CZ301543B6 - Fluorové iontové kapaliny na bázi imidazoliových solí s vysokou fluorofilitou - Google Patents

Fluorové iontové kapaliny na bázi imidazoliových solí s vysokou fluorofilitou Download PDF

Info

Publication number
CZ301543B6
CZ301543B6 CZ20090007A CZ20090007A CZ301543B6 CZ 301543 B6 CZ301543 B6 CZ 301543B6 CZ 20090007 A CZ20090007 A CZ 20090007A CZ 20090007 A CZ20090007 A CZ 20090007A CZ 301543 B6 CZ301543 B6 CZ 301543B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
triflate
imidazole
nonaflate
ammonium
fluorinated
Prior art date
Application number
CZ20090007A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20097A3 (cs
Inventor
Kvícala@Jaroslav
Rybácková@Markéta
Skalický@Martin
Kysilka@Ondrej
Original Assignee
Vysoká škola chemicko technologická v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká škola chemicko technologická v Praze filed Critical Vysoká škola chemicko technologická v Praze
Priority to CZ20090007A priority Critical patent/CZ20097A3/cs
Publication of CZ301543B6 publication Critical patent/CZ301543B6/cs
Publication of CZ20097A3 publication Critical patent/CZ20097A3/cs

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Zpusob prípravy vysoce fluorofilních iontových kapalin, které obsahují centrální imidazoliovou jednotku, jeden vysoce fluorovaný polyetherový retezec a jeden vysoce fluorovaný polyetherový nebo alkylový retezec, pricemž celkový obsah fluoru je vyšší než 55 %. Zpusob prípravy spocívá v tom, že se reaguje imidazol s triflátem nebo nonaflátem alkoholu obsahující vysoce fluorovaný polyetherový nebo alkylový retezec za vzniku fluorovaného imidazolu, který se následne reaguje opet s triflátem nebo nonaflátem alkoholu obsahující vysoce fluorovaný polyetherový nebo alkylový retezec za vzniku fluorované imidazoliové soli, pricemž alespon jeden z obou fluorovaných retezcu je polyetherový, a následne se prípadne provede metateze triflátového aniontu vhodnou anorganickou solí jako je amonium-tetrafluorborát, amonium-hexafluorfosfát, lithium-bis(trifluormethylsulfonyl)imid nebo jodid sodný.

Description

Fluorové iontové kapaliny na bázi imidazolíavých soli s vysokou fluorofilitou
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu přípravy iontových kapalin, které obsahují centrální imidazoliovou jednotku, jeden vysoce fluorovaný polyetherový řetězec a jeden vysoce fluorovaný polyetherový nebo alkylový řetězec, přičemž celkový obsah fluoru je vyšší než 55 %. Toto řešení má za následek vysokou fluorofllitu připravených iontových kapalin (/*> 2) při zachování charakteristických i o vlastností iontových kapalin jako je nízká teplou tání a iontové vlastnosti.
Dosavadní stav techniky is Iontové kapaliny jsou organické soli, tj. sloučenin složené z iontů, jejichž teplota tání leží níže než 100 °C. Leží-li teplota tání pod pokojovou teplotou, označují se jako RTIL podle „room temperature ionic liquíd“. Jejích výjimečné vlastnosti jako je velmi nízká těkavost, snadná recykíovatelnost a vysoká polarita zaručující dobré rozpouštědlové vlastnosti mají za následek nízký impakt pro životní prostředí. Proto od roku 1990 nacházejí stále větší využití jak v laboratorním, tak v průmyslovém měřítku v nejrůznějších oblastech chemie a chemických technologií. Diveržita struktur iontových kapalin je značně vysoká, ale mezi nejvýznamnější iontové kapaliny patří 1,3—dialkylované imidazoiiové soli s nenukleofilními anionty. Charakteristickým zástupcem této skupiny RTIL je l-butyl-3-methylimidazolÍum-hexafluorfosfát, BMIMPF4,
V odborné literatuře bylo publikováno několik typů fluorovaných iontových kapalin, např. na bázi heterocyklických kationtů, amoniových solí, polyfluoralkylovaných aniontů atd. Jsou známy i iontové kapaliny na bázi l-alkyk-3-(polyfluoralkyl)iniidazoliových solí, které byly studovány jako speciální rozpouštědla pro extrakci kovů1, reakce v superkritickém CO22, Dielsovy-Alderovy reakce3 nebo jako povrchově aktivní látky4. Tyto imidazoiiové soli byly připraveny reakcí 130 alkylimidazolú s 2-(perfluoralkyl)ethyljodÍdy nebo H(2-perfluoralkyl)ethyí]Ímidazolú s alky 1halogenidy a případnou následnou metatezí aniontů vhodnými anorganickými solemi1-4. Výše uvedené fluorové iontové kapaliny mají typicky obsah fluoru pod 55 % ajejich fluorofllita je tak poměrně nízká (/*< 1), kde pojem fluorofllita je odvozen od fluorového rozdělovacího koeficientu Ffbs (F BS znamená „fluorous biphase systém“) mezi perfluor(methylcyklohexan) (PFMC) jako fluorovou fází a toluen (TOL) jako fázi organickou při teplotě 25 °C podle rovnice f~ Ingres, kde Pfbs - Ofmc^tol a c je koncentrace studované látky ve fluorové, resp. organické fázi. Výše uvedené fluorové ion40 tové kapaliny jsou tak rozpustné v převážné většině organických rozpouštědel a možnosti jejich přímé separace od ostatních reakčních komponent je značně omezená. V odborné literatuře je uvedena i syntéza l,3-bis(polyfluoralkyl)imidazoliových solí s obsahem fluoru přes 55 % a tedy vysokou fluorofilitou, ale tyto látky mají vysoké teploty tání a nejsou tedy využitelné jako ion45 2-(perfluorhexyl)ethyljodidem v ethyl-acetátu a následně v toluenu3.
Sloučeniny s dlouhými polyfluoralkylovými řetězci obsahujícími více než sedm perfluorovaných atomů uhlíku jsou typicky krystalické sloučeniny, což znemožňuje zvýšit fluorofllitu fluorových iontových kapalin pomocí stavebních bloků obsahujících více než sedm perfluorovaných atomů uhlíku. Naproti tomu sloučeniny s dlouhými řetězci na bázi perfluoretherů jsou kapalné i v případě vyššího počtu perfluorovaných atomů uhlíku v řetězci., Jejich fluorofllita nebyla dosud explicitně studována, ale je známo, že fluorofllita perfluorpolyetherových řetězců se značně blíží fluorofilitě perfluorovaných řetězců a monomery obsahující perfluorpolyetherové řetězce mají vlastností téměř identické 9 poly(tetrafluorethenem).
-1CZ 301543 B6
Perfluorované polyethery se typicky připravují oligomerizací nebo tolomerizací perfluorovaných epoxidů jako jsou hexafluorpropen-l,2-oxid (HFPO) nebo tetrafluorethenoxid (TFEO). Volbou vhodného telogenu lze do molekuly perťluorpolyetheru zabudovat různé funkční skupiny, např.
sulfonovou či esterovou funkci, případně terminální atom jodu nebo dva vicinální atomy chloru umožňující následnou dehalogenací za vzniku polymerizovatelných látek. Vznikající oligomery nebo telomery obsahují acylfluoridovou funkční skupinu, kterou je možno transformovat na estery, amidy, alkoholy nebo vinylethery. Hlavní nevýhodou esterů a amidů je jejich poměrně nízká hydrolytické stabilita, alkoholy vykazují vzhledem k přítomnosti silně elektronakceptomí perfluorpolyetherové skupiny nízkou nukleofilitu a modifikace vinyletherů adičními reakcemi vedou ke vzniku labilní -CHF- skupiny. Alkoholy na bázi perfluorpolyetherů lze transformovat na odpovídající allylethery, které dalšími modifikacemi poskytují fluorované látky s oxypropylovou spojkou, kteráje poměrně dlouhá, snižuje celkový obsah fluoru v molekule a tedy i fluorofilitu.
Vzhledem ke značné kyselosti seskupení -CF2CH2- a tendenci tohoto seskupení eliminovat HF v silně bazickém prostředí jsou vznik odpovídajících alkoholátů a jejich další transformace často problematické. Alkoholy obsahující perfluoralkylovou skupinu a methylenovou nebo ethylenovou spojku lze však poměrně snadno převést na odpovídající sloučeniny s dobrou odstupující skupinou, jako jsou estery sulfonových kyselin. Mezi nimi zaujímají výjimečné místo estery triťluormethansulfonové (TfOH) nebo heptafluorbutansulfonové (NfOH) kyseliny, jejichž vysoká reaktivita umožňuje i transformace jinak velmi málo reaktivních alkoholů s methylenovou spojkou.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody dosud známých polyfluoralkylovaných imidazoliových solí jako fluorových iontových kapalin, které spočívají v nízké fluorofílitě mono(polyfluoralkylovaných) solí nebo ve vysoké krystalinitě bis(polyfluoralkylovaných) solí, odstraňuje vynalezený nový způsob přípravy vysoce fluorovaných imidazoliových solí, který spočívá v tom, že jednou nebo oběma vysoce fluorovanými substituenty na imidazoliovém cyklu je perfluorpolyetherový řetězec zakončený methylenovou spojkou.
Podstatou vynálezu je jedno- až třístupňová reakce imidazolu s tríflátem nebo nonaflátem alkoholu, získaného redukcí oligomerů nebo telomerů hexafluorpropen-l,2-oxidu nebo tetrafluor35 ethen-l,2-oxidu a následnou redukcí. Některé z těchto alkoholů jsou komerčně dostupné. Odpovídající trifláty nebo nonafláty jsou připraveny reakcí odpovídajícího alkoholu s anhydridem trifluormethansulfonové kyseliny (triflanhydridem) nebo s fluoridem heptafluorbutansulfonové kyseliny (nonaflylfluoridem) v přítomnosti vhodné organické báze, jako je pyridin nebo triethylamin.
Při jednostupňovém provedení přípravy fluorových imidazoliových solí se reaguje imidazol s minimálně dvojnásobným přebytkem triflátu nebo nonaflátu alkoholu na bázi perfluorpolyetheru ve vhodném inertním rozpouštědle, např. toluenu nejprve při teplotě 50 až 100 °C po dobu 1 až 48 h a poté při teplotě 80 až 150 °C po dobu 8 až 120 h. Vzniklá imidazoliová sůl obsahující dva polyťluorpolyetherové substituenty se izoluje po odfiltrování nerozpustných solí oddělením spodní fluorové vrstvy a odpařením rozpouštědla na rotační vakuové odparce nebo extrakcí směsí fluorofílního rozpouštědla, typicky diethyletheru, (trifluormethyl)benzenu, perfluor(methylcyklohexanu), perfluor(2-butyltetrahydrofuranu), 1,2-dibromtetrafluorethanu, 1,1,2-trichlortrifluorethanu nebo 2,2-dichlor-l,l,l-trifluorethanu, a vody s následnou separací a vysušením fluoro50 filní fáze, odpařením rozpouštědla na rotační vakuové odparce a případným závěrečným odstraněním zbytků rozpouštědla ve vakuu rotační olejové vývěvy.
Při první variantě dvoustupňového provedení se podrobí imidazoliová sůl s dvěma polyfluorpolyetherovými substituenty, připravená výše uvedeným jednostupňovým procesem, v druhém kroku metatezi s vhodnou anorganickou solí, např. amonium-hexafluorfosfátem, amonium-tetra-2CZ 301543 B6 fluorborátem, jodidem sodným nebo lithium-bis(trifluormethylsulfonyl)imidem, ve vhodném rozpouštědle nebo rozpouštědlové směsi, typicky v acetonu nebo směsi aceton/voda při teplotě až 80 °C po dobu 1 až 10 h. Produkt se izoluje oddělením spodní fluorové vrstvy a odpařením rozpouštědla na rotační vakuové odparce nebo extrakcí směsí fluorofilního rozpouštědla, typicky diethyletheru, (trifluormethyl)benzenu, perfluorfmethylcyklohexanu), perfluorf2-butyltetrahydrofuranu), 1,2-dibromtetrafluorethanu, 1,1,2-trichlortrifluorethanu nebo 2,2-dichlor-1,1, ltrifluorethanu, a vody s následnou separací a vysušením fluorofilní fáze, odpařením rozpouštědla na rotační vakuové odparce a případným závěrečným odstraněním zbytků rozpouštědla ve vakuu rotační olejové vývěvy.
Při druhé variantě dvoustupňového provedení se reaguje imidazol s ekvivalentním množstvím triflátu nebo nonaflátu alkoholu na bázi perfluorpolyetheru ve vhodném inertním rozpouštědle, např. toluenu nebo acetonitrilu při teplotě 50 až 100 °C po dobu 1 až 48 h. Vzniklý imidazol se reaguje s jiným triflátem nebo nonaflátem alkoholu na bázi perfluorpolyetheru ve vhodném inert15 ním rozpouštědle, např. toluenu, při teplotě 80 až 150 °C po dobu 8 až 120 h. Vzniklá imidazoliová sůl obsahující dva různé polyfluorpolyetherové substituenty se izoluje po odfiltrování nerozpustných solí oddělením spodní fluorové vrstvy nebo extrakcí směsí fluorofilního rozpouštědla, typicky diethyletheru, (trifluormethyl)benzenu, perfluor(methylcyklohexanu), perfluor(2-butyltetrahydrofuranu), 1,2-dibromtetrafluorethanu, 1,1,2-trichlortrifluorethanu nebo 2,2-dichlor20 1,1,1-trifluorethanu, a vody s následnou separací a vysušením fluorofilní fáze, odpařením rozpouštědla na rotační vakuové odparce a případným závěrečným odstraněním zbytků rozpouštědla ve vakuu rotační olejové vývěvy.
Při třetí variantě dvoustupňového provedení se reaguje imidazol s ekvivalentním množstvím tri25 flátu nebo nonaflátu alkoholu na bází perfluorpolyetheru ve vhodném inertním rozpouštědle, např. toluenu, při teplotě 50 až 100 °C po dobu 1 až 48 h. Vzniklý imidazol substituovaný jedním polyfluorpolyetherovým substituentem se reaguje s vhodným triflátem nebo nonaflátem vhodného polyfluorovaného alkoholu s jedno- nebo dvouuhlíkatou nefluorovanou částí při teplotě 80 až 150 °C po dobu 8 až 120 h. Vzniklá imidazoliová sůl obsahující jeden polyfluorpolyetherový a jeden polyfluoralkylový substituent se izoluje po odfiltrování nerozpustných solí oddělením spodní fluorové vrstvy nebo extrakcí směsí fluorofilního rozpouštědla, typicky diethyletheru, (trifluormethyl)benzenu, perfluor(methylcyklohexanu), perfluor(2-butyltetrahydrofUranu), 1,2dibromtetrafluorethanu, 1,1,2-trichlortrifluorethanu nebo 2,2-dichlor-l,l,l-trÍfluorethanu, a vody s následnou separací a vysušením fluorofilní fáze, odpařením rozpouštědla na rotační vakuové odparce a případným závěrečným odstraněním zbytků rozpouštědla ve vakuu rotační olejové vývěvy.
Při čtvrté variantě dvoustupňového provedení se reaguje imidazol s ekvivalentním množstvím triflátu nebo nonaflátu vhodného polyfluorovaného alkoholu s jedno- nebo dvouuhlíkatou nefluorovanou částí. Vzniklý polyfluoralkylovaný imidazol se v druhém kroku reaguje s ekvivalentním množstvím triflátu nebo nonaflátu alkoholu na bázi perfluorpolyetheru ve vhodném inertním rozpouštědle, např. toluenu, při teplotě 80 až 150 °C po dobu 8 až 120 h. Vzniklá imidazoliová sůl obsahující jeden polyfluorpolyetherový a jeden polyfluoralkylový substituent se izoluje po odfiltrování nerozpustných solí oddělením spodní fluorové vrstvy nebo extrakcí směsí fluorofilního rozpouštědla, typicky diethyletheru, (trifluormethyl)benzenu, perfluor(methylcyklohexanu), perfluor(2-butyltetrahydroťuranu), 1,2-dibromtetrafluorethanu, 1,1,2-trichlortrifluorethanu nebo 2,2-dichlor-l,l,l-trifluorethanu, a vody s následnou separací a vysušením fluorofilní fáze, odpařením rozpouštědla na rotační vakuové odparce a případným závěrečným odstraněním zbytků rozpouštědla ve vakuu rotační olejové vývěvy.
Při třístupňovém provedení se nejprve připraví druhou, třetí nebo čtvrtou variantou dvoustupňového procesu triflát nebo nonaflát 1,3-dialkylované imidazoliové soli, substituovaný buď na obou stranách polyfluorpolyetherovými řetězci, nebo na jedné straně polyfluorpolyetherovým řetězcem a na straně druhé polyfiuoralkylovým řetězcem. Imidazoliová sůl se pak ve třetím stupni syntézy podrobí metatezi s vhodnou anorganickou solí, např. amonium-hexafluorfosfátem,
-3CZ 301543 B6 amonium-tetrafluorborátem, jodidem sodným nebo lithium-bis(trifluormethylsulfonyl)imideni, ve vhodném rozpouštědle nebo rozpouštědlové směsi, typicky v acetonu nebo směsi aceton/voda, při teplotě 20 až 80 °C po dobu 1 až 10 h. Produkt se izoluje oddělením spodní fluorové vrstvy a odpařením rozpouštědla na rotační vakuové odparce nebo extrakcí směsí fluorofilního rozpouš5 tědla, typicky diethyletheru, (trifluormethyl)benzenu, perfluor(methylcyklohexanu), perfluor(2butyltetrahydrofuranu), 1,2-dibromtetrafluorethanu, 1,1,2-trichlortrifluorethanu nebo 2,2dichlor-l,l,l-trifluorethanu, a vody s následnou separací a vysušením fluorofilní fáze, odpařením rozpouštědla na rotační vakuové odparce a případným závěrečným odstraněním zbytků rozpouštědla ve vakuu rotační olejové vývěvy.
Příklady provedení vynálezu is Příklad 1.
TfO’
N^NH+2C3F7O-CFCF2O'CF^OTf -► CjFtOCFCF^-CF^Ní^N^^CF-OCFjCF-OCjFj CF, CF, CF, CF, γ CF3 CF3
Schéma 1
Do baňky byl předložen toluen (10 ml), imidazol (0,67 g, 9,8 mmol) a 2,4,4,5,7,7,8,8,9,9,9undekaťluor-2,5-bis(trifluormethyl)-3,6-dioxanonyl-triflát (1; 11,98 g; 19,6 mmol). Reakční směs byla zahřívána na 80 °C po dobu 8 h a poté na 120 °C po dobu 4 dnů. Po ochlazení byla spodní fluorová vrstva oddělena. Po odstranění zbytků rozpouštědel ve vakuu rotační olejové vývěvy (20 °C/10 Pa /24 h) byl získán l,3-bis[2,4,4,5,7,7,8,8,9,9,9-undekafluor-2,5-bis(trifluormethyl)-3,6-dioxanonyl]imidazolium-triflát (2, 8,45 g 75,6 %) jako žlutá vysoce viskózní kapalina. ‘HNMR (300 MHz, aceton-^): δ 5,66 m, 4H; 8,19 mm, 2H; 9,87 m, IH. 19FNMR (282 MHz, aceton^): δ -77,3 dm, 2F, VF.F = 155 Hz; -78,4 s, 3F; -79,5 m, 6F; -80,4 dm, 2F,
U-F = 140 Hz; -80,6 dm, 2F, - 140 Hz; -81,2 m, 6F; -81,3 m, 6F; -81,6 dm, 2F, VF_F =
155 Hz; -129,3 m, 4F; -134,8 m, 2F; -144,2 m, 2F. 13C NMR (75 MHz, aceton-^): δ 49,6 d, 2C, Vc-F = 20,1 Hz; 100 - 126 m, 16C; 120,3 q, 1C, '7C_F = 316,8; 125,9 s, 2C; 141,2 s, 1C.
-4CZ 301543 B6
Příklad 2.
N^NH + C3F7O-(CFCF2O)3-CF^OTf
ČFj CF3 3
-► CjF/XCFCFjObCF^N^N ČF, CF3
CF3(CF2)f^°Tf
TfO'
C3F7O(CFCF2O)3-CF,VN^N'Z*XX<CF2)5CF3 CF3 CF3 e
NH.PF, [PFď c3f70<cfcf20)3-cf'n?^n-^'(CF2)5CF3 čf3 cf3 ω 7
Schéma 2
A. Do baňky byl předložen toluen (10 ml), imidazol (0,69 g, 10,2 mmol) a 2,4,4,5,7,7,8,10,10,11.13.13.14.14.15.15.15- heptadekafluor-2,5,8,1 l-tetrakis(trifluormethy 1)-3,6,9,12-tetraoxaio nonyl-triflát (3; 9,65 g; 10,2 mmol). Reakční smčs byla zahřívána na 80 °C po dobu 16 h. Po ochlazení byly ze vzniklé heterogenní směsi odfdtrovány nerozpustné soli. Oddělením spodní fluorové vrstvy byl získán 1-(2,4,4,5,7,7,8,10,10,13,13,14,14,15,15,15-heptadekafluor^2,5,8,1 1tetrakis(trifluonnethyl)-3,6,9,12-tetraoxanonyl]imidazol (4, 6,89 g 78,2 %) jako nažloutlá kapalina. 'HNMR (300 MHz, aceton-^): δ 5,21 d, 2H; 3Jf_h = 19,1 Hz; 7,00m, IH; 7,22 m, IH;
7,6« s, IH. ”FNMR (282 MHz, aceton-í4): δ -77,3 až -81,8, m, 8F; -79,2 až -79,8 m, 9F; 81A m, 3F; -81,7, m, 3F; -129,3, m, 2F; -134,8, m, 1F; -144,8, m, 3F.
B. Do baňky byl předložen toluen (10 ml), imidazol 4 (4,25 g, 4,92 mmol) a 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8.8.8- tridekafluoroktyl-triflát (5; 2,45 g; 4,94 mmol). Reakční směs byla zahřívána na 120 eC po dobu 4 dnů. Oddělením spodní fluorové vrstvy po ochlazení byl získán 1-(2,4,4,5,7,7,8,10,10,11.13.13.14.14.15.15.15- heptadekafluor-2,5,8,ll-tetrakis(trifluonnethyl)-3,6,9,12-tetraoxanonyl]-3-(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridekafluoroktyl)imidazolium-triflát (6, 5,86 g 87,5 %) jako nahnědlá voskovitá látka. 'HNMR(300 MHz, aceton^): δ 3,19 tt, 2H, 3Λ-η = 19,00 Hz, ’Λ-η = 6,70 Hz; 5,04 t, 2H, U-h = 6,70 Hz; 5,70 d, 2H, U-h = 19,03 Hz; 8,05 m, IH; 8,21 m, IH;
ís 9,69 s, IH. ”F NMR (282 MHz, aceton-^): δ -77,1 až -81,6, m, 8F; -78,4 s, 3F; -79,1 až -79,7, m, 9F; -81,1, m, 3F; -81,5, m, 3F; -113,4 m, 2F; -121,4 m, 2F; -122,4 rn, 2F; -123,1 m, 2F; -125,7 m, 2F; -129,2, m, 2F; -135,0, m, 1F; -144,8, m, 3F.
C. Bis(polyfluoralkylovaný) triflát 6 (1,33 g, 0,98 mmol) byl rozpuštěn v acetonu (100 ml).
K tomuto roztoku byl přidán roztok amonium-hexafluorfosfátu (1,66 g, 10,2 mmol) v demineralizované vodě (40 ml). Vzniklá směs byla míchána 5 h při pokojové teplotě (25 °C). Ze vzniklé směsi byl odstraněn aceton odpařením na vakuové odparce (40 °C/5 kPa/Ι h). Směs byla extrahována 1,2-dibromtetrafluorethanem (50 ml), organická fáze byla pečlivě promyta demineralizovanou vodou (3 x 50 ml) a vysušena bezv. MgSO4. Odpařením rozpouštědla na rotační vakuové odparce (40 °C/5 kPa/Ι h) a následným odstraněním zbytků rozpouštědla ve vakuu rotační olejové vývěvy (20°C/10Pa /24 h) byl získán 1-(2,4,4,5,7,7,8,10,10,11,13,13,14,14,15,15,15heptadekafluor-2,5,8,1 l-tetrakis^rifluormethyl^jó,^ 12-ίεΐταοχηηοηγ1]-3-(3,3,4,4,5,6,6,7,7,8.8.8- tridekafluoroktyl)Ímidazolium-hexafluorfosfát (7, 1,19 g, 88,9 %) jako nahnědlá voskovitá látka. 'HNMR (300 MHz, aceton-^): δ 3,16 tt, 2H, U-h = 18,86Hz, Vh-h = 6,68 Hz; 5,011,
2H, Vh-h = 6,68 Hz; 5,66 d, 2H, ’^,= 19,01 Hz; 8,03 m, IH; 8,20 m, IH; 9,66 s, IH. ”FNMR (282 MHz, aceton-<4): δ -71,4 d, 6F, = 707 Hz; -77,2 až 81,8 m, 8F; -79,2 až 79,8, tn, 9F;
-5CZ 301543 B6
-81,2, m, 3F; -81,7, m, 3F; -113,6 m, 2F; -121,5 m, 2F; -122,4 m, 2F; -123,1 m, 2F; -125,7 tn,
2F;-129,2, m, 2F;-135,2, tn, IF; -144,8 m, 3F.
Příklad 3.
N^NH + CCIF2CCIFCF2O-CF^OTf ccif2ccifcf2o-cf^ n^n 9
CF3OCF2CF2OCFf^OTf ™’ TfjNLi ccif2ccifcf2o-cf n;;ln cf2ocf2cf2ocf3 PF
PW
CCIFjCCIFCFjO-CF^N^N^CFjOCFjCFjOCF,
CF3 3 12 io Schéma 3
A. Do baňky byl předložen toluen (lOml), imidazol (0,68 g, 10,1 mmol) a 5,6-dichIor2.4.4.5.6.6- hexafluor-2-(trÍfluormethyl)-3-oxahexyl-triflát (8; 4,86 g; 10,1 mmol). Reakční směs byla zahřívána na 80 °C po dobu 16 h. Po ochlazení byly ze vzniklé heterogenní směsi is odfiltrovány nerozpustné soli. Oddělením spodní fluorové vrstvy byl získán l-[5,6-dichlor-2,4,4.5.6.6- hexafluor-2-(trifluormethyl)-3-oxahexyl]imidazol (9, 3,01 g 74,6 %) jako nažloutlá kapalina. 'HNMR(300 MHz, aeeton-rf6): δ 5,16 d, 2H, VF-h = 18.9 Hz; 6,98 m, IH; 7,21 m, IH; 7,65 s, IH. ”F NMR(282 MHz, aceton-^): δ-64,4, dq, IF, 2JF-f = 136 Hz, VF-f = 12 Hz; -65,5, dq, IF, VF-f = 136 Hz, 3JF.F = 11 Hz; -75,1, ddm, IF, VF.F = 143 Hz, Λ-f = 12 Hz; -«1,6, dm,
IF, 2Jf.f = 143 Hz; -83,2, s, 3F;-131,4, d, IF, = 40 Hz; -136,3, m, IF.
B. Do baňky byl předložen toluen (5 ml), polyfluorovaný imidazol 9 (1,19 g, 2,98 mmol) a 2,2,4,4,5,5,7,7,7-nonafluor-3,6-dioxaheptyl-triflát (10; 1,24 g; 2,99 mmol). Reakční směs byla zahřívána na 100 °C po dobu 4 dnů. Oddělením spodní fluorové vrstvy byl získán 1—[5,6— díchlor-2,4,4,5,6,6-hexafluor-2-(trifluormethyl)-3-oxahexyl]-3-(2,2,4,4,5,5,7,7,7-nonafluor3.6- dioxaheptyl)imidazolium-triflát (11, 2,19 g 90,3 %) jako nažloutlý olej. *H NMR (300 MHz, acetoiw/fi): δ 5,62 d, 2H, 3JF_H = 18,55 Hz; 5,83 t, 2H, VF_H - 16,28 Hz; 8,23 m, IH; 8,36 m, IH; 9,82 s, IH. 19FNMR (282 MHz, aceton-i/6): δ -52,1, t, 3JF_F = 8 Hz; -64,8, dq, IF, 2JF_F = 136 Hz, VPF = 12 Hz; -65,9, dq, IF, VF-F = 136 Hz, 3Jf_f - 11 Hz; -75,6, ddm, IF, VF_ F= 143 Hz, J™ - 12 Hz; -78,2 s, 3F; -82,1, dm, IF, 2JF_F = 143 Hz; -83,6, s, 3F; -111,7, m, 2F; -121,8, m, 2F; -127,8, m, 2F;-132,2, d, IF, -40 Hz; -136,8, m, IF.
C. Bis(polyfluoralkylovaný) triflát 11 (0,83 g, 1,02 mmol) byl rozpuštěn v 3:1 směsi ace* ton/demineralizovaná voda (100 ml). K tomuto roztoku byl přidán pevný lithium35 bis(trifluonnethylsulfonyl)amid (2,93 g, 10,2 mmol). Vzniklá směs byla zahřívána 5 h k refluxu. Ze vzniklé směsi byl odstraněn aceton odpařením na vakuové odparce (40 °C/5 kPa/Ι h). Směs byla extrahována 1,2-dibromtetrafluorethanem (50 ml), organická fáze byla pečlivě promyta demineralizovanou vodou (3 x 50 ml) a vysušena bezv. MgSO4. Odpařením rozpouštědla na rotační vakuové odparce (40 °C/5 kPa/Ι h) a následným odstraněním zbytků rozpouštědla ve vakuu rotační olejové vývěvy (20°C/10Pa/24h) byl získán l-[5,6-dichlor-2,4,4,5,6,6-hexafluor-2-(trifluormethyI)-3-oxahexyl]-3-(2,2,4,4,5,7,7,7-nonafluor-3,6-dioxaheptyl)imidazo-6CZ 301543 B6 lium-bis(trifluonnethylsulfonyl)imid (11, 0,89 g, 93 %) jako nažloutlý olej. ‘HNMR (300 MHz, aceton-í/í): δ 5,64 d, 2H, 3JM = 17,85 Hz; 5,85 t, 2H, U_H = 16,22 Hz; 8,25 m, IH; 8,38 m, IH;
9,85 s, IH. 19F NMR (282 MHz, aceton-rf6): δ -52,1, ζ 3Jrr - 8 Hz; -64,8, dq, 1F, 27F_F = 136
Hz, VF-F = 12 Hz; -65,9, dq, 1F, 2JF_F = 136 Hz, 3JF_F = 11 Hz; -75,6 ddm, 1F, 2JF_F = 143 Hz, Jf.
F = 12 Hz; -78,9 s, 6F; -82,1, dm, 1F, U-f = 143 Hz; -83,6, s, 3F; -111,9, m, 2F; -121,9, m, 2F; -127,8, m,2F; -132,2, d, 1F, JF_F = 40Hz;-136,9,m, 1F.
Průmyslová využitelnost
Vynález je využitelný jako nový typ recyklovatelných hydrofobních iontových kapalin nebo jako iontové reakční médium pro vysoce fluorované sloučeniny. Další možné aplikace zahrnují použití jako elektrolyt pro hydrofobní sloučeniny při elektrolytických aplikacích, dále jako katalyzátor fázového přenosu mezi hydrofilním a fluorofilním nebo lipofilním a fluorofilním prostředím atd.
Literatura
1. H. Heítzman, B. A. Young, D. J. Rausch, P. Rickert, D. C. Stepinski, M. L. Dietz, Talanta 69 (2006) 527-531.
2. M. J. Muldoon, S.N.V.K. Aki, J. L. Anderson, J. K., Dixon, J. F. Brennecke, J. Phys. Chem.
B 111(2007) 9001-9009.
3. A. Vidiš, G. Laurenczy, E. Kiisters, G. Sedelmeier, P, J. Dyson, J. Phys, Org, Chem. 20 (2007) 109-114.
4. T. L. Merrigan, E. D. Bates, S. C. Dorman, J. H. Davis, Jr., Chem. Commun. (2000) 2052.
5. L. Xu, W. Chen, J, F. Bickley, A, Steiner, J. Xiao, J. Organomet. Chem. 598 (2000) 409416.

Claims (7)

1. Způsob přípravy fluorových iontových kapalin na bázi imidazoliových solí s vysokou 35 fluorofilitou, vyznačující se tím, že se reaguje imidazol $ triflátem nebo nonaflátem alkoholu obsahující vysoce fluorovaný polyetherový nebo alkylový řetězec za vzniku fluorovaného imidazolu, který se následně reaguje opět s triflátem nebo nonaflátem alkoholu obsahující vysoce fluorovaný polyetherový nebo alkylový řetězec za vzniku fluorované imidazoliové soli, přičemž alespoň jeden z obou fluorovaných řetězců polyetherový, a následně se provede metate40 ze triflátového aniontu vhodnou anorganickou solí jako je amonium-tetrafluorborát, amoniumhexafluorfosfát, lithium-bis(trifluormethylsuifonyl)imid nebo jodid sodný.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že obě reakce se provádějí následně v jedné baňce s využitím dvojnásobného přebytku triflátu nebo nonaflátu alkoholu obsahujícího
45 vysoce fluorovaný polyetherový řetězec na bázi oligomeru nebo telomeru hexafluorpropen-1,2oxidu nebo tetrafluorethenoxidu.
3. Způsob podle nároků la2, vyznačující se tím, že se následně provede metateze triflátového aniontu vhodnou anorganickou solí jako je amonium-tetrafluorborát, amonium50 hexafluorfosfát, lithium-bis(trifluorniethylsulfonyl)imid nebo jodid sodný.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se nejprve provede reakce imidazolu s ekvivalentním množstvím triflátu nebo nonaflátu alkoholu obsahujícího vysoce fluorovaný
-7CZ 301543 Bó polyetherový řetězec na bázi oligomeru nebo telomeru hexafluorpropen-1.2-oxidu nebo tetrafluorethenoxidu a vzniklý polyfluorovaný imidazol se v druhém kroku reaguje s ekvivalentním množstvím jiného triflátu nebo nonaflátu alkoholu obsahujícího vysoce fluorovaný polyetherový řetězec na bází oligomeru nebo telomeru hexafluorpropen-l,2-oxidu nebo tetrafluorethenoxidu.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se nejprve provede reakce imidazolu s ekvivalentním množstvím triflátu nebo nonaflátu alkoholu obsahujícího vysoce fluorovaný polyetherový řetězec na bázi oligomeru nebo telomeru hexafluorpropen-l,2-oxidu nebo tetrafluorethenoxidu a vzniklý polyfluorovaný imidazol se v druhém kroku reaguje s ekvivalentním io množstvím triflátu nebo nonaflátu alkoholu obsahujícího perfluoralkylový řetězec a jedno- nebo dvouuhlíkatou nefluorovanou spojku.
6. Způsob podle nároků la4, vyznačující se tím, že se následně provede metateze triflátového aniontu vhodnou anorganickou solí jako je amonium-tetrafluorborát, amonium15 hexafluorfosfát, lithium-bís(trifluormethylsulfonyl)imid nebo jodid sodný.
7. Způsob podle nároků la5, vyznačující se tím, že se následně provede metateze triflátového aniontu vhodnou anorganickou solí jako je amonium-tetrafluorborát, amoniumhexafluorfosfát, Hthium-bis(trifluormethylsulfonyl)imíd nebo jodid sodný.
CZ20090007A 2009-01-12 2009-01-12 Fluorové iontové kapaliny na bázi imidazoliových solí s vysokou fluorofilitou CZ20097A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20090007A CZ20097A3 (cs) 2009-01-12 2009-01-12 Fluorové iontové kapaliny na bázi imidazoliových solí s vysokou fluorofilitou

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20090007A CZ20097A3 (cs) 2009-01-12 2009-01-12 Fluorové iontové kapaliny na bázi imidazoliových solí s vysokou fluorofilitou

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ301543B6 true CZ301543B6 (cs) 2010-04-07
CZ20097A3 CZ20097A3 (cs) 2010-04-07

Family

ID=42062734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20090007A CZ20097A3 (cs) 2009-01-12 2009-01-12 Fluorové iontové kapaliny na bázi imidazoliových solí s vysokou fluorofilitou

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ20097A3 (cs)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5892124A (en) * 1996-12-27 1999-04-06 Institut Français Du Petrole Process for dienoic condensation known as the diels-alder reaction
WO2007038359A1 (en) * 2005-09-22 2007-04-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Ionic liquids
US20070225538A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-27 Chevron U.S.A. Inc. Alkylation process using an alkyl halide promoted ionic liquid catalyst

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5892124A (en) * 1996-12-27 1999-04-06 Institut Français Du Petrole Process for dienoic condensation known as the diels-alder reaction
WO2007038359A1 (en) * 2005-09-22 2007-04-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Ionic liquids
US20070225538A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-27 Chevron U.S.A. Inc. Alkylation process using an alkyl halide promoted ionic liquid catalyst

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Journal of Fluorine Chemistry 127 (2006) 1261û1264, nazev: A novel method for preparation of imidazolium tetrafluoroborate ionic liquids; XP005646715 *
Tetrahedron 62 (2006) 3137û3145, nazev: Synthesis and properties of N,N0-dialkylimidazolium bis(nonafluorobutane-1-sulfonyl)imides: a new subfamily of ionic liquids; XP005321277 *
Tetrahedron Letters 43 (2002) 9497û9499, nazev: New dense fluoroalkyl-substituted imidazolium ionic liquids *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ20097A3 (cs) 2010-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mateus et al. Synthesis and properties of tetra-alkyl-dimethylguanidinium salts as a potential new generation of ionic liquids
KR101370745B1 (ko) 이온성 액체
CN102405249B (zh) 用于制造官能性pfpe衍生物的方法
JP4822269B2 (ja) 新規なオニウム塩
KR101214027B1 (ko) 플루오로알킬트리플루오로보레이트 음이온을 포함한 이온성액체
JP5157453B2 (ja) N−Rf基含有へテロ芳香環化合物の製造法
Mirzaei et al. Low melting N-4-functionalized-1-alkyl or polyfluoroalkyl-1, 2, 4-triazolium salts
JP2003515573A (ja) 外界温度イオン性液体
JP2018521183A (ja) 新規な(ペル)フルオロポリエーテルポリマー
KR20180048653A (ko) 화합물 불소화 공정
EP0466483A1 (en) Process for preparing perfluoroalkoxysulphonic compounds
JP2004175667A (ja) オニウム塩
RU2351601C2 (ru) Ионные жидкости, содержащие анионы [n(cf3)2]-
KR101090547B1 (ko) 제4급 암모늄염
CZ301543B6 (cs) Fluorové iontové kapaliny na bázi imidazoliových solí s vysokou fluorofilitou
JP2017095416A (ja) ケイ素含有スルホン酸塩
KR20060025515A (ko) 술포네이트 음이온을 함유하는 이온 액체
WO2003076366A2 (en) A method for preparing organic fluorocompounds
JP6688729B2 (ja) フルオロアルキルスルホネート塩の合成方法
EP2714655B1 (en) Allyl ether-terminated fluoroalkanesulfinic acids, salts thereof, and a method of making the same
KR101316971B1 (ko) 함불소 n-알킬술포닐이미드 화합물 및 그 제조 방법, 그리고 이온성 화합물의 제조 방법
CN103571566B (zh) 作为润滑剂使用的均三嗪离子液体及其制备方法
WO2013081137A1 (ja) 含フッ素環状カーボネートの製造方法
Vavilina et al. Alkylation of the ambident indole ion in ionic liquids
Najemi et al. Synthesis of Functionalized 1-cyclooctyl-3-methyl-1, 2, 3-triazolium via click chemistry and their polymerization by ROMP

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20140112