WO2000053305A1 - Polymer enlarged catalysts - Google Patents
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Definitions
- the present invention is directed to homogeneous catalysts and precatalysts for organic synthesis, processes for their preparation and their use.
- Membrane reactors can be realized (andrey et al. In yearbook 1998, chemical engineering and chemical engineering, VDI p. 151ff .; Wandrey et al. In Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds, Vol. 2, VCH 1996, p.832 ff .; Kragl et al Angew. Chem. 1996, 6, 684f.).
- branches can be built in, right down to the dendritic configurations, but the installation of a branching point is particularly preferred since the gain in retention capacity is greatest in this step in relation to the synthesis effort and increases with the branching progressively less.
- branch points for this purpose Branch options are used.
- An overview of preferred branching units and the possibility of synthesis is provided by WO 97/06201 and Fetters et al., Macromolecules 1980, 13, 191f .; ibid. 1978, 11, 668f .; Quirk et al. Pure appl. Chem. 1994, 31, 911f.
- the installation of a branching unit from units shown in the following scheme 1 is very particularly preferred.
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Abstract
Polymer enlarged catalysts and precatalysts for catalytic organic synthesis characterized in that the polymer enlargement has polymers based on isoprene or butadiene. The invention also relates to a method for the production and to the use of said catalysts.
Description
Polymervergrößerte Katalysatoren Polymer-enlarged catalysts
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf homogene Katalysatoren und Präkatalysatoren für die organische Synthese, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.The present invention is directed to homogeneous catalysts and precatalysts for organic synthesis, processes for their preparation and their use.
Insbesondere sind die erfindungsgemäßen Katalysatoren dadurch ausgezeichnet, daß sie lineares oder beliebig verzweigtes vollständig gesättigtes Homo- oder Copolymerisat des Butadiens oder Isoprens aufweisen.In particular, the catalysts according to the invention are distinguished in that they have linear or any branched, completely saturated homo- or copolymer of butadiene or isoprene.
Katalytische Prozesse sind stöchiometrisch verlaufenden Reaktionen überlegen, da ein an der Reaktion beteiligter Stoff nicht verbraucht wird - der Katalysator. Selbst im Batchprozess könnte dieser unendlich lange für die betrachtete Reaktion eingesetzt werden, wenn nicht Verluste bei der Recyclierung oder Inaktivierungen dieCatalytic processes are superior to stoichiometric reactions because one of the substances involved in the reaction is not consumed - the catalyst. Even in the batch process this could be used indefinitely for the reaction under consideration, if not for the recycling or inactivation losses
Katalysatorleistung mit der Zeit herabsetzen würden. Zur Minimierung der Prozeßkosten bei der im technischen Maßstab durchgeführten katalytischen Synthese kann deshalb die Begrenzung des Verlusts an Katalysator beitragen.Would decrease catalyst performance over time. Limiting the loss of catalyst can therefore contribute to minimizing the process costs in the catalytic synthesis carried out on an industrial scale.
Bevorzugt gegenüber der normalen Katalysatorrecyclierung ist jedoch ein kontinuierlicher Prozess, bei dem der Katalysator in einem Reaktionsgefäß immobilisiert wird, während nur die Reaktanden zugefügt und die Produkte entfernt werden. Diese Verfahrensweise kann durch den Einsatz von polymervergrößerten Katalysatoren inPreferred over normal catalyst recycling, however, is a continuous process in which the catalyst is immobilized in a reaction vessel while only the reactants are added and the products are removed. This procedure can be achieved through the use of polymer-enlarged catalysts
Membranreaktoren realisiert werden ( andrey et al. in Jahrbuch 1998, Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, VDI S. 151ff.; Wandrey et al. in Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds, Vol. 2, VCH 1996, S.832 ff.; Kragl et al. Angew. Chem. 1996, 6, 684f.).Membrane reactors can be realized (andrey et al. In yearbook 1998, chemical engineering and chemical engineering, VDI p. 151ff .; Wandrey et al. In Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds, Vol. 2, VCH 1996, p.832 ff .; Kragl et al Angew. Chem. 1996, 6, 684f.).
Schon verschiedentlich wurde im Stand der Technik über polymervergrößerte Katalysatoren berichtet (Reetz et al., Angew. Chem. 1997, 109, 1559f.; Seebach et al., Helv. Chim
Acta 1996, 79, 1710f.; Kragl et al., Angew. Chem. 1996, 108, 684f.; Schurig et al., Chem. Ber./Recueil 1997, 130, 879f.; Bolm et al . , Angew. Chem. 1997, 109, 773f.; Bol et al. Eur. J. Org . Chem. 1998, 21f.; Baystone et al. in Speciality Chemicals 224f.; Salvadori et al . , Tetrahedron: Asymmetry 1998, 9, 1479; Wandrey et al., Tetrahedron: Asymmetry 1997, 8, 1529f.; ibid. 1997, 8, 1975f.; Togni et al. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 10274f., Salvadori et al., Tetrahedron Lett. 1996, 37, 3375f.).Polymer-enlarged catalysts have already been reported on various occasions in the prior art (Reetz et al., Angew. Chem. 1997, 109, 1559f .; Seebach et al., Helv. Chim Acta 1996, 79, 1710f .; Kragl et al., Angew. Chem. 1996, 108, 684f .; Schurig et al., Chem. Ber./Recueil 1997, 130, 879f .; Bolm et al. , Appl. Chem. 1997, 109, 773f .; Bol et al. Eur. J. Org. Chem. 1998, 21f .; Baystone et al. in Specialty Chemicals 224f .; Salvadori et al. , Tetrahedron: Asymmetry 1998, 9, 1479; Wandrey et al., Tetrahedron: Asymmetry 1997, 8, 1529f .; ibid. 1997, 8, 1975f .; Togni et al. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 10274f., Salvadori et al., Tetrahedron Lett. 1996, 37, 3375f.).
In allen genannten Veröffentlichungen werden entweder aufwendig zu synthetisierende Dendrimere oder Polymere aus Polysiloxanen, Polyethylenglykole oder Polyacrylate als Polymervergrößerungen beschrieben .In all of the publications mentioned, either dendrimers which are difficult to synthesize or polymers made from polysiloxanes, polyethylene glycols or polyacrylates are described as polymer enlargements.
In der WO 98/22415 ist ein Verfahren erwähnt, bei dem polystyrol- oder polysiloxanvergrößerteWO 98/22415 mentions a process in which polystyrene or polysiloxane is enlarged
Oxazaborolidinkatalysatoren in der homogenen enantioselektiven Reduktion von Ketonen in einem Membranreaktor eingesetzt wurden. Im Ergebnis zeigte sich, daß deren Zyklenzahl (die Anzahl an Prozeßzyklen, die eine bestimmte Menge an Katalysator ohne Einbuße an Performance [ttn] erlaubt) so erheblich gesteigert werden kann.Oxazaborolidine catalysts were used in the homogeneous enantioselective reduction of ketones in a membrane reactor. The result showed that the number of cycles (the number of process cycles that a certain amount of catalyst allows without loss of performance [ttn]) can be increased considerably.
Einige aus den im Stand der Technik bekannten polymervergrößerten Katalysatoren haben den Nachteil, daß sie im Hinblick auf eine Anwendung im technischen Maßstab relativ schwierig zu synthetisieren und damit teuer sind wie z. B. Polysiloxane und Dendrimere. Darüber hinaus besteht weiterhin die Notwendigkeit neue polymervergrößerte Katalysatoren bereitzustellen, die möglichst hohe Zyklenzahlen gewährleisten, um eine komplizierte und kostspielige Nachdosierung des Katalysators zurSome of the polymer-enlarged catalysts known from the prior art have the disadvantage that they are relatively difficult to synthesize with regard to use on an industrial scale and are therefore expensive, such as, for. B. polysiloxanes and dendrimers. In addition, there is still the need to provide new polymer-enlarged catalysts which ensure the highest possible number of cycles in order to complicated and costly replenishment of the catalyst
Aufrechterhaltung des Prozesses im Membranreaktor und eine Kontamination des Produkts mit dem Katalysator zu vermeiden.
Wie wichtig eine extrem hohe Rückhaltbarkeit eines Katalysators hinter einer Membran in Bezug auf dessen Verlust durch Ausbluten ist, zeigt die Fig. 1 anhand von einfachen polymeren Verbindungen. Erst ab einer Retention von >99, 9% erhält man Polymere, welche auch bei höheren Verweilzeiten in einem ausreichenden Maß im Reaktor zurückbleiben (Vortrag beim Dechema Arbeitsausschuß „Katalyse", gehalten am 20.01.1999). Es. hat sich gezeigt, dass eine bessere Retention durch Erhöhung der Molmasse des Polymers z. B. von Polystyrol zu erzielen ist. Die höhere Molmasse bedingt jedoch wieder Viskositätsschwierigkeiten in den eingesetzten Lösungsmitteln und höhere Stoffeinsätzkosten.Maintaining the process in the membrane reactor and avoiding contamination of the product with the catalyst. Using simple polymeric compounds, FIG. 1 shows how important an extremely high retention capacity of a catalyst behind a membrane is in terms of its loss due to bleeding. Only from a retention of> 99.9% are polymers obtained which remain in the reactor to a sufficient extent even with longer residence times (lecture at the Dechema working committee "Catalysis", held on January 20, 1999). It has been shown that a Better retention can be achieved by increasing the molar mass of the polymer, for example polystyrene, but the higher molar mass again causes viscosity difficulties in the solvents used and higher material usage costs.
Mithin war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, weitere einfach herstellbare polymervergrößerte Katalysatoren für die homogene Katalyse organischer Reaktionen zur Verfügung zu stellen.It was therefore an object of the present invention to provide further easy-to-produce, polymer-enlarged catalysts for the homogeneous catalysis of organic reactions.
Insbesondere sollten diese trotz Verringerung der Molmasse der Polymervergrößerung ein vergleichbares oder sogar besseres Retentionsverhalten gegenüber einer Ultra- oder Nanofiltrationsmembran verglichen mit den polymeren Katalysatoren des Standes aufweisen.In particular, despite the reduction in the molar mass of the polymer enlargement, they should have comparable or even better retention behavior compared to an ultra or nanofiltration membrane compared to the polymeric catalysts of the prior art.
Diese und nicht näher genannte weitere Aufgaben, die sich jedoch ohne weiteres und in naheliegender Weise aus dem Stand der Technik ergeben, werden durch einen Katalysator gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Katalysatoren sind in den Ansprüchen 2 bis 5 unter Schutz gestellt. Anspruch 6 schützt Präkatalysatoren als Zwischenverbindungen der eigentlichen aktiven Katalysatoren, die Ansprüche 7 - 9 geeignete Verfahren zur Herstellung der Katalysatoren bzw. der Zwischenverbindungen. Anspruch 10 und 11 richten sich auf bevorzugte Verwendungen der Katalysatoren nach Anspruch 1.
Wenn im Rahmen der Erfindung von Polyisoprenen bzw. Polybutadienen oder deren Copolymeren die Rede ist, so sind regelmäßig die aus der Polymerisation von Butadien und Isopren gewonnenen Polymere gemeint, bei denen die Doppelbindungen z. B. durch Hydrieren nach den Methoden des Standes der Technik gesättigt wurden, sofern nichts anderes geschrieben steht.These and other unspecified tasks, which, however, result readily and in an obvious manner from the prior art, are achieved by a catalyst according to claim 1. Preferred embodiments of the catalysts according to the invention are protected in claims 2 to 5. Claim 6 protects precatalysts as intermediate compounds of the actual active catalysts, claims 7-9 suitable processes for the preparation of the catalysts or the intermediate compounds. Claims 10 and 11 are directed to preferred uses of the catalysts according to Claim 1. If the invention speaks of polyisoprenes or polybutadienes or their copolymers, the polymers obtained from the polymerization of butadiene and isoprene are regularly meant, in which the double bonds, for. B. have been saturated by hydrogenation according to the methods of the prior art, unless otherwise stated.
Im Rahmen der Erfindung versteht man unter Katalysator die eigentliche polymervergrößerte aber aktive Spezies. Diese sind meistens nicht sonderlich stabil, weshalb sie aus sogenannten Präkatalysatoren - Vorstufen des eigentlichen Katalysators - hergestellt und zur Reaktion eingesetzt werden. Unter Präkatalysator wird deshalb eine erfindungsgemäß polymervergrößerte Vorgängerverbindung des Katalysators verstanden, z. B. ein lagerstabiler polymervergrößerter Ligand oder mit Schutzgruppen versehener polymervergrößerter Katalysator oder die Katalysatorvorstufe, welche noch Doppelbindungen im Polymerrückrat aufweist. Wie gesagt wird aus diesen Präkatalysatoren der eigentliche Katalysator erst gebildet. Als aktives Zentrum wird die Einheit des polymervergrößerten Katalysators betrachtet, die ohne Polymeranbindung die eigentlich für diese Reaktion aktive Spezies darstellt. Definitionsgemäß spricht man deshalb im Rahmen der Erfindung aber analog zu den Katalysatoren von einem präaktiven Zentrum im Präkatalysator.In the context of the invention, the catalyst is the actual polymer-enlarged but active species. These are usually not particularly stable, which is why they are made from so-called precatalysts - precursors of the actual catalyst - and used for the reaction. Precatalyst is therefore understood to mean a predecessor compound of the catalyst which is polymer-enlarged according to the invention, for. B. a storage-stable polymer-enlarged ligand or protective polymer-enlarged catalyst or the catalyst precursor, which still has double bonds in the polymer backbone. As said, the actual catalyst is first formed from these precatalysts. The unit of the polymer-enlarged catalyst is considered to be the active center, which, without a polymer bond, represents the species actually active for this reaction. By definition, however, the term “preactive center” in the precatalyst is used in the context of the invention, analogously to the catalysts.
Dadurch, daß die Polymervergrößerung des Katalysators ein lineares oder beliebig verzweigtes Homo- oder Copolymerisat aus Butadien und/oder Isopren oder ein Copolymerisat aus Butadien und/oder Isopren ggf. mit Propylen und/oder Styrol oder ein Blockcopolymerisat aus Polybutadien und/oder Polyisopren ggf. mit Polypropylen und/oder Polystyrol aufweist, gelangt man in nicht vorhersehbarer Weise zu gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Katalysatoren.
Polymere auf Basis von Butadien oder Isopren besitzen gegenüber Polystyrol und Polysiloxanen den Vorteil, daß sie in Losung bei vergleichbarer Molmasse ein wesentlich höheres hydrodynamisches Volumen aufweisen. Dadurch zeigen sie ein besseres Retentionsverhalten bzgl. der im Membranreaktor eingesetzten Ultra- bzw. Nanoflltrationsmembranen (Tab. 1/Fιg. 2) .Characterized in that the polymer enlargement of the catalyst is a linear or arbitrarily branched homo- or copolymer of butadiene and / or isoprene or a copolymer of butadiene and / or isoprene optionally with propylene and / or styrene or a block copolymer of polybutadiene and / or polyisoprene optionally with polypropylene and / or polystyrene, catalysts are improved in an unpredictable manner compared to the prior art. Polymers based on butadiene or isoprene have the advantage over polystyrene and polysiloxanes in that they have a significantly higher hydrodynamic volume in solution with a comparable molar mass. As a result, they show better retention behavior with regard to the ultra or nanofiltration membranes used in the membrane reactor (Tab. 1 / Fig. 2).
Bei Polybutadien oder Polyisopren ist es möglich, neben der 1, 4-Polymeπsatιon auch eine 1, 2-Polymerιsatιon zu initiieren. Im allgemeinen bilden sich Gemische m t einer Bandbreite zwischen 1,2- und 1, 4-Verknupfung (Lit. Fetters et al . m Advances m Polymer Science 56, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1984, S. 51, 56). Die Polymervergroßerung kann im Rahmen der Erfindung beliebig verknüpftes Polybutadien bzw. Polyisopren aufweisen.In the case of polybutadiene or polyisoprene, it is possible to initiate a 1, 2-polymer in addition to the 1, 4-polymer. In general, mixtures are formed with a bandwidth between 1,2- and 1,4-linkage (Lit. Fetters et al. M Advances m Polymer Science 56, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1984, pp. 51, 56). In the context of the invention, the polymer enlargement can have any linked polybutadiene or polyisoprene.
Wie gezeigt besitzen schon die linearen Vertreter der erfmdungsgemaßen Polymervergroßerungen deutliche Vorteile gegenüber den Polymervergroßerungen des Standes der Technik. Darüber hinaus ist der Gewinn an Retentionsvermogen noch weiter zu steigern, wenn n denAs shown, the linear representatives of the polymer enlargements according to the invention already have clear advantages over the polymer enlargements of the prior art. In addition, the gain in retention assets must be increased even further if not
Polymeren mindestens eine Verzweigung eingebaut ist. Unter Verzweigung ist im Rahmen der Erfindung die Tatsache gemeint, daß von einer Stelle des Polymers aus mindestens drei Polymerstrange abzweigen. Diese Maßnahme fuhrt zu einer Versteifung des Polymerruckrats, wodurch offensichtlich ein Durchrutschen durch die Poren der Membran noch effektiver unterdruckt wird (Tab.2).Polymers at least one branch is installed. In the context of the invention, branching means the fact that at least three polymer strands branch off from one point of the polymer. This measure leads to stiffening of the polymer pressure counters, which obviously suppresses slipping through the pores of the membrane even more effectively (Tab. 2).
Es lassen sich beliebig viele solcher Verzweigungen einbauen bis hin zu den dendritischen Ausgestaltungen, doch ist der Einbau einer Verzweigungsstelle besonders bevorzugt, da in Relation zum Syntheseaufwand der Gewinn an Retentionsvermogen bei diesem Schritt am größten ist und mit weiterfortschreitender Verzweigung immer geringfügiger ansteigt. Als Verzweigungsstelle können im Prinzip alle dem Fachmann für diesen Zweck in Frage kommenden
Verzweigungsmöglichkeiten herangezogen werden. Eine Übersicht über bevorzugte Verzweigungseinheiten und die Möglichkeit der Synthese bietet die WO 97/06201 sowie Fetters et al., Macromolecules 1980, 13, 191f.; ibid. 1978, 11, 668f.; Quirk et al. Pure Appl . Chem. 1994, 31, 911f. Ganz besonders bevorzugt ist allerdings der Einbau einer Verzweigungseinheit aus im folgenden Schema 1 gezeigten Einheiten.Any number of such branches can be built in, right down to the dendritic configurations, but the installation of a branching point is particularly preferred since the gain in retention capacity is greatest in this step in relation to the synthesis effort and increases with the branching progressively less. In principle, all those skilled in the art can be considered as branch points for this purpose Branch options are used. An overview of preferred branching units and the possibility of synthesis is provided by WO 97/06201 and Fetters et al., Macromolecules 1980, 13, 191f .; ibid. 1978, 11, 668f .; Quirk et al. Pure appl. Chem. 1994, 31, 911f. However, the installation of a branching unit from units shown in the following scheme 1 is very particularly preferred.
Schema 1 :Scheme 1:
Es ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt, Katalysatoren bereitzustellen, bei denen zwischen der Polymervergrößerung und dem aktiven Zentrum ein Spacer eingebaut ist. DerIn the context of the invention it is preferred to provide catalysts in which a spacer is installed between the polymer enlargement and the active center. The
Spacer dient dazu, einen Abstand zwischen aktivem Zentrum und Polymer aufzubauen, um gegenseitige für die Reaktion nachteilige Wechselwirkungen abzumildern bzw.
auszuschalten. Im Prinzip können alle für den Fachmann für diesen Zweck in Frage kommenden Spacer benutzt werden. Eine geeignete Übersicht bietet folgendes Schema 2.Spacer serves to build up a distance between the active center and the polymer in order to reduce mutual interactions that are disadvantageous for the reaction or turn off. In principle, all spacers suitable for the person skilled in the art for this purpose can be used. The following scheme 2 provides a suitable overview.
Schema 2:Scheme 2:
CH3 CH. CH- CH, H—Si—H H—Si—O—Si—HCH 3 CH. CH-CH, H-Si-HH-Si-O-Si-H
CH,CH,
Die Auswahl richtet sich nach der Möglichkeit, die Spacer einerseits gut an das präaktive Zentrum andererseits an das Polymer koppeln zu können. Bevorzugt sind jedoch Spacer wie z. B. 1,4'-Biphenyl, 1,2-Ethylen, 1, 3-Propylen, PEG-(2-10), α,ω-Siloxanylen oder 1,4-Phenylen sowie α,ω-l,4- Bisethylenbenzol . Besonders bevorzugt sind Spacer, welche ausgehend von Siloxanen der allgemeinen Formel I
The selection is based on the possibility of being able to couple the spacers well to the preactive center on the one hand and to the polymer on the other. However, spacers such as e.g. B. 1,4'-biphenyl, 1,2-ethylene, 1, 3-propylene, PEG- (2-10), α, ω-siloxanylene or 1,4-phenylene and α, ω-l, 4-bisethylenebenzene . Spacers which start from siloxanes of the general formula I are particularly preferred
R:Me, Et n = 0-10R: Me, Et n = 0-10
erhältlich sind. Diese lassen sich unter Hydrosilylierungsbedingungen (Übersicht über die Hydrosilylierungsreaktion von 0j i a in The Chemistry of Organic Silicon Compounds, 1989 John Wiley & Sons Ltd., 1480 - 1526) leicht an die Doppelbindungen in den Polymeren und geeignete funktioneile Gruppen der präaktiven Zentren binden.are available. Under hydrosilylation conditions (overview of the hydrosilylation reaction of 0j i a in The Chemistry of Organic Silicon Compounds, 1989 John Wiley & Sons Ltd., 1480-1526) these can easily be bound to the double bonds in the polymers and suitable functional groups of the preactive centers.
Als aktives Zentrum in den polymervergrößertenAs an active center in the polymer-enlarged
Katalysatoren eignet sich jeder dem Fachmann geläufige niedermolekulare Katalysator auf dem Gebiet der organischen Synthese. Eine geeignete Übersicht bieten hier Noyori in Asymmetrie Catalysis In Organic Synthesis, Wiley- Interscience Publication 1994, Kapitel 2,4,5, Ojima inAny low-molecular catalyst familiar to a person skilled in the art in the field of organic synthesis is suitable for catalysts. A suitable overview is provided here by Noyori in Asymmetry Catalysis In Organic Synthesis, Wiley-Interscience Publication 1994, Chapter 2,4,5, Ojima in
Catalytic Asymmetrie Synthesis, Wiley-VCH, 1993, Bolm und Beller in Transition Metalls for Organic Synthesis, Vol. II, Kap. 1 und 2, VCH, 1998.Catalytic Asymmetry Synthesis, Wiley-VCH, 1993, Bolm and Beller in Transition Metalls for Organic Synthesis, Vol. II, Chap. 1 and 2, VCH, 1998.
Bevorzugt sind allerdings Katalysatoren aus der Gruppe der Katalysatoren für die Transferhydrierung und die Hydrierung mit elementarem Wasserstoff, ebenso Katalysatoren für die Aldolreaktion und Mukaijama-Aldolreaktion, der Dialkyladdition an Carbonylgruppen, der Jacobsen- Epoxydierung, der Sharpless-Dihydroxylierung, der Diels- Alder und Hetero-Diels-Alder Reaktion, der enantioselektiven Anhydridöffnung, der Reduktion von Ketonen mit Hydriden und der Heck-Reaktion.However, catalysts from the group of catalysts for transfer hydrogenation and hydrogenation with elemental hydrogen are preferred, as are catalysts for the aldol reaction and Mukaijama-aldol reaction, dialkyl addition to carbonyl groups, Jacobsen epoxidation, Sharpless dihydroxylation, Diels-Alder and hetero -Diels-Alder reaction, the enantioselective anhydride opening, the reduction of ketones with hydrides and the Heck reaction.
Besonders bevorzugt sind Katalysatoren, für die Reduktion von Ketonen mit Hydriden über Taddol-Liganden (Seebach,
Helv. Chim. Acta, 1996, 79, 1710f.), für die Epoxydierung von Doppelbindungen mit chiralen Salen-Komplexen (Salvadori, Tetrahedron Lett . , 37, 1996, 3375f.), Sharpless-Epoxidierung mit Dihydrochinidinen (Bolm, Angew. Chem., 1997, 773f.), für die Dialkylzinkaddition mittels 1, 2-Diaminoalkohole (Wandrey, Tetrahedron: Asymmetry, 1997, 8, 1529f.) und für die katalytische Hydrierung mittels chiraler 1, 2-Diphosphan-Liganden, wie z.B. DIOP, DIPAMP; BPPFA, BPPM, CHIRAPHOS, PROPHOS, NORPHOS, BINAP, CYCPHOS, SKEWPHOS (BDPP) , DEGPHOS, DuPHOS und PNNP.Catalysts are particularly preferred for the reduction of ketones with hydrides via taddol ligands (Seebach, Helv. Chim. Acta, 1996, 79, 1710f.), For the epoxidation of double bonds with chiral salen complexes (Salvadori, Tetrahedron Lett., 37, 1996, 3375f.), Sharpless epoxidation with dihydroquinidines (Bolm, Angew. Chem., 1997, 773f.), For dialkylzinc addition using 1, 2-diamino alcohols (Wandrey, Tetrahedron: Asymmetry, 1997, 8, 1529f.) And for catalytic hydrogenation using chiral 1, 2-diphosphine ligands such as DIOP, DIPAMP; BPPFA, BPPM, CHIRAPHOS, PROPHOS, NORPHOS, BINAP, CYCPHOS, SKEWPHOS (BDPP), DEGPHOS, DuPHOS and PNNP.
Ganz besonders bevorzugt sind Katalysatoren, welche in der EP 305180 genannt sind.Catalysts which are mentioned in EP 305180 are very particularly preferred.
Äußerst bevorzugt istIs extremely preferred
2- (Hydroxydiphenylmethyl) -pyrrolidm-4-ol als aktives Zentrum.2- (hydroxydiphenylmethyl) pyrrolidm-4-ol as the active center.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein polymervergroßerter Prakatalysator, welcher als Polymervergroßerung ein lineares oder beliebig verzweigtes Homo- oder Copolymerisat aus Butadien und/oder Isopren oder ein Copolymerisat aus Butadien und/oder Isopren ggf. mit Propylen und/oder Styrol oder ein Blockcopolymerisat aus Polybutadien und/oder Polyisopren ggf. mit Polypropylen und/oder Polystyrol aufweist. Der Ausdruck Prakatalysators umfaßt auch die polymervergroßerten Katalysatoren, welche noch Doppelbindungen im Polymeranteil aufweisen.The invention also relates to a polymer-enlarged precatalyst which, as polymer enlargement, comprises a linear or randomly branched homo- or copolymer of butadiene and / or isoprene or a copolymer of butadiene and / or isoprene, optionally with propylene and / or styrene or a block copolymer of polybutadiene and / or polyisoprene optionally with polypropylene and / or polystyrene. The term precatalyst also includes the polymer-enlarged catalysts which still have double bonds in the polymer component.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von polymervergroßerten Katalysatoren. Diese können nach dem Fachmann geläufigen Methoden aus den erfmdungsgemaßen Prakatalysatoren hergestellt werden.The invention also relates to a process for the preparation of polymer-enlarged catalysts. These can be prepared from the precatalysts according to the invention by methods familiar to the person skilled in the art.
Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem der eigentliche Katalysator aus einem erfmdungsgemaßen Prakatalysator in situ hergestellt wird und ohne vorherige
Isolierung zur eigentlichen Reaktion eingesetzt werden kann .A method is particularly preferred in which the actual catalyst is produced in situ from a precatalyst according to the invention and without prior Isolation can be used for the actual reaction.
Die Herstellung der Präkatalysatoren wiederum kann nach dem Fachmann geläufigen Methoden erfolgen. Bevorzugt kann sie nach zwei unterschiedlichen Vorgehensweisen durchgeführt werden. Einerseits bietet sich die Möglichkeit an, die präaktiven Zentren an die erfindungsgemäßeIn turn, the precatalysts can be prepared by methods familiar to the person skilled in the art. It can preferably be carried out according to two different procedures. On the one hand, there is the possibility of connecting the preactive centers to those of the invention
Polymervergrößerung zu binden oder Monomere, welche bereits das präaktive Zentrum aufweisen, nach dem Fachmann geläufigen Methoden ggf. mit anderen erfindungsgemäßen Monomeren zu co-/polymerisieren.To bind polymer enlargement or, if necessary, to copolymerize / polymerize monomers which already have the preactive center with methods known to the skilled worker with other monomers according to the invention.
Besonders bevorzugt ist es, ein Verfahren zu wählen, bei dem man die Polymervergrößerung mit den präaktiven Zentren über einen Spacer verbindet (siehe als Beispiel Schema 3) .It is particularly preferred to choose a method in which the polymer enlargement is connected to the preactive centers via a spacer (see example in Scheme 3).
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verwendung der erfindungsgemäßen Katalysatoren in der organischen Synthesen.Another object of the invention is a use of the catalysts of the invention in organic synthesis.
In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet man einen chiralen enantiomerenangereicherten Katalysator dieser Erfindung in Synthesen zur Herstellung enantiomerenangereicherter organischer Verbindungen.In a preferred embodiment, a chiral enantiomerically enriched catalyst of this invention is used in syntheses to produce enantiomerically enriched organic compounds.
Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysators in Synthesen, bei denen der Katalysator in einem Reaktor eingeschlossen wird, während niedermolekulare Stoffe dem Reaktor zugeführt werden oder ihn verlassen können.The use of the catalyst according to the invention is very particularly preferred in syntheses in which the catalyst is enclosed in a reactor while low molecular weight substances are fed to the reactor or can leave it.
In einer äußerst bevorzugten Ausgestaltung ist dieser Reaktor ein Membranreaktor.In an extremely preferred embodiment, this reactor is a membrane reactor.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Prä- und Katalysatoren kann nach dem Fachmann geläufigen Methoden erfolgen. Z. B. lassen sich die Polymervergroßerungen mit oder ohne Verzweigungen nach WO 97/06201 sowie Fetters et
al., Macromolecules 1980, 13, 191f.; ibid. 1978, 11, 668f.; Quirk et al. Pure Appl. Chem. 1994, 31, 911f. herstellen. Diese werden anschließend an das aktive Zentrum oder an den das aktive Zentrum enthaltenden Spacer gebunden. Dies kann ebenfalls nach den dem Fachmann geläufigen Methoden erfolgen. Die Doppelbindungen des ungesättigten Polymers bieten vielfältige Möglichkeiten der Anbindung durch Additionsreaktionen (radikalisch, ionisch, konzertiert) oder Additionsreaktionen gefolgt von Substitutionsreaktionen, je nachdem ob die am aktiven Zentrum vorhandene zur Anbindung geeignete Gruppe sich sofort zur Einführung in das Polymer eignet oder nicht. Bevorzugt kann eine Hydratisierung, Epoxidierung, Hydroxylierung, Hydrosilylierung, Hydroborierung, Kupplungsreaktionen, welche Pd- oder Ni-katalysiert sein können, o. a. angewandt werden. Geeignete Übersichten über mögliche Doppelbindungsreaktionen bietet Organikum, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1986, S. 244f.; Carruthers, Some modern methods of organic synthesis, third ed., Cambridge University Press, S. 63f.; Carey,The pre- and catalysts according to the invention can be prepared by methods familiar to the person skilled in the art. For example, the polymer enlargements with or without branches according to WO 97/06201 and Fetters et al., Macromolecules 1980, 13, 191f .; ibid. 1978, 11, 668f .; Quirk et al. Pure appl. Chem. 1994, 31, 911f. produce. These are then bound to the active center or to the spacer containing the active center. This can also be done according to the methods familiar to the person skilled in the art. The double bonds of the unsaturated polymer offer various possibilities of attachment by addition reactions (radical, ionic, concerted) or addition reactions followed by substitution reactions, depending on whether the group available for attachment at the active center is immediately suitable for introduction into the polymer or not. Hydration, epoxidation, hydroxylation, hydrosilylation, hydroboration, coupling reactions, which can be catalyzed by Pd or Ni, or the like, can preferably be used. Organikum, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1986, pp. 244f. Offers suitable overviews of possible double bond reactions; Carruthers, Some modern methods of organic synthesis, third ed., Cambridge University Press, pp. 63f .; Carey,
Sundberg in Organische Chemie, VCH Weinheim 1995, S.329f.
Sundberg in Organic Chemistry, VCH Weinheim 1995, pp.329f.
Zur Verdeutlichung sei folgendes Schema 3 gezeigt:The following scheme 3 is shown for clarification:
Schema 3Scheme 3
HydrosilylierungHydrosilylation
PräkatalysatorPrecatalyst
1. Schutzgruppenabspaltung1. Deprotection
2. NaBHJTHF2. NaBHJTHF
Katalysatorcatalyst
Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßenAn additional advantage of the invention
Katalysatoren ist, dass sie sehr variabel aufgebaut werden können, da eine breite Palette von Spacern und aktiven Zentren zur Anknüpfung an die Doppelbindungen des Polymers zur Verfügung stehen. Im Rahmen der Erfindung und des fachmännischen Wissens kann das Polymer, der Spacer und das aktive Zentrum variable an die zu katalysierende Reaktion angepaßt werden.
Anhand von Retentionsmessungen einzelner Polymere laßt sich der Vorteil der erfmdungsgemaßen Polymere erkennen.Catalysts are that they can be constructed very variably, since a wide range of spacers and active centers are available for attachment to the double bonds of the polymer. Within the scope of the invention and the technical knowledge, the polymer, the spacer and the active center can be variably adapted to the reaction to be catalyzed. The advantage of the polymers according to the invention can be seen from retention measurements of individual polymers.
Tab. 1 zeigt das Retentionsverhalten von linearem Polybutadien im Vergleich zu linearem Polystyrol für eine MPS-U20-S-Membran® der Firma Koch (Ausschlußgrenze 20000 g/mol) .Tab. 1 shows the retention behavior of linear polybutadiene in comparison to linear polystyrene for an MPS-U20-S membrane ® from Koch (exclusion limit 20,000 g / mol).
Tab. 1: Retention von Polystyrol vs PolybutadienTab. 1: Retention of polystyrene vs polybutadiene
Es ist zu erkennen (vgl. auch Fig. 2), daß eine entsprechend gute Zurückhaltung im Falle des Polybutadiens schon bei einer wesentlich geringeren Molmasse der Polymere erreicht wird. Dieser Effekt ist auf die geringere Molmasse des Butadiens im Vergleich zum Styrol zurückzuführen. Rechnet man den durch den Molmassenunterschied von einem Faktor 2 bedingten Großenunterschied der Polymere heraus, so ergibt sich eine vergleichbar gute Retention von Polybutadien gegenüber Polystyrol. Es ist trotzdem überraschend aber nicht weniger vorteilhaft, daß offensichtlich das hydrodynamische Volumen beider Polymere bei vergleichbarer Kettenlange übereinstimmt. Durch diese
Tatsache spart man allerdings Einsatzstoffkosten für die Generierung der Polymere, da die Stoffkosten nach Gewicht bezahlt werden.It can be seen (cf. also FIG. 2) that a correspondingly good restraint is achieved in the case of polybutadiene even with a significantly lower molar mass of the polymers. This effect is due to the lower molar mass of butadiene compared to styrene. If one calculates the difference in size of the polymers due to the difference in molecular weight of a factor of 2, the retention of polybutadiene compared to polystyrene is comparable. It is nevertheless surprising, but no less advantageous, that the hydrodynamic volume of both polymers obviously coincides with a comparable chain length. Through this In fact, however, one saves raw material costs for the generation of the polymers, since the material costs are paid for by weight.
Aus Tab. 1 erkennt man, daß das Retentionsvermogen von Polystyrol gesteigert werden kann, wenn dessen Molmasse erhöht wird. Dadurch ergeben sich jedochFrom Table 1 it can be seen that the retention capacity of polystyrene can be increased if its molar mass is increased. However, this results in
Viskositätsprobleme. Aufgrund der gleichguten Retention von Polybutadien verglichen mit Polystyrol bei etwa halber Molmasse treten diese Nachteile bei gegebener Retention erst bei doppeltem Molekulargewicht auf. So ist bei einer bestimmten Retentionsrate eine höhere Dosierung mit Katalysator möglich, was eine bessere Raum/Zeit-Ausbeute bedingt .Viscosity problems. Because of the equally good retention of polybutadiene compared to polystyrene at about half the molecular weight, these disadvantages only occur with a given retention at twice the molecular weight. At a certain retention rate, a higher dosage with catalyst is possible, which means a better space / time yield.
Setzt man verzweigte Polybutadiene ein, so ergibt sich gegenüber der linearen Ausgestaltung ein nochmals besseres Retentionsverhalten (Tab 2) .If branched polybutadienes are used, the retention behavior is even better compared to the linear configuration (Table 2).
Tab. 2: Retention von linearem vs verzweigtem PolybutadienTab. 2: Retention of linear vs branched polybutadiene
: Si-Atom als Verzweigungsstelle; 4 Polymere mit Molmasse 1000 g/mol abzweigend: Si atom as branch point; 4 polymers with a molecular weight of 1000 g / mol branching
Ein Vorteil, den Polybutadiene und Polyisoprene gegenüber Polysiloxanen, Polystyrolen und Polyacrylaten und Polyethylenglykolen besitzen ist der, dass nach der Polymerisation im Polymer pro eingesetztem Monomer eine Doppelbindung für eine potentielle Anbindung der aktiven Zentren vorhanden ist. Über das Verhältnis derAn advantage that polybutadienes and polyisoprenes have over polysiloxanes, polystyrenes and polyacrylates and polyethylene glycols is that after the polymerization in the polymer there is a double bond for each monomer used for potential binding of the active centers. About the ratio of
Konzentrationen der Reaktionspartner läßt sich so leicht
die Anzahl der aktiven Zentren im Polymerstrang einstellen. Auch die umgekehrte Vorgehensweise ist möglich. So kann man zuerst die Doppelbindungen partiell hydrieren, so daß durch den Hydrierungsgrad der Funktionalitatsgrad eingestellt wird. Alle verbleibenden Doppelbindungen werden dann in aktive Zentren überfuhrt. Bei allen anderen Polymeren, welche im Stand der Technik bekannt sind, ist mit Ausnahme von Polyacrylaten eine Copolymerisation mit speziell für die Anbindung modifizierten Monomeren notwendig. Gegenüber Polyacrylaten besteht der Vorteil, daß die Anbindung an das ungesättigte Polyisopren bzw. -butadien über eine stabile kovalente Bindung erfolgen kann, wohingegen m Polyacrylaten eine hydrolyseempfindliche Esterbindung geknüpft werden muß.Concentrations of the reactants can be so easily set the number of active centers in the polymer strand. The reverse procedure is also possible. So you can first partially hydrogenate the double bonds, so that the degree of functionality is set by the degree of hydrogenation. All remaining double bonds are then transferred to active centers. With all other polymers which are known in the prior art, with the exception of polyacrylates, copolymerization with monomers specially modified for the attachment is necessary. Compared to polyacrylates, there is the advantage that the connection to the unsaturated polyisoprene or butadiene can be established via a stable covalent bond, whereas in the case of polyacrylates a hydrolysis-sensitive ester bond must be formed.
Polybutadien und Polyisopren aufweisende polymervergroßerte Katalysatoren für die homogene Katalyse sind den bekannten Katalysatoren des Standes der Technik überlegen. Das Vorhandensein gerade dieser Polymere ist verantwortlich f r die gezeigten Vorteile im Hinblick auf deren Anwendung im Membranreaktor. Sie fuhren dazu, dass sich stabile technische Prozesse kostengünstiger Weise im Membranreaktor durchfuhren lassen.Polymer-enlarged catalysts for homogeneous catalysis containing polybutadiene and polyisoprene are superior to the known catalysts of the prior art. The presence of these polymers is responsible for the advantages shown with regard to their use in the membrane reactor. The result is that stable technical processes can be carried out cost-effectively in the membrane reactor.
Der Ausdruck homogen bezeichnet im Rahmen der Erfindung den Ausschluß des Vorliegens von getrennten Phasen. Die Phasen sind dann als getrennt zu betrachten, wenn mit bloßem Auge sichtbar zwei oder mehr Phasen vorliegen. Gele sind als eine Phase zu werten.The term homogeneous in the context of the invention denotes the exclusion of the presence of separate phases. The phases are to be regarded as separate if two or more phases are visible to the naked eye. Gels are to be considered as one phase.
Die erfindungsgemaßen Polymervergroßerungen können eine beliebige Taktizitat aufweisen.The polymer enlargements according to the invention can have any tacticity.
Die vorgestellten Katalysatoren und Prakatalysatoren können sowohl achiraler wie chiraler Natur sein und demgemäß chirale, achirale oder racemische Stoffe generieren.
Enantiomerenangereichert bezeichnet im Rahmen der Erfindung das Vorliegen eines Enantiomers im Überschuß gegenüber seiner optischen Antipode.
The catalysts and precatalysts presented can be both achiral and chiral in nature and accordingly generate chiral, achiral or racemic substances. Enantiomerically enriched in the context of the invention denotes the presence of an enantiomer in excess over its optical antipode.
BeispieleExamples
1. Umsetzung von Hexamethylsiloxan mit N-Z-geschütztem 2- (Hydroxydiphenylmethyl) -pyrrolidin-4-yl-allylether1. Reaction of hexamethylsiloxane with N-Z-protected 2- (hydroxydiphenylmethyl) pyrrolidin-4-yl allyl ether
1,43 mmol N-Z-2- (Hydroxydiphenylmethyl) -pyrrolidin-4-yl- allylether werden in 50 ml absolutem Tetrahydrofuran gelöst und bei Raumtemperatur mit 10 Equivalenten Hexamethyl- trisiloxan versetzt. 3 ml einer 10 prozentigen Lösung des Wilkinson-Katalysators (in Tetrahydrofuran) werden hinzugegeben. Unter Schutzgas wird zwei Stunden gerührt. Das Lösungsmittel und das überschüssige1.43 mmol of N-Z-2- (hydroxydiphenylmethyl) pyrrolidin-4-yl allyl ether are dissolved in 50 ml of absolute tetrahydrofuran and 10 equivalents of hexamethyltrisiloxane are added at room temperature. 3 ml of a 10 percent solution of the Wilkinson catalyst (in tetrahydrofuran) are added. The mixture is stirred under protective gas for two hours. The solvent and the excess
Hexamethyltrisiloxan wird am Rotationsverdampfer und im Hochvakuum abgezogen. Das Rohprodukt kann ohne weitere Reinigung in die Folgereaktion eingesetzt werden.Hexamethyltrisiloxane is removed on a rotary evaporator and in a high vacuum. The crude product can be used in the subsequent reaction without further purification.
2. Partielle Hydrierung eines Polybutadien- (1, 2)2. Partial hydrogenation of a polybutadiene (1, 2)
3,3 g eines Polybutadien- (1, 2) der Molmasse 20000 g/mol werden in 200 ml Toluol gelöst und mit 580 mg Wilkinson- Katalysator versetzt. Der Reaktor wird mit 50 bar Wasserstoff gefüllt und man rührt vier Stunden bei 25°C. Die Reaktionslösung wird entnommen. Man schüttelt die3.3 g of a polybutadiene (1, 2) with a molecular weight of 20,000 g / mol are dissolved in 200 ml of toluene and 580 mg of Wilkinson catalyst are added. The reactor is filled with 50 bar of hydrogen and the mixture is stirred at 25 ° C. for four hours. The reaction solution is removed. You shake it
Reaktionslösung mit 100 ml ges. NaHC03 Lösung und trocknet die organische Phase nach Phasentrennung mit Natriumsulfat. Das Toluol wird abgezogen. Durch NMR-Spektroskopie wird der Anteil der Doppelbindungen auf 21% errechnet.Reaction solution with 100 ml sat. NaHC0 3 solution and dries the organic phase after phase separation with sodium sulfate. The toluene is drawn off. The proportion of double bonds is calculated to be 21% by NMR spectroscopy.
3. Verbinden des Polymeren mit dem aktiven Zentrum3. Connect the polymer to the active center
100 mg des nach 2. dargestellten partiell hydrierten Polybutadiens werden mit dem Rohprodukt aus 1. in 50 ml THF gelöst. 10 mg des Hydrosilylierungskatalysators Pt(C0D)Cl2 werden hinzugegeben. Man rührt bei Raumtemperatur 43h. Das Lösungsmittel wird abgezogen. Danach wird ein 10 ml
Membranreaktor vorbereitet, indem eine100 mg of the partially hydrogenated polybutadiene shown in 2. are dissolved with the crude product from 1. in 50 ml of THF. 10 mg of the hydrosilylation catalyst Pt (COD) Cl 2 are added. The mixture is stirred at room temperature for 43 hours. The solvent is removed. Then a 10 ml Membrane reactor prepared by a
Nanofiltrationsmembran (MPF-50-Membran® der Firma Koch (Ausschlußgrenze 700g/mol) eingelegt wird. Über eine Wechselkolbenpumpe P-500 der Firma Pharmacia werden 10 ml frisch destillierten Tetrahydrofuran pro Stunde durch den Reaktor geleitet, so dass eine Verweilzeit von 1 h eingestellt wird. 24h wird die Membran auf diese Weise mit Tetrahydrofuran gespült. Das Rohprodukt der Reaktion wird über eine Wechselkolbenpumpe in den Reaktor eingespült. Man läßt 48h mit Tetrahydrofuran spülen um den niedermolekularen Anteil abzutrennen. Das Retentat wird dem Reaktor entnommen. Über die NMR-Spektroskopie wird das Verhältnis der Aromatensignale zu den Signalen im Bereich zwischen 2,5 und 0,5 ppm bestimmt. Das Retentat wird nochmals, wie oben beschrieben, in einen Membranreaktor eingespült. Es wird nochmals 48h mit Tetrahydrofuran gespült. Erneut wird aus dem Retentat das Verhältnis der oben angegebenen Signalbereiche bestimmt. Ein Vergleich der Signalintensitäten ergibt eine nur sehr geringe Verschiebung zugunsten der Signale im Bereich zwischen 2,5 und 0,5 ppm. Damit ergibt sich, dass der niedermolekulare Anteil vollständig abgetrennt ist und dass die Aromatensignale bedingenden Katalysatoreinheiten fest am Polymer gebunden sein müssen.Nanofiltration membrane (MPF-50 membrane ® from Koch (cut-off limit 700 g / mol) is inserted. 10 ml of freshly distilled tetrahydrofuran per hour are passed through the reactor via an alternating-piston pump P-500 from Pharmacia, so that a residence time of 1 h is set The membrane is rinsed in this way with tetrahydrofuran for 24 hours, and the crude product of the reaction is flushed into the reactor by means of an interchangeable piston pump, rinsed with tetrahydrofuran for 48 hours in order to separate off the low molecular weight fraction, and the retentate is removed from the reactor via NMR spectroscopy The ratio of the aromatics signals to the signals in the range between 2.5 and 0.5 ppm is determined. The retentate is again flushed into a membrane reactor as described above. It is flushed again with tetrahydrofuran for 48 hours. The ratio is again obtained from the retentate of the signal ranges specified above. A comparison of the signal intensities results in only one Very little shift in favor of the signals in the range between 2.5 and 0.5 ppm. This means that the low molecular weight fraction is completely separated and that the aromatics signals-dependent catalyst units must be firmly bound to the polymer.
4. Retentionsmessung mit Polymeren (Fig. 1)4. Retention measurement with polymers (Fig. 1)
In einen 10 ml Membranreaktor wird eineIn a 10 ml membrane reactor
Nanofiltrationsmembran (MPF-U50-Membran® der Firma Koch (Ausschlußgrenze 700g/mol) eingelegt . Über eine Wechselkolbenpumpe P-500 der Firma Pharmacia werden 10 ml frisch destillierten Tetrahydrofuran pro Stunde durch den Reaktor geleitet, so dass eine Verweilzeit von 1h eingestellt wird. 24h wird die Membran auf diese Weise mit Tetrahydrofuran gespült. Danach werden 625,5 mg Polystyrolstandard 70.000 der Firma Fluka über die
Kolbenpumpe in den Reaktor gespült. Weitere 72h wird Tetrahydrofuran mit einem Fluß von 10 ml/h durch den Reaktor geleitet. Anschließend wird der Reaktor geöffnet und das Retentat entnommen. Man erhält 602 mg Retentat und 15 mg Permeat. Dieses entspricht einer Retention von 99,96% für den eingesetzten Polystyrolstandard.Nanofiltration membrane (MPF-U50 membrane ® from Koch (exclusion limit 700g / mol) is inserted. 10 ml of freshly distilled tetrahydrofuran per hour are passed through the reactor via a P-500 alternating piston pump from Pharmacia, so that a residence time of 1 hour is set. In this way, the membrane is rinsed with tetrahydrofuran for 24 hours, and 625.5 mg of 70,000 polystyrene standard from Fluka are then passed through the Piston pump flushed into the reactor. For a further 72 h, tetrahydrofuran is passed through the reactor at a flow of 10 ml / h. The reactor is then opened and the retentate removed. 602 mg of retentate and 15 mg of permeate are obtained. This corresponds to a retention of 99.96% for the polystyrene standard used.
5. Retentionsmessung mit Polymeren mit der Ultrafiltrationsmembran (Fig. 2)5. Retention measurement with polymers with the ultrafiltration membrane (FIG. 2)
In einen 10 ml Membranreaktor wird eineIn a 10 ml membrane reactor
Ultrafiltrationsmembran (MPS-U20-S-Membran® der Firma Koch (Ausschlußgrenze 20000g/mol) eingelegt . Über eine Wechselkolbenpumpe P-500 der Firma Pharmacia werden 10 ml frisch destillierten Tetrahydrofuran pro Stunde durch den Reaktor geleitet, so dass eine Verweilzeit von 1 h eingestellt wird. 24h wird die Membran auf diese Weise mit Tetrahydrofuran gespült. Danach werden 739,2 mg Polystyrolstandard 100.000 der Firma Fluka über die Kolbenpumpe in den Reaktor gespült. Weitere 71h wird Tetrahydrofuran mit einem Fluß von lOml/h durch den Reaktor geleitet. Anschließend wird der Reaktor geöffnet und das Retentat entnommen. Man erhält 715 mg Retentat und 11,2 mg Permeat. Dieses entspricht einer Retention von 99,95% für den eingesetzten Polystyrolstandard. Für die Polymere mit anderen Molmassen wurde ähnlich verfahren.
Ultrafiltration membrane (MPS-U20-S membrane ® from Koch (cut-off limit 20,000 g / mol). 10 ml of freshly distilled tetrahydrofuran per hour are passed through the reactor via a P-500 alternating piston pump from Pharmacia, so that a residence time of 1 h The membrane is rinsed in this way with tetrahydrofuran for 24 hours, then 739.2 mg of Fluka polystyrene standard 100,000 from Fluka are rinsed into the reactor via the piston pump, and tetrahydrofuran is passed through the reactor at a rate of 10 ml / h for a further 71 hours the reactor is opened and the retentate removed, giving 715 mg retentate and 11.2 mg permeate, which corresponds to a retention of 99.95% for the polystyrene standard used.
Claims
1. Polymervergroßerter Katalysator für die homogene Katalyse, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als Polymervergroßerung em lineares oder beliebig verzweigtes Homo- oder Copolymerisat aus Butadien und/oder Isopren oder em Copolymerisat aus Butadien und/oder Isopren ggf. mit Propylen und/oder Styrol oder em Blockcopolymerisat aus Polybutadien und/oder Polyisopren ggf. mit Polypropylen und/oder Polystyrol aufweist.1. Polymer-enlarged catalyst for homogeneous catalysis, characterized in that it as polymer enlargement em linear or arbitrarily branched homo- or copolymer of butadiene and / or isoprene or em copolymer of butadiene and / or isoprene, optionally with propylene and / or styrene or em Has block copolymer of polybutadiene and / or polyisoprene, optionally with polypropylene and / or polystyrene.
2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymervergroßerung beliebig verknüpftes Polybutadien bzw. Polyisopren aufweist.2. Catalyst according to claim 1, characterized in that the polymer enlargement has arbitrarily linked polybutadiene or polyisoprene.
3. Katalysator nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymervergroßerung eine Verzweigungsstelle aufweist .3. Catalyst according to claim 1 and / or 2, characterized in that the polymer enlargement has a branching point.
4. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent , daß zwischen der Polymervergroßerung und dem aktiven Zentrum em Spacer eingebaut ist.4. Catalyst according to one of the preceding claims, characterized in that em spacer is installed between the polymer enlargement and the active center.
5. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als aktives Zentrum einen Katalysator ausgewählt aus der Gruppe der Oxazaborolidme, TADDOLE, Salene, Ch mdme, 1, 2-Ammoalkohole und 1, 2-Dιphosphane aufweist .5. Catalyst according to one of the preceding claims, characterized in that it has as the active center a catalyst selected from the group of oxazaborolidme, TADDOLE, Salene, Ch mdme, 1, 2-amino alcohols and 1, 2-Dιphosphane.
6. Polymervergroßerter Prakatalysator, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als Polymervergroßerung em lineares oder beliebig verzweigtes Homo- oder Copolymerisat aus Butadien und/oder Isopren oder ein Copolymerisat aus Butadien und/oder Isopren ggf. mit Propylen und/oder Styrol oder ein Blockcopolymerisat aus Polybutadien und/oder Polyisopren ggf. mit Polypropylen und/oder Polystyrol aufweist.6. Polymer-enlarged precatalyst, characterized in that it consists of linear or arbitrarily branched homo- or copolymer as polymer enlargement Has butadiene and / or isoprene or a copolymer of butadiene and / or isoprene optionally with propylene and / or styrene or a block copolymer of polybutadiene and / or polyisoprene optionally with polypropylene and / or polystyrene.
7. Verfahren zur Herstellung von polymervergroßerten Katalysatoren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man diese in situ aus polymervergrößerten Präkatalysatoren gemäß Anspruch 6 generiert.7. A process for the preparation of polymer-enlarged catalysts according to claim 1, characterized in that they are generated in situ from polymer-enlarged precatalysts according to claim 6.
8. Verfahren zur Herstellung von polymervergrößerten Präkatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man die präaktiven Zentren an die Polymervergrößerung gemäß Anspruch 1 bindet oder Monomere, welche präaktive Zentren aufweisen, co-/polymerisiert .8. A process for the preparation of polymer-enlarged precatalysts, characterized in that the preactive centers are bound to the polymer enlargement according to claim 1 or monomers which have preactive centers are co- / polymerized.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymervergrößerung mit den präaktiven Zentren über einen Spacer verbunden ist.9. The method according to claim 8, characterized in that the polymer enlargement is connected to the preactive centers via a spacer.
10. Verwendung des Katalysators gemäß Anspruch 1 in der organischen Synthesen.10. Use of the catalyst according to claim 1 in organic synthesis.
11. Verwendung eines chiralen enantiomerenangereicherten Katalysators gemäß Anspruch 1 in einer Synthese zur Herstellung enantiomerenangereicherter organischer Verbindungen .11. Use of a chiral enantiomer-enriched catalyst according to claim 1 in a synthesis for the preparation of enantiomer-enriched organic compounds.
12. Verwendung nach Anspruch 10 und/oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Synthese in einem Reaktor durchführt, in dem der Katalysator eingeschlossen ist, während niedermolekulare Stoffe dem Reaktor zugeführt werden oder ihn verlassen können. 12. Use according to claim 10 and / or 11, characterized in that one carries out the synthesis in a reactor in which the catalyst is enclosed, while low molecular weight substances are fed to the reactor or can leave it.
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