MXPA06005090A - Proceso para preparar metillitio - Google Patents

Abstract

Metillitio se prepara al hacer reaccionar clorometano con una dispersión de metal de litio en un solvente orgánico aromático con metiltetrahidrofurano.

Description

PROCESO PARA PREPARAR METILLITIO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a soluciones de metillitio hechas a partir de dispersiones de litio en un líquido aromático que contiene metiltetrahidrofurano (MeTHF) al adicionar clorometano líquido o gaseoso para reaccionar con el litio, formando de esta manera metillitio. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los compuestos de organolitio, por ejemplo, butillitio, se conocen que son producidos al preparar una dispersión de metal de litio o litio/sodio en un líquido orgánico inerte, y luego al adicionar un haluro de alquilo adecuado que reacciona con el metal de litio para formar el producto de organolitio. Generalmente, el metillitio se preparó al hacer reaccionar clorometano con dos equivalentes de metal de litio que da el producto y cloruro de litio.

CH3C1 + 2Lí CH3Li + IiCl Clásicamente, esta reacción se realizó en dietiléter (DEE) puro como el solvente. Sin embargo, diferente a otros alquillitios tales como butillitio, sec-butillitio y ter-bitillitio, el metillitio es insoluble en solventes de hidrocarburo puro. El dietiléter, sin embargo, presenta un serio potencial para fuego y explosiones y no es un solvente deseable para reacciones de escala industrial. El tetrahidrofurano (THF) es un éter más deseable debido a su presión de vapor más baja y temperatura de autoignición más baja, pero el MeLi es inestable en TFH puro. El metillitio reacciona con un equivalente de THF que luego se somete a una reacción de fragmentación irreversible.

CH4 r? ?U+ = .o-.

Las patentes norteamericanas Nos. 4,976,886 y 5,141,667 divulgan un proceso para producir composiciones organometálicas al hacer reaccionar un organohaluro con una mezcla de dos metales, uno que es un metal alcalino y el otro que es seleccionado de magnesio, calcio, bario y zinc en un solvente de hidrocarburo que contiene 0.5 a 2.0 moles de una Base de Lewis por mol de organohaluro. El metiltetrahidrofurano se divulga como una Base de Lewis posible. La patente ?667 también reclama un método para preparar una solución de metillitio estable al adicionar un haluro de metilo a una mezcla de metal de litio y un hidrocarburo aromático que contiene tetrahidrofurano (THF) en una cantidad que no excede 2 moles de THF por mol de haluro de metilo mientras que se mantiene la mezcla a una temperatura que no excede 50°C para reaccionar en una atmósfera inerte el metal de litio y el haluro de metilo para producir metillitio y el subproducto haluro de litio. JAhora se ha descubierto que el uso de MeTHF con un solvente aromático produce composiciones de metillitio que son más estables que las preparaciones de TFH correspondientes cuando se preparan como es descrito en la presente. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El metillitio se prepara al dispersar el metal de litio en un solvente orgánico aromático con de 2 a 4 equivalentes de MeTHF por equivalente de MeLi y al adicionar clorometano líquido o gaseoso bajo condiciones donde el clorometano reacciona con el metal de litio para formar metillitio. Las soluciones de metillitio resultantes contienen el MeTHF, orgánico aromático y el MeLi, conjuntamente con los subproductos, si los hay. En modalidades preferidas, el metal de sodio se adiciona a la dispersión en una cantidad de hasta 50% en peso de los metales, de preferencia de 1-25% y más de preferencia de 3-5% en peso total de los metales. En modalidades particularmente preferidas, una dispersión de litio en un solvente orgánico se prepara previamente y se utiliza como la fuente de litio.

Para propósitos de la presente invención, el líquido orgánico inerte utilizado en preparar las primeras y segundas dispersiones de litio, en el orden de que se producen de acuerdo al método de la invención, son cualquiera de los alquilos o cicloalquilos orgánicos de C5-C10 adecuados que no son reactivos con litio pero son adecuados para realizar una reacción con un haluro de alquilo para producir el producto de alquillitio deseado. Se prefieren el hexano, ciclohexano y heptano. Las dispersiones se pueden preparar al calentar el metal de litio en el líquido orgánico inerte en la presencia de un agente de dispersión en una temperatura arriba del punto de fusión del metal de litio, o el más alto de tanto el litio como otro metal, por ejemplo, metal de sodio, para fundir los metales. El agente de dispersión de preferencia es un compuesto orgánico, típicamente un ácido graso o combinación del mismo, que ayuda en la dispersión del metal. El aceite de linaza particularmente se prefiere, aunque otros agentes se pueden utilizar, por ejemplo, ácido oleico, ácido esteárico, aceite de cacahuate. La agitación o fuerza cortante luego se aplica para dispersar el metal fundido en la forma de gotitas u hojuelas para dispersar el metal de litio y formar la dispersión de litio. Se prefiere que el agente de dispersión esté presente como 0.3 a 0.65% del peso combinado del material orgánico inerte, el litio y opcionalmente el metal de sodio, y el agente de dispersión. Si el metal de sodio está presente, se prefiere que la relación de peso del litio a sodio varíe de 20:1 a 1:1, mucho más de preferencia de 18:1 a 1.2:1. Las dispersiones de litio de la invención se pueden preparar en un aparato que también es parte de la invención. El aparato tiene un dispersador y un tanque intercambiador que se comunican entre sí por la vía de un tubo de alimentación. Alternativamente, dos o más tubos de alimentación separados pueden estar en comunicación con el dispersador y el tanque intercambiador . El dispersador tiene una entrada en el mismo adecuada para recibir el litio y opcionalmente metales de sodio, de preferencia en la forma de lingote. Por supuesto, otras formas de metal se pueden utilizar, tales como molidas, trituradas, y otras formas crudas del metal. En una modalidad alternativa, el metal fundido se adiciona al líquido orgánico inerte el cual se calienta para mantener el metal en el estado fundido. El líquido orgánico inerte y el agente de dispersión también se pueden cargar al dispersador por la vía de la entrada, pero típicamente una entrada del líquido separada se proporciona, la cual está en comunicación con un tanque que contiene el material orgánico inerte y/o el agente de dispersión. Típicamente el dispersador y el tanque interca biador son recipientes cerrados de modo que una atmósfera no reactiva se puede proporcionar mediante la introducción de un gas inerte, por ejemplo, argón, bajo presión. El dispersador se proporciona con un sistema de regulación de temperatura para calentar o enfriar el recipiente como se desee, por ejemplo, para calentar el recipiente para fundir el metal de litio. Importantemente, el dispersador tiene un agitador en el mismo para agitar el litio fundido y opcionalmente el metal de sodio para formar la dispersión. El agitador debe aplicar suficiente fuerza para que el tamaño de partícula medio del líquido resultante y opcionalmente hojuelas de metal de sodio varíen de 5 a 60 mieras, de preferencia de 10 a 55 mieras, y mucho más de preferencia de 30-50 mieras. • Se proporciona un tanque intercambiador para remover el líquido orgánico inerte y reemplazarlo o intercambiarlo por un segundo líquido orgánico inerte. El segundo líquido orgánico inerte puede ser el mismo o diferente que el primero, pero tiene las mismas características descritas en la presente. El intercambio típicamente se termina mediante la filtración y también se proporciona un mecanismo de filtro adecuado. La transferencia de la dispersión desde el dispersador al tanque intercambiador se puede lograr al presurizar el dispersador con un gas inerte.

La dispersión de litio de preferencia se utiliza en la preparación de alquillitio de acuerdo a la presente invención, aunque cualquiera de las dispersiones de litio o litio/sodio se pueden utilizar. En modalidades preferidas, la cantidad apropiada de dispersión de metal de litio (o dispersión de metal de sodio de litio) se adiciona al solvente aromático y a la mezcla de MeTHF. El clorometano luego se adiciona como un líquido o gas bajo condiciones que permiten la reacción con el metal de litio para formar alquillitio. En modalidades preferidas, el compuesto orgánico aromático es tolueno (también conocido como metilbenceno, toluol y fenilmetano) , etilbenceno (también conocido como etilbenzol, feniletano y EB) o Cirmeno (también conocido como isopropilbenceno, 1-metiletil) benceno o 2-fenilpropano) . BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las Figs. la-3d son trazos del tamaño de partícula y miorografías de exploración electrónica (SEM's) de partículas de metal de litio y/o sodio de las dispersiones de acuerdo a la presente invención y se relacionan al Ejemplo correspondiente (por ejemplo, la Fig. la corresponde con el Ejemplo la, etc) . La Fig. 4 es un diagrama de flujo de proceso que también detalla el aparato de la invención. La Fig. 5A (izquierda) es una SEM de una gota de sodio/litio de una dispersión preparada de acuerdo a la presente invención. La Fig. 5B (derecha) es un mapa de puntos de sodio de la gota grande mostrada en la Fig. 5A. La Fig. 6A (izquierda) es una SEM de otra muestra de gotas de sodio/litio de acuerdo a la presente invención. La Fig. 6B (derecha) es un mapa de puntos de sodio de esas gotas . La Fig. 7 es una gráfica que muestra la pérdida/día del MeLi/MeTHF en diversos solventes orgánicos aromáticos y en diversos equivalentes de MeTHF. La Fig. 8 es una gráfica que muestra la pérdida de MeLi por día para las combinaciones de THF y MeTHF. DESCRIPCIÓN DETALLADA Las soluciones de metillitio se hacen a partir de dispersiones de litio en un líquido aromático que contiene metiltetrahidrofurano (MeTHF) al adicionar clorometano líquido o gaseoso para reaccionar con el litio, formando de esta manera metillitio. El MeTHF está presente en una cantidad de 2 a 4 equivalentes basada sobre el metillitio y de preferencia de más de 2 equivalentes hasta incluyendo 4 equivalentes. Sorprendentemente, las formulaciones de MeTHF se han encontrado que son más estables que las formulaciones de TFH correspondientes. La dispersión de litio inicial se prepara de preferencia al fundir el litio y opcionalmente otro metal, por ejemplo, sodio, en un líquido orgánico inerte y al agitar la mezcla para formar la dispersión. El líquido orgánico inerte es de preferencia un n-alcano de C5-C10, de preferencia C7-C8. Mucho más preferidos son el heptano, hexano y ciclohexano . Refiriéndose a la Fig. 4, los dos recipientes primarios del aparato son el recipiente de dispersión 100 y el tanque intercambiador 200. La mezcla deseada del metal de litio, si se desea, metal de sodio se carga en el dispersador 100 por la vía de la alimentación de la entrada sólido 2, que se cierra para mantener la atmósfera interna. De preferencia, el recipiente de dispersión 100 se cierra para mantener una atmósfera de gas inerte, por ejemplo, argón que se proporciona por la vía de la entrada de gas 3. La alimentación de entrada de sólido 2 se cierra después de que el recipiente de dispersión se carga con el metal y la línea de ventilación 4 se abre de modo que cualquiera de los vapores presentes pueden ser desplazados conforme se completa la filtración del solvente desde el tanque intercambiador 200 al dispersador 100. Un volumen adecuado de líquido orgánico inerte 1 se adiciona al dispersador 100, por ejemplo, re-circulado desde un lote previo, al soplar el líquido orgánico inerte 1 desde el plato 5 del tanque intercambiador 200 otra vez al dispersador 100 al aplicar una presión de gas inerte sobre el tanque intercambiador 200. El dispersador 100 se inspecciona a través del puerto de carga 2 para asegurar que todo el líquido orgánico inerte (designado A en la Fig. 4) desde el lote previo en el tanque intercambiador 200 se filtre otra vez al dispersador 100. Un volumen adicional del líquido orgánico inerte 7 se adiciona al dispersador 100 si el volumen no es suficiente. El agente de dispersión 8 se adiciona para ayudar a la dispersión de litio y otros metales. El aceite de linaza es un agente de dispersión preferido, tal como el aceite de linaza refinado comerciablemente disponible de Reichold Chemical (código de producto 144491-00 y CAS número 8001-26-1) . Los artículos y la gama de especificación para este producto Reichold incluyen un color Gardner de 0.0 a 6.0, un Valor de Acido-NV de 0.0 a 0.3 y una gravedad específica a 25°C de 0.926 a 0.930. De preferencia, la relación de peso del agente de dispersión al peso total de la dispersión, incluyendo los metales, es de 0.25 a 0.3%. El recipiente dispersador 100 luego se cierra, la línea de ventilación 4 se cierra, y el argón y otro gas inerte se aplican por la vía de la entrada de gas 3. De preferencia, se aplica de 10 a 20 psig de gas inerte. El díspersador 100 se calienta por la vía de un sistema de calentamiento/enfriamiento 9, de preferencia un sistema de aceite, controlado por el controlador de temperatura 18, a aproximadamente 198.8°C (390°F), o el punto de fusión de metal o metales, en el que el punto de la presión interna es aproximadamente 180 psig cuando el heptano se utiliza. Una vez que la temperatura deseada se alcanza, el agitador de dispersión 10 se inicia para dispersar el litio fundido y opcionalmente los metales de sodio. Un agitador preferido (motor, estructura, eje, sello y cuchilla) es el Disolvedor Cowles 10 D de Morehouse Cowles Inc. La cuchilla es el número de parte B07A00 como es determinado por el Dibujo de Morehouse Cowles 4-55435-B. La cuchilla preferida tiene las siguientes características: 18.12 cm (7 H pulgadas) de diámetro máximo, medido desde el borde exterior del diente al borde exterior del diente; y 18 dientes, la mitad dirigidos hacia arriba, la mitad dirigidos hacia abajo. Cada diente es de 3.12 cm (1 W ) de largo, 0.65 cm (3/8") de profundidad en el borde exterior. Cada diente está angulado a 30 grados desde la tangente del circulo de la cuchilla. La cuchilla gira en sentido contrario a las manecillas del reloj cuando se observa desde la parte superior del dispersador 100. El borde exterior persigue cada diente. Aunque lo mencionado se prefiere, se puede utilizar cualquier agitador disponible que pueda producir una dispersión de litio que tenga el tamaño de partícula medio deseado de 5 a 60 mieras. Después de que los materiales cargados han alcanzado el punto de fusión de los metales, el agitador se inicia a baja velocidad, por ejemplo, aproximadamente 1,425 rpm. Una vez que se determina que todo el litio y opcionalmente el sodio se funde, el agitador dispersador 10 se cambia a una velocidad relativamente alta, arriba de, por ejemplo, 3,450 rpm, causando la agitación de esfuerzo cortante alto y formando la dispersión. Esto toma en general varios minutos, .por ejemplo, 3 a 5 minutos. El sistema de calentamiento/enfriamiento 9 luego se ajusta para enfriar la dispersión y se detiene la agitación. La dispersión se enfría, de preferencia de aproximadamente 60°C (149°F) , causando de esta manera las partículas fundidas, dispersadas para solidificación. Opcionalmente, la agitación otra vez se puede aplicar en la velocidad tanto baja como alta para asegurar el mezclado uniforme para la dispersión antes de la transferencia al tanque intercambiador 200. La dispersión luego se transfiere por la vía del tubo de transferencia 11 mediante la presurización del dispersador 100. Después de la transferencia, un enjuague de solvente 7 se hace ("parte posterior") a través del dispersador 100 y el tubo de transferencia 11 hasta que la transferencia se completa. El agitador de dispersión 100 luego se detiene. La filtración o cribado 17 luego se inicia para separar los metales, ahora en la forma de esferas o esferoides desde el agente líquido/dispersante orgánico inerte. Esto se logra, por ejemplo, al aplicar la presión 6 con un gas inerte, por ejemplo, argón en el tanque intercambiador 200. Cuando la filtración se completa, la mezcla de sodio litio se enjuaga al aplicar presión de argón 6 sobre del tanque intercambiador 100, con el volumen deseado de un segundo líquido orgánico inerte, que puede ser el mismo o diferente como el líquido orgánico inerte que forma la dispersión, y la mezcla se agita con el agitador de tanque intercambiador 13 para resuspender los sólidos en el líquido orgánico nuevo. Típicamente el segundo líquido orgánico es hexano. Después de la agitación 13 el solvente de enjuague se filtra ("criba") 14 a un proceso de recuperación del solvente. La mezcla de metal dispersada luego se vuelve a reducir en pulpa en el tanque intercambiador al comenzar el bombeo de solvente aplicable y medir el volumen deseado del segundo líquido orgánico inerte 12, en el tanque intercambiador, y la agitación 13. El metal dispersado, ahora se enjuaga con el segundo líquido orgánico que se transfiere por la vía del segundo tubo de transferencia 15 al reactor 300 al presurizar el tanque intercambiador 200 al adicionar el gas inerte presurizado al tanque intercambiador por la vía de la entrad a6. Un chorro de solvente 12 del segundo líquido orgánico se aplica para limpiar la línea de transferencia y para asegurar una transferencia completa. El tanque intercambiador 200 luego se despresuriza por la vía de la línea 16 en preparación para recibir la siguiente cantidad de la primera dispersión de litio desde el dispersador 100. En el reactor 300 el clorometano se adiciona a la dispersión de litio para formar el metillitio. Puesto que el metilcloruro es un gas arriba de una temperatura de 24 grados C, el clorometano se puede cargar al reactor como un gas para hacer contacto con la superficie de la mezcla de dispersión/aromático/MeTHF de litio o el clorometano se puede enfriar y adicionar a la mezcla como un líquido. El clorometano se adiciona en una cantidad tal que hay de 2 a 4 equivalentes de MeTHF por equivalente de MeLi producido. De preferencia, mayor que 2 hasta 4 equivalentes de MeTHF están presentes, y más de preferencia de ' 2.1 a 3 equivalentes . Un catalizador se puede adicionar para asistir la reacción. La temperatura, presión y otros parámetros de operación adecuados se proporcionan para facilitar la reacción, y estos variaran con los reactivos y el producto final deseado. Si el clorometano gaseoso se utiliza, entonces los parámetros de operación variarán de 1-10 atmósferas, y de preferencia son utilizadas de 1 a 5 atmósferas, de clorometano, y un gas inerte también se introduce para prevenir la reacción del producto con el oxígeno o humedad atmosférica. Si el clorometano líquido se utiliza, entonces el clorometano gaseoso se introduce en un condensador y se enfría a una temperatura en la que el clorometano se licúa, por ejemplo, aproximadamente menos 40°C es suficiente. El clorometano líquido luego se adiciona a la mezcla de solvente aromático/MeTHF/metal de litio y se permite para reaccionar y formar el MeLi. La reacción exotérmica, de modo que es preferible controlar la temperatura al enfriar el recipiente de reacción. Los solventes orgánicos aromáticos preferidos incluyen tolueno, eumeno y etilbenceno, con eumeno que particularmente se prefiere. Las soluciones resultantes contienen el MeLi, de 2-4 equivalentes de MeTHF, el solvente aromático y cualquiera de los subproductos o sodio, si están presentes. De preferencia, 2 equivalentes de MeTHF se utilizan en las formulaciones, conforme estos son generalmente más estables que las formulaciones de 3 a 4 equivalentes . Los productos resultantes de preferencia pierden menos de aproximadamente 5-6% de MeLi de inicio para la descomposición de después del almacenamiento de 30 días a 40°C cuando se miden por el 1H NMR comparado al 14% en composiciones correspondientes en la que el MeTHF se reemplaza con THF. MODALIDADES PREFERIDAS 1. DISPERSIONES DE LITIO PREFERIDAS La dispersión de litio de la invención se prepara al fundir el litio y opcionalmente otro metal, por ejemplo, sodio, en un líquido orgánico inerte y agitar la mezcla para formar la dispersión. El líquido orgánico inerte es de preferencia un n-alcano de C5-C10, de preferencia C7-C8. Mucho más preferidos son heptano, hexano y ciclohexano. Refiriéndose otra vez a la Fig. 4, los dos recipientes primarios del aparato son el recipiente de dispersión 100 y el tanque intercambiador 200. La mezcla deseada de litio y el metal de sodio se carga en el dispersador 100 por la vía de la alimentación de entrada sólida 2, la cual se cierra para mantener la atmósfera interna. De preferencia, el recipiente de dispersión 100 se encierra para mantener una atmósfera de gas inerte, por ejemplo, argón que se proporciona por la vía de la entrada de gas 3. La alimentación de entrada sólida 2 se cierra después de que el recipiente de dispersión se carga con el metal, y la línea de ventilación 4 se abre para que cualquiera de los vapores presentes se puedan desplazar conforme la filtración del solvente desde el tanque intercambiador 200 al dispersador 100 se completa. Un volumen adecuado de líquido orgánico inerte 1 se adiciona al dispersador 100, por ejemplo, recirculado desde un baño previo, al soplar el líquido orgánico inerte 1 desde el plato 5 del tanque intercambiador 200 otra vez al dispersador 100 al aplicar una presión de gas inerte sobre el tanque intercambiador 200. El dispersador 100 se inspecciona a través del puerto de carga 2 para asegurar que todo del líquido orgánico inerte (designado a en la Fig. 4) el baño previo en el tanque intercambiador 200 se filtre otra vez al dispersador 100. Un volumen adicional del líquido orgánico inerte se adiciona al dispersador 100 si el volumen no es suficiente. El agente de dispersión 8 se adiciona para ayudar en la dispersión de litio y otros metales. El aceite de linaza es un agente de dispersión preferido, tal como el aceite de linaza refinado comerciaimente disponible de Reichold Chemical (código de producto 144491-00 y CAS número 8001-26-1) . Los artículos y la gama de especificación para este producto Reichold incluyen un color Gardner de 0.0 a 6.0, un valor de ácido-NV de 0.0 a 0.3, y una gravedad específica a 25°C de 0.926 a 0-930. De preferencia, la relación de peso del agente de dispersión al peso total de la dispersión, incluyendo los metales, es de 0.25 a 0.3%. El recipiente dispersador 100 luego se cierra, la línea de ventilación 4 luego se cierra, el argón u otro gas inerte se aplica por la vía de entrada de gas 3. de preferencia, se aplica de 10 a 20 psig de gas inerte. El dispersador 100 se calienta por la vía del sistema de calentamiento/enfriamiento 9 de preferencia un sistema de aceite, controlado mediante el controlador de temperatura 18, de aproximadamente 198.8°C (390°F) , o el punto de fusión del metal o metales, en el que el punto de la presión interna es de aproximadamente 180 psig cuando el heptano se utiliza. Una vez que la temperatura deseada se alcanza, el agitador de dispersión 10 se inicia para dispersar el litio fundido y opcionalmente los metales de sodio. Un agitador preferido (motor, estructura, eje, sello y cuchilla) es el Disolvedor Cowles 10 D de Morehouse Cowles Inc. La cuchilla es la parte número B07A00 como es determinado por el Dibujo de Morehouse Cowles 4-55435-B. La cuchilla preferida tiene las siguientes características: 18.12 cm (7 pulgadas) de diámetro máximo, medida desde el extremo exterior del diente al extremo exterior del diente; y 18 dientes, la mitad dirigida hacia arriba, la mitad dirigida hacia abajo. Cada diente es de 3.12 cm (1 W ' ) de largo, 0.65 cm (3/8'') de profundidad en el extremo exterior. Cada diente está angulado a 30° desde la tangente del circulo de la cuchilla. La cuchilla gira en sentido contrario a las manecillas del reloj cuando se observa de la parte superior del dispersador 100. El extremo exterior persigue cada diente. Aunque lo anterior mencionado se prefiere, se puede utilizar cualquier agitador disponible que pueda producir una dispersión de litio que tiene el tamaño de partícula medio deseado de 5 a 60 mieras. Después de que los materiales cargados han alcanzado el punto de fusión de los metales, el agitador se inicia a baja velocidad, por ejemplo, aproximadamente 1,425 rpm. Una vez que se determina todo del litio y opcionalmente del sodio se funde, el agitador dispersador 10 se cambia a una velocidad relativamente alta arriba, por ejemplo, de 3,450 rpm, causando la agitación de esfuerzo cortante alto y formación de la dispersión. Esto generalmente toma varios minutos, por ejemplo, de 3 a 5 minutos. El sistema de calentamiento/enfriamiento 9 luego se ajusta para enfriar la dispersión y la agitación se detiene. La dispersión se enfría de preferencia a aproximadamente 60°C (140°F) causando de esta manera las partículas fundidas, dispersadas a solidificarse. Opcionalmente, la agitación se puede aplicar otra vez en la velocidad tanto baja como alta para asegurar el mezclado uniforme de la dispersión antes de transferirse al tanque intercambiador 200. la dispersión luego se transfiere por la vía del tubo de transferencia 11 mediante la presurización del dispersador 100. Después de la transferencia, un enjuague de solvente 7 se hace a través del dispersador 100 y el tubo de transferencia 11 hasta que la transferencia se completa. El agitador de dispersión 10 luego se detiene. La filtración o el cribado 17 luego se comienza para separar los metales, ahora en la forma de esferas o esferoides, desde el agente líquido/dispersante orgánico inerte. Esto se logra al, por ejemplo, aplicar presión 6 con un gas inerte, por ejemplo, argón sobre el tanque intercambiador 200. Cuando la filtración se completa, la mezcla de sodio de litio se enjuaga al aplicar la presión de argón 6 sobre el tanque intercambiador 100, con el volumen deseado de un segundo líquido orgánico inerte, que puede ser el mismo o diferente como el líquido orgánico inerte que forma la dispersión, y la mezcla se agita con el agitador del tanque intercambiador 13 para resuspender los sólidos en el líquido orgánico nuevo. Típicamente el segundo líquido orgánico es hexano. Después de la agitación 13 el solvente de enjuague se filtra 14 a un proceso de recuperación de solvente. La mezcla de metal dispersada luego se vuelve a reducir en pulpa en el tanque intercambiador al comenzar el bombeo del solvente aplicable o medir el volumen deseado del segundo líquido orgánico inerte 12, en el tanque intercambiador, y la agitación 13. El metal dispersado ahora se enjuaga con el segundo líquido orgánico se transfiere por la vía del segundo tubo de transferencia 15 al reactor 300 la presurización del tanque intercambiador 200 al adicionar gas inerte presurizado al tanque intercambiador por la vía de la entrada 6. Un chorro de solvente 12 del segundo líquido orgánico se aplica para limpiar la línea de transferencia y asegurar una transferencia completa. El tanque intercambiador 200 luego se despresuriza por la vía de la línea 16 en preparación para recibir la siguiente cantidad de la primera dispersión del litio del dispersador 100. En el reactor 300 el reactivo orgánico deseado, típicamente un haluro de alquilo, se adiciona a la dispersión de litio para formar el producto final organolitio deseado. Por ejemplo, si el metillitio se desea el clorometano se adiciona. Un catalizador se puede adicionar para asistir la reacción. La temperatura, presión y otros parámetros de operación adecuados se proporcionan para facilitar la reacción y estos variarán con los reactivos y el producto final deseado. Por ejemplo, para preparar butillitio, una temperatura de reacción de 50° Celsius y una presión de a 20 psig se prefiere. El producto de alquil litio subsecuentemente se puede recuperar mediante el uso de un recipiente filtrador después de un recipiente de reactor. La porción sobrante se puede reciclara para recuperar el solvente y cualquier litio, sodio y cloruro sobrante para el reprocesamiento. Se debe notar para propósitos de la presente invención que las partículas de litio no pueden ser perfectamente esferoidales pero son nominalmente esféricas en forma, sin embargo también se forman partículas en forma de huevo y ovoidales. EJEMPLOS DE MODALIDADES PREFERIDAS La dispersión de litio se prepara con diferentes relaciones de litio y sodio. EJEMPLO 1 (a-d) Las dispersiones de litio o sodio litio se pueden utilizar para hacer las modalidades preferidas de las dispersiones de metillitio de la presente invención. Ellas también se pueden utilizar para hacer otros productos de alquillitio, por ejemplo, dispersiones utilizadas para la producción de butillitio en hexano (NBH) se preparan como sigue: Las siguientes cantidades de ingredientes se cargan a un dispersador: Litio 66 Ibs Sodio 55 Ibs Heptano utilizado en el Dispersador 70 galones o 385 lbs Aceite de Linaza 1,500 mi o 3.04 lbs El dispersador se calienta a una temperatura suficiente para fundir los metales. La agitación se inicia a una velocidad de aproximadamente 1425 rpm, y se incrementa a 3450 rpm para producir una dispersación que tiene" gotas de litio y sodio promediando de 10-60 mieras en tamaño como es determinado mediante una unidad de difracción de láser Coulter LS230 con queroseno. La cantidad de aceite de linaza refleja la cantidad la cual sería utilizada si los 70 galones completos de heptano fueran heptano virgen. La mayor parte del heptano utilizado para preparar la dispersión se suministra desde un lote de dispersión previo. Típicamente, 65 galones de heptano se criban de regreso, aproximadamente 5 galones se pierden por evaporación, y 5 galones se adicionan para hacer la diferencia (heptano virgen) cuando el heptano se recicla, típicamente solo 750 mis de aceite de linaza se utilizan. Para calcular el peso del aceite de linaza, o usan los números proporcionados arriba. Opcionalmente, 0.61% en peso de la masa completa en el dispersador es aceite de linaza en este ejemplo. La cantidad de aceite de linaza mostrada anteriormente refleja la cantidad que sería utilizada si los 70 galones completos de heptano es heptano nuevo (virgen) . Sin embargo, si la mayor parte del heptano que se utiliza para preparar una dispersión se criba/filtra otra vez desde un baño de dispersión previo que ha sido movido hacia adelante al tanque intercambiador (típicamente 65 galones de heptano se criban otra vez y aproximadamente 5 galones se pierden por evaporización) luego típicamente 5 galones de heptano virgen necesitarían ser adicionados al dispersador para proporcionar el volumen deseado. Cuando el heptano se recicla otra vez, lo cual es típicamente el caso, solo 750 mi de aceite de linaza se utilizan debido a que unos aceites de linaza ya están en el heptano filtrado. Esto es, ha sido descubierto, la concentración del aceite de linaza en la dispersión debe ser aproximadamente 0.60% en peso de la masa completa en el dispersador, aunque esto puede variar, y de preferencia es de 0.5 a 1.0% en peso. La cantidad de aceite de linaza utilizada variará dependiendo de muchos factores, incluyendo la relación de litio a sodio, los solventes utilizados, y otros factores conocidos por aquellos expertos en la técnica. La dispersión luego se transfiere al tanque intercambiador donde el heptano/aceite de linaza se remueven desde las esferas y esferoides de metal, y los metales se lavan con hexano, y luego se resuspenden en aproximadamente 50 galones de hexano. La dispersión de hexano/litio luego se utiliza para hacer los productos de alquillitio. Los dispersadores 1-5 son los mismos pero se adicionan con la condición de mejorar el flujo de producción. Ejemplo 2 (a-d) La dispersión utilizada para la producción de n-butillitio en ciclohexano (NVC) se prepara como sigue: Las siguientes cantidades de ingredientes se cargan al dispersador; Litio 72 lbs Sodio 40 lbs Heptano utilizado en el Dispensador 70 galones o 385 Ibs Aceite de Linaza 1,500 mi o 3.04 Ibs La cantidad de aceite de linaza, el cribado/filtración y el re-uso del heptano, y la temperatura y velocidades de agitación utilizadas en el dispersador, son las mismas como en el Ejemplo 1. La dispersión luego se transfiere al intercambio donde el heptano/aceite de linaza se remueven desde las esferas y esferoides de metal, y los metales se lavan con ciclohexano, y luego se re-suspenden en aproximadamente 50 galones de ciclohexano. La dispersión de ciclohexano/litio luego se utiliza para hacer productos de alquillitio. Ejemplo 3 (a-d) Las dispersiones utilizadas para la producción de sec-butillitio en ciclohexano (SS) se preparan como sigue: Las siguientes cantidades de ingredientes se cargan al dispersador: Litio 36 lbs Sodio 5 lbs Heptano utilizado en el Dispensador 70 galones o 385 Ibs Aceite de Linaza 1,500 mi o 3.04 lbs La cantidad de aceite de linaza, y el cribado/filtración y la reutilización del heptano y la temperatura y velocidades de agitación utilizadas en el dispersador, son las mismas como en el Ejemplo 1. La dispersión luego se transfiere al tanque intercambiador donde el heptano/aceite de linaza se remueven desde las esferas y esferoides de metal, y los metales se lavan con ciclohexano, y luego se resuspenden en aproximadamente 50 galones de ciclohexano. La dispersión de ciclohexano/litio luego se utiliza para hacer los productos de alquillitio. Las dispersiones de litio preparadas de acuerdo a los Ejemplos 1, 2 y 3 se prepararon utilizando ya sea ciclohexano o hexano como el segundo líquido orgánico. El tamaño de partícula medio de las partículas de litio se determinó utilizando una unidad de difracción de láser Coulter LS230 con queroseno. Las muestras se preparan para análisis de tamaño de partícula como sigue: a) Equipo 1-jeringa de 1 mL equipada con una aguja de 18G y se lavó a chorro con argón. 1-jeringa de 10 mL equipada con una aguja de 20G se lavó a chorro con argón que contiene 2 mL de queroseno. 1-jeringa de 10 mL equipada con una aguja larga se lavó a chorro con argón que contiene 5 L de hexano. 1-sostenedor de filtro de acero inoxidable con un O-anillo de teflón y una junta, seca. 1-filtro de nylon de 04 um, seco 3-frasquitos de vidrio de 9.5 (hexano, sonicación, desecho) con tapas o septums, septums de caucho seco, probetas de trasferencia b) Experimental Una muestra de 0.2 mL se extrae en una jeringa de 1-mL equipada con una aguja de 18G. Aproximadamente 2.5 mL de hexano seco y luego se extrae con la jeringa. La mezcla de la muestra/hexano se filtra a través de un filtro de nylon de 0.4 mieras en un sostenedor de filtro de acero inoxidable. Una jeringa de 10 mL media llena de hexano seco y media llena de argón seco se utiliza para forzar al hexano y al argón a través de la muestra. Una jeringa de 10 mL rellenada con 2 mL de queroseno seco y 8 L de argón seco se utiliza para enjuagar la muestra en el sostenedor de filtro con queroseno y argón. Aproximadamente 1 mL de argón se queda en la jeringa. El sostenedor de filtro se abre el O-anillo de teflón se remueve. El filtro se remueve y se coloca en un frasquito de vidrio de 9.5 en aproximadamente 7 a 10 mL de queroseno seco. Tres (3) gotas de surfactante de aerosol-OTS se adicionan y la muestra se sonifica durante 10 minutos. El filtro se remueve con el frasquito con fórceps y la mezcla se sonifica por diez minutos adicionales. Cuando la sonificación de la muestra se termina, la muestra completa se coloca en un ajustador de partícula durante aproximadamente 5 segundos y la bomba luego se apaga. Después de que las corridas se terminan la muestra se enjuaga del ajustador de partícula. El dato se analiza con el modelo Fraunhoffer. Un resumen de los análisis de tamaño de partícula para doce dispersiones individuales se da en la Tabla 1. Tabla 1. Resumen de los análisis de tamaño de partícula. nbh - n-butillitio en hexano nbc - n-butillitio en ciclohexano "sbc" es sec-butillitio en ciclohexano Las Figuras la hasta la 3b contienen gráficas y micrográficas del tamaño de partícula para las doce dispersiones individuales.

La Fig. 5A es una SEM de un preparado de litio/sodio de acuerdo a la presente invención utilizando 74.81b Li y 33.0 Ib de Na. La Fig. 5B es un mapa de puntos de sodio de las gotas mostradas en la Fig. 5A. La Fig. 6A es una SEM de un preparado de gotas de litio/sodio utilizando 74.2 Ib de Li y 33.4 Ib de Na. La Fig. 6B es un mapa de puntos de sodio de aquellas gotas. Para las muestras en la Fig. 5 y Fig. 6, ambos las micrográficas y los mapas de punto se realizaron en la misma muestra respectiva y en la misma cámara de muestra. Las micrográficas se grabaron con una SEM Cambridge 240 y se almacenaron en el formato de mapa de bitios, las dispersiones de preparación para la SEM al diluir la dispersión en hexano seco, pasándola a través de un filtro montado de jeringa de plata, y purgándolo con argón para evaporar el solvente residual. La cámara SEM se rellenó otra vez con argón y las muestras se transfirieron a la cámara a través de una bolsa de guante de argón unida al frente de la cámara de muestra. Otros metales tales como potasio y otros que forman una heterodispersión sólido con litio en las temperaturas de operación proporcionadas en la presente se pueden utilizar de acuerdo con la invención para reemplazar todo o algo del componente de sodio . 2. EJEMPLOS DE COMPUESTOS Y MÉTODOS DE METILLITIO PREFERIDOS La Tabla 1 muestra la serie de soluciones de MeLi que se prepararon y se sometieron a análisis Equivalentes de MeTHF Tabla 1 La primera fila del diagrama muestra los tres solventes aromáticos utilizados, tolueno, etilbenceno, y eumeno, conjuntamente con la reacción hecha en el Me-THF puro. La primera columna contiene los dos co ponente's de éter, Me-THF y THF. Las intercepciones en la primera fila en la columna representan las formulaciones de MeLi que se prepararon. Por ejemplo, en las soluciones que utilizan MeTHF y Tolueno, las formulaciones se prepararon con 2,3 y 4 equivalente de Me-THF por equivalente de MeLi. La cantidad del componente aromático se ajustó para mantener la concentración de MeLi entre 2.8-3.0%. Cada formulación se mantuvo a 15 y 40°C y se sometió a ensayo en 15 y 30 días. Los controles se corrieron con THF y tolueno y THF y eumeno; sin embargo, únicamente las dos formulaciones con las dos equivalentes de THF por equivalente de MeLi se prepararon y se sometieron al análisis. Estos controles también se mantuvieron a 15 y 40°C y se sometieron a ensayo a 15 y 30 días. El método experimental general utilizado para preparar estas soluciones es como sigue: la etapa inicial para cada par MeTHF/aromático fue la preparación de una solución de extracto de 600 mi. Esta solución de extracto tuvo una concentración típica de 3.8% de MeLi con una relación de MeLi a MeTHF 1:1.6. Toda la cristalería se horneó, se secó, se ensambló caliente y se purgó con argón mientras que se enfría. Un matraz de fondo redondo de un- litro, de tres cuellos, con una barra de agitación magnética y bajo presión de argón positiva se equipó con un termómetro y un embudo de adición de 125 mi, enchaquetado cubierto por un condensador de dewar. El matraz se cargó con las cantidades calculadas del solvente aromático (Akdruch Chemical) , dispersiópn de litio 85% de sodio) y 2-Metiltetrahidrofurano (Aldrich) . El embudo enchaquetado y el condensador se mantuvieron abajo de -40°C con una suspensión de isopropano de hielo seco. El clorometano desde un cilindro de acero (99.5+%, Aldrich) se introdujo, por la vía de un regulador de bronce, en el condensador un volumen predeterminado de clorometano se condensó y se recolectó en el embudo de adición. Con los contenidos de matraz a temperatura ambiente, la reacción se inició con la agitación y la adición a manera de goteo del clorometano desde el embudo de reacción. La reacción inicia casi inmediatamente como es indicado mediante una elevación en la temperatura de solución. La temperatura de la reacción se controló entre 40-45°C utilizando un baño de isopropanol/hielo seco. El """H NMR se utilizó para monitorear la reacción. El periodo de adición fue de aproximadamente 1 hora. Después de que la reacción se verificó para estar completa, la mezcla se transfirió a un filtro de presión. El LiCl se filtró desde el producto utilizando la presión de argón. A partir de esta solución de extracto, las formulaciones con 1:2, 1:3 y 1:4 de MeLi a MeTHF se hicieron al adicionar la cantidad apropiada de MeTHF como es determinado por el """H NMR. Un ajuste de concentración final se hizo al adicionar el solvente portador aromático que da una solución de MeLi en el intervalo de 2.8-3.0% para cada formulación. Los dos controles: THF/Tolueno y THF/Cu eno así como el tipo de MeTHF puro se hicieron utilizando del mismo procedimiento general; sin embargo, solamente los ajustes de concentración finos fueron necesarios puesto que las formulaciones múltiples no se requirieron. Una vez que una formulación particular se completó se transfirió a seis botellas de Qorpak Boston Clear de 2 oz. purgadas con argón, secas con horno con las tapas revestidas de TFE. Tres botellas se colocaron en un baño a 15±0.2°C y las tres se colocaron e un baño a 40±0.2°C. Las muestras preparadas en el Ejemplo 1 se onitorearon en 15 y 30 días. Cada muestra únicamente se utilizó una vez para análisis. Típicamente, los estudios de estabilidad de los compuestos de alquillitio requieren poco más que la determinación de la pérdida del litio de enlace de carbono mediante el método de titulación doble Gil an o mediante uno de cualquiera de los métodos de titulación directos ahora disponibles . La titulación como un método analítico proporcionado para ser inadecuado para el MeLi debido al componente aromático proporciona una segunda ruta para la descomposición de MeLi además de la ruta en la que el MeLi reacciona con el componente de éter.

Por ejemplo, las formulaciones de THF/Tolueno se creen que siguen por lo menos las siguientes dos rutas de descomposició : Los métodos de titulación no pueden distinguir entre el MeLi y el bencillitio, puesto que ambos tienen el litio enlazado a carbono. La """HNMR, sin embargo, fácilmente puede distinguir entre las dos especies de litio. De modo que mientras que las titulaciones se realizaron sobre todas las formulaciones, la estabilidad va a ser basada sobre el dato de XH NMR. Se cree, sin que sea relacionado con alguna teoría particular, que debido a que la litiación del aromático ocurra principalmente en la posición bencílica, la estabilidad sería esperada que se incremente con la sustitución incrementada en esa posición como se muestra enseguida .

Tolueno Etilbenzeno Cumeno Incremento de Estabilidad i - :^ Así, las soluciones que utilizan MeTHF como el componente de éter deben ser más estables que aquellas con THF, independiente del solvente portador aromático que se utiliza. Los datos enseguida confirman esto. No solamente el grupo metilo esféricamente obstaculiza al hidrogeno en la posición 2, sino que también desestabiliza el 2-litio-2-metiltetrahidrofurano relativo a la metalización de la quinta posición. Por lo tanto, la metalación ocurriría predominantemente en la quinta posición. El dato en la tabla 3 es para muestras almacenadas a 15°C. El dato de NMR está en la primera línea de cada entrada para cada muestra.

Solvente Éter 0 Días 15 Días 30 Días 2X eTEQ 2.87% 2.86%, 0.02% 3.00%, - 2.92% 2.90%, 0.04%/oía 2.93%, - Cumeno 3.00%,- 3.00%, - 3 XMeTHF 2.87% 3.00% 2.96%, 0.09%/?ía 3.02%, - 2.80% 2.82%, - 2.81%, - 4 X MeTHF ?..R9% 2,82%.0.16%tDi 2.¡S6%r 0.03%/Día 2 XMeTHF 2.90% 3.07%,- 2.98%, - 2.98% 2.96%,G.05%?Día 2.98%,- Etilbenzeno 2.99%, 0?5%/Día 2.94%, 0.07% SXMeTHJ? 3.01% 2.95% 2.96%,- 2.95%,- 2.94% • 3.04%,- ?4 ,- 4XMeTHF _2,9_7% , 2.99%. - 2.9«%. - 2XMeTHF 3.00% 2.82%, 0^3%°ia 2.89%,0.12%/?ía 2.95% • 2.95%,- •2.93%, 0.02%/<Día Tolueno Tolueno Cumeno 2.98% 3.20%,- 3.04%,- 2XTBE 2,99% 3.07,%, - .3,00%.- 2.94% 2Í84%, 0.2 %Día 2.78%, 0.16%/-Día MeTHF MeTHF 2.82% 2.72%,055%/(Día 2.69%, 0.15%/"Día Tabla 3-Estabilidad del Metil Litio en Solventes Diferentes a 15°C (Concentración del metillitio y proporción de descomposición mediante el ZH MMR y la titulación activa) El error relativo en una medición de NMR es aproximadamente 5% . Las muestras que tienen una concentración final más alta que la inicial caen dentro de este margen de error y se pueden interpretar como que tiene la descomposición insignificante sometida. Generalmente se puede observar en la Tabla 3 que 15°C es muy bajo de una temperatura para diferenciarla entre las formulaciones utilizando cumeno o etilbenceno sin considerar cuantas equivalentes de MeTHF se utilizaron. El control que utiliza cumeno y las equivalentes de THF también se muestran sin pérdida de actividad sobre los 30 días de período de prueba. Todas las formulaciones que utilizan tolueno mostraron descomposición. Sin embargo, poca diferencia si la hay se observó en tolueno sin dos equivalentes de MeTHF y la muestra de control de tolueno con dos equivalentes THF. Su estabilidad relativa fue la misma para esta temperatura de almacenamiento bajo los 30 días de período de prueba. Finalmente, la muestra de MeTHF pura mostró una descomposición similar a las formulaciones de tolueno. En contraste al dato de 15°C, 40°C dio una proporción de descomposición acelerada que dio por resultado resultados sistemáticos, muy claros. El dato de 40°C se presenta en la tabla 4; sin embargo los resultados se aprecian mejor en la forma gráfica. Estabilidad de Metillitio en Solventes Aromáticos a 40 °C ( Concentración de metil litio y proporción de descomposición) 2 XMeTHF 2.87% 2.64%, 0.53% 2.69%, 0.19%/!?^ Cumeps 2.92% 2.85%,0.16%/Día 2.82%, 0.14%/dD?a 2.87% 2.68%,0.44%/?ía 2-59%,0.3I%?Día 3 XMeTHF 3.00% 2.82%, 0.40%cDía 2.74%, 0.26%/<Pia ,Dia 2.80% 2-52%, 0.67%/. 2.10%,0.69%/<D?a 4 XMeTHF Día „, ?..8ft% . .2.33%, 0,59%/<Pia 2 XMeTHF 2.90% 92%j??3ValPía ^6t%,ß.32%'Día 2.98% 253%, 0.11%?Día 2.83%, 0.16%/, Día Etilbenzeno 3.01% 2.73%,0.66% ía 2-4f%,0.56% ,Día 3 XMeTHF Día 2.95% 2.76%,0.46%<Dia 2.63%, 035%A 3.00% i24%,L81%ftDía 1.81%, 28%/Pía 2 MeTHF 2.95% 2.91%, 0.ÍQ%/Pla 3.03%,- 2.86% L72%,2?d%/ /PDí1a¡ 0.59%,2-56%/iDía Tolueno 3 MeTH_P 2J>7% 2.74%,0.53%/<D:La 2.07%,0^8%/<Dí Tolueno Cumeno 2.94% 2.41%, 2.2S%/»Dí a l.a9%,1.85% -Dí a MeTHF MeTHF ,.,? K?%- i W¡% 9 J K»?Pía f ftfflS, i 7?V»D Día por ZH NMR y titulación activa) Tabla. 4 La Fig. 7 en una gráfica que muestra la pérdida por ciento promedio por día del MeLi para dos, tres, y cuatro equivalentes de MeTHF en cada uno de los solventes aromáticos. Es obvio que para una cantidad dada de soluciones de MeTHF en Cumeno es más estable que aquellos en etilbenceno que a su vez son más estables que aquellos en tolueno. A su vez, para un solvente aromático dado, dos equivalentes de MeTHF es más estable que tres equivalentes que es más estable que cuatro equivalentes de MeTHF. El resultado acumulativo es que el Cumeno con dos equivalentes de MeTHF es la formulación más estable mientras que cuatro equivalente de MeTHF en tolueno es la formulación menos estable utilizando este éter particular. La Fig. 8 es una gráfica que muestra la diferencia notable entre el MeTHF y el THF. La gráfica claramente muestra que a 40°C, las formulaciones con THF tienen una pérdida por ciento diaria de MeLi mayor que dos veces que de aquellas que contienen MeTHF. Para una solución monometálica, el MeTHF proporciona un incremento significante en la estabilidad sobre THF.

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES 1. Una solución de metillitio, caracterizada porque comprende metillitio; un solvente aromático; y de 2 a 4 equivalentes de MeTHF por mol de metillitio.
2. 2. La solución de metillitio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende mayor que 2 a 4 equivalentes de MeTHF.
3. 3. La solución de metillitio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque mayor que 94% en peso de metillitio permanece comparado a la cantidad original de metillitio en la solución después del almacenamiento por 30 días a 40°C como es medido por la espectroscopia de ^"H NMR.
4. 4. La solución de metillitio de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque mayor que 94% en peso de metillitio permanece comparado a la cantidad original de metillitio en la solución después del almacenamiento por 30 días a 40°C como es medido por la espectroscopia de """H NMR.
5. 5. La solución de metillitio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende de 2.1 a 4 equivalentes de MeTHF.
6. 6. Un proceso para preparar metillitio, caracterizado porque comprende preparar una mezcla que comprende metal de litio, metiltetrahidrofurano y un solvente aromático, y adicionar clorometano para reaccionar con el litio, en donde de 2 a 4 equivalentes de metiltetrahidrofurano están presentes por equivalente de MeLi producido mediante la reacción.