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Patent Searching and Data


Title:
POROUS POLYMER/CARRIER SOLID PHASE REACTANTS, METHOD FOR PRODUCING SAME AND THE USE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/068743
Kind Code:
A2
Abstract:
Disclosed are porous polymer/carrier solid phase reactants which consist of a polymer that consists of fine particles and is situated in the pore space of porous carrier materials. Reactive groups are bound to the polymer. Said groups act as reactants in organic-chemical syntheses. Said solid phase reactants can be produced as bulk material or tubes, plates or rods, can be built in pressure sealed housings and can be used in flow-through apparatuses or microtitration fields for the synthesis of organic products. Potential active agents can be produced at high speed by using the inventive porous polymer/carrier solid phase reactants that can be flown through convectively, whereby production requires only little isolation and cleaning.

Inventors:
KUNZ ULRICH (DE)
KIRSCHNING ANDREAS (DE)
HOFFMANN ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/001092
Publication Date:
September 20, 2001
Filing Date:
March 15, 2001
Export Citation:
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Assignee:
KUNZ ULRICH (DE)
KIRSCHNING ANDREAS (DE)
HOFFMANN ULRICH (DE)
International Classes:
B01J20/28; C07C29/143; C07B39/00; C07B61/00; C07C17/02; C07C17/08; C07C17/20; C07C17/266; C07C17/275; C07C17/38; C07C33/22; C07C45/29; C07C45/30; C07C45/39; C07C45/63; C07C45/78; C07C46/06; C07C49/403; C07C205/03; C07C247/10; C07C253/14; C07C255/33; C07C331/04; C08F2/44; C08F8/00; C40B50/00; (IPC1-7): C08J/
Domestic Patent References:
WO2000075195A12000-12-14
Foreign References:
US4130512A1978-12-19
EP0416369A21991-03-13
US5653922A1997-08-05
EP0076158A21983-04-06
GB1450193A1976-09-22
US4842936A1989-06-27
Attorney, Agent or Firm:
Schubert, Klemens (Neue Promenade 5 Berlin-Mitte, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden, dadurch gekennzeichnet, dass im Porenraum eines porösen Trä germaterials mit Porendurchmessern von 0,1 bis 2000 m ein feinteiliges Polymer aus untereinander verbundenen Teilchen mit Durchmessern von 0,001 bis 50 m vorliegt, an welchem organische Reaktanden ge bunden sind.
2. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Poren durchmesser des porösen Trägermaterials 10 bis 500 pm beträgt.
3. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchen durchmesser 1 bis 10 im beträgt.
4. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass diese die Form von geordneten Packungen, Schüttgütern, Rohren, Platten und Stäben besitzen.
5. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kompo nenten von Mikrotitrierfeldern sind.
6. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttgü ter Kugeln, RaschigRinge oder Sattelkörper sind.
7. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Polymere vernetzte Polystyrole, Polyhalo genstyrole, Polyacrylsäuren, Polyacrylsäureester, Polyacrylamide, Polyacrylnitrile, Polyvinylpyridine, Polyvinylcarbazole, Polyvinylbenzylchloride, Polyvi nylaniline, Polyvinylbenzaldehyde, PolyN Vinylcaprolactame, Poly4Vinyl1cyclohexen1E2 epoxide, Poly3Dimethylaminoacrylonitrile und Poly N, NDimethylvinylbenzylamine entweder allein oder als Copolymere in den porösen Trägermaterialien vor handen sind.
8. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach An spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyhalo genstyrole Poly4Bromstyrol, Poly2Bromstyrol, Po lyvinylbenzylbromid und Polyvinylbenzylchlorid ver wendet werden.
9. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach An spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere mit Divinylbenzol vernetzt sind.
10. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vernetzungsgrad 2 bis 55 % beträgt.
11. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingelagerten Polymere Ankergruppen für or ganische Reaktanden besitzen, nämlich Aminogruppen, quaternäre Aminogruppen, Halogengruppen, Chlorme thylgruppen, Sulfochloridgruppen, Sulfonsäuregrup pen, Aldehydgruppen, Lactamgruppen, Epoxidgruppen, Hydroxygruppen, Carbonsäuregruppen und Carbonsäure halogenidgruppen.
12. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Porenraum des Trägermaterial vorhandenen Polymere an sich bekannte organische Reaktanden tra gen.
13. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die porösen Trägermaterialien Gläser, Kerami ken, Glaskeramiken, Polymere, Metalle, Legierungen, Gesteine, Koks oder Kohlen oder andere poröse Stoffe sind.
14. Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden nach An spruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesteine Bimsstein und Silikate sind.
15. Verfahren zur Herstellung von Polymer/Träger Feststoffphasenreaktanden nach einem der vorangehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man ein vernetztes Polymer in das Trägermaterial einlagert und dieses Polymer durch eine nachfolgende Behand lung mit weiteren Monomeren funktionalisiert, wobei das Polymer gegebenenfalls Ankergruppen besitzt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man die weiteren Monomere durch Eindiffundieren in die Polymerteilchen einbringt diese weiterhin mit einem Vernetzer umsetzt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, da durch gekennzeichnet, dass man an die Ankergruppen ans ich bekannte organische Reaktanden bindet.
18. Verwendung eines Polymer/TrägerFeststoffphasen reaktanden nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Durchführung von Additionsreaktionen, Oxidationen, Reduktionen, Epoxidierungen, Halogenierungen, Koh lenstoffKohlenstoffKupplungsreaktionen, nukleophi len Substitutionen, Dehydrierungen, Veresterungen, Veretherungen, Acylierungen, Ringöffnungen, Cycli sierungen, Isomerisierungen, elektrophilen Substitu tionen, sowie von Reinigungsschritten und Mehrstu fenreaktionen mittels der vorhandenen organischen Reaktanden.
19. Verwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Reinigungsreaktionen um"resin captureandrelease"und"scavenger"handelt.
20. Verwendung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, da durch gekennzeichnet, dass Stoffsynthese und Tren nung im Polymer/TrägerFeststoffphasenreaktanden kombiniert sind.
21. Gehäuse zur Aufnahme von Polymer/TrägerFeststoff phasenreaktanden nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses druckdicht durchströmbar ist und dass diese entweder einzeln oder in zusammengeschalteter Form in Durchflussappa raturen für die Synthese organischer Produkte ein setzbar sind.
22. Vorrichtung zur Verwendung von Polymer/Träger Feststoffphasenreaktanden nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bestehend aus einem Vorratsbehälter (1), der durch eine Leitung (12) mit einer Pumpe (2) ver bunden ist, wobei die Leitung nachfolgend mit einem Absperrhahn (3) und einem Rückschlagventil (4) ver sehen ist, zur Oberseite des porösen Polymer/Träger Feststoffphasenreaktanden (5) führt und an seiner Unterseite wieder ansetzt um sich zum einen zu einem Dosierventil (6) und Auslass für Produkte (7) zu verzweigen und andererseits wieder durch einen Pum penkreislauf, bestehend aus Absperrhahn (8), Kreis laufpumpe (10) und Rückschlagventil (11) zur Ober seite des porösen Polymer/TrägerFeststoffphasen reaktanden geführt wird.
Description:
Poröse Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktanden, Verfah- ren zu deren Herstellung und deren Verwendung Die Erfindung betrifft poröse Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

Die Synthese organisch-chemischer Produkte, bei denen die Reaktanden in Form von Lösungen eingesetzt werden, ist die klassische Arbeitsweise der organischen Chemie und schon lange Stand der Technik. Ein Nachteil ist die Hand- habung größerer Lösemittelmengen und die damit verbundene schwierige Abtrennung gelöster erzeugter Produkte aus dem Reaktionsgemisch.

Eine Verbesserung stellt der Einsatz von Polymeren als Verankerungsmaterial für organische Reaktanden dar. Von Vorteil ist, dass die erzeugten Stoffe am festen Polymer gebunden bleiben und so gut von nicht umgesetzten Reak- tanden und Nebenprodukten getrennt werden können.

Ein weithin bekanntes Beispiel ist die Synthese von Pep- tiden nach Merrifield (R. B. Merrifield :"Solid Phase Peptide Synthesis", J. Amer. Chem. Soc., Vol. 85,2149- 2154 (1963)). Umständlich ist die Handhabung des Poly- mers, welches als Kügelchen mit Abmessungen im Millime- terbereich vorliegt und nach Reaktionsende abfiltriert werden muss. Die eingesetzten Polymerkügelchen sind rela- tiv groß, was aber den Stofftransport der Reaktanden zu den aktiven Stellen des Polymers verschlechtert. Dadurch werden die Reaktionszeiten lang.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wäre der Einsatz von pul- verförmigen Polymeren günstiger, dadurch verschlechtert sich aber die Handhabung und feine Polymerteilchen können

die Produkte verunreinigen. Ein weiterer Nachteil der Merrifield-Synthese ist die notwendige Abtrennung des aufgebauten Produktes vom Polymer. Dies stellt einen zu- sätzlichen präparativen Schritt dar. Zusätzlich kann durch die erforderliche Abspaltungsreaktion auch ge- wünschtes Produkt angegriffen werden. Erschwerend kommt hinzu, dass die analytische Verfolgung der Reaktion schwierig ist, da die synthetisierten Verbindungen wäh- rend der Synthese am Polymer gebunden bleiben.

Die ungeordnete Anordnung der Polymerphase als frei be- wegliche Teilchen im Reaktionsmedium verhindert eine kon- trollierte Anströmung und kann zu schlechten Ausbeuten und Selektivitäten beitragen.

Ein weiterer Nachteil handelsüblicher Materialien ist de- ren Beeinflussbarkeit durch unterschiedlich quellend wir- kende Lösemittel. Dadurch werden Volumenveränderungen des quellenden oder schrumpfenden Polymers bewirkt. Dadurch verändern sich die Anströmbedingungen und der Stofftrans- port der Reaktanden zu den polymergebundenen Reaktanden in der Feststoffphase.

Die Verwendung von Polymeren zur Verankerung organischer Reaktanden und deren Umsetzung zu gelösten Produkten ist ebenfalls Stand der Technik (D. H. Drewry, D. Coe, S.

Poon : Med. Res. Rev. (1999), 19,97-148). Diese Synthesen erfolgen an Polymerkügelchen, die ca. 0,1 bis 1,5 mm Durchmesser aufweisen. Aufwendig ist auch hier die Ab- trennung der Polymerphase von den Reaktanden und Produk- ten. Von Nachteil ist die schwierige Automatisierbarkeit, die die robotergesteuerte Durchführung der Arbeitsschrit- te Abwiegen der Polymerreaktanden, Dosieren von Feststof- fen und Flüssigkeiten, Filtrieren und Trennen der Reakti- onsprodukte verlangt.

Auf Grund der großen Polymerteilchen in nach dem Stand der Technik durchgeführten organischen Reaktionen wird nur ein Teil des Polymers in der gewünschten Reaktion nutzbar, die großen Teilchen behindern eine schnelle Dif- fusion der Reaktanden an die gebundenen organischen Reak- tanden im Inneren der Polymerkügelchen. In der Regel muss mit großem (teuren) Überschuss an Reaktanden gearbeitet werden, um diesen Nachteil auszugleichen.

Von Vorteil wäre ein Material, welches die günstigen Ei- genschaften fester, polymergebundener Reaktanden mit den Vorzügen der organischen Lösungschemie verbindet und dar- über hinaus große Poren für eine konvektive Durchströmung besitzt.

Ein solcher Feststoffphasenreaktand sollte einerseits feine Teilchen besitzen, um einen guten Stofftransport und damit eine gute Ausnutzung in der Synthese zu gewähr- leisten und gleichzeitig möglichst große Abmessungen auf- weisen, um die Handhabung zu vereinfachen. Wünschenswert wäre ein Feststoffphasenreaktand, der für verbesserte Me- thoden des Hochdurchsatz-Screening durch automatisierte Parallelsynthese geeignet wäre. Mit solch einem Material wäre die robotergesteuerte schnelle Generierung von Sub- stanzbibliotheken potentieller neuer Wirkstoffe möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb einen Poly- mer/Träger-Feststoffphasenreaktanden zur Verfügung zu stellen, der die Nachteile des Standes der Technik über- windet.

Überraschenderweise lässt sich mit erfindungsgemäßen, po- rösen Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktanden diese Auf- gabe lösen.

Die Aufgabe wird durch Schaffung eines porösen Poly- mer/Träger-Feststoffphasenreaktanden gelöst, wobei im Po- renraum eines porösen Trägermaterials mit Porendurchmes- sern von 0,1 bis 2000 pm ein feinteiliges Polymer aus un- tereinander verbundenen Teilchen mit Durchmessern von 0,001 bis 50 lim vorliegt, an welchem organische Reaktan- den gebunden sind.

Weiterhin bevorzugt ist es, dass der Porendurchmesser des porösen Trägermaterials 10 bis 500 zm beträgt.

Insbesondere bevorzugt ist es, dass der Teilchendurchmes- ser 1 bis 10 pm beträgt.

Vorteilhaft ist es, dass diese die Form von geordneten Packungen, Schüttgütern, Rohren, Platten und Stäben be- sitzen.

Weiterhin vorteilhaft ist es, dass diese Komponenten von Mikrotitrierfeldern sind.

Insbesondere vorteilhaft ist es, dass die Schüttgüter Ku- geln, Raschig-Ringe oder Sattelkörper sind.

Besonders vorteilhaft ist es, dass als Polymere vernetzte Polystyrole, Polyhalogenstyrole, Polyacrylsäuren, Polyac- rylsäureester, Polyacrylamide, Polyacrylnitrile, Polyvi- nylpyridine, Polyvinylcarbazole, Polyvinylbenzylchloride, Polyvinylaniline, Polyvinylbenzaldehyde, Poly-N- Vinylcaprolactame, Poly-4-Vinyl-1-cyclohexen-1, 2-epoxide, Poly-3-Dimethylaminoacrylonitrile und Poly-N, N- Dimethylvinylbenzylamine entweder allein oder als Copoly- mere in den porösen Trägermaterialien vorhanden sind.

Bevorzugt ist es, dass als Polyhalogenstyrole Poly-4- Bromstyrol, Poly-2-Bromstyrol, Polyvinylbenzylbromid und

Polyvinylbenzylchlorid verwendet werden.

Weiterhin bevorzugt ist es, dass die Polymere mit Divi- nylbenzol vernetzt sind.

Bevorzugt ist in jedem Fall, dass der Vernetzungsgrad 2 bis 55 W beträgt.

Insbesondere bevorzugt ist es, dass die eingelagerten Po- lymere Ankergruppen für organische Reaktanden besitzen, wie Aminogruppen, quaternäre Aminogruppen, Halogengrup- pen, Chlormethylgruppen, Sulfochloridgruppen, Sulfonsäu- regruppen, Aldehydgruppen, Lactamgruppen, Epoxidgruppen, Hydroxygruppen, Carbonsäuregruppen und Carbonsäurehaloge- nidgruppen.

Vorteilhaft ist es, dass die in den Tabelle 1 bis 7 ge- nannten organische Reaktanden tragenden Polymere im Po- renraum der Trägermaterialien vorliegen.

Besonders vorteilhaft ist es, dass als poröse Trägermate- rialien Gläser, Keramiken, Glaskeramiken, Polymere, Me- talle, Legierungen, Stoffe wie Gesteine, Koks oder Kohlen eingesetzt werden.

Insbesondere vorteilhaft ist es, dass als Gesteine Bims- stein und Silikate verwendet werden.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Poly- mer/Träger-Feststoffphasenreaktanden, wobei man ein ver- netztes Polymer in das Trägermaterial einlagert und die- ses Polymer durch eine nachfolgende Behandlung mit weite- ren Monomeren funktionalisiert, wobei das Polymer gegebe- nenfalls Ankergruppen besitzt.

Dabei ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass man die wei- teren Monomere durch Eindiffundieren in die Polymerteil- chen einbringt diese weiterhin mit einem Vernetzer um- setzt.

Weiterhin ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass man an die Ankergruppen an sich bekannte organische Reaktanden bin- det. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind die in den Tabellen 1 bis 7 dargestellten Reaktanden.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden zur Durchführung von Additions- reaktionen, Oxidationen, Reduktionen, Epoxidierungen, Ha- logenierungen, Kohlenstoff-Kohlenstoff- Kupplungsreaktionen, nukleophilen Substitutionen, Dehyd- rierungen, Veresterungen, Veretherungen, Acylierungen, Ringöffnungen, Cyclisierungen, Isomerisierungen, e- lektrophilen Substitutionen, sowie von Reinigungsschrit- ten und Mehrstufenreaktionen mittels der vorhandenen or- ganischen Reaktanden.

Besonders bevorzugt ist dabei, dass es sich bei den Rei- nigungsreaktionen um"resin capture-and-release"und "scavenger"handelt.

Insbesondere ist dabei erfindungsgemäß bevorzugt, dass Stoffsynthese und Trennung im Polymer/Träger-Feststoff- phasenreaktanden kombiniert sind.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gehäuse zur Aufnahme von erfindungsgemäßen Poly- mer/Träger-Feststoffphasenreaktanden, gekennzeichnet da- durch, dass dieses druckdicht durchströmbar ist und dass dieses entweder einzeln oder in zusammengeschalteter Form in Durchflussapparaturen für die Synthese organischer

Produkte einsetzbar sind.

Schließlich ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Verwen- dung von erfindungsgemäßen Polymer/Träger-Feststoff- phasenreaktanden, bestehend aus einem Vorratsbehälter 1, der durch eine Leitung 12 mit einer Pumpe 2 verbunden ist, wobei die Leitung nachfolgend mit einem Absperrhahn 3 und einem Rückschlagventil 4 versehen ist, zur Obersei- te des porösen Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktanden 5 führt und an seiner Unterseite wieder ansetzt um sich zum einen zu einem Dosierventil 6 und Auslass für Produkte 7 zu verzweigen und andererseits wieder durch einen Pumpen- kreislauf, bestehend aus Absperrhahn 8, Kreislaufpumpe 10 und Rückschlagventil 11 zur Oberseite des porösen Poly- mer/Träger-Feststoffphasenreaktanden geführt wird.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Feststoffphasenreaktan- den erlaubt neue Technologien für Herstellung neuer Sub- stanzen und deren Screening auf Wirksamkeit. Durch die Bereitstellung der innovativen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden mit guter Zugänglichkeit der reaktiven Stellen durch konvektive Durchströmung wird der Stofftransport verbessert und die Ausnutzung der Polymer- phase gesteigert. Die Porengröße im Mikrometerbereich er- laubt größere Geschwindigkeit beim Spülen und Versorgen mit neuen Reaktionspartnern. Dadurch steht eine hocheffi- ziente Synthesemethode zur Darstellung neuer potentieller Wirkstoffe zur Verfügung.

Die hier beschriebenen erfindungsgemäßen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden lassen sich in Form von regel- losen Schüttungen, geordneten Packungen, als Rohre, Plat- ten oder Stäbe herstellen und verwenden. Von besonderem Vorteil ist der Einsatz in Form von Stäben oder Platten, welche druckdicht in ein Gehäuse eingebaut werden und de-

ren Einsatz in Syntheserobotern. Durch den Einsatz von Robotertechnologie und den Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden steht eine Methode zur Verfü- gung, die es erlaubt ausreichend Nachschub an potentiel- len Wirkstoffen sowie neue Targets für Testsubstanzen zu erzeugen. In Kombination mit Methoden der chromatographi- schen Trenntechnik ist die Erzeugung von Wirkstoffbiblio- theken mit reinen Substanzen in kurzer Zeit möglich.

Durch die kleinen Polymerteilchen und die gleichzeitig vorhandenen großen Poren lassen sich auch die Zeiten für die Regenerierung der Feststoffphasenreaktanden erheblich verkürzen bzw. erst wirtschaftlich durchführen.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden sind insbesondere : -Nach der Erzeugung der aktiven Polymerphase im Po- renraum der Trägermaterialien ist das Polymer immo- bilisiert. Es bildet eine zusammenhängende Phase, die bei konvektiver Durchströmung den Porenraum nicht verlassen kann.

-Die Beladung mit Polymer wird durch einen gut zu kontrollierenden Polymerisationsprozess erzeugt. Da- durch ist eine gleichmäßige Beladung des Porenvolu- mens der Trägermaterialien mit aktiver Polymerphase sichergestellt.

-Die Beladung mit Polymer ist durch die Wahl der Kon- zentration der Monomeren während des Polymerisati- onsprozesses möglich. Dadurch ist eine Optimierung hinsichtlich Kapazität oder Reaktionszeit möglich.

Übliche nach dem Stand der Technik bekannte Verfah- ren zur Aktivierung der Polymerphase sind leicht durchführbar. Dadurch ist eine Anpassung an ver-

schiedene Syntheseaufgaben möglich.

Das Polymer bildet eine zusammenhängende Phase. Die- se bleibt durch die Einbettung in das Trägermaterial formstabil, auch bei starken Änderungen der Solvati- sierungseigenschaften der verwendeten Lösemittel.

Durch die Verwendung eines porösen Trägers mit gro- ßen Poren zur Einlagerung für das die reaktiven Gruppen tragende Polymer und die chemische Verbin- dung der Polymerteilchen untereinander sind sowohl kleine Polymerteilchen wie gleichzeitig auch große Poren zu verwirklichen. Dadurch ergeben sich beim Einsatz in Durchflußapparaturen geringe Druckverlus- te und hohe Durchsätze an Reaktanden sind möglich.

Ein Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktand in stü- ckiger Form oder als Stab oder Platte ist als Reak- tand in organischen Synthesen leichter zu handhaben als ein feinteiliges Pulver.

Durch den formstabilen Träger in Kombination mit ei- ner formschlüssigen Gehäuseausführung kann die Rand- gängigkeit eines flüssigen oder gelösten Reaktanden bei Durchströmung durch den Feststoffphasenreaktan- den ausgeschlossen werden.

Durch den Einsatz der beschriebenen Feststoffphasen- reaktanden ist die Aufarbeitung der Reaktionsproduk- te wesentlich einfacher.

Die leichte Regenerierbarkeit der Materialien, be- sonders in Durchflußapparaturen, verkürzt die Pro- duktionszyklen.

-Die Steigerung der Sicherheit bei der Handhabung durch die Bindung der Reaktanden an die feste Poly- merphase vermeidet den Umgang mit niedrig siedenden Gefahrstoffen.

-Die gesteigerte Reaktivität durch die Anbindung der Reaktanden an eine disperse Feststoffmatrix erhöht die Produktivität.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung : I. Herstellung von porösen Polymer/Träger-Feststoff- phasenreaktanden I. 1. Einlagerung von vernetzten polymeren in den Poren- raum von Trägermaterialien a) Polymerisation aus Vinylbenzylchlorid und Divinylben- zol Die Herstellung des erfindungsgemäßen porösen Poly- mer/Träger-Feststoffphasenreaktanden wird anhand der Polymerisation von Vinylbenzylchlorid mit Divinylbenzol beschrieben.

Für die Einlagerung von vernetzten Polymeren in den Po- renraum von Trägermaterialien wird eine Mischung aus Vi- nylbenzylchlorid und Divinylbenzol in einem Lösungsmit- tel, welches die Monomeren gut löst, das Polymer aber schlecht löst, hergestellt. Nach Zugabe eines Initiators, z. B. Azoisobutyronitril, wird nach dessen Auflösung ein oder mehrere poröse Trägermaterialstücke, z. B. Stäbe oder Platten aus porösem Sinterglas, in die Mischung gegeben, so dass sie vollständig mit der Reaktionsmischung über- deckt sind. Die Konzentration der Monomeren kann zur Ein- stellung der Polymerbeladung der Träger variiert werden.

Dann wird kurz Vakuum angelegt, um Luftblasen aus dem po- rösen Träger zu entfernen. Durch Erwärmung beginnt die Polymerisation, welche durch die schlechte Löslichkeit

der gebildeten Polymerphase zur Bildung eines Feststoffes im Porenraum der Trägermaterialien führt. Nach Abschluss der Polymerisation wird der Träger aus der Reaktionslö- sung entfernt und von anhaftenden Polymerresten gerei- nigt.

Zur weiteren Steigerung der Polymerbeladung ist es mög- lich, das beschriebene Polymerisationsverfahren mehrmals durchzuführen.

Ergebnis dieses Herstellungsverfahrens ist eine aus ver- bundenen Teilchen bestehende Polymerphase aus vernetztem Polyvinylbenzylchlorid im Porenraum des Trägermaterials.

Die Chlormethylgruppe kann für die Ankopplung anderer re- aktiver Gruppen genutzt werden. b) Polymerisation anderer Monomere/Copolymere mit Divi- nylbenzol Auf ähnliche Art und Weise ist auch die Polymerisation von anderer Monomeren/Copolymeren mit Divinylbenzol mög- lich.

So lassen sich Aminostyrole, Styrol, Halogenstyrole, Vi- nylbenzaldehyde, Vinylcarbazole, N-Vinylcaprolactame, 4- Vinyl-1-cyclohexen-1, 2-epoxide, Vinylpyridine, 3- Dimethylaminoacrylonitrile, N, N-Dimethylvinylbenzylamine sowie Acrylonitril in den Porenraum von Trägermaterialien einlagern.

Auch die Herstellung von Copolymeren ist möglich. Dabei ist es erforderlich die Art und Menge des verwendeten Lö- sungsmittels/Fällungsmittels auf die Lösungseigenschaften der Monomeren und Polymere abzustimmen.

Andere geeignete Lösemittel/Fällungsmittel sind Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanole und Butanole sowie Koh-

lenwasserstoffe, in einigen Fällen auch Wasser. Dabei können die genannten Lösemittel einzeln oder auch in Mi- schungen zur Herstellung von porösen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden eingesetzt werden. Bei schwer löslichen Monomeren können der Reaktionsmischung solche Stoffe zugesetzt werden, die die Löslichkeit für die Mo- nomeren erhöhen wie z. B. Aromaten oder andere geeignete Stoffe.

Bei Polymeren, die sich durch eine Fällungspolymerisation nicht oder nur unzureichend in die Träger einlagern las- sen, wird zunächst ein vernetztes Polystyrol oder ein an- deres gut einlagerbares Polymer in die Träger wie oben beschrieben eingebracht. Dann wird dieses Produkt mit ei- ner Lösung des zusätzlichen Polymers in einem das bereits vorhandenen Polymer aufquellenden Lösemittel behandelt.

Das zusätzliche Monomer gelangt in die Gelphase des be- reits vorhandenen Polymers und kann mit bekannten Vernet- zungsmethoden in diesem gebunden werden.

Durch die beschriebenen Methoden stehen Herstellungsver- fahren für poröse Polymer/Träger-Feststoffphasen- reaktanden zur Verfügung, die es erlauben, eine breite Palette an Ankerpolymeren für organische Reagenzien im Porenraum von Trägern zu fixieren.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungs- gemäßen Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktanden gegeben, wobei sich die verwendete Nummerierung der Verbindungen auf die Nummern der Strukturen bezieht, die in den Tabel- len 1 bis 7 aufgeführt sind.

1. 2. Aktivierung von Polymeren mit Ankergruppen für orga- nische Reaktanden im Porenraum von Trägermaterialien

Die folgenden Ausführungsbeispiele beschreiben die Akti- vierung von Polymeren mit Ankergruppen für organische Reaktanden im Porenraum von Trägermaterialien. a) Aminierung von vernetztem Polyvinylbenzylchlorid 200 ml, mit vernetztem Polyvinylbenzylchlorid belegte Träger, werden in einem 1 Liter 3-Hals-Kolben mit 350 ml wasserfreiem Toluol versetzt. Der Kolben wird mit Thermo- meter, Rückflusskühler, Gaseinleitrohr, Gasableitrohr und Trockenrohr versehen. Es wird auf 50 bis 60 °C tempe- riert. Dann wird langsam wasserfreies Trimethylamin ein- geleitet. Dieses wird durch Eintropfen von 45 % iger wäss- riger Trimethylaminlösung in eine konzentrierte Natron- lauge und anschließende Trocknung des Gasstromes über festem Natriumhydroxid hergestellt. Das Begasen wird für ca. 5 Stunden fortgesetzt, wobei die Flüssigkeit über den Trägern leicht gerührt wird. Die Reaktionsmischung wird über Nacht stehengelassen und der Vorgang des Begasens am nächsten Tag wiederholt. Es wird nochmals über Nacht stehengelassen. Dann wird die Lösung dekantiert und durch neues wasserfreies Toluol ersetzt. Man lässt wieder über Nacht stehen. Dann werden die Träger aus der Lösung ent- fernt und bei 65 °C im Vakuum getrocknet. Die Träger wer- den über Nacht mit 5 % iger Salzsäure behandelt und an- schließend mit Wasser säurefrei gewaschen. Ergebnis die- ser Prozedur ist ein quarternäre Aminogruppen enthalten- des feinteiliges Polymer im Porenraum des Trägermaterials (Chloridform der Verbindung Nr. 1). b) Sulfochlorierung von vernetztem Polystyrol 100 ml Chloroform werden mit 50 ml Chlorsulfonsäure ge- mischt. Bei Raumtemperatur werden 100 ml getrocknete, mit vernetztem Polystyrol beladene Trägermaterialien hinzuge- fügt. Für 24 Stunden wird die Mischung unter Feuchtig- keitsausschluß bei Raumtemperatur gehalten. Nach Beendi- gung der Umsetzung mit Chlorsulfonsäure wird die Chlor-

sulfonsäurelösung abgegossen und die polymergefüllten Trägermaterialien werden mehrfach mit Chloroform gespült und im Vakuum getrocknet. Die Zusammensetzung des Sul- fochlorierungsgemisches und die eingesetzte Menge kann je nach gewünschtem Grad der Sulfochlorierung angepaßt wer- den.

Ergebnis dieses Syntheseschrittes sind polymergebundene Sulfochloride im Porenraum poröser Trägermaterialien (Verbindung Nr. 67). c) Methylierung von vernetztem Polyvinylpyridin 5 g vernetztes Polyvinylpyridin enthaltender Träger wer- den mit der 2-fachen molaren Menge an Methyliodid zur Re- aktion gebracht. Anstelle von Methyliodid ist auch Dime- thylsulfat geeignet. Durch diese Reaktion gelingt die Herstellung eines basischen Feststoffphasenreaktanden, welcher für weitere Synthesen verwendet werden kann.

Durch die Verwendung von Polyvinylpyridin als eingelager- tes feinteiliges Polymer kann die Aminierung mit Tri- methylamin vermieden werden.

1. 3. Austausch der Chloridgruppe von Poly- mer/Trägermaterialien gegen andere reaktive Ionen a) Austausch gegen Iodid Das unter Ausführungsbeispiel I. 2. a) erhaltenen Material (Chloridform der Verbindung Nr. 1) wird mit konzentrier- ter (57 ig) Iodwasserstoffsäure behandelt. Alternativ kann im Hydrolyseschritt I. 2. a) direkt konzentrierte Iod- wasserstoffsäure zugesetzt werden. Die als Gegenion zu den quarternären Aminofunktionen fungierenden Chloridio- nen werden durch diesen Schritt gegen Iodionen ausge- tauscht. Mit der Einführung des Iodidions in das Polymer steht ein hochreaktiver poröser Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktand für organische Synthesen zur Ver- fügung (Verbindung Nr. 72).

b) Austausch von Chloridionen gegen andere reaktive Ionen Neben dem oben beschriebenen Beispiel ist auch der Aus- tausch von Chloridionen gegen andere reaktive Anionen möglich.

Die folgende Auflistung nennt einige Beispiele : Borhydridionen (Verbindung Nr. 39), Cyanoborhydrid (Ver- bindung Nr. 40), Azidionen (Verbindung Nr. 73), Cyanidio- nen (Verbindung Nr. 71), Rhodanidionen (Verbindung Nr.

76), Isocyanationen (Verbindung Nr. 83), Perjodationen (Verbindung Nr. 38), Permanganationen (Verbindung Nr. 17) sowie die anderen in den Tabellen 1 bis 7 genannten Anio- nen.

1. 4. Austausch der Iodidgruppe gegen Diacetoxyiodat- (I)- Anion Durch Umsetzung des unter I. 3. a) erhaltenen Materials (Verbindung Nr. 72) mit Diacetoxyiodbenzol (Iodosobenzol- diacetat) wird Diacetoxyiodat in das Polymer eingeführt.

Durch diesen Syntheseschritt entsteht ein Diacetoxyiodat enthaltender Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktand (Ver- bindung Nr. 60).

Ergebnis dieser Herstellungsverfahren ist ein mit einer aus untereinander verbundenen kugelförmigen Teilchen be- stehenden Polymerphase gefüllter Träger, welcher gebunde- ne reaktive Gruppen enthält, die in organisch-chemischen Synthesen als Reaktanden eingesetzt werden können. Eine Auswahl zugänglicher Polymer/Träger-Feststoffphasen- reaktanden sowie der mit diesen möglichen organischen Re- aktionen ist in den Tabelle 1 bis 7 zu finden. Anionen und Kationen der genannten Verbindungen können in einigen Fällen durch gegenseitigen Tausch zu neuen Feststoffpha- senreaktanden verbunden werden. Dadurch vergrößert sich die Anzahl an zugänglichen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden erheblich.

II. Beispiele für die Verwendung poröser Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden in organisch-chemischen Synthe- sen Um die Wirksamkeit der hier beschriebenen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden zu demonstrieren, wurden zu- nächst Untersuchungen durchgeführt, bei denen die Feststoffphasenreaktanden mit Alkenen umgesetzt wurden.

II. 1. Umsetzung eines porösen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden mit einem Olefin bei freier konvektiver Umströmung a) Umsetzung von polymergebundenem Diacetoxyjodat mit A- nethol 2 g poröser Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktand in Form von Raschig-Ringen, erhalten nach Beispiel 1. 4 (ent- hält im Trägerporenraum Verbindung Nr. 60) wird mit einer Lösung von 1 mmol Anethol (1-Methoxy-4-propenylbenzol) in wasserfreiem Dichlormethan bei Raumtemperatur zur Reakti- on gebracht. Dabei werden Iod und eine Acetylgruppe an die Doppelbindung des Alkens angelagert. Die Reaktion ist nachfolgend dargestellt.

Überraschenderweise zeigte sich bei diesem Experiment, dass durch die Verwendung der hier beschriebenen porösen Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktanden bereits in der Anwendungsform von frei in der Lösung umströmen Trägern eine bessere Ausnutzung der Polymerphase im Vergleich zu kommerziellen Polymeren erzielt werden konnte. Während

bei den kommerziellen Harzen, welche Teilchendurchmesser bis zu einigen Millimetern aufweisen, mit einem 300 % igen Überschuss an Reaktanden gearbeitet werden musste, reich- te bei den erfindungsgemäßen Materialien ein Überschuss von nur 50 % aus. Gleichzeitig ließ sich die Dauer der Synthese erheblich verkürzen.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Materialien in Form von konvektiv durchströmbaren Bauteilen in organisch- chemischen Synthesen wird im Folgenden beschrieben. Es werden Experimente beschrieben, bei denen verschiedene Feststoffphasenreaktanden hergestellt und verwendet wur- den.

11. 2. Beispiel für die Verwendung von porösen Poly- mer/Träger-Feststoffphasenreaktanden in Form eines kon- vektiv durchströmbaren Bauteils 11. 2.1. Herstellung eines porösen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden mit Borhydridionen Hierzu wird zunächst ein Polymer/Träger-Feststoffphasen- reaktand in Form eines Stabes von 5 mm Durchmesser und 10 cm Länge randgängigkeitsfrei in ein druckfestes Rohr ein- gebaut. Dieser Reaktand enthält als reaktive Gruppe die Chloridform der Verbindung Nr. 1. Durch diesen Stab wird bei Raumtemperatur eine 1 molare wässrige Lösung von Natriumborhydrid geleitet. Der Versuchsaufbau ist in Ab- bildung 1 schematisch dargestellt. Aus einem Vorratsbe- hälter 1 wird durch eine Pumpe 2 die genannte Lösung durch einen geöffneten Absperrhahn 3 und ein Rückschlag- ventil 4 durch den porösen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden 5 gefördert. Die Lösung ver- lässt nach Passieren des Regelventils 6 die Apparatur bei 7. Der Absperrhahn 8 ist bei diesem Versuch geschlossen, die Pumpe 10 nicht eingeschaltet. 9 ist ein Pufferbehäl- ter, 11 ein Rückschlagventil zum Schutz der Pumpe.

Durch das Hindurchleiten von Natriumborhydridlösung durch den Chloridionen tragenden Stab erfolgt durch Ionenaus- tausch der Ersatz der Chloridionen durch Borhydridionen.

Werden in der bei 7 austretenden Lösung keine Chloridio- nen mehr nachgewiesen, so wird die Dosierung der Natrium- borhydridlösung beendet und Methanol in den Vorratsbehäl- ter 1 gefüllt. Dann wird solange mit Methanol gespült, bis die die Apparatur verlassende Lösung kein Natrium- borhydrid mehr enthält. Anschließend wird mit Dichlor- methan oder Chloroform gespült und die Trocknung im Vaku- um vervollständigt.

Ergebnis dieses Experimentes ist ein Borhydridionen tra- gender poröser Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktand (Verbindung Nr. 39), welcher z. B. für Reduktionen einge- setzt werden kann.

11. 2.2. Reduktion von Acetophenon unter Verwendung eines Borhydridionen tragenden porösen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden Für dieses Experiment kommt dieselbe Apparatur, wie in Beispiel 11. 2.1. beschrieben, zum Einsatz.

Der getrocknete poröse Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktand 5 (Verbindung Nr. 39) wird aus einem Vorratsbehälter 1 mit Methanol, Ethanol oder Propa- nolen bei Raumtemperatur durch die Pumpe 2, den geöffne- ten Absperrhahn 3 und das Rückschlagventil 4 versorgt.

Durch Offnen des Ventils 8 und Einschalten der Pumpe 10 wurde der Kreislaufstrom in Betrieb genommen. Nach Ein- stellung stabiler Strömungszustände mit Hilfe von Ventil 6 wird in den Behälter 9 eine Menge von 1 mmol Acetophe- non gelöst in Alkohol mit Hilfe einer Spritze dosiert.

Gleichzeitig wird der Absperrhahn 3 und Ventil 6 ge- schlossen und bei Raumtemperatur die das Acetophenon ent- haltende Lösung im Kreislauf durch den Feststoffphasen- reaktanden geleitet. In zeitlichen Abständen werden aus

dem Behälter 9 Proben entnommen und die Konzentration des gebildeten Produktes Phenylethylalkohol bestimmt. Zur Entnahme des Produktes wird Ventil 6 geöffnet und Produkt enthaltende Lösung bei 7 der Apparatur entnommen. Hierzu wird Absperrhahn 3 wieder geöffnet und reines Lösemittel solange in die Apparatur gefördert, bis das in der Appa- ratur gebildete Produkt vollständig bei 7 entnommen wur- de.

Die Reaktionsgleichung dieser Umsetzung lautet wie folgt : Bei diesem Ausführungsbeispiel zeigt sich besonders vor- teilhaft die gute Durchströmbarkeit der hier beschriebe- nen porösen Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktanden und die gute Handhabbarkeit, welche eine wesentlich einfache- re Abtrennung und Aufarbeitung als bei handelsüblichen kugelförmigen Polymeren nach dem Stand der Technik er- laubt. Umständliches Filtrieren und chargenweises Waschen der handelsüblichen Harze werden vermieden.

In Abbildung 2 sind die erhaltenen Versuchsergebnisse vergleichend den Resultaten eines Experiments, bei dem ein zerkleinerter Stab bei freier konvektiver Umströmung eingesetzt wurde, gegenübergestellt. Es zeigt sich deut- lich, dass bei Einsatz des durchströmten stabförmigen Feststoffphasenreaktanden deutlich höhere Umsätze nach kürzeren Zeiten erhalten werden.

Mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 wurde der erfindungsgemäße Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktand für verschiedene chemische Trans- formationen eingesetzt. Hierbei wurde darauf geachtet, zunächst ionisch gebundene Reagentien zu nutzen. Diese Vorgehensweise ließ es zu, auch die Wiederverwertbarkeit der Reaktoren für gleiche und für weitere chemische Transformationen zu bestimmen. Folgende Reaktionen ließen sich mit einem Mikroreaktor nacheinander realisieren. In der nachfolgenden Tabelle A sind weitere beispielhafte Reaktionen aufgeführt, welche mit den erfindungsgemäßen Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktanden durchgeführt wurden. Es sind dies im Einzelnen : 1. Reduktion von Acetophenon zu 1-Phenylethanol mit immo- bilisierten Borhydridionen (Beispiel 1).

2. TEMPO-vermittelte Oxidation von Cyclohexanol zu Cyclo- hexanon und eines Steroidalkohols zu dem Keton mit dem immobilisertem Bromat-Komplex (Beispiele 2 und 3).

3. Desilylierung eines Steroids mit dem immobilisierten Fluoridion und Bildung des Alkohols (Beispiel 4) 4. Reduktive Aminierung des Ketons und Bildung des Benzy- lamins unter Nutzung des immobiliserten Borhydridions (Beispiel 5).

5. Substitutionsreaktionen an Benzylbromid mit immobili- sierten Azid-und Cyanidionen (Beispiele 6 und 7).

6. Substitutionsreaktion an Oktyliodid mit dem immobili- sierten Thiocyanation (Beispiel 8).

Tabelle A Beispiel Edukt Reagenz Produkt Umsatz (Reinheit) >99% (NMR-rein) >99% (NMR-rein) >99% (NMR-rein) 90% (enthielt Spuren von Edukt) >85% (enthielt Spuren des Alkohols) >99% (NMR-rein) >99% (NMR-rein) Beispiel Edukt Reagenz Produkt Umsatz (Reinheit) 85% (und 15% Edukt)

Nachfolgend werden einige weitere Reaktionen beschrieben, welche mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Ver- wendung der erfindungsgemäßen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden durhgeführt wurden.

1. Reduktion von Acetophenon (generelle Vorschrift für NaBH4-Reduktion) Die Chlorid-Form des Mikroreaktors wurde nacheinander be- handelt mit NaOH (10 mmol in 10 mL Wasser), deminerali- siertem Wasser (10 mL), Natriumborhydrid (lg in 10 mL Wasser), demineralisiertem Wasser (10 mL) und Methanol (10 mL). Eine Lösung von Acetophenon (0.5 mmol in 10 mL Methanol) wurde bei 60°C über 6h im Kreislauf durch den Reaktor geführt bis die Reaktion vollständig war. Der Re- aktor wurde mit Methanol (10 mL) gespült und das Lösungs- mittel im Vakuum entfernt. Ausbeute an 1-phenylethanol : > 99 %.

2. Oxidation von Cyclohexanol (generelle Vorschrift für die TEMPO-katalysierte Oxidation) Die Chlorid-Form des Mikroreaktors wurde nacheinander be- handelt mit NaOH (10 mmol in 10 mL Wasser), deminerali- siertem Wasser (10 mL), HBr (2N, 10 mL), demineralisier- tem Wasser (10 mL), wasserfreiem Methanol (10 mL) und wasserfreiem Dichlormethan. Anschließend wurde eien Lö- sung von Iodbenzol-Diacetat (1.5 mmol in 10 mL wasser- freiem Dichloromethan) 12h bei Raumtemperatur im Kreis- lauf durch den Reaktor gepumpt. Der Reaktor wurde gewa-

schen mit wasserfreiem Dichloromethan (10 mL). Eine Lö- sung von Cyclohexanol (0.125 mmol in 10 mL wasserfreiem Dichloromethan) mit einer katalytischen Menge TEMPO wurde unter Argon in der Säule zur Reaktion gebracht, bis der Umsatz vollständig war 86h). Der Reaktor wurde gespült mit Dichlormethan (10 mL) und das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen. Ausbeute an Cyclohexanon : > 99 %).

3. Oxidation von Steroiden In Analogie zu 2. Wurden Steroidalkohole zur Reaktion ge- bracht. Ausbeute an Steroidketonen : 99%.

4. Desilylierung (eines Steroides) Die Chlorid-Form des Mikroreaktors wurde nacheinander be- handelt mit NaOH (10 mmol in 10 mL Wasser), deminerali- siertem Wasser (10 mL), HF (2N, 10 mL) und wasserfreiem Methanol (15 mL). Eine Lösung des O-Triethylsilyl-ge- schützen Steroides (0.5 mmol in 10 mL Methanol) wurde während 24h im Durchfluß zur Reaktion gebracht. Der Reak- tor wurde mit Methanol gespült (10 mL) und das Lösungs- mittel anschließend im Vakuum entfernt. Ausbeute an desi- lyliertem Steroid : > 90 % zusammen mit Spuren an Startma- terial.

5. Reduktive Aminierung eines Steroids Die Chlorid-Form des Mikroreaktors wurde nacheinander be- handelt mit NaOH (10 mmol in 10 mL Wasser), deminerali- siertem Wasser (10 mL), Natriumborhydrid (lg in 10 mL Wasser), demineralisiertem Wasser (10 mL) und Methanol (10 mL).

Eine Lösung des Steroidketons und Benzylamine (jeweils 0.5 mmol in 10 mL Methanol) wurde über 12h bei Raumtempe- ratur bis zum vollständigen Umsatz durch den Reaktor cir- culiert. Der Reaktor wurde mit Methanol (10 mL) gewaschen

und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Ausbeute : > 85 %.

6. Generelle Vorschrift zur Synthese von Aziden Die Chlorid-Form des Mikroreaktors wurde nacheinander be- handelt mit NaOH (10 mmol in 10 mL Wasser), deminerali- siertem Wasser (10 mL), Natriumazid (lg in 10 mL Wasser), demineralisiertem Wasser (10 mL), Methanol (10 mL) und Benzol (lOmL).

Eine Lösung von Benzylbromid (0.5 mmol in 10 mL Benzol) wurde bei 70 °C über 12h bis zur vollständigen Reaktion durch den Reaktor gepumpt. Nach dem Entfernen des Lö- sungsmittels wurde Benzylazid in einer Ausbeute > 99 % erhalten.

7. Synthese von Benzylcyanid In Analogie zu 6., allerdings unter Verwendung von Natri- umazid erhielt man nach 12h Reaktion im Durchfluß bei 70°C Benzylcycanid in > 99 % Ausbeute.

8. Synthese von Octylthiocyanat Unter Verwendung von Natriumthiocyanat (lg in 10 mL Was- ser) erhielt man analog zu 6 aus Octyliodid (0.5 mmol in 10 mL Benzol) nach einer Reaktionszeit von 6d bei 70°C, Spülen des Reaktors mit Benzol (10 mL) und Entfernen des Lösungsmittels Octylthiocyanat in einer Ausbeute > 85 % und 15% Octyliodid.

Nach erfolgter Synthese lässt sich die Reaktandensäule wieder regenerieren. Hierzu wird sie zunächst wieder mit Chloridionen beladen, indem man eine verdünnte Salzsäure hindurchleitet, welche die an der Feststoffphase gebunde- nen Nebenprodukte der organischen Synthese verdrängt.

Nach Spülen mit Wasser kann der Feststoffphasenreaktand wieder mit Borhydridionen beladen werden

Nach erfolgter Regenerierung kann z. B. die Lösung eines anderen Ketons oder eines anderen durch Borhydridionen zu reduzierenden Stoffes durch den porösen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden gepumpt werden und ein weiterer Stoff einer Substanzbibliothek erzeugt werden. Durch die- se Technik gelingt es in kurzer Zeit umfangreiche Sub- stanzbibliotheken mit potentiell neuen Wirkstoffen bzw.

Bausteinen für deren Synthese herzustellen. Selbstver- ständlich ist die kombinierte Verschaltung mehrerer durchströmter Bauteile mit porösen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden zu einem Syntheseroboter, der auch mehrstufige Synthesen ausführen kann, möglich.

Die hier beschriebenen porösen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden und deren Verwendung stellen nur eine Auswahl dar, um die prinzipiellen Möglichkeiten aufzuzeigen. Eine große Zahl von Funktionalisierungsreak- tionen durchgeführt an handelsüblichen reinen Polymeren sind nach dem Stand der Technik bekannt. Diese lassen sich auf die hier beschriebenen Polymer/Träger- Feststoffphasenreaktanden übertragen und erlauben dem Fachmann das Anwendungspotential erheblich zu erweitern.

Zum Beispiel lässt sich der Polymer/Träger Feststoffphasenreaktand, der vernetztes Vinylbenzylchlo- rid im Träger enthält, auch in der Merrifield-Synthese einsetzen. Hierdurch steht eine Möglichkeit zur Verfü- gung, die es erlaubt auch diese Synthese mit hohen Durch- flüssen zu betreiben und damit zeitlich zu verkürzen.

Die Einlagerung der Polymere in die Trägermaterialien er- folgt nach dem hier beschriebenen Verfahren durch eine Fällungspolymerisation. Auch andere Methoden (Emulsions- polymerisation, Sol-Gel-Technik, Polymerisation unter Verwendung überkritischer Lösemittel) können geeignet sein feinteilige feste Polymerphasen im Porenraum poröser Träger zu erzeugen und somit für die Herstellung der hier

vorgestellten Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktanden eingesetzt werden.

Die Strukturen von aktiven Polymeren in porösen Poly- mer/Träger-Feststoffphasenreaktanden sind mit den Struk- turformeln Nr. 1 bis Nr. 113 in den Tabelle 1 bis 7 ange- geben. In diesen Abbildungen bedeutet der schattierte Kreis das Rückgrat der vernetzten Polymerkette.

In Abbildung 3 ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Querschnittes durch die hier beschriebenen porösen Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktanden darge- stellt. Im Porenraum sind deutlich die miteinander ver- bundenen Polymerteilchen zu sehen und die zwischen den Teilchen vorhandenen großen Poren, die eine gute konvek- tive Durchströmung der Feststoffphasenreaktanden erlau- ben. Deutlich sind die untereinander verbundenen kugel- förmigen Polymerteilchen eines Feststoffphasenreaktanden zu sehen. Die Durchmesser der untereinander verbundenen Polymerteilchen liegen im Mikrometerbereich, die Durch- messer der Poren zwischen diesen Teilchen liegen eben- falls im Mikrometerbereich. Tabelle 1 : Basen Nummer Struktur Reaktionen Deprotonierungen ; Entfernen von aciden Verbin- dungen aus Reaktionsmischun- gen ; Deprotonierungen, Reinigung von Reaktionsmi- schungen (Carbonsäurechloride, Sulfon- säurechloride, Sulfonsäuren, Carbonsauren, Isocyanate ; Entfernen von aciden Verbin- dungen aus Reaktionsmischun- gen ; Deprotonierungen, Acylierun- gen und Sulfonylierungen ; Entfernen von aciden Verbin- dungen aus Reaktionsmischun- gen ; Deprotonierungen ; Entfernen von aciden Verbin- dungen aus Reaktionsmischun- gen ; Synthese von Aryltrifla- ten ; Deprotonierungen ; Entfernen von aciden Verbin- dungen aus Reaktionsmischun- gen ; Nummer Struktur Reaktionen starke Base, Deprotonierungen ; Entfernen von aciden Verbin- dungen aus Reaktionsmischun- gen ; Base, Deprotonierungen ; Entfernen von aciden Verbin- dungen aus Reaktionsmischun- gen ; Base Deprotonierungen ; Entfernen von aciden Verbin- dungen aus Reaktionsmischun- gen ; Deprotonierungen ; Deprotonierungen ; Entfernen von aciden Verbin- dungen aus Reaktionsmischun- gen ; Tabelle 2 : Oxidationsmittel Nummer Struktur Reaktionen Oxidation von Alkoholen und Alde- hyden ; Oxidation von Alkoholen und Alde- hyden ; Epoxidierung von Alkenen ; Baeyer- Villiger Oxidation ; Oxidation von Sulfiden zu Sulfo- xiden und Phosphanen zu Phosphi- noxiden ; Epoxidierung von Alkenen ; Baeyer- Villiger Oxidation ; Oxidation von Sulfiden zu Sulfo- xiden und Phosphanen zu Phosphi- noxiden ; Baeyer-Villiger Oxidation ; Oxidation von Benzylalkoholen zu Benzaldehyden und Hydrochinonen zu Chinonen ; a-Oxidation von Ketonen ; Oxidati- ve 1,2-Arylwanderung von Alkyla- rylketonen ; Epoxidierung von Alkenen ; Oxidation von Alkoholen und Alde- hyden ; Oxidation von Alkoholen und Alde- hyden ; Nummer Struktur Reaktionen Oxidation von Alkoholen und Alde- hyden ; Oxidation von Alkoholen und Alde- hyden ; Oxidation von Alkoholen und Alde- hyden ; Oxidation von Alkoholen und Alde- hyden ; Oxidation von Alkoholen und Alde- hyden ; Oxidation von Alkoholen und Alde- hyden ; Swern-Oxidation ; Corey-Oxidation ; Oxidation von Alkoholen und Alde- hyden ; Oxidation von primären Alkylhali- den zu Aldehyden ; Periodatspaltung von 1,2-Diolen ; Oxidation von Sulfiden ; Tabelle 3 : Reduktionsmittel Nummer Struktur Reaktionen (z. T. in Kombi- nation mit Me- tallsalzen wie CUS04, NiCl2) Reduktionen von Carbonylgrup- pen, Säurechloriden, Alkyl- und Benzylhaliden sowie der entsprechenden Sulfonsäu- reester, Nitrogruppen, Nitro- alkenen, Aryloximen, Aziden ; Reduktion von Iminen ; Nutzung bei der reduktiven A- minierung von Aldehyden und Ketonen ; Reduktion von Aldehyden in Ge- genwart von Ketonen ; Reduktion von Aldehyden und Ketonen ; Entfernung von Halogenen sowie von Iod (III)- und Iod (V)- Verbindungen aus Reaktionsmi- schungen ; Reduktion von Alkylhaliden, Xanthogenaten ; Tabelle 4 : Halogenierungs-/Dehydratisierungsmittel Nummer Struktur Reaktionen Bildung von Peptid-, A- mid-und Esterbindungen ; Bildung von Peptid-, A- mid-und Esterbindungen ; Transfer von Schutzgrup- pen (Fmoc, Cbz, Boc) ; Darstellung von N- Hydroxysuccinimidester ; Aminierung von Alkoholen über Mitsunobu-Reaktion und Hydrazinolyse ; Chlorierung von Alkoho- len, Dehydratisierung von Carbonsäureamiden und Oximen zu Nitrilen ; Chlorierung von Alkoho- len ; Bildung von Bromhydrinen aus Epoxiden ; Dehydrati- serung von Harnstoffen und Thioharnstoffen zu Carbodiimiden ; Iodierung von Alkoholen ; Bildung von Iodhydrinen aus Epoxiden ; Bromierungen von Alke- nen, Alkinen ; a- Bromierung von Carbonyl- verbindungen ; Nummer Struktur Reaktionen Bromierungen von Alke- nen, Alkinen ; a- Bromierung von Carbonyl- verbindungen ; Bromierungen von Alke- nen, Alkinen ; a- Bromierung von Carbonyl- verbindungen ; 1,2-Cohalogenierung von Alkenen, Alkinen ; 1,2-Cohalogenierung von Alkenen, Alkinen ; 1,2-Cohalogenierung von Alkenen, Alkinen ; 1,2-Cohalogenierung von Alkenen, Alkinen ; 1, 2-Cohalogenierung von Alkenen, Alkinen ; 1,2-Cohalogenierung von Alkenen, Iodierung von terminalen Alkinen ; 1,2-Cohalogenierung von Alkenen ; 1,2-Cohalogenierung von Alkenen ; 1,2-Cohalogenierung von Alkenen ; Nummer Struktur Reaktionen 1,2-Iodoazidierung von Alkenen ; 1,2-Cohalogenierung von Alkenen ; Bromierungen von Alke- nen ; a-Bromierung von Carbonylverbindungen ; a-Chlorierung von Carbo- nylgruppen ; Alkylierung von Aminen über die Sul- fonsäureester ; Fluorierung von Arylal- kenen zu geminalen Difluoriden ; Fluorierung von Alkoho- len, Hydrofluorierung von Alkenen und Alkinen ; Fluorierung von Alkylha- liden und Sulfonsäu- reester ; Tabelle 5 : Nukleophile Reagentien Nummer Struktur Reaktionen Substitution mit Cya- nid ; Substitution mit Io- did ; Substitution mit Azid ; Substitution mit Phe- nolat ; Substitution mit Thi- ophenolat ; Substitution mit Thio- cyanat ; Substitution mit Sele- nophenolat ; Substitution mit Nit- rit ; Substitution mit Hydroxyl-Anion ; Substitution mit Thi- oessigsäure ; Substitution mit Phe- nolat ; Substitution mit Aryl- carbonsäuren ; Substitution mit Iso- cyanat ; Tabelle 6 : C-C-koppelnde Reagentien Nummer Struktur Reaktionen Wittig-Olefinierung ; Horner-Emmons Olefinierung ; Horner-Emmons Olefinierung ; Synthese von Oxiranen aus Al- dehyden ; Addition von Alkyliodiden und a-Bromcarbonsäuren/ester an Alkene ; (in Anwesenheit eines Radikal- starters) Addition von Alkyl- haliden an Alkyne, Cyclisie- rung von ungesättigten Alkyl- haliden ; (in Anwesenheit eines Radikal- starters) Allylierung von Al- kylhaliden ; (in Anwesenheit eines Radikal- starters) Addition von Alkyl- haliden an Alkyne, Cyclisie- rung von ungesättigten Alkyl- haliden ; Tabelle 7 : Diverse Funktionalitäten Nummer Struktur Reaktionen Diethylazo- dicarboxylat (DEAD) Mitsunobu-Reaktion ; Mitsunobu-Reaktion ; Diazotransfer auf ß- Dicarbonylverbindungen ; Isomerisierung von (Z)- Nitroolefinen zu (E)- Nitroolefinen ; Polymer-gebundenes Burgess- Reagenz ; Eliminierung von Alkoholen ; Cyclodehydratisierung ß- Hydroxyamiden ß- Hydroxythioamiden ; Lewissäure ; Immobilisierung von ungesättigten Carbonylver- bindungen unter Bildung von Enolethern und anschließenden Diels-Alder-Cycloadditionen ; Entfernen von Aminen aus Reak- tionsmischungen ; Entfernen von Aminen, Alkoho- len aus Reaktionsmischungen ; Immobilisieren von stickstoff- haltigen Heteroaromaten ; Entfernen von Aminen und Alko- holen aus Reaktionsmischungen ; Nummer Struktur Reaktionen Entfernen von Aminen, Hydrazi- nen, Reduktionsmittel, C- Nukleophilen, metallorgani- schen Reagentien und Ketoester aus Reaktionsmischungen ; Bromoselenierungen von Alke- nen ; Synthese von Alkenen aus Alky- liodiden ; Entfernen von Carbonsäuren aus Reaktionsmischungen ; Entfernen von a- Thiocarbonsäuren aus Reakti- onsmischungen ; Reduktive Reinigung von Ozono- lysen ; Entfernen von Tricarboxye- thylphosphinen und Phosphino- xiden aus Reaktionsmischungen ; Entfernen von a-halogenierten Carbonylverbindungen aus Reak- tionsmischungen ; Entfernen von Aldehyden und Ketonen aus Reaktionsmischun- gen ; Ringschlußreaktionen analog zur Robinson-Anellierung ; Nummer Struktur Reaktionen Entfernen von Boronsäureester aus Reaktionsmischungen (Suzu- ki-Reaktionen) ; Synthese von Pyrazolonen ; Entfernen von Alkylierungsmit- teln wie Methyliodid aus Reak- tionsmischungen ;

Bezugszeichenliste 1 = Vorratsbehälter 2 = Pumpe 3, 8 = Absperrhahn 4, 11 = Rückschlagventil 5 = Poröser Polymer/Träger-Feststoffphasenreaktand 6 = Dosierventil 7 = Auslass für Produkte 9 = Behälter 10 = Kreislaufpumpe 12 = Leitung