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DE19608791A1 - Verfahren zur Herstellung von fluorierten Aromaten und fluorierten stickstoffhaltigen Heteroaromaten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von fluorierten Aromaten und fluorierten stickstoffhaltigen Heteroaromaten

Info

Publication number
DE19608791A1
DE19608791A1 DE19608791A DE19608791A DE19608791A1 DE 19608791 A1 DE19608791 A1 DE 19608791A1 DE 19608791 A DE19608791 A DE 19608791A DE 19608791 A DE19608791 A DE 19608791A DE 19608791 A1 DE19608791 A1 DE 19608791A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radicals
alkyl
general formula
formula
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19608791A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Dr Appel
Sergej Dr Pasenok
Hans-Jerg Dr Kleiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aventis Research and Technologies GmbH and Co KG
Original Assignee
Hoechst AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Priority to DE19608791A priority Critical patent/DE19608791A1/de
Priority to EP97905116A priority patent/EP0885179A1/de
Priority to PCT/EP1997/000970 priority patent/WO1997032832A1/de
Priority to CA002248294A priority patent/CA2248294A1/en
Priority to KR1019980707152A priority patent/KR19990087687A/ko
Priority to CN97192773A priority patent/CN1212674A/zh
Priority to JP9531421A priority patent/JP2000506149A/ja
Publication of DE19608791A1 publication Critical patent/DE19608791A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von fluorierten aromatischen Verbindungen der allgemeinen Formel I
worin
W N oder CR³ ist,
X N oder CR⁴ ist,
Y N oder CR⁵ ist,
Z N oder CR6 ist,
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, gleich oder verschieden, Wasserstoff, F, Cl, Br, J, NO₂, CF₃, CN, CHO, COF, SO₂F, SO₂Cl, OCF₃, SCF₃, SO₂CF₃, COOR⁷, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ oder OR¹² sind oder zwei in ortho-Stellung zueinander befindliche Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁶ zusammen -OC-NR¹³-CO- sind,
R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹², R¹³, gleich oder verschieden, unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, linear oder verzweigt, Aryl, bevorzugt Phenyl, oder Arylalkyl, sein können, und sowohl die Alkylreste als auch die Arylalkylreste gegebenenfalls bis zu dreifach mit Halogen substituiert sein können, wobei sie bevorzugt CF₃ und CHalxH3-x sein können, und
gegebenenfalls zwei oder mehr der Reste R¹ bis R¹³ zu einem oder mehreren Ringen miteinander verbunden sind, wobei der oder die Ringe 3 bis 7 Ringglieder aufweisen können,
mit den Maßgaben, daß
  • (i) W, X und Y nicht gleichzeitig N sein dürfen;
  • (ii) wenigstens einer der Reste R¹ bis R⁶ Fluor sein muß; und
  • (iii) a) für den Fall, daß die Verbindung der Formel I eine aromatische mono-kernhalogenierte Verbindung ist, wenigstens einer der verbleibenden Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁶ NO₂, CF₃, CN, CHO, COOH, COCl, COF, SO₂F, SO₂Cl, SO₂CF₃, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ ist; und
    b) für den Fall, daß die Verbindung der Formel I eine aromatische mehrfach-kernhalogenierte, bevorzugt 3 Halogensubstituenten am aromatischen Kern aufweisende, Verbindung ist, die verbleibenden Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁶ alle Wasserstoff sein dürfen,
durch Umsetzung von der Formel I entsprechenden Verbindungen, worin jedoch derjenige der Reste R¹ bis R⁶ , welcher in Formel I Fluor sein muß, Cl oder Br ist,
mit Fluoriden der allgemeinen Formel II
MeF (II)
worin
Me für Na, K, Cs, Rb, N(R¹⁴)₄ oder P(R¹⁵)₄ steht, wobei die vier Reste R¹⁴, unabhängig voneinander, gleich oder verschieden Wasserstoff, C₁-C₈-Alkyl, linear oder verzweigt, sein können, wobei die Alkylreste wiederum beispielsweise mit aromatischen Resten substituiert sein können; und die vier Reste R¹⁵, unabhängig voneinander, gleich oder verschieden, die Bedeutung von R¹⁴ besitzen können und zusätzlich auch noch Phenyl sein können;
in einem Reaktionsmedium.
Die Substitution von aromatisch gebundenem Wasserstoff durch Fluor hat große Bedeutung für die Synthese von bioaktiven Substanzen respektive für die Herstellung von Vorstufen zu solchen Verbindungen. Ferner ist es allgemein bekannt, daß Fluor starke und oftmals unerwartete Effekte auf die biologische Aktivität von chemischen Verbindungen hat. Der Austausch von Wasserstoff gegen Fluor in einem biologisch aktiven Molekül führt oft zu einer analogen Verbindung mit erhöhter oder modifizierter biologischer Wirkung.
Neben der Direktfluorierung ist die Herstellung von Fluoraromaten durch Austausch eines Halogens (Cl, Br) gegen Fluor (sogenannter "Haiexprozeß") eine äußerst wertvolle Reaktion, die von großer industrieller Bedeutung ist.
Zum näheren druckschriftlichen Stand der Technik werden die
D1 = Finger et al., J. Am. Chem. Soc. 87 (1965) 430,
D2 = DE-A-27 24 367,
D3 = EP-A-0 164 619,
D4 = Dmowski et al., J. Fluor. Chem., 41(2) (1988) 241,
D5 = Banks et al., J. Fluor. Chem., 46 (1990) 529,
D6 = Clark et al., Tetrahedron Lett., 28 (1987), 111,
D7 = Deutsch et al., Synth. Chem., 55 (1991), 335,
D8 = JP-A-87 105 097,
D9 = JP-A-90 83 364,
D10 = Pews et al., J. Fluor., Chem., 50 (1990) 365 ff.,
D11 = CA 105 : 60 401c zu JP 61 50 945,
D12 = CA 104 : 129 611v zu JP 60 237 051,
D13 = CA 115 : 135 672j zu JP 03 077-850 A,
D14 = CA 109 : 92 482d zu DE 36 37 156 und
D15 = CA 113 : 175 049b zu JP 02 111-624
genannt.
Die Patente und Publikationen D1 bis D5 beschreiben allgemein die Herstellung von Fluoraromaten durch direkten Austausch von Halogenatomen mit KF, CsF oder (Alk)₄N⁺F⁻. Allerdings wird wegen der hohen Kosten von CsF oder (Alk)₄N⁺F⁻ zur Zeit industriell ausschließlich KF benutzt. Dessen Anwendung weist jedoch eine Reihe gravierender Nachteile auf.
Die Löslichkeit von KF in den meisten aprotischen organischen Lösungsmitteln ist im allgemeinen sehr gering und liegt im Bereich von etwa 10-3 mol/l oder weniger. Dies bedeutet eine niedrige Konzentration von Fluorid-Ionen in Lösung und führt zu de facto langen Reaktionszeiten, einem hohen Energieverbrauch und zu hohen Apparatekosten. Außerdem ergibt sich hieraus auch die Notwendigkeit bei hohen Temperaturen zu arbeiten, was häufig zur Bildung von Nebenprodukten führt.
Der Cl → F Austausch findet bei aktivierten Aromaten üblicherweise bei Temperaturen im Bereich von etwa 100 bis 200°C und bei nicht aktivierten Aromaten bei Temperaturen im Bereich von etwa 250 bis 400°C statt. Bei gering oder nicht aktivierten Aromaten sind besonders drastische Reaktionsbedingungen nötig (vgl. D10), wobei zahlreiche Nebenprodukte entstehen. Die Reaktionen können in einem Lösemittel oder ohne Lösemittel durchgeführt werden. Die besten Ergebnisse lassen sich jedoch unter Verwendung von aprotischen, hochpolaren Lösemitteln als Reaktionsmedium erzielen.
Als Lösemittel wurden Acetonitril (CH₃CN), Dimethylformamid (DMFA), Dimethylacetamid (DMAA), N-Methyl-pyrrolidon (NMP), Dimethylsulfoxid (DMSO), Tetramethylensulfon (Sulfolan oder TMS), Hexamethylphosphorsäuretriamid (HMPA), Pyridylnitril (PyrCN) oder Benzonitril (PhCN) verwendet.
CH₃CN und DMFA sind wegen ihrer niedrigen Siedepunkte (80°C bzw 150°C) nur für den Austausch von hoch aktivierten Halogenatomen geeignet. Hohe Ausbeuten an fluorhaltigen Produkten erzielt man häufig unter Verwendung von DMSO als Lösemittel, dessen hervorragendes Lösevermögen für anorganische Salze bekannt ist. Allerdings führt die niedrige thermische Stabilität von DMSO zu einer Zersetzung in (CH₃)₂S und (CH₃)SO₂. Diese Zersetzungsprodukte wiederum führen zu einer entsprechend starken und nach Möglichkeit zu vermeidenden Geruchsbelastung.
In der Regel nimmt die Geschwindigkeit der Fluorierung mit KF beim gleichen Substrat in Abhängigkeit vom Lösemittel folgendermaßen zu: Acetonitril (CH₃CN) → N-Methylpyrrolidon (NMP) → Tetramethylensulfon (Sulfolan) → Dimethylsulfoxid (DMSO) (vergl. D6).
Hervorragende Eigenschaften als Lösemittel für Halex-Reaktionen zeigt (HMPA), das aber wegen seiner Toxizität für industrielle Prozesse nicht in Frage kommt.
Um die Löslichkeit von KF im Reaktionsgemisch zu erhöhen und dementsprechend, seine Fluorierungsaktivität zu verbessern, sind zahlreiche Katalysatoren verwendet worden. So propagiert die D7 den Zusatz von Kronenethern oder Polyethylenglykol (PEG), während die D8 und D9 die Zugabe von Ammonium- bzw. Phosphoniumsalzen vorschlagen. Ein Zusatz von Katalysatoren bedeutet jedoch im allgemeinen höhere Kosten. Es wird eine zusätzliche Abwasserbelastung verursacht und häufig katalysieren die Zusätze nicht in befriedigender Weise.
Angesichts des hierin angegebenen und diskutierten Standes der Technik war es mithin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs erwähnten Gattung anzugeben, das die Herstellung definierter Zielverbindungen in guter Ausbeute mit hoher Selektivität erlaubt. Das neue Verfahren soll für den großtechnischen Einsatz tauglich sein, möglichst wenig umweltbelastend und gleichzeitig mit relativ einfachen Mitteln kostengünstig zu realisieren sein. Dabei soll das Verfahren insbesondere von den oben erwähnten Nachteilen, die bislang den im Stand der Technik vorhandenen Verfahren anhaften, möglichst weitgehend frei sein.
Gelöst werden diese sowie weitere nicht näher angegebene Aufgaben durch ein Verfahren der eingangs erwähnten Art mit dem Merkmal des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1.
Zweckmäßige Abwandlungen des Verfahrens der Erfindung werden in den von Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Eine zur Erfindung gehörende Verwendung ist Gegenstand der Ansprüche 10 und 11.
Dadurch, daß die Fluorierung durch Halogenaustausch in einem Reaktionsmedium enthaltend 1-Alkyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxide der allgemeinen Formel III, 1-Alkyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxide der allgemeinen Formel IV und/oder 1-Alkyl-phospholan-1-oxide der allgemeinen Formel V,
worin
R¹⁶ ein Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen, der linear oder verzweigt sein kann, Phenyl, Benzyl, Cycloalkyl, OR²⁵ oder NR²⁶R²⁷ ist, wobei R²⁵ bis R²⁷ unabhängig voneinander, gleich oder verschieden einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten, der linear oder verzweigt sein kann, und R¹⁷, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰, R²¹, R²², R²³, R²⁴ unabhängig voneinander, gleich oder verschieden Wasserstoff, Phenyl oder einen C1-8-Alkyl-Rest, linear oder verzweigt, bedeuten, durchgeführt wird, gelingt es besonders vorteilhaft ein Verfahren bereitzustellen, welches die bekannten Verfahren sowohl hinsichtlich der Selektivität, der Ausbeute als auch der Qualität der resultierenden Verfahrensprodukte in nicht ohne weiteres vorhersehbarer Weise verbessert.
Es wurde überraschend gefunden, daß es bei Verwendung der an sich literaturbekannten Verbindungen der allgemeinen Formeln III, IV und/oder V als Lösemittel zu einer starken Reaktionsbeschleunigung kommen kann, wodurch die Halex-Reaktion bei erheblich niedrigerer Temperatur und damit unter deutlich schonenderen Bedingungen durchgeführt werden kann, als es bislang möglich war. Hierdurch wird gleichfalls die Bildung von Nebenprodukten zurückgedrängt oder vollständig vermieden.
Insbesondere weist das Verfahren der Erfindung folgende Vorteile auf:
  • 1. Die Verbindungen der allgemeinen Formeln III bis V sind hochsiedende, thermisch stabile, nicht oder nur äußerst gering toxische Flüssigkeiten.
  • 2. Gleichzeitig ist die Löslichkeit von beispielsweise KF in Reaktionsmedien der allgemeinen Formeln III bis V wesentlich besser, besonders bei erhöhten Temperaturen, als in TMS, NMP, DMAA und vergleichbar mit DMSO, so daß die Fluorierung von Aromaten mittels Halogenaustausch ohne großen technischen Aufwand vollständig stattfindet und die Reaktionszeit und der Energieverbrauch reduziert werden.
  • 3. Darüberhinaus ist die thermische Belastbarkeit von Verbindungen der allgemeinen Formeln III bis V deutlich höher im Vergleich zum beispielsweise im Stand der Technik bekannten und häufig eingesetzten DMSO. So werden nach 7 Tagen bei 250°C maximal 1,4% kohleartige Zersetzungsprodukte gefunden, wenn die Verbindung der allgemeinen Formel V mit R¹⁷ bis R²⁴ = Wasserstoff und R¹⁶ = Methyl eingesetzt wird.
  • 4. Unter anderem dadurch ist der Einsatz von Verbindungen der allgemeinen Formel III bis V in oder als Reaktionsmedien für die Halex-Reaktion insgesamt gesehen ein umweltfreundlicher chemischer Prozeß.
  • 5. Schließlich decken die Verbindungen der allgemeinen Formeln III bis V ein breites Spektrum von Siedepunkten ab, so daß durch gezielte Auswahl einer geeigneten Verbindung in Abhängigkeit vom Siedepunkt des erwarteten Zielprodukts in fast allen Fällen eine Aufarbeitung des Reaktionsgemisches nach der Fluorierung durch destillative Auftrennung des Reaktionsgemisches erfolgen kann.
  • 6. Hierdurch ist es ferner möglich, auch die Verbindungen der allgemeinen Formel III bis V zu isolieren und falls gewünscht wieder zu recyclieren.
Die Verbindungen der allgemeinen Formeln III bis V können im Rahmen der Erfindung diese Vorteile bereits dann zur Verfügung stellen, wenn sie in Reaktionsmedien für die Halex-Reaktion enthalten sind. D.h., daß sie einen Zusatz zu einem ansonsten gebräuchlichen Reaktionsmedium für die Fluorierung mittels Halogenaustausch darstellen. Hierdurch lassen sich die Vorteile der Erfindung zumindest teilweise erzielen. Der Anteil an Verbindung der allgemeinen Formeln III bis V ist dabei variabel, da schon kleine Zusätze eine insgesamt positive Beeinflussung der Halex-Reaktion zu gewährleisten in der Lage sind. Zweckmäßig ist hierbei ein Anteil von mehr als 50 Gew.-% (wt/wt) bezogen auf das gesamte Gewicht des Reaktionsmediums.
In besonderer Verfahrensvariante ist es jedoch bevorzugt, 1-Alkyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxide der allgemeinen Formel III, 1-Alkyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxide der allgemeinen Formel IV und/oder 1-Alkyl-phospholan-1-oxide der allgemeinen Formel V als Reaktionsmedium für die Halex-Reaktion einzusetzen. Damit ist gemeint, daß der wesentliche Teil des Reaktionsmediums durch die genannten Verbindungen gebildet wird. Dann treten die erfindungsgemäßen Vorteile besonders ausgeprägt hervor. Hierbei sind zwar auch nebengeordnete Mengen anderer Lösungs- oder Verdünnungsmittel nicht ausgeschlossen, deren Zusatz ist jedoch auf geringe Anteile (< 10 Gew-% (wt/wt)) beschränkt.
Die als Verdünnungsmittel oder Lösungsmittel erfindungsgemäß in Frage kommenden 1-Alkyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxide der allgemeinen Formel III, 1-Alkyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxide der allgemeinen Formel IV und/oder 1-Alkyl-phospholan-1-oxide der allgemeinen Formel V sind zum überwiegenden Teil kommerziell erhältlich und damit verfügbar. Verbindungen der allgemeinen Formeln III bis V, welche nicht käuflich verfügbar sind, lassen sich auf einfache Weise nach dem Fachmann geläufigen Verfahren synthetisieren. Beispiele für Synthesen finden sich unter anderem in der DE-A 28 26 621 oder der DE-A 35 14 451.
Beispielsweise geht eine besonders bevorzugte Herstellungsroute für 1-Methyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxid (Verbindung IVa) vom Butadien aus und verläuft entsprechend der folgenden Reaktionsskizze 1:
Weitere beispielhafte Routen zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formeln III bis V starten beim Ethylenoxid (vgl. Reaktionsskizze 2).
Die genannten Reaktionsmedien können wie bereits erwähnt als Verdünnungsmittel, Lösungsmittel oder Zusatz zu solchen Mitteln eingesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in reiner Form oder im Gemisch von mehr als einer Verbindung eingesetzt werden.
Die verschiedenen zu den allgemeinen Formeln III bis V gehörenden Verbindungen haben unterschiedliche Siedepunkte. Je nach Siedepunkt der aromatischen Edukte und Produkte und abhängig von der angestrebten Produktaufarbeitung kann eine für jeden einzelnen Fall maßgeschneiderte Verbindung oder eine optimale Mischung mehrerer Verbindungen der Formeln III bis V ausgewählt werden, sei es als Zusatz zu anderen Reaktionsmedien, sei es als Reaktionsmedium in reiner Form oder im Gemisch.
Zu bevorzugt erfindungsgemäß einzusetzenden Verbindungen gehören unter anderem
1-Methyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-Ethyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-n-Propyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-iso-Propyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-n-Butyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-iso-Butyl-2,3-dih ydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-sec-Butyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-n-Pentyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-n-Hexyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-Methyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-Ethyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-n -Propyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-iso-Propyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-n-Butyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-iso-Butyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-sec-Butyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-n-Pentyl-2,5-dihydro-1 H-phosphol-1-oxid,
1-n-Hexyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxid,
1-Methyl-phospholan-1-oxid,
1-Ethyl-phospholan-1-oxid,
1-n-Propyl-phospholan-1-oxid,
1-iso-Propyl-phospholan-1-oxid,
1-n-Butyl-phospholan-1-oxid,
1-iso-Butyl-phospholan-1-oxid,
1-sec-Butyl-phospholan-1-oxid,
1-tert-Butyl-phospholan-1-oxid,
1-n-Pentyl-phospholan-1-oxid,
1-neo-Pentyl-phospholan-1-oxid,
1-n-Hexyl-phospholan-1-oxid,
1-n-Heptyl-phospholan-1-oxid,
1-n-Octyl-phospholan-1-oxid,
1-Dimethylamino-phospholan-1-oxid,
1-Diethylamino-phospholan-1-oxid, und/oder
1-Phenoxy-phospholan-1-oxid.
Besonders bevorzugt unter den Verbindungen der allgemeinen Formeln III bis V sind im Rahmen der Erfindung 1-Methyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxid (gleich Verbindung IIIa), 1-Methyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxid (gleich Verbindung IVa) und/oder 1-Methyl-phospholan-1-oxid (gleich Verbindung Va), d. h. vorteilig wird die Fluorierung durch Halogenaustausch in einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formeln III, IV und/oder V durchgeführt wird, worin R¹⁶ Methyl bedeutet und R¹⁷ bis R²⁴ Wasserstoff sind.
In besonders zweckmäßiger Weise ist das erfindungsgemäße Verfahren weiters dahingehend modifiziert, daß die Fluorierung durch Halogenaustausch in 1-Alkyl-phospholan-1-oxiden der allgemeinen Formel V durchgeführt wird, ganz besonders zweckmäßig ist 1-Methyl-phospholan-1-oxid (gleich Verbindung Va).
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf eine Vielzahl von zur allgemeinen Formel I korrespondierenden Verbindungen anwendbar, wobei hierzu auch solche Substrate zu rechnen sind, die Strukturen der Formel I als aromatische Untereinheit in einem größeren Molekül umfassen.
In zweckmäßiger Verfahrensmodifikation werden im Rahmen der Erfindung Verbindungen der allgemeinen Formel VI
worin
R¹′ bis R⁵′ gleich oder verschieden, Wasserstoff, F, Cl, Br, J, NO₂, CF₃, CN, CHO, COF, SO₂F, SO₂Cl, OCF₃, SCF₃, SO₂CF₃, COOR⁷, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ oder OR¹² sind oder zwei in ortho-Stellung zueinander befindliche Reste aus der Gruppe R¹′ bis R⁵′ zusammen -OC-NR¹³-CO- sind, mit R⁷ bis R¹³ wie bei Formel I, wobei, für den Fall, daß die Verbindung der Formel VI eine aromatische mono-kernhalogenierte Verbindung ist, wenigstens einer der Reste aus der Gruppe R¹′ bis R⁵′ NO₂, CF₃, CN, CHO, COOH, COCl, COF, SO₂F, SO₂Cl, SO₂CF₃, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ ist; und für den Fall, daß die Verbindung der Formel VI eine aromatische mehrfach­ kernhalogenierte, bevorzugt 3 Halogensubstituenten am aromatischen Kern aufweisende, Verbindung ist, die verbleibenden Reste aus der Gruppe R¹′ bis R⁵′ alle Wasserstoff sein dürfen,
aus Verbindungen der allgemeinen Formel VII
worin
Hal für Cl oder Br steht und R¹ bis R⁵ die bei Formel VI
angegebene Bedeutung besitzen,
hergestellt.
Mit gutem Erfolg werden erfindungsgemäß auch Verbindungen der allgemeinen Formel VIII
worin
R¹′ bis R⁴′ gleich oder verschieden, Wasserstoff, F, Cl, Br, J, NO₂, CF₃, CN, CHO, COF, SO₂F, SO₂Cl, OCF₃, SCF₃, SO₂CF₃, COOR⁷, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ oder OR¹² sind oder zwei in ortho-Stellung zueinander befindliche Reste aus der Gruppe R¹′ bis R⁴′ zusammen -OC-NR¹³-CO- sind, mit R⁷ bis R¹³ wie bei Formel I, wobei, für den Fall, daß die Verbindung der Formel VIII eine heteroaromatische mono­ kernhalogenierte Verbindung ist, wenigstens einer der Reste aus der Gruppe R¹′ bis R⁴′ NO₂, CF₃, CN, CHO, COOH, COCl, COF, SO₂F, SO₂Cl, SO₂CF₃, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ ist; und für den Fall, daß die Verbindung der Formel VIII eine heteroaromatische mehrfach-kernhalogenierte, bevorzugt 3 Halogensubstituenten am aromatischen Kern aufweisende, Verbindung ist, die verbleibenden Reste aus der Gruppe R¹′ bis R⁴′ alle Wasserstoff sein dürfen, aus den entsprechenden chlorierten oder bromierten Verbindungen der allgemeinen Formel IX
worin
R¹′ bis R⁴′ die Bedeutung wie bei Formel VIII haben und Hal für Cl oder Br steht
hergestellt.
Schließlich läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren in besonders bevorzugter Ausgestaltung auch dazu nutzen, Verbindungen der allgemeinen Formel X, XI und XII oder XIII
worin
R¹′ bis R³′ gleich oder verschieden, Wasserstoff, F, Cl, Br, J, NO₂, CF₃, CN, CHO, COF, SO₂F, SO₂Cl, OCF₃, SCF₃, SO₂CF₃, COOR⁷, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ oder OR¹² sind oder wo es möglich ist zwei in ortho-Stellung zueinander befindliche Reste aus der Gruppe R¹′ bis R³′ zusammen -OC-NR¹³-CO- sind, mit R⁷ bis R¹³ wie bei Formel I,
aus den entsprechenden chlorierten oder bromierten Verbindungen der allgemeinen Formeln Xa, XIa und XIIa oder XIIIa
worin
R¹′ bis R³′ die bei den Formeln X bis XIII angegebene Bedeutung besitzen und Hal für Cl oder Br steht,
herzustellen.
Insbesondere bei den stickstoffhaltigen Heteroaromaten, wie den Pyridinabkömmlingen der Formel VIII versteht es sich, daß auch solche fluorierten Aromaten mit Erfolg herstellbar sind, die Bestandteil eines größeren Molekülverbands sind, wie es mit folgender Formel VIIIa angedeutet werden kann:
worin
die Reste R′ die bei Formel VIII angegebene Bedeutung besitzen.
Weiters bevorzugt ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren, daß die Fluorierung durch Halogenaustausch bei Temperaturen im Bereich von etwa Raumtemperatur bis zur Siedetemperatur des Reaktionsmediums oder der Edukte, welche zu Verbindungen der allgemeinen Formel I korrespondieren, durchgeführt wird, je nachdem, welche Siedetemperatur niedriger ist. Hierbei ist verglichen zu den bislang bekannten Verfahren insbesondere hervorzuheben, daß die Temperaturen üblicherweise niedriger gehalten werden können, ohne daß im Hinblick auf die Geschwindigkeit der Reaktion Einbußen hinzunehmen wären.
In Zweckmäßiger Ausgestaltung kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Halex-Verfahren dadurch, daß die Fluorierung durch Halogenaustauch bei Temperaturen im Bereich von etwa 40°C bis etwa 270°C durchgeführt wird. In besonders bevorzugter Modifikation liegen die Reaktionstemperaturen im Bereich von etwa 60°C bis etwa 220°C.
Zu den erfindungsgemäß einsetzbaren Fluorierungsmitteln gehören grundsätzlich alle Verbindungen der Formel II (MeF), worin Me für ein Alkali-Metall, Ammonium, Phosphonium oder einen vom Ammonium oder Phosphonium abgeleiteten Alkylammonium- bzw. Alkyl- oder Arylphosphoniumrest steht. Zweckmäßig sind Verbindungen wie Natriumfluorid, Kaliumfluorid, Cäsiumfluorid, Tetramethylammoniumfluorid sowie weitere Tetraalkylammoniumfluoride, in denen Alkyl für Ethyl, n-Propyl, n-Butyl steht. Besonders zweckmäßig ist auch Tetraphenylphosphoiumfluorid. Unter den im Rahmen der Erfindung mit Erfolg einsetzbaren Fluor liefernden Verbindungen der allgemeinen Formel II (MeF) ist jedoch auf Grund seines niedrigen Preises besonders Kaliumfluorid bevorzugt.
Die Fluorierungsmittel werden in einer Menge eingesetzt, die ausreicht, das gewünschte Maß des Halogenaustauschs zu erreichen. Bevorzugt ist ihr stöchiometrischer Einsatz bezogen auf die Menge der Ausgangsverbindung, welche zur Verbindung der Formel I korrespondiert. Bevorzugt ist auch ein Einsatz im Überschuß, besonders bevorzugt die 1,1 bis 2,0-fache molare Menge bezogen auf die Mol der zu ersetzenden Halogenatome in der oder den Ausgangsverbindungen.
Die an sich besonders hohe Effizienz der erfindungsgemäß eingesetzten Reaktionsmedien kann gegebenenfalls durch Zugabe von katalytisch wirkenden Verbindungen weiter verbessert werden. Allgemein lassen sich alle dem Fachmann hierfür z. B. aus den eingangs zitierten Literaturstellen bekannten Katalysatoren einsetzen. Zu den einsetzbaren Katalysatoren gehören unter anderem (R′′)₄N⁺Hal⁻ mit Hal gleich Cl oder Br und R- gleich C₁-C₄-Alkyl, linear oder verzweigt; (R′′′)₄P⁺Hal⁻ mit Hal gleich Cl oder Br und R′′′ gleich C₁-C₄-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl, bevorzugt Phenyl; Kronenether; Polethylenglykole und/oder Pyridiniumsalze. Besonders vorteilig gestaltet sich das Verfahren der Erfindung bei Zusatz katalytisch wirksamer Mengen von Tetramethylammoniumchlorid, Tetrabutylammoniumchlorid, Tetraphenylphosphoniumbromid, 18-crown-6, PEG und/ oder R²⁸R²⁹N-p-Pyridinium-R³⁰, worin R²⁸ bis R³⁰ bevorzugt einen Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten, der linear oder verzweigt sein kann.
Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches nach der Fluorierung kann wie bereits angedeutet vorteilig durch destillative Auftrennung des Reaktionsgemisches erfolgen und ermöglicht es die Lösemittel zu isolieren und zu recyclieren. Zur wäßrigen Aufarbeitung wird das Gemisch in einen Überschuß Wasser gegossen und die angefallenen Produkte werden abfiltriert oder mit organischen Lösemitteln extrahiert.
Die Extraktion der Verbindungen der allgemeinen Formeln III bis V kann dabei auf einfache Weise und vollständig aus Reaktionslösungen in Perforatoren kontinuierlich mit Dichlor- oder Trichlormethan erfolgen.
Die angestrebten Zielprodukte fallen gemäß der erfindungsgemäßen Vorgehensweise in außerordentlicher Reinheit an. So sind nach der hierin beschriebenen Verfahrensweise in der Regel Produkte mit einem Reinheitsgrad des Rohprodukts < 90% erhältlich. Bemerkenswert ist zum Beispiel, daß außer den Verbindungen der allgemeinen Formeln III bis V kaum Verunreinigungen extrahierbar sind und daß dann nach Abzug des Lösungsmittels Rohprodukte erhalten werden, die < 95% rein sind.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung von 1-Alkyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxiden der allgemeinen Formel III, 1-Alkyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxiden der allgemeinen Formel IV und/oder 1-Alkyl-phospholan-1-oxiden der allgemeinen Formel V,
worin
R¹⁶ ein Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen, der linear oder verzweigt sein kann, Phenyl, Benzyl, Cycloalkyl, OR²⁵ oder NR²⁶R²⁷ ist, wobei R²⁵ bis R²⁷ unabhängig voneinander, gleich oder verschieden einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten, der linear oder verzweigt sein kann, und R¹⁷, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰, R²¹, R²², R²³, R²⁴ unabhängig voneinander, gleich oder verschieden Wasserstoff, Phenyl oder einen C1-8-Alkyl-Rest, linear oder verzweigt, bedeuten,
als Reaktionsmedium, Verdünnungsmittel, Lösungsmittel oder Zusatz zu solchen Medien und Mitteln zu den Ausgangsverbindungen bei der Herstellung von fluorierten aromatischen Verbindungen der allgemeinen Formel I
worin
W N oder CR³ ist,
X N oder CR⁴ ist,
Y N oder CR⁵ ist,
Z N oder CR⁶ ist,
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, gleich oder verschieden, Wasserstoff, F, Cl, Br, J, NO₂, CF₃, CN, CHO, COF, SO₂F, SO₂Cl, OCF₃, SCF₃, SO₂CF₃, COOR⁷, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ oder OR¹² sind oder zwei in ortho-Stellung zueinander befindliche Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁶ zusammen -OC-NR¹³-CO- sind,
R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹², R¹³, gleich oder verschieden, unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, linear oder verzweigt, Aryl, bevorzugt Phenyl, oder Arylalkyl, sein können, und sowohl die Alkylreste als auch die Arylalkylreste gegebenenfalls bis zu dreifach mit Halogen substituiert sein können, wobei sie bevorzugt CF₃ und CHalxH3-x sein können, und
gegebenenfalls zwei oder mehr der Reste R¹ bis R¹³ zu einem oder mehreren Ringen miteinander verbunden sind, wobei der oder die Ringe 3 bis 7 Ringglieder aufweisen können,
mit den Maßgaben, daß
  • (i) W, X und Y nicht gleichzeitig N sein dürfen;
  • (ii) wenigstens einer der Reste R¹ bis R⁶ Fluor sein muß;
    und
  • (iii) a) für den Fall, daß die Verbindung der Formel I eine aromatische mono-kernhalogenierte Verbindung ist, wenigstens einer der verbleibenden Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁶ NO₂, CF₃, CN, CHO, COOH, COCl, COF, SO₂F, SO₂Cl, SO₂CF₃, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ ist; und
  • b) für den Fall, daß die Verbindung der Formel I eine aromatische mehrfach-kernhalogenierte, bevorzugt 3 Halogensubstituenten am aromatischen Kern aufweisende, Verbindung ist, die verbleibenden Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁶ alle Wasserstoff sein dürfen,
durch Umsetzung von der Formel I entsprechenden Verbindungen, worin jedoch derjenige der Reste R¹ bis R⁶, welcher in Formel I Fluor sein muß, Cl oder Br ist,
mit Fluoriden der allgemeinen Formel II
MeF (II)
worin
Me für Na, K, Cs, Rb, N(R¹⁴)₄ oder P(R¹⁵)₄ steht, wobei die vier Reste R¹⁴, unabhängig voneinander, gleich oder verschieden Wasserstoff, C₁-C₈-Alkyl, linear oder verzweigt, sein können, wobei die Alkylreste wiederum beispielsweise mit aromatischen Resten substituiert sein können; und die vier Reste R¹⁵, unabhängig voneinander, gleich oder verschieden, die Bedeutung von R¹⁴ besitzen können und zusätzlich auch noch Phenyl sein können.
Dabei ist ganz besonders bevorzugt, die Verwendung der Verbindungen der allgemeinen Formel III bis V nicht nur in einem Reaktionsmedium sondern als Reaktionsmedium selbst, was bedeutet ohne Zugabe weiterer Verdünnungs- oder Lösungsmittel.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung des Gegenstands der Erfindung.
Beispiele
In einem Dreihalskolben mit Thermometer und Blasenzähler werden 0,1 mol organischer Substrate in 50 ml Lösemittel vorgelegt und unter Feuchtigkeitsausschluß (N₂) 0,12 bis 0,2 mol Kaliumfluorid KF (für jedes Chloratom) hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wird auf eine bestimmte Temperatur geheizt und für eine bestimmte Zeit (siehe Tabelle 1). Aus dem Reaktionsgemisch werden von Zeit zu Zeit Proben gezogen und so das Voranschreiten der Reaktion und der Umsatz mittels Gaschromatographie kontrolliert. Wenn kein Edukt mehr detektiert werden kann, wird das Reaktionsgemisch aufgearbeitet.
Zur Aufarbeitung wurde die Reaktionsmischung in einen Überschuß Wasser gegossen und die festen Bestandteile wurden abfiltriert, gegebenenfalls zur Gewinnung flüssiger Produkte mit CH₂Cl₂ extrahiert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die erhaltene Produktmischung kann mit GC, GCMS und ¹⁹F NMR analysiert werden. Die weitere Reinigung der Produkte erfolgt durch Umkristallisation aus geeigneten Lösungsmitteln oder fraktionierte Destillation bei Atmosphärendruck oder unter vermindertem Druck.
Die nachfolgende Tabelle 1 gibt einen Überblick über die in den Beispielen eingesetzten Substrate, die zur Fluorierung durch Halogenaustausch verwendeten Reaktionsmedien, die weiteren Umsetzungsbedingungen, den Umsatz sowie die Ausbeute an Gesamtprodukt.
Tabelle 1
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung von fluorierten aromatischen Verbindungen der allgemeinen Formel I worin
W N oder CR³ ist,
X N oder CR⁴ ist,
Y N oder CR⁵ ist,
Z N oder CR⁶ ist,
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, gleich oder verschieden, Wasserstoff, F, Cl, Br, J, NO₂, CF₃, CN, CHO, COF, SO₂F, SO₂Cl, OCF₃, SCF₃, SO₂CF₃, COOR⁷, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ oder OR¹² sind oder zwei in ortho-Stellung zueinander befindliche Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁶ zusammen -OC-NR¹³-CO- sind, R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹², R¹³, gleich oder verschieden, unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, linear oder verzweigt, Aryl, bevorzugt Phenyl, oder Arylalkyl, sein können, und sowohl die Alkylreste als auch die Arylalkylreste gegebenenfalls bis zu dreifach mit Halogen substituiert sein können, wobei sie bevorzugt CF₃ und CHalxH3-x sein können, und
gegebenenfalls zwei oder mehr der Reste R¹ bis R¹³ zu einem oder mehreren Ringen miteinander verbunden sind, wobei der oder die Ringe 3 bis 7 Ringglieder aufweisen können,
mit den Maßgaben, daß
  • (i) W , X und Y nicht gleichzeitig N sein dürfen;
  • (ii) wenigstens einer der Reste R¹ bis R⁶ Fluor sein muß; und
  • (iii) a) für den Fall, daß die Verbindung der Formel I eine aromatische mono-kernhalogenierte Verbindung ist, wenigstens einer der verbleibenden Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁶ NO₂, CF₃, CN, CHO, COOH, COCl, COF, SO₂F, SO₂Cl, SO₂CF₃, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ ist; und
    b) für den Fall, daß die Verbindung der Formel I eine aromatische mehrfach-kernhalogenierte, bevorzugt 3 Halogensubstituenten am aromatischen Kern aufweisende, Verbindung ist, die verbleibenden Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁶ alle Wasserstoff sein dürfen,
durch Umsetzung von der Formel I entsprechenden Verbindungen, worin jedoch derjenige der Reste R¹ bis R⁶, welcher in Formel I Fluor sein muß, Cl oder Br ist,
mit Fluoriden der allgemeinen Formel II MeF (II)worin
Me für Na, K, Cs, Rb, N(R¹⁴)4 oder P(R¹⁵)₄ steht, wobei die vier Reste R¹⁴, unabhängig voneinander, gleich oder verschieden Wasserstoff, C₁-C₈-Alkyl, linear oder verzweigt, sein können, wobei die Alkylreste wiederum beispielsweise mit aromatischen Resten substituiert sein können; und die vier Reste R¹⁵, unabhängig voneinander, gleich oder verschieden, die Bedeutung von R¹⁴ besitzen können und zusätzlich auch noch Phenyl sein können;
in einem Reaktionsmedium
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fluorierung durch Halogenaustausch in einem Reaktionsmedium enthaltend 1-Alkyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxide der allgemeinen Formel III, 1-Alkyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxide der allgemeinen Formel IV und/oder 1-Alkyl-phospholan-1-oxide der allgemeinen Formel V, worin
R¹⁶ ein Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen, der linear oder verzweigt sein kann, Phenyl, Benzyl, Cycloalkyl, OR²⁵ oder NR²⁶R²⁷ ist, wobei R²⁵ bis R²⁷ unabhängig voneinander, gleich oder verschieden einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten, der linear oder verzweigt sein kann, und
R¹⁷, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰, R²¹, R²², R²³, R²⁴ unabhängig voneinander, gleich oder verschieden Wasserstoff, Phenyl oder einen C1-8-Alkyl-Rest, linear oder verzweigt, bedeuten, durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorierung durch Halogenaustausch in 1-Alkyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxiden der allgemeinen Formel III, 1-Alkyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxiden der allgemeinen Formel IV und/oder 1-Alkyl-phospholan-1-oxiden der allgemeinen Formel V als Reaktionsmedium durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorierung durch Halogenaustausch in 1-Alkyl-phospholan-1-oxiden der allgemeinen Formel V durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorierung durch Halogenaustausch in einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formeln III, IV und/oder V durchgeführt wird, worin R¹⁶ Methyl und R¹⁷ bis R²⁴ Wasserstoff bedeuten.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der allgemeinen Formel VI worin
R¹′ bis R⁵′ gleich oder verschieden, Wasserstoff, F, Cl, Br, J, NO₂, CF₃, CN, CHO, COF, SO₂F, SO₂Cl, OCF₃, SCF₃, SO₂CF₃, COOR⁷, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, C OR¹¹ oder OR¹² sind oder zwei in ortho-Stellung zueinander befindliche Reste aus der Gruppe R¹′ bis R⁵′ zusammen -OC-NR¹³-CO- sind, mit R⁷ bis R¹³ wie bei Formel I, wobei, für den Fall, daß die Verbindung der Formel VI eine aromatische mono-kernhalogenierte Verbindung ist, wenigstens einer der Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁵ NO₂, CF₃, CN, CHO, COOH, COCl, COF, SO₂F, SO₂Cl, SO₂CF₃, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ ist; und für den Fall, daß die Verbindung der Formel VI eine aromatische mehrfach-kernhalogenierte, bevorzugt 3 Halogensubstituenten am aromatischen Kern aufweisende, Verbindung ist, die verbleibenden Reste aus der Gruppe R¹′ bis R⁵′ alle Wasserstoff sein dürfen, aus den entsprechenden chlorierten oder bromierten Verbindungen hergestellt werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der allgemeinen Formel VIII worin
R¹′ bis R⁴′ gleich oder verschieden, Wasserstoff, F, Cl, Br, J, NO₂, CF₃, CN, CHO, COF, SO₂F, SO₂Cl, OCF₃, SCF₃, SO₂CF₃, COOR⁷, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ oder OR¹² sind oder zwei in ortho-Stellung zueinander befindliche Reste aus der Gruppe R¹′ bis R⁴′ zusammen -OC-NR¹³-CO- sind, mit R⁷ bis R¹³ wie bei Formel I, wobei, für den Fall, daß die Verbindung der Formel VIII eine heteroaromatische mono-kernhalogenierte Verbindung ist, wenigstens einer der Reste aus der Gruppe R¹′ bis R⁴′ NO₂, CF₃, CN, CHO, COOH, COCl, COF, SO₂F, SO₂Cl, SO₂CF₃, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ ist; und für den Fall, daß die Verbindung der Formel VIII eine heteroaromatische mehrfach-kernhalogenierte, bevorzugt 3 Halogensubstituenten am aromatischen Kern aufweisende, Verbindung ist, die verbleibenden Reste aus der Gruppe R¹′ bis R⁴′ alle Wasserstoff sein dürfen, aus den entsprechenden chlorierten oder bromierten Verbindungen hergestellt werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der allgemeinen Formel X, XI und XII oder XIII worin
R¹′ bis R³′ gleich oder verschieden, Wasserstoff, F, Cl, Br, J, NO₂, CF₃, CN, CHO, COF, SO₂F, SO₂Cl, OCF₃, SCF₃, SO₂CF₃, COOR⁷, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, C OR¹¹ oder OR¹² sind oder wo es möglich ist zwei in ortho-Stellung zueinander befindliche Reste aus der Gruppe R¹′ bis R³′ zusammen -OC-NR¹³-CO- sind, mit R⁷ bis R¹³ wie bei Formel I, aus den entsprechenden chlorierten oder bromierten Verbindungen hergestellt werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorierung durch Halogenaustauch bei Temperaturen im Bereich von etwa Raumtemperatur bis zur Siedetemperatur des Reaktionsmediums oder der Eduktverbindung, welche der Verbindung der allgemeinen Formel I entspricht, durchgeführt wird, je nachdem, welche Siedetemperatur niedriger ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorierung durch Halogenaustauch bei Temperaturen im Bereich von etwa 40°C bis etwa 270°C durchgeführt wird.
10. Verwendung von 1-Alkyl-2,3-dihydro-1H-phosphol-1-oxiden der allgemeinen Formel III, 1-Alkyl-2,5-dihydro-1H-phosphol-1-oxiden der allgemeinen Formel IV und/oder 1-Alkyl-phospholan-1-oxiden der allgemeinen Formel V, worin
R¹⁶ ein Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen, der linear oder verzweigt sein kann, Phenyl, Benzyl, Cycloalkyl, OR²⁵ oder NR²⁶R²⁷ ist, wobei R²⁵ bis R²⁷ unabhängig voneinander, gleich oder verschieden einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten, der linear oder verzweigt sein kann, und
R¹⁷, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰, R²¹, R²², R²³, R²⁴ unabhängig voneinander, gleich oder verschieden Wasserstoff, Phenyl oder einen C1-8-Alkyl-Rest, linear oder verzweigt, bedeuten,
als Reaktionsmedium, Verdünnungsmittel, Lösungsmittel oder Zusatz zu solchen Medien und Mitteln für die Ausgangsverbindungen bei der Herstellung von fluorierten aromatischen Verbindungen der allgemeinen Formel I worin
W N oder CR³ ist,
X N oder CR⁴ ist,
Y N oder CR⁵ ist,
Z N oder CR⁶ ist,
R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, gleich oder verschieden, Wasserstoff, F, Cl, Br, J, NO₂, CF₃, CN, CHO, COF, SO₂F, SO₂Cl, OCF₃, SCF₃, SO₂CF₃, COOR⁷, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ oder OR¹² sind oder zwei in ortho-Stellung zueinander befindliche Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁶ zusammen -OC-NR¹³-CO- sind,
R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹², R¹³, gleich oder verschieden, unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, linear oder verzweigt, Aryl, bevorzugt Phenyl, oder Arylalkyl, sein können, und sowohl die Alkylreste als auch die Arylalkylreste gegebenenfalls bis zu dreifach mit Halogen substituiert sein können, wobei sie bevorzugt CF₃ und CHalxH3-x sein können, und
gegebenenfalls zwei oder mehr der Reste R¹ bis R¹³ zu einem oder mehreren Ringen miteinander verbunden sind, wobei der oder die Ringe 3 bis 7 Ringglieder aufweisen können,
mit den Maßgaben, daß
  • (i) W , X und Y nicht gleichzeitig N sein dürfen;
  • (ii) wenigstens einer der Reste R¹ bis R⁶ Fluor sein muß; und
  • (iii) a) für den Fall, daß die Verbindung der Formel I eine aromatische mono-kernhalogenierte Verbindung ist, wenigstens einer der verbleibenden Reste aus der Gruppe
    R¹ bis R⁶ NO₂, CF₃, CN, CHO, COOH, COCl, COF, SO₂F, SO₂Cl, SO₂CF₃, CONR⁸R⁹, SO₂R¹⁰, COR¹¹ ist; und
  • b) für den Fall, daß die Verbindung der Formel I eine aromatische mehrfach-kernhalogenierte, bevorzugt 3 Halogensubstituenten am aromatischen Kern aufweisende, Verbindung ist, die verbleibenden Reste aus der Gruppe R¹ bis R⁶ alle Wasserstoff sein dürfen,
durch Umsetzung von der Formel I entsprechenden Verbindungen, worin jedoch derjenige der Reste R¹ bis R⁶, welcher in Formel I Fluor sein muß, Cl oder Br ist,
mit Fluoriden der allgemeinen Formel II MeF (II)worin
Me für Na, K, Cs, Rb, N(R¹⁴)₄ oder P(R¹⁵)₄ steht, wobei die vier Reste R¹⁴, unabhängig voneinander, gleich oder verschieden Wasserstoff, C₁-C₈-Alkyl, linear oder verzweigt, sein können, wobei die Alkylreste wiederum beispielsweise mit aromatischen Resten substituiert sein können; und die vier Reste R¹⁵, unabhängig voneinander, gleich oder verschieden, die Bedeutung von R¹⁴ besitzen können und zusätzlich auch noch Phenyl, sein können.
11. Verwendung nach Anspruch 10 als Reaktionsmedium.
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