst 2,1g Cu(l)Chlorid und dann langsam eine Lösung von 120,1 g des oben hergestellten Benzolsulfonats in 120 ml THF.Exclusion of atmospheric oxygen and moisture. To this Grignard solution are first added 2.1 g of Cu (I) chloride and then slowly a solution of 120.1 g of the benzenesulfonate prepared above in 120 ml of THF.
Ma dosiert die Zugabe so, daß ein kräftiger Rückfluß auftritt. Gegen Ende der Zugabe wird erhitzt und danach noch eine Stunde am Rückfluß gekocht.Ma doses the addition so that a strong reflux occurs. Towards the end of the addition, the mixture is heated and then refluxed for an hour.
Nach dem Abkühlen hydrolysiert man das Reaktionsgenisch mit Salzsäure (ca 20%). Man extrahiert das Produkt aus der wäßrigen Phase mit Toluol.After cooling, the reaction mixture is hydrolyzed with hydrochloric acid (approx. 20%). The product is extracted from the aqueous phase with toluene.
Die Toluolphase wird mit einer Carbonatlösung und dann mehrfach mitThe toluene phase is with a carbonate solution and then several times with
Wasser gewaschen.Washed water.
Die organische Phase wird zum Rückstand eingedampft.The organic phase is evaporated to the residue.
Beispiel 3Example 3
Herstellung von 4-Hydroxy-4'-(2-Methylbutyl)biphenyl (nicht racemisch)Preparation of 4-hydroxy-4 '- (2-methylbutyl) biphenyl (non-racemic)
Man erhitzt 28,74 g des erhaltenen 4'-(2-Methylbutyl)-4-methoxybiphenyls zusammen mit Kalium-tert.-Butylat (28,65 g) in 200 ml NMP so lange, bis
das Reaktionsgemisch etwa 200°C erreicht hat. Den flüchtigen Anteilen gibt man dabei die Möglichkeit abzudampfen.28.74 g of the 4 '- (2-methylbutyl) -4-methoxybiphenyl obtained are heated together with potassium tert-butoxide (28.65 g) in 200 ml of NMP until the reaction mixture has reached about 200 ° C. The volatile components are given the opportunity to evaporate.
Dann wird abgekühlt und das Reaktionsgenisch mit 1 I Wasser hydrolysiert. Das ausgefallene Produkt wird abgesaugt und aus Petrolether umkristallisiert.
It is then cooled and the reaction mixture is hydrolyzed with 1 liter of water. The precipitated product is filtered off and recrystallized from petroleum ether.