CS247158B2 - Method of complex forming ring ethers production - Google Patents
Method of complex forming ring ethers production Download PDFInfo
- Publication number
- CS247158B2 CS247158B2 CS559082A CS559082A CS247158B2 CS 247158 B2 CS247158 B2 CS 247158B2 CS 559082 A CS559082 A CS 559082A CS 559082 A CS559082 A CS 559082A CS 247158 B2 CS247158 B2 CS 247158B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- formula
- compounds
- iii
- melting point
- defined above
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Způsob výroby komplexotvorných kruhových etherů obecného vzorce I, ve kterém R, η, X, Y a Z mají definovaný význam, vyznačující se tím, že se isokyanát obecného vzorce II, ve kterém Y a n mají výše uvedený definovaný význam, nechá reagovat se sloučeninou obecného vzorce III, ve kterém R, X a Z mají výše uvedené definovaný význam, v prostředí organického aprotického rozpouštědla při teplotě v rozmezí 0 až 50 °C při molárním poměru sloučenin obecných vzorců II a III 2:1, popřípadě v přítomnosti 0,1 až 0,5 molárních % terciárního aminu, s výhodou triethylaminu, jakožto katalyzátoru, načež se vzniklý produkt obecného vzorce I izoluje.Method of making complexing agents ring ethers of the formula I, wherein R, η, X, Y and Z are defined meaning that the isocyanate is of formula II in which Y and n are as defined above, is reacted with a compound of the general formula of formula III wherein R, X and Z are as defined above defined meaning, in the environment an organic aprotic solvent at at a temperature in the range of 0 to 50 ° C at molar the ratio of compounds of formulas II and III 2: 1, optionally in the presence of 0.1 to 0.5 mole% tertiary amine, preferably triethylamine as a catalyst, followed by the product of general formula I isolates.
Description
247158
Vynález se týká způsobu výroby nových kruhových etherů schopných tvořit kationtovékomplexní sloučeniny, kterýchžto kruhových etherů je možno použít pro vytvoření iontověselektivních membránových elektrod.
Používání kruhových etherů je velmi rozšířené vzhledem k jejich schopnosti vytvářetkomplexy s různými kationty. Rozsah vytváření komplexu (konstanta stability komplexu)závisí u daného kationtu kromě na geometrických vlastnostech kruhového etheru, jako jepočet heteroatomů, též na rozpouštědle.
Stechiometrie vytvořeného komplexu je ovlivňována poměrem průměru kruhového etheruk průměru kationtu. 0 všechny výše uvedené faktory se opírá použití kruhových etherů jakoaktivní složky iontově selektivních membránových elektrod. V posledních 17 letech byly použity různé látky, například anorganické sloučeniny,různé iontoměničové sloučeniny, elektricky nabitá nebo nenabitá komplexotvorná činidla,jakožto iontově selektivní elektrody pro měření různých aniontů (halogenidů, pseudohalogeni-dů, dusičnanů atd.) jakož i různých kationtů (iontů alkalických kovů, iontů kovů alkalickýchzemin a iontů některých těžkých kovů, atd.) (Karl Camman, Das Arbeiten mit ionenselektivenElektroden, nakladatelství Springen, Berlín, Heidelberg, New York, 1977:, Peter L. Bailey,Analysis with Ιοη-Selective elektrodes, Heydenovo nakladatelství, Londýn, New York, Rheine,1976).
Jednotlivé elektrody mají různé aktivní složky, mechanické a dynamické vlastnosti a různétzv. faktory selektivity, kteréžto posledně uvedené faktory jsou nejdůležitějšími parametryz hlediska použití. V nejdůležitější oblasti používání v praxi tj. v oblasti biochemického používání jsouobzvláště důležité ty elektrody, které jsou vhodné pro kontrolování iontových pochodůbuněčného metabolismu v organismu. Z měřicích sond vhodných pro měření biologicky důležitýchiontů jsou obzvláště významné elektrody vhodné pro měření kationtů ze skupiny zahrnující sodík,draslík, vápník a hořčík. U životních pochodů je obzvláště důležité měření iontů draslíku. To vysvětluje velkýpočet výzkumných prací týkajících se vytvoření elektrod selektivních na draslík, zkoumáníjejich vlastností a optimalizace jejich přípravy.
Nejlepší až dosud použitou elektrodou selektivní na draslík je iontově selektivníelektroda mající jakožto aktivní složku valinomycin (švýcarský patentový spis č. 479 870).
Pro biologické použití je nejvýhodnějí vlastností této elektrody její faktor selektivityna ionty sodíku: je asi 3 x 10 \ Při zkoušeni této elektrody bylo zjištěno, že draslíková elektroda na bázi valinomycinu má vyšší nebo stejnou selektivitu na ionty alkalic-kých kovů velkého objemu (Rb+, Cs+) než na ionty draslíku K+, tj. tato elektroda měří tytoionty lépe nebo s téměř stejnou selektivitou jako draslík (1. A. R. Pioda, V. Staňkova aa W. Simon, Anal. Letters, 2_ (1969) str. 665).
Poněvadž v přírodě se ionty alkalických kovů často vyskytují společně, může být takovátoshoda faktorů selektivity nevýhodná v případě draslíkové elektrody připravené pro jiné nežbiochemické účely. Výše uvedené nevýhody je možno odstranit bez patrnějšího snížení selektivity na ostatníionty, použije-li se jako iontově selektivní látky bis-kruhových sloučenin, jejichž dva kruhyjsou spolu spojeny přes alifatický řeLězec.
Kimura a spolupracovníci (K. Kimura, T. Muedn, ii. Tai.. :i<« a T. Shono: J. Elektroanal.
Chem. 95 (1979) ctr. 91-101 , K. 1'tmur.i, li. T.iiniira, T. shono·. Hulí. Chem. Soc. Japan, 53, 3 2 4 7 1 5 Η str. 547-548 (1980)) popsali dvě takovéto skupinové sloučeniny a jejich elektroanalytickádata. Tyto sloučeniny mají společný strukturální člen: dvě benzo-15-kruhové-5 jednotky,vázané na dikarboxylové kyseliny přes atomy kyslíku nebo dusíku.
Praktickou použitelnost těchto sloučenin nelze posoudit, poněvadž elektroanalytickčzhodnocení těchto sloučenin není ve výše zmíjii npli pojednáních uvedeno; v článcích jsou v nichpouze obsažena data selektivity na iont', a l k· ι i ických kovů.
Nyní bylo zjištěno, že některé bis-kruhové sloučeniny splňují požadavek selektivityna ionty alkalických kovů a kovu alkalických zemin. Tyto sloučenina obsahují nitroskupiny,vázané na aromatickém kruhu bis-kruhové etherové strukturní jednotky, a řetězec spojujícíobě kruhové etherové jednotky je vázán na aromatický kruh přes urethanovou resp. močovinovouskupinu.
Uvedené nitroskupiny tvoří intrámolekuláruě vodíkový můstek s NH-jednotkou urethanovcrěsp. močovinové skupiny. Obě tyto kruhové etherové jednotky zaujímají optimální sterickoupolohu potřebnou k vytváření komplexu pouze s iontem draslíku, čímž vzniká velká selektivitana draslík.
Je překvapující, že tato selektivita nezávisí na povaze řetězce spojujícího obě kruhovéetherové jednotky (počet heteroatomů a jejich typ) a na jeho délce.
Mnohé z nových sloučenin, vyrobených způsobem podle vynálezu, jsou vhodné pro vytvořeníelektrod selektivních na ionty draslíku. Elektrody vyrobené z těchto nových sloučenin se vy-značují toutéž citlivostí na koncentraci iontů draslíku jako je citlivost na koncentracidraslíku elektrod na bázi valinomycinu, přičemž jejich faktor selektivity na velkoobjemovéionty alkalických kovů je příznivější (0,1 až 0,01) než faktor selektivity elektrod na bázivalinomycinu, jejichž faktor selektivity je v rozmezí 4,6 až 0,5, přičemž však faktor selektivity na ionty kovů alkalických zemin je stejný jako u elektrod na bázi valinomycinu (KK\ Mn++~10"4)·
Nové sloučeniny, vyrobené způsobem podle vynálezu, je možno znázornit obecným vzorcem I
NR X CHn-Z CH2 X Ύ o O '''' Y o 'éf NR O, (i) kde R znamená vodík nebo alkylovou skupinu s 1 až 4 atomy uhlíku, n znamená 1 nebo 2, X znamená kyslík, síru nebo skupinu -NH, Y znamená vodík nebo nitroskupinu, a Z znamená chemickou vazbu, skupinu -(CH?). -CH,-O-CH-CH-O-CH^- nebo skupinu vzorce2 f 2 247158
(1) , (2) nebo CHo-0 O-CH, - w
Způsob podle vynálezu k výrobě sloučenin obecného vzorce I spočívá v tom, že seisokyanát obecného vzorce II (II) ' kde
n a Y mají výše uvedený význam,nechá reagovat se sloučeninou obecného vzorce III
RX - CH2 - Z - CH2 - XR (III)/ kde R, X a Z mají výše uvedený význam, v prostředí organického aprotického rozpouštědla. Reakci je možno provádět při teplotě v rozmezí 0 až 50 °C v prostředí chlorovaných uhlovodíků, etherů, popřípadě v přítomnosti terci-árních aminů, jako je triethylamin, v molárním množství 0,1 až 0,5 %, jakožto katalyzátoru.
Sloučeniny obecných vzorců II a III se použijí v molárním poměru 2:1. Vzniklý produktse izoluje odfiltrováním nebo odpařením rozpouštědla a následným překrystalováním z vhodnéhorozpouštědla, jakým je například ethylacetát nebo methylisobutylketon.
Isokyanáty obecného vzorce II, použité jako výchozí látka při způsobu podle vynálezu,nebyly v technické literatuře až dosud popsány. Sloučeniny obecného vzorce II je možno při-pravit známými postupy reakcí sloučeniny obecného vzorce IV
. Y nh2 i < (IV), i- 247158 ve klui čni Y □ n ni.i jí výše? uvedeny význam, s fosgenriii v px ostred í aromatického rozpouštědla o vysoké teplotě varu. Některých z nových sloučenin, připravených způsobem podle vynálezu, a jejich směsi sepoužívá jako aktivních složek iontově selektivních elektrod takto: a) zvolená sloučenina nebo sloučeniny se včlení do fáze tvořené polyvinylchloridovýmnosičem v hmotnostním množství 0,2 az 3 % za použití vhodného změkčovadla, jako jsou esterykyseliny ftalové, estery kyseliny sebakové nebo o-nitrofenyloktylether. b) Zvolená sloučenina nebo sloučeniny se včlení do silikonového kaučuku nebo do jinéhopolymeru, jako je například polyamid, polyvinylchlorid, polyethylen, jehož dielektrická kon-stanta je v rozmezí 2 až 30. c) Zvolená sloučenina nebo sloučeniny se nanesou na pórovitou membránu, rozpuštěné veve vhodném rozpouštědle, s výhodou ve změkčovadlech uvedených v odstavci a).
Membrány, připravené jak výše popsáno, se umístí do vhodné elektrody a spojí s vhodnoureferenční elektrodou k vytvoření analytického přístroje. Příklady
Příprava isokyanátů obecného vzorce II 0,1 molu aminosloučeniny obecného vzorce IV se rozpustí v 500 ml chlorbenzenu a vzniklýroztok se za stálého míchání a přivádění fosgenu přidá ke 150 ml chlorbenzenu nasycenéhofosgenem při teplotě místnosti. Pak se reakční směs pomalu zahřeje až na teplotu varu.
Když ustane unikání plynného chlorovodíku, přeruší se přívod fosgenu a nadbytek fosgenuse vyžene za varu uváděním plynného dusíku a argonu (po dobu asi 1,5 až 2 hodin). Poté sechlorbenzen oddestiluje za sníženého tlaku a zbytek se přečistí jak uvedeno v tabulce I. Výše popsaným postupem se připraví tyto sloučeniny: (Ila) 2-nitro-4,5-(l',4',7',10',13'-pentacyklopentádec-2'-en)fenylisokyanát, (lib) 3,4-(l',4',7',10',13'-pentaoxacyklopentadec-2'-en)fenylisokyanát, (líc) 3,4 - (1',4',7',10',13',16'-hexaoxacyklooktadec-2'-en)fenylisokyanát.
Tabulka I
Sloučenina obecného vzorce II Údaje z přípravy 4'-isokyanátobenzo-m-kruhu-n a jeho fyzikální a spektroskopická dataPříklad
Způsob Teplota Analýza (%) IR spektrum Mole- výroby tání empirický vypoč- nale- (cm ‘''J kulová °C vzorec teno zeno N=C=O hmot- molekulová nost hmotnost MX (%) krystalizace 116 C15H18N2°8 C 50,85 51,19 H 5,12 4,81 2 270 — směs benzenus benzinem 354 N 7,91 7,81 247158 pokračování tabulky 1 Příklad (II) S. η Y Způsob výroby 'Teplota tání °C Analýza (%) nale- zeno IR spektrum Mole- empirický vzorec molekulová hmotnost vypoč- teno , -1, (cm ) N=C=O kulová hmot- nost MX (%) 2 b 1 H vakuová 38 C15H19NO6 C 58,24 57,89 destilace H 6,19 6,59 2 300 309 a) 309,30 N 4,53 4,34 (35) 3 c 2 H vakuová b) C17K23NO7 C 57,78 57,93 destilace H 6,56 6,71 2 290 353 353,36 N 3,96 3,89 (3,7) a) Teplota tání : 150 až 152 °C/13,3 Pa b) Teplota tání: . 168 až 180 °C/13,3 Pa Výtěžky: a: 94 %; b: 70 %; c: 74 %
Příprava dvoukruhových sloučenin obecného vzorce I
Roztok 0,2 molu isokyanátu {vzorce Ha, b, c) v 500 ml bezvodého dioxanu nebo bezvodéhochloroformu se míchá při teplotě místnosti po dobu 1 až 2 hodin s 0,1 molu vhodného glykolu(6,2 g ethylenglykolu, 10,6gdiethylenglykolu, 12,2 g thioethylenglykolu, 19,8 g 2,2'-bis--hydroxyethylpyrokatechinu, 12,8 g 2,5-dihydroxymethylfuranu, 13,9 g 2,6-dihydroxymethylpyri-dinu) nebo s 0,1 molu alfa,oinega-polymethylendiaminu (6,0 g ethylendiaminu, 7,4 g 1,3-pro-pylendiaminu, 11,6 g 1,6-hexamethylendiaminu). Při použití sloučenin obsahujících hydroxylovéskupiny se použije 0,005 molu triethylaminu jakožto katalyzátoru.
Izolování a) Jestliže se vzniklý produkt vylučuje v podobě sraženiny, odfiltruje se, promyjedioxanem nebo chlocoformem a překrystaluje z rozpouštědla uvedeného v tabulce II. b) Jestliže se produkt nevylučuje, pak se rozpouštědlo oddestiluje za sníženého tlakua zbytek se překrystaluje z rozpouštědla uvedeného v tabulce II. Dále uvedené sloučeniny byly připraveny jak výše uvedeno: (la| : ethylen-j,2-bis-N-/2'-nitro-4',5'-{1", 4 ", 7 ", 10 ", 13"-pentaoxacyklopentadec-2"--en)fenyl/-karbamát (lb) : ethylen-1,2-bis-N-/3',4'-(1", 4 ", 7 ", 10 ", 13 ", 16"-hexaoxacyklooktadec-2"-en)-fenyl/--karbamát (lc) : diethylcther-2,2'-bis-N-/2"-nitro-4”,5“-{1”',4”',Ί"',10”',13“'-pentaoxacyklopenta-dec-2"’-en)fenyl/-karbamát (ld) : diethylether-2,2'-bis-N-/3",4"-(1"',4"',7"',10"'/13"'-pentaoxacyklopentadec-2" -en)-fenyl/-karbamát (le) : diethylether-2,2 *-bis-N-i 3",4"-(L"',4"*,7"',10"*,13"',16”'-hexaoxacyklooktadec--2" '-en-fenyl/-karbamát. (lf) : diethylsulfid-2,2 '-bis-N-/2"-nitro-4", 5"-(1"',4"',7"',10"',13 "pentaoxacyklo-pentadec-2'’ -en)-fenyl/karbamát 7 247158 (Ig) : d i ethylsul lid - 2,2 -b i s-N- /1", -I" - ( I " , 4"', 7" ’ , 1011 ’, 13" '’-pentaoxacyklopentadec-2"' --en)-fenyl/-karbamát ( íh) : diethylsulfid-2,2*-bis-N-/3",4"-(1"',4"', 7"',10"',13"',16"'-hexaoxacyklooctadec--2 " ' -en) - fenyl/karbamá t (li) : (1,2-feny lund loxy ) -dio thy L~2 ' , 2 " -bis-N- ( 3 " ', 4 " ' - (1" ” , 4 " " , 7 " " , 1 0 " " , 1 3 " "-pentaoxy-' cyklopentadec-2" "-en) - feny 1/- karbamát (I j ) : (1, 2-feny lendioxy) -diethyl~2*,2"~bis-N-(3"',4"'“(l'”*,4"'’,7"",10,"l,l3"",16"1’--hexaoxacyklooktadec-2"" -en)-feny1/-karbamát (lk) : (1, 2 - feny lendioxy) -diethyl-2 ',2"-bis-N-/2"'-nitro-4"",5"'-(1"",4"",7"",10"", 13"-petntaoxacyklopentadec-2""-en)-fenyl/-karbamát (ll) : 2,5-bis-/2'-nitro-4', 5' -(1", 4",7",10",13"-pentaoxacyklopentadec-2"-en)-fenylkarbamoyloxymethyl/-furan. Výtěžek: 60 až 85 %
Charakteristické údaje výše uvedených sloučenin (teplota tání, rozpouštědlo při překry-stalování, IR spektrum, H-NMR spektrum, analýza) jsou uvedeny v tabulkách II až IV.
Tabulka II (I) Teplota tání, kde X znamená analýza kyslík , údaje týkající se IR spektra karbamátů obecného · vzorce I Příklad (I) n Y Z Teplota Empirický Analýza <%) IR (KBr) č. tání °C vzorec vypočteno nalezeno cm 1 molekulová ^N-C-0 hmotnost 0 2.1. a 1 no2 - 170-172 C32H42N4°18 c 49,87 49,54 H 5,49 5,94 3 320 1 735 a) 770,67 N 7,27 6,96 2.2. b 2 H - 130-132 C36H52N2°16 C 56,23 56,16 H 6,82 7,11 3 270 1 690 b) 768,79 N 3,64 3,45 2.3. c 1 N°2 -CH2OCH2- 98 C34H46N4°19 C 50,12 50,27 H 5,69 5,58 3 320 1 735 a) 814,72 N 6,88 6,72 2.4 d 1 H -ch2och2- 84 C34H48N2°15 C 56,35 56,33 H 6,68 7,07 3 260 1 715 b) 727,72 N 3,87 3,95 1 690 2.5 e 2 H -CH2OCH2' 64 C38H56N2°17 C 56,14 56,04 H 6,94 7,33 3 280 1 715 b) 812,84 N 3,45 3,44 1 690 2.6. f 1 N02 -CH2SCH2· 100 C34H46N4°18 Ξ C 49,16 48,92 H 5,58 5,64 3 320 1 740 a) 830,70 N 6,75 6,15 247158
pokračování tabulky II
Příklad (I) η Y
Teplota Empirický Analýza (%) . , . on tam C vzorec vypočteno nalezeno molekulováhmotnost IR (KBr)-1 cm
v NM v' N-C-0h0 2.7. g 1 H -ch2sch2 - 135 C34H48N2°14S c 5 5,3.3 55,28 H 6,53 6,96 b) 740,70 N 3,78 3,77 2.8. h 2 H -ch2sch2 87 C38H56N2°16S C 55,06 54,56 H 6,81 7,30 b) 728,82 N 3,38 3,16 3 280 1 7151 690 3 270 1 715 1 690 Překrystalování: a) z ethylacetátu b) z methyl isobutylketonu
Tabulka III
Karbamáty obecného vzorce I, kde X znamená kyslíkúdaje týkající se NMR spekter delta (ppm) (CDCl·^, ΤΜΞ) Příklad (I) m/n O-CH-, (kruhu) 2.1. a 15/5 νο.ί 7,67/s,2H 8,10(s,2H Ar-H-6/ Ar-H-3/ 3,6-4,4/m,32H/, 4 ,45 (s,4H C-O-CH % 2^ 2.2. b 18/6 H - 6,77/s,4H Ar-H-5,6/ 3,5-4,2/m,40H/ 4 ,37/s,4H C-O-CH j; 6,98/s,2H Ar-H-3/ 0 2.3. c L5/5 nú9 -CH2OCH2- 7,58/s, 2H Ar-H-3/ 3,6-4,5 /m,40H/ 8,05/s,2H Ar-H-6/ 2.4. d 15/5 H -CH2GCH2- 6,7 6 / s , 4H Ar-H-5,6/ 2,2-4,5 /m,40H/ c) 7,13/s,2H Ar-H-3/ 2.5. e 18/6 H -CH2OCH^- 6,82/s, 411 Ar-H-5,6/ 3,5-4,5 /m,48H/ 7, 10/3,211, , Ar-H-3/ 3,5-4,6/m,a1 2 2.6. f 15/5 n°2 -CH2SC»2- 7,61/s,2H, . AR-H-3/' ,90/t,4H S-CH2/ d) 8,05/s , 2ΪΙ Ar-H-b/ 4 ,36/t,C-O-CH,li 2 a) 2.7. g 15/5 H -CH2SCH2- fa,75/s,4ll Ar-H,5,6/ 3,5-4,5 /ma) 2 ,83/t,4H S-CH,/ 4 , 33 /1, C-O-CH-, M 2 0 a) 2.8. li 18/6 11 -CH^SCIl^- 6 , 8 G ! s , 4II Ar-H-5,6/ 3,6-4,5/mb) 2 ,88/t,4H s-ch2/ 7,22/s,2H Ar-H-3/ 4 , 38/t,C-C l-CH,/ b) a) d)
brutto celek 3(· II vazebná konstanta b) brutto celek 44 Hve všech případech d - 6 liz c) Skupina CH2 řetězce je naznačena'vznikem z multipletu při 3,34 a 4,31 ppm 2.9. ( í i) teplota tání: 148 - 1Ana lýza pru ((H, ,N ,uvypočteno: C r,ť, ř, ! znamená znamená znamená 1 vodík skupinu vzorce nalezeno: C r>8 ,4 2 'J'J (z et hy I a I koho 1 u) I K I b , 8 ) (3) IR spektrum: (KBr) Ϊ 0 -i μ) N-C / 1 690 cm ý NH 0 NMR spektrum delta (ppm) 660 MHz, CDCl^, TMS 3,5-4,6 O-CH2 (m, 40H) 6,76 Ar-H-5,6 (s, 4H) 6,93 Ar-H (s, 4H) 7,12 Ar-H-3 (s, 2H) 9 247158 n znamená 2 2.10. (Ij) teplota tání: 109 °C (methylisobutylketon) Y znamená vodík Z znamená skupinu vzorce (3)
Analýza pro C^J 60N2°18 (904 ,92) vypočteno: C 58, 39 H 6, 68 N 3,10 % nalezeno: C 58, 35 H 7, 07 N 3,27 %. IR spektrum: ýN 1 685 cm 1 \?NH 3 250 cm“1 NMR spektrum d elta (ppm i) (60 1 MHz, CDC13, TMS): 3,4-4,6 o-ch2 (m, 48H) 6,76 Ar-H-5,6 (s, 4H) 6,92 Ar'-H (s, 4H) 7,14 Ar-H-3 (s, 2H) 2.11. (Ik) teplota tání: 11 8-119 °C n znamená 1 Y znamená NO 2 Z znamená skupinu vzorce Analýza pro Ο4θΗ N O 50n4u20 (906 ,8) vypočteno: C 52, 98 H 5, 56 N 6,18 % nalezeno : C 52, 87 H 5, 24 N 6,55 %. IR spektrum(KBr)
V N-C 1 735 cm -1 ýNH' 3 300 cm 2.12. dl) teplota tání: 190 - 192 °C (ze směsi toluenu s benzenem n znamená 1 Y znamená N°2 z znamená skupinu vzorce Analýza Pro C36H44N4°19 (836.7) vypočteno: C 51,67 H 5,26 N 6,69 % nalezeno : C 52,39 H 5,95 N 6,67 %. IR spektrum (KBr) V N-C^ 0 1 0 730 cm 1 ν>ΝΗ 3 350 NMR spektrum ppm (60 MHz, CDC13, TMS) 3,60-4,40 o-ch2 (m. 32H) kruh 5,10 -ch2- (furan) (s,4H)
247158
The present invention relates to a process for the preparation of novel ring ethers capable of forming cationic complex compounds, which ring ethers can be used to form ion selective membrane electrodes.
The use of ring ethers is widespread due to their ability to form complexes with different cations. The extent of complex formation (the stability constant of a complex) depends on the cation, apart from the geometric properties of the circular ether, such as the number of heteroatoms, also on the solvent.
The stoichiometry of the formed complex is influenced by the diameter ratio of the circular ether of the cation diameter. All of the above factors rely on the use of circular ethers as the active component of ion-selective membrane electrodes. Various substances have been used in the last 17 years, such as inorganic compounds, various ion exchange compounds, electrically charged or uncharged complexing agents, as ion selective electrodes for measuring various anions (halides, pseudohalogens, nitrates, etc.) as well as various cations (alkaline ions) metals, alkaline earth metal ions and heavy metal ions, etc.) (Karl Camman, Das Arbeiten mit ionenselektivenElektroden, Springen, Berlin, Heidelberg, New York, 1977: Peter L. Bailey, Analysis with ηοη-Selective Electrodes, Heyden Publishing , London, New York, Rheine, 1976).
The individual electrodes have different active components, mechanical and dynamic properties, and various types. selectivity factors, which latter factors are the most important parameters in terms of use. In the most important field of application in practice, ie in the field of biochemical use, those electrodes that are suitable for controlling ionic post-cellular metabolism in the body are particularly important. Of particular interest in measuring probes suitable for the measurement of biologically important are electrodes suitable for measuring cations from the group of sodium, potassium, calcium and magnesium. In life processes, measurement of potassium ions is particularly important. This explains the large number of research papers on the creation of potassium-selective electrodes, their properties, and the optimization of their preparation.
The best potassium-selective electrode used so far is the ion selective electrode having valinomycin as active ingredient (Swiss Patent No. 479,870).
For biological use, the most preferred property of this electrode is its sodium ion selectivity factor: it is about 3 x 10 The valinomycin potassium electrode has been found to have greater or equal selectivity for large-volume alkaline metal ions (Rb +, Cs +). ) than K + ions, ie this electrode measures these ions better or with almost the same selectivity as potassium (1. AR Pioda, V. Stankova and W. Simon, Anal. Letters, 2 (1969) p. 665).
Since, in nature, alkali metal ions often coexist, such a selectivity factor may be disadvantageous in the case of potassium electrodes prepared for non-biochemical purposes. The above drawbacks can be eliminated without a noticeable reduction in the selectivity to other ions when the bis-ring compounds are used as the ion selective substance, the two rings of which are linked together via an aliphatic chain.
Kimura et al. (K. Kimura, T. Muedn, ii. Tai: i & T. Shono: J. Elektroanal.
Chem. 95 (1979) ctr. 91-101, K. 1'tmur.i, li. T.iiniira, T. shono ·. Hulí. Chem. Soc. Japan, 53, 3, 4, 7, 5, pp. 547-548 (1980) have described two such group compounds and their electroanalytics. These compounds have a common structural member: two benzo-15-ring-5 units, linked to dicarboxylic acids via oxygen or nitrogen atoms.
The practical applicability of these compounds cannot be assessed, since the electroanalytical evaluation of these compounds is not mentioned above; in the articles only the ion selectivity data, alkali metal, is contained.
It has now been found that some bis-ring compounds meet the requirement for selectivity with alkali metal and alkaline earth metal ions. These compounds contain the nitro groups attached to the aromatic ring of the bis-ring ether structural unit, and the chain linking the ring ether unit is linked to the aromatic ring via the urethane and the aromatic ring respectively. urea group.
The nitro groups form a hydrogen bond with an NH unit of the urethane chain. urea groups. Both of these circular ether units occupy the optimum steric position required to form a complex with only potassium ion, thereby producing a large potassium selectivity.
It is surprising that this selectivity does not depend on the nature of the chain linking the two ring ether units (number of heteroatoms and their type) and on its length.
Many of the novel compounds produced by the process of the present invention are suitable for forming potassium ion selective electrodes. The electrodes made from these novel compounds have the same potassium ion sensitivity sensitivity as the valinomycin-based potassium concentration of the potassium electrodes, with their selectivity factor for the alkali metal bulk ionization being more favorable (0.1 to 0.01) than the electrode selectivity factor. basivalinomycin, whose selectivity factor is between 4.6 and 0.5, but the selectivity factor for alkaline earth ions is the same as for valinomycin-based electrodes (KK)
The novel compounds of the present invention can be represented by the formula (I)
NR x CH n -Z CH 2 X Ύ o O'''Or NR 0, (i) wherein R is hydrogen or C 1 -C 4 alkyl, n is 1 or 2, X is oxygen, sulfur or -NH, Y is hydrogen or nitro, and Z is a bond, - (CH 2). -CH, -O-CH-CH-O-CH3 - or a group of formula (2) 247158
(1), (2) or CH 0 -O-CH, - w
The process according to the invention for the preparation of the compounds of the formula I is characterized in that the isocyanate of the general formula II (II) where
Y is as defined above and reacts with a compound of formula III
RX - CH2 - Z - CH2 --XR (III) (wherein R, X and Z are as defined above) in an organic aprotic solvent environment. The reaction may be carried out at a temperature in the range of 0 to 50 ° C in an environment of chlorinated hydrocarbons, ethers, optionally in the presence of tertiary amines such as triethylamine, in a molar amount of 0.1 to 0.5% as catalyst.
The compounds of formulas II and III are used in a molar ratio of 2: 1. The product is isolated by filtration or evaporation of the solvent followed by recrystallization from a suitable solvent such as ethyl acetate or methyl isobutyl ketone.
The isocyanates of the formula II used as starting material in the process of the invention have not been described in the technical literature to date. Compounds of formula (II) may be prepared by known procedures for reacting a compound of formula (IV)
. Y nh2 i <(IV), i-247158 in Y Y n ni.i? with the phosphogenia at the high temperature boiling point aromatic solvent. Some of the novel compounds prepared by the process of the invention and their mixtures are used as active components of ion-selective electrodes as follows: a) the selected compound or compounds are incorporated into the polyvinyl chloride carrier phase in an amount of 0.2 to 3% by use of a suitable plasticizer such as phthalic acid esters, sebacic esters or o-nitrophenyloctyl ether. b) The selected compound or compounds are incorporated into a silicone rubber or other polymer such as polyamide, polyvinyl chloride, polyethylene whose dielectric constant is in the range of 2 to 30. c) The selected compound or compounds are deposited on a porous membrane, dissolved in a veneer. a suitable solvent, preferably in the plasticizers mentioned in paragraph a).
Membranes prepared as described above are placed in a suitable electrode and connected to a suitable reference electrode to form an analytical instrument. Examples
Preparation of the isocyanates of formula (II) 0.1 moles of the amino compound of formula (IV) are dissolved in 500 ml of chlorobenzene and the resulting solution is added to 150 ml of chlorobenzene saturated with phosgene at room temperature with stirring. The reaction mixture was then slowly heated to boiling.
When hydrogen chloride gas escapes, the phosgene feed is interrupted and excess phosgene is blown off by boiling nitrogen and argon gas (for about 1.5 to 2 hours). The chlorobenzene was then distilled off under reduced pressure and the residue was purified as shown in Table I. The following compounds were prepared as described above: (IIa) 2-nitro-4,5- (1 ', 4', 7 ', 10', 13 '). pentacyclopentadec-2'-en) phenyl isocyanate, (IIb) 3,4- (1 ', 4', 7 ', 10', 13'-pentaoxacyclopentadec-2'-en) phenyl isocyanate, (lc) 3,4 - ( 1 ', 4', 7 ', 10', 13 ', 16'-hexaoxacyclooctadec-2'-en) phenyl isocyanate.
Table I
Compound of formula (II) Data from the preparation of 4'-isocyanatobenzo-m-ring-n and its physical and spectroscopic data
Method Temperature Analysis (%) IR spectrum Mole production melting empirical calculated- (cm -1) J spherical ° C formula teno zeno N = C = 0 mass-molecular weight mass MX (%) crystallization 116 C15H18N2 ° 8 C 50 , 85 51,19 H 5,12 4,81 2 270 - Benzene benzene mixture 354 N 7,91 7,81 247158 Table 1 Example (II) S. η Y Production method 'Melting point ° C Analysis (%) nale - zene IR spectrum Molecular formula molecular weight calculated, -1, (cm) N = C = O spherical mass MX (%) 2 b 1 H vacuum 38 C15H19NO6 C 58.24 57.89 distillation H 6 , 19 6.59 2 300 309 a) 309.30 N 4.53 4.34 (35) 3 c 2 H vacuum b) C17K23NO7 C 57.78 57.93 distillation H 6.56 6.71 2 290 353 353 , 36 N 3.96 3.89 (3.7) a) Melting point: 150 to 152 ° C / 13.3 Pa b) Melting point:. 168-180 ° C / 13.3 Pa Yield: a: 94%; b: 70%; c: 74%
Preparation of the two-ring compounds of formula (I)
A solution of 0.2 mol of isocyanate (formula IIa, b, c) in 500 ml of anhydrous dioxane or anhydrous chloroform is stirred at room temperature for 1 to 2 hours with 0.1 mol of suitable glycol (6.2 g of ethylene glycol, 10.6 g of diethylene glycol, 12.2 g of thioethylene glycol, 19.8 g of 2,2'-bis-hydroxyethylpyrocatechin, 12.8 g of 2,5-dihydroxymethylfuran, 13.9 g of 2,6-dihydroxymethylpyridine) or 0.1 mol of alpha, oinega-polymethylenediamine (6.0 g of ethylenediamine, 7.4 g of 1,3-propylenediamine, 11.6 g of 1,6-hexamethylenediamine). Using hydroxyl-containing compounds, 0.005 mol of triethylamine catalyst is used.
Isolation a) If the resulting product is precipitated, it is filtered off, washed with dioxane or chlocoform and recrystallized from the solvent shown in Table II. b) If the product does not precipitate, then the solvent is distilled off under reduced pressure and the residue is recrystallized from the solvent shown in Table II. The following compounds were prepared as above: (Ia: ethylene-1,2-bis-N- (2'-nitro-4 ', 5' - {1 ", 4", 7 ", 10", 13 ") -pentaoxacyclopentadec-2 "-en) phenyl] carbamate (1b): ethylene-1,2-bis-N- (3 ', 4' - (1", 4 ", 7", 10 ", 13", 16 "-hexaoxacyclooctadec-2" -en) -phenyl] -carbamate (1c): diethyl ether-2,2'-bis-N- (2-nitro-4 ", 5" - {1 "', 4") ','',10'',13''-pentaoxacyclopenta-dec-2''- en) phenyl / carbamate (1d): diethyl ether-2,2'-bis-N- (3 ", 4") - (1 ", 4"', 7 "', 10"'/ 13 "' - pentaoxacyclopentadec-2" -en) -phenyl / carbamate (1e): diethyl ether-2,2 * -bis-Ni 3 ", 4 "- (L"', 4 "*, 7"', 10 "*, 13", 16 "'- hexaoxacyclooctadec - 2"' -en-phenyl) carbamate. (1f): diethylsulfide-2, 2 '-bis-N- (2 "-nitro-4", 5 "- (1", 4 "', 7", 10 ", 13" pentaoxacyclo-pentadec-2 '' -en) -phenyl / carbamate 7 247158 (Ig): diethylsul - 2,2 -bi sN- / 1 ", -I" - (I ", 4"', 7 "', 1011 ', 13"''-pentaoxacyclopentadec-2)"'- (en) -phenyl] -carbamate (l): diethylsulfide-2,2 * -bis-N- / 3", 4 "- (1", 4 "', 7"', 10 "', 13 "', 16"' - hexaoxacyclooctadec - 2 "'-en) - phenyl / carbamate t (li): (1,2-phenylenedioxy) -dio th ~ L-2 ', 2 "-bis-N- (3", 4 "' - (1"",4"") , 7 "", 10 "", 13 "" -pentaoxy- 'cyclopentadec-2 "" -en) -phenyl] -carbamate (1J): (1,2-phenylendioxy) -diethyl-2 * , 2 "~ bis-N- (3"', 4 "'" (l '' *, 4 "'', 7"",10," l, l3 "", 16 "1 '- hexaoxacyclooctadec-2 "" -en) -phenyl] -carbamate (lk): (1,2-phenylendioxy) -diethyl-2 ', 2 "-bis-N- / 2" - nitro-4 "", 5 "' - (1 "", 4 "", 7 "", 10 "", 13 "-petnoxoxyclopentadec-2" - en) -phenyl / carbamate (II): 2,5-bis- (2'-nitro-4) 5 '- (1 ", 4", 7 ", 10", 13 "-pentaoxacyclopentadec-2" -en) -phenylcarbamoyloxymethyl / furan. Yield: 60-85%
Characteristic data for the above compounds (melting point, solvent for recrystallization, IR spectrum, 1 H-NMR spectrum, analysis) are shown in Tables II to IV.
Table II (I) Melting point where X is oxygen analysis, IR spectrum of carbamates of general formula (I) Example (I) n YZ Temperature Empirical Analysis <%) IR (KBr) No melting ° C formula calculated cm 1 molecular ^ NC-0 weight 0 2.1. a 1 no2 - 170-172 C32H42N4 ° 18 c 49.87 49.54 H 5.49 5.94 3 320 1 735 a) 770.67 N 7.27 6.96 2.2. b 2 H - 130-132 C36H52N2 ° 16 C 56.23 56.16 H 6.82 7.11 3 270 1 690 b) 768.79 N 3.64 3.45 2.3. c 1 N ° 2 -CH 2 OCH 2 - 98 C34H46N4 ° 19 C 50.12 50.27 H 5.69 5.58 3,320 1,735 a) 814.72 N 6.88 6.72 2.4 d 1H-ch2och2-84 C34H48N2 ° 15 C 56.35 56.33 H 6.68 7.07 3 260 1,715 b) 727.72 N 3.87 3.95 1,690 2.5 e 2 H -CH 2 OCH 2 '64 C38H56N2 ° 17 C 56.14 56.04 H 6.94 7.33 3 280 1.715 b) 812.84 N 3.45 3.44 1,690 2.6. f 1 NO2 -CH2SCH2 · 100 C34H46N4 ° 18 Ξ C 49.16 48.92 H 5.58 5.64 3,320 1,740 a) 830.70 N 6.75 6.15 247158
continuation of Table II
Example (I) η Y
Temperature Empirical Analysis (%). ,. on there C formula calculated molecular weight IR (KBr) -1 cm found
in NM in 'NC-0h0 2.7. g 1 H -ch2sch2 - 135 C34H48N2 ° 14S c 5 5.3.3 55.28 H 6.53 6.96 b) 740.70 N 3.78 3.77 2.8. h 2 H -ch2sch2 87 C38H56N2 ° 16S C 55.06 54.56 H 6.81 7.30 b) 728.82 N 3.38 3.16 3,280 1,7151,690 3,270 1,715 1,690 Recrystallization: a) from ethyl acetate b) from methyl isobutyl ketone
Table III
The carbamates of formula I wherein X is oxygen data for delta NMR spectra (ppm) (CDCl 3, ^) Example (I) m / n O-CH-, (ring) 2.1. and 15/5 / 7,67 / s, 2H 8,10 (s, 2H Ar-H-6 / Ar-H-3 / 3,6-4,4 / m, 32H /, 4, 45 ( s, 4H CO-CH% 2 ^ 2.2 b 18/6 H - 6.77 / s, 4H Ar-H-5.6 / 3.5-4.2 / m, 40H / 4, 37 / s 4H CO-CH 3, 6.98 / s, 2H Ar-H-3/0 2.3 c L5 / 5 nu 9 -CH 2 OCH 2 - 7.58 / s, 2H Ar-H-3 / 3.6-4.5 / m, 40H / 8.05 / s, 2H Ar-H-6 / 2.4 d 15/5 H -CH 2 GCH 2 - 6.7 6 / s, 4H Ar-H-5.6 / 2.2-4, 5 / m, 40H / c) 7.13 / s, 2H Ar-H-3 / 2.5 e 18/6 H -CH2OCH ^ - 6.82 / s, 411 Ar-H-5.6 / 3.5 -4.5 / m, 48H / 7, 10 / 3.211,, Ar-H-3 / 3.5-4.6 / m, a1 2 2.6 f 15/5 n ° 2 -CH2SC »2-7, 61 (s, 2H, AR-H-3), 90 (t, 4H-S-CH2) d) 8.05 / s, 2ΪΙ-Ar-Hb / 4, 36 / t, CO-CH112 and ) 2.7. g 15/5 H -CH 2 CH 2 -, 75 / s, 4 µl Ar-H, 5.6 / 3.5-4.5 / m and 2, 83 / t, 4H S-CH, / 4, 33/1 , CO-CH-, M 2 O a) 2.8. li 18/6 11 -CH ^ SCIl ^ - 6, 8G! s, 4II Ar-H-5,6 / 3,6-4,5 / mb 2, 88 / t, 4H s-ch 2 / 7.22 / s, 2H Ar-H-3/4, 38 / t , CC l-CH, / b) a) d)
gross unit 3 (· II binding constant b) gross unit 44 H in all cases d - 6 liz c) The CH 2 group of the chain is indicated by the formation of a multiplet at 3.34 and 4.31 ppm 2.9. (i) melting point: 148 - 1A (1 H, N, calculated: C :ť,,, znamená znamená stands for 1 hydrogen group of formula found: C r>, 4 22 'J'' ( (1) IKI b, 8) (3) IR spectrum: (KBr) Ϊ 0 -i μ) NC / 1690 cmý NH 0 NMR spectrum δ (ppm) 660 MHz, CDCl ^, TMS 3.5-4.6 O-CH 2 (m, 40H) 6.76 Ar-H-5.6 (s, 4H) 6.93 Ar-H (s, 4H) 7.12 Ar-H-3 (s, 2H) 9 247,158 n means 2 2.10. (Ij) melting point: 109 ° C (methyl isobutyl ketone) Y is hydrogen Z is a group of formula (3)
H, 6.38; N, 3.10; Found: C, 58.37; IR spectrum: NN 1 685 cm -1 NH 3 250 cm -1 1 NMR spectrum d elta (ppm i) (60 1 MHz, CDCl 3, TMS): 3.4-4.6 o-ch 2 (m, 48H) 6 76 Ar-H-5.6 (s, 4H) 6.92 Ar'-H (s, 4H) 7.14 Ar-H-3 (s, 2H) 2.11. (Ik) Melting point: 11 8-119 ° C n stands for 1 Y stands for NO 2 Z stands for group of formula Analysis for Η4θΗNO 50n4u20 (906.8) calculated: C 52, 98 H 5, 56 N 6.18% found: C 52, 87 H 5, 24 N 6.55%. IR spectrum (KBr)
In NC 1 735 cm -1 ýNH '3 300 cm 2.12. d1) melting point: 190 DEG-192 DEG C. (from the toluene / benzene mixture n = 1 Y = N @ 2 z = Analysis: For C36H44N4O19 (836.7) calculated: C 51.67 H 5.26 N 6.69 % found: C 52.39 H 5.95 N 6.67% IR spectrum (KBr) V NC 0 0 10 730 cm 1 ν> 350 3,350 NMR spectrum ppm (60 MHz, CDCl 3, TMS) 3.60 4.40 o-ch 2 (m, 32H) ring 5,10-ch 2 - (furan) (s, 4H)
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS559082A CS247158B2 (en) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | Method of complex forming ring ethers production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS559082A CS247158B2 (en) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | Method of complex forming ring ethers production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS247158B2 true CS247158B2 (en) | 1986-12-18 |
Family
ID=5401074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS559082A CS247158B2 (en) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | Method of complex forming ring ethers production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS247158B2 (en) |
-
1982
- 1982-07-22 CS CS559082A patent/CS247158B2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1406905B1 (en) | Water- and organic-soluble cucurbituril derivatives, their preparation methods, their separation methods and uses | |
JPS62289544A (en) | Fluorine-containing compound | |
US6951935B2 (en) | Heteroatom-substituted porphyrins and methods for synthesis of same | |
DK168014B1 (en) | Crown ether compounds, a process for preparing them, and an alkali metal ion- or alkaline earth metal ion- selective membrane which comprises them | |
US8962605B2 (en) | Polycyclic compounds, termed calixurenes, and uses thereof | |
Gunnlaugsson et al. | Synthesis of functionalised macrocyclic compounds as Na+ and K+ receptors: a mild and high yielding nitration in water of mono and bis 2-methoxyaniline functionalised crown ethers | |
CS247158B2 (en) | Method of complex forming ring ethers production | |
CN112321583A (en) | Synthesis method of 1,2, 4-thiadiazole compound | |
US6468406B1 (en) | Anion-complexing compound, method of preparing the same, an ion-selective membrane and a sensor provided with such a compound or membrane | |
JP3205648B2 (en) | Method for producing 2-chloro-5-aminomethylpyridine | |
Takenaga et al. | Facile synthesis of stable uracil-iodonium (III) salts with various counterions | |
US4229366A (en) | Process for heterogeneous nucleophilic substitution reactions | |
US20050283027A1 (en) | Process for the synthesis of cycloorganylphosphanes and di (alkyli metal/alkaline earth metal)oligophosphanediides | |
DE3888697T2 (en) | 2,3-THIOMORPHOLINEDION-2-OXIME DERIVATIVES, MEDICINAL COMPOSITIONS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF. | |
Sun et al. | Synthesis and Fungicidal Activities of 2-Alkylthio-5-phenylmethylene-4H-imidazol-4-ones | |
RU2368603C2 (en) | METHOD OF OBTAINING 5-(n-ETHYLCARBOXYPHENYL)-, 5-(n-β-DIETHYLAMINOETHYLCARBOXYPHENYL)- AND 5-(n-SULPHACETAMIDEPHENYL)-1,3,5-DITHIAZINANES | |
CA1215062A (en) | Crown ether compounds, process for the preparation of the crown ether complex forming agents and ion- selective membrane electrodes containing the same | |
JP2764560B2 (en) | Ruthenium tertiary polyamine complex capable of immobilizing nitrogen | |
RU2174118C2 (en) | Method of preparing fluorine-containing 3-azabicyclo [3 | |
Boudebouz et al. | Synthesis and study of new glycoluril derivatives: thesis submitted to the Department of Chemistry National Research Tomsk State University in fulfillment of the requirement for PhD degree in Organic Chemistry | |
SU727634A1 (en) | Method of preparing n-(2-aza-2-nitroalkyl) amides | |
JP2920212B1 (en) | Method for producing 1,3-dioxolan-4-one compound | |
US5324838A (en) | Bicyclo[4.3.0]1,4,7-triazanon-4-ene-one useful in the extraction of precious metals | |
JPS62132867A (en) | Production method of imidazole derivatives | |
HU189253B (en) | Process for preparing 2-pyridyl-alkyl-amine derivatives |