Kontinuierliche heterogene Wirkstoffsynthese am Beispiel der (Di-)N-Alkylierung von 1H-Benzimidazol

Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt in der Entwicklung, Charakterisierung und Bewertung eines Verfahrens zur kontinuierlichen heterogenen Reaktionsführung in einem nicht-katalytischen Festbettreaktor. Dabei werden sowohl die Vor- als auch Nachteile sowie Herausforderungen, im Speziellen der heterogenen Synthese (fest/flüssig), in einem kontinuierlichen Verfahren behandelt. Dies erfolgt am Beispiel der Synthese von Diazoliumsalzen über eine (Di-)N-Alkylierung oder -Aryllierung, eingesetzt als Liganden bei metallorganischen N-heterozyklischen Carbenkomplexen (M-NHC), welche ihrerseits vielversprechende pharmazeutische Wirkstoffe und Katalysatoren darstellen. Aus der Betrachtung und Bewertung des entwickelten kontinuierlichen Verfahrens sowie dessen Vorteilen aber auch Nachteilen gegenüber dem Batchverfahren folgen weiterhin mögliche Ansatzpunkte und Hilfestellungen für dessen Skalierung, Übertragung und die Entwicklung weiterer kontinuierlicher heterogener Synthesen.

The focus of this thesis is on the development, characterization and assessment of a heterogeneous continuous flow synthesis in a non-catalytic fixed-bed reactor. In doing so the advantages and disadvantages as well as challenges of continuous flow processes are presented, especially those of the heterogeneous synthesis (solid/liquid). The heterogeneous flow synthesis is performed as an example using the synthesis of diazolium salts by di-N-alkylation or -arylation. Diazolium salts act as ligands in organometallic N-heterocyclic carbene complexes (M-NHC), which are potent active pharmaceutical ingredients (API) and catalysts. Likewise, characterization of the developed heterogeneous continuous flow synthesis with respect to its advantages as well as disadvantages in comparison to the batch process leads to a better understanding of process scaling, transfer and development of innovative continuous flow syntheses.