EP3820835A1 - Stabile alkaliamidlösungen und verfahren zur ihrer herstellung - Google Patents

Stabile alkaliamidlösungen und verfahren zur ihrer herstellung

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EP3820835A1
EP3820835A1 EP19736638.8A EP19736638A EP3820835A1 EP 3820835 A1 EP3820835 A1 EP 3820835A1 EP 19736638 A EP19736638 A EP 19736638A EP 3820835 A1 EP3820835 A1 EP 3820835A1
Authority
EP
European Patent Office
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methyltetrahydropyran
alkali metal
molar ratio
solutions
solvent
Prior art date
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Pending
Application number
EP19736638.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Dawidowski
Annika Hörberg
Uwe Lischka
Theresa SCHMIDT
Johannes KLÖSENER
Ulrich Wietelmann
Peter Rittmeyer
Stefan SCHNIPPERING
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.)
Albemarle Germany GmbH
Original Assignee
Albemarle Germany GmbH
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 Albemarle Germany GmbH filed Critical Albemarle Germany GmbH
Publication of EP3820835A1 publication Critical patent/EP3820835A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F1/00—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
    • C07F1/02—Lithium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/01—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C211/02—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
    • C07C211/03—Monoamines
    • C07C211/07—Monoamines containing one, two or three alkyl groups, each having the same number of carbon atoms in excess of three
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/82—Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives
    • C07C209/90—Stabilisation; Use of additives

Definitions

  • Ether-based solvents are among the most important industrially used
  • cyclic tetrahydrofuran has established itself as one of the most important aprotic donor solvents for reactions using salt-like, basic and organometallic reagents. It has good ones
  • Lithium powder and THF react exothermically depending on the lithium concentration from 100-120 ° C ("tone set").
  • the decomposition energy released is in the
  • the invention has as its object alkali amide solutions, in particular
  • alkali metal amides MNR 1 R 2 where M is an alkali metal selected from Li, Na, K, Rb, Cs; R 1 and R 2 independently of one another are linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms or they are together a cycloalkyl radical, the alkali metal amides in
  • M is preferably lithium and R 1 and R 2 are isopropyl groups.
  • the strongly basic reagent is then lithium diisopropylamide (LDA). It is particularly preferred that the solvent mixture in addition to 4-methyltetrahydropyran at least one liquid at room temperature
  • Contains hydrocarbon and the molar ratio between the alkali metal amide LDA and 4-methyltetrahydropyran is preferably between 1: 0.5 to 1: 3.
  • the preparation is in methyltetrahydropyran or in a
  • Solvent mixture containing methyltetrahydropyran i.e. instead of THF, a solvent with a similarly good solvency but significantly improved stability to alkali metals and metal dialkylamides is used.
  • the molar ratio between metal dialkylamide and methyltetrahydropyran is at least 0.5: 1, preferably at least 1: 1.
  • a solvent is a
  • Methyltetrahydropyran particularly preferably 4-methyltetrahydropyran (4-MTHP), used.
  • 4-MTHP boils at 105 ° C and has only a very low solubility in water (1.5%). In comparison to the water-miscible THF, the low water solubility enables easy product isolation
  • methyltetrahydropyrans in particular 4-MTHP, have a significantly improved thermal stability towards alkali metals and alkali amide bases. This effect comes as a surprise to a person skilled in the art because methyltetrahydropyrans have an at least comparable polarity and thus a similarly strong donicity to THF and the same
  • Structural elements i.e. CO bonds that are in principle susceptible to bases, are contained in a ring system.
  • R 1 and R 2 are preferably selected from the group consisting of: methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, octyl, decyl, 2-ethylhexyl, cyclopentyl, cyclohexyl.
  • Cyclic amides are preferably metal piperidides, in particular the metal 2,2,6,6-tetramethylpiperidide. The metal is preferably selected from lithium and sodium. In a preferred embodiment, only solvents are used
  • Methyltetrahydropyrans especially only 4-methyltetrahydropyran used.
  • Mixtures of at least one methyltetrahydropyran and at least one hydrocarbon solvent are particularly preferably used as solvents.
  • Aliphatic, cycloaliphatic or aromatic compounds are preferred as the hydrocarbon, either alone or as a mixture of several
  • At least one compound is selected as the hydrocarbon from the group consisting of pentanes, hexanes, heptanes, octanes, decanes,
  • Cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes and / or cumene are used.
  • the alkali amide solution according to the invention contains the partially hydrogenated form of this hydrogen acceptor in the amount determined by the synthesis stoichiometry.
  • the hydrogenated hydrogen acceptor is, for example, ethylbenzene when styrene is used or 2-methyl-2-butene when isoprene is used.
  • the alkali metal is preferably used in powder form or as granules with grain sizes ⁇ 100 ml or ⁇ 10 mm.
  • the molar ratio between alkali metal and methyltetrahydropyran is preferably 1: 0.5 to 1: 3.
  • Hydrogen acceptor A selected from the group consisting of a-aryl olefins or 1, 3-diene with 4 to 12 carbon atoms added.
  • the hydrogen acceptor A is particularly preferably selected from the group consisting of: styrene, a-methylstyrene, butadiene, isoprene or 1,3-cyclohexadiene and is preferably in a molar ratio of 0.3 to 0.6: 1, based on the one used
  • reaction temperature is between 0 and 200 ° C., preferably 20 to 110 ° C.
  • the improved stability properties are first demonstrated using the ether solvent / lithium metal system as an example.
  • thermochemical tests were carried out using the RADEX system from Systag / Switzerland.
  • Mixtures of 0.09 g lithium metal powder with particle size ⁇ 100 ml and 1.8 g ether solvent were filled under argon protective gas into steel autoclaves and heated to a final temperature of 250 ° C. While the mixture of Li and THF decomposes strongly exothermically from a temperature of approx. 80 ° C (peak temperature 150 ° C, heat of decomposition -150 J / g), no exotherm can be observed in the case of the mixture with 4-MTHP. Rather, a weak endotherm is registered at an oven temperature of around 190 ° C, which can be attributed to the melting of the metallic lithium. This means that the lithium metal / 4-MTHP system is much more stable and therefore
  • alkali amides are prepared in a manner similar to that known from the process using THF (see US 4,595,779): either by direct
  • M is an alkali metal selected from Li, Na, K, Rb, Cs;
  • R 1 and R 2 are, independently of one another, linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 8 C atoms or they together represent a cycloalkyl radical
  • Hydrogen acceptor A means an a-aryl olefin or a 1,3-diene with 4 to 12 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 are particularly preferred and independently of one another: methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, octyl, decyl, 2- Ethylhexyl, cyclopentyl, cyclohexyl.
  • Piperidine and 2,2,6,6-tetramethylpiperidine are preferably used as cyclic amines.
  • Preferred hydrogen acceptors are styrene, ⁇ -methylstyrene, butadiene, isoprene and 1,3-cyclohexadiene.
  • the hydrogen acceptor is preferably used in a molar ratio of 0.3 to 0.6: 1 based on the amount of amine used.
  • the alkali metal is preferably used either in powder form or as granules with grain sizes ⁇ 100 ml or ⁇ 10 mm.
  • Methyltetrahydropyran particularly preferably pure 4-methyltetrahydropyran can be used. However, mixtures of one are preferred
  • Room temperature liquid hydrocarbon and a methyltetrahydropyran used.
  • Aliphatic, cycloaliphatic or aromatic compounds either in pure form or in a mixture, can be used as the hydrocarbon.
  • Particularly preferred aliphatics are: pentanes, hexanes, heptanes, octanes and decanes, preferred cycloaliphatics are cyclohexane and methylcyclohexane, preferred aromatics are benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes and cumene.
  • the mixing ratio between methyltetrahydropyran and hydrocarbons can be between 10: 1 to 1:10 (the numbers represent weight ratios).
  • Molar ratio between alkali metal and methyltetrahydropyran is preferably 1: 0.5 to 1: 3.
  • reaction can also be carried out at higher levels
  • Temperatures are carried out using liquid alkali metals.
  • the latter process control is particularly preferred for the low-melting alkali metals sodium, potassium, rubidium and cesium.
  • the reaction temperature is generally between 0 and 200 ° C, preferably 20 to 110 ° C.
  • the alkali metal amide solutions prepared by the process according to the invention in a solvent containing methyltetrahydropyran or a hydrocarbon-containing solvent mixture preferably have a concentration of at least 0.3 mol / kg, particularly preferably at least 0.5 mol / kg.
  • the molar ratio between the alkali metal amide and the methyltetrahydropyran is preferably between 1: 0.5 and 1: 3.
  • a solution of lithium diisopropylamide (LDA) in a mixture of at least one methyltetrahydropyran and at least one hydrocarbon is particularly preferred.
  • the process products produced according to the invention are used as bases in organic synthesis, for example for selective enolizations.
  • Fig. 1 The thermal behavior (Radex test) of a mixture of 0.09 g Li powder and 1.8 g THF
  • Fig. 2 The thermal behavior (Radex test) of a mixture of 0.09 g Li powder and 1.8 g 4-MTHP
  • the reaction mixture is then filtered through a glass frit. 251 g of a clear yellowish product solution were obtained.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Gegenstand der Erfindung sind Lösungen von Alkalimetallamiden MNR1R2, wobei M ein Alkalimetall, ausgewählt aus Li, Na, K, Rb, Cs ist; R1 und R2 unabhängig voneinander lineare, verzweigte oder zyklische Alkylgruppen mit 1 bis 8 C-Atomen oder gemeinsam ein Cycloalkylrest sind, wobei die Alkalimetallamide in Methyltetrahydropyran oder in einem Methyltetrahydropyran haltigen Lösemittelgemisch vorliegen sowie Verfahren zu deren Herstellung.

Description

Stabile Alkaliamidlösungen und Verfahren zu ihrer Herstellung Stand der Technik
Etherbasierte Lösungsmittel gehören zu den wichtigsten industriell genutzten
Prozeßlösungsmitteln. In zahlreichen organischen Reaktionen werden sie aufgrund ihres guten Lösungsvermögens und der Donorwirkung als Lösungsmittel eingesetzt.
Neben Diethylether hat sich das zyklische Tetrahydrofuran als eines der wichtigsten aprotischen Donorlösungsmittel für Umsetzungen unter Verwendung salzartiger, basischer und organometallischer Reagenzien durchgesetzt. Es besitzt gute
Lösungseigenschaften und wird als weitgehend inert betrachtet. Bei der Verwendung stärkerer Nukleophile muss allerdings mit Etherspaltung gerechnet werden. Deshalb sind Lösungen von stark nukleophilen Organometallverbindungen wie z. B.
Butyllithium in THF nicht stabil (s. M. Schlosser, Organometallics in Synthesis, John Wiley, 1994, 130 oder R.B. Bates, J. Org. Chem., 37(4), 1972, 560). Auch in ihrer Nukleophilie abgeschwächte Metallamidbasen wie z.B. Lithiumdiisopropylamid (LDA) sind als Lösungen nur begrenzt haltbar, da sie sich u.a. unter THF-Spaltung zersetzen:
O ü
Bei Lagertemperaturen von 23 bzw. 40 °C zersetzen sie sich mit Raten von 0,1 bzw. 0,3 % pro Tag (s.„Lithium & Magnesium Amides“, Technische Broschüre der Firma Albemarle 10/2016).
Es ist weiterhin bekannt, dass auch unedle Metalle wie z.B. Alkalimetalle mit
Etherlösungsmitteln reagieren können. So ist bekannt, dass das System Lithium/THF nicht thermodynamisch stabil ist, sondern zu gefährlichen Zersetzungsreaktionen neigt. So ereignete sich bei einer Schweizer Firma im Jahr 2001 ein schwerer
Zwischenfall, hervorgerufen durch eine unkontrollierbare Zersetzungsreaktion von Lithiumresten mit THF (s. Jahresbericht 2001 des Sicherheitsinspektorats des
Kantons Basel-Landschaft, 2002/40-10, Seiten 12-14). In DSC (dynamische
Differenzkalorimetrie)-Tests zeigt sich, dass das System bestehend aus
Lithiumpulver und THF in Abhängigkeit von der Lithiumkonzentration ab 100-120°C („Tonset“) exotherm reagiert. Die dabei freigesetzte Zersetzungsenergie liegt im
Bereich zwischen 60 - 80 kJ/mol Lithium (s. Lithium Topics, September 2002,
Technical Information of Chemetall GmbH). Den allgemeinen Sicherheitsstandards (s. J. Barton, R. Roberts, Chemical Reaction Hazards, Institution of Chemical Engineers, 1997, ISBN 0 95295 341 0 oder Th. Grewer’s, Thermal Hazards of Chemical
Reactions, Industrial Safety Series, Vol. 4, Elsevier 1994, ISBN 0-444-89722-4) folgend, darf die Synthesetemperatur den Wert von Tonset - 100 K, also in diesem Falle 0-20°C, nicht übersteigen. Diese niedrigen Temperaturen erfordern im
industriellen Maßstab einen hohen Energieaufwand für die Kühlung und lange
Dosier- und Reaktionszeiten, was wiederum zu entsprechend hohen
Produktionskosten führt.
Aufgabenstellung
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Alkaliamidlösungen, insbesondere
Alkalimetalldialkylamide in Donorlösungsmitteln und Verfahren zur sicheren und kostengünstigen Herstellung von stark basischen Reagenzien anzugeben.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird gelöst durch Lösungen von Alkalimetallamiden MNR1R2, wobei M ein Alkalimetall, ausgewählt aus Li, Na, K, Rb, Cs ist; R1 und R2 unabhängig voneinander lineare, verzweigte oder zyklische Alkylgruppen mit 1 bis 8 C-Atomen oder sie gemeinsam ein Cycloalkylrest sind, wobei die Alkalimetallamide in
Methyltetrahydropyran- oder in einem haltigen Methyltetrahydropyran
Lösemittelgemisch vorliegen.
Vorzugsweise ist M Lithium und R1 sowie R2 sind Isopropyl-Gruppen. Das stark basische Reagenz ist dann Lithiumdiisopropylamid (LDA). Besonders bevorzugt ist, dass das Lösemittelgemisch neben 4- Methyltetrahydropyran mindestens einen bei Raumtemperatur flüssigen
Kohlenwasserstoff enthält und das Molverhältnis zwischen dem Alkalimetallamid LDA und 4-Methyltetrahydropyran bevorzugt zwischen 1 : 0,5 bis 1 : 3 liegt.
Erfindungsgemäß wird die Herstellung in Methyltetrahydropyran oder in einem
Methyltetrahydropyran haltigen Lösemittelgemisch vorgenommen, d.h., anstelle von THF wird ein Lösungsmittel mit ähnlich gutem Lösungsvermögen, aber deutlich verbesserter Stabilität gegenüber Alkalimetallen und Metalldialkylamiden verwendet. Das Molverhältnis zwischen Metalldialkylamid und Methyltetrahydropyran beträgt mind. 0,5 : 1 , bevorzugt mind. 1 :1. Als solches Lösungsmitttel wird ein
Methyltetrahydropyran (MTHP), besonders bevorzugt 4-Methyltetrahydropyran (4- MTHP), eingesetzt. 4-MTHP siedet bei 105°C und besitzt nur eine sehr geringe Wasserlöslichkeit (1 ,5 %). Im Vergleich mit dem wassermischbaren THF ermöglicht die geringe Wasserlöslichkeit eine bequeme Produktisolierung durch
Phasentrennverfahren und die Minderung von Abwassermengen. 4-MTHP besitzt mit m = ca. 1 ,864 D (Produktinformation von Firma Kuraray, 17.08.2017) ein etwas höheres Dipolmoment als Tetrahydrofuran mit m = 1 ,75 D (s. D.R. Lide, Handbook of Organic Solvents, CRC Press Boca Raton, 1995, ISNN: 0-8493-8930-5).
Es wurde überraschend gefunden, dass Methyltetrahydropyrane, insbesondere 4- MTHP eine deutlich verbesserte thermische Stabilität gegenüber Alkalimetallen und Alkaliamidbasen aufweisen. Dieser Effekt kommt für den Fachmann deshalb überraschend, weil Methyltetrahydropyrane eine mindestens vergleichbare Polarität und damit eine ähnlich starke Donizität wie THF aufweisen und dieselben
Strukturelemente, also gegenüber Basen prinzipiell anfällige CO-Bindungen, in einem Ringsystem enthalten.
R1 und R2 sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, sec-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Pentyl, Neopentyl, Hexyl, Octyl, Decyl, 2-Ethylhexyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl. Cyclische Amide sind bevorzugt Metall-Piperidide, insbesondere das Metall-2,2,6,6-Tetramethylpiperidid. Das Metall ist bevorzugt ausgewählt aus Lithium und Natrium. In einer bevorzugten Ausführungsform werden als Lösungsmittel nur
Methyltetrahydropyrane, insbesondere nur 4-Methyltetrahydropyran eingesetzt.
Besonders bevorzugt wird als Lösungsmittel Mischungen aus mindestens einem Methyltetrahydropyran und mindestens einem Kohlenwasserstofflösungsmittel eingesetzt.
Vorzugsweise werden als Kohlenwasserstoff aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Verbindungen, entweder alleine oder als Gemisch mehrerer
Kohlenwasserstoffe, eingesetzt.
Dabei wird als Kohlenwasserstoff mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pentanen, Hexanen, Heptanen, Oktanen, Dekanen,
Cyclohexan, Methylcyclohexan, Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylolen und/oder Cumol eingesetzt.
Als Gemisch mehrerer Kohlenwasserstoffe werden bevorzugt die handelsüblichen Produkte, d.h. Siedeschnitte eingesetzt.
Zusätzlich enthält die erfindungsgemäße Alkaliamidlösung für den Fall, dass zur Synthese ein Wasserstoffakzeptor eingesetzt wird, die teilhydrierte Form dieses Wasserstoffakzeptors in der durch die Synthesestöchiometrie determinierten Menge. Der hydrierte Wasserstoffakzeptor ist beispielsweise Ethylbenzol beim Einsatz von Styrol oder 2-Methyl-2-buten im Falle des Einsatzes von Isopren.
Vorzugsweise wird das Alkalimetall in Pulverform oder als Granulat mit Korngrößen < 100 mΐti bzw. < 10 mm eingesetzt.
Weiterhin beträgt das Molverhältnis zwischen Alkalimetall und Methyltetrahydropyran bevorzugt 1 : 0,5 bis 1 : 3.
Vorteilhafter Weise wird bei der Synthesereaktion mindestens ein
Wasserstoffakzeptor A, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus a-Arylolefinen oder 1 ,3-Dien mit 4 bis 12 C-Atomen zugegeben.
Besonders bevorzugt ist der Wasserstoffakzeptor A ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Styrol, a-Methylstyrol, Butadien, Isopren oder 1 ,3-Cyclohexadien und wird bevorzugt im Molverhältnis 0,3 bis 0,6 : 1 , bezogen auf die verwendete
Aminmenge, eingesetzt.
Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem die Reaktionstemperatur zwischen 0 und 200°C, bevorzugt 20 bis 110°C liegt.
Die verbesserten Stabilitätseigenschaften werden zunächst exemplarisch am System Etherlösungsmittel/Lithiummetall aufgezeigt.
Dazu wurden thermochemische Untersuchungen mit dem RADEX-System der Firma Systag/Schweiz durchgeführt. Mischungen aus 0,09 g Lithiummetallpulver mit Partikelgröße < 100 mΐti und 1 ,8 g Etherlösungsmittel wurden unter Argon-Schutzgas in Stahlautoklaven abgefüllt und bis zu einer Endtemperatur von 250 °C erwärmt. Während die Mischung aus Li und THF sich ab einer Temperatur von ca. 80°C stark exotherm zersetzt (Peaktemperatur 150 °C, Zersetzungswärme -150 J/g), ist im Falle der Mischung mit 4-MTHP kein Exotherm zu beobachten. Vielmehr wird bei einer Ofentemperatur von etwa 190°C ein schwaches Endotherm registriert, das auf das Schmelzen des metallischen Lithiums zurückgeführt werden kann. Dies bedeutet, dass das System Lithiummetall/4-MTHP wesentlich stabiler ist und damit
entsprechend höhere Prozeßtemperaturen bei der Verwendung von Lithium und anderen Alkalimetallen zuläßt.
Überraschenderweise wurden ähnliche Effekte auch im Falle von Mischungen von Alkalimetallamiden mit den betrachteten Ethern beobachtet. Entsprechende
Meßergebnisse für Lösungen von Lithiumdiisopropylamid (LDA) in den beiden Ethern sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Im Falle der THF-Lösungen (Vergleichstests) werden zwei aufeinanderfolgende exotherme Ereignisse beobachtet, im Falle der 4- MTFIP-Lösungen nur eine exotherme Zersetzungsstufe. Man erkennt, dass der Beginn der Zersetzungsreaktion (TONSET) in 4-MTHP etwa 90 K zu höheren
Temperaturen verschoben ist. Zudem fällt die Zersetzungswärme deutlich geringer aus.
Tab. 1 : Thermische Stabilität (Radex-Tests) von LDA-Lösungen im
Lösungsmittelgemisch Ether/Heptan
Die verbesserte Thermostabilität wirkt sich auch auf die Lagertemperatur bei milder Temperaturerhöhung aus. Dies ist Tab. 2 zu entnehmen:
Tab. 2: Lagerstabilität von LDA-Lösungen im Lösungsmittelgemisch Ether/Heptan
Die am Beispiel des LDA gezeigten Effekte sind auch auf andere Alkalimetallamide MNR1R2 übertragbar. Bevorzugt werden als Alkalimetalle M = Lithium, Natrium oder Kalium verwendet.
Die Herstellung der Alkaliamide erfolgt in ähnlicher Weise wie vom Verfahren unter Einsatz von THF (s. US4,595,779) her bekannt: Entweder durch die direkte
Umsetzung des Alkalimetalls mit einem sekundärem Amin in einem
Methyltetrahydropyran-haltigen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch gern.:
M + H-NR1R2 ^ MNR1R2 + 1/2 H2 oder bevorzugt aus dem Alkalimetall und einem sekundären Amin in Gegenwart eines Wasserstoffakzeptors A gemäß:
2 M + 2 H-NR1R2 + A - 2 MNR1R2 + AH2
Dabei ist M ein Alkalimetall, ausgewählt aus Li, Na, K, Rb, Cs; R1 und R2 sind unabhängig voneinander lineare, verzweigte oder zyklische Alkylgruppen mit 1 bis 8 C-Atomen oder sie stellen gemeinsam einen Cycloalkylrest dar. Der
Wasserstoffakzeptor A bedeutet ein a-Arylolefin oder ein 1 ,3-Dien mit 4 bis 12 C- Atomen. R1 und R2 sind insbesondere bevorzugt und unabhängig voneinander: Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, sec-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Pentyl, Neopentyl, Hexyl, Octyl, Decyl, 2-Ethylhexyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl. Als cyclische Amine werden bevorzugt Piperidin sowie 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin eingesetzt. Als Wasserstoffakzeptoren kommen bevorzugt Styrol, a-Methylstyrol, Butadien, Isopren sowie 1 ,3-Cyclohexadien in Frage. Der Wasserstoffakzeptor wird bevorzugt im Molverhältnis 0,3 bis 0,6 :1 bezogen auf die eingesetzte Aminmenge eingesetzt. Das Alkalimetall wird bevorzugt entweder in Pulverform oder als Granulat mit Korngrößen < 100 mΐti bzw. < 10 mm verwendet. Als Lösemittel kann ein pures
Methyltetrahydropyran, besonders bevorzugt pures 4-Methyltetrahydropyran eingesetzt werden. Bevorzugt werden aber Mischungen aus einem bei
Raumtemperatur flüssigen Kohlenwasserstoff und einem Methyltetrahydropyran verwendet. Als Kohlenwasserstoff können aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Verbindungen, entweder in reiner Form oder im Gemisch, verwendet werden. Besonders bevorzugte Aliphaten sind: Pentane, Hexane, Heptane, Oktane und Dekane, bevorzugte Cycloaliphaten sind Cyclohexan und Methylcyclohexan bevorzugte Aromaten sind Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylole sowie Cumol. Das Mischungsverhältnis zwischen Methyltetrahydropyran und Kohlenwasserstoffen kann zwischen 10 : 1 bis 1 :10 (die Zahlen stellen Gewichtsverhältnisse dar). Das
Molverhältnis zwischen Alkalimetall und Methyltetrahydropyran beträgt bevorzugt 1 : 0,5 bis 1 : 3.
Aufgrund der mit der Verwendung von Methyltetrahydropyranen verbundenen verbesserten thermischen Stabilität und Sicherheit hinsichtlich einer unerwünschten Reaktion mit dem Lösungsmittel kann die Umsetzung auch bei höheren
Temperaturen unter Verwendung flüssiger Alkalimetalle durchgeführt werden. Letztere Prozeßführung ist insbesondere für die niedrig schmelzenden Alkalimetalle Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium bevorzugt.
Die Reaktionstemperatur liegt im Allgemeinen zwischen 0 und 200°C, bevorzugt 20 bis 110°C.
Die nach erfindungsgemäßem Verfahren hergestellten Alkalimetallamidlösungen in einem Methyltetrahydropyranhaltigen Lösungsmittel bzw. kohlenwasserstoffhaltigem Lösungsmittelgemisch weisen bevorzugt eine Konzentration von mindestens 0,3 mol/kg, besonders bevorzugt mind. 0,5 mol/kg auf. Das Molverhältnis zwischen dem Alkalimetallamid und dem Methyltetrahydropyran liegt bevorzugt zwischen 1 : 0,5 bis 1 : 3. Besonders bevorzugt ist eine Lösung von Lithiumdiisopropylamid (LDA) in einer Mischung aus mindestens einem Methyltetrahydropyran und mindestens einem Kohlenwasserstoff.
Die erfindungsgemäß hergestellten Verfahrensprodukte werden als Basen in der organischen Synthese, beispielsweise für selektive Enolisierungen, verwendet.
Die Erfindung wird an einem Beispiel und zwei Abbildungen näher erläutert.
Es zeigen:
Abb. 1 : Das thermische Verhalten (Radex-Test) einer Mischung aus 0,09 g Li-Pulver und 1 ,8 g THF
Abb. 2: Das thermische Verhalten (Radex-Test) einer Mischung aus 0,09 g Li-Pulver und 1 ,8 g 4-MTHP
Beispiel 1 :
Herstellung einer 20 %igen Lösung von Lithiumdiisopropylamid (LDA) in 4- Methyltetrahydropyran/Heptan/Ethylbenzol
In einem inertisierten, d.h. trockenem und mit dem Schutzgas Argon gefülltem 500 ml-Glasreaktor werden 107 g Heptan (Isomerengemisch„Iparsol 7“, erhältlich von
Firma DHC GmbH), 79 g 4-MTHP (Lieferant Kuraray), 3,45 g Lithiumgranulat (Kantenlänge etwa 3 mm, erhältlich von Albemarle) sowie 50,4 g Diisopropylamin (Lieferant Firma Merck) vorgelegt und eine Stunde bei 25°C gerührt. Dann wurde auf 30°C erwärmt und 26,2 g Styrol wurden innerhalb von drei Stunden aus einem Tropftrichter zudosiert. Während der Zugabe verfärbte sich die Mischung leicht bräunlich.
Nach Dosierende wurde noch 30 Minuten nachgerührt und die trübe
Reaktionsmischung dann über eine Glasfritte filtriert. Es wurden 251 g einer klaren gelblichen Produktlösung erhalten. Die Aktivbasen konzentration
(Thermometriemethode) betrug 1 ,82 mmol/g, woraus sich eine LDA-Konzentration von 19,5 Gew% errechnet.

Claims

Patentansprüche
1. Lösungen von Alkalimetallamiden MNR1R2, wobei M ein Alkal imetall,
ausgewählt aus Li, Na, K, Rb, Cs ist; R1 und R2 unabhängig voneinander lineare, verzweigte oder zyklische Alkylgruppen mit 1 bis 8 C-Atomen oder gemeinsam ein Cycloalkylrest sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkalimetallamide in Methyltetrahydropyran oder in einem
Methyltetrahydropyran haltigen Lösemittelgemisch vorliegen.
2. Lösungen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass M bevorzugt Lithium ist, und R1 sowie R2 Isopropyl sind.
3. Lösungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Lösemittelgemisch neben 4-Methyltetrahydropyran mindestens einen bei Raumtemperatur flüssigen Kohlenwasserstoff enthält und das Molverhältnis zwischen dem Alkalimetallamid LDA und 4-Methyltetrahydropyran bevorzugt zwischen 1 : 0,5 bis 1 : 3 liegt.
4. Verfahren zur Herstellung von Alkalimetallamiden MNR1R2, wobei M ein
Alkalimetall, ausgewählt aus Li, Na, K, Rb, Cs ist; R1 und R2 unabhängig voneinander lineare, verzweigte oder zyklische Alkylgruppen mit 1 bis 8 C- Atomen oder gemeinsam ein Cycloalkylrest sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung in Methyltetrahydropyran oder in einem
Methyltetrahydropyran haltigen Lösemittelgemisch erfolgt, wobei das
Molverhältnis zwischen Alkalimetallamid und Methyltetrahydropyran mindestens 0,5 : 1 , bevorzugt mindestens 1 :1 beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R2
ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso- Propyl, n-Butyl, sec-Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Pentyl, Neopentyl, Hexyl, Octyl, Decyl, 2-Ethylhexyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder als gemeinsamer
Cycloalkylrest mit 3 bis 12 C-Atomen ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das cyclische Amin 2,2,6,6-Tetramethylpiperidid ist.
7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als
Lösungsmittel nur Methyltetrahydropyrane, bevorzugt nur 4- Methyltetrahydropyran eingesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als
Lösungsmittel bevorzugt Mischungen aus mindestens einem
Methyltetrahydropyran und mindestens einem flüssigen Kohlenwasserstoff eingesetzt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als
Kohlenwasserstoff aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische
Verbindungen, entweder alleine oder als Gemisch, eingesetzt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als
Kohlenwasserstoff mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pentanen, Hexanen, Heptanen, Oktanen, Dekanen,
Cyclohexan, Methylcyclohexan, Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylolen und/oder Cumol eingesetzt wird.
11.Verfahren nach Anspruch 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das
Alkalimetall in Pulverform oder als Granulat mit Korngrößen < 100 mΐti bzw. < 10 mm eingesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 4 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Molverhältnis zwischen Alkalimetall und Methyltetrahydropyran 1 : 0,5 bis 1 : 3 beträgt.
13. Verfahren nach Anspruch 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Synthesereaktion mindestens ein Wasserstoffakzeptor A, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus a-Arylolefinen oder 1 ,3-Dien mit 4 bis 12 C-Atomen zugegeben wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wasserstoffakzeptor A besonders ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Styrol, a-Methylstyrol, Butadien, Isopren oder 1 ,3-Cyclohexadien.
15. Verfahren nach Anspruch 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wasserstoffakzeptor im Molverhältnis 0,3 bis 0,6 : 1 , bezogen auf die verwendete Aminmenge, eingesetzt wird, wobei die Reaktionstemperatur zwischen 0 und 200°C, bevorzugt 20 bis 110°C liegt.
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