(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属であるリチウム、ナトリウムまたはカリウム、またはこれらのアルカリ金属の合金と、少なくとも１個の酸ＣＨ結合を有する有機化合物とを、溶剤中で反応させることによってオルガノアルカリ金属化合物を製造する方法において、反応を水素受容体の存在下に実施し、この場合、リチウム、ナトリウムまたはカリウムで置換可能な、酸水素１モル当たり、水素受容体０．５〜５モルを使用し、この場合、酸水素１モル当たりリチウム、ナトリウムまたはカリウム１〜３モルを使用し、かつこの場合、酸ＣＨ結合はｐｋａ値１０〜３０を有することを特徴とする、オルガノアルカリ金属化合物の製造法。
【請求項２】
ＣＨ酸有機化合物として、シクロペンタジエン、インデンまたはフルオレンを使用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
シクロペンタジエン、インデンおよびフルオレンが、１個または複数のアルキル基および／または単環状アリール基で置換されており、この場合、シクロペンタジエン、インデンおよびフルオレンのそれぞれの炭素原子は、最大で１個の置換基を有するだけである、請求項２記載の方法。
【請求項４】
シクロペンタジエンおよび／またはインデンおよび／またはフルオレン、またはこれらのアルキル基および／または単環状アリール基で置換された化合物の２個の分子が、アルキル基、アルケニル基またはシリル基を介して互いに結合している、請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
アルキル置換基および単環状アリール置換基が、それぞれ少なくとも１個の官能基を有し、この場合、次の官能基：
ａ）ジアルキル金属官能基またはトリアルキル金属官能基；Ｒ２Ｍ＝またはＲ３Ｍ−；ＭはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎを表わし；Ｒはアルキル基を表わし、
ｂ）フッ素含有官能基；Ｆ−、−Ｃ６Ｆ５、−ＣＦ３、
ｃ）カルボン酸誘導体官能基；−ＣＯＯＲ、−ＣＮ、−ＣＯＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｄ）アミン官能基；−ＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｅ）アルコキシ官能基；ＲＯ−；Ｒはアルキル基または単環状アリール基を表わし、
ｆ）ニトロ官能基；−ＮＯ２、
を使用する、請求項３または４記載の方法。
【請求項６】
ＣＨ酸化合物としてモノ置換されたアルキン、Ｒ−Ｃ≡Ｃ−Ｈを使用し、この場合、Ｒはアルキル置換基または単環状アリール置換基を表わす、請求項１記載の方法。
【請求項７】
アルキンのアルキル置換基および単環状アリール置換基が、それぞれ少なくとも１個の官能基を有し、この場合、次の官能基：
ａ）フッ素含有官能基；Ｆ−、−Ｃ６Ｆ５、−ＣＦ３、
ｂ）カルボン酸誘導体官能基；−ＣＯＯＲ、−ＣＮ、−ＣＯＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｃ）アミン官能基；−ＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｄ）アルコキシ官能基；ＲＯ−；Ｒはアルキル基または単環状アリール基を表わし、
ｅ）ニトロ官能基；−ＮＯ２
を使用する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
ＣＨ酸有機化合物として構造式：
0004074346.tif 000005
［式中、Ｘ、Ｙ、Ｚの少なくとも１個の基はカルボン酸基、エステル基、カルボン酸アミド基、ニトリル基、イソニトリル基、カルボニル基、ニトロ基、トリフルオルメチル基またはペンタフルオルフェニル基を表わし、およびこの場合、他の基Ｘ、Ｙ、Ｚは水素、アルキル基および／または単環状アリール基を表わす］を有する化合物を使用する、請求項１記載の方法。
【請求項９】
アルキル基または単環状アリール基からなる基Ｘ、Ｙ、Ｚがそれらの側で、少なくとも１個の官能基を有し、この場合、次の官能基：
ａ）フッ素含有官能基；Ｆ−、−Ｃ６Ｆ５、−ＣＦ３、
ｂ）カルボン酸誘導体官能基；−ＣＯＯＲ、−ＣＮ、−ＣＯＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｃ）アミン官能基；−ＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｄ）アルコキシ官能基；ＲＯ−；Ｒはアルキル基または単環状アリール基を表わし、
ｅ）ニトロ官能基；−ＮＯ２、
を使用する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
水素受容体として、もう１つのＣＣ二重結合あるいは単環状アリール基と一緒になって共役の状態にある、少なくとも１個のＣＣ二重結合を有する炭化水素を使用する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
水素受容体としてオルト縮合された多環状芳香族化合物を使用する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
水素受容体として、１，３−ブタジエン、イソプレン、共役されたポリエン、１，３−シクロヘキサジエン、スチロール、ナフタリン、アントラセン、フェナントレンまたはこれらの化合物の混合物を使用する、請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
金属であるリチウム、ナトリウムおよびカリウムおよびこれらの金属の合金を、０．１ｍｍ未満の平均粒度ｄ５０を有する顆粒または粉末の形で使用する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
溶剤としてエーテルまたは単環状芳香族炭化水素を使用する、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
ＣＨ酸有機化合物１モル当たり、少なくともエーテル２モルを添加する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
飽和炭化水素および／または単環状芳香族炭化水素を有するエーテル溶液が希釈される、請求項１４または１５記載の方法。
【請求項１７】
エーテルとして、ジエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、メチル−ｔ−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテルまたはテトラヒドロフラン、飽和炭化水素としてペンタン、ヘキサン、シクロヘキサンおよび／またはヘプタン、および単環状芳香族炭化水素として、トルオール、キシロールおよび／またはエチルベンゾールを使用する、請求項１４から１６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
反応温度が−２０〜１５０℃の範囲内である、請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
反応温度が１０〜７０℃の範囲内である、請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、金属であるリチウム、ナトリウムまたはカリウム、またはこれらのアルカリ金属の合金と、少なくとも１個の酸ＣＨ結合を有する有機化合物とを、溶剤中で反応させることによってオルガノアルカリ金属化合物を製造する方法に関する。
有機合成の場合、オルガノアルカリ金属化合物には多様な使用可能性がある。したがって、若干のオルガノアルカリ金属化合物は、工業的規模で製造され、かつ大量に商業的に得られる。通常、オルガノアルカリ金属化合物は、次の方程式：
Ｒ−Ｘ＋２Ｍ→Ｒ−Ｍ＋ＭＸ（ＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋを表わし；Ｒはアルキル基またはアリール基を表わし；ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｊを表わす）
により、溶剤中で有機ハロゲン化物とアルカリ金属とを反応させることによって製出される。
さらに、有機化合物中の酸水素が、強力な金属有機塩基（例えばブチルリチウム）、アルカリ金属アミド（例えばリチウムアミドまたはナトリウムアミド）、またはアルカリ金属水和物（例えばナトリウム水和物）と反応させることによって、アルカリ金属で置換されてよいことは公知である。
十分に酸性のＣＨ結合の場合、直接、元素状の形のアルカリ金属によって金属化が行われてもよい。すなわち、９−フルオレニルリチウムはフルオレンと、テトラヒドロフラン中の金属リチウムとの反応によって製出される（Houben-Weyl，Methoden der Organischen Chemie，第１３／１巻、Metallorganische Verbindungen，97〜98頁、Ｇ．テイーメ社（G.Thieme Verlag）、シュツットガルト、１９７０、参照）。しかしアルカリ金属を用いてＣＨ酸化合物を金属化する場合、一般には、金属化すべき有機化合物中に多重結合がある場合に、望ましくない副生成物の形成をまねく。これらはＣＨ酸化合物、溶剤および温度に依存した一定の程度で、水素添加される。すなわち、例えばフルオレンのリチウム化（Lithiierung）の場合、副生成物として部分水素添加されたフルオレン（例えばテトラヒドロフルオレン）が生じることが、観察された（Eischund Kaska，J．Org．Chem．27，1962，3745〜3752頁、参照）。さらに、金属化反応がしばしば著しくゆっくり進行するだけであることは公知である。この理由から、一般に大量のアルカリ金属過剰量が使用され、このことは特に、比較的高い金属価格のため欠点である。したがって、直接金属化の場合の実現可能な収率は、前記の理由から中程度としか表わすことができない。すなわち、９−フルオレニルリチウム自体を製造する場合の収率は、約６倍のリチウム過剰量を使用する際７１％だけである（Houben-Weyl、前記の引用文参照）。
したがって本発明には、アルカリ金属であるリチウム、ナトリウムまたはカリウムまたはこれらの合金と、ＣＨ酸有機化合物との反応が、望まれない副生成物の形成が抑制され、反応速度が上昇され、かつ生成物収量が増大されるようにして実施される、オルガノアルカリ金属化合物を製造するための方法を提供するという課題が、基礎として課されている。
本発明に基礎として課されている課題は、冒頭に記された反応が水素受容体の存在下に実施されることによって解決され、この場合、リチウム、ナトリウムまたはカリウムで置換可能な、酸水素１モル当たり、水素受容体０．５〜５モルが使用され、この場合、酸水素１モル当たりリチウム、ナトリウムまたはカリウム１〜３モルが使用され、かつこの場合、酸ＣＨ結合はｐｋａ値１０〜３０を有する。
前記のアルカリ金属からは、本発明による方法の実施の場合、リチウムおよびナトリウムが好ましく、それというのもこの２つの金属は大量ならびに比較的安価に得られるからである。さらにリチウムおよびナトリウムを用いて金属化された化合物は、熱的、ならびに使用された溶剤に対して比較的安定である。水素受容体としては、アルカリ金属で置換された水素を加えた有機化合物が使用される。本発明による方法の場合に存在するアルカリ金属は、水素受容体としては作用しない。本発明による方法によってそのようなＣＨ酸化合物が金属化されることができ、ＣＨ酸化合物の酸度定数
0004074346.tif 000002
ｐＫａは１０〜３０の範囲内であることが見出された。文献中に見出されうる、酸度定数の数値は、比較的大きい程度で変動している。それというのも、酸度定数は測定法および特に選択された溶剤および温度に依存しているからである（Houben-Weyl，Methoden der Oirganischen Chemie，第VIII／I巻、1970，31〜69頁、参照）。ここに関係する化合物の種類については、水性溶剤中で測定された酸度定数自体は問題にならない。それというのも、本発明の方法により製造されたオルガノアルカリ金属化合物は、水によって分解されるからである。むしろ、試験の際に有機非プロトン溶剤中で測定された酸度定数の数値だけが、本発明による方法の実施に関しており、この場合、同様の性質を有する溶剤のためのｐＫａ値が公知である場合、所定の溶剤のためのｐＫａ値を査定することは、許容されるべきである。引用された、Houben-Weylの刊行物中には、多数の表が見られ、その中には種々の溶剤のための酸度定数ｐＫａが記載されており、その結果、−初期文献の使用下でも−個々のＣＨ酸化合物の酸度定数ｐＫａに関する十分に正確な情報がある。
本発明による方法は、オルガノアルカリ金属化合物が高い収率で製造されることができ、かつ副生成物の形成が強力に制限されるという利点を有し、このことは、使用される、所定の酸度を有するＣＨ酸化合物と使用される水素受容体の相乗的協力作用に起因する。殊に、本発明による方法の場合、ＣＨ酸化合物の分子中に存在する多重結合の、望ましくない水素添加は著しく強力に抑制され、かつ金属化反応の速度は有利なことに上昇される。
さらに、本発明による方法は、公知および常用の金属化剤、例えばブチルリチウム、リチウム水和物またはナトリウム水和物およびリチウムアミドまたはナトリウムアミドの使用に対して、本質的に安価になる元素状アルカリ金属の使用が可能であるという利点を有する。さらに、本発明による方法の場合、有利なことにガス状副生成物（例えば水素）が生じない、すなわち作業安全性が高められており、かつ放出が回避される。
本発明によれば、ＣＨ酸有機化合物として、シクロペンタジエン、インデンまたはフルオレンが使用されることが設けられている。さらに、本発明によれば、シクロペンタジエン、インデンおよびフルオレンは、１個または複数のアルキル基および／または単環状アリール基で置換されていることが設けられており、この場合、シクロペンタジエン、インデンおよびフルオレンのそれぞれの炭素原子は、最大で１個の置換基を有するだけである。さらに、本発明によれば、シクロペンタジエンおよび／またはインデンおよび／またはフルオレンまたはこれらのアルキル基および／または単環状アリール基で置換された化合物の２個の分子は、アルキル基、アルケニル基またはシリル基を介して互いに結合していることが設けられている。最後に、本発明によればアルキル置換基および単環状アリール置換基は、それぞれ少なくとも１個の官能基を有することが設けられており、この場合、次の官能基が使用される：
ａ）ジアルキル金属官能基またはトリアルキル金属官能基；Ｒ２Ｍ＝またはＲ３Ｍ−；ＭはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎを表わし；Ｒはアルキル基を表わし、
ｂ）フッ素含有官能基；Ｆ−、−Ｃ６Ｆ５、−ＣＦ３、
ｃ）カルボン酸誘導体官能基；−ＣＯＯＲ、−ＣＮ、−ＣＯＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｄ）アミン官能基；−ＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｅ）アルコキシ官能基；ＲＯ−；Ｒはアルキル基または単環状アリール基を表わし、
ｆ）ニトロ官能基；−ＮＯ２。
本発明による方法を実施するために使用されるＣＨ酸化合物であるシクロペンタジエン、インデンおよびフルオレンは、次の構造式を有する：
これらの化合物の場合、ＣＨ２基の水素原子は酸の性質を有し、したがって、金属化しやすい。同様に本発明による方法の実施のために使用されてよい、これらの化合物の置換生成物は、１個または複数のアルキル置換基および／または単環状アリール置換基を含有する。これらの基は、化合物の環中に含有される水素原子および／またはＣＨ２基の第２水素原子を置換する。
例えば９−フェニルフルオレン中ではＣＨ２基の第２水素原子はフェニル基で置換されている。シクロペンタジエン、インデンおよびフルオレンのそれぞれの炭素原子は、最大で１つだけの前記置換基を有する。またシクロペンタジエンおよび／またはインデンおよび／またはフルオレンの２つの分子からなるようなＣＨ酸化合物も、本発明による金属化がしやすく、この場合、２つの分子は、アルキル基および／または単環状アリール基で置換されていてよく、この場合、２つの分子は、アルキル基、アルケニル基、またはシリル基を介して互いに結合されている。したがって、本発明によれば、対称ＣＨ酸化合物ならびに非対称ＣＨ酸化合物が使用されてよく、すなわち、これらの化合物は架橋基とともに、２つの同一分子あるいは２つの異なった分子を含有し、この場合、分子はシクロペンタジエン、インデンおよび／またはフルオレンからなる。シクロペンタジエン、インデンおよびフルオレンのアルキル置換基または単環状アリール置換基は、それらの側で異なった官能基を有していてよく、この場合、これらの官能基のいくつかは、２個の酸ＣＨ化合物を結合させるために適当であり、例えば官能基Ｒ２Ｍ＝である。
前記化合物は、本発明による方法によりほとんど独占的に（９０％を上回る）環骨格の酸ＣＨ２基もしくはＣＨＲ基を用いて金属化され、かつその他の場合には十分に不変のままであることが見出された。これと異なって、水素受容体を省略する場合、部分的には同様に金属化された形で存在する水素添加生成物が形成される。望まれない水素添加生成物は、例えばシクロペンタジエンまたはジヒドロフルオレンおよびテトラヒドロフルオレン、もしくは相応する置換された水素添加生成物である。
選択的には、本発明によれば、ＣＨ酸化合物としてモノ置換されたアルキン、Ｒ−Ｃ≡Ｃ−Ｈが使用されることが設けられ、この場合、Ｒはアルキル置換基または単環状アリール置換基を表わす。この場合、本発明によれば、アルキンのアルキル置換基および単環状アリール置換基はそれぞれ少なくとも１個の官能基を有することが設けられ、この場合、次の官能基が使用される：
ａ）フッ素含有官能基；Ｆ−、−Ｃ６Ｆ５、−ＣＦ３、
ｂ）カルボン酸誘導体官能基；−ＣＯＯＲ、−ＣＮ、−ＣＯＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｃ）アミン官能基；−ＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｄ）アルコキシ官能基；ＲＯ−；Ｒはアルキル基または単環状アリール基、
ｅ）ニトロ官能基；−ＮＯ２。
本発明による方法の場合、金属化された生成物Ｒ−Ｃ≡Ｃ−Ｍ（Ｍはアルカリ金属を表わす）はほとんど純粋な形で存在するが、それに反して、水素受容体の存在下にアルキンとアルカリ金属とが反応する場合、水素添加生成物、すなわち相応するオレフィンＲＨＣ＝ＣＨ２も、部分的に同様に金属化した形で得られることが見出された。
最後に、さらに選択的なものとして本発明によれば、ＣＨ酸有機化合物として構造式：
0004074346.tif 000003
［式中、Ｘ、Ｙ、Ｚの少なくとも１個の基はカルボン酸基、エステル基、カルボン酸アミド基、ニトリル基、イソニトリル基、カルボニル基、ニトロ基、トリフルオルメチル基またはペンタフルオルフェニル基を表わし、およびこの場合、他の基Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに無関係に水素、アルキル基および／または単環状アリール基を表わす］を有する化合物が使用されることが設けられている。この選択には、本発明によれば、アルキル基または単環状アリール基からなる基Ｘ、Ｙ、Ｚがそれらの側で、少なくとも１個の官能基を有することが設けられており、この場合、次の官能基が使用される：
ａ）フッ素含有官能基；Ｆ−、−Ｃ６Ｆ５、−ＣＦ３、
ｂ）カルボン酸誘導体官能基；−ＣＯＯＲ、−ＣＮ、−ＣＯＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｃ）アミン官能基；−ＮＲ２；ＲはＨ、アルキル基および／または単環状アリール基を表わし、
ｄ）アルコキシ官能基；ＲＯ−；Ｒはアルキル基または単環状アリール基を表わし、
ｅ）ニトロ官能基；−ＮＯ２。
ＸＹＺＣＨの型のＣＨ酸化合物は、メタンの誘導体と見なされてよく、この場合、Ｘ、Ｙ、Ｚの少なくとも１個の基は、ヘテロ原子を含有しており、このヘテロ原子は分子と、１個の多重結合を介して結合されていてもよく、かつこの場合、他の基Ｘ、Ｙ、Ｚは水素、アルキル基および／または単環状アリール基を表わす。アルキル基および単環状アリール基は、これらの側で種々の官能基を有していてよい。本発明による方法を実施するために適当なメタンの誘導体は、分子中に含有される多重結合が言うに値する程に水素添加されることなく、一般に９０％を上回る収率を有して金属化される。化合物型ＸＹＺＣＨの典型的な代表例は、アセトニトリルＣＨ３ＣＮである。
ＣＨ酸化合物中に含有されるカルボン酸基、エステル基、カルボン酸アミド基、ニトリル基、イソニトリル基、カルボニル基、ニトロ基、トリフルオルメチル基、ペンタフルオルフェニル基、フッ素基およびアルコキシ基の全部には、ＣＨ酸化合物の酸度を多少とも強力に上昇させることが共通しており、それというのも、これらの基が親電子性作用、電子吸収性作用を有するからである。全ての単環状アリール基は、フェニル基、または１個または複数のアルキル基で置換されたフェニル基からなる。
さらに本発明によれば、もう１つのＣＣ二重結合あるいは単環状アリール基と一緒になって共役の状態にある、少なくとも１個のＣＣ二重結合を有する炭化水素が、水素受容体として使用されることが、設けられている。選択的には、本発明に相応して、水素受容体としてオルト縮合された（orthokondensiert）多環状芳香族化合物が使用されることが設けられている。本発明によれば、水素受容体として、１，３−ブタジエン、イソプレン、共役されたポリエン、１，３−シクロヘキサジエン、スチロール、ナフタリン、アントラセン、フェナントレンまたはこれらの化合物の混合物が使用される場合、特に有利であることが判明した。
水素受容体としてイソプレン、スチロールおよびナフタリンは特に好ましい。それというのも、これらの化合物は安価であり、ならびに取り扱いやすいからである。これらの水素受容体の水素添加生成物は、反応混合物から分離されることができるか、または反応混合物中に溶剤として残留することができる。特に好ましい水素受容体を使用する場合、収量に関して不利な結果をもたらすことなく、理論上の化学量論量（ＣＨ酸化合物１モル当たり水素受容体０．５モル）の近辺で作業されてよい。しかし、水素受容体を大量の過剰量で使用することも可能であり、この場合、水素受容体は金属化反応の終了後、分離されるか、あるいは溶剤中に残留する。スチロールの存在下に金属化反応が実施される場合、水素を添加することによって、溶剤として極めて好適なエチルベンゾールが生じる。水素受容体の水素添加は、迅速かつ発熱性に進行し、その結果、金属化反応の反応速度の上昇がもたらされる。本発明によれば使用すべき水素受容体は、ＣＨ酸化合物中に含有されるＣＣ多重結合および／またはヘテロ原子から出発する多重結合よりも、高速で、水素を加える。この事実は、当業者には意外であった。なぜならば、ＣＨ酸化合物中に含有されるＣＣ多重結合およびヘテロ原子から出発する多重結合は同様に高い水素添加熱を有し、むしろ部分的には本発明により使用すべき水素受容体よりも高い水素添加熱を有するからである。水素受容体として使用されるオルト縮合多環状芳香族化合物は、少なくとも２個の６員環からなり、この場合、環は縁部で結合している。すなわち、フェナントレン中では、第３の６員環は、それぞれ他の２つの６員環と、共通のＣＣ結合を介して縁部で結合している。
本発明によれば、金属であるリチウム、ナトリウムおよびカリウムおよびこれらの金属の合金は、顆粒または０．１ｍｍ未満の平均粒度ｄ５０を有する粉末が使用される場合に、特に有利であることが判明した。この形では、アルカリ金属が特に反応性である。それというのも、金属化反応はアルカリ金属の固体／液体−界面層中で進行し、微粒状顆粒および粉末の大きな表面積が金属化反応を促進するからである。その上、本発明による金属化反応の場合、一般に、アルカリ金属の表面を遮断しうる不溶性副生成物を生じない。このことは、形成されたアルカリ金属ハロゲン化物が金属表面を少なくとも部分的に遮断するような、有機ハロゲン化物からのオルガノアルカリ金属化合物の、公知の合成と比較して、１つの利点である。
さらに本発明によれば、溶剤としてエーテルまたは単環状芳香族炭化水素が使用されることが設けられており、この場合、有利なことにＣＨ酸有機化合物１モル当たり、少なくともエーテル２モルである。本発明によれば、飽和炭化水素および／または単環状芳香族炭化水素を有するエーテル溶液が希釈されている場合、特に有利である。エーテルとして、ジエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、メチル−ｔ−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテルまたはテトラヒドロフラン、飽和炭化水素としてペンタン、ヘキサン、シクロヘキサンおよび／またはヘプタン、および単環状芳香族炭化水素として、トルオール、キシロールおよび／またはエチルベンゾールが使用される場合、特に有利である。一般には、エーテル１０〜８０重量％と、Ｃ原子５〜１０個を有する少なくとも１個の飽和炭化水素および／または少なくとも１個の単環状芳香族炭化水素９０〜２０重量％とからなる溶剤が使用されてよい。
最後に、本発明によれば反応温度が−２０〜１５０℃の範囲、有利に１０〜７０℃の範囲内であることが設けられている。高い反応温度は、オルガノアルカリ金属化合物が熱的に極めて安定である場合、および反応混合物から高沸点成分が分離されるべき場合にだけ、使用される。前記の反応温度の場合、本発明による方法は工業的規模でも安全に制御されることができる。
本発明による方法に相応して製造されたオルガノアルカリ金属化合物は、その溶液の形で、商業的に提供されるか、あるいは直接、製造後に有機合成の実施のために使用されてよい。生成物溶液は、例えばメタロセン化学において、または薬剤中間生成物の製造のため、使用されてよい。フルオレニルリチウムは、例えばホルムアルデヒドとの反応によって、９−フルオレニルメタノールの合成のため使用されてよい。
次の表は、本発明による方法に相応して金属化されてよい、複数のＣＨ酸有機化合物のための酸度定数ｐｋａの数値を含む。表中には、その溶剤中、もしくはその方法により、ｐｋａ値が測定された溶剤もしくは方法が記載されたいる。
0004074346.tif 000004
本発明の対象を、次の多数の実施例および比較例につき、詳説する。
例１：
冷却可能な二重ジャケット反応器内に、テトラヒドロフラン３０５ｇ中のリチウム顆粒２．９５ｇ（４２６ミリモル）を装入した。７５分間で、テトラヒドロフラン２００ｇと、スチロール２２．１ｇ（２１２ミリモル）とフルオレン６６．４７ｇ（４００ミリモル）とからなる混合物を添加した。この場合には、冷却によって反応温度を４０℃に維持し；反応は発熱性で進行した。引続き、３０℃で１時間攪拌し、その後、暗赤色の溶液を濾過した。濾滓を、ほんのわずかなテトラヒドロフランを用いて洗浄し、かつ洗浄液を、濾液と合わせた。フルオレニルリチウムの収率は、使用されたフルオレンに対して９４．５％であった。
比較例Ａ：
この比較例を例１に相応して実施したが、しかしこの場合には、スチロールを添加しなかった。反応中に水素が形成されるが；しかし理論的に期待できる水素量に対して１５％だけが得られた。収率は、使用されるフルオレンに対して８７．５％であった。水を用いた生成物溶液の加水分解後、ガスクロマトグラフィー法および質量分析法によって副生成物４つが見い出され、これらは、１個または２個の二重結合が水素添加されている、部分的に水素添加されたフルオレンである。副生成物は、使用されるフルオレンに対して、２０％の量で存在した。測定した８７．５％の収率と、２０％の副生成物含量との矛盾は、副生成物もある一部がリチウム化され、したがって、収率を測定する場合に検出されることによって、説明することができる。実際、フルオレニルリチウムの収率は、したがって８７．５％ではなく、単に約８０％である。これとは異なり、例１によりスチロールの存在下に製造された生成物は、フルオレンを部分的に水素添加することによって生じる極めて僅少量の副生成物を含有していたにすぎない。
例２：
冷却可能な二重ジャケット反応器内に、テトラヒドロフラン７２ｇ中のリチウム顆粒２．５９ｇ（３７３ミリモル）およびトルオール４０ｇを装入した。７５分間で、フルオレン５４．９ｇ（３３０ミリモル）、トルオール２００ｇとスチロール１８ｇ（１７３ミリモル）とからなる混合物を供給した。冷却することによって、反応温度を３０〜３５℃に維持し；反応は発熱性に進行した。引続き、１時間攪拌し、その後、暗赤色の溶液を濾過した。濾滓を、僅少量のテトラヒドロフランを用いて洗浄し、かつ洗浄液を、濾液と合わせた。フルオレニルリチウムの収率は、使用したフルオレンに対して８５％であった。
比較例Ｂ：
この比較例を例２に相応して実施したが、この場合、いずれにせよスチロールなしで作業した。反応の際に、水素発生は観察されず、および有機リチウム化合物の全収率は６７．５％であった。この全収率から１部だけをフルオレニルリチウムに分配する。それというのも、反応の進行はこの比較例の場合、比較例Ａの反応の進行に相応するからである。
例３：
冷却可能な二重ジャケット反応器内に、テトラヒドロフラン１７５ｇ中のリチウム粉末２．２ｇ（３１７ミリモル）を装入した。６０分間で、２つの滴下漏斗からテトラヒドロフラン２０ｇ中の単環状シクロペンタジエン１９．９ｇ（３０１ミリモル）、およびテトラヒドロフラン１６ｇ中のスチロール１５．６ｇ（１５０ミリモル）を同時に供給した。反応は発熱性に進行した。反応温度を、冷却することによって３５℃に維持した。引続き、３５℃で１時間攪拌し、その後、明赤色の溶液を濾過した。シクロペンタジエニルリチウムの収率は、使用されたシクロペンタジエンに対して９１．８％であった。
比較例Ｃ：
この比較例を例３と同様に実施したが、しかしこの場合には、スチロールはなかった。この反応の際に、水素は、理論的に期待できる水素収率に対して、５２％の量で形成された。製造した有機リチウム化合物の全収率は、使用されるシクロペンタジエンに対して８２．６％であった。しかし、生成物中にはガスクロマトグラフィー法および質量分析法によって、水素添加生成物シクロペンテンが確認され、これは、同様に一部がリチウム化しやすく、その結果、シクロペンタジエニルリチウムの収率は、実際には８２．６％よりも低い。
例４：
５〜１５ｍｍの縁部長さを有する小片状ナトリウム４．９５ｇ（２１５ミリモル）を、テトラヒドロフラン１５０ｇ中に装入した。４５分間で、フルオレン３３．４ｇ（２０１ミリモル）と、スチロール１０．４４ｇ（１００．２ミリモル）と、テトラヒドロフラン１００ｇとからなる混合物を供給した。冷却することによって、反応温度を４０℃に維持した。反応は発熱性に進行した。赤く着色された溶液を、７時間の攪拌後、室温で未反応のナトリウムと濾別した。フルオレニルナトリウムの収率は、６５．７％であった。
比較例Ｄ：
例４と同様に、しかしスチロールの添加なしで作業した。金属化反応は、著しくゆっくり進行した。フルオレニルナトリウムの収率は単に８％であり、この場合には、反応溶液中にはフルオレンの水素添加生成物を含有されているということから出発すべきである。それというのも、反応中、水素発生は観察されなかったからである。
例５：
テトラヒドロフラン８５ｇ中にリチウム粉末１．０５４ｇ（１５２ミリモル）を懸濁させた。この懸濁液に５０分間で、テトラヒドロフラン１２ｇと、スチロール６．４８ｇ（６２．２ミリモル）とｔ−ブチルアセチレン１０．１６ｇ（１２３ミリモル）とからなる混合物を添加した。発熱反応の反応温度を、冷却することによって、３０℃に維持した。反応中、ガス発生は観察されなかった。室温で１時間の攪拌後、淡く黄色に着色された溶液を濾過した。リチウム−ｔ−ブチルアセチリドの収率は、使用したブチルアセチレンに対して９５．１％であった。反応生成物の加水分解後、ガスクロマトグラフィー分析により、副反応によってｔ−ブチルエチレンが形成されており、しかも主要生成物リチウム−ｔ−ブチルアセチリドに対して、約５％の量であったことが確認された。
比較例Ｅ：
例５に相応して、しかしスチロールなしで作業した。反応中、水素が発生したが、しかし、この場合には、理論的に期待できる水素量に対して１０％が得られただけであった。収率は７２．１％であった。最終生成物の加水分解後、ガスクロマトグラフィー分析により、水素添加副反応によってｔ−ブチルエチレンが著量で生じ、しかも主要生成物リチウム−ｔ−ブチルアセチリドと副生成物ｔ−ブチルエチレンとの割合が１００：３９であったことが判明した。
例６：
テトラヒドロフラン２２０ｇ中にリチウム粉末２．４４ｇ（３５２ミリモル）を懸濁させた。引続き、３０分間で、アセトニトリル１２．４５ｇ（３０３ミリモル）とスチロール１５．６２ｇ（１５０ミリモル）とからなる混合物を添加した。反応温度を、冷却によって２５℃に維持した。引続き、さらに室温で９０分攪拌した。その後、未反応リチウムを濾別した。金属化反応中、水素発生が観察されたが、しかし、理論的に期待できる水素量に対して４０％を単離しただけであった。ＬｉＣＨ２ＣＮの収率は、使用したアセトニトリルに対して９５％であった。ガスクロマトグラフィー分析の場合、アセトニトリルの水素添加生成物は見い出ことができなかった；アセトニトリル、エチルベンゾールとスチロールが専ら確認された。
実施例および比較例は、本発明による方法を用いて、ＣＨ酸有機化合物が高い収率で、相応するオルガノアルカリ金属化合物に変換されることができ、この場合、殊に副生成物の形成が著しく抑制されることを示す。水素受容体からスチロールを生じる反応生成物は、処理生成物の使用可能性を妨害するものではなく、ＣＨ酸化合物から形成される副生成物は、処理生成物の後加工の際に、全く不利な作用を示す。それというのも、金属化された副生成物は処理生成物の後加工の際に、望ましくない最終生成物へと反応するからである。したがって、金属化の副反応の回避は、本発明の注目に値する利点として評価されることができる。