DE102006049462A1

DE102006049462A1 - Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln

Info

Publication number: DE102006049462A1
Application number: DE102006049462A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Lang; Uwe Lischka; Alexander Dr. Murso; Jens Dr. Röder; Ulrich Dr. Wietelmann
Original assignee: Chemetall GmbH
Current assignee: Albemarle Germany GmbH
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2007-04-19

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln, die nach diesem Verfahren erhältlichen Verbindungen und deren Anwendung.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein diorganomagnesiumhaltiges Synthesemittel, ein Verfahren zu dessen Herstellung und die Verwendung dieses Synthesemittels.
Insbesondere Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist einen Verfahren zur Herstellung von Mischungen von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln mit Alkalisalzen zur Verwendung in der organischen und metallorganischen Synthesechemie, beispielsweise in Halogen/Metall-Austauschreaktionen oder Transmetallierungsreaktionen, oder in Metallierungsreaktionen.

Organomagnesiumverbindungen finden in der chemischen Synthese vielfältige Anwendungen (H. G. Richey, Jr., Grignard Reagents New Developments, John Wiley and Sons, 2000; G. S. Silvermann, P. E. Rakita, Handbook of Grignard Reagents, Marcel Dekker Inc., 1996). Hinsichtlich der Reaktivität sind sich Grignardverbindungen RMgX und Diorganomagnesiumverbindungen R¹R²Mg sehr ähnlich (K. Nützel, Methoden der organischen Chemie, Metallorganische Verbindungen (Houben-Weyl, Ed.: E. Müller, O. Bayer), Thieme Verlag Stuttgart, 1973, Band XIII/2a, Auflage 4, S. 197 ff.). Mischungen von Diorganomagnesiumverbindungen mit Alkalimetallorganylen zeigen teilweise eine höhere Reaktivität, die in der Synthesechemie gerne ausgenutzt wird (K. Kitigawa, A. Inoue, H. Shinokubo, K. Oshima, Angew. Chem. 2000, 112, 2594; A. Inoue, K. Kitagawa, H. Shinokubo, K. Oshima, J. Org. Chem. 2001, 66, 4333; A. Inoue, K. Kitagawa, H. Shinokubo, K. Oshima, Tetrahedron 2000, 56, 9601).

So sind unter anderem Mischungen von Grignard- oder Dialkylmagnesiumverbindungen und Lithiumchlorid LiCl als hochpotentes Reagenz für Halogen/Metall-Austauschreaktionen offenbart. Durch Umsetzung dieser Mischungen mit beispielsweise Arylhalogeniden sind neue magnesiumorganische Verbindungen zugänglich, die über andere Verfahren nicht oder nur schwer darstellbar sind (P. Knochel et al., EP-A-04008081; P. Knochel et al., EP-A-1582524; P. Knochel et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 4302; A. Krasovskiy et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 3333; P. Knochel et al., Chem. Commun. 2004, 2288; P. Knochel et al., Org. Lett. 2004; 6, 4215; P. Knochel, Chem. Commun. 2005, 543; P. Knochel, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 1654; P. Knochel et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 3133).

Der Vorteil der Verwendung dieser Dialkylmagnesium/LiCl-Mischungen in Halogen/Metall-Austauschreaktionen gegenüber Mischungen aus Alkylmagnesiumhalogeniden und Lithiumchlorid liegt darin, dass die Umwandlungsgeschwindigkeit deutlich erhöht ist, nicht aktivierte organische Verbindungen umgesetzt werden können und zudem nur die Hälfte an Dialkylmagnesiumverbindung eingesetzt werden muss, da beide Alkylsubstituenten an der Austauschreaktion beteiligt sind. Durch Verwendung von Dialkylmagnesium/LiCl-Mischungen kann also die Wirtschaftlichkeit einer Halogen/Metall-Austauschreaktion deutlich gesteigert werden. Die Anwendung dieser Methode setzt jedoch die Verfügbarkeit einer Diorganomagnesiumverbindung und deren Mischung mit einem Lithiumsalz voraus.

Die Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln einerseits und deren Mischungen mit Alkalisalzen andererseits gestaltet sich nach dem Stand der Technik jedoch aufwendig.

Die bekannten Methoden zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln sind nachfolgend beschrieben.

Durch Transmetallierung von Diorganoquecksilberverbindungen mit Magnesium entstehen Diorganomagnesiumverbindungen, wie in 1 dargestellt. Dieses Verfahren bedingt jedoch die Herstellung und Verfügbarkeit einer Diorganoquecksilberverbindung. Diese Quecksilberverbindungen sind zudem außerordentlich toxisch (H. C. Holtkamp et al., J. Organomet Chem. 1969, 19, 279).

Abbildung 1: Transmetallierungsreaktion zur Herstellung von R₂Mg-Verbindungen:

Durch Reaktion von lithiumorganischen Verbindungen mit Organomagnesiumhalogeniden entstehen Diorganomagnesiumverbindungen unter Bildung von Lithiumhalogeniden, wie in 2 dargestellt (C. W. Kamienski et al., J. Organomet. Chem. 1967, 8, 542). Durch Verwendung eines Überschusses an lithiumorganischen Verbindungen oder Grignardverbindungen entstehen Mischungen aus Diorganomagnesiumverbindungen mit Lithiumorganylen oder Grignardverbindungen.

Abbildung 2: Umsetzung von Grignardverbindungen mit Lithiumorganylen:

Diese Methode setzt die Verfügbarkeit einer entsprechenden lithiumorganischen Verbindung voraus. Viele lithiumorganische Verbindungen sind jedoch in aprotischen organischen Lösemitteln oder auch in etherhaltigen aprotischen organischen Lösemittelgemischen entweder nicht erhältlich oder nur bedingt stabil. Durch Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens werden diorganomagnesiumhaltige Synthesemittel meistens in etherhaltigen Lösemittelgemischen erhalten, was in weiteren Umsetzungen die Selektivität einer Reaktion beeinträchtigen kann oder auch die Reaktivität des diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittels beeinträchtigen kann. In manchen Fällen kann der Ether je nach Koordinationsstärke durch Zugabe von höher siedenden Kohlenwasserstoffen komplett destillativ entfernt werden. Dies gelingt beispielsweise bei der Herstellung von Dibutyl-(2)-magnesium. Jedoch muss während der Destillation stetig Kohlenwasserstoff nachgegeben werden. Eine Herstellung von Diorganomagnesiumverbindungen in nur einem Lösemittel verbraucht dementsprechend viel Lösemittel und ist daher unwirtschaftlich.

Eine Herstellung von beispielsweise Mischungen aus Di-(2)-butylmagnesium mit Lithiumchlorid zur Anwendung in Halogen/Metall-Austauschreaktionen durch Reaktion von 2-Butylmagnesiumchlorid mit 2-Butyllithium ist bei Verwendung von technisch verfügbaren verdünnten Lösungen von 2-Butyllithium (12% in Cyclohexan) und von 2-Butylmagnesiumchlorid (25% in Tetrahydrofuran (THF)) nicht direkt möglich, da das gebildete Lithiumchlorid im cyclohexanreichen Lösemittelgemisch ausfällt und somit zur Beschleunigung von Austauschreaktionen nicht mehr zur Verfügung steht. Wird dieser Suspension beispielsweise THF zugesetzt, geht das gebildete Lithiumchlorid in Lösung, jedoch werden so extrem verdünnte Di-(2)-butylmagesium/LiCl-Mischungen erhalten, was eine Anwendung in Austauschreaktionen unwirtschaftlich macht. Es kann zwar eine konzentriertere Lösung von 2-Butyllithium in beispielsweise Cyclohexan verwendet werden, um direkt zu den gewünschten Di-(2)-butylmagnesium/LiCl-Mischungen zu gelangen, jedoch sind diese Konzentrate pyrophor, nur bedingt stabil und schwer zu handhaben. In Gegenwart von Ethern wird zudem selbst bei tieferen Temperaturen Etherspaltung beobachtet, was zu unerwünschten Nebenprodukten und Ausbeuteverlusten führt.

Wie in 3 dargestellt, liegen Organomagnesiumhalogenide in Lösung gemäß W. Schlenk in folgendem Gleichgewicht vor ( W. Schlenk et al, Berichte 1929, 62, 920; W Schlenk, Berichte 1931, 64, 734):

Abbildung 3: Schlenk-Gleichgewicht:

Durch Zugabe spezieller Lösemittel wie beispielsweise Pyridin, Kronenether, Dioxan, Tetramethylethylendiamin (TMEDA) oder Dimethylether (DME) wird das Gleichgewicht in Richtung der Diorganomagnesiumverbindung verschoben. Nach Abtrennung des ausgefallenen schwerlöslichen Magnesiumhalogenids können somit Diorganomagnesiumverbindungen oder deren Mischungen mit Grignardverbindungen erhalten werden, wie in 4 dargestellt:

Abbildung 4: Diorganomagnesiumverbindung über Verschiebung des Schlenk-Gleichgewichtes:

Es ist jedoch bekannt, dass die Verschiebung des Gleichgewichtes stark abhängig ist von der Wahl des Lösemittels, der Temperatur, der Zeit der Einwirkung des Lösemittels auf die Grignardverbindung und der Konzentration der Lösung. Eine nahezu vollständige Ausfällung des Magnesiumhalogenids ist nur schwer möglich. Es ist daher technisch anspruchsvoll, reproduzierbar definierte Produkte zu erhalten. Zudem bedingt dieses Verfahren die Verwendung von exotischen Lösemitteln, die technisch nur selten Anwendung finden, und die teilweise toxisch oder kanzerogen sind.

Diorganomagnesiumverbindungen können auch durch Umsetzung von Magnesiumhydrid MgH₂ mit Alkenen, die aktivierte Doppelbindungen enthalten, dargestellt werden, wie in 5 dargestellt:

Abbildung 5: Umsetzung von MgH₂ mit Alkenen:

Die Ausbeuten von Diorganomagnesiumverbindungen, hergestellt über diese Methode, sind gering. Zudem bedingt dieses Verfahren hohe Drücke und Temperaturen. Dadurch finden Nebenreaktionen statt und das Rohprodukt muss technisch aufwendig gereinigt werden.

Eine weitere Methode wird in EP-B-0285374 beschrieben. Durch Reaktion eines Alkylhalogenids mit einer Mischung aus beispielsweise Lithium und Magnesium in Kohlenwasserstoffen, die 0,05 bis 2 Mol-Äquivalente einer Lewis-Base pro Mol metallorganischer Zusammensetzung enthalten, entstehen Mischungen aus Lithiumorganylen und Diorganomagnesiumverbindungen, wie in 6 dargestellt.

Abbildung 6: Mischungen aus Lithiumorganylen und Diorganomagnesiumverbindungen:

Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass in Gemischen aus Kohlenwasserstoffen und Lewis-Basen, beispielsweise THF, gearbeitet wird. Das Produkt liegt also in einem Lösemittelgemisch vor. Dies wirkt sich in der Synthesechemie oftmals nachteilig aus, da beispielsweise veränderte Selektivitäten oder Reaktivitäten erhalten werden. Zudem ist bekannt, dass bei Unter- oder Überschreiten einer definierten Menge an Lewis-Base schlechtere Ausbeuten, beispielsweise aufgrund von Nebenreaktionen wie Etherspaltung, erhalten werden. Aufgrund der höheren Reaktivität von Lithium im Vergleich zu Magnesium reichert sich hauptsächlich zu Beginn der Reaktion eine lithiumorganische Verbindung in der Reaktionsmischung an. Es ist jedoch bekannt, dass viele lithiumorganische Verbindungen, wie beispielsweise sec-Buthyllithium, in Lösemitteln, die Lewis-Basen enthalten, nur bedingt stabil sind und mit der Lewis-Base reagieren. Dadurch entstehen unerwünschte Nebenprodukte und die Ausbeute verringert sich dementsprechend. Das Verfahren ist daher nur bedingt anwendbar.

Außerdem werden nach diesem Verfahren aufgrund der schlechten Löslichkeit von Lithiumsalzen in Lösemitteln, die nur geringe Mengen an Lewis-Base enthalten, nur lithiumsalzarme oder -freie diorganomagnesiumhaltige Synthesemittel erhalten, die zur Anwendung beispielsweise in Halogen/Metall-Austauschreaktionen nicht geeignet sind.

Ein weiteres Verfahren ist in US-A-5171467 offenbart. Auch hier findet die Reaktion in Lösemittelgemischen aus Kohlenwasserstoffen und Ethern statt. Das Verfahren wird anhand 7 beispielhaft erläutert.

Abbildung 7: Herstellung von Diorganomagnesiumverbindungen über Magnesiumhalogenide:

Wie dargestellt entsteht bei der Synthese intermediär eine lithiumorganische Verbindung, die anschließend mit Magnesiumchlorid reagiert. In der Synthese muss daher wasserfreies Magnesiumchlorid verwendet werden, um eine partielle Hydrolyse der lithiumorganischen Verbindung zu verhindern, was zu einem Ausbeuteverlust führen würde. Wasserfreies Magnesiumchlorid muss technisch aufwendig in situ hergestellt werden oder bei hohen Temperaturen lange Zeit getrocknet werden. Beides wirkt sich nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit dieser Methode aus. Eine reine Diorganomagnesiumverbindung kann zudem nur bei Verwendung eines Überschusses an trockenem Magnesiumhalogenid erhalten werden. Werden Magnesiumhalogenide in unterstöchiometrischen Mengen verwendet, bildet sich eine Mischung aus einer Diorganomagnesiumverbindung und einem Lithiumorganyl.

Wie bereits oben beschrieben, ist bekannt, dass viele Lithiumorganyle in etherhaltigen Lösemittelgemischen aufgrund von Etherspaltung nur bedingt stabil sind. Es finden Nebenreaktionen statt, die zu unerwünschten Nebenprodukte und schlechteren Ausbeuten führen. Das Verfahren ist daher nur bedingt anwendbar. Magnesiumchlorid ist in Mischungen. aus Kohlenwasserstoffen und Ethern nur schwer löslich, was zu einer langsameren Reaktion der lithiumorganischen Verbindung mit Magnesiumchlorid führt. Es sind lange Reaktionszeiten nötig, was Nebenreaktionen, beispielsweise Etherspaltung, begünstigt. Zudem werden nach diesem Verfahren ebenfalls nur lithiumsalzarme oder -freie diorganomagnesiumhaltige Synthesemittel erhalten, die wie beschrieben nur begrenzt anwendbar sind.

Neben diesen Methoden existieren noch weitere, die jedoch nur zur Synthese von speziellen magnesiumorganischen Verbindungen geeignet sind. Eine direkte Herstellung von magnesiumorganischen Verbindungen aus Magnesium und organischen Halogeniden ist nur in seltenen Fällen möglich. Beispielsweise gelingt diese im Falle von Di-(2)-butylmagnesium, Butylethylmagnesium, Butyloctylmagnesium, n-Butyl-sec-Butylmagnesium. Die Herstellung dieser Verbindungen ist jedoch nur unter energetisch sehr ungünstigen Bedingungen durchzuführen. So müssen die zur Synthese verwendeten Alkylhalogenide teilweise unter hohem Druck zu der kochenden Suspension aus Lösemittel und feinstem Magnesiumpulver dosiert werden. Da bei den sehr hohen Reaktionstemperaturen auch Nebenreaktionen stattfinden, werden hierbei auch immer gasförmige Alkene aus β-H-Eliminierungsreaktionen in die Umwelt abgegeben. So ist bekannt, dass bei der Synthese von Dibutylmagnesium größere Mengen Buten gebildet werden. Auch ist bekannt, dass die auf diesem Weg hergestellten Dialkylmagnesiumverbindungen teilweise eine geringe Löslichkeit im verwendeten Lösemittel haben. Daher muss nach Möglichkeit immer Octylchlorid zur Bildung von octylhaltigen Dialkylmagnesiumverbindungen zugesetzt werden. Hierdurch wird zwar einerseits die Löslichkeit der Verbindung erhöht, andererseits kann auf diesem Wege kein definiertes Produkt hergestellt werden. Ebenfalls ist bekannt, dass Lösungen der so hergestellten Dialkylmagnesiumverbindungen durch Bildung von Koordinationspolymeren, immer eine sehr hohe Viskosität aufweisen, so dass grundsätzlich Hilfsmittel wie Aluminiumalkyle zur Verringerung der Viskosität zugesetzt werden müssen. Dies beeinträchtigt jedoch erheblich die Reinheit. Zudem sind aufgrund der in 8 dargestellten langsamen oxidativen Addition beider nötiger Äquivalente von Alkylhalogenid an Magnesium lange Reaktionszeiten nötig (Magnesium Alkyls from Akzo Nobel, 1999: Metal Alkyls from Akzo Nobel, 2003; M. de Vries, Stamicarbon N. V. 1969, US-A-3737393; Zn-Zusätze: G. W. Knight, L. Jackson, D. E. Mach, Dow Chemical Comp. 1975, US-A- 4213880; SiOR₄-Zusatz: Akzo Nobel 1997, WO-A-99/09035; GaR3, InR3, RLi: L. W. Fannin, D. B. Malpass, R. Sanchez; Texas Alkyls 1980, US-A-4299781; C. W. Kamiensky, B. J. McElroy, R. O. Bach, Lithium Corp. of America 1976 US-A-4069267; L. W. Fannin, D. B. Malpass, Texas Alkyls 1977, US-A-4127507;D. B. Malpass, D. W. Webb, Texas Alkyls 1984, US-A-4547477).

Abbildung 8: Synthese von R₂Mg-Verbindungen aus Magnesium und organischen Halogeniden am Beispiel von Di-(2)-butylmagnesium:

Mischungen aus Diorganomagnesiumverbindungen und Alkalimetallorganylen werden gemäß 9 durch Umsetzung von Diorganomagnesiumverbindungen mit Alkalimetallen erhalten (D. B. Malpass, J. F. Eastham, J. Org. Chem. 1973, 21, 3718).

Abbildung 9: Mischungen aus Diorganomagnesiumverbindungen und Alkalimetallorganylen:

Dieses Verfahren setzt jedoch die Verfügbarkeit einer Diorganomagnesiumverbindung voraus. Wie gezeigt, gestaltet sich die Herstellung dieser Verbindungen nach Methoden des Standes der Technik jedoch schwierig.

Die Geschwindigkeit von Halogen/Metall-Austauschreaktionen kann durch Verwendung von beispielsweise Mischungen aus Grignardverbindungen oder Diorganomagnesiumverbindungen mit Lithiumsalzen drastisch erhöht werden. Durch Zusatz von Lithiumsalzen zu den oben beschriebenen Verbindungen können Reagenzien hergestellt werden, die über andere Verfahren aufgrund von Nebenreaktionen oder langen Reaktionszeiten technisch nicht oder nur schwer darstellbar sind. In allen oben beschriebenen Darstellungsmöglichkeiten von Diorganomagnesiumverbindungen, die nicht von Lithiumorganylen oder Lithiummetall ausgehen, muss daher in einem weiteren Verfahrensschritt ein Lithiumsalz, beispielsweise Lithiumchlorid zugesetzt werden. Aufgrund der schlechten Löslichkeit des Lithiumsalzes im verwendeten Lösemittel oder Lösemittelgemisch muss teilweise muss zusätzlich ein Lösemitteltausch erfolgen.

Werden magnesiumorganische Verbindungen über Lithiumorganyle oder unter Verwendung von Lithiummetall hergestellt, entsteht in situ ein Lithiumsalz. Da in den beschriebenen Verfahren jedoch aufgrund der Durchführbarkeit der Methoden, der mangelnden Stabilität oder mangelnden Löslichkeit des entstehenden Lithiumorganyls in Kohlenwasserstoffen oder in Ether/Kohlenwasserstoffmischungen gearbeitet werden muss, fällt ein großer Teil des gebildeten Lithiumsalzes aus. Durch Zugabe von polaren Lösemitteln kann dieses zwar wieder in Lösung gebracht werden, jedoch entstehen dabei verdünnte Lösungen, deren Einsatz in der Synthesechemie unwirtschaftlich ist. Um dennoch lithiumsalzhaltige Mischungen zu erhalten, ist auch hier in einem weiteren Verfahrensschritt ein Lösemitteltausch nötig. Zudem wird teilweise die Verfügbarkeit und Stabilität einer lithiumorganischen Verbindung vorausgesetzt.

Lithiumchlorid ist sehr hygroskopisch, was eine nachträgliche Einbringung in magnesiumorganische Verbindungen erschwert. Wird wasserhaltiges oder leicht feuchtes Lithiumchlorid verwendet, so findet eine partielle Hydrolyse der magnesiumorganischen Verbindungen statt. Dadurch entstehen unerwünschte Nebenprodukte und die Ausbeute an magnesiumorganischen Verbindungen reduziert sich dem entsprechend.

Alle aufgeführten Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln oder deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen sind entweder teuer, erfordern die Handhabung von pyrophoren oder auch toxischen Verbindungen, gehen von zum Teil nicht kommerziell erhältlichen metallorganischen Verbindung oder nur bedingt stabilen metallorganischen Verbindungen aus, bedingen mehrere Verfahrensschritte, führen zur Bildung von unerwünschten Nebenprodukten oder sind nur begrenzt anwendbar. Die Aufgabe, ein technisch realisierbares, effizientes, einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalisalzen aufzuzeigen, ist somit bisher nicht gelöst.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik überwindet.

Insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, das gleich- oder verschiedenartig substituierte diorganomagnesiumhaltige Synthesemittel in nur einem definierten Lösemittel oder in definierten Lösemittelgemischen, und das direkt alkalisalzhaltige Lösungen aber auch alkalimetallsalzarme oder -freie Lösungen von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln in definierten Lösemitteln oder Lösemittelgemischen liefert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe überraschenderweise durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorzugsweise Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht überraschenderweise die Herstellung einer Vielzahl an Diorganomagnesiumverbindungen, wie beispielsweise Dialkyl-, Dialkenyl-, Dialkinyl-, Diaryl-, Diheteroaryl-, -Alkylalkenyl-, Alkylalkinyl-, Alkylaryl-, Alkylheteroaryl-, Alkenylalkinyl-, Alkenylaryl-, Alkenylheteroaryl-, Alkinylaryl- oder Alkinylheteroarylmagnesiumverbindungen oder deren Mischungen mit Alkalimetallorganylen bzw. Grignardverbindungen oder auch Mischungen mit Alkalimetallsalzen in nur einem definierten Lösemittel oder in definierten Lösemittelgemischen.

Ebenfall möglich ist es, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch direkt alkalisalzhaltige Lösungen von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln oder alkalimetallsalzarme oder -freie Lösungen herzustellen. Die erfindungsgemäß hergestellten diorganomagnesiumhaltige Synthesemittel oder deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen können zur Herstellung zahlreicher zum Teil hochfunktionalisierter Stoffe, wie Pharmazeutika, Naturstoffderivaten, Polymermaterialien, Agrochemikalien, Spezialitäten und Katalysatoren verwendet werden, beispielsweise in Halogen/Metall-Austauschreaktionen oder Metallierungsreaktionen, beispielsweise ortho-Metallierungsreaktionen, oder Transmetallierungsreaktionen, beispielsweise zur Herstellung von Diorganozinkverbindungen oder Organozinkhalogeniden.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch Herstellung einer Grignardverbindungen der allgemeinen Formel RMgX – oder mehrerer Grignardverbindungen R¹MgX, R²MgX und R³MgX – durch Reaktion eines organischen Halogenides RX – oder mehrerer organischer Halogenide R¹X, R²X und R³X – mit Magnesium in Gegenwart von Alkalimetall in Kohlenwasserstoffen oder in Ethern oder in Mischungen aus Kohlenwasserstoffen und Ethern, in denen das Mischungsverhältnis so gewählt ist, dass in der Produktlösung mehr als 2 Moläquivalente Ether pro Mol der magnesiumorganischen Verbindung vorhanden sind, ebenfalls direkt die gewünschten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel oder deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen entstehen. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die allgemeine Reaktionsformel in 10, erläutert, ohne die Erfindung darauf einzuschränken.

Alkalimetall im Sinne der Erfindung ist das reine Alkalimetall als auch dessen Mischungen oder Legierungen mit anderen Alkalimetallen. Als Alkalimetall wird bevorzugt Lithium oder Mischungen oder Legierungen aus Lithium und einem anderen Alkalimetall, bevorzugt Natrium verwendet. Der Gehalt an Lithium in den Mischungen oder Legierungen beträgt zwischen 50 und 99,99 Gew.-%, bevorzugt zwischen 80 und 99,99 Gew.-%, weiterhin bevorzugt zwischen 90 und 99,99 Gew.-%. Es können jedoch auch andere Alkalimetalle eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird am Beispiel nachfolgender Formel näher erläutert (10): 2n M + (n + m) RX + m Mg + (p – m) RMgX → n R₂Mg + n MX

R = organisches Fragment, X = Halogen; M = Lithium oder lithiumhaltige Mischung oder Legierung
RMgX = Grignardverbindung oder Mischung aus x·RMgX und y·R²MgX Grignardverbindungen, wobei x + y = (p – m) und x und y unabhängig voneinander gewählt sind zwischen 0 und (p – m)
RX = organisches Halogenid oder Mischung aus x·R¹X und y·R²X organischen Halogeniden, wobei x + y = (n + m) und x und y unabhängig voneinander gewählt sind zwischen 0 und (n + m)

Das erfindungsgemäße Verfahren wird allgemein wie folgt durchgeführt:
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird Magnesium und Alkalimetall in fester Form oder als Suspension in einem aprotischen organischen Lösemittel oder Lösemittelgemisch vorgelegt. Durch Zugabe eines organischen Halogenides RX – oder mehrerer organischer Halogenide R¹X, R²X und R³X – entstehen die gewünschten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel oder deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen.

In einer zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen in reinen Kohlenwasserstoffen oder reinen Ethern oder Aminen erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform ist das molare Verhältnis der Gesamtmenge an Alkalimetall zu Magnesium n/m, wobei n und m für alle Fälle unabhängig voneinander gewählt sind aus einem Bereich zwischen 0,1 und 4.

In einer zur Herstellung von Mischungen aus Diorganomagnesiumverbindungen und Grignardverbindungen und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform ist n ≤ m und in einer zur Herstellung von Mischungen aus Diorganomagnesiumverbindungen und Alkalimetallorganylen und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen bevorzugten Ausführungsform ist n ≥ m.

In einer zur Herstellung von Diorganomganesiumverbindungen und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform ist das molare Verhältnis der Gesamtmenge an Alkalimetall zu Magnesium bevorzugt zwischen n/m = 2,2 : 1 und n/m = 1 : 2,2.

In einer bei Verwendung von Lösemittelgemischen aus Ethern und Kohlenwasserstoffen erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform ist das molare Verhältnis der Gesamtmenge an Alkalimetall zur Gesamtmenge an Magnesium kleiner oder gleich 2 : 1, bevorzugt zwischen 1 : 1 und 2 : 1. Wird ein Verhältnis kleiner 2 gewählt, entstehen Mischungen von Grignardverbindungen RMgX und Diorganomagnesiumverbindungen R₂Mg und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen.

Zur Herstellung von Mischungen aus Diorganomagnesiumverbindungen und Alkalimetallorganylen und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen in Mischungen aus Kohlenwasserstoffen und Ethern oder Aminen ist in einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform die Menge an Ether oder Amin in der Produktlösung größer als 2 Mol-Äquivalente pro Mol magnesiumorganischer Verbindung, bevorzugt zwischen 2,05 und 100 Mol-Äquivalente pro Mol an magnesiumorganischer Verbindung.

In einer zur Herstellung von gleichartig substituierten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform wird ein organisches Halogenid RX verwendet.

In einer zur Herstellung von unterschiedlich substituierten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln bevorzugten Ausführungsform werden x·R¹X, y·R²X und z·R³X organische Halogenide verwendet, wobei x, y und z unabhängig voneinander gewählt sind zwischen 0 und (n/2 + m) und die Summe aus x + y + z = (n/2 + m) ist.

Diorganomagnesiumhaltige Synthesemittel im Sinne der Erfindung sind Diorganomagnesiumverbindungen R₂Mg bzw. R_x ¹R_y ²Mg und deren Mischungen mit z Grignardverbindungen RMgX bzw. R³MgX oder z Alkalimetallorganylen RM bzw. R³M. Das molare Mischungsverhältnis mit Grignardverbindungen oder Alkalimetallorganylen wird durch z bestimmt, z liegt im Bereich zwischen 0 und 10, bevorzugt zwischen 0 und 4. Die Koeffizienten x und y ergeben in der Summe 2 und liegen unabhängig voneinander im Bereich zwischen 0 und 2. R, R¹, R² und R³ sind unabhängig voneinander gewählt und wie unten stehend definiert.

Je nach verwendetem Lösemittel oder Lösemittelgemisch werden Mischungen von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und Alkalisalzhalogeniden erhalten, die sich im Verhältnis von Alkalisalz und magnesiumorganischer Verbindung unterscheiden.

Bevorzugt werden Metallpulver, Metalldispersion oder Metallgranulat verwendet, besonders bevorzugt Metallpulver oder Metalldispersion.

Bevorzugt werden organische Halogenide RX zu einer Suspension des Alkalimetalls oder zu einer Suspension des Alkalimetalls und Magnesium in einem aprotischen organischen Lösemittel oder Lösemittelgemisch dosiert.

In einer zur Herstellung von etherfreien Lösungen von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln bevorzugten Ausführungsform werden als Lösemittel Kohlenwasserstoffe verwendet.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel in Lösemittelgemischen aus Ethern und Kohlenwasserstoffen werden in einer weiteren Ausführungsform eine oder mehrere verschiedene Grignardverbindungen RMgX in Ethern oder in Gemischen aus Ethern und Kohlenwasserstoffen verwendet. Weiterhin wird das Alkalimetall oder das Alkalimetall und Magnesium bevorzugt in einem aromatischen oder aliphatischen Kohlenwasserstoff suspendiert vorgelegt. Die verwendeten Ether können nach erfolgter Umsetzung durch Methoden des Standes der Technik entfernt werden, beispielsweise durch Destillation bei Normaldruck, bei Unterdruck, durch Vakuumdestillation oder durch Eindampfung. So entstehen alkalimetallsalzarme oder -freie Lösungen von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln.

Zur Herstellung von alkalimetallsalzhaltigen diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln, beispielsweise zur Anwendung in Halogen/Metallaustauschreaktionen oder Metallierungsreaktionen, werden in einer bevorzugten Ausführungsform ausschließlich etherische Lösemittel eingesetzt, wobei cyclische Ether bevorzugt sind und wobei THF und 2-Methyl-THF besonders bevorzugt sind.

Bevorzugt wird das Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln unter Ausschluss von Luft und Feuchtigkeit durchgeführt, bevorzugt in einer Inertgasatmosphäre, besonders bevorzugt in einer Stickstoff- oder Argonatmosphäre.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Temperaturen zwischen –100°C und dem Siedepunkt der Reaktionssuspension durchgeführt werden, bevorzugt wird in einem Temperaturbereich zwischen –15°C und dem Siedepunkt der Reaktionssuspension gearbeitet, besonders bevorzugt zwischen 0°C und 60°C.

Das erfindungsgemäße diorganomagnesiumhaltige Synthesemittel entsteht neben Feststoffen, die in einer bevorzugten Ausführungsform durch Methoden des Standes der Technik abgetrennt werden. Methoden des Standes der Technik sind beispielsweise Dekantation, Filtration oder Zentrifugation. Die so erhaltenen Lösungen von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln sind je nach Lösemittel oder Lösemittelgemisch alkalimetallsalzfrei oder -haltig und können direkt in der organischen oder metallorganischen Synthesechemie eingesetzt werden.

In den Grignardverbindungen der allgemeinen Zusammensetzung RMgX, RMgX, R²MgX und R³MgX und den organischen Halogeniden RX, R¹X, R²X und R³X und den Diorganomagnesiumverbdindungen R₂Mg und R_x ¹R_y ²Mg und deren Mischungen mit Alkalimetallorganylen RM und R³M oder Grignardverbindungen RMgX und R³MgX gilt:

– R, R¹, R² und R³ können gleich oder unterschiedlich ausgewählt sein aus H, gesättigten, ungesättigten, verzweigten, unverzweigten, funktionalisierten, unfunktionalisierten, aliphatischen, cyclischen, heterozyklischen oder aromatischen organischen Fragmenten ausgewählt, R, R¹, R² und R³ können gleich oder unterschiedlich ausgewählt sein aus H, gesättigten, ungesättigten, verzweigten, unverzweigten, funktionalisierten, unfunktionalisierten, aliphatischen, cyclischen, heterozyklischen oder aromatischen organischen Fragmenten, bevorzugt Fragmenten mit 1 bis 80, besonders bevorzugt mit 1 bis 40, ganz besonders bevorzugt mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, und
– R verallgemeinernd auch für R¹, R² und R³ stehen kann, und
– X ausgewählt ist aus Chlor, Brom, Iod, Tosylat oder Triflat, bevorzugt aus Chlor, Brom und Iod, und
– M ein Alkalimetall ist.

Insbesondere können R, R¹, R² und R³ gleich oder unterschiedlich ausgewählt sein aus Methyl-, Ethyl-, Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, Benzyl- und Heteroaryl-Fragmente sowie verzweigte und unverzweigte Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl- Fragmente.

Als aprotische, organische Lösemittel bevorzugt sind aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, Heterozyklen, Ether, Amine, Nitrile oder Mischungen daraus.

Unter den Begriff aliphatische Kohlenwasserstoffe fallen im Sinne der Erfindung cyclische, gesättigte, ungesättigte, verzweigte und unverzweigte Kohlenwasserstoffe. Bevorzugt werden gesättigte oder cyclische, verzweigte oder unverzweigte Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen eingesetzt, besonders bevorzugt n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan oder deren Isomere, Cyclopentan, Cyclohexan und Methylcyclohexan.

Unter den Begriff Ether fallen im Sinne der Erfindung acyclische, cyclische, gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, gleichartig substituierte und unterschiedlich substituierte Ether mit mindestens einem Sauerstoffatom, bevorzugt mit einem bis vier Sauerstoffatomen. Weiterhin bevorzugt als Ether sind Dimethylether, Diethylether, Dibutylether, Dimethoxyethan, Diethoxymethan, Polyethylenglykol, Methyl-tert-butylether, Cyclopentylmethylether, Dioxan, Tetrahydrofuran und 2-Methyltetrahydrofuran und besonders bevorzugt sind THF und 2-Methyl-THF.

Unter den Begriff Amine fallen im Sinne der Erfindung acyclische, cyclische, gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, gleichartig substituierte und unterschiedlich substituierte Amine mit mindestens einem Stickstoffatom, bevorzugt mit einem bis vier Stickstoffatomen, bevorzugt ist N,N-Tetramethylethylendiamin.

Unter den Begriff aromatische Kohlenwasserstoffe fallen im Sinne der Erfindung unsubstituierte, einfach substituierte und mehrfach substituierte aromatische Verbindungen. Bevorzugt eingesetzt werden Benzol, Toluol, Etylbenzol, Cumol und Xylol, sowie deren Isomere.

Unter Heterozyklen sind im Sinne der Erfindung substituierte, unsubstituierte, aromatische, gesättigte und ungesättigte cyclische Verbindung zu verstehen, die im Zyklus aus mindestens vier Kohlenstoffatomen und mindestens einem Atom aus der Gruppe der Heteroatome Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff bestehen, bevorzugt sind vier bis sechs Kohlenstoffatome und eins bis drei Heteroatome, besonders bevorzugt sind Pyridin, THF und 2-Methyltetrahydrofuran.

Gegenstand der Erfindung ist im Einzelnen:

– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen in reinen Kohlenwasserstoffen oder reinen Ethern und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei ein Alkalimetall und Magnesium in fester Form oder als Suspension in einem aprotischen organischen Lösemittel oder Lösemittelgemisch vorgelegt werden und ein organisches Halogenid RX – oder mehrere organische Halogenide R¹X, R²X und R³X einzeln oder zuvor gemischt – zugegeben werden;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen unter Verwendung von Alkalimetallen oder Mischungen oder Legierungen aus Alkalimetallen, wobei die diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel unmittelbar aus den zugegebenen Reagenzien entstehen;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen in reinen Kohlenwasserstoffen oder reinen Ethern und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei das molare Verhältnis der Gesamtmenge an Alkalimetall zu Magnesium n/m ist, wobei n und m unabhängig voneinander gewählt sind aus einem Bereich zwischen 0,1 und 4,
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen in reinen Kohlenwasserstoffen oder reinen Ethern und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei zur Herstellung von Mischungen aus Diorganomagnesiumverbindungen und Grignardverbindungen und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen n ≤ m ist;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen en in reinen Kohlenwasserstoffen oder reinen Ethern und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform zur Herstellung von Mischungen aus Diorganomagnesiumverbindungen und Alkalimetallorganylen und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen n ≥ m ist;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen in Lösemittelgemischen aus Ethern und Kohlenwasserstoffen, wobei das molare Verhältnis der Gesamtmenge an Alkalimetall zur Gesamtmenge an Magnesium kleiner oder gleich 2 : 1 ist, bevorzugt zwischen 1 : 1 und 2 : 1;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen in Lösemittelgemischen aus Ethern oder Aminen und Kohlenwasserstoffen, wobei die Menge an Ether oder Amin in der Produktlösung größer als 2 Mol-Äquivalente pro Mol an diorganomagnesiumhaltigem Synthesemittel ist, bevorzugt zwischen 2,05 und 100 Mol-Äquivalenten pro Mol an diorganomagnesiumhaltigem Synthesemittel;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen in Lösemittelgemischen aus Ethern und Kohlenwasserstoffen oder in reinen Kohlenwasserstoffen oder reinen Ethern und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei zur Herstellung von gleichartig substituierten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln ein organisches Halogenid RX verwendet wird;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen in Lösemittelgemischen aus Ethern und Kohlenwasserstoffen oder in reinen Kohlenwasserstoffen oder reinen Ethern und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei zur Herstellung von unterschiedlich substituierten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln unterschiedliche organische Halogenide R¹X, R²X und R³X verwendet werden, wobei x·R¹X, y·R²X und z·R³X organische Halogenide eingesetzt werden und x, y und z unabhängig voneinander gewählt sind zwischen 0 und (n/2 + m) und die Summe aus x + y + z = (n/2 + m) ist;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen in reinen Kohlenwasserstoffen oder reinen Ethern, wobei zur Herstellung von Diorganomganesiumverbindungen und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen das molare Verhältnis der Gesamtmenge an Alkalimetall zu Magnesium zwischen (n + q)/(m + o) = 2,2 : 1 und (n + q)/(m + o) = 1 : 2,2 beträgt;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei das Alkalimetall in Form von Metallpulver, Metalldispersion oder Metallgranulat verwendet wird, bevorzugt in Form von Metallpulver oder Metalldispersion;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei bevorzugt organische Halogenide RX zu einer Suspension des Alkalimetalls und Magnesium in einem organischen aprotischen Lösemittel oder Lösemittelgemisch dosiert werden;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei unter Alkalimetall Lithium oder Mischungen oder Legierungen, bestehend aus Lithium und einem anderen Alkalimetall, vorzugsweise Natrium zu verstehen sind, wobei der Anteil an Lithium in den Mischungen oder Legierungen zwischen 50 und 99,99 Gew-%, bevorzugt zwischen 80 und 99,99 Gew-%, weiterhin bevorzugt zwischen 90 und 99,99 Gew-% beträgt;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei zur Herstellung von etherfreien Lösungen von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln als Lösemittel bevorzugt Kohlenwasserstoffe verwendet werden;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei zur Herstellung von alkalimetallsalzhaltigen diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln, beispielsweise zur Anwendung in Halogen/Metallaustauschreaktionen oder Metallierungsreaktionen, etherische Lösemittel eingesetzt werden, wobei bevorzugt cyclische Ether und besonders bevorzugt THF und 2-Methyl-THF eingesetzt werden;
– ein Verfahren zur Herstellung diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei die Verfahren unter Ausschluss von Luft und Feuchtigkeit, bevorzugt in einer Inertgasatmosphäre, besonders bevorzugt in einer Stickstoff- oder Argonatmosphäre, durchgeführt werden;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren bei Temperaturen zwischen –100°C und dem Siedepunkt der Reaktionssuspension durchgeführt werden, bevorzugt bei Temperaturen zwischen –15°C und dem Siedepunkt der Reaktionssuspension, besonders bevorzugt zwischen 0°C und 60°C;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei die entsprechenden diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen von ausgefallenen Feststoffen durch Methoden des Standes der Technik, bevorzugt Dekantation, Filtration oder Zentrifugation, abgetrennt werden;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei R, R¹, R² und R³ für alle Fälle unabhängig voneinander aus H, gesättigten, ungesättigten, verzweigten, unverzweigten, funktionalisierten, unfunktionalisierten, aliphatischen, cyclischen, heterozyklischen oder aromatischen organischen Fragmenten ausgewählt, wobei gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, funktionalisierte, unfunktionalisierte, aliphatische, cyclische, heterozyklische oder aromatische organische Fragmente mit 1 bis 80 Kohlenstoffatomen bevorzugt sind, wobei insbesondere gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, funktionalisierte, unfunktionalisierte, aliphatische, cyclische, heterozyklische oder aromatische organische Fragmente mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen bevorzugt sind, wobei gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, funktionalisierte, unfunktionalisierte, aliphatische, cyclische, heterozyklische oder aromatische organische Fragmente mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen besonders bevorzugt sind und wobei verzweigte und unverzweigte Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, Benzyl und Heteroaryl-Fragmente besonders bevorzugt sind, und X gewählt ist aus Chlor, Brom, Iod, Tosylat oder Triflat, bevorzugt aus Chlor, Brom und Iod;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei aprotische, organische Lösemittel verwendet werden;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, Heterozyklen, Ether, Amine, Nitrile oder Mischungen daraus verwendet werden;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei als aliphatische Kohlenwasserstoffe cyclische, gesättigte, ungesättigte, verzweigte und unverzweigte Kohlenwasserstoffe, bevorzugt gesättigte oder cyclische, verzweigte oder unverzweigte Kohlenwasserstoffe mit 5-20 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden, besonders bevorzugt n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan oder deren Isomere, Cyclopentan, Cyclohexan und Methylcyclohexan;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei, als Ether cyclische, gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, gleichartig substituierte und unterschiedlich substituierte Ether mit mindestens einem Sauerstoffatom eingesetzt werden, bevorzugt mit einem bis vier Sauerstoffatomen, besonders bevorzugt Dimethylether, Diethylether, Dibutylether, Dimethoxyethan, Diethoxymethan, Methyl-tert-butylether, Polyethylenglykol, Cyclopentylmethylether, Dioxan, Tetrahydrofuran und 2-Methyltetrahydrofuran;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei als Amine cyclische, aliphatische, gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, gleichartig substituierte und unterschiedlich substituierte Amine mit mindestens einem Stickstoffatom, bevorzugt mit einem bis vier Stickstoffatomen, eingesetzt werden, besonders bevorzugt ist N,N-Tetramethylethylendiamin;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei als aromatische Kohlenwasserstoffe unsubstituierte, einfach substituierte und mehrfach substituierte aromatische Verbindungen eingesetzt werden, bevorzugt Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Cumol und/oder Xylole oder deren Isomere;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei als Heterozyklen substituierte, unsubstituierte, aromatische, gesättigte und ungesättigte cyclische Verbindung eingesetzt werden, die im Zyklus aus mindestens vier Kohlenstoffatomen, bevorzugt vier bis sechs Kohlenstoffatome, und mindestens einem Atom; bevorzugt ein bis drei Atome, aus der Gruppe der Heteroatome Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff bestehen, wobei besonders bevorzugt sind THF, 2-Methyl-THF und Pyridin;
– ein Verfahren zur Herstellung diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei die Verfahren unter Ausschluss von Luft und Feuchtigkeit, bevorzugt in einer Inertgasatmosphäre, besonders bevorzugt in einer Stickstoff- oder Argonatmosphäre, durchgeführt werden;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren bei Temperaturen zwischen –100°C und dem Siedepunkt der Reaktionssuspension durchgeführt werden, bevorzugt bei Temperaturen zwischen –15°C und dem Siedepunkt der Reaktionssuspension, besonders bevorzugt zwischen 0°C und 60°C;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei die entsprechenden diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen von ausgefallenen Feststoffen durch Methoden des Standes der Technik, bevorzugt Dekantation, Filtration oder Zentrifugation, abgetrennt werden;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei R, R¹, R² und R³ für alle Fälle unabhängig voneinander aus H, gesättigten, ungesättigten, verzweigten, unverzweigten, funktionalisierten, unfunktionalisierten, aliphatischen, cyclischen, heterozyklischen oder aromatischen organischen Fragmenten ausgewählt, wobei gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, funktionalisierte, unfunktionalisierte, aliphatische, cyclische, heterozyklische oder aromatische organische Fragmente mit 1 bis 80 Kohlenstoffatomen bevorzugt sind, wobei insbesondere gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, funktionalisierte, unfunktionalisierte, aliphatische, cyclische, heterozyklische oder aromatische organische Fragmente mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen bevorzugt sind, wobei gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, funktionalisierte, unfunktionalisierte, aliphatische, cyclische, heterozyklische oder aromatische organische Fragmente mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen besonders bevorzugt sind und wobei verzweigte und unverzweigte Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, Benzyl und Heteroaryl-Fragmente besonders bevorzugt sind, und X gewählt ist aus Chlor, Brom, Iod, Tosylat oder Triflat, bevorzugt aus Chlor, Brom und Iod;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei aprotische, organische Lösemittel verwendet werden;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, Heterozyklen, Ether, Amine, Nitrile oder Mischungen daraus verwendet werden;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei als aliphatische Kohlenwasserstoffe cyclische, gesättigte, ungesättigte, verzweigte und unverzweigte Kohlenwasserstoffe, bevorzugt gesättigte oder cyclische, verzweigte oder unverzweigte Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden, besonders bevorzugt n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan oder deren Isomere, Cyclopentan, Cyclohexan und Methylcyclohexan;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei, als Ether cyclische, gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, gleichartig substituierte und unterschiedlich substituierte Ether mit mindestens einem Sauerstoffatom eingesetzt werden, bevorzugt mit einem bis vier Sauerstoffatomen, besonders bevorzugt Dimethylether, Diethylether, Dibutylether, Dimethoxyethan, Diethoxymethan, Methyl-tert-butylether, Polyethylenglykol, Cyclopentylmethylether, Dioxan, Tetrahydrofuran und 2-Methyltetrahydrofuran;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei als Amine cyclische, aliphatische, gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, gleichartig substituierte und unterschiedlich substituierte Amine mit mindestens einem Stickstoffatom, bevorzugt mit einem bis vier Stickstoffatomen, eingesetzt werden, besonders bevorzugt ist N,N-Tetramethylethylendiamin;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei als aromatische Kohlenwasserstoffe unsubstituierte, einfach substituierte und mehrfach substituierte aromatische Verbindungen eingesetzt werden, bevorzugt Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Cumol und/oder Xylole oder deren Isomere;
– ein Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, wobei als Heterozyklen substituierte, unsubstituierte, aromatische, gesättigte und ungesättigte cyclische Verbindung eingesetzt werden, die im Zyklus aus mindestens vier Kohlenstoffatomen, bevorzugt vier bis sechs Kohlenstoffatome, und mindestens einem Atom; bevorzugt ein bis drei Atome, aus der Gruppe der Heteroatome Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff bestehen, wobei besonders bevorzugt sind THF, 2-Methyl-THF und Pyridin;
– ein Verfahren zur Herstellung von gleichartig oder unterschiedlich substituierten Dialkyl-, Dialkenyl-, Dialkinyl-, Diaryl-, Diheteroaryl-, Alkylalkenyl-, Alkylalkinyl-, Alkylaryl-, Alkylheteroaryl-, Alkenylalkinyl-, Alkenylaryl-, Alkenylheteroaryl-, Alkinylaryl- oder Alkinylheteroarylmagnesiumverbindungen oder deren Mischungen mit Alkalisalzen, Grignardverbindungen RMgX oder lithiumorganischen Verbindungen RLi;
– ein Verfahren zur Herstellung von gleichartig oder unterschiedlich substituierten Di-n-Alkyl-, Di-sec-Alkyl-, Di-iso-Alkyl-, Di-tert-Alkyl-, Di-cycloalkyl-, Di-aryl- und Di-heteroaryl-magnesiumverbindungen oder deren Mischungen mit Alkalisalzen, Grignardverbindungen RMgX oder lithiumorganischen Verbindungen RLi;
– ein Verfahren zur Herstellung von Dimethylmagnesium, Diethylmagnesium, Di-iso-propylmagnesium, Di-n-propylmagnesium, Di-n-Butylmagnesium, Di-sec-butylmagnesium, Di-iso-butylmagnesium, Di-tert-butylmagnesium, Di-cyclo-propylmagnesium, Di-cyclo-pentylmagnesium, Di-cyclo-hexylmagnesium, Di-n-pentylmagnesium, Di-n-hexylmagnesium, Diphenylmagnesium, Dibenzylmagnesium, n-Butyl-n-ocytlmagnesium, n-Butyl-ethylmagnesium, s-Butyl-ethylmagnesium oder s-Butyl-n-Butylmagnesium oder deren Mischungen mit Alkalisalzen, Grignardverbindungen RMgX oder lithiumorganischen Verbindungen RLi;
– die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel und deren Mischungen mit Alkalisalzen in der Synthesechemie;
– die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel und deren Mischungen mit Alkalisalzen in der organischen Chemie und metallorganischen Chemie;
– die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel und deren Mischungen mit Alkalisalzen in Halogen/Metall-Austauschreaktionen;
– die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel und deren Mischungen mit Alkalisalzen in Metallierungsreaktionen, bevorzugt in ortho-Metallierungsreaktionen;
– die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel und deren Mischungen mit Alkalisalzen in Transmetallierungsreaktionen;
– die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel und deren Mischungen mit Alkalisalzen zur Herstellung von Organozinkhalogeniden oder Diorganozinkverbindungen;
– die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemittel und deren Mischungen mit Alkalisalzen zur Herstellung von Magnesiumalkoholaten und Magnesiumhalogeniden;
– eine Diorganomagnesiumverbindung R_x ¹R_y ²Mg als Lösung in einem etherhaltigen Lösemittel, wobei sie im Gemisch mit Lithiumhalogeniden und/oder Grignardverbidnungen RMgX und/oder Alkalimetallorganylen RM vorliegt und das Molverhältnis von Diorganomagnesiumverbindungen und Lithiumhalogenid zwischen 1 : 0,1 bis 1 : 2 beträgt und das molare Mischungsverhältnis von Diorganomagnesiumverbindung und Grignardverbindung bzw. Alkalimetallorganyl zwischen 1 : 0,15 und 1 : 4 beträgt und die Summe x + y = 2 ist und x und y unabhängig voneinander aus dem Bereich zwischen 0 und 2 gewählt sind;
– eine Lösung von Diorganomagnesiumverbindungen R_x ¹R_y ²Mg und Lithiumhalogeniden, ausgewählt aus der Gruppe Lithiumchlorid, Lithiumbromid und Lithiumiodid, in einem tetrahydrofuran- oder 2-methyltetrahydrofuranhaltigen Lösemittel, und deren Mischungen mit Grignardverbindungen RMgX oder Alkalimetallorganylen RM, wobei R, R¹ und R² unabhängig voneinander aus sekundären Alkylgruppen gewählt ist, bevorzugt sec-butyl, iso-propyl, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl und das Molverhältnis von R_x ¹R_y ²Mg und dem Lithiumhalogenid im Bereich zwischen 1 : 0,1 und 1 : 2 liegt und das molare Mischungsverhältnis von Diorganomagnesiumverbindung und Grignardverbindung bzw. Alkalimetallorganyl zwischen 1 : 0,15 und 1 : 4 beträgt und die Summe x + y = 2 ist und x und y unabhängig voneinander aus dem Bereich zwischen 0 und 2 gewählt sind;
– eine Lösung von Diorganomagnesiumverbindungen R_x ¹R_y ²Mg und Lithiumhalogeniden, ausgewählt aus der Gruppe Lithiumchlorid, Lithiumbromid und Lithiumiodid, in einem tetrahydrofuran- oder 2-methyltetrahydrofuranhaltigen Lösemittel, und deren Mischungen mit Grignardverbindungen RMgX oder Alkalimetallorganylen RM, wobei R, R¹ und R² unabhängig voneinander gewählt aus methyl, ethyl, iso-propyl, n-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, phenyl, benzyl und das Molverhältnis von R_x ¹R_y ²Mg und dem Lithiumhalogenid im Bereich zwischen 1 : 0,1 und 1 : 2 liegt und das molare Mischungsverhältnis von Diorganomagnesiumverbindung und Grignardverbindung bzw. Alkalimetallorganyl zwischen 1 : 0,15 und 1 : 4 beträgt und die Summe x + y = 2 ist und x und y unabhängig voneinander aus dem Bereich zwischen 0 und 2 gewählt sind;
– eine Lösung von Diorganomagnesiumverbindungen R_x ¹R_y ²Mg und Lithiumhalogeniden, ausgewählt aus der Gruppe Lithiumchlorid, Lithiumbromid und Lithiumiodid, in Tetrahydrofuran oder 2-Methyltetrahydrofuran und deren Mischungen mit Grignardverbindungen RMgX oder Alkalimetallorganylen RM, wobei R, R¹ und R² unabhängig voneinander gewählt aus methyl, ethyl, iso-propyl, n-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, phenyl, benzyl und das Molverhältnis von R_x ¹R_y ²Mg und dem Lithiumhalogenid im Bereich zwischen 1 : 0,1 und 1 : 2 liegt und das molare Mischungsverhältnis von Diorganomagnesiumverbindung und Grignardverbindung bzw. Alkalimetallorganyl zwischen 1 : 0,15 und 1 : 4 beträgt und die Summe x + y = 2 ist und x und y unabhängig voneinander aus dem Bereich zwischen 0 und 2 gewählt sind.
– eine Lösung von Diorganomagnesiumverbindungen R_x ¹R_y ²Mg und Lithiumhalogeniden, ausgewählt aus der Gruppe Lithiumchlorid, Lithiumbromid und Lithiumiodid, in Lösemittelgemischen aus Kohlenwasserstoffen und Ethern und deren Mischungen mit Grignardverbindungen RMgX oder Alkalimetallorganylen RM, wobei R, R¹ und R² unabhängig voneinander gewählt sind aus methyl, ethyl, iso-propyl, n-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, phenyl, benzyl und das Molverhältnis von R_x ¹R_y ²Mg und dem Lithiumhalogenid im Bereich zwischen 1 : 0,05 und 1 : 2 liegt und das molare Mischungsverhältnis von Diorganomagnesiumverbindung und Grignardverbindung bzw. Alkalimetallorganyl zwischen 1 : 0,05 und 1 : 4 beträgt und die Summe x + y = 2 ist und x und y unabhängig voneinander aus dem Bereich zwischen 0 und 2 gewählt sind und wobei das Molverhältnis von Ether zu Diorganomagnesiumverbindung zwischen 0,02 : 1 und 50 : 1 beträgt;
– eine Lösung von Diorganomagnesiumverbindungen R_x ¹R_y ²Mg und Lithiumhalogeniden, ausgewählt aus der Gruppe Lithiumchlorid, Lithiumbromid und Lithiumiodid, in Lösungsmittelgemischen aus Dimethylether, Diethylether, Dibutylether, Methyl-tert-Butylether, Cyclopentylmethylether, Tetrahydrofuran oder 2-Methyltetrahydrofuran und Toluol, Cumol, Xylole, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Cyclohexan oder Methylcyclohexan und deren Mischungen mit Grignardverbindungen RMgX oder Alkalimetallorganylen RM, wobei R, R¹ und R² unabhängig voneinander gewählt sind aus methyl, ethyl, iso-propyl, n-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, cyclopropyl, benzyl und das Molverhältnis von cyclopentyl, cyclohexyl, phenyl, R_x ¹ R_y ²Mg und dem Lithiumhalogenid im Bereich zwischen 1 : 0,05 und 1 : 2 liegt und das molare Mischungsverhältnis von Diorganomagnesiumverbindung und Grignardverbindung bzw. Alkalimetallorganyl zwischen 1 : 0,05 und 1 : 4 beträgt und die Summe x + y = 2 ist und x und y unabhängig voneinander aus dem Bereich zwischen 0 und 2 gewählt sind und wobei das Molverhältnis von Ether zu Diorganomagnesiumverbindung zwischen 0,02 : 1 und 50 : 1 beträgt.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele erläutert, ohne sie darauf einzuschränken.
Zur Verdeutlichung der Effizienz des Verfahrens wurde die Herstellung von Di-sec-butylmagnesium und dessen Mischungen mit sec-BuLi bzw. sec-BuMgCl und LiCl gewählt. Eine technische Herstellung dieser Verbindung beispielsweise durch oxidative Addition von zwei Äquivalenten sec-Butylchlorid an Magnesium führt wie beschrieben zu β-H-Eliminierung und verschiedenen Nebenprodukten. Zudem sind hohe Verfahrenstemperaturen und lange Reaktionszeiten nötig. Versuche zur Herstellung von (sec-Bu)₂Mg durch Transmetallierung mit sec-BuLi führen zu Lösemittelgemischen. Will man direkt Lithiumchlorid-haltige Lösungen durch Umsetzung von sec-BuMgCl mit sec-BuLi erhalten ist das Arbeiten mit nur bedingt stabilem sec-BuLi-Konzentrat nötig, dass außerdem noch pyrophor ist. Wird die Synthese von sec-Bu₂Mg/LiCl-Mischungen mit sec-BuMgCl und sec-BuLi-Konzentrat in THF beispielsweise bei 0°C durchgeführt, wird zudem noch THF-Spaltung beobachtet, so dass die Produktlösung mit Verunreinigungen kontaminiert ist.
Alle Versuche wurden in einer Argon-Atmossphäre unter Verwendung von Schlenk-Techniken durchgeführt. Es wurden technische Rohstoffe eingesetzt. Der genaue Gehalt und die Zusammensetzung der Chargen wurden nassanalytisch bestimmt. An Lithium wurde Lithiummetall mit unterschiedlichem Natriumanteil verwendet. Der Gehalt an Natrium ist in Tabelle 1 angegeben.
Die Versuchsparameter, Analysenergebnisse und Auswertungen der Beispiele zur erfindungsgemäßen Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln sind in Tabellen 1 und 2 zusammengefasst. In den Beispielen ist R = sec-Butyl. Soweit angegeben, wurden während der Reaktion Proben entnommen und nassanalytisch untersucht. Dies wurde bei der Bestimmung der Ausbeute nicht berücksichtigt, so dass im Falle von Probenahmen die in den Tabellen angegebenen Ausbeuten je nach Anzahl der Proben niedriger ausfallen.
Der Gehalt an Magnesium wurde komplexometrisch, der Gehalt an Chlorid argentometrisch und der Gehalt an Totalbase acidimetrisch nach Hydrolyse bestimmt. Die Aktivbase wurde nach Watson-Eastham mit 2,2'-Bichinolin als Indikator bestimmt.
Beispiele 1 bis 6: Diorganomagnesiumhaltige Synthesemittel über Magnesium, Alkalimetall und sec-Butylchlorid, nach 10:
Allgemeine Vorgehensweise erläutert anhand von Beispiel 1:
In einem 0,5-l-Doppelmantelreaktor werden 4,76 g, 686 mmol Lithium-Dispersion und 10,27 g, 422 mmol Magnesium in 312 g THF suspendiert. Zu dieser Suspension werden 6,05 g, 13,0 mmol sec-BuMgCl-Lösung (OH = 2,15 mmol/g) gegeben und die Mischung ca. 5 Minuten gerührt. Bei 30°C werden 60,17 g, 650 mmol sec-BuCl innerhalb von ca. 170 Minuten dosiert. Sofort bei Beginn der Dosierung ist ein Exotherm festzustellen. Nach 120 Minuten Nachreaktionszeit bei 30°C und Abkühlen auf Raumtemperatur wird die braune Suspension filtriert. Der Rückstand wird mit THF gewaschen und am Vakuum getrocknet.
Ausbeute Urlösung: 324,89 g einer bräunlichen Lösung.
Die Beispiele 2 bis 6 werden analog zu Beispiel 1 gemäß den Versuchsparametern in Tabelle 1 durchgeführt. Die Versuchsparameter und Ergebnisse sind in Tabellen 1 und 2 zusammengefasst.
Durch GC/MS-Untersuchungen und ¹H-NMR-Messungen wurde die Identität der isolierten Produkte bestätigt.
Tabelle 2: Zusammensetzung der Produktlösungen in den Beispielen 1 bis 6

Claims

Verfahren zur Herstellung von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Alkalimetall oder Mischungen oder Legierungen aus Alkalimetallen, Magnesium und ein organisches Halogenid der allgemeinen Formel RX oder mehrere organische Halogenide der allgemeinen Formeln R¹X, R²X und R³X miteinander umgesetzt werden, wobei gilt: – R, R¹, R² und R³ können gleich oder unterschiedlich ausgewählt sein aus H, gesättigten, ungesättigten, verzweigten, unverzweigten, funktionalisierten, unfunktionalisierten, aliphatischen, cyclischen, heterozyklischen oder aromatischen organischen Fragmenten, bevorzugt Fragmenten mit 1 bis 80, besonders bevorzugt mit 1 bis 40, ganz besonders bevorzugt mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, und – X ausgewählt ist aus Chlor, Brom, Iod, Tosylat oder Triflat, bevorzugt aus Chlor, Brom und Iod.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R, R¹, R² und R³ können gleich oder unterschiedlich ausgewählt sein aus Methyl-, Ethyl-, Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, Benzyl- und Heteroaryl-Fragmente sowie verzweigte und unverzweigte Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-Fragmente.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkalimetall Lithium oder Mischungen oder Legierungen, bestehend aus Lithium und einem anderen Alkalimetall, vorzugsweise Natrium, ist, wobei der Anteil an Lithium in den Mischungen oder Legierungen zwischen 50 und 99,99 Gew.-%, bevorzugt zwischen 80 und 99,99 Gew.-%, weiterhin bevorzugt zwischen 90 und 99,99 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkalimetall und das Magnesium in fester Form oder als Suspension in einem aprotischen organischen Lösemittel oder Lösemittelgemisch vorgelegt werden und ein organisches Halogenid RX – oder mehrere organische Halogenide R¹X, R²X und R³X einzeln oder zuvor gemischt – zugegeben werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis der Gesamtmenge an Alkalimetall zu Magnesium n/m ist, wobei n und m unabhängig voneinander gewählt sind aus einem Bereich zwischen 0,1 und 4.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von Mischungen aus Diorganomagnesiumverbindungen und Grignardverbindungen und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen n ≤ m ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von Mischungen aus Diorganomagnesiumverbindungen und Alkalimetallorganylen und deren Mischungen mit Alkalimetallsalzen n ≥ m ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis der Gesamtmenge an Alkalimetall zur Gesamtmenge an Magnesium kleiner oder gleich 2 : 1 ist, bevorzugt zwischen 1 : 1 und 2 : 1.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von gleichartig substituierten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln ein organisches Halogenid RX verwendet wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von unterschiedlich substituierten diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln unterschiedliche organische Halogenide R¹X, R²X und R³X verwendet werden, wobei x·R¹X, y·R²X und z·R³X organische Halogenide eingesetzt werden und x, y und z unabhängig voneinander gewählt sind zwischen 0 und (n/2 + m) und die Summe aus x + y + z = (n/2 + m) ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis der Gesamtmenge an Alkalimetall zu Magnesium zwischen (n + q)/(m + o) = 2,2 : 1 und (n + q)/(m + o) = 1 : 2,2 beträgt.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkalimetall in Form von Metallpulver, Metalldispersion oder Metallgranulat verwendet wird, bevorzugt in Form von Metallpulver oder Metalldispersion.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass aprotische, organische Lösemittel verwendet werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Halogenide RX zu einer Suspension des Alkalimetalls und Magnesium in einem organischen aprotischen Lösemittel oder Lösemittelgemisch dosiert werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von etherfreien Lösungen von diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln als Lösemittel bevorzugt Kohlenwasserstoffe verwendet werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, Heterozyklen, Ether, Amine, Nitrile oder Mischungen daraus verwendet werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als aliphatische Kohlenwasserstoffe cyclische, gesättigte, ungesättigte, verzweigte und unverzweigte Kohlenwasserstoffe, bevorzugt gesättigte oder cyclische, verzweigte oder unverzweigte Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden, besonders bevorzugt n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan oder deren Isomere, Cyclopentan, Cyclohexan und Methylcyclohexan.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als aromatische Kohlenwasserstoffe unsubstituierte, einfach substituierte und mehrfach substituierte aromatische Verbindungen eingesetzt werden, bevorzugt Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Cumol und/oder Xylole oder deren Isomere.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Ether cyclische, gesättigte, ungesättigte, verzweigte, unverzweigte, gleichartig substituierte und unterschiedlich substituierte Ether mit mindestens einem Sauerstoffatom eingesetzt werden, bevorzugt mit einem bis vier Sauerstoffatomen, besonders bevorzugt Dimethylether, Diethylether, Dibutylether, Dimethoxyethan, Diethoxymethan, Methyl-tert-butylether, Polyethylenglykol, Cyclopentylmethylether, Dioxan, Tetrahydrofuran und 2-Methyltetrahydrofuran.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von alkalimetallsalzhaltigen diorganomagnesiumhaltigen Synthesemitteln etherische Lösemittel eingesetzt werden, bevorzugt cyclische Ether, besonders bevorzugt THF und 2-Methyl-THF.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass es bei Temperaturen zwischen –100°C und dem Siedepunkt der Reaktionssuspension, bevorzugt bei Temperaturen zwischen –15°C und dem Siedepunkt der Reaktionssuspension, besonders bevorzugt zwischen 0°C und 60°C durchgeführt wird.
Synthesemittel, das eine Diorganomagnesiumverbindung R_x ¹R_y ²Mg als Lösung in einem aprotischen organischen Lösemittel oder Lösemittelgemisch enthält, herstellbar nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 21.
Synthesemittel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Diorganomagnesiumverbindung um eine Dialkyl-, Dialkenyl-, Dialkinyl-, Diaryl-, Diheteroaryl-, Alkylalkenyl-, Alkylalkinyl-, Alkylaryl-, Alkylheteroaryl-, Alkenylalkinyl-, Alkenylaryl-, Alkenylheteroaryl-, Alkinylaryl- oder Alkinylheteroarylmagnesiumverbindung, bevorzugt um eine Di-n-Alkyl-, Di-sec-Alkyl-, Di-iso-Alkyl-, Di-tert-Alkyl-, Di-cycloalkyl-, Di-aryl- und Di-heteroarylmagnesiumverbindung, besonders bevorzugt um Diethylmagnesium, Di-iso-propylmagnesium, Di-n-propylmagnesium, Di-n-Butylmagnesium, Di-sec-butylmagnesium, Di-iso-butylmagnesium, Di-tert-butylmagnesium, Di-cyclo-propylmagnesium, Di-cyclo-pentylmagnesium, Di-cyclo-hexylmagnesium, Di-n-pentylmagnesium, Di-n-hexylmagnesium, Diphenylmagnesium, Dibenzylmagnesium, n-Butyl-n-ocytlmagnesium, n-Butyl-ethylmagnesium, s-Butyl-ethylmagnesium oder s-Butyl-n-butylmagnesium handelt.
Verwendung des Synthesemittels nach Anspruch 22 oder 23 in der Synthesechemie, bevorzugt in der organischen Chemie und metallorganischen Chemie.
Verwendung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Synthesemittel in Halogen/Metall-Austauschreaktionen, in Metallierungsreaktionen, bevorzugt in ortho-Metallierungsreaktionen, in Transmetallierungsreaktionen, zur Herstellung von Organozinkhalogeniden oder Diorganozinkverbindungen, Magnesiumalkoholaten oder Magnesiumhalogeniden eingesetzt wird.