Entwicklung und Scale-up der kryogenen Lithiierung in Durchflussreaktoren

Metallorganische Reaktionen gehören zu den anspruchsvollsten Reaktionen, da sie hochreaktive Ausgangsreagenzien, instabile energetische Zwischenprodukte und eine hohe Exothermie aufweisen und häufig unter kryogenen Bedingungen ablaufen. Kontinuierliche Durchflussreaktoren bieten mehrere Vorteile gegenüber Batch-Reaktoren, wenn die Maximierung der Wärmeabfuhr und die Minimierung des Chemikalieninventars entscheidend für die Verbesserung der Produktqualität und Sicherheit sind. Die aktuelle Fallstudie zur Lithiierung und Borylierung von Indol beinhaltet kryogene Temperaturen (-70 °C), pyrophore Ausgangsreagenzien, hochreaktive und instabile Organolithium-Zwischenprodukte und exotherme Quenchvorgänge, was den Betrieb im Batch-Modus besonders schwierig macht.

Der Vortrag beschreibt die Entwicklung eines kontinuierlichen Durchflussverfahrens zur Durchführung einer Sequenz von vier chemischen Reaktionen in Serie, die alle mit Rohrreaktoren durchgeführt werden. Der Prozess wurde in der Pilotanlage unter Verwendung eines neu gebauten kontinuierlichen Durchflussreaktorsystems hochskaliert. Die Herausforderungen beim Scale-up, die Erfahrungen bei der Inbetriebnahme und das Potenzial für die Inline-/Online-Überwachung zur Bewältigung praktischer analytischer Einschränkungen werden ebenfalls erörtert.