DD277691A1 - USE OF CARBAMATE LOWER SEKUNDAER ALIPHATIC AMINE AS A SOLVENT AND EXTRACTION AGENT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Verwendung der Carbamate niederer sekundärer aliphatischer Amine als Lösungs- und Extraktionsmittel. Die Erfindung beschreibt die Verwendung von Lösungs- und Extraktionsmitteln, die in der Lebensmittelindustrie, der pharmazeutischen Industrie, der Naturstoffchemie sowie ähnlichen Bereichen genutzt werden können. Erfindungsgemäß werden die Titelverbindungen mit einem E ind Tau (30)-Wert zwischen 55 und 60 kcal/mol, einer Akzeptorzahl AN von 30 * AN * 35 und einer Donorzahl DN von DN > 25 zur Extraktion organischer Stoffe, besonders schwach basischer und schwach saurer Stoffe, bei relativ niedriger Temperatur eingesetzt.{Lösungsmittel, Extraktionsmittel, organische Stoffe, Dialkylammonium-dialkylcarbamat, Akzeptorzahl, Donorzahl, E ind Tau (30)-Wert), schonend, Lebensmittelindustrie, Pharmazie, Naturstoffchemie}The invention relates to the use of the carbamates of lower secondary aliphatic amines as solvents and extractants. The invention describes the use of solvents and extractants which can be used in the food industry, the pharmaceutical industry, natural product chemistry and similar fields. According to the invention, the title compounds have an indin Tau (30) value between 55 and 60 kcal / mol, an acceptor number AN of 30 * AN * 35 and a donor number DN of DN> 25 for the extraction of organic substances, especially weakly basic and weakly acidic Substances used at relatively low temperature {solvent, extractant, organics, dialkylammonium dialkyl carbamate, acceptor number, donor number, indin Tau (30) value), gentle, food industry, pharmacy, natural product chemistry}
Description
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Die Erfindung betrifft die Verwendung von Carbamaten niederer sekundärer aliphatischer Amine der allgemeinen Formel I, wobei R' bzw. R2 einen Methyl-, Ethyl- oder Propylrest bedeuten und die Summe der Kohlenstoffatome in den Resten R1 und R2 maximal vier ist, als Lösungs- bzw. Extraktionsmittel für organische Stoffe.The invention relates to the use of carbamates lower secondary aliphatic amines of the general formula I, wherein R 'or R 2 is a methyl, ethyl or propyl radical and the sum of the carbon atoms in the radicals R 1 and R 2 is a maximum of four, as Solvent or extractant for organic substances.
Sie kann in der Lebensmittelindustrie, in der pharmazeutischen und chemischen Industrie, in der Chemie der Naturstoffe und ähnlichen Bereichen angewendet werden.It can be used in the food industry, in the pharmaceutical and chemical industries, in the chemistry of natural products and similar fields.
Bekannt ist, daß Kohlendioxid mit sekundären Aminen zu Dialkylammoniumdialkylcarbamaten reagiert (U. Petersen: Methoden der organischen Chemie [Houben-Weyl, Hrsg.: H. Hagemannl, Bd. E4 zur 4. Aufl. Stuttgart, New York, Georg Thieme Verlag 1983,It is known that carbon dioxide reacts with secondary amines to give dialkylammonium dialkylcarbamates (U. Petersen: Methods of Organic Chemistry [Houben-Weyl, eds .: H. Hagemannl, Vol. E4 for the 4th ed. Stuttgart, New York, Georg Thieme Verlag 1983,
5. 142). Wurden zuerst nur ihre wäßrigen Lösungen untersucht, finden neuerdings auch die reinen Salze stärkere Beachtung (U.B. Mioi, S. V.Ribnikar, Bull. Soc.Chim.Beograd 43 [1978] 603; 725; 44[1979] 189; Chem.Abstr.90119791136 930,136 931; 91 [1979197 539). Den Besonderheiten der niederen flüssigen Carbamate, speziell des Dimethylammonium-dimethyl-carbamates wurde jedoch kaum Aufmerksamkeit geschenkt. Dieses stellt eine ölige Flüssigkeit dar, die bei 60-610C destillierbar ist. Beschrieben wurde bereits seine technische Herstellung (The Pure Oil Company [Erf. H.A. Lindahl, H. Hennigl, US-Pat.2927128 [1960] und The Pure Oil Company [Erf. H.Hennig, H.A. Lindahll, US-Pat.2927129 [I960); Cherr.. Abstr.54 [1960] 12000,15252) sowie der Einsatz zur Trennung von aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen in der Petrolchemie (The Pure Oil Company [Erf. L.R.E.Hutchings], US-Pat.2915569 [1960] und 2936283 [1960]; Chem. Abstr.54 [1960] 8050 und 16 813; [Erf. G.G.Bernard],5. 142). Recently, only their aqueous solutions were investigated, but recently also the pure salts are gaining more attention (UB Mioi, SVRibnikar, Bull. Soc.Chim.Beograd 43 [1978] 603; 725; 44 [1979] 189; Chem.Abstr.90119791136 930.136 931 91 [1979197 539]. The peculiarities of the lower liquid carbamates, especially dimethylammonium dimethyl carbamate, however, received little attention. This represents an oily liquid which is distillable at 60-61 0 C. His technical production (The Lind Oil Company, H. Hennigl, U.S. Pat. I960); Cherr. Abstr. 54 [1960] 12000, 15252) and the use for the separation of aliphatic and aromatic hydrocarbons in petal chemistry (The Pure Oil Company [Invented by LREHutchings], US Pat. Nos. 2915569 [1960] and 2936283 [1960] Chem. Abstr.54 [1960] 8050 and 16813; [invent. GGBernard],
US-Pat.2954285 [1960]; Chem. Abstr.55 [1961] 2079; [Erf. H.A.Lindahl], US-Pat.2963428 [1960]; Chem. Abstr.55 [1961] 6847; [Erf. L.R.E.Hutchings, W.A.Krewer, N.L. Remes], US-Pat.2983766 [1961]; Chem. Abstr.55 [1961 ] 19 224). In einem jüngeren Patent (Union Carbide Corp. [Erf. S.Theodoropulos], EEP 62161 [1981 ], Chem. Abstr.98 [1983| 88842) wurde die Herstellung aus Trockeneis und Dimethvlamin sowie der Einsatz zu Herstellung von Carbonsäuredimethylamiden aus Carbonsäurechloriden, -anhydriden und -estorn beschrieben. Verwendur gen im Sinne der Erfindung sind bisher nicht bekannt.U.S. Pat. 2,954,285 [1960]; Chem. Abstr. 55 [1961] 2079; [Req. H.A. Lindahl], U.S. Pat. No. 2,996,348 [1960]; Chem. Abstr. 55 [1961] 6847; [Req. L. R. E. Hutchings, W. A. Krewer, N.L. Remes], U.S. Patent No. 2,998,376 [1961]; Chem. Abstr. 55 [1961] 19,224). In a recent patent (Union Carbide Corp. [Erf.S. Theodoropulos], EEP 62161 [1981], Chem. Abstr.98 [1983 | 88842]), the preparation of dry ice and dimethvlamin and the use for the production of carboxylic acid dimethylamides from carbonyl chlorides, Anhydrides and -storn described. Uses conditions in the context of the invention are not known.
Ziel dor Erfindung ist die Vorwondung von Carbamaten niederer sekundärer aliphatischer Amine als Lösungs- und Extraktionsmittel für organische, besonders schwach saure und schwach basische Stoffe.The aim of the invention is the prewound of carbamates of lower secondary aliphatic amines as solvents and extractants for organic, particularly weakly acidic and weakly basic substances.
Aufgabe dor Erfindung ist dio Vorwondung von Carbamaten niederer sekundärer aliphatischer Amine als Lösungs- und Extraktionsmittel ouf Grund physikalisch-chemischor Eigenschaften, die das Löse- bzw. Extraktionsvermögen bestimmen. Es wurde gefunden, daß die Carbamate der allgemeinen Formel I, wobei R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung besitzen, als Lösungs- bzw. Extraktionsmittel für organische Stoffo Verwendung finden könnon. Dazu wurde eine umfangreiche physikochemische Charakterisierung vorgenommen.The object of the invention is the preheating of carbamates of lower secondary aliphatic amines as solvents and extractants on the basis of physicochemical properties which determine the solubility or extraction capacity. It has been found that the carbamates of the general formula I, wherein R 1 and R 2 have the abovementioned meaning, can find use as solvents or extractants for organic substances. For this an extensive physicochemical characterization was made.
Die Carbamate I stellen klare, bei Raumtemperatur hochviskose Flüssigkeiten dar, deren Viskosität mit steigender Temperatur stark abnimmt (Beispiel: Dimethylammonium-dimethylcarbamat Dichte ρ = 1,021 g · cm"3 bei 30°C, Brechungsindex no30= 1,4501, Viskosität 2O0C: η = 84cP;50°C:n = IS^cPJ.DieCarbamatesindbeiNormaldruckdestillierbaMTab.U.wobeidie Destillierbarkeit aus einer thermischen Spaltung in die Komponenten Kohlendioxid und Amin und deren Rekombination bei Abkühlung resultiert. Dies wird durch eine Bindungsenthalpie zwischen Kohlendioxid und Amin von nur 30-40 kJ/mol ermöglicht.The carbamates I are clear, highly viscous at room temperature liquids whose viscosity decreases sharply with increasing temperature (Example: dimethylammonium dimethylcarbamate density ρ = 1.021 g · cm " 3 at 30 ° C, refractive index no 30 = 1.4501, viscosity 2O 0 C: η = 84cP; 50 ° C: n = IS ^ cPJ. The carbamates in normal pressure distilling mTab.U.w, the distillability results from thermal cleavage into the components carbon dioxide and amine and their recombination upon cooling, this being due to a binding enthalpy between carbon dioxide and amine of only 30-40 kJ / mol allows.
Tabelle 1: Konstanten der Carbamate ITable 1: Constants of the carbamates I
' Carbamat nichtkristallin zu erhaltenCarbamate non-crystalline to obtain
Am Beispiel des Dimethylammonium-dimethylcarbamates wurden empirische Solvensparamter bestimmt. Als universellste und bekannteste Skala hat sich der ET(30)-Wert von Reichhardt (C. Reichardt, E. Harbusch-Görnerl, Liebigs Ann. Chem. 1983,721) durchgesetzt. Dieser geht auf den außergewöhnlich großen Solvatochromieumfang der negativ solvatochromen Pyridinium-N-phenolat-betain-Farbstoffe zurück und ist charakteristisch für die Lewis-Acidität (Akzeptorstärke) und für die nichtspezifische Polarität (nichtspezifische Wechselwirkungen)Using the example of dimethylammonium dimethylcarbamate, empirical solvent parameters were determined. The most universal and best-known scale has been the E T (30) value of Reichhardt (C. Reichardt, E. Harbusch-Görnerl, Liebigs Ann. Chem. 1983, 721). This is due to the extraordinarily large solvatochromatic scope of the negatively solvatochromic pyridinium N-phenolate betaine dyes and is characteristic of the Lewis acidity (acceptor strength) and of the non-specific polarity (non-specific interactions).
Aus den ermittelten spektroskopischen Daten folgt From the determined spectroscopic data follows
ET(30) = 57,2kcal/molE T (30) = 57.2 kcal / mol
wonach Dimethylammonium-dimethylcarbamat in die Klasse der stark strukturierten und stark polaren Lösungsmittel einzuordnen ist. Aus der linearen Korrelation zwischen dem ET(30)-Wert und den Akzeptorzahlen (V. Gutmann, Coord. Chem. Rev. 18 [1976] 225) läßt sich ein durchschnittlicher Wert vonaccording to which dimethyl ammonium dimethyl carbamate is classified in the class of highly structured and highly polar solvents. From the linear correlation between the E T (30) value and the acceptor numbers (V. Gutmann, Coord. Chem. Rev. 18 [1976] 225) an average value of
AN = 33,3AN = 33.3
errechnen. Eine Abschätzung der Donorzahl (DN) erfolgt mit Nickel-IN.N.N'.N'-tetramethylethylendiaminlfacetylacetonato)-tetraphenylboranat (R. W.Soukup, Chem. uns. Zeit 17 [1983] 129,163) zucalculate. An estimation of the donor number (DN) is carried out with nickel-IN.N.N'.N'-tetramethylethylenediamine-acetylacetonato) -tetraphenylboranate (R.W. Soukup, Chem. Us., Zeit 17 [1983] 129,163)
DN>25DN> 25
Überraschend und vorteilhaft im Sinne der Erfindung ist, daß Dimethylammonium-dimethylcarbamat ein Lösungsmittel mit hohem Donorvermögen ähnlich sekundären Aminen, aber im Gegensatz zu diesen auch mit hohem Aktzeptorvermögen ist. Es nimmt damit unter den Lösungsmitteln eine gewisse Sonderstellung ein. Es ist unbegrenzt mit den üblichen Lösungsmitteln (z. B. Ether, Alkohole, Ester, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Aromaten u. a.) und in begrenztem Maße mit aliphatischen Kohlenwasserstoffen mischbar. Langkettige Carbonsäuren (Palmitinsäure), Fette (Schweineschmalz), langkettige Alkohole (Lanettewachs), Paraffin, Coffein und viele andere organische Stoffe ließen sich in einer Soxhlet-Apparatur problemlos extrahieren. Insbesondere schwach saure und schwach basische Stoffe erwiesen sich als sehr extraktionsfähig. Von Vorteil ist dabei die leichte und vollständige Entfernung des Lösungsmittels nach der Extraktion sowie die relativ niedrige Temperatur der Extraktion, wodurch die Methode besonders für thermolabile Substanzen prädestiniert ist. Die Löslichkeit anorganischer Stoffe (Salze) in den Carbamatcn I ist deutlich besser als in non üblichen organischen Lösungsmitteln, was auf eine hohe Polarität der Carbamate I hinweist (z. B. in Dimethylammoniumdimethylcarbamat LiCI 0,75mol/l, NaCI 0,31 mol/l, Kl 0,26 mol/l). Hingewiesen sei auf die Möglichkeit der Reaktion der Aminokomponente bei Extraktion bestimmter Substanzklassen.It is surprising and advantageous for the purposes of the invention that dimethylammonium dimethylcarbamate is a solvent having a high donor capacity similar to secondary amines, but in contrast to these also having high acceptability. It thus takes a certain special position among the solvents. It is unlimitedly miscible with the usual solvents (eg ethers, alcohols, esters, halogenated hydrocarbons, aromatics etc.) and to a limited extent with aliphatic hydrocarbons. Long-chain carboxylic acids (palmitic acid), fats (lard), long-chain alcohols (lanette wax), paraffin, caffeine and many other organic substances were readily extracted in a Soxhlet apparatus. In particular, weakly acidic and weakly basic substances proved to be very extractable. The advantage here is the easy and complete removal of the solvent after extraction and the relatively low temperature of the extraction, whereby the method is predestined especially for thermolabile substances. The solubility of inorganic substances (salts) in the carbamates I is significantly better than in non- standard organic solvents, which indicates a high polarity of the carbamates I (for example, in dimethylammonium dimethylcarbamate LiCl 0.75 mol / l, NaCl 0.31 mol / 1, Cl 0.26 mol / l). It should be noted the possibility of reaction of the amino component in extraction of certain classes of substances.
allgemeine Extraktion:general extraction:
Dio Extraktion in einer Soxhlet-Apparatur (poriodisch-diskontinuiorliche Extraktion) von Palmitinsäure, Schweineschmalz, Lanottowachs und Paraffin war nach wenigen Extraktionszyklen vollständig. Besonders schnell verlief die Extraktion der Palmitinsäuro.Dio extraction in a Soxhlet apparatus (poriodiscontinuous extraction) of palmitic acid, lard, lanottic wax and paraffin was complete after a few extraction cycles. Especially fast was the extraction of palmitic acid.
Eine Extraktion von Coffoin aus Toe im Vergleich mit Ethanol (L. Gattermann: Dio Praxis des organischen Chemikers, 4O.Aufl., Borlin, Waltor (Ig Gruytor & Co., 1961, S.354) in oiner Soxhlot-Apparatur orgab nach 8 Stunden Extraktionszeit mit Dimethylammonium-dimothylnarbamat otwa zwei Drittel der Mongo an Coffoin vom Parallelversuch.Extraction of Coffoin from Toe in Comparison with Ethanol (L. Gattermann: Dio Praxis der organischen Chemiker, 4O.Aufl., Borlin, Waltor (Ig Gruytor & Co., 1961, p. 354) in a Soxhlot apparatus org Hour extraction time with dimethylammonium dimothylnarbamat otwa two-thirds of Mongo to coffoin from the parallel experiment.
R1 H Ov R1 R 1 HO v R 1
X- XX-X
R2 H O R2 R 2 HOR 2
Formel IFormula I
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