烃溶性卤素和硫醇根基/镁交换试剂制造技术

本发明专利技术涉及具有如下通式的烃溶性卤素或硫醇根基/镁交换试剂：R

Hydrocarbon soluble halogen and mercaptan based / magnesium exchange reagent

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烃溶性卤素和硫醇根基/镁交换试剂本专利技术涉及用于将芳族化合物或杂芳族化合物中的卤素或硫醇根基官能团交换为镁的烃溶性试剂。有机镁卤化物作为关键中间体在有机合成中起重要作用。自VictorGrignard发现这些化合物以来，它们在现代有机合成中至关重要。它们通常通过将镁以镁屑、活化镁粉的形式直接插入来制备或者由镁屑在氯化锂的存在下来制备。但是，这些反应的不均匀性使得从实验室转移到大规模生产和工业应用变得复杂。功能化格氏(Grignard)化合物常常不能以这种方式来制备，因为诸如腈或酯的官能团将受到攻击并分解。通过使用在THF中高度可溶的受阻氨基镁，例如TMPMgCl·LiCl或TMP2Mg·2LiCl(TMP＝2，2，6，6-四甲基哌啶基)，能够实现芳烃和杂芳烃的直接镁化。可替代地，有机镁卤化物可以通过卤素-镁交换通过使芳基或杂芳基碘化物或溴化物与特定烷基镁卤化物(Rieke，D.R.，Sell，M.S.见HandbookofGrignardreagents(编著：G.S.Silvermann，P.E.Rakita)1996)，或者甚至更佳地，与turbo-格氏试剂(i-PrMgCl·LiCl)(Krasvoskiy，A.；KnochelP.；Angew.Chem.Int.Ed.2004，43，3333)反应来制备。turbo-格氏试剂可作为在含醚溶剂(THF等)中的溶液来获取，并且随后的反应也使用基于醚的溶剂来执行。已知只有少数用于在非极性溶剂(烃类)中合成有机镁化合物的方法(Chtcheglova，L.；Carlotii，S.；Deffieux，A.；Poirier，N.；Barbier，M.；FrDemanden2003，FR2840901A1；20031219，以及Baillie，E.S..；Bluemke，T.D.；Clegg，W.；Kennedy，A.R.；Klett，J.；Russo，L.；deTullio，M.；HeviaE.Chem.Comm.2014，50，12859)。例如，二烷基镁化合物(R2Mg)是通过将镁直接插入到α位具有支链的长链烷基卤化物的C-卤素键中来制备。进一步知道的是，含甲硅烷基取代基的混合钾-镁络合物(Me3SiCH2)3MgK)-在苯中制备-可以用作用于在己烷中制取芳基镁化物的强碱(Hevia，E.Chem.Commun.2014，50，12859)。由RMgHal(R＝烷基、芳基；Hal＝选自Cl、Br、I的卤素)构成的交换试剂在基于烃的溶剂中是未知的，所述基于烃的溶剂不含供体溶剂。相反，已知格氏化合物与其歧化产物R2Mg和MgCl2按下式处于平衡：2RMgHal→R2Mg+MgHal2(“Schlenk平衡”)，其中平衡态取决于溶剂的供体数量。在不含供体的溶剂，即烃类中，事实上仅存在离解产物二烷基镁和卤化镁，其中MgHal2因其不溶解而沉淀。卤素/镁交换试剂在非极性溶剂中的溶液具有巨大的工业价值。除了烃类是最便宜的溶剂之一的事实外，烃类溶剂的使用显著简化了产品预处理(conditioning)，并改善了水性处理期间非水溶性溶剂的再循环。烃类(HC)与四氢呋喃(THF)不同，例如，在水中不溶或与水不混溶，从而使得大部分有机可溶性产品可容易地分离。此外，水相因此含有浓度极低的有机化合物，这对环境相容性有积极影响。文件EP1582524B1描述了具有如下通式的试剂：R*(MgX)n·LiY，其中：n为1或2；R*为取代的或未取代的C4-C24芳基或C3-C24杂芳基，所述杂芳基含一个或几个杂原子，例如B、O、N、S、Se、P、F、Cl、Br、I或Si；支链或具支链的取代的或未取代的C1-C20烷基、C2-C20-烯基或C2-C20炔基；或者取代的或未取代的C3-C20环烷基；X和Y彼此独立地为，或者各自为Cl、Br或I，优选为Cl；HalOn(其中n＝3、4)；式RCO2的羧基；式RO的烷醇根基(alkoxide)或酚根基(phenocide)；式LiO-R-O的二烷醇根基；式(R3Si)2N的二硅烷基氮烷负离子基团(disilazide)；式SR的硫醇根基(thiolate)；RP(O)O2；或SCOR；其中R与上面定义的R*相似；式RNH的直链或具支链的取代的或未取代的C1-C20烷基或C3-C20环烷基胺；式R2N的二烷基胺/二芳基胺(其中R如上文所定义，或者R2N代表杂环烷基胺)；式PR2的膦(其中R如上文所定义或者PR2为杂环膦)；OnSR(其中n＝2或3，并且R如上文所定义)；或者NOn(其中n＝2或3)；或者X＝如上文所定义的R*。该专利文件描述了作为在有机供体溶剂中的溶液的有机镁化合物和锂盐的混合物。虽然作为其中的溶剂的烃也被要求保护，但未示出此类具有通式R*(MgX)n·LiY的HC可溶性产品是如何制备的以及有什么特殊用途。本专利技术的问题是指出用于将卤素或硫醇根基交换为镁的烃溶性试剂、其生产方法及其用途，其中这些试剂特别可用于对此类根据现有技术不能利用卤素/镁交换原理来镁化的底物进行金属化。这些试剂首先为富电子芳族化合物和杂芳族化合物。此外，烃溶性交换活性化合物的特定实施方案必须能够通过交换氯或硫醇根基官能团来镁化略有反应性的底物，例如氯芳基或硫醇根基芳基(thiolatoaryl)。根据本专利技术，该问题通过具有通式R1MgR11-n(OR3)n·LiOR2·(1-n)LiOR3·a供体的烃溶性试剂来解决，其中：R1为C1-C8烷基，OR2以及OR3相同或不同，并代表具有3-18个碳原子的伯烷氧基、仲烷氧基或叔烷氧基，其中对于R2和/或R3而言，它们可以含有烷氧取代基OR4；a取0-2的值，n取0-1的任何值，并且供体为含有至少两个氮原子的有机分子。优选n具有值0或1。这些化合物一般能够将卤素或硫醇根基官能团交换为镁。令人惊讶的发现，其中n＝1的根据本专利技术的交换试剂在烃类中显示良好至极好的溶解度，同时保持其类似格氏试剂的结构和组成，因此不会按以下进行歧化：其中n＝0的含二烷基镁的试剂通常也在烃类中显示极好的溶解度。R1优选为由1-8个C原子组成的烷基。OR2和OR3可独立地代表：a)叔烷氧基，b)仲烷氧基，c)伯烷氧基OCH2CHR4R5，其由3-12个C原子组成，其中烷氧基残基在相对于O-官能团的2位处具有支链，并且R4以及R5独立地代表具有1-8个C原子的烷基，d)具有通式O(CHR6)bOR7的含另一个烷氧基官能团的烷氧基，其中R6＝H或具有1-6个C原子的烷基，其为直链的或在相对于O-官能团的3位或更高位置处具有支链，R7为具有2-12个C原子的直链或具支链的烷基，并且b为1-4的整数，并且其中供体为二胺或三胺，其中a优选代表介于0.5与1.5之间的值。残基R1优选为异丙基(i-Pr)、正丁基(n-Bu)、仲丁基(s-Bu)、叔丁基(t-Bu)或正己基(n-Hex)。叔丁基醇根基(OtBu)、叔戊基醇根基(OtAm)和2，3-二甲基-戊烷-3-醇根基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有如下通式的烃溶性试剂：/nR

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170927 DE 102017217230.4;20180118 DE 102018200801.具有如下通式的烃溶性试剂：
R1MgR11-n(OR3)n·LiOR2·(1-n)LiOR3·a供体，
其中：R1为C1-C8烷基，OR2以及OR3相同或不同，并代表具有3至18个碳原子的伯烷醇根基残基、仲烷醇根基残基或叔烷醇根基残基，其中对于R2和/或R3而言，它们能够含有烷氧取代基OR4；a取0至2的值，n取0至1的任何值，并且所述供体为含至少2个氮原子的有机分子。


2.根据权利要求1所述的交换试剂，其特征在于：
R1为由1-8个C原子组成的烷基，并且
OR2和OR3可独立地代表：
e)叔烷氧基，
f)仲烷氧基，
g)伯烷氧基OCH2CHR4R5，其由3-12个C原子组成，其中所述烷氧基残基在相对于所述O-官能团的2位处具有支链，并且R4以及R5独立地代表具有1-8个C原子的烷基，
h)具有通式O(CHR6)bOR7的含另一个烷氧基官能团的烷氧基，其中R6＝H或具有1-6个C原子的烷基，其为直链的或在相对于所述O-官能团的3位或更高位置处具有支链，R7为具有2-12个C原子的直链或具支链的烷基，并且b为1-4的整数，
并且所述供体为二胺或三胺，其中a优选代表介于0.5和1.5之间的值，并且n优选代表所述值0或1。


3.根据权利要求1或2所述的交换试剂，其特征在于这些交换试剂以相对于Mg而言浓度为至少0.5mol/kg的在烃或烃混合物中的溶液形式存在，其中所述溶液含有1wt％或更少的醚类溶剂。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的交换试剂，其特征在于所述烃类选自由以下组成的组：芳族化合物和脂肪族化合物。


5.根据权利要求1所述的交换试剂，特征在于R1通过与富电子卤素芳族化合物Hal-Ar或卤素杂芳族化合物Hal-HetAr反应而被交换为芳族残基Ar或HetAr，其中Hal＝Cl、Br或I或硫醇根基芳基R8S-Ar或硫醇根基杂芳基R8S-HetAr，其中R8＝烷基或芳基，优选苯基。


6.一种制备根据权利要求1至5所述的烃溶性交换试剂的方法，其特征在于使二烷氧基镁化合物R2O-Mg-OR3与(n+1)当量的烷基锂化合物R1Li在含烃溶剂或溶剂混合物中反应，其中
R1优选为由1-8个C原子组成的烷基，
n优选取值1或0，并且
OR2和OR3可独立地代表：
e)叔烷氧基，
f)仲烷氧基，
g)伯烷氧基OCH2CHR4R5，其由3-12个C原子组成，其中所述烷氧基残基在相对于所述O-官能团的2位处具有支链，并且R4以及R8独立地代表具有1-8个C原子的烷基，
h)具有通式O(CHR6)bOR7的含另一个烷氧基官能团的烷氧基残基，其中R6＝H或具有1-6个C原子的烷基，其为直链的或在相对于所述O-官能团的3位或更高位置处具有支链，R7为具有2-12个C原子的直链或具支链的烷基，并且b为1至4的整数。


7.制备根据权利要求1至5所述的烃溶性交换试剂的方法，其特征在于使二烷基镁化合物R1-Mg-R9，对于n＝1，与一当量的醇R3OH以及一当量的烷醇锂化合物R2OLi，或者对于n＝0，与总共两当量的所述烷醇锂化合物R2OLi和/或R3OLi，在烃溶性溶剂或溶剂混合物中反应，其中
R1为由1-8个C原子组成的烷基，并且
OR2和OR3可独立地代表：
a)叔烷氧基，
b)仲烷氧基，
c)伯烷氧基OCH2CHR4R5，其由3-12个C原子组成，其中所述烷氧基残基在相对于所述O-官能团的2位处具有支链，并且R4以及R5独立地代表具有1-8个C原子的烷基，
d)具有通式O(CHR6)bOR7的含另一个烷氧基官能团的烷氧基残基，其中R6＝H或具有1-6个C原子的烷基，其为直链的或在相对于所述O-官能团的3位或更高位置处具有支链，R7为具有2-12个C原子的直链或具支链的烷基，并且b为1至4的整数，并且
R9为具有1-8个C原子的任何烷基，并且R9与R1相同或不同。


8.制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：P克内谢尔，D齐格勒，M西蒙，
申请(专利权)人：雅宝德国有限责任公司，慕尼黑路德维格马克西米利安斯大学，
类型：发明
国别省市：德国;DE