Procedimiento para la preparación de tiofenos sustituidos con alquilo.

Procedimiento para la preparación de tiofenos sustituidos de fórmula general (I)

en la que

X es azufre

y

R4 es alquilo C1-C20,

R1, R2, R3 son hidrógeno, halógeno, alquilo C1-C20, arilo C5-C6 o heteroarilo, mediante la reacción deA) un compuesto heteroaromático halogenado de fórmula general (II)

en la que

X tiene el significado especificado para la fórmula (I) y

R6 es bromo, yodo o cloro y

R1, R2 y R3 tienen el significado especificado para la fórmula (I),

con un reactivo de Grignard de fórmula general (III)

R4MgHal (III)

en la que

R4 tiene el significado especificado para la fórmula (I) y

Hal es bromo, yodo o cloro o

B) reacción del compuesto heteroaromático halogenado de fórmula (II) con magnesio dando inicialmente uncompuesto de Grignard de fórmula general (IIIa)

Procedimiento para la preparación de tiofenos sustituidos con alquilo

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de tiofenos sustituidos. La mejora en comparación con los procedimientos conocidos hasta la fecha consiste en la mejora de la selectividad.

Los compuestos heteroaromáticos sustituidos son valiosos productos intermedios en la industria electrónica. Se usan, por ejemplo, en los campos de aplicación de iluminación, celdas solares y pantallas y crean nuevas posibilidades referentes al moldeo, procesamiento y eficiencia energética. En comparación con productos establecidos ofrecen además incentivos económicos, ya que su preparación es esencialmente menos compleja. Especialmente, debido a su propiedad de formar dobles enlaces conjugados después de la polimerización, los

tiofenos pueden usarse en diferentes elementos estructurales de las aplicaciones mencionadas.

El primer procedimiento para la preparación de compuestos heteroaromáticos sustituidos a partir de compuestos aromáticos halogenados y reactivos de Grignard fue desarrollado por Kumada y col. (Tetrahedron 1982, 38, 33473354) . Aquí se introdujeron diversos restos de alquilo y arilo en distintas posiciones de los tiofenos, piridinas y quinolinas. También se realizaron polialquilaciones haciendo reaccionar con catálisis de níquel compuestos

heteroaromáticos polihalogenados con compuestos de Grignard. Como disolvente para estas reacciones se usó éter dietílico. Además del uso del éter dietílico de bajo punto de ebullición y que tiende fuertemente a la formación de peróxido, es desventajoso que en este procedimiento se formen cantidades significativas de productos de homoacoplamiento (por ejemplo, ditiofeno en la reacción de 3-bromotiofeno con bromuro de n-hexilmagnesio) , que dificultan la posterior purificación.

Además, en Synth. Commun. 1986, 16, 689-696 de Zimmer y col. se describe el acoplamiento de Kumada de bromotiofeno con halogenuros de alquilmagnesio. Aquí se realiza, entre otras cosas, el acoplamiento de 3bromotiofeno con bromuro de n-hexilmagnesio en éter dietílico, los autores obtienen un rendimiento aislado del 71 %.

Por el documento US 2006/0155134 se sabe que los acoplamientos de Kumada de 3-halogentiofenos pueden realizarse con halogenuros de alquil- y arilmagnesio en metiltetrahidrofuranos. La realización en este disolvente

reduce el espectro de productos secundarios en comparación con los procedimientos que usan, por ejemplo, éter dietílico o tetrahidrofurano. En este procedimiento es desventajoso que se formen componentes secundarios ramificados isoméricos en el orden de magnitud del 0, 5 %.

El documento US 2006/0155134 describe que el uso de éter terc-butilmetílico en el acoplamiento de Kumada descrito de un resto de alquilo en 3-halogenotiofenos proporciona un mal resultado en lo referente al espectro de

componentes secundarios, especialmente en la formación de ditiofenos.

Era objetivo desarrollar un procedimiento mejorado para la preparación de tiofenos sustituidos que condujera a menos componentes secundarios.

Por tanto, es objeto de la invención un procedimiento para la preparación de tiofenos sustituidos de fórmula general

(I)

en la que X es azufre y R4

es alquilo C1-C20, 40 R1, R2, R3 son hidrógeno, halógeno, alquilo C1-C20, arilo C5-C6 o heteroarilo, mediante la reacción de A) un compuesto heteroaromático halogenado de fórmula general (II)

en la que tiene el significado especificado para la fórmula (I) y R6

es bromo, yodo o cloro y

R1, R2 y R3 tienen el significado especificado para la fórmula (I) ,

con un reactivo de Grignard de fórmula general (III) R4MgHal (III)

en la que R4

tiene el significado especificado para la fórmula (I) y Hal es bromo, yodo o cloro o B) reacción del compuesto heteroaromático halogenado de fórmula (II) con magnesio dando inicialmente un

compuesto de Grignard de fórmula general (IIIa)

en la que Hal es bromo, yodo o cloro y X y R1, R2 y R3 tienen el significado especificado para la fórmula (I) , y posterior reacción con un compuesto halogenado de fórmula general (IV)

realizándose las reacciones A) o B) respectivamente en presencia de un catalizador de Ni o Pd, caracterizado porque el procedimiento se realiza en presencia de éter cicloalquilalquílico como disolvente y dado el caso uno o varios disolventes distintos.

El éter cicloalquilalquílico es preferiblemente éter ciclopentilmetílico.

Como catalizador se usa un compuesto de níquel o de paladio, preferiblemente un cloruro de níquel (II) , con especial preferencia cloruro de [1, 3-bis- (difenilfosfino) -propano]-níquel (II) , en una estequiometría del 0, 001-20 % en moles, preferiblemente del 0, 05-1, 5 % en moles, con especial preferencia del 0, 1-0, 5 % en moles.

El magnesio se usa en una estequiometría del 80-150 % en moles, preferiblemente del 100-140 % en moles, con especial preferencia del 105-130 % en moles.

El halogenuro de alquilo que forma el reactivo de Grignard de fórmula general (IV) presenta una estequiometría del 80-150 % en moles, preferiblemente del 100-140 % en moles, con especial preferencia del 105-130 % en moles.

La solución de un reactivo de Grignard de fórmula general (III) tendrá una concentración de 0, 1-4 mol/l, preferiblemente 0, 5-4 mol/l, con especial preferencia 1, 5-3, 5 mol/l.

En el procedimiento según esta invención, como es habitual en reacciones de Grignard, se trabaja bajo condiciones inertes. Así, el aparato usado para la reacción se calienta dado el caso y se carga con nitrógeno o argón. En la adición de materias primas, así como en la extracción de las muestras, también se mantiene una atmósfera inerte, teniéndose en cuenta especialmente la ausencia de agua.

En el presente procedimiento, el magnesio se dispone preferiblemente en éter ciclopentilmetílico en un aparato de síntesis. A este respecto, el magnesio puede usarse, por ejemplo, en forma de trozos, virutas, gránulos o polvo o mezclas de estas formas de uso. La concentración de magnesio en éter ciclopentilmetílico asciende según la invención a 0, 1-4 mol/l, preferiblemente a 0, 5-4 mol/l, con especial preferencia a 1, 5-3, 5 mol/l. También es posible disponer magnesio en una mezcla de éter ciclopentilmetílico con otro disolvente; por ejemplo, son de mencionar, pero no de forma limitante: tolueno, pero también éteres como tetrahidrofurano, metiltetrahidrofurano, éter tercbutilmetílico o éter dietílico, o mezclas de los disolventes previamente mencionados.

A continuación, un halogenuro de alquilo o arilo de fórmula general (IV) o (II) como se ha descrito anteriormente se hace reaccionar con el magnesio dando un reactivo de Grignard de fórmula (III) o (IIIa) . A este respecto, alquilo es un grupo alquilo C1-C20, preferiblemente C4-C20, con especial preferencia C4-C10, con especial preferencia se usan tiofenos alquilados monohalogenados o ditiofenos dihalogenados. En ambos casos, los halógenos son preferiblemente cloro, bromo o yodo, con especial preferencia bromo.

El halogenuro de alquilo o arilo puede añadirse puro o diluido en un disolvente. Los disolventes son, por ejemplo, éter ciclopentilmetílico, tetrahidrofurano, metiltetrahidrofurano, éter terc-butilmetílico, éter dietílico, tolueno o mezclas de los disolventes previamente mencionados. La molalidad del reactivo de Grignard asciende preferiblemente a 0, 5-4 mol/l, con especial preferencia a 1, 5-3, 5 mol/l.

Para los reactivos de Grignard usados en el procedimiento según la invención son válidas las propiedades generales de reactivos de Grignard. Son sensibles al aire y al agua y, por tanto, se manipularán y almacenarán bajo atmósfera de nitrógeno o gas noble. El almacenamiento debe mantenerse en general lo más corto posible, es decir, los reactivos de Grignard se prepararán frescos, si es posible. Además, la reacción de reactivos de Grignard con agua es fuertemente exotérmica y se libera hidrógeno. Por este motivo, los recipientes... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de tiofenos sustituidos de fórmula general (I)

en la que X es azufre

y R4 es alquilo C1-C20, R1, R2, R3 son hidrógeno, halógeno, alquilo C1-C20, arilo C5-C6 o heteroarilo, mediante la reacción de

A) un compuesto heteroaromático halogenado de fórmula general (II)

en la que X tiene el significado especificado para la fórmula (I) y

R6 es bromo, yodo o cloro y

R1, R2 y R3 tienen el significado especificado para la fórmula (I) ,

con un reactivo de Grignard de fórmula general (III) R4MgHal (III)

en la que R4 tiene el significado especificado para la fórmula (I) y Hal es bromo, yodo o cloro o

B) reacción del compuesto heteroaromático halogenado de fórmula (II) con magnesio dando inicialmente un compuesto de Grignard de fórmula general (IIIa)

en la que Hal es bromo, yodo o cloro y X y R1, R2 y R3 tienen el significado especificado para la fórmula (I) ,

y posterior reacción con un compuesto halogenado de fórmula general (IV) R4Hal (IV) en la que R4 tiene el significado especificado para la fórmula (I) y

Hal es bromo, yodo o cloro,

realizándose las reacciones A) o B) respectivamente en presencia de un catalizador de Ni o Pd, caracterizado porque el procedimiento se realiza en presencia de éter cicloalquilalquílico como disolvente y dado el caso uno o varios disolventes adicionales.

.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el éter cicloalquilalquílico es éter ciclopentilmetílico.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el éter cicloalquilalquílico es éter ciclopentilmetílico y el disolvente adicional un disolvente del grupo de tolueno, tetrahidrofurano, metiltetrahidrofurano, éter tercbutilmetílico, éter dietílico o sus mezclas.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se realiza a una temperatura 10 entre -30 y 106 ºC.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el catalizador es cloruro de [1, 3-bis- (difenilfosfino) -propano]-níquel (II) .

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque X en la fórmula (I) , (II) y (IIIa) es azufre.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes 1 a 6, caracterizado porque R4 es un resto alquilo C6-C10 o C12.

8. Uso de éter cicloalquilalquílico como disolvente en la reacción de Kumada para la preparación de tiofenos sustituidos.

9. Uso según la reivindicación 8, caracterizado porque el éter cicloalquilalquílico es éter ciclopentilmetílico.