DE60104260T2

DE60104260T2 - Verfahren zur herstellung von phosphonsäureestern

Info

Publication number: DE60104260T2
Application number: DE60104260T
Authority: DE
Inventors: Li-Biao Han; Farzad Mirzaei; Masato Tanaka
Original assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2021-03-09
Also published as: DE60104260D1; EP1195380A4; CA2373242A1; US20030105345A1; US20040220422A1; EP1195380B1; CA2373242C; WO2001068656A1; US6765107B2; US7166737B2; EP1195380A1

Description

FACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neuartiges Herstellungsverfahren für Phosphonatester, welche als ein Agens für die Bildung der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung als auch als ein Synthese-Zwischenprodukt für biologisch aktive Substanzen wie medizinische Wirkstoffe und Agrochemikalien nützlich sind.
Es ist bekannt, dass das Grundgerüst der Phosphonatester in der Natur vorkommt und seine biologische Aktivität unter Verwendung von Enzymen etc. entfaltet. Zum Beispiel lässt sich durch eine Additionsreaktion an Carbonylverbindungen die Horner-Emmons-Reaktion wirksam durchführen, weshalb diese als Synthesemethode für verschiedene Olefine, und als Synthesemethode für Polyene, die oftmals in natürlichen Substanzen wie bei Allylphosphonatestern vorkommen, breit eingesetzt worden ist. Daher sind Phosphonatester als Reagenzien für die Bildung der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung wirksam und stellen insbesondere Verbindungen dar, die als Synthese-Zwischenprodukt für medizinische Wirkstoffe und Agrochemikalien nützlich sind.
HINTERGRUND
Als einer Methode zur Synthetisierung von Phosphonatestern unter Bildung einer Kohlenstoff-Phosphorbindung ist allgemein eine Methode bekannt, bei der das entsprechende Halogenid mit Trialkylphosphit substituiert ist. Bei dieser Methode werden allerdings verschiedene Arten von Halogenidverbindungen und darüber hinaus ein großes Volumen an Nebenprodukten bei der Reaktion erzeugt. Außerdem reagieren die Halogenide, die bei der Reaktion neu erzeugt werden, mit dem Trialkylphosphit, so dass ein Nachteil durch das große Volumen an erzeugten Subprodukten entsteht. Daher ist das Verfahren nach dem Stand der Technik nicht als ein industriell vorteilhaftes Verfahren zu bezeichnen.
J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 1571 bis 1572 betrifft die Palladium-katalysierte Hydrophosphorylierung von Alkinen über die oxidative Addition von HP(O)(OR)₂, um die entsprechenden Alkenylphosphonate zu erzeugen. Die Reaktion läuft in hoher Ausbeute und bei guter Selektivität ab, wobei aber die olefinen Doppelbindungen behauptetermaßen unter den Reaktionsbedingungen völlig reaktionsunfähig sind.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten Umstände vorgenommen, und ihre Zielsetzung besteht in der Bereitstellung eines industriell vorteilhaften Herstellungsverfahrens für Phosphonatester, wobei die Phosphonatester der Erfindung in hoher Ausbeute durch einen einfachen Vorgang bei minimalen Nebenreaktionen oder Subprodukten erhalten werden können.
Um die oben genannten Probleme zu vermeiden, wurde die vorliegende Erfindung auf eine sorgfältige Untersuchung der Reaktion von sekundären Phosphonatestern und Alkenen, die leicht verfügbar sind, hin vorgenommen und in der Folge festgestellt, dass die Additionsreaktion in Gegenwart verschiedener Übergangsmetall-Medien abläuft und dass Phosphonatester bei hoher Ausbeute erhalten werden können, wodurch die vorliegende Erfindung erfüllt wurde.
Außerdem wurde als Folge einer sorgfältigen Untersuchung der Reaktion von sekundären cyclischen Phosphonatestern und Dienen, die leicht zu erhalten sind, festgestellt, dass die Additionsreaktion in Gegenwart verschiedener Palladiumarten abläuft und dass die neuartigen Allylphosphonatester bei hoher Ausbeute erhalten werden, wodurch die vorliegende Erfindung zum Abschluss gebracht wurde.
In anderen Worten weist die vorliegende Erfindung die Merkmale auf, dass in Gegenwart eines Übergangsmetallmediums eine Alkenverbindung, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (I): R¹R²C=CR³R⁴ (I) (In der Formel steht jedes von R¹ bis R⁴ individuell für ein Wasserstoffatom, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Arylgruppe oder Aralkylgruppe. Auch können R¹ und R⁴ zum Erhalt einer Alkylengruppe kombiniert werden.)
mit einem sekundären Phosphonatester umgesetzt wird, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (II): HP(O)(OR⁵)(OR⁶) (II)(In der Formel steht jedes von R⁵ und R⁶ individuell für eine Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Aralkylgruppe oder Arylgruppe. Auch können R⁵ und R⁶ zum Erhalt einer Alkylengruppe mit einer Substituentengruppe kombiniert werden.)
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für Phosphonatester, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (III): R¹R²CH-CR³R⁴[P(O)(OR⁵)(OR⁶)] (III)(In der Formel ist jedes von R¹ bis R⁶ dasselbe wie oben.)
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass in Gegenwart von Palladium eine Dienverbindung, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (IV): R¹¹R¹²C=CR¹³-CR¹⁴=CR¹⁵R¹⁶ (IV)(In der Formel steht jedes von R¹¹ bis R¹⁶ individuell für ein Wasserstoffatom, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Arylgruppe oder Aralkylgruppe. Auch können R¹¹ und R¹⁶ zum Erhalt einer Alkylengruppe oder Cycloalkylengruppe kombiniert werden.)
mit einem sekundären cyclischen Phosphonatester umgesetzt wird, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (V): HP(O)X (V) (In der Formel steht X für die zweiwertige Gruppe von -OC(R¹⁷R¹⁸)-C(R¹⁹R²⁰)O-. Hierbei steht jedes von R¹⁷ bis R²⁰ für ein Wasserstoffatom, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe oder Arylgruppe.)
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für Allylphosphonatester, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (VI): R¹¹R¹²-CH-CR¹³=CR¹⁴-CR¹⁵R¹⁶[P(O)X] (VI)(In der Formel sind R¹¹ bis R¹⁶ und X dieselben wie oben.)
Weiterhin betrifft die Erfindung Allylphosphonatester, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (VI): R¹¹R¹²CH-CR¹³=CR¹⁴-CR¹⁵R¹⁶[P(O)X] (VI)(In der Formel sind R¹¹ bis R¹⁶ und X dieselben wie oben.)
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die Beispiele der Alkylgruppe, ausgedrückt als R¹ bis R⁴ für die Alkenverbindung, wie dargestellt in der oben gezeigten allgemeinen Formel (I) zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung, und der Alkylgruppe, ausgedrückt als R¹¹ bis R¹⁶ für die Dienverbindung, wie dargestellt in der oben gezeigten allgemeinen Formel (IV), sind Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffen, und vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffen. Diese können entweder linear oder verzweigt sein, wobei spezifische Beispiele eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Butylgruppe, Pentylgruppe, Hexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, Nonylgruppe und Decylgruppe sind.
Außerdem sind die Beispiele der Cycloalkylgruppe, ausgedrückt als R¹ bis R⁴, und der Cycloalkylgruppe, ausgedrückt als R¹¹ bis R¹⁶, solche mit 5 bis 18 Kohlenstoffen, und vorzugsweise 5 bis 12 Kohlenstoffen. Zu spezifischen Beispielen zählen eine Cyclopentylgruppe, Cyclohexylgruppe, Cycloheptylgruppe, Cyclooctylgruppe, Cyclodecylgruppe und eine Cyclododecylgruppe.
Entsprechend sind Beispiele einer Arylgruppe solche mit 6 bis 14 Kohlenstoffen, und vorzugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffen, wobei zu spezifischen Beispielen eine Phenylgruppe, Tolylgruppe, Xylylgruppe, Naphthylgruppe, Methylnaphthylgruppe, Phenylbenzylphenylgruppe und Biphenylgruppe zählen.
Darüber hinaus sind Beispiele einer Aralkylgruppe solche mit 7 bis 13 Kohlenstoffen, und vorzugsweise 7 bis 11 Kohlenstoffen, wobei zu spezifischen Beispielen eine Benzylgruppe, Methylbenzylgruppe, Phenethylgruppe, Methylphenethylgruppe, Phenylbenzylgruppe und Naphthylmethylgruppe zählen.
Die Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Arylgruppe und Aralkylgruppe, wie ausgedrückt durch die oben genannten R¹ bis R⁴, und die Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Arylgruppe und Aralkylgruppe, wie ausgedrückt als die oben genannten R¹¹ bis R¹⁶, können mit inerten funktionellen Gruppen für die Reaktion substituiert werden, zum Beispiel Alkylgruppen, wie etwa eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe, Alkoxygruppen, wie etwa eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe, Alkoxycarbonylgruppen, wie etwa eine Methoxycarbonylgruppe oder eine Ethoxycarbonylgruppe, eine Cyanogruppe, eine N,N-disubstituierte Aminogruppe, wie etwa eine Dimethylaminogruppe oder Diethylaminogruppe, und eine Fluorgruppe.
Die Beispiele einer Alkylengruppe in der allgemeinen Formel (I), worin R¹ und R⁴ zum Erhalt einer Alkylengruppe kombiniert sind, und die Alkylengruppe in der allgemeinen Formel (IV), worin R¹¹ und R¹⁶ zum Erhalt einer Alkylengruppe kombiniert sind, sind eine Alkylengruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffen, und bevorzugter 1 bis 10 Kohlenstoffen. Zu spezifischen Beispielen zählen eine Methylengruppe, Ethylengruppe, Trimethylengruppe und Tetramethylengruppe.
Die Beispiele der Cycloalkylengruppe in der allgemeinen Formel (IV), worin R¹¹ und R¹⁶ zum Erhalt einer Cycloalkylengruppe kombiniert sind, sind eine Cycloalkylengruppe mit 5 bis 18 Kohlenstoffen, und bevorzugter 5 bis 10 Kohlenstoffen, wobei zu spezifischen Beispielen eine Cyclopentylengruppe, Cyclohexylengruppe, Cycloheptylengruppe, Cyclooctylengruppe, Cyclononylengruppe und eine Cyclodecylengruppe zählen.
Zu Beispielen der bevorzugt bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Alkenverbindung zählen Ethylen, Propylen, Octen, Styren, Norbornen, Cyclopenten und Cyclohexen, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein.
Zu Beispielen der bevorzugt bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Dienverbindung zählen 1,3-Butadien, Isopropen, 1,3-Pentadien und 2,3-Dimethyl-1,3-butadien, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein.
In der allgemeinen Formel (IV) ist, wenn die Alkylengruppe oder die Cycloalkylengruppe in einer Kombination aus R¹¹ und R¹⁶ besteht, die Dienverbindung eine cyclische Dienverbindung. Spezifische Beispiele der cyclischen Dienverbindungen sind etwa 1,3-Cyclopentadien und 1,3-Cyclohexadien, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein.
Bei der vorliegenden Erfindung sind Beispiele der Alkylgruppen, ausgedrückt als R⁵ und R⁶ in den sekundären Phosphonatestern, wie dargestellt durch die oben gezeigte allgemeine Formel (II), und der Alkylgruppen, ausgedrückt als R¹⁷ bis R²⁰ der zweiwertigen Gruppen, welche -OC(R¹⁷R¹⁸)-C(R¹⁹R²⁰)O- ist und angegeben ist als das X der sekundären cyclischen Phosphonatester, wie dargestellt durch die oben gezeigte allgemeine Formel (V), sind Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffen, und bevorzugter 1 bis 6 Kohlenstoffen. Diese können entweder linear oder verzweigt sein, wobei zu spezifischen Beispielen eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Butylgruppe, Pentylgruppe und Hexylgruppe zählen.
Außerdem sind Beispiele für diese Cycloalkylgruppe eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 12 Kohlenstoffen, und bevorzugter 5 bis 8 Kohlenstoffen, wobei zu spezifischen Beispielen eine Cyclopentylgruppe, Cyclohexylgruppe, Cycloheptylgruppe und Cyclooctylgruppe zählen.
Entsprechend sind Beispiele für die Arylgruppe solche mit 6 bis 14 Kohlenstoffen, und bevorzugter 6 bis 12 Kohlenstoffen, wobei zu spezifischen Beispielen eine Phenylgruppe, Tolylgruppe, Xylylgruppe, Naphthylgruppe, Methylnaphthylgruppe, Benzylphenylgruppe und Biphenylgruppe zählen.
Darüber hinaus sind Beispiele einer Aralkylgruppe, ausgedrückt als R⁵ und R⁶ in der allgemeinen Formel (II), Aralkylgruppen mit 7 bis 13 Kohlenstoffen, und bevorzugter 7 bis 11 Kohlenstoffen, wobei zu spezifischen Beispielen eine Benzylgruppe, Methylbenzylgruppe, Phenethylgruppe, Methylphenethylgruppe, Phenylbenzylgruppe und Naphtylmethylgruppe zählen.
Die Beispiele einer Alkylengruppe im Falle von R⁵ und R⁶ in der allgemeinen Formel (II) werden zum Erhalt einer Alkylengruppe mit einer Substituentengruppe kombiniert und sind beispielsweise eine Methylengruppe, eine Ethylengruppe, eine Trimethylengruppe und eine Tetramethylengruppe. Außerdem sind Beispiele der Substituentengruppen für diese Alkylengruppen eine Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Aralkylgruppe und eine Arylgruppe.
Hierin zählen zu Beispielen einer Alkylgruppe solche mit 1 bis 8 Kohlenstoffen und bevorzugter 1 bis 6 Kohlenstoffen. Diese können entweder linear oder verzweigt sein, wobei zu spezifischen Beispielen eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Butylgruppe, Pentylgruppe und eine Hexylgruppe zählen.
Weiterhin zählen zu Beispielen der Cycloalkylgruppen solche mit 3 bis 12 Kohlenstoffen, und bevorzugter 5 bis 8 Kohlenstoffen, wobei zu spezifischen Beispielen etwa eine Cyclopentylgruppe, Cyclohexylgruppe, Cyclobutylgruppe und eine Cyclooctylgruppe zählen.
Beispiele der Aralkylgruppen sind solche mit 7 bis 13 Kohlenstoffen, und bevorzugter 7 bis 11 Kohlenstoffen, wobei zu spezifischen Beispielen eine Benzylgruppe, Methylbenzylgruppe, Phenethylgruppe, Methylphenethylgruppe, Phenylbenzylgruppe und eine Naphtylmethylgruppe zählen.
Zu Beispielen der Arylgruppen zählen solche mit 6 bis 14 Kohlenstoffen, und bevorzugter 6 bis 12 Kohlenstoffen, wobei zu spezifischen Beispielen eine Phenylgruppe, Tolylgruppe, Xylylgruppe, Napthylgruppe, Methylnaphtylgruppe, Benzylphenylgruppe und eine Biphenylgruppe zählen.
Um die Reaktion der Alkenverbindung, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (I), und der sekundären Phosphonatester, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (II), wirksam zu fördern, ist die Verwendung eines Übergangsmetallmediums wesentlich. Wird kein Medium verwendet, so läuft die Reaktion gar nicht oder nur extrem langsam ab. Es kann ein Medium mit einer Vielfalt von Strukturen verwendet werden, doch sind solche mit niederer Wertigkeit bevorzugt, und es können Übergangsmetallmedien, die von Trägern wie Aktivkohle oder Kieselgel getragen werden, oder ein Übergangsmetallmedium, in welchem eine Vielzahl von Liganden koordiniert ist, verwendet werden. Insbesondere Nickel, Palladium und Rhodium stellen bevorzugte Übergangsmetalle dar. Ein nullwertiger Komplex mit einem Liganden eines tertiären Phosphins oder eines tertiären Phosphits ist sogar noch bevorzugter als das Nickel- oder Palladiummedium, wobei ein einwertiger Komplex sogar noch bevorzugter als der Rhodiumkomplex ist. Außerdem stellt die Verwendung eines geeigneten Vorläuferkomplexes, der ohne weiteres zu einem Komplex mit niederer Wertigkeit im Reaktionssystem umgewandelt werden kann, eine erwünschte Methode dar. Darüber hinaus besteht eine erwünschte Methode in der Verwendung eines Komplexes, der kein tertiäres Phosphin oder tertiäres Phosphit als einem Liganden enthält, wobei ein tertiäres Phosphin und Phosphit gemeinsam verwendet werden und wobei ein niederwertiger Komplex mit einem Liganden aus einem tertiären Phosphin oder Phosphit im Reaktionssystem gebildet wird. Bei beiden oben genannten Methoden sind Beispiele des Liganden, der die vorteilhaftesten Eigenschaften aufweist, eine Vielzahl von tertiären Phosphinen und tertiären Phosphiten. Allerdings sind solche mit extrem hohen Elektronenspender-Niveaus nicht unbedingt vorteilhaft bezüglich der Reaktionsgeschwindigkeit. Beispiele erwünschter Liganden sind Triphenylphosphin, Diphenylmethylphosphin, Phenyldimethylphosphin, 1,4-Bis(diphenylphosophino)butan, 1,3-Bis(diphenylphosphino)propan, 1,2-Bis(diphenylphosphino)ethan, 1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocen, Trimethylphosphit und Triphenylphosphit. Beispiele eines Komplexes, die kein tertiäres Phosphin oder tertiäres Phosphit als einen Liganden aufweist, welche in Kombination mit den obigen verwendet werden können, sind ein Bis(1,5-cyclooctadien)nickelkomplex, Bis(dibenzylidenaceton)palladiumkomplex, Palladiumacetatkomplex, Chlor(1,5-cyclooctadien)rhodiumkomplex und ein Chlor(norbornadien)rhodiumkomplex, wobei diese aber nicht darauf beschränkt sind.
Beispiele eines Phosphinkomplexes und eines Phosphitkomplexes, die vorzugsweise verwendbar sind, sind ein Tetrakis(triphenylphosphin)nickelkomplex, Dimethylbis(triphenylphosphin)palladiumkomplex, Dimethylbis(diphenylmethylphosphin)palladiumkomplex, Tetrakis(triphenylphosphin)palladiumkomplex und ein Chlortris(triphenylphosphin)rhodiumkomplex.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Phosphonatester der Formel (III) ist ein solches, bei dem das Übergangsmetallmedium ein niederwertiger Komplex ist, bei welchem Verfahren ein Palladiumkomplex, der kein tertiäres Phosphin oder Phosphit als einem Liganden enthält, zusammen mit einem tertiären Phosphin und/oder tertiären Phosphit verwendet wird, so dass ein Komplex aus dem tertiären Phosphin oder tertiären Phosphit im Reaktionssystem erzeugt wird.
In Abhängigkeit von der Reaktion wird eines von zwei oder mehreren geeigneten Übergangsmetallmedien verwendet.
Diese Menge dieser Übergangsmetallmedien kann in berechtigter Weise als Mediummenge bezeichnet werden und reicht allgemein mit 20 Mol-% oder weniger pro Alkenverbindung aus. Das Anwendungsverhältnis von Alkenverbindung zu sekundären Phosphonatestern ist allgemein erwünschterweise ein Molverhältnis von 1 : 1, wobei allerdings ein höherer oder geringerer Wert den Ablauf der Reaktion nicht behindert. Während der Reaktion braucht kein Medium verwendet zu werden, wobei deren Durchführung in einem Medium allerdings je nach Erfordernissen möglich ist. Beispiele der allgemein verwendeten Medien sind etwa ein Kohlenwasserstoffmedium wie Benzol, Toluol, Xylol, n-Hexan, Cyclohexan, oder zum Beispiel ein Ether-Lösungsmittel die Dimethylether, Diethylether, Diisopropylether, 1,4-Dioxan und Tetrahydrofuran. Ist die Reaktionstemperatur zu gering, so läuft die Reaktion nicht bei einer vorteilhaften Geschwindigkeit ab, und ist sie zu hoch, so wird das Medium zersetzt. Daher wird sie allgemein gewählt aus dem Bereich von Raumtemperatur bis 300°C, liegt aber bevorzugter im Bereich von 50 bis 150°C.
Das Zwischenprodukt der vorliegenden Erfindung ist empfindlich gegenüber Sauerstoff, weshalb die Durchführung der Reaktion in einer inerten Gasatmosphäre wie Stickstoff, Argon oder Methan erwünscht ist. Die Isolierung oder Ausreinigung des Produkts aus der Reaktionsverbindung lässt sich ohne weiteres mittels wohlbekannter Isolations- und Reinigungsmethoden erzielen, wie sie normalerweise in diesem Fachgebiet vorgenommen werden, wie z. B. der Chromatographie, Destillation oder Rekristallisation.
Um außerdem die Reaktion der Dienverbindung, wie dargestellt durch die allgemeine Formel (IV), und der sekundären cyclischen Phosphonatester, wie dargestellt durch die allgemeine Formel (V), wirksam zu fördern, ist die Verwendung eines Palladiummetallmediums wesentlich. Liegt kein Medium vor, so läuft die Reaktion gar nicht oder extrem langsam ab. Es kann ein Medium einer Vielfalt von Strukturen verwendet werden, doch sind solche von niederer Wertigkeit bevorzugt, wobei ein nullwertiger Komplex mit einem Liganden aus einem tertiären Phosphin oder einem tertiären Phosphit bevorzugt ist. Außerdem stellt die Verwendung eines geeigneten Vorläuferkomplexes, der ohne weiteres zu einem Komplex mit niederer Wertigkeit im Reaktionssystem umgewandelt werden kann, eine erwünschte Methode dar. Darüber hinaus stellt die Verwendung eines Komplexes eine gewünschte Methode, der kein tertiäres Phosphin oder tertiäres Phosphit als einem Liganden enthält, wobei ein tertiäres Phosphin und tertiäres Phosphit gemeinsam verwendet und wobei ein Komplex von niederer Wertigkeit mit einem Liganden aus einem tertiären Phosphin oder tertiären Phosphit im Reaktionssystem gebildet wird. Bei beiden oben genannten Methoden sind Beispiele des Liganden, der die vorteilhaftesten Eigenschaften aufweist, eine Vielzahl von tertiären Phosphinen und tertiären Phosphiten. Allerdings sind solche mit extrem hohen Elektronenspender-Niveaus nicht notwendigerweise vorteilhaft bezüglich der Reaktionsgeschwindigkeit. Zu Beispielen der gewünschten Liganden zählen Triphenylphosphin, Diphenylmethylphosphin, Phenyldimethylphosphin, 1,4-Bis(diphenylphosphino)butan, 1,3-Bis(diphenylphosphino)propan, 1,2-Bis(diphenylphosphino)ethan, 1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocen, Trimethylphosphit und Triphenylphosphit. Beispiele eines Komplexes, der kein tertiäres Phosphin oder tertiäres Phosphit als einem Liganden aufweist, und welcher in Kombination mit den obigen verwendet wird, sind Bis(dibenzylidenaceton)palladiumkomplex und ein Palladiumacetatkomplex, wobei dieser aber nicht auf die obigen beschränkt ist. Beispiele eines Phosphinkomplexes und eines Phosphitkomplexes, die bevorzugt verwendet werden, sind ein Dimethylbis(triphenylphosphin) palladiumkomplex, ein Dimethylbis(diphenylmethylphosphin)palladiumkomplex und Tetrakis(triphenylphosphin)palladiumkomplex.
Eine bevorzugte Methode zur Herstellung der Allylphosphonatester der Formel (VI) ist eine solche, bei der das Palladiummedim ein Komplex von niederer Wertigkeit ist, bei welcher Methode ein Palladiumkomplex, der kein tertiäres Phosphin oder tertiäres Phosphit als einen Liganden enthält, zusammen mit einem tertiären Phosphin und/oder einem tertiären Phosphit so verwendet wird, dass ein Komplex des tertiären Phosphins oder tertiären Phosphits im Reaktionssystem erzeugt wird.
In Abhängigkeit von der Reaktion wird eines von zwei oder mehreren geeigneten Palladiummetallmedien der vorliegenden Erfindung verwendet.
Diese Menge dieser Komplexmedien kann in berechtigter Weise als Mediummenge bezeichnet werden und reicht allgemein mit 20 Mol-% oder weniger pro Dienverbindung aus. Das Anwendungsverhältnis von Dienverbindung zu sekundären cyclischen Phosphonatestern ist allgemein erwünschterweise ein Molverhältnis von 1 : 1, wobei allerdings ein höherer oder geringerer Wert den Ablauf der Reaktion nicht behindert. Während der Reaktion braucht kein Medium verwendet zu werden, wobei deren Durchführung in einem Medium allerdings je nach Erfordernissen möglich ist. Beispiele der allgemein verwendeten Medien sind ein Kohlenwasserstoffmedium wie Benzol, Toluol, Xylol, n-Hexan, Cyclohexan, oder zum Beispiel ein Ether-Lösungsmittel die Dimethylether, Diethylether, Diisopropylether, 1,4-Dioxan und Tetrahydrofuran. Ist die Reaktionstemperatur zu gering, so läuft die Reaktion nicht bei einer vorteilhaften Geschwindigkeit ab, und ist sie zu hoch, so wird das Medium zersetzt. Daher wird sie allgemein gewählt aus dem Bereich von Raumtemperatur bis 300°C, und liegt bevorzugter im Bereich von 50 bis 150°C.
Das Zwischenprodukt der vorliegenden Erfindung ist empfindlich gegenüber Sauerstoff, weshalb die Durchführung der Reaktion in einer inerten Gasatmosphäre wie Stickstoff, Argon oder Methan erwünscht ist. Die Isolierung oder Ausreinigung des Produkts aus der Reaktionsverbindung lässt sich ohne weiteres mittels wohlbekannter Isolations- und Reinigungsmethoden erzielen, wie sie normalerweise in diesem Fachgebiet vorgenommen werden, wie z. B. der Chromatographie, Destillation oder Rekristallisation.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele ausführlicher beschrieben werden, wobei aber die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
BEISPIELE
Beispiel 1
1 mmol HP(O)(OCMe₂-Me₂CO), 1 mmol 1-Octen und PdMe₂(PPh₂Me)₂ (5 Mol-%) wurden als ein Medium 1 ml Toluol zugegeben und die Reaktion in einer Stickstoffatmosphäre bei 110°C für 3 Stunden vorgenommen. Die umgesetzte Flüssigkeit wurde kondensiert und isoliert und unter Anwendung der Flüssigchromatographie gereinigt, woraufhin 2-Octyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 63% erhalten wurde. Diese Verbindung stellt eine neuartige Substanz dar, die in keinerlei Dokumenten erwähnt ist, und weist die folgenden Spektraldaten auf.
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 1,79–1,86 (dt, 2H, J = 7,3 Hz, J_HP = 17,1 Hz), 1,64–1,74 (m, 2H), 1,47 (s, 6H), 1,34–1,43 (m, 2H), 1,33 (s, 6H), 1,18–1,31 (m, 8H), 0,86 (t, 3H, J = 7,0 Hz).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 87,7, 31,8, 30,7 (J_CP = 16,5 Hz), 29,1 (J_CP = 3,1 Hz), 28,2 (J_CP = 130,9 Hz), 24,8 (J_CP = 4,1 Hz), 24,1 (d, J_CP = 5,2 Hz), 22,9, 22,8, 22,6, 14,1.
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 44,4.
IR (Flüssigmembran) 2927, 2856, 1463, 1396, 1377, 1261, 1140, 1010, 964, 931, 872, 802, 731 cm^–1.
HRMS als C₁₄H₂₉O₃P, berechneter Wert: 276,1854, tatsächlicher Wert: 276,1860.
Beispiel 2
Eine Reaktion wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 unter Verwendung von Pd(PPh₃)₄ als einem Medium vorgenommen. Es wurde 2-Octyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 46% erhalten.
Beispiel 3
Eine Reaktion wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 unter Verwendung von PdMe₂[Ph₂P(CH₂)₃PPh₂] als einem Medium vorgenommen. Es wurde 2-Octyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 22% erhalten.
Beispiel 4
Eine Reaktion wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 unter Verwendung von PdMe₂[Ph₂P(CH₂)₄PPh₂] als einem Medium vorgenommen. Es wurde 2-Octyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 45% erhalten.
Beispiel 5
Eine Reaktion wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 unter Verwendung von Ni(PPh₃)₄ als einem Medium vorgenommen. Es wurde 2-Octyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 26% erhalten.
Beispiel 6
Eine Reaktion wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 unter Verwendung von RhCl(PPh₃)₄ als einem Medium vorgenommen. Es wurde 2-Octyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 49% erhalten.
Beispiel 7
1 mmol HP(O)(OCMe₂-Me₂CO), 1 mmol 1-Octen und PdMe₂[Ph₂P(CH₂)₄PPh₂] (5 Mol-%) wurden als ein Medium 1 ml 1,4-Dioxan zugegeben und die Reaktion in einer Stickstoffatmosphäre bei 100°C für 15 Stunden vorgenommen. Die umgesetzte Flüssigkeit wurde kondensiert und isoliert und unter Anwendung der Flüssigchromatographie gereinigt, woraufhin 2-Octyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 93% erhalten wurde.
Beispiel 8
Eine Reaktion wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 7 unter Verwendung von PdMe₂[Ph₂P(CH₂)₃PPh₂] als einem Medium vorgenommen. Es wurde 2-Octyl- 4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 33% erhalten.
Beispiel 9
Eine Reaktion wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 7 unter Verwendung von PdMe₂[PPh₂Me)₂ als einem Medium vorgenommen. Es wurde 2-Octyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 54% erhalten.
Beispiel 10
Ein 1 mmol HP(O)(OCMe₂-Me₂CO), 1 mmol 1-Octen und eine Zusammensetzung von Pd₂(dba)₃/Ph₂P(CH₂)₄PPh₂ (5 Mol-% Pd, Pd/P-Molverhältnis = 1/2) wurden als ein Medium 1 ml 1,4-Dioxan zugegeben und die Reaktion in einer Stickstoffatmosphäre bei 100°C für 15 Stunden vorgenommen. Die umgesetzte Flüssigkeit wurde kondensiert und isoliert und unter Anwendung der Flüssigchromatographie gereinigt, woraufhin 2-Octyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 82% erhalten wurde.
Beispiel 11
1 mmol HP(O)(OMe)₂ und eine Zusammensetzung von PdMe₂[Ph₂P(CH₂)₄PPh₂] (5 Mol-%) wurden als ein Medium 1 ml 1,4-Dioxan zugegeben und die Reaktion in einer Ethylenatmosphäre (5 atm) bei 100°C für 15 Stunden vorgenommen. Die umgesetzte Flüssigkeit wurde kondensiert und isoliert und unter Anwendung der Flüssigchromatographie gereinigt, woraufhin Dimethylethylphosphonat [EtP(O)(OMe)2] bei einer Ausbeute von 63% erhalten wurde. Diese Verbindung ist eine bekannte Verbindung, und ihre Struktur wurde durch Vergleich mit einer standardmäßigen Probe bestimmt.
Beispiel 12
Anstelle von HP(O)(OMe)₂ wurde HP(O)(OCMe₂-Me₂CO) verwendet, und unter Durchführung einer Reaktion in ähnlicher Weise wie in Beispiel 11 wurde 2-Ethyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid in quantitativer Menge erhalten. Diese Verbindung ist eine bekannte Verbindung, wobei ihre Spektraldaten sind wie folgt.
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ 1,68 (dq, 2H, J_HP = 17,6 Hz, J_HH = 7,7 Hz), 1,32 (s, 6H), 1,18 (s, 6H), 1,09 (dt, 3H, J_HP = 20,2 Hz, J = 7,7 Hz).
¹³C NMR (75,5 MHz, CDCl₃) δ 87,7 (J_CP = 1,5 Hz), 24,6 (J_CP = 3,7 Hz), 23,9 (J_CP = 5,3 Hz), 21,0 (J_CP = 134,2 Hz), 6,9 (J_CP = 6,7 Hz).
³¹P NMR (121,5 MHz, CDCl₃) δ 45,3.
IR (Flüssigmembran) 2988, 2946, 1462, 1398, 1379, 1265, 1232, 1168, 1141, 1011, 963, 932, 870, 806, 729 cm^–1.
HRMS als C₈H₁₇O₃P, berechneter Wert: 192,0915, tatsächlicher Wert: 192,0890.
Beispiel 13
Anstelle von Ethylengas wurde Propylengas verwendet, und durch Umsetzen in ähnlicher Weise wie in Beispiel 12 wurde 2-Propyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid in quantitativer Menge erhalten. Die Spektraldaten dieser Verbindung sind wie folgt:
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ 1,64–1,80 (m, 4H), 1,42 (s, 6H), 1,28 (s, 6H), 0,98 (t, 3H, J = 7,3 Hz).
¹³C NMR (75,5 MHz, CDCl₃) δ 87,7 (J_CP = 1,5 Hz), 30,1 (J_CP = 131,5 Hz), 24,7 (J_CP = 3,8 Hz), 24,0 (J_CP = 5,3 Hz), 16,6 (J_CP = 5,3 Hz), 15,3 (J_CP = 16,0 Hz).
³¹P NMR (121,5 MHz, CDCl₃) δ 44,1.
IR (Flüssigmembran) 2972, 2880, 1464, 1398, 1379, 1263, 1214, 1170, 1141, 1011, 965, 934, 872, 803, 714 cm^–1.
HRMS als C₉H₁₉O₃P, berechneter Wert: 206,1072, tatsächlicher Wert: 206,1053.
Beispiel 14
Anstelle von Ethylengas wurde 3,3-Dimethyl-1-buten verwendet, und durch Umsetzen in ähnlicher Weise wie in Beispiel 12 wurde 2-(3,3-Dimethylbutyl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid in quantitativer Menge bei einer Ausbeute von 92% erhalten. Die Spektraldaten und die Elementaranalyse dieser Verbindung waren wie folgt:
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 1,72–1,80 (m, 2H), 1,55–1,61 (m, 2H), 1,46 (s, 6H), 1,32 (s, 6H), 0,86 (s, 9H).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 87,8, 36,2 (J_CP = 5,3 Hz), 30,4 (J_CP = 17,6 Hz), 28,7, 24,8 (J_CP = 10,3 Hz), 24,1 (J_CP = 5,1 Hz), 23,6 (J_CP = 133,3 Hz)
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 45,4.
IR (KBr) 2934, 2868, 1469, 1396, 1377, 1367, 1261, 1169, 1140, 1014, 964, 933, 874, 835, 806 cm^–1.
HRMS als C₁₂H₂₅O₃P, berechneter Wert: 248.1541, tatsächlicher Wert: 248,1544.
Elementaranalyse, berechneter Wert: C, 58,05; H, 10,15, tatsächlicher Wert: C, 58,47; H, 10,14.
Beispiel 15
Anstelle von Ethylengas wurde Norbornen verwendet, und durch Umsetzen in ähnlicher Weise wie in Beispiel 12 wurde 2-Oxonorbornyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 83% erhalten. Die Spektraldaten und die Elementaranalyse dieser Verbindung waren wie folgt:
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 2,64 (d, 1H, J_HP = 8,8 Hz), 2,32 (bs, 1H), 1,87–1,98 (m, 1H), 1,75 (d, 1H, J = 9,8 Hz), 1,46–1,57 (m, 4H), 1,49 (s, 3H), 1,47 (s, 3H), 1,34 (s, 3H), 1,33 (s, 3H), 1,08–1,22 (m, 3H).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 87,6 (J_CP = 9,3 Hz), 40,3 (J_CP = 133,3 Hz), 38,8 (J_CP = 2,1 Hz), 37,0, 36,0 (J_CP = 3,1 Hz), 32,4 (J_CP = 6,3 Hz), 31,6 (J_CP = 18,7 Hz), 28,6, 24,9 (J_CP = 3,0 Hz), 24,8 (J_CP = 4,1 Hz), 24,3 (J_CP = 6,3 Hz), 24,2 (J_CP = 5,1 Hz).
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 45,6.
IR (KBr) 2956, 2871, 1396, 1377, 1257, 1167, 1140, 1012, 960, 868, 800, 615 cm^–1.
HRMS als C₁₃H₂₃O₃P, berechneter Wert: 258,1385, tatsächlicher Wert: 258,1369.
Elementaranalyse, berechneter Wert: C, 60,45; H, 8,98, tatsächlicher Wert: C, 60,64; H, 9,02.
Beispiel 16
Anstelle von Ethylengas wurde Cyclopenten verwendet, und durch Umsetzen in ähnlicher Weise wie in Beispiel 12 wurde 2-Cyclopentyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 54% erhalten. Die Spektraldaten und die Elementaranalyse dieser Verbindung waren wie folgt:
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 1,57–1,88 (m, 9H), 1,43 (s, 6H), 1,29 (s, 6H).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 87,6, 37,4 (J_CP = 136,4 Hz), 27,9 (J_CP = 3,0 Hz), 26,2 (J_CP = 12,4 Hz), 24,8 (J_CP = 4,1 Hz), 24,2 (J_CP = 6,1 Hz).
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 48,0.
IR (KBr) 3001, 2985, 2964, 2873, 1392, 1377, 1259, 1169, 1147, 1130, 960, 926, 870, 800 cm^–1.
HRMS als C₁₁H₂₁O₃P, berechneter Wert: 232,1228, tatsächlicher Wert: 232,1253
Beispiel 17
Anstelle von Ethylengas wurde Cyclohexen verwendet, und durch Umsetzen in ähnlicher Weise wie in Beispiel 12 wurde 2-Cyclohexyl-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 37% erhalten. Die Spektraldaten und die Elementaranalyse dieser Verbindung waren wie folgt:
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 1,95–2,03 (m, 2H), 1,75–1,84 (m, 2H), 1,62–1,72 (m, 2H), 1,47 (s, 6H), 1,32 (s, 6H), 1,17–1,57 (m, 5H).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 87,5 (J_CP = 2,0 Hz), 38,1 (J_CP = 133,3 Hz), 26,2 (J_CP = 4,1 Hz), 26,0 (J_CP = 16,4 Hz), 25,7, 25,0 (J_CP = 4,1 Hz), 24,4 (J_CP = 5,1 Hz).
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 45,2.
IR (KBr) 2987, 2941, 2883, 2844, 1452, 1396, 1377, 1255, 1170, 1145, 1120, 960, 922, 860, 800 cm^–1.
HRMS als C₁₂H₂₃O₃P, berechneter Wert: 246,1385, tatsächlicher Wert: 246,1365.
Elementaranalyse, berechneter Wert: C, 58,52; H, 9,41, tatsächlicher Wert: 58,86; H, 9,57.
Beispiel 18
Anstelle von Ethylengas wurde Styrol verwendet, und durch Umsetzen in ähnlicher Weise wie in Beispiel 12 wurde 2-(1-Phenylethyl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 45% und 2-(2-Phenylethyl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid bei einer Ausbeute von 55% erhalten. Die Spektraldaten und die Elementaranalyse dieser Verbindung waren wie folgt.
Bezüglich 2-(1-Phenylethyl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid:
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 7,18–7,41 (m, 5H), 3,18 (dq, 1H, J_HH = 7,3, J_HP = 21,0 Hz), 1,68 (dd, 3H, J = 7,3, J_HP = 18,6 Hz), 1,46 (s, 3H), 1,42 (s, 3H), 1,17 (s, 3H), 1,13 (s, 3H).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 137,8 (J_CP = 7,2 Hz), 128,7 (J_CP = 6,2 Hz), 128,6, 127,3 (J_CP = 3,1 Hz), 88,1 (J_CP = 10,3 Hz), 40,2 (J_CP = 128,3 Hz), 25,1, 25,0, 24,1, 23,9, 16,3 (J_CP = 5,2 Hz).
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 41,9.
IR (KBr) 2985, 2939, 1454, 1396, 1377, 1263, 1232, 1169, 1132, 1008, 964, 935, 876, 800, 771, 702 cm^–1.
HRMS als C₁₄H₂₁O₃P, berechneter Wert: 268,1228, tatsächlicher Wert: 268,1205.
Elementaranalyse, berechneter Wert: C, 62,67; H, 7,89, tatsächlicher Wert: C, 62,46; H, 7,98.
Bezüglich 2-(2-Phenylethyl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid:
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 7,20–7,38 (m, 5H), 2,98–3,05 (m, 2H), 2,12–2,19 (m, 2H), 1,50 (s, 6H), 1,34 (s, 6H).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 141,0 (J_CP = 17,6 Hz), 128,6, 128,1, 126,4, 88,1 (J = 13,4 Hz), 30,2 (J_CP = 130,3 Hz), 29,0 (J_CP = 4,1 Hz), 24,8 (J_CP = 3,1 Hz), 24,1 (J_CP = 5,1 Hz).
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 42,5.
Beispiel 19
Anstelle von PdMe₂[Ph₂P(CH₂)₄PPh₂] wurde PdMe₂(PPh₂Cy)₂ verwendet, und durch Umsetzen in ähnlicher Weise wie in Beispiel 18 wurde 2-(1-Phenylethyl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid in einer Ausbeute von 97% erhalten.
Beispiel 20
2 mmol HP(O)(OCMe₂-CMe₂CO), 2 mmol 2,3-Dimethyl-1,3-butadien und PdMe₂[Ph₂P(CH₂)₄PPh₂] (5 Mol-%) wurden als ein Medium 3 ml 1,4-Dioxan zugegeben und die Reaktion in einer Stickstoffatmosphäre bei 100°C für 12 Stunden vorgenommen. Die umgesetzte Flüssigkeit wurde kondensiert und isoliert und unter Anwendung der Flüssigchromatographie gereinigt, woraufhin 2-(2,3-Dimethyl-2-butenyl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaphosphoran-2-oxid [Me₂C=CMeCH₂P(O){OCMe₂CMe₂O}] bei einer Ausbeute von 100% erhalten wurde. Diese Verbindung stellt eine neuartige Substanz dar, die in keinerlei Dokumenten erwähnt ist und die folgenden Spektraldaten aufweist.
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 2,64 (d, 2H, J_HP = 21,7 Hz), 1,56–1,67 (m, 12H), 1,37 (s, 6H), 1,21 (s, 6H).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 129, 117,8, 87,6, 33,5 (J_CP = 128,0 Hz), 24,8, 23,9, 21,0, 20,7, 20,0.
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 40,4.
IR (Flüssigmembran) 2988, 2922, 1450, 1398, 1379, 1265, 1139, 963, 932, 872 cm^–1.
HRMS als C₁₂H₂₃O₃P, berechneter Wert: 246,1385, tatsächlicher Wert: 246,1398.
Beispiel 21
Anstelle von 2,3-Dimethyl-1,3-butadien wurde 1,3-Butdadien in Gegenwart von PdMe₂(BINAP)(BINAP = 2,2'-Bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl)-Medium verwendet und dies in ähnlicher Weise wie in Beispiel 20 umgesetzt; die in Tabelle 1 gezeigten Verbindungen wurden bei einer Gesamtausbeute von 100% (trans-Form/cis-Form = 83/17) erhalten. Diese Verbindungen stellen neuartige Substanzen dar, die in keinerlei Dokumenten erwähnt sind, wobei ihre Spektraldaten die folgenden sind.
Verbindung der trans-Form

¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 5,57–5,62 (m, 1H), 5,39–5,45 (m, 1H), 2,62 (dd, 2H, J = 7,3, J_HP = 21,3 Hz), 1,64–1,68 (m 3H), 1,45 (s, 6H), 1,30 (s, 6H).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 130,9 (J_CP = 14,51 Hz), 119,5 (J_CP = 12,4 Hz), 88,0, 32,0 (J_CP = 131,4 Hz), 24,7, 24,4, 18,0.
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 39,5

Verbindung der cis-Form

¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 5,65–5,72 (m, 1H), 5,40–5,50 (m, 1H), 2,70 (dd, 2H, J = 7,9, J_HP = 21,9 Hz), 1,61–1,64 (m, 3H), 1,45 (s, 6H), 1,32 (s, 6H).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 129,0 (J_CP = 14,5 Hz), 118,5 (J_CP = 11,4 Hz), 88,0, 27,0 (J_CP = 132,4 Hz), 24,7, 23,8, 12,9.
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 39,6.

Beispiel 22
Anstelle von 2,3-Dimethyl-1,3-butadien wurde Isopran verwendet und dies in ähnlicher Weise wie in Beispiel 20 umgesetzt, wodurch die in Tabelle 1 gezeigten Verbindungen bei einer Gesamtausbeute von 100% (Produktrate = 83/17) erhalten wurden. Diese Verbindungen stellen neuartige Substanzen dar, die in keinerlei Dokumenten erwähnt sind und deren Spektraldaten wie folgt sind:
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 5,18–5,23 (m, 1H), 2,68 (dd, 2H, J = 7,6 Hz, J_HP = 21,3 Hz), 1,74 (d, 3H, J_HP = 5,8 Hz), 1,65 (d, 3H, J_HP = 4,0 Hz), 1,48 (s, 6H), 1,34 (s, 6H).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 137,0, 112,6, 87,8, 28,0 (J_CP = 131,2 Hz), 25,7, 24,2, 18,0.
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 40,3.
Beispiel 23
Anstelle von 2,3-Dimethyl-1,3-butadien wurde trans-1,3-Pentadien in Gegenwart von PdMe₂(dppf)(dppf = 1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocen)-Medium verwendet und dies in ähnlicher Weise wie in Beispiel 20 umgesetzt; die in Tabelle 1 gezeigten Verbindungen wurden bei einer Gesamtausbeute von 93% (trans-Form/cis-Form = 92/8) erhalten. Diese Verbindungen stellen neuartige Substanzen dar, die in keinerlei Dokumenten erwähnt sind, wobei ihre Spektraldaten die folgenden sind.
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 5,25–5,36 (m, 1H), 5,08–5,12 (m, 1H), 2,33 (dd, 2H, J = 7,4 Hz, J_HP = 21,1 Hz), 1,70–1,78 (m, 2H), 1,17 (s, 6H), 1,03 (s, 6H), 0,66 (t, 3H, J = 7,6 Hz).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 137,7, 117,5, 88,0, 32,0 (J_CP = 132,3 Hz), 25,6, 24,9, 24,2, 13,3.
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 39,0.
IR (Film) 2988, 1462, 1398, 1379, 1267, 1139, 1011, 963, 932, 874 cm^–1.
Beispiel 24
Anstelle von 2,3-Dimethyl-1,3-butadien wurde Cyclo-1,3-hexadien in Gegenwart von PdMe₂[Ph₂P(CH₂)₄PPh]-Medium verwendet und dies in ähnlicher Weise wie in Beispiel 20 umgesetzt; die in Tabelle 1 gezeigten Verbindungen wurden bei einer Gesamtausbeute von 100% erhalten. Diese Verbindungen stellen neuartige Substanzen dar, die in keinerlei Dokumenten erwähnt sind, wobei die Spektraldaten und die Elementaranalyse dieser Verbindung die folgenden sind:
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 5,83–5,90 (m, 1H), 5,63–5,72 (m, 1H), 2,59–2,64 (m, 1H), 1,94–2,00 (m, 6H), 1,48 (s, 3H), 1,46 (s, 3H), 1,32 (s, 6H).
¹³C NMR (125,4 MHz, CDCl₃) δ 131,3, 121,1, 87,8, 36,5 (J_CP = 132,2 Hz), 25,1, 24,9, 24,5, 24,4, 22,8, 20,5.
³¹P NMR (201,9 MHz, CDCl₃) δ 42,6.
IR (KBr) 2989, 2869, 1454, 1392, 1376, 1263, 1145, 1132, 958, 923, 867 cm^–1.
HRMS als C₁₂H₂₁O₃P, berechneter Wert: 244,1228, tatsächlicher Wert: 244,1252.
Elementaranalyse, berechneter Wert: C, 59,00; H, 8,67, tatsächlicher Wert: C, 59,12; H, 8,00,
In Tabelle 1 sind die in Beispielen 20 bis 24 erhaltenen Strukturformeln und Produktausbeuten zusammen mit den Strukturformeln jedes Ausgangsmaterials gezeigt.
Tabelle 1
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist als ein Reagens für die Bildung der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung wirksam und erlaubt außerdem eine einfache, sichere und effiziente Synthese von Phosphonatestern (einschließlich der neuartigen Allylphosphonatester), die zur Synthese von medizinischen Wirkstoffen und Agrochemikalien nützlich sind. Ihre Isolierung und Reinigung ist ebenfalls einfach. Daher ist die vorliegende Erfindung von beträchtlichem industriellen Nutzen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Phosphonatesters, welches Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Umsetzen, in Gegenwart eines Übergangsmetallmediums, einer Alkenverbindung, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (I): R¹R²C=CR³R⁴ (I)(in der Formel (I) steht jedes von R¹ bis R⁴ für ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Arylgruppe bzw. Aralkylgruppe, wobei R¹ und R⁴ kombiniert werden können zum Erhalt einer Alkylengruppe), mit einem sekundären Phosphonatester, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (II): HP(O)(OR⁵)(OR⁶) (II)(in der Formel (II) stehen R⁵ und R⁶ jeweils für eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Aralkylgruppe oder eine Arylgruppe, worin R⁵ und R⁶ kombiniert werden können zum Erhalt einer Alkylengruppe mit einer Austauschgruppe); wobei der Phosphonatester ausgedrückt ist durch die allgemeine Formel (III): R¹R²CH-CR³R⁴[P(O)(OR⁵)(OR⁶)] (III)(in der Formel (III) ist jedes von R¹ bis R⁶ gleich wie jene aus Formel (I) oder (II)).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Übergangsmetall Nickel, Palladium oder Rhodium ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Übergangsmetallmedium ein Komplexmedium mit einer niedrigen Wertigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Übergangsmetallmedium ein nullwertiger Komplex von Nickel oder Palladium mit einem tertiären Phosphin oder tertiären Phosphit als dem Liganden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Übergangsmetallmedium ein einwertiger Komplex von Rhodium mit einem tertiären Phosphin oder tertiären Phosphit als einem Liganden ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Übergangsmetallmedium aus einem Vorläuferkomplex erzeugt wird, der zu einem niedrigwertigen Komplex im Reaktionssystem umgewandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Übergangsmetallmedium ein niedrigwertiger Komplex ist, bei welchem Verfahren ein Palladiumkomplex, der kein tertiäres Phosphin oder tertiäres Phosphit als einem Liganden enthält, zusammen mit einem tertiären Phosphin und/oder tertiären Phosphit verwendet wird, so dass ein Komplex aus dem tertiären Phosphin oder dem tertiären Phosphit im Reaktionssystem erzeugt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Allylphosphonatesters, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Umsetzen, in Gegenwart eines Palladiummediums, einer Dienverbindung, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (IV): R¹¹R¹²C=CR¹³-CR¹⁴=CR¹⁵R¹⁶ (IV) (in der Formel (IV) stehen R¹¹ bis R¹⁶ jeweils für ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Arylgruppe oder Aralkylgruppe, wobei R¹¹ und R¹⁶ kombiniert werden können zum Erhalt einer Alkylengruppe oder Cycloalkylengruppe); mit einem sekundären cyclischen Phosphonatester, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (V): HP(O)X (V)(in der Formel (V) steht X für eine zweiwertige Gruppe -OC(R¹⁷R¹⁸)-C(R¹⁹R²⁰)O-, worin jedes einzelne von R¹⁷ bis R²⁰ für ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe oder Arylgruppe steht), worin der Allylphosphonatester ausgedrückt ist durch die allgemeine Formel (VI): R¹¹R¹²CH-CR¹³=CR¹⁴-CR¹⁵R¹⁶[P(O)X] (VI)(in der Formel (VI) sind R¹¹ bis R¹⁶ und X dieselben wie jene in der Formel (IV) und (V)).
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Palladiummedium ein Komplex mit einer niedrigen Wertigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Palladiummedium ein nullwertiger Komplex von Palladium mit einem tertiären Phosphin oder tertiärem Phosphit als einem Liganden ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Palladiummedium aus einem Vorläuferkomplex erzeugt wird, der ohne weiteres zu einem niedrigwertigen Komplex in einem Reaktionsmedium umgewandelt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Palladiummedium ein niedrigwertiger Komplex ist, bei welchem Verfahren ein Palladiumkomplex, der kein tertiäres Phosphin oder tertiäres Phosphit als einem Liganden enthält, zusammen mit einem tertiären Phosphin und/oder einem tertiären Phosphit verwendet wird, so dass ein Komplex aus dem tertiären Phosphin oder tertiären Phosphit im Reaktionsmedium erzeugt wird.
Allylphosphonatester, wie ausgedrückt durch die allgemeine Formel (VI): R¹¹R¹²CH-CR¹³=CR¹⁴-CR¹⁵R¹⁶[P(O)X] (VI)(in der Formel (VI) steht jedes von R¹¹ bis R¹⁶ jeweils für ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Arylgruppe und Aralkylgruppe, wobei R¹¹ und R¹⁶ kombiniert werden können zum Erhalt einer Alkylengruppe oder Cycloalkylengruppe); wobei X für eine zweiwertige Gruppe -OC(R¹⁷R¹⁸)-C(R¹⁹R²⁰)O- steht, worin jedes einzelne von R¹⁷ bis R²⁰ für ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe oder Arylgruppe steht).