專利名稱：制備芳基和雜芳基乙酸衍生物的方法
制備芳基和雜芳基乙酸衍生物的方法本發(fā)明涉及一種制備芳基和雜芳基乙酸及其衍生物的方法，該方法通過在一種鈀催化劑、一種堿和一種相轉(zhuǎn)移催化劑存在下將芳基或雜芳基硼酸衍生物與a-齒代乙酸或其衍生物反應(yīng)而進(jìn)行。該方法能夠制備多種官能化的芳基和雜芳基乙酸及其衍生物。另外其也可以用于制備其它a-芳基羰基化合物。通常,苯基乙酸衍生物通過通常具有低基團(tuán)容限(group tolerance)的多級合成而制備。制備可以例如由苯乙酮通過Willgerodt-Kindler反應(yīng)(見例如H. E. Zaugg等人，J. Amer. Chem. Soc. 70 (1948) 3224-8)而制備。然而該方法產(chǎn)生大量含硫廢物。另外，可能出現(xiàn)高度惡臭的揮發(fā)性硫化合物。另一種制備芳基乙酸的方法由芐基溴或芐基氯進(jìn)行。例如氰化鈉用于制備相應(yīng)的腈，并且隨后使其水解。所需的芐基溴或芐基氯可以例如通過相應(yīng)的芳香族化合物的溴甲基化或氯甲基化而獲得。然而，此處的一個(gè)不利之處為不能排除出現(xiàn)高度致癌的化合物(例 如二(氯甲基)醚或二(溴甲基)醚)的情況，因此在工業(yè)中必須采取高水平的安全措施。此外，被取代的芳香族化合物的鹵甲基化在許多情況下導(dǎo)致異構(gòu)體混合物。芐基鹵在醇存在下的羰基化作用同樣提供苯基乙酸酯。一些情況下甚至在升高的壓力下，已經(jīng)提及的芐基鹵有限的可利用率和需要使用有毒CO氣體，為該方法的另外的不利之處。已經(jīng)已知的另一方法為對a -氯苯乙酮進(jìn)行縮酮化(ketalize)并且然后使該縮酮進(jìn)行重排反應(yīng)(C. Giordano等人，Angew. Chem. 96(1984)413-9)。a -氯苯乙酮通過氯化苯乙酮或直接通過所述芳香族化合物與氯乙酰氯的Friedel-Crafts?；饔枚@得。這又產(chǎn)生了缺點(diǎn)在被取代的芳香族化合物上的Friedel-Crafts?；饔猛ǔ]有選擇性地進(jìn)行。制備苯基乙酸的另一種已知的方法包括在第一步重氮化一種相應(yīng)的苯胺，第二步將所得的重氮化合物與亞乙烯基二氯反應(yīng)，然后在第三步中將由此獲得的三氯乙基或溴二氯乙基化合物與水或醇反應(yīng)而得到芳基乙酸或其酯(見例如V. M. Naidan和A. V. Dombrovskii, Zhurnal Obshchei Khimii34(1984) 1469-73;EP-A-835243)。然而該反應(yīng)通常僅在使用芳環(huán)上具有吸電子基團(tuán)并且其中氨基沒有空間封閉(block)的那些苯胺時(shí)才能得到好的產(chǎn)率。同樣已知的是溴苯與氯乙酸衍生物在化學(xué)計(jì)算量的銀或銅存在下在180-200° C的反應(yīng)。這些方法的不利之處在于，高溫，這排除了在熱敏化合物的情況下使用所述方法；低產(chǎn)率；和使用化學(xué)計(jì)算量的難以再處理的昂貴金屬(expensive metal)。芳基格利雅(Grignard)化合物與a -齒代乙酸衍生物的反應(yīng)同樣導(dǎo)致苯基乙酸衍生物。然而，一個(gè)不利之處在于由于使用難于處理的高反應(yīng)性格利雅化合物而產(chǎn)生的官能團(tuán)容限極端有限。同樣已知的是通過將芳基鹵與丙二酸二烷基酯反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行去烷氧基羰基化來制備芳基乙酸衍生物(Tetrahedron Lett. 2004，45，5823-5)。然而，其具有的不利之處為，所需的堿是昂貴的碳酸銫。
作為所述方法的一個(gè)替代方案,還已記載了芳基鹵與Reformatsky試劑、錫烯醇化物、銅烯醇化物和其它烯醇化物或乙烯酮縮二乙醇的交叉-偶聯(lián)(見例如J. Am. Chem.Soc. 1959，81，1627-1630 ； J. Organomet. Chem. 1979，177，273-281 ;Synth.Comm. 1987,17,1389-1402 ；Bull.Chem. Soc. Jpn. 1985，58，3383-3384 ；J.Org.Chem. 1993，58，7606-7607 ；J. Chem. Soc. Perkin I 1993，2433-2440; J. Am. Chem. Soc. 1975，97，2507-2517 ；J. Am. Chem.Soc. 1977,99,4833-4835 ；J. Am. Chem. Soc. 1999，121，1473-78 ；J. Org. Chem. 1991,56，261-263, Heterocycles 1993,36,2509-2512, Tetrahedron Lett. 1998,39,8807-8810。這類反應(yīng)的綜述可見于Chem. Rev. 2010，110，1082-1146 和 Angew. Chem. 2010，122，686-718)。然而,這些方法的應(yīng)用性有限。例如，Reformatsky試劑和乙烯酮縮二乙醇難以制備和處理。出于毒物學(xué)原因使用錫化合物是不利的，并且使用化學(xué)計(jì)算量的銅在處理中產(chǎn)生相當(dāng)大的費(fèi)用。使用烯醇化物通常僅當(dāng)在分子中沒有另外的可烯醇化的基團(tuán)存在時(shí)可行。因此例如對于該方法排除使用酮作為底物。一些電化學(xué)方法同樣已知(Synthesis1990，369-381 ；J. Org. Chem. 1996，61，1748-1755)，但是這些方法由于復(fù)雜的反應(yīng)機(jī)制和低 的時(shí)空產(chǎn)率而是不利的。同樣已知的是一種通過廣泛可得、易于處理和穩(wěn)定的芳基硼酸和溴乙酸乙酯之間的IE催化偶聯(lián)反應(yīng)而制備苯基乙酸衍生物的方法(L. J. Goo ^ en, Chem. Commun. 2001,660-70 ;DE-A-10111262)。然而，到目前為止仍不可能使用該方法用于制備空間位阻要求高的苯基乙酸衍生物，例如2，6- 二取代的苯基乙酸衍生物。Chem. Commun. 2001，660-70確實(shí)陳述了空間位阻芳基硼酸在其中所述條件下同樣可以有效率地轉(zhuǎn)化。然而，實(shí)施例僅包括
2-甲苯基硼酸作為一種空間位阻底物。沒有描述更多空間限制的芳基硼酸，例如2，6-二芳基苯基硼酸。內(nèi)部測試(見對比實(shí)施例I)證明，上述方法在該情況下僅得到不令人滿意產(chǎn)率的芳基乙酸衍生物。因此到目前為止已知的制備具有空間位阻要求高的取代的苯基乙酸衍生物的所有方法均具有缺陷和不足，其中一些具有相當(dāng)多的缺陷和不足，這使其應(yīng)用復(fù)雜化。一般而言由于苯基乙酸且特別是其中具有空間位阻要求高的取代的苯基乙酸為重要的前體，例如用于作物保護(hù)中活性成分的前體，因此需要一種技術(shù)上簡單并且高效率的方法用于制備該化合物。出人意料地，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一種由芳基和雜芳基硼酸衍生物以及a -鹵代乙酸及其衍生物制備芳基和雜芳基乙酸及其衍生物的方法，其特征在于反應(yīng)在一種鈀催化劑、一種膦、一種無機(jī)堿和一種相轉(zhuǎn)移催化劑存在下進(jìn)行。加入相轉(zhuǎn)移催化劑對反應(yīng)的選擇性具有積極影響這一發(fā)現(xiàn)是不能預(yù)見的，使該方法的發(fā)現(xiàn)特別地出人意料。由于使用相轉(zhuǎn)移催化劑，首次可以使選擇性顯著地向有利于所需產(chǎn)物的方向移動(dòng)。更特別地是，抑制在質(zhì)子脫硼燒基化作用(protodeborylation)下形成芳烴。僅形成一小部分不需要的副產(chǎn)物。此外，加入相轉(zhuǎn)移催化劑具有使極大轉(zhuǎn)化率所需要的鈀催化劑用量可顯著降低的效果。這使該方法與現(xiàn)有技術(shù)已知的方法相比在經(jīng)濟(jì)上更可行得多。本發(fā)明的方法不限于具有空間位阻要求高的取代的芳基硼酸。具有不同類型取代的芳基硼酸在本發(fā)明條件下同樣可以以更高的產(chǎn)率轉(zhuǎn)化。依據(jù)本發(fā)明制備芳基和雜芳基羰基化合物的方法的特征在于式(I)的芳基或雜芳基硼酸與式(II)的a -鹵代甲基羰基化合物在一種鈀催化劑、一種膦配體、一種無機(jī)堿和一種相轉(zhuǎn)移催化劑存在下、任選地使用一種有機(jī)溶劑進(jìn)行反應(yīng)，從而得到式(III)的a-芳基甲基羰基化合物
權(quán)利要求
1.制備式(III)化合物的方法
2.權(quán)利要求I的制備式(III)化合物的方法，其特征在于 R1為氫或C1-C4烷基，R2為氫或C1-C4燒基，或 R1和R2與其所連接的原子一起為任選地被C1-C4烷基或芳基取代的C2-C3烷二基， R3為羥基、任選地被氟取代的C1-C4烷基、C1-C4氧基，各自任選地被取代的苯基、苯氧基，或 NR4R4’， 其中R4和R4’相同或不同并且各自獨(dú)立地為氫、甲基、乙基、異丙基、正丙基或任選地被甲基、乙基、異丙基、正丙基、CF3、C2F5、C3F7、硝基、氰基、N(甲基)2、N(乙基)2、N(正丙基)2、N(異丙基)2取代的苯基；或與其所連接的氮原子一起，為飽和或不飽和、取代或未取代的5或6元環(huán)， Ar為I-萘基或2-萘基或基團(tuán)
3.權(quán)利要求I的制備式(III)化合物的方法，其特征在于 R1為氣、甲基、乙基、異丙基或正丙基， R2為氫、甲基、乙基、異丙基或正丙基，或 R1和R2與其所連接的原子一起為任選地被一甲基至四甲基取代的C2-烷二基、任選地被一甲基至六甲基取代的C3-烷二基， R3為甲基、乙基、異丙基、正丙基、CF3> C2F5, C3F7,甲氧基、乙氧基、異丙氧基、正丙氧基或叔丁氧基，各自任選地被取代的苯基，或NR4R4’， 其中R4和R4’相同或不同并且各自獨(dú)立地為氫、甲基、乙基、異丙基、正丙基或與其所連接的氮原子一起為一個(gè)飽和的、未取代的5或6元環(huán)， Ar為I-萘基或基團(tuán)
4.權(quán)利要求I的制備式(III)化合物的方法，其特征在于 R1為氫，R2為氫， R3為甲氧基、乙氧基、叔丁氧基、苯基或NR4R4’， 其中R4和R4’與其所連接的氮原子一起為一個(gè)飽和的、未取代的6元環(huán)， Ar為I-萘基、苯基、2，6_ 二甲基苯基、2，4，6_三甲基苯基、4-乙?；交?-氯-2，6-_■甲基苯基、2,6 - _■乙基-4_甲基苯基、4_甲氧基苯基、4-乙氧基擬基苯基， Hal為溴。
5.權(quán)利要求I的制備式(III)化合物的方法，其特征在于所使用的鈀催化劑為二(二亞芐基丙酮)鈀、三(二亞芐基丙酮)二鈀、氯化鈀、溴化鈀或乙酸鈀。
6.權(quán)利要求I的制備式(III)化合物的方法，其特征在于所使用的膦配體為三苯基膦、三(I-萘基)膦或三(鄰甲苯基)膦。
7.權(quán)利要求I的制備式(III)化合物的方法，其特征在于所使用的堿為氟化鉀、碳酸鉀或磷酸鉀。
8.權(quán)利要求I的制備式(III)化合物的方法，其特征在于所使用的相轉(zhuǎn)移催化劑為氟化四丁基銨、氯化四丁基銨、溴化四丁基銨、碘化四丁基銨、乙酸四丁基銨、碘化四乙基銨、溴化苯甲基三乙基銨、溴化十二烷基三甲基銨或氯化甲基十三烷基銨。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備式(III)α-芳基甲基羰基化合物的新方法，其特征在于式(I)的芳基和雜芳基乙酸及其衍生物與式(II)的α-鹵代甲基羰基化合物在一種鈀催化劑、一種膦配體、一種無機(jī)堿和一種相轉(zhuǎn)移催化劑存在下反應(yīng)，該反應(yīng)任選地使用一種有機(jī)溶劑。
文檔編號C07D295/192GK102753513SQ201180009550
公開日2012年10月24日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者B·齊默爾曼, L·J·古森, T·希姆勒 申請人:拜耳知識產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司