DE10014298A1 - Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten - Google Patents

Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten

Info

Publication number
DE10014298A1
DE10014298A1 DE10014298A DE10014298A DE10014298A1 DE 10014298 A1 DE10014298 A1 DE 10014298A1 DE 10014298 A DE10014298 A DE 10014298A DE 10014298 A DE10014298 A DE 10014298A DE 10014298 A1 DE10014298 A1 DE 10014298A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
microreactor
derivative
hydride
boranate
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10014298A
Other languages
English (en)
Inventor
Hanns Wurziger
Guido Pieper
Norbert Schwesinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Priority to DE10014298A priority Critical patent/DE10014298A1/de
Priority to US10/239,393 priority patent/US7179925B2/en
Priority to JP2001568863A priority patent/JP2003528061A/ja
Priority to PCT/EP2001/002302 priority patent/WO2001070649A1/de
Priority to EP01919358A priority patent/EP1265828A1/de
Priority to AU2001246488A priority patent/AU2001246488A1/en
Publication of DE10014298A1 publication Critical patent/DE10014298A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D233/00Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
    • C07D233/54Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D233/64Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms, e.g. histidine
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B31/00Reduction in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B41/00Formation or introduction of functional groups containing oxygen
    • C07B41/02Formation or introduction of functional groups containing oxygen of hydroxy or O-metal groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/132Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
    • C07C29/136Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH
    • C07C29/147Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of carboxylic acids or derivatives thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00873Heat exchange
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/0095Control aspects
    • B01J2219/00984Residence time

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten.
Die Reduktion geeigneter aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten ist ein in der chemischen Industrie sehr häufig durchgeführtes Verfahren, dessen große Bedeutung sich auch in zahlreichen Veröffentlichungen zu diesem Thema widerspiegelt.
Die Durchführung von Reduktionen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten im technischen Maßstab bringt jedoch Sicherheitsprobleme und Gefahren mit sich. Zum einen werden häufig größere Mengen hochgiftige chemische Substanzen eingesetzt, die für sich allein bereits ein erhebliches Risiko für Mensch und Umwelt darstellen und zum anderen können in vielen Fällen die Reaktionsbedingungen nur mit beträchtlichem Aufwand gut kontrolliert werden. Ferner ist bei solchen Reduktionen im technischen Maßstab die Verwirklichung und Aufrechterhaltung von Schutzgasbedingungen oft sehr aufwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten zur Verfügung zu stellen, das die oben genannten Nachteile vermeidet. Dieses Verfahren soll insbesondere in einfacher, reproduzierbarer Weise mit erhöhter Sicherheit für Mensch und Umwelt sowie mit guten Ausbeuten durchführbar sein, die Reaktionsbedingungen sollen sehr gut kontrollierbar sein und die zur Durchführung der Reaktion notwendigen Schutzgasbedingungen sollen ohne großen technischen Aufwand realisiert werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt überraschenderweise durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten, bei dem wenigstens eine organische Verbindung in flüssiger oder gelöster Form mit wenigstens einem Hydrid und/oder dessen Derivat in flüssiger oder gelöster Form in wenigstens einem Mikroreaktor vermischt wird, während einer Verweilzeit reagiert und die reduzierte organische Verbindung gegebenenfalls aus dem Reaktionsgemisch isoliert wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beansprucht.
Erfindungsgemäß wird eine aliphatische, aromatische oder heterocyclische organische Verbindung oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Verbindungen nach dem beanspruchten Verfahren reduziert. Vorzugsweise wird nur eine aliphatische, aromatische oder heterocyclische organische Verbindung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt.
Ein Mikroreaktor im Sinne der Erfindung ist ein Reaktor mit einem Volumen ≦ 1000 µl in dem die Flüssigkeiten und/oder Lösungen wenigstens einmal innig vermischt werden. Vorzugsweise beträgt das Volumen des Reaktors ≦ 100 µl, besonders bevorzugt ≦ 50 µl.
Der Mikroreaktor wird bevorzugt aus dünnen, miteinander verbundenen Siliziumstrukturen hergestellt.
Vorzugsweise ist der Mikroreaktor ein miniaturisierter Durchflußreaktor, besonders bevorzugt ein statischer Mikromischer. Ganz besonders bevorzugt ist der Mikroreaktor ein statischer Mikromischer, wie er in der Patentanmeldung mit der internationalen Veröffentlichungsnummer WO 96/30113 beschrieben ist, die hiermit als Referenz eingeführt wird und als Teil der Offenbarung gilt.
Ein solcher Mikroreaktor weist kleine Kanäle auf, in denen Flüssigkeiten und/oder in Lösungen vorliegende, chemische Verbindungen durch die kinetische Energie der strömenden Flüssigkeiten und/oder Lösungen miteinander vermischt werden.
Die Kanäle des Mikroreaktors weisen vorzugsweise einen Durchmesser von 10 bis 1000 µm, besonders bevorzugt von 20 bis 800 µm und ganz besonders bevorzugt von 30 bis 400 µm auf.
Vorzugsweise werden die Flüssigkeiten und/oder Lösungen so in den Mikroreaktor gepumpt, daß sie diesen mit einer Durchflußgeschwindigkeit von 0,01 µl/min bis 100 ml/min. besonders bevorzugt 1 µl/min bis 1 ml/min durchströmen.
Der Mikroreaktor ist erfindungsgemäß vorzugsweise temperierbar.
Erfindungsgemäß ist der Mikroreaktor vorzugsweise über einen Auslaß mit wenigstens einer Verweilstrecke, vorzugsweise einer Kapillare, besonders bevorzugt einer temperierbaren Kapillare verbunden. In diese Verweilstrecke bzw. Kapillare werden die Flüssigkeiten und/oder Lösungen nach ihrer Durchmischung im Mikroreaktor zur Verlängerung ihrer Verweilzeit geführt.
Die Verweilzeit im Sinne der Erfindung ist die Zeit zwischen der Durchmischung der Edukte und der Aufarbeitung der resultierenden Reaktionslösung zur Analyse bzw. Isolierung der (des) gewünschten Produkte(s).
Die erforderliche Verweilzeit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hängt von verschiedenen Parametern ab, wie z. B. der Temperatur oder der Reaktivität der Edukte. Dem Fachmann ist es möglich, die Verweilzeit an diese verschiedenen Parameter anzupassen und so einen optimalen Reaktionsverlauf zu erzielen.
Die Verweilzeit der Reaktionslösung in dem zum Einsatz kommenden System aus wenigstens einem Mikroreaktor und gegebenenfalls einer Verweilstrecke kann durch die Wahl der Durchflußgeschwindigkeit der eingesetzten Flüssigkeiten und/oder Lösungen eingestellt werden.
Ebenfalls bevorzugt wird das Reaktionsgemisch durch zwei oder mehr in Reihe geschaltete Mikroreaktoren geführt. Hierdurch wird erreicht, daß auch bei erhöhter Durchflußgeschwindigkeit die Verweilzeit verlängert wird und die eingesetzten Komponenten der Reduktionsreaktion so umgesetzt werden, daß eine optimale Produktausbeute der gewünschten reduzierten organischen Verbindung(en) erreicht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Reaktionsgemisch durch zwei oder mehr parallel angeordnete Mikroreaktoren geleitet, um den Durchsatz zu erhöhen.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Zahl und die Anordnung der Kanäle in einem oder mehreren Mikroreaktor(en) so variiert, daß die Verweilzeit verlängert wird, so daß auch hier bei erhöhter Durchflußgeschwindigkeit eine optimale Ausbeute an der (den) gewünschten reduzierten organischen Verbindung(en) erreicht wird.
Vorzugsweise beträgt die Verweilzeit der Reaktionslösung im Mikroreaktor, gegebenfalls im Mikroreaktor und der Verweilstrecke ≦ 15 Stunden, besonders bevorzugt ≦ 3 Stunden, ganz besonders bevorzugt ≦ 1 Stunde.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem sehr breiten Temperaturbereich durchgeführt werden, der im wesentlichen durch die Temperaturbeständigkeit der zum Bau des Mikroreaktors, gegebenenfalls der Verweilstrecke, sowie weiterer Bestandteile, wie z. B. Anschlüsse und Dichtungen, eingesetzten Materialien und durch die physikalischen Eigenschaften der eingesetzten Lösungen und/oder Flüssigkeiten beschränkt ist. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Temperatur von -100 bis +250°C, besonders bevorzugt von -78 bis +150°C und ganz besonders bevorzugt von 0 bis +40°C durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchgeführt werden. Vorzugsweise wird es kontinuierlich durchgeführt.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten ist es erforderlich, daß die Reduktionsreaktion möglichst in homogener flüssiger Phase, die keine oder nur sehr kleine Feststoffpartikel aufweist, durchgeführt wird, da sonst die in den Mikroreaktoren vorhandenen Kanäle verstopft werden.
Der Reaktionsverlauf der Reduktion bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann mit verschiedenen dem Fachmann bekannten analytischen Methoden verfolgt und gegebenenfalls geregelt werden. Vorzugsweise wird der Reaktionsverlauf chromatographisch, besonders bevorzugt gaschromatographisch und/oder durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie verfolgt und gegebenenfalls geregelt. Die Kontrolle der Reaktion ist dabei bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zu bekannten Verfahren deutlich verbessert.
Nach der Reaktion werden die reduzierten organischen Verbindungen gegebenenfalls isoliert. Vorzugsweise wird (werden) das (die) reduzierte(n) Produkt(e) nach Aufarbeitung der Reaktionsmischung, z. B. durch Ansäuern mit Salzsäure, gegebenenfalls Neutralisation und anschließender Extraktion mit einem geeigneten Lösungsmittel aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
Besonders bevorzugt wird mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert. Als aliphatische, aromatische oder heterocyclische organische Verbindungen können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren alle dem Fachmann als Substrate von Reduktionen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten bekannten aliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen organischen Verbindungen eingesetzt werden.
Bevorzugte aliphatische, aromatische oder heterocyclische organische Verbindungen sind aliphatische, aromatische oder heterocyclische Carbonylverbindungen, wie Aldehyde und Ketone, Carbonsäuren, Carbonsäurehalogenide, Carbonsäureester, entsprechende Thio- oder Selenanaloga der vorstehend genannten Verbindungen, Nitrile, Halogenide oder Azide.
Als aliphatische Carbonylverbindungen, Carbonsäuren, Carbonsäurehalogenide, Carbonsäureester, entsprechende Thio- oder Selenanaloga der vorstehend genannten Verbindungen, Nitrile, Halogenide oder Azide können alle dem Fachmann bekannten aliphatischen Verbindungen der vorstehend aufgeführten Substanzklassen eingesetzt werden, die sich als Substrat für Reduktionen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten eignen. Dabei sind auch geradkettige, verzweigte, gesättigte und ungesättigte Verbindungen umfaßt.
Als aromatische Carbonylverbindungen, Carbonsäuren, Carbonsäurehalogenide, Carbonsäureester, entsprechende Thio- oder Selenanaloga der vorstehend genannten Verbindungen, Nitrile, Halogenide oder Azide können alle dem Fachmann bekannten aromatischen Verbindungen der vorstehend aufgeführten Substanzklassen eingesetzt werden, die sich als Substrat für Reduktionen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten eignen. Im Sinne der Erfindung werden damit Verbindungen und/oder Derivate auch umfaßt, die ein monocyclisches und/oder polycyclisches homoaromatisches Grundgerüst oder eine entsprechende Teilstruktur, z. B. in Form von Substituenten, aufweisen.
Als heterocyclische Carbonylverbindungen, Carbonsäuren, Carbonsäurehalogenide, Carbonsäureester, entsprechende Thio- oder Selenanaloga der vorstehend genannten Verbindungen, Nitrile, Halogenide oder Azide können alle dem Fachmann bekannten heterocyclischen Verbindungen der vorstehend aufgeführten Substanzklassen eingesetzt werden, die sich als Substrat für Reduktionen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten eignen und die wenigstens ein Heteroatom enthalten. Heterocyclische Verbindungen im Sinne der Erfindung umfassen auch heterocyclische Verbindungen und/oder deren Derivate, die wenigstens ein monocyclisches und/oder polycyclisches heterocyclisches Grundgerüst oder eine entsprechende Teilstruktur, z. B. in Form von Substituenten, aufweisen. Dabei umfaßt die Bezeichnung "heterocyclisch" auch gesättigte, ungesättigte und heteroaromatische Verbindungen. Heterocyclische Grundgerüste oder Teilstrukturen umfassen besonders bevorzugt wenigstens ein Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatom.
Als Reduktionsmittel können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sämtliche, dem Fachmann bekannten, für Reduktionen von aliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen organischen Verbindungen geeigneten Hydride und/oder deren Derivate eingesetzt werden. Vorzugsweise wird als Hydrid oder dessen Derivat wenigstens eine Verbindung ausgewählt aus Bor-, Aluminium-, Zinn-, Siliziumhydriden, deren Derivaten oder ein Gemisch dieser Reduktionsmittel verwendet. Bevorzugt wird jeweils nur ein Hydrid oder Derivat als Reduktionsmittel bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt.
Ein Derivat eines Hydrids im Sinne der Erfindung ist eine strukturanaloge Verbindung, in der wenigstens ein Wasserstoffatom durch einen von Wasserstoff verschiedenen Rest ersetzt wurde, aber wenigstens ein Wasserstoffatom noch vorhanden ist.
Als Borhydrid oder dessen Derivat wird bevorzugt Lithiumboranat, Natriumboranat, Kaliumboranat, Rubidiumboranat, Cäsiumboranat, Zinkboranat, Calciumboranat, Kupferboranat, Tetra-alkylammoniumboranat, Tri-alkylphosphoniumboranat oder Tri-arylphosphoniumboranat, bzw. Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyloxy-, Cyano- oder Heteroarylderivate der Boranate oder ein Gemisch der vorstehend genannten Verbindungen verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird als Borhydrid oder dessen Derivat ein Boran, insbesondere Diboran, bzw. Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyloxy- oder Heteroarylderivate der Borane, Komplexe der Borane oder der vorstehenden Derivate mit Aminen, Phosphinen, Ethern oder Sulfiden als Liganden, wobei die Liganden jeweils gleich oder verschieden sein können oder ein Gemisch der vorstehend genannten Verbindungen verwendet. Als Aluminiumhydrid oder dessen Derivat werden bevorzugt Aluminiumwasserstoff (AlH3), komplexe Aluminiumhydride, insbesondere Lithiumalanat, Natriumalanat, Kaliumalanat, bzw. Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy- oder Acyloxyderivate des Aluminiumwasserstoffs oder der Alanate, z. B. Na-bis(2- methoxyethoxy)aluminiumhydrid oder Di-isobutylaluminiumhydrid eingesetzt. Ebenfalls bevorzugt werden Komplexe des Aluminiumwasserstoffs, der Alanate oder der vorstehenden Derivate mit Aminen, Phosphinen, Ethern oder Sulfiden als Liganden, wobei die Liganden jeweils gleich oder verschieden sein können, oder ein Gemisch der vorstehend genannten Verbindungen verwendet. Bevorzugte Siliziumhydride oder deren Derivate umfassen Silane, insbesondere Monosilan, bzw. Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyloxy-, Cyano- oder Heteroarylderivate der Silane oder ein Gemisch der vorstehend genannten Verbindungen. Beispiele von bevorzugten Zinnhydriden oder deren Derivaten umfassen Stannane, insbesondere Monostannan, bzw. Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyloxy-, Cyano- oder Heteroarylderivate der Stannane oder ein Gemisch der vorstehend genannten Verbindungen.
Alkene und Alkine können sich in die B-H-Bindungen von Boranen einschieben. Die Hydrolyse bzw. Peroxohydrolyse der bei diesen Hydroborierungen gebildeten Organylborane führt zu Kohlenwasserstoffen bzw. Alkoholen. Es muß somit gegebenenfalls berücksichtigt werden, daß diese Hydroborierungen im Falle von ungesättigten Verbindungen, die erfindungsgemäß reduziert werden sollen, ebenfalls auftreten können, wenn Borane und/oder Derivate der Borane als Reduktionsmittel eingesetzt werden.
Als Substitutenten der Hydrid-Derivate können alle dem Fachmann bekannten Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyloxy- oder Heteroarylsubstituenten verwendet werden, die in Reduktionen von aliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen Verbindungen eingesetzt werden können.
Das molare Verhältnis von organischer Verbindung zu eingesetztem Hydrid und/oder dessen Derivat hängt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von der Reaktivität der eingesetzten organischen Verbindungen, Hydride und/oder Derivate ab.
Vorzugsweise wird das Hydrid und/oder dessen Derivat in einem Überschuß < 1, oder äquimolar in Bezug auf die organische Verbindung eingesetzt.
Die Selektivität der Reaktion selbst hängt außer von der Konzentration der eingesetzten Reagenzien von einer Reihe weiterer Parameter, wie z. B. der Temperatur, der Art des verwendeten Reduktionsmittels oder der Verweilzeit, ab. Dem Fachmann ist es möglich, die verschiedenen Parameter auf die jeweilige Reduktionsreaktion so abzustimmen, daß das (die) gewünschte(n) reduzierte(n) Produkt(e) erhalten wird (werden).
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es wesentlich, daß die eingesetzten organischen Verbindungen und Reduktionsmittel entweder selbst flüssig sind oder in gelöster Form vorliegen. Sofern diese Verbindungen nicht schon selbst in flüssiger Form vorliegen, müssen sie daher vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst werden. Als Lösungsmittel werden bevorzugt aromatische Lösungsmittel, besonders bevorzugt Toluol, Xylole, Ligroin oder Phenylether, geradkettige, verzweigte oder cyclische Paraffine, besonders bevorzugt Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Cyclopentan, Cyclohexan, Cycloheptan oder Cyclooctan oder geradkettige, verzweigte oder cyclische Ether, besonders bevorzugt Diethylether, Methyl-tert.-butylether, Tetrahydrofuran oder Dioxan, oder Gemische dieser Lösungsmittel eingesetzt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Gefahr für Mensch und Umwelt durch austretende Chemikalien erheblich verringert und führt somit zu einer erhöhten Sicherheit beim Umgang mit Gefahrstoffen. Die Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht ferner eine bessere Kontrolle der Reaktionsbedingungen, wie z. B. Reaktionsdauer und Reaktionstemperatur, als dies in den herkömmlichen Verfahren möglich ist. Die Temperatur kann in jedem Volumenelement des Systems individuell gewählt und konstant gehalten werden. Der Reaktionsverlauf der Reduktion ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr schnell und genau regelbar. Schutzgasbedingungen lassen sich sehr leicht verwirklichen und aufrechterhalten. Die reduzierten organischen Produkte lassen sich so in sehr guten und reproduzierbaren Ausbeuten erhalten.
Besonders vorteilhaft ist auch, daß das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden kann. Hierdurch ist es im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren schneller und kostengünstiger und es ist ohne großen Meß- und Regelungsaufwand möglich, beliebige Mengen der reduzierten organischen Verbindungen herzustellen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels erläutert. Dieses Beispiel dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und schränkt den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
Beispiel Reduktion von 3-(3-Methyl-3H-imidazol-4-yl)-acrylsäuremethylester zu 3-(3- Methyl-3H-imidazol-4-yl)-prop-2-en-1-ol
Die Reduktion von 3-(3-Methyl-3H-imidazol-4-yl)-acrylsäuremethylester mit Di­ isobutylaluminiumhydrid (DIBAL-H) erfolgte in einem statischen Mikromischer (Technische Universität Ilmenau, Fakultät Maschinenbau, Dr.-Ing. Norbert Schwesinger, Postfach 100565, D-98684, Ilmenau) mit einer Baugröße von 0,8 mm × 0,8 mm × 0,6 mm, der insgesamt 11 Mischstufen mit einem Volumen von jeweils 0,125 µl aufwies. Der Gesamtdruckverlust betrug circa 1000 Pa.
Der statische Mikromischer war über einen Auslaß und eine Omnifit Mitteldruck-HPLC-Verbindungskomponente (Omnifit, Großbritannien) an eine Teflon-Kapillare mit einem Innendurchmesser von 0,49 mm und einer Länge von 1,0 m verbunden. Die Reaktion wurde bei Raumtemperatur durchgeführt.
Es wurde eine 2 ml Einweginjektionsspritze mit einer Lösung aus 0,34 g (2 mmol) 3-(3-Methyl-3H-imidazol-4-yl)-acrylsäuremethylester und 10 ml Toluol und eine weitere 2 ml Spritze mit einer 20%-igen Lösung von Di­ isobutylaluminiumhydrid (DIBAL-H) in Hexan (entspricht vom Gehalt einer 1 molaren Lösung) befüllt. Anschließend wurde der Inhalt beider Spritzen mit einer Dosierpumpe (Harvard Apparatus Inc., Pump 22, South Natick, Massachussets, USA) in den statischen Mikromischer überführt. Die Versuchsanordnung wurde vor der Durchführung der Reaktion in Bezug auf die Abhängigkeit der Verweilzeit von der Pumpenflußrate kalibriert. Die Verweilzeit wurde auf 30, 15, 7,5 oder 3,75 Minuten eingestellt. Die Reaktionen wurden mit Hilfe eines Hewlett-Packard GC-MS- oder eines Merck Hitachi LaChrom HPLC-Instruments verfolgt.
Die resultierende Reaktionsmischung wurde mit 1 N HCl angesäuert und mit Essigsäureethylester extrahiert. Anschließend wurde das organische Extrakt über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum vom Lösungsmittel befreit.

Claims (22)

1. Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine organische Verbindung in flüssiger oder gelöster Form mit wenigstens einem Hydrid und/oder dessen Derivat in flüssiger oder gelöster Form in wenigstens einem Mikroreaktor vermischt wird, während einer Verweilzeit reagiert und die reduzierte organische Verbindung gegebenenfalls aus dem Reaktionsgemisch isoliert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroreaktor ein miniaturisierter Durchflußreaktor ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroreaktor ein statischer Mikromischer ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroreaktor über einen Auslaß mit einer Kapillare, vorzugsweise einer temperierbaren Kapillare verbunden ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Mikroreaktors ≦ 100 µl, vorzugsweise ≦ 50 µl beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroreaktor temperierbar ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroreaktor Kanäle mit einem Durchmesser von 10 bis 1000 µm, bevorzugt 20 bis 800 µm, besonders bevorzugt 30 bis 400 µm aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch den Mikroreaktor mit einer Durchflußgeschwindigkeit von 0,01 µl/min bis 100 ml/min, vorzugsweise 1 µl/min bis 1 ml/min durchströmt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der eingesetzten Verbindungen im Mikroreaktor, gegebenenfalls im Mikroreaktor und der Kapillaren ≦ 15 Stunden, vorzugsweise 3 Stunden, besonders bevorzugt ≦ 1 Stunde beträgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es bei einer Temperatur von -100 bis +250°C, vorzugsweise -78 bis +150°C, besonders bevorzugt von 0 bis +40°C durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsverlauf chromatographisch, vorzugsweise gaschromatographisch verfolgt und gegebenenfalls geregelt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die aliphatische, aromatische oder heterocyclische organische Verbindung ein(e) aliphatische(s), aromatische(s) oder heterocyclische(s) Carbonylverbindung, Carbonsäure, Carbonsäurehalogenid, Carbonsäureester, ein entsprechendes Thio- oder Selenanalogon der vorstehend genannten Verbindungen, Nitrit, Halogenid oder Azid bedeutet.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydrid oder dessen Derivat wenigstens eine Verbindung ausgewählt aus Bor-, Aluminium-, Zinn-, Siliziumhydriden, deren Derivaten oder ein Gemisch dieser Reduktionsmittel verwendet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Borhydrid oder dessen Derivat Lithiumboranat, Natriumboranat, Kaliumboranat, Rubidiumboranat, Cäsiumboranat, Zinkboranat, Calciumboranat, Kupferboranat, Tetra-alkylammoniumboranat, Tri­ alkylphosphoniumboranat oder Tri-arylphosphoniumboranat, bzw. ein Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyloxy-, Cyano- oder Heteroarylderivat der Boranate oder ein Gemisch der vorstehend genannten Verbindungen verwendet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Borhydrid oder dessen Derivat ein Boran, bevorzugt Diboran, bzw. ein Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyloxy- oder Heteroarylderivat der Borane, ein Komplex der Borane oder der vorstehenden Derivate mit Aminen, Phosphinen, Ethern oder Sulfiden als Liganden, wobei die Liganden jeweils gleich oder verschieden sein können, oder ein Gemisch der vorstehend genannten Verbindungen verwendet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Aluminiumhydrid Aluminiumwasserstoff (AlH3) verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Aluminiumhydrid oder dessen Derivat ein komplexes Aluminiumhydrid, bevorzugt Lithiumalanat, Natriumalanat, Kaliumalanat, bzw. ein Alkyl-, Aryl- Alkoxy-, Aryloxy- oder Acyloxyderivat der Alanate, ein Komplex der Alanate oder der vorstehenden Derivate mit Aminen, Phosphinen, Ethern oder Sulfiden als Liganden, wobei die Liganden jeweils gleich oder verschieden sein können, oder ein Gemisch der vorstehend genannten Verbindungen verwendet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Aluminiumhydrid-Derivat Di-isobutylaluminiumhydrid verwendet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als komplexes Aluminiumhydrid Na-bis(2-methoxyethoxy)aluminiumhydrid verwendet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Siliziumhydrid oder dessen Derivat ein Silan, insbesondere Monosilan, bzw. ein Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyloxy-, Cyano- oder Heteroarylderivat der Silane oder ein Gemisch der vorstehend genannten Verbindungen verwendet wird.
21. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Zinnhydrid oder dessen Derivat ein Stannan, insbesondere Monostannan, ein Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyloxy-, Cyano- oder Heteroarylderivat der Stannane oder ein Gemisch der vorstehend genannten Verbindungen verwendet wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrid und/oder dessen Derivat in einem Überschuß < 1 oder äquimolar in Bezug auf die organische Verbindung eingesetzt wird.
DE10014298A 2000-03-23 2000-03-23 Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten Withdrawn DE10014298A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10014298A DE10014298A1 (de) 2000-03-23 2000-03-23 Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten
US10/239,393 US7179925B2 (en) 2000-03-23 2001-03-01 Method for reducing organic compounds in microreactor by means of hydrides and/or the derivatives thereof
JP2001568863A JP2003528061A (ja) 2000-03-23 2001-03-01 有機化合物を微小反応器中で水素化物および/またはその誘導体により還元するための方法
PCT/EP2001/002302 WO2001070649A1 (de) 2000-03-23 2001-03-01 Verfahren zur reduktion organischer verbindungen mittels hydriden und/oder deren derivaten in einem mikroreaktor
EP01919358A EP1265828A1 (de) 2000-03-23 2001-03-01 Verfahren zur reduktion organischer verbindungen mittels hydriden und/oder deren derivaten in einem mikroreaktor
AU2001246488A AU2001246488A1 (en) 2000-03-23 2001-03-01 Method for reducing organic compounds in a microreactor by means of hydrides and/or the derivatives thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10014298A DE10014298A1 (de) 2000-03-23 2000-03-23 Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10014298A1 true DE10014298A1 (de) 2001-09-27

Family

ID=7635957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10014298A Withdrawn DE10014298A1 (de) 2000-03-23 2000-03-23 Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7179925B2 (de)
EP (1) EP1265828A1 (de)
JP (1) JP2003528061A (de)
AU (1) AU2001246488A1 (de)
DE (1) DE10014298A1 (de)
WO (1) WO2001070649A1 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007023764A1 (de) * 2006-08-10 2008-02-14 Evonik Degussa Gmbh Anlage und Vorrichtung zur kontinuierlichen industriellen Herstellung von 3-Chlorpropylchlorsilanen
DE102007023763A1 (de) * 2006-08-10 2008-02-14 Evonik Degussa Gmbh Anlage, Reaktor und Verfahren zur kontinuierlichen industriellen Herstellung von Polyetheralkylalkoxysilanen
DE102007023762A1 (de) * 2006-08-10 2008-02-14 Evonik Degussa Gmbh Anlage und Verfahren zur kontinuierlichen industriellen Herstellung von 3-Glycidyloxypropylalkoxysilanen
DE102007023756A1 (de) * 2006-08-10 2008-02-14 Evonik Degussa Gmbh Anlage und Verfahren zur kontinuierlichen industriellen Herstellung von Alkylalkoxysilanen
DE102007023759A1 (de) * 2006-08-10 2008-02-14 Evonik Degussa Gmbh Anlage und Verfahren zur kontinuierlichen industriellen Herstellung von Fluoralkylchlorsilan
DE102007023760A1 (de) * 2006-08-10 2008-02-14 Evonik Degussa Gmbh Anlage, Reaktor und Verfahren zur kontinuierlichen industriellen Herstellung von 3-Methacryloxypropylalkoxysilanen
DE102007023757A1 (de) * 2006-08-10 2008-02-14 Evonik Degussa Gmbh Anlage und Verfahen zur kontinuierlichen industriellen Herstellung von Organosilanen
EA201000081A1 (ru) * 2007-06-29 2010-10-29 Лонца Лтд. Способ получения альдегидов
WO2012147900A1 (en) 2011-04-28 2012-11-01 Eisai R&D Management Co., Ltd. Microreactor process for halichondrin b analog synthesis
GB2494676A (en) * 2011-09-15 2013-03-20 Univ Warwick Reduction of artemisinin to dihydroartemisinin and suitable apparatus

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5091595A (en) * 1989-06-07 1992-02-25 Choi Young M Reduction of diethyl phenylmalonate to 2-phenyl-1,3-propanediol
GB9723260D0 (en) * 1997-11-05 1998-01-07 British Nuclear Fuels Plc A method of performing a chemical reaction

Also Published As

Publication number Publication date
EP1265828A1 (de) 2002-12-18
WO2001070649A1 (de) 2001-09-27
US20040225157A1 (en) 2004-11-11
JP2003528061A (ja) 2003-09-24
AU2001246488A1 (en) 2001-10-03
US7179925B2 (en) 2007-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69830331T2 (de) Verfahren zur durchfürung einer chemischen reaktion
DE10020632A1 (de) Verfahren zur Expodierung von Olefinen
DE10031380A1 (de) Verfahren zur Übertragung von Alkyliden-Gruppen auf organischen Verbindungen
DE102004033312A1 (de) Kontinuierliches Metatheseverfahren mit Ruthenium-Katalysatoren
DE10014298A1 (de) Verfahren zur Reduktion aliphatischer, aromatischer oder heterocyclischer organischer Verbindungen mittels Hydriden und/oder deren Derivaten
EP1265699A1 (de) Verfahren zur metathesereaktion ungesättigter organischer verbindungen
WO2006075021A1 (de) Verfahren zur durchführung von kontinuierlichen olefin-ringschluss-metathesen in komprimiertem kohlendioxid
EP3383836A1 (de) Isomerisierung von mdach
EP1265829A1 (de) Verfahren zur dehydratisierung organischer verbindungen in einem mikroreaktor
EP1268403A1 (de) Verfahren zur beckmann-umlagerung organischer oxime
EP1284947A1 (de) Verfahren zur formylierung organischer verbindungen
DE19935691A1 (de) Friedel-Crafts-Acylierung im statischen Mikromischer
WO2001023329A1 (de) Verfahren zur bromierung organischer verbindungen
EP1284965B1 (de) Verfahren zur herstellung von indolen
DE10015518A1 (de) Verfahren zur Oximierung organischer Carbonylverbindungen und/oder CH-acider Verbindungen
EP1294660A2 (de) Verfahren zur kupplung von organischen verbindungen
EP2414318A1 (de) Verfahren zum erzeugen eines radiopharmakons
DE4016076A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen duchfuehrung sonochemischer reaktionen
DE1443377C3 (de) Verfahren zur Reduktion von Benzol bzw Toluol, mittels eines Alkalimetalls in flussigem Ammoniak
DE102006031652B4 (de) Verfahren zur gezielten Durchführung einer neben mehreren chemischen Konkurrenzreaktionen ablaufenden Reaktion
WO2000061526A1 (de) Verfahren zur übergangsmetallkatalysierten dimerisierung oder codimerisierung von alkenen in komprimiertem kohlendioxid als lösungsmittel
WO2002049737A1 (de) Verwendung eines mikroreaktionskanals mit piezoelement

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee