DE102008014028A1 - Preparing imidazolium salts, preferably 1,3-disubstiuted imidazolium salts, useful e.g. as precursors of N-heterocyclic carbenes, comprises reducing 1,3-disubstituted-2-alkoxyimidazolium salts with hydrides and/or hydride donors - Google Patents
Preparing imidazolium salts, preferably 1,3-disubstiuted imidazolium salts, useful e.g. as precursors of N-heterocyclic carbenes, comprises reducing 1,3-disubstituted-2-alkoxyimidazolium salts with hydrides and/or hydride donors Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung 1,3-disubstituierter Imidazoliumsalze durch Reduktion von 1,3-disubstituierten 2-Alkoxyimidazoliumsalzen sowie die Verwendung der so hergestellten Imidazoliumsalze.The The present invention relates to a process for producing 1,3-disubstituted Imidazolium salts by reduction of 1,3-disubstituted 2-Alkoxyimidazoliumsalzen and the use of the imidazolium salts thus prepared.
Imidazoliumsalze und ihre Herstellung sind aus der Literatur bekannt. Es handelt sich dabei um wichtige Verbindungen, die einerseits als Ionische Flüssigkeiten verwendet werden, andererseits als Vorstufe von N-heterocyclischen Carbenen und deren Metallkomplexen dienen. Die Carbene selbst können als nukleophile Organkatalysatoren verwendet werden. Metallkomplexe N-heterocyclischer Carbene können als Metallkatalysatoren verwendet werden.imidazolium and their preparation are known from the literature. It deals These are important connections, on the one hand as Ionian Liquids are used, on the other hand, as a precursor of N-heterocyclic carbenes and their metal complexes serve. The carbenes themselves can act as nucleophilic organ catalysts be used. Metal complexes of N-heterocyclic carbenes can be used as metal catalysts.
Ionische
Flüssigkeiten oder flüssige Salze sind ionische
Spezies, die aus einem organischen Kation und in der Regel einem
anorganischen Anion bestehen. Sie enthalten keine neutralen Moleküle
und weisen meistens einen Schmelzpunkt kleiner 373 K auf. Im Stand
der Technik sind eine Vielzahl von Verbindungen bekannt, die als
Ionische Flüssigkeiten Verwendung finden. Beispielsweise
wurden lösungsmittelfreie Ionische Flüssigkeiten
in einer Reihe von US-Patenten offenbart, u. a. in
Die
Entwicklung auf dem Gebiet der Ionischen Flüssigkeiten
ist in den letzten Jahren weiter fortgeschritten und einige Übersichtsartikel
wurden zu diesem Thema veröffentlicht (
Die Herstellung unsymmetrisch substituierter Imidazoliumsalze wird bereits in der Literatur beschrieben, jedoch ist eine gezielte und einfache Herstellungsmöglichkeit von insbesondere unsymmetrisch diarylsubstituierten Imidazoliumsalzen immer noch schwierig.The Preparation of unsymmetrically substituted imidazolium salts is already described in the literature, however, is a targeted and simple Production possibility of in particular asymmetrical diaryl-substituted imidazolium salts are still difficult.
Die
Herstellung ausgehend von Bisiminen durch Einführung eines
Cl-Fragments wird hingegen gleich auf drei unterschiedliche Weisen
beschrieben: einerseits durch den Einsatz von krebserregendem (α-Chlormethyl)ethylether
(
So
wird in
Einen
anderen Weg zur Herstellung der Imidazoliumsalze beschreiben beispielsweise
Bekannt
ist auch die Reduktion von Alkylthioimidazoliumsalzen zu Imidazoliumsalzen
(
Nachteilig an den beiden zuletzt genannten Synthesewegen ist jedoch, dass generell die Synthese ausgehend von 1,3-Diarylimidazol-2-thionen ungünstiger ist, da gemischtsubstituierte 1,3-Diarylimidazol-2-thione durch einfache Arylaminierungsreaktionen nicht herstellbar sind.adversely however, in the two last-mentioned synthetic routes, that is generally the synthesis unfavorable starting from 1,3-diarylimidazole-2-thionen is, as mixed-substituted 1,3-diarylimidazole-2-thiones by Simple arylamination reactions can not be produced.
Erst
kürzlich gelang Fürstner et al. in einer 6-stufigen
Synthese gezielt auch unsymmetrisch diarylsubstituierte Vertreter
herzustellen (
Neben den bereits genannten Nachteilen haben die in der Literatur beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Imidazoliumsalzen zum Nachteil, dass die Synthesewege aufwendig sind und insbesondere die Herstellung unsymmetrisch substituierter, beispielsweise unsymmetrisch 1,3-diarylsubstituierter Imidazoliumsalze nicht oder nur unter enormem Aufwand möglich ist. Deshalb besteht ein stetiger Bedarf an einem möglichst allgemeinen, d. h. unabhängig von der Art der gegebenenfalls unterschiedlichen Substituenten, und einfachen Verfahren zur Herstellung von Imidazoliumsalzen, das auch prinzipiell im industriellen Maßstab einsetzbar ist.Next The disadvantages already mentioned are those described in the literature Process for the preparation of imidazolium salts to the disadvantage that the synthesis routes are expensive and in particular the production unsymmetrically substituted, for example asymmetrically 1,3-diarylsubstituierter Imidazolium salts not possible or only with enormous effort is. Therefore, there is a constant need for one as possible general, d. H. regardless of the type of if necessary different substituents, and simple methods of preparation of imidazolium salts, which also in principle on an industrial scale can be used.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein einfaches und allgemein anwendbares, d. h. unabhängig von der Art der gegebenenfalls unterschiedlichen Substituenten, Verfahren zur Herstellung von Imidazoliumsalzen zu finden. Insbesondere lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von unsymmetrisch substituierten Imidazoliumsalzen, wie beispielsweise unsymmetrisch 1,3-diarylsubstituierte Imidazoliumsalze, zur Verfügung zu stellen, welches insbesondere die Nachteile der bislang beschriebenen Methoden nicht aufweist.The Object of the present invention was therefore a simple and generally applicable, d. H. regardless of the type of optionally different substituents, process for the preparation of imidazolium salts. In particular, the invention was The object of the invention is a method of producing unbalanced substituted imidazolium salts such as unsymmetrical 1,3-diaryl substituted imidazolium salts to provide, which in particular the disadvantages of the previously described Does not have methods.
Gelöst
werden diese Aufgaben durch ein Verfahren zur Herstellung von Imidazoliumsalzen
der allgemeinen Formel (II) durch Reduktion 1,3-disubstituierter
2-Alkoxyimidazoliumsalze der allgemeinen Formel (I) mit Hydriden
und/oder Hydridüberträgern, worin,
die
Substituenten R1, R2,
R3, R4 und R5 jeweils unabhängig voneinander
die Bedeutung von Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl
mit 1-20 C-Atomen, geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20
C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen, geradkettiges
oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren
Dreifachbindungen, oder
gesättigtes, teilweise oder
vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-10
C Atomen, welches mit Alkylgruppen mit 1-10 C-Atomen substituiert
sein kann, haben,
wobei ein oder mehrere Substituenten R1, R2, R3,
R4 oder R5 teilweise
in beliebiger Position oder vollständig durch Halogen oder
teilweise in beliebiger Position durch CN oder NO2 substituiert
sein können,
und Halogen ausgewählt ist aus
F, Cl, Br und I,
wobei im Falle der genannten aliphatischen
Substituenten die Substituenten R1 und R2, R1 und R3 sowie R3 und R4 auch jeweils unabhängig voneinander
durch Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindungen miteinander verbunden
sein können, sodass sie jeweils gemeinsam unabhängig
voneinander einen drei- bis achtgliedrigen Ring bilden und dass
bi-, tri- oder polycyclische Kationen entstehen,
und wobei
ein Kohlenstoffatom eines oder mehrerer Substituenten R1,
R2, R3, R4 und R5, durch Atome
und/oder Atomgruppierungen, ausgewählt aus der Gruppe -O-,
-C(O)-, -C(O)O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO3-, -N=, -N=N-, -NH-, -NR'-, -PR'-, -P(O)R',
-P(O)R'-O-, -O-P(O)R'-O-, und -P(R')2=N-
ersetzt sein können, wobei R' nicht fluoriertes, teilweise
oder perfluoriertes Alkyl mit 1-6 C-Atomen, gesättigt oder
teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, unsubstituiertes
oder substituiertes Phenyl oder unsubstituierter oder substituierter
Heterocyclus ist,
und
A– ausgewählt
wird aus der Gruppe bestehend aus:
F–,
Cl–, Br–,
I–, CN–,
[ClO4]–,
[BF4]–,
[BFzRF 4-z]–, [BFz(CN)4-z]–, [B(CN)4]–, [B(C6F5)4]–, [B(OR6)4]–, [N(CF3)2]–, [N(CN)2]–, [AlCl4]–, [SbF6]–, [SiF6]–, [R6SO3]–,
[RFSO3]–,
[(RFSO2)2N)]–, [(RFSO2)3C)]–, [(FSO2)3C]–, [R6CH2OSO3]–, [R6C(O)O]–, [RFC(O)O]–, [CCl3C(O)O]–, [(CN)3C]–, [(CN)2CR6]–, [(R6O(O)C)2CR6], [P(CnF2n+1-mHm)yF6-y]–, [P(C6F)yF6-y]–, [R6 2P(O)O]–,
[R6P(O)O2]2–, [(R6O)2P(O)O]–,
[(R6O)P(O)O2]2–, [(R6O)(R6)P(O)O]–,
[RF 2P(O)O]–, [RFP(O)O2]2–,
wobei
die Substituenten RF jeweils unabhängig
voneinander die Bedeutung von perfluoriertes und geradkettiges oder
verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen, perfluoriertes und geradkettiges
oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren
Doppelbindungen, perfluoriertes Phenyl und gesättigtes,
teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl
mit 3-7 C-Atomen, das mit Perfluoralkylgruppen substituiert sein kann,
wobei
in einem Anion A–, das mindestens
zwei Substituenten RF enthält,
die Substituenten RF durch Einfach- oder
Doppelbindungen miteinander verbunden sein können, sodass
sie gemeinsam einen drei- bis achtgliedrigen Ring bilden,
und
wobei
ein Kohlenstoffatom oder zwei nicht benachbarte Kohlenstoffatome
des Substituenten RF durch Atome und/oder
Atomgruppierungen, ausgewählt aus der Gruppe -O-, -C(O)-,
-S-, -S(O)-, -SO2-, -N=, -N=N-, -NR'-, -PR'-
und -P(O)R'- ersetzt sein können oder eine Endgruppe R'-O-SO2- oder R'-OC(O)-besitzen können,
wobei R' die zuvor genannte Bedeutung hat
und
wobei die
Substituenten R6 jeweils unabhängig
voneinander die Bedeutung von Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes
Alkyl mit 1-20 C-Atomen,
geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl
mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
geradkettiges
oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren
Dreifachbindungen,
gesättigtes, teilweise oder vollständig
ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das durch Alkylgruppen
mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
wobei die Substituenten
R6 teilweise durch CN–,
NO2 –, F–, Cl–,
Br– oder I– substituiert
sein können,
wobei in einem Anion A–,
das mindestens zwei Substituenten R6 enthält,
die Substituenten R6 durch Einfach- oder
Doppelbindungen miteinander verbunden sein können, sodass
sie gemeinsam einen drei- bis achtgliedrigen Ring bilden,
und
wobei
ein Kohlenstoffatom des R6, durch Atome
und/oder Atomgruppierungen, ausgewählt aus der Gruppe -O-,
-C(O)-, -C(O)O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO3-, -N=, -N=N-, -NH-, -NR'-, -PR'- und -P(O)R'-,
-P(O)R'O-, -OP(O)R'O-, -PR'2=N-, -C(O)NH-,
-C(O)NR'-, -SO2NH- oder -SO2NR'-
ersetzt sein können, wobei R' die zuvor genannte Bedeutung
hat
und die Variablen n, m, y und z jeweils ganze Zahlen sind,
und
n 1 bis 20,
m 0, 1, 2 oder 3,
y 0, 1, 2, 3 oder
4,
z 0, 1, 2 oder 3 bedeuten.These objects are achieved by a process for the preparation of imidazolium salts of the general formula (II) by reduction of 1,3-disubstituted 2-alkoxyimidazolium salts of the general formula (I) with hydrides and / or hydride transfer agents, wherein,
the substituents R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 each independently represent the meaning of hydrogen, straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms, straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or a plurality of double bonds, straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds, or
saturated, partially or completely unsaturated cycloalkyl having 3-10 C atoms which may be substituted by alkyl groups having 1-10 C atoms,
wherein one or more substituents R 1 , R 2 , R 3 , R 4 or R 5 may be partially substituted in any position or completely by halogen or partially in any position by CN or NO 2 ,
and halogen is selected from F, Cl, Br and I,
wherein in the case of said aliphatic substituents, the substituents R 1 and R 2 , R 1 and R 3 and R 3 and R 4 may each be independently connected to each other by single, double or triple bonds, so that they each independently together form a three- to eight-membered ring and that bi-, tri- or polycyclic cations are formed,
and wherein a carbon atom of one or more substituents R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 is substituted by atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -C (O) -, -C (O) O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, -SO 3 -, -N =, -N = N-, -NH-, -NR'-, -PR'-, -P (O) R ', -P (O) R'-O-, -OP (O) R'-O-, and -P (R') 2 = N- may be substituted, where R 'is not fluorinated, partially or perfluorinated alkyl having 1-6 C atoms, saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, unsubstituted or substituted phenyl or unsubstituted or substituted hetero cyclus is,
and
A - is selected from the group consisting of:
F -, Cl -, Br -, I -, CN -, [ClO 4] -, [BF 4] -, [BF z R F 4-z] -, [BF z (CN) 4-z] -, [B (CN) 4 ] - , [B (C 6 F 5 ) 4 ] - , [B (OR 6 ) 4 ] - , [N (CF 3 ) 2 ] - , [N (CN) 2 ] - , [AlCl 4 ] - , [SbF 6 ] - , [SiF 6 ] - , [R 6 SO 3 ] - , [R F SO 3 ] - , [(R F SO 2 ) 2 N)] - , [(R F SO 2 ) 3 C)] - , [(FSO 2 ) 3 C] - , [R 6 CH 2 OSO 3 ] - , [R 6 C (O) O] - , [R F C (O) O] -, [CCl 3 C (O) O] -, [(CN) 3 C] - ([(R 6 O (O) C) 2 CR 6], [P -, [(CN) 2 CR 6] C n F 2n + 1-m H m ) y F 6-y ] - , [P (C 6 F) y F 6-y ] - , [R 6 2 P (O) O] - , [R 6 P (O) O 2 ] 2- , [(R 6 O) 2 P (O) O] - , [(R 6 O) P (O) O 2 ] 2- , [(R 6 O) (R 6 ) P (O) O] - , [R F 2 P (O) O] - , [R F P (O) O 2 ] 2- ,
where the substituents R F each independently represent the meaning of perfluorinated and straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms, perfluorinated and straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds, perfluorinated phenyl and saturated, in part or completely unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by perfluoroalkyl groups,
in an anion A - which contains at least two substituents R F , the substituents R F may be linked to each other by single or double bonds so that they together form a three- to eight-membered ring,
and
wherein one or two non-adjacent carbon atoms of the substituent R F are substituted by atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -C (O) -, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, -N =, -N = N-, -NR'-, -PR'- and -P (O) R'- may be replaced or an end group R'-O-SO 2 - or R'-OC (O) may have, where R 'has the meaning given above
and
wherein the substituents R 6 each independently of one another denote the meaning of hydrogen, straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms,
straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds,
straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds,
saturated, partially or completely unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by alkyl groups having 1-6 C atoms,
wherein the substituents R 6 in part by CN -, NO 2 -, F -, Cl -, Br - or I - may be substituted,
wherein in an anion A - which contains at least two substituents R 6 , the substituents R 6 may be linked together by single or double bonds so that they together form a three- to eight-membered ring,
and
wherein a carbon atom of R 6 , by atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -C (O) -, -C (O) O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, -SO 3 -, -N =, -N = N-, -NH-, -NR'-, -PR'- and -P (O) R'-, -P (O) R'O- , -OP (O) R'O-, -PR ' 2 = N-, -C (O) NH-, -C (O) NR'-, -SO 2 NH- or -SO 2 NR' - be replaced can, where R 'has the meaning given above
and the variables n, m, y and z are each integers, and
n 1 to 20,
m 0, 1, 2 or 3,
y is 0, 1, 2, 3 or 4,
z is 0, 1, 2 or 3.
Unter vollständig ungesättigten Substituenten werden im Sinne der vorliegenden Erfindung auch aromatische Substituenten verstanden.Under become fully unsaturated substituents in the context of the present invention also aromatic substituents Understood.
Im
einzelnen haben die für die verschiedenen Reste R angegebenen
Sammelbegriffe die folgende Bedeutung:
geradkettiges oder verzweigtes
Alkyl mit 1-20 C-Atomen: geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste
mit bis zu 20 C-Atomen, bevorzugt C1-C12-Alkyl wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl,
n-Butyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Pentyl, 1-, 2- oder 3-Methylbutyl,
1,1-, 1,2- oder 1,3-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl, Hexyl, Heptyl, Octyl,
2-Ethylhexyl, Nonyl, Decyl, Undecyl und Dodecyl sowie deren Isomere.
Besonders bevorzugt sind Alkylreste mit 1-8 C-Atomen.
geradkettiges
oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren
Doppelbindungen: ungesättigte, geradkettige oder verzweigte
Kohlenwasserstoffreste mit mindestens einer Doppelbindung in einer beliebigen
Position, bevorzugt C2-C12-Alkenyl
wie Ethenyl, 1- oder 2-Propenyl, 1-Methylethenyl, 1-, 2- oder 3-Butenyl,
1-Methyl-1-propenyl, 1-Methyl-2-propenyl, 2-Methyl-2-propenyl, 1-,
2-, 3- oder 4-Pentenyl, 1-, 2-, 3-, 4- oder 5-Hexenyl, sowie deren
Isomere und die Isomere von Heptenyl, Octenyl, Nonenyl, Decenyl,
Undecenyl und Dodecenyl. Besonders bevorzugt sind Alkenylreste mit
2-8 C-Atomen.
geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20
C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen: ungesättigte,
geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste mit mindestens
einer Dreifachbindung in einer beliebigen Position, bevorzugt C2-C12-Alkinyl wie
Ethinyl, 1- oder 2-Propinyl, 1-, 2- oder 3-Butinyl, 1-Methyl-2-propinyl,
1-, 2-, 3- oder 4-Pentinyl, 1-, 2-, 3-, 4- oder 5-Hexinyl, sowie
deren Isomere und die Isomere von Heptinyl, Octinyl, Noninyl, Decinyl,
Undecinyl und Dodecinyl. Besonders bevorzugt sind Alkinylreste mit 2-8
C-Atomen.
gesättigtes, teilweise oder vollständig
ungesättigtes Cycloalkyl mit 3 bis 10 C-Atomen, welches
mit Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen substituiert sein kann: monocyclische,
gesättigte, teilweise oder ganz ungesättigte, d.
h. aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 3 bis zu 10 Kohlenstoffringgliedern,
bevorzugt mit 3 bis 7 Kohlenstoffringgliedern wie Cyclopropyl, Cyclobutyl,
Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclopentenyl, Cyclopenta-1,3-dienyl,
Cyclohexenyl, Cyclohexa-1,3-dienyl, Cyclohexa-1,4-dienyl, Phenyl,
Cycloheptenyl, Cyclohepta-1,3-dienyl, Cyclohepta-1,4-dienyl oder
Cyclohepta-1,5-dienyl, welche mit C1-C10Alkylgruppen substituiert sein können.In detail, the collective terms given for the different radicals R have the following meaning:
straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms: straight-chain or branched hydrocarbon radicals having up to 20 C atoms, preferably C 1 -C 12 -alkyl, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert Butyl, pentyl, 1-, 2- or 3-methylbutyl, 1,1-, 1,2- or 1,3-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl and dodecyl and their isomers. Particular preference is given to alkyl radicals having 1-8 C atoms.
straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds: unsaturated, straight-chain or branched hydrocarbon radicals having at least one double bond in any position, preferably C 2 -C 12 -alkenyl, such as ethenyl, 1- or 2-propenyl, 1-methylethenyl, 1-, 2- or 3-butenyl, 1-methyl-1-propenyl, 1-methyl-2-propenyl, 2-methyl-2-propenyl, 1-, 2-, 3- or 4-pentenyl , 1-, 2-, 3-, 4- or 5-hexenyl, as well as their isomers and the isomers of heptenyl, octenyl, nonenyl, decenyl, undecenyl and dodecenyl. Particularly preferred are alkenyl radicals having 2-8 C atoms.
straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds: unge saturated, straight-chain or branched hydrocarbon radicals having at least one triple bond in any position, preferably C 2 -C 12 alkynyl, such as ethynyl, 1- or 2-propynyl, 1-, 2- or 3-butynyl, 1-methyl-2-propynyl , 1-, 2-, 3- or 4-pentynyl, 1-, 2-, 3-, 4- or 5-hexynyl, as well as their isomers and the isomers of heptynyl, octynyl, nonynyl, decynyl, undecynyl and dodecynyl. Particularly preferred are alkynyl radicals having 2-8 C atoms.
saturated, partially or fully unsaturated cycloalkyl having 3 to 10 carbon atoms, which may be substituted by alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms: monocyclic, saturated, partially or completely unsaturated, ie aromatic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon ring members, preferably with 3 to 7 carbon ring members such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclopentenyl, cyclopenta-1,3-dienyl, cyclohexenyl, cyclohexa-1,3-dienyl, cyclohexa-1,4-dienyl, phenyl, cycloheptenyl, cyclohepta-1 , 3-dienyl, cyclohepta-1,4-dienyl or cyclohepta-1,5-dienyl, which may be substituted by C 1 -C 10 alkyl groups.
Die einzelnen Substituenten können wie zuvor beschrieben unabhängig voneinander an beliebiger Position teilweise oder vollständig mit Halogen oder teilweise mit CN oder NO2 substituiert sein, wobei Halogen ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus F, Cl, Br und I. Beispielsweise beträgt die Anzahl der Halogenatome in einem Substituenten maximal 8, bevorzugt maximal 5, besonders bevorzugt maximal 3, ganz besonders bevorzugt maximal 1 und insbesondere ist der Substituent nicht mit Halogenatomen substituiert. Die Anzahl der CN- und NO2-Gruppen in einem Substituenten beträgt beispielsweise maximal 4, bevorzugt maximal 2, ganz besonders bevorzugt maximal 1, und insbesondere ist der Substituent nicht mit CN- oder NO2-Gruppen substituiert.The individual substituents, as described above, independently of one another at any position, may be partially or completely substituted by halogen or partially by CN or NO 2 , where halogen is selected from the group consisting of F, Cl, Br and I. For example, the number of halogen atoms is in a substituent a maximum of 8, preferably a maximum of 5, more preferably a maximum of 3, most preferably a maximum of 1 and in particular the substituent is not substituted by halogen atoms. The number of CN and NO 2 groups in a substituent is for example at most 4, preferably at most 2, very particularly preferably at most 1, and in particular the substituent is not substituted by CN or NO 2 groups.
Falls es sich bei den zuvor genannten Substituenten um aliphatische Substituenten handelt, können die Substituenten R1 und R2, R1 und R3, sowie R3 und R4 auch durch Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindungen miteinander verbunden sein, so dass sie jeweils gemeinsam unabhängig voneinander einen drei- bis achtgliedrigen, bevorzugt einen fünf- bis siebengliedrigen und besonders bevorzugt einen fünf- bis sechsgliedrigen Ring bilden und dass bi-, tri- oder polycyclische Kationen entstehen. Diese Ringe können gesättigt, ungesättigt, konjugiert ungesättigt oder aromatisch sein, bevorzugt sind die Ringe konjugiert ungesättigt oder aromatisch.If the abovementioned substituents are aliphatic substituents, the substituents R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , as well as R 3 and R 4 may also be linked together by single, double or triple bonds, so that they each independently together form a three- to eight-membered, preferably a five- to seven-membered and more preferably a five- to six-membered ring and that bi-, tri- or polycyclic cations arise. These rings may be saturated, unsaturated, conjugated unsaturated or aromatic, preferably the rings are conjugated unsaturated or aromatic.
Erfindungsgemäß ist ein Kohlenstoffatom eines oder mehrerer Substituenten R1, R2, R3, R4 und R5, durch Atome und/oder Atomgruppierungen, ausgewählt aus der Gruppe -O-, -C(O)-, -C(O)O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO3-, -N=, -N=N-, -NH-, -NR'-, -PR'-, -P(O)R', -P(O)R'-O-, -O-P(O)R'-O-, und -P(R')2=N- ersetzt, wobei R' nicht fluoriertes, teilweise oder perfluoriertes Alkyl mit 1-6 C-Atomen, gesättigt oder teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl oder unsubstituierter oder substituierter Heterocyclus ist, wobei die Bezeichnungen Alkyl und Cycloalkyl die zuvor genannte Bedeutung haben. Unter Heterocyclus werden fünf- bis neungliedrige, bevorzugt fünf- bis sechsgliedrige Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Schwefelatome aufweisende Ringsysteme verstanden wie beispielsweise 2- oder 3-Furyl, 2- oder 3-Thienyl, 1-, 2- oder 3-Pyrrolyl, 1-, 2-, 4- oder 5-Imidazolyl, 3-, 4- oder 5-Pyrazolyl.According to the invention, a carbon atom of one or more substituents R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 is substituted by atoms and / or atom groups selected from the group -O-, -C (O) -, -C (O) O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, -SO 3 -, -N =, -N = N-, -NH-, -NR'-, -PR'-, -P (O) R ', -P (O) R'-O-, -OP (O) R'-O-, and -P (R') 2 = N-, where R 'is non-fluorinated, partially or perfluorinated Alkyl having 1-6 C atoms, saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, unsubstituted or substituted phenyl or unsubstituted or substituted heterocycle, wherein the terms alkyl and cycloalkyl have the abovementioned meaning. Heterocycle is understood as meaning five- to nine-membered, preferably five- to six-membered, oxygen, nitrogen and / or sulfur-containing ring systems, for example 2- or 3-furyl, 2- or 3-thienyl, 1-, 2- or 3-pyrrolyl , 1-, 2-, 4- or 5-imidazolyl, 3-, 4- or 5-pyrazolyl.
Erfindungsgemäß enthält das Salz ein Anion, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus F–, Cl–, Br–, I–, CN–, [ClO4]–, [BF4]–, [BFzRF 4-z]–, [BFz(CN)4-z]–, [B(CN)4]–, [B(C6F5)4]–, [B(OR6)4]–, [N(CF3)2]–, [N(CN)2]–, [AlCl4]–, [SbF6]–, [SiF6]–, [R6SO3]–, [RFSO3]–, [(RFSO2)2N)]–, [(RFSO2)3C)]–, [(FSO2)3C]–, [R6CH2OSO3]–, [R6C(O)O]–, [RFC(O)O]–, [CCl3C(O)O]–, [(CN)3C]–, [(CN)2CR6]–, [(R6O(O)C)2CR6], [P(CnF2n+1-mHm)yF6-y]–, [P(C6F)yF6-y]–, [R6 2P(O)O]–, [R6P(O)O2]2–, [(R6O)2P(O)O]–, [(R6O)P(O)O2]2–, [(R6O)(R6)P(O)O]–, [RF 2P(O)O]–, [RFP(O)O2]2–.According to the invention, the salt contains an anion selected from the group consisting of F -, Cl -, Br -, I -, CN -, [ClO 4] -, [BF 4] -, [BF z R F 4-z ] - , [BF z (CN) 4-z ] - , [B (CN) 4 ] - , [B (C 6 F 5 ) 4 ] - , [B (OR 6 ) 4 ] - , [N (CF 3 ) 2 ] - , [N (CN) 2 ] - , [AlCl 4 ] - , [SbF 6 ] - , [SiF 6 ] - , [R 6 SO 3 ] - , [R F SO 3 ] - , [ (R F SO 2 ) 2 N)] - , [(R F SO 2 ) 3 C)] - , [(FSO 2 ) 3 C] - , [R 6 CH 2 OSO 3 ] - , [R 6 C ( O) - , [R F C (O) O] - , [CCl 3 C (O) O] - , [(CN) 3 C] - , [(CN) 2 CR 6 ] - , [(R 6 O (O) C) 2 CR 6], [P (C n F 2n + 1-m H m) y F 6-y] -, [P (C 6 F) y F 6-y] -, [ R 6 2 P (O) O] - , [R 6 P (O) O 2 ] 2- , [(R 6 O) 2 P (O) O] - , [(R 6 O) P (O) O 2 ] 2- , [(R 6 O) (R 6 ) P (O) O] - , [R F 2 P (O) O] - , [R F P (O) O 2 ] 2- .
Bevorzugte Anionen A– sind F–, Cl–, Br–, I–, CN–, [ClO4]–, [BF4]–, R6CH2OSO3]–, [SbF6]–, [PF6]–, und besonders bevorzugt Cl–, Br–, I–, [BF4]–, [PF6]–.Preferred anions A - are F - , Cl - , Br - , I - , CN - , [ClO 4 ] - , [BF 4 ] - , R 6 CH 2 OSO 3 ] - , [SbF 6 ] - , [PF 6 ] -, and particularly preferably Cl -, Br -, I -, [BF 4] -, [PF 6] -.
Die Substituenten RF können jeweils unabhängig voneinander die Bedeutung von perfluoriertes und geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen, perfluoriertes und geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen, perfluoriertes Phenyl und gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit Perfluoralkylgruppen substituiert sein kann, haben, wobei die Bezeichnungen Alkyl, Alkenyl und Cycloalkyl die zuvor genannte Bedeutung haben.The substituents R F can each independently of one another denote the meaning of perfluorinated and straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms, perfluorinated and straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds, perfluorinated phenyl and saturated, in part or fully unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms which may be substituted by perfluoroalkyl groups, wherein the terms alkyl, alkenyl and cycloalkyl have the abovementioned meaning.
Prinzipiell ist es möglich, dass ein Anion A–, das mindestens zwei Substituenten RF enthält, die Substituenten RF durch Einfach- oder Doppelbindungen miteinander verbunden sein können, so dass sie gemeinsam einen drei- bis achtgliedrigen, bevorzugt einen fünf- bis siebengliedrigen und besonders bevorzugt einen fünf- bis sechsgliedrigen Ring bilden.In principle, it is possible that an anion A - , which contains at least two substituents R F , the substituents R F may be connected to each other by single or double bonds, so that they are together a three- to eight-membered, preferably a five- to seven-membered and more preferably form a five- to six-membered ring.
Weiterhin können ein Kohlenstoffatom oder zwei nicht benachbarte Kohlenstoffatome des Substituenten RF durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -C(O)-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -N=, -N=N-, -NR'-, -PR'- und -P(O)R'- ersetzt sein oder eine Endgruppe R'-O-SO2- oder R'-OC(O)-besitzen können, wobei R' die zuvor genannte Bedeutung hat.Furthermore, a carbon atom or two non-adjacent carbon atoms of the substituent R F can be selected from atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -C (O) -, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, -N =, -N = N-, -NR'-, -PR'- and -P (O) R'- be replaced or an end group R'-O-SO 2 - or R'-OC (O) - may have, where R 'has the meaning given above.
Die Substituenten R6 können jeweils unabhängig voneinander die Bedeutung von Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen, geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen, geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen, gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das durch Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann, sein. Die Bezeichnungen Alkyl, Alkenyl, Alkinyl und Cycloalkyl haben die zuvor genannte Bedeutung.The substituents R 6 can each independently of one another denote the meaning of hydrogen, straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms, straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds, straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds, saturated, partially or fully unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by alkyl groups having 1-6 C atoms, be. The terms alkyl, alkenyl, alkynyl and cycloalkyl have the abovementioned meaning.
Weiterhin können die Substituenten R6 teilweise mit CN–, NO2 – und Halogen– substituiert sein, wobei Halogen die zuvor genannte Bedeutung hat.Furthermore, the substituents R 6 can be partially substituted by CN - , NO 2 - and halogen - , wherein halogen has the abovementioned meaning.
Prinzipiell ist es möglich, dass ein Anion A–, das mindestens zwei Substituenten R6 enthält, die Substituenten R6 durch Einfach- oder Doppelbindungen miteinander verbunden sein können, so dass sie gemeinsam einen drei- bis achtgliedrigen, bevorzugt einen fünf- bis siebengliedrigen und besonders bevorzugt einen fünf- bis sechsgliedrigen Ring bilden.In principle, it is possible that an anion A - containing at least two substituents R 6 , the substituents R 6 may be connected to each other by single or double bonds, so that they are together a three- to eight-membered, preferably a five- to seven-membered and more preferably form a five- to six-membered ring.
Weiterhin kann ein Kohlenstoffatom des Substituenten R6 durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -C(O)-, -C(O)O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO3-, -N=, -N=N-, -NH-, -NR'-, -PR'- und -P(O)R'-, -P(O)R'O-, -OP(O)R'O-, -PR'2=N-, -C(O)NH-, -C(O)NR'-, -SO2NH- oder -SO2NR'- ersetzt sein, wobei R' die zuvor genannte Bedeutung hat.Furthermore, a carbon atom of the substituent R 6 can be selected from atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -C (O) -, -C (O) O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, -SO 3 -, -N =, -N = N-, -NH-, -NR'-, -PR'- and -P (O) R'-, -P (O) R'O- , -OP (O) R'O-, -PR ' 2 = N-, -C (O) NH-, -C (O) NR'-, -SO 2 NH- or -SO 2 NR' - be replaced where R 'has the meaning given above.
Die Variablen n, m, y und z sind jeweils ganze Zahlen, wobei n 1 bis 20 ist, m 0, 1, 2 oder 3 ist, y 0, 1, 2, 3 oder 4 ist und z 0, 1, 2 oder 3 ist.The Variables n, m, y and z are each integers, where n is 1 to 20, m is 0, 1, 2 or 3, y is 0, 1, 2, 3 or 4 and z is 0, 1, 2 or 3 is.
Die Reduktion der Verbindung der allgemeinen Formel (I) geschieht durch Hydride wie beispielsweise Lithiumhydrid, Natriumhydrid, Kaliumhydrid, Calciumhydrid, Borhydrid wobei Hydride auch Komplexe Hydride sein können, wie Natriumborhydrid, Zinkborhydrid, Natriumcyanoborhydrid, Natriumtrimethoxyborhydrid, Tetramethylammoniumtriacetoxyborhydrid, Lithiumtri(sec-butyl)borhydrid (L-Selectrid), Natriumtri(sec-butyl)borhydrid (Na-Selectrid), Kaliumtri(sec-butyl)borhydrid (K-Selectrid), Alkalimetallaluminiumhydride wie Lithiumaluminiumhydrid, Lithiumtri(tert-butoxy)aluminiumhydrid oder Aluminiumhydride wie beispielsweise Diisobutylaluminiumhydrid, insbesondere jedoch Natriumborhydrid und Natriumtrimethoxyborhydrid. Auch andere Hydridüberträger wie Diisopinocampheylchlorboran, Alpine-Boran oder Hantzsch-Ester sind möglich. Selbstverständlich können auch beliebige Mischungen der genannten Hydride und Hydridüberträger eingesetzt werden. Bevorzugt wird jedoch nur ein Hydrid oder ein Hydridüberträger eingesetzt.The Reduction of the compound of general formula (I) is done by Hydrides such as lithium hydride, sodium hydride, potassium hydride, Calcium hydride, borohydride where hydrides are also complex hydrides such as sodium borohydride, zinc borohydride, sodium cyanoborohydride, Sodium trimethoxyborohydride, tetramethylammonium triacetoxyborohydride, Lithium tri (sec-butyl) borohydride (L-Selectride), sodium tri (sec-butyl) borohydride (Na-Selectride), potassium tri (sec-butyl) borohydride (K-Selectride), alkali metal aluminum hydrides such as lithium aluminum hydride, lithium tri (tert-butoxy) aluminum hydride or aluminum hydrides such as diisobutylaluminum hydride, but especially sodium borohydride and sodium trimethoxyborohydride. Other hydride carriers such as diisopinocampheyl chloroborane, Alpine borane or Hantzsch esters are possible. Of course can also be any mixtures of said hydrides and hydride transfer agents are used. Prefers However, only a hydride or a hydride is used.
In den erfindungsgemäßen Verfahren werden üblicherweise pro Mol einer Verbindung der Formel (I) 1 bis 10 Äquivalente an Reduktionsmittel pro übertragbares Hydrid eingesetzt. Üblicherweise erfolgt die Zugabe des Reduktionsmittels in einer oder mehreren kleinen Portionen, sie kann aber auch kontinuierlich erfolgen.In the methods according to the invention are customary 1 to 10 equivalents per mole of a compound of formula (I) used on reducing agent per transferable hydride. Usually the addition of the reducing agent takes place in one or more small portions, but it can also be done continuously.
Die
Darstellung von Uroniumsalzen aus Harnstoffen ist in
Die
einfache, gezielte Darstellung unsymmetrisch diarylsubstituierter
Imidazolin-2-one ist nach
Üblicherweise erfolgt das erfindungsgemäße Verfahren in einem geeigneten Lösungsmittel. Derartige Lösungsmittel sind beispielsweise Nitrile mit 2 bis 4 C-Atomen, Alkohole mit 1 bis 5 C-Atomen, Wasser, Ether, cyclische Ether sowie Mischungen der genannten Lösungsmittel. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren jedoch nur in einem Lösungsmittel durchgeführt.Usually the process according to the invention takes place in one suitable solvents. Such solvents are, for example, nitriles having 2 to 4 carbon atoms, alcohols with 1 to 5 C atoms, water, ethers, cyclic ethers and mixtures the said solvent. Preferably, the inventive Procedure, however, carried out only in a solvent.
Die Reaktionstemperatur liegt beispielsweise bei –50 bis 80°C, bevorzugt bei –35 bis 30°C.The Reaction temperature is for example from -50 to 80 ° C, preferably at -35 to 30 ° C.
Die Reaktion wird üblicherweise bei Atmosphärendruck durchgeführt. Selbstverständlich kann die Reaktion auch unter Vakuum oder bei Überdruck ausgeführt werden.The Reaction is usually at atmospheric pressure carried out. Of course, the reaction can also carried out under vacuum or at overpressure become.
Nach dem erfindunsgemäßen Verfahren lassen sich auf einfache und allgemein anwendbare, d. h unabhängig von der Art der Substituenten, sowohl symmetrisch als auch unsymmetrisch substituierte Imidazoliumsalze herstellen.According to the method according to the invention, simple and generally applicable, ie. h un depending on the nature of the substituents, produce both symmetrically and asymmetrically substituted imidazolium salts.
In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden unsymmetrisch 1,3-disubstituierte Imidazoliumsalze hergestellt. Insbesondere ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, unsymmetrisch 1,3-diarylsubstituierte Imidazoliumsalze herzustellen.In a particular embodiment of the invention Process become asymmetrically 1,3-disubstituted imidazolium salts produced. In particular, it is by the invention Process possible, unsymmetrical 1,3-diarylsubstituierte To produce imidazolium salts.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Imidazoliumsalzen als Ionische Flüssigkeiten und als Vorläufer zu Carbenen.One Another object of the present invention is the use produced by the process according to the invention Imidazolium salts as ionic liquids and as precursors to carbenes.
Die
folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, aber
nicht auf diese Beispiele einschränken:
Die präparativen
Arbeiten wurden teilweise unter Ausschluss von Sauerstoff und Feuchtigkeit
in einer Inertgasatmosphäre unter Verwendung der Schlenk-Technik
durchgeführt. Als Schutzgas diente Argon 4.6 (Firma Messer
Group GmbH), welches mit Aktivkohle, einem geheizten CuO-Katalysator
(Firma BASF SE) und Molekularsieb 4 Å feingereinigt wurde.
Die verwendeten Glasgeräte wurden vor Gebrauch im Feinvakuum
(< 10–3 mbar)
mit einem Heißluftgebläse ausgeheizt und anschließend
mit Argon begast. Verwendete Lösungsmittel wurden nach
Standardmethoden (
The preparative work was carried out partly with exclusion of oxygen and moisture in an inert gas atmosphere using the Schlenk technique. The protective gas used was argon 4.6 (Messrs. Messer Group GmbH), which was finely purified with activated charcoal, a heated CuO catalyst (BASF SE) and 4 Å molecular sieve. The glassware used was heated before use in a fine vacuum (<10 -3 mbar) with a hot air blower and then fumigated with argon. Solvents used were prepared according to standard methods (
Die Kemresonanzspektren wurden an einem Bruker ARX250, Broker DRX300 oder Bruker DRX500 Spektrometer aufgenommen. Die Kalibrierung der 1H-NMR-Spektren erfolgt intern durch die Restprotonensignale der deuterierten Lösungsmittel: [D7]-THF δ = 1.73, 3.58, [D2]-Acetonitril δ = 1.93, [D5]-DMSO δ = 2.49, [D1]-Dichlormethan δ = 5.32. 13C-NMR-Spektren wurden breitbandentkoppelt aufgenommen. Hier erfolgt die Kalibrierung durch die Verschiebung der Lösungsmittelsignale: [D8]-THF δ = 25.5, 67.7, [D6]-DMSO δ = 39.5, [D3]-Acetonitril δ = 1.39, 118.7, [D2]-Dichlormethan δ = 54.0. Abkürzungen für die Feinstrukturen der Signale: s = Singulett, d = Dublett, t = Triplett, q = Quartett und deren Kombinationen und m = Multiplett. Der Zusatz br kennzeichnet ein breites Signal. Die Zuordnung der Signale erfolgte mit Hilfe geeigneter 2D Experimente. Die Infrarotspektren wurden an einem Bruker Equinox 55 FT-IR-Spektrometer aufgenommen. Verwendete Abkürzungen für die Intensität der Banden: vs = very strong, s = strong, m = middle, w = weak. Die Elementaranalysen wurden durch das Mikroanalytische Labor der Chemischen Institute der Universität Heidelberg durchgeführt. MS-Spektren wurden auf einem Jeol JMS-700-Gerät, einem Finnigan TSQ 700 Triplequadrupol-Massenspektrometer oder auf einem Bruker Apex Qe Apollo II FT-ICR-Gerät durch die massenspektrometrische Abteilung des Organisch-Chemischen-Instituts der Universität Heidelberg aufgenommen. Die Bestimmung der Schmelz- und Zersetzungspunkte erfolgte in einer Glaskapillare in einer Schmelzpunktbestimmungsapparatur (Melting Point B 540) der Firma Büchi nach Dr. Tottoli. Die Werte sind nicht korrigiert.The nuclear resonance spectra were recorded on a Bruker ARX250, Broker DRX300 or Bruker DRX500 spectrometer. The calibration of the 1 H-NMR spectra is carried out internally by the residual proton signals of the deuterated solvents: [D 7 ] -THF δ = 1.73, 3.58, [D 2 ] -acetonitrile δ = 1.93, [D 5 ] -DMSO δ = 2.49, [D 1 ] -dichloromethane δ = 5.32. 13 C NMR spectra were recorded with broadband decoupling. Here the calibration is carried out by the displacement of the solvent signals: [D 8 ] -THF δ = 25.5, 67.7, [D 6 ] -DMSO δ = 39.5, [D 3 ] acetonitrile δ = 1.39, 118.7, [D 2 ] -dichloromethane δ = 54.0. Abbreviations for the fine structures of the signals: s = singlet, d = doublet, t = triplet, q = quartet and their combinations, and m = multiplet. The suffix br indicates a broad signal. The assignment of the signals was carried out by means of suitable 2D experiments. Infrared spectra were recorded on a Bruker Equinox 55 FT-IR spectrometer. Abbreviations used for the intensity of the bands: vs = very strong, s = strong, m = middle, w = weak. The elemental analyzes were carried out by the Microanalytical Laboratory of the Chemical Institutes of Heidelberg University. MS spectra were recorded on a Jeol JMS-700 instrument, a Finnigan TSQ 700 triple quadrupole mass spectrometer, or on a Bruker Apex Qe Apollo II FT-ICR instrument by the mass spectrometry department of the University of Heidelberg's Institute of Organic Chemistry. The determination of the melting and decomposition points was carried out in a glass capillary in a melting point determination apparatus (Melting Point B 540) from Büchi (Dr. Tottoli. The values are not corrected.
Beispiel 1example 1
Synthese von 6-Dimethylamino-2,10-di-tert-butyl-dipyrido[1,2-c;2',1'-e]imidazoliumchlorid (1a) Synthesis of 6-dimethylamino-2,10-di-tert-butyl-dipyrido [1,2-c; 2 ', 1'-e] imidazolium chloride (1a)
In einem ausgeheizten Dreihalskolben mit Rührfisch und Überdruckventil wurden unter Schutzgasatmosphäre 100 ml abs. Toluol vorgelegt. Unter Eiskühlung wurden 4.75 ml (4.49 g, 61.5 mmol) N,N-Dimethylformamid (DMF) und 4.80 ml (7.09 g, 55.9 mmol) Oxalylchlorid zugegeben. Als die Gasentwicklung abgeschlossen war, wurden 15.0 g (55.9 mmol) 4,4'-Di-tert-butyl-2,2'-bipyridin zugegeben. Das Gemisch färbte sich sofort gelb und es fiel nach kurzer Zeit ein grüner Feststoff aus. Nach 20 Minuten wurden 3.9 ml (2.8 g, 28 mmol) Triethylamin zugegeben. Die dunkelgrüne Suspension wurde eine Stunde bei 0°C gerührt und anschließend auf Raumtemperatur erwärmt. Der Feststoff wurde sofort abfiltriert, mit 1000 ml Toluol gewaschen und anschließend im Vakuum getrocknet. Dabei änderte sich die Farbe von grün nach gelb. Die Lagerung des Rohproduktes erfolgt unter Schutzgas.In a heated three-necked flask with stirrer and pressure relief valve under protective gas atmosphere 100 ml of abs. Submitted toluene. Under ice-cooling, 4.75 ml (4.49 g, 61.5 mmol) of N, N-dimethylformamide (DMF) and 4.80 ml (7.09 g, 55.9 mmol) of oxalyl chloride were added. When gas evolution ceased, 15.0 g (55.9 mmol) of 4,4'-di-tert-butyl-2,2'-bipyridine was added. The mixture turned color immediately yellow and it fell out after a short time a green solid. After 20 minutes, 3.9 ml (2.8 g, 28 mmol) of triethylamine were added. The dark green suspension was stirred for one hour at 0 ° C and then warmed to room temperature. The solid was filtered off immediately, washed with 1000 ml of toluene and then dried in vacuo. The color changed from green to yellow. The storage of the crude product is carried out under inert gas.
Zur
Reinigung wurde der Feststoff in ca. 300 ml Wasser gelöst
und unter Eiskühlung mit kalter, wässriger konzentrierter
Natronlauge auf pH = 11 eingestellt. Das ausgefallene Edukt 4,4'-Di-tert-butyl-2,2'-bipyridin wurde
dreimal mit je 750 ml Diethylether extrahiert und konnte erneut
zur Reaktion eingesetzt werden. Die Wasserphase wurde mit verdünnter
Salzsäure auf pH = 5 eingestellt und das Lösungsmittel
am Rotationsverdampfer entfernt. Anschließend wurde der
Feststoff im Ölpumpenvakuum getrocknet. Zur Entfernung
der anorganischen Bestandteile wurde das Produkt mehrmals in Aceton
gelöst, filtriert und das Lösungsmittel entfernt,
wobei das Produkt als gelber Feststoff erhalten wurde, der unter
Schutzgas aufbewahrt wird.
Ausbeute: 15.9 g (79%) an 1a.
2.84 g (15%) 4,4'-Di-tert-butyl-2,2'-bipyridin konnten reisoliert
werden.
1H-NMR (250 MHz, DMSO-d6): δ = 1.39 (s, 18H, C(CH3), 3.11 (s, 6H, N(CH3)2), 7.63 (br d, 3J
= 7.4 Hz, 2H, H-3, H-9), 8.60 (m, 4H, H-1, H-4, H-8, H-11). 13C-NMR (75 MHz, DMSO-d6): δ =
30.1 (C(CH3)),
35.0 (C(CH3)),
39.7 (N(CH3)2),
113.4 (C-1, C-11), 118.6 (C-11a, C-11b), 119.3 (C-3, C-9), 120.5
(C-4, C-8), 125.6 (C-6), 144.5 (C-2, C-10).
Schmelzpunkt:
145 °C (Zersetzung)
Masse (HR-ESI+):
Für
C21H30N3:
berechnet m/z 324.24342; gefunden m/z 324.24346 [M-Cl]+.
Elementaranalyse:
Für
C21H30N3Cl·H2O:
berechnet C = 66.73; H = 8.53; N
= 11.12.
gefunden C = 66.69; H = 8.50; N = 10.84.
IR
(KBr): ν ~ = 3022 (m), 2963 (s), 2867 (m), 1761 (w), 1656 (s), 1624
(m), 15.46 (m), 1477 (m), 1367 (m), 1302 (m), 1260 (s), 1095 (s),
1052 (s), 804 (m) cm–1.
Kristallisation:
aus THF/Hexan Synthese
von 2,10-Di-tert-butyl-dipyrido[1,2-c;2',1'-e]imidazol-6-on (2a) For purification, the solid was dissolved in about 300 ml of water and adjusted with ice cooling with cold, aqueous concentrated sodium hydroxide solution to pH = 11. The precipitated starting material 4,4'-di-tert-butyl-2,2'-bipyridine was extracted three times with 750 ml of diethyl ether and could be used again for the reaction. The aqueous phase was adjusted to pH = 5 with dilute hydrochloric acid and the solvent was removed on a rotary evaporator. Subsequently, the solid was dried in an oil pump vacuum. To remove the inorganic components, the product was dissolved several times in acetone, filtered, and the solvent was removed to give the product as a yellow solid, which was stored under inert gas.
Yield: 15.9 g (79%) of 1a. 2.84 g (15%) of 4,4'-di-tert-butyl-2,2'-bipyridine could be reisolated.
1 H-NMR (250 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 1.39 (s, 18H, C (CH 3 ), 3.11 (s, 6H, N (CH 3 ) 2 ), 7.63 (br d, 3 J = 7.4 Hz, 2H, H-3, H-9), 8.60 (m, 4H, H-1, H-4, H-8, H-11) 13 C-NMR (75 MHz, DMSO-d 6 ) : δ = 30.1 (C ( C H 3 )), 35.0 ( C (CH 3 )), 39.7 (N (CH 3 ) 2 ), 113.4 (C-1, C-11), 118.6 (C-11a, C -11b), 119.3 (C-3, C-9), 120.5 (C-4, C-8), 125.6 (C-6), 144.5 (C-2, C-10).
Melting point: 145 ° C (decomposition)
Mass (HR-ESI + ):
For C 21 H 30 N 3 : calculated m / z 324.24342; found m / z 324.24346 [M-Cl] + .
Elemental analysis:
For C 21 H 30 N 3 Cl.H 2 O:
calculates C = 66.73; H = 8.53; N = 11.12.
found C = 66.69; H = 8.50; N = 10.84.
IR (KBr): ν ~ = 3022 (m), 2963 (s), 2867 (m), 1761 (w), 1656 (s), 1624 (m), 15.46 (m), 1477 (m), 1367 ( m), 1302 (m), 1260 (s), 1095 (s), 1052 (s), 804 (m) cm -1 .
Crystallization: from THF / hexane Synthesis of 2,10-di-tert-butyl-dipyrido [1,2-c; 2 ', 1'-e] imidazol-6-one (2a)
10.0 g (27.8 mmol) 2,10-Di-tert-butyl-6-dimethylamino-dipyrido[1,2-c;2',1'-e]imidazoliumchlorid (1a) wurden in 200 ml Wasser gelöst und 16.6 g (415 mmol) Natriumhydroxid zugegeben. Die dunkelbraune Lösung wurde 1.5 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Der dabei gebildete rote Feststoff (2a) wurde nach dem Abkühlen der Suspension sofort abfiltriert, mit reichlich Wasser gewaschen und im Ölpumpenvakuum getrocknet.10.0 g (27.8 mmol) 2,10-di-tert-butyl-6-dimethylamino-dipyrido [1,2-c; 2 ', 1'-e] imidazolium chloride (1a) were dissolved in 200 ml of water and 16.6 g (415 mmol) Added sodium hydroxide. The dark brown solution was Heated under reflux for 1.5 hours. The educated red solid (2a) was after cooling the suspension filtered off immediately, washed with plenty of water and in an oil pump vacuum dried.
4,4'-Di-tert-butyl-2,2'-bipyridin, das als Nebenprodukt anfiel, konnte durch Sublimation im Vakuum bei 100°C abgetrennt und erneut zur Synthese von 2,10-Di-tert-butyl-6-dimethylamino-dipyrido[1,2-c;2',1'-e]imidazoliumchlorid (1a) eingesetzt werden.4,4'-di-tert-butyl-2,2'-bipyridine, which was obtained as a byproduct, could by sublimation in vacuo separated at 100 ° C and again for the synthesis of 2,10-di-tert-butyl-6-dimethylamino-dipyrido [1,2-c; 2 ', 1'-e] imidazolium chloride (1a) are used.
Der
verbliebene Feststoff wurde in Toluol gelöst, über
Natriumsulfat getrocknet und aus heißem Toluol umkristallisiert,
wobei das Produkt 2a in Form tief roter Kristalle erhalten wurden.
Die Lagerung erfolgt unter Schutzgasatmosphäre.
Ausbeute:
6.10 g (74%) an 2a. Es konnten 1.5 g (15%) 4,4'-Di-tert-butyl-2,2'-bipyridin
reisoliert werden.The residual solid was dissolved in toluene, dried over sodium sulfate, and recrystallized from hot toluene to give product 2a in the form of deep red crystals. Storage takes place under a protective gas atmosphere.
Yield: 6.10 g (74%) of 2a. 1.5 g (15%) of 4,4'-di-tert-butyl-2,2'-bipyridine could be reisolated.
In
einem anderen Ansatz wurden das ungereinigte Guanidiniumsalz 1a
sofort weiter umgesetzt. Hierbei konnten über 2 Stufen
insgesamt 69% des Produktes 2a erhalten sowie 28 % 4,4-Di-tert-butyl-2,2'-bipyridin reisoliert
werden.
1H-NMR (300 MHz, THF-d8): δ = 1.28 (s, 18H, C(CH3)3), 6.51 (dd, 3J = 7.8 Hz, 4J =
1.8 Hz, 2H, H-3, H-9), 7.31 (br s, 2H, H-1, H-11), 7.65 (dd, 3J = 7.8 Hz, 5J =
1.8 Hz, 2H, H-4, H-8). 13C-NMR (75 MHz,
THF-d8): δ = 30.3 (C(CH3)3),
35.2 (C(CH3)3), 111.7 (C-1, C-11), 111.8 (C-2, C-10),
112.0 (C-3, C-9), 121.1 (C-4, C-8), 139.4 (C-6), Signal C11a, C11b
wurde nicht beobachtet.
Schmelzpunkt: 199°C (Zersetzung)
Elementaranalyse:
berechnet:
C = 76.99; H = 8.16; N = 9.45.
gefunden: C = 76.71; H = 8.20;
N = 9.44.
IR (KBr): ν ~ = 3050 (br w), 2959 (m), 2903 (w),
2867 (w), 1679 (vs, C=O), 1443 (m), 1418 (m), 1369 (m), 1348 (m),
1257 (w), 1126 (w), 661 (m) cm–1.
Kristallisation:
aus heißem Toluol. In another approach, the unpurified guanidinium salt 1a was further reacted immediately. A total of 69% of product 2a was obtained over 2 stages and 28% of 4,4-di-tert-butyl-2,2'-bipyridine were reisolated.
1 H-NMR (300 MHz, THF-d 8 ): δ = 1.28 (s, 18H, C (CH 3 ) 3 ), 6.51 (dd, 3 J = 7.8 Hz, 4 J = 1.8 Hz, 2H, H- 3, H-9), 7.31 (br s, 2H, H-1, H-11), 7.65 (dd, 3 J = 7.8 Hz, 5 J = 1.8 Hz, 2H, H-4, H-8). 13 C-NMR (75 MHz, THF-d 8 ): δ = 30.3 (C ( C H 3 ) 3 ), 35.2 ( C (CH 3 ) 3 ), 111.7 (C-1, C-11), 111.8 ( C-2, C-10), 112.0 (C-3, C-9), 121.1 (C-4, C-8), 139.4 (C-6), signal C11a, C11b was not observed.
Melting point: 199 ° C (decomposition)
Elemental analysis:
calculated: C = 76.99; H = 8.16; N = 9.45.
found: C = 76.71; H = 8.20; N = 9.44.
IR (KBr): ν ~ = 3050 (br w), 2959 (m), 2903 (w), 2867 (w), 1679 (vs, C = O), 1443 (m), 1418 (m), 1369 ( m), 1348 (m), 1257 (w), 1126 (w), 661 (m) cm -1 .
Crystallization: from hot toluene.
Synthese von 2,10-Di-tert-butyl-6-ethoxy-dipyrido[1,2-c;2',1'-e]imidazoliumtetrafluoroborat (3a) Synthesis of 2,10-di-tert-butyl-6-ethoxy-dipyrido [1,2-c; 2 ', 1'-e] imidazolium tetrafluoroborate (3a)
In
ein Schlenkrohr wurden 500 mg (1.69 mmol) 2,10-Di-tert-butyl-dipyrido[1,2-c;2',1'-e]imidazol-6-on (2a)
in 20 ml kaltem Acetonitril (abs.) suspendiert. Anschließend
wurden unter Schutzgasatmosphäre 320 mg (1.69 mmol) Triethyloxoniumtetrafluoroborat
zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur
gerührt. Die Farbe änderte sich dabei von leuchtend
rot nach dunkelgrün. Das Lösungsmittel wurde im Ölpumpenvakuum
entfernt und dabei kristallisierte 2,10-Di-tert-butyl-6-ethoxy-dipyrido[1,2-c;2',1'-e]imidazoliumtetrafluoroborat
(3a) als dunkelgrüner, luft- und feuchtigkeitsempfindlicher
Feststoff aus.
Ausbeute: 676 mg (97%)
1H-NMR (250 MHz, CD3CN): δ =
1.38 (s, 18H, C(CH3)3),
1.60 (t, 3J = 7.0 Hz, 3H, CH3),
4.68 (q, 3J = 7.0 Hz, 2H, OCH2),
7.53 (dd, 3J = 7.5 Hz, 4J
= 1.7 Hz, 2H, H-3, H-9), 8.21 (s, 2H, H-1, H11), 8.30 (d, 3J = 7.5 Hz, 2H, H-4, H-8). 13C-NMR
(75 MHz, CD3CN): δ = 30.9 (C(CH3)3), 36.5 (C(CH3)3), 76.8 (OCH2), 113.7 (C-1, C-11), 118.1 (C11a, C11b),
119.7 (C-4, C-8), 120.8 (C-3, C-9), 130.0 (C-6), 146.0 (C-2, C-10).
Schmelzpunkt:
75°C (Zersetzung)
Masse (HR-ESI+):
Für
C21H29N2O:
berechnet m/z 325.22744; gefunden m/z 325.22755 [M-BF4]+.
Elementaranalyse:
Für
C21H29N2OBF4·CH3CN:
berechnet
C = 60.94; H = 7.11; N = 9.27.
gefunden C = 60.90; H = 7.41;
N = 9.31.
IR (KBr) ν ~ = 3088 (br w), 2964 (m), 2869 (w),
1681 (s, CO), 1632 (m), 1562 (s), 1125 (s), 1084 (vs), 1033 (s) cm–1.
Kristallisation: aus
AcetonitrilInto a Schlenk tube, 500 mg (1.69 mmol) of 2,10-di-tert-butyl-dipyrido [1,2-c; 2 ', 1'-e] -imidazol-6-one (2a) in 20 ml of cold acetonitrile ( abs.) Suspended. Then 320 mg (1.69 mmol) of triethyloxonium tetrafluoroborate were added under an inert gas atmosphere and the reaction mixture was stirred at room temperature overnight. The color changed from bright red to dark green. The solvent was removed in an oil pump vacuum, and 2,10-di-tert-butyl-6-ethoxy-dipyrido [1,2-c; 2 ', 1'-e] imidazolium tetrafluoroborate (3a) crystallized as dark green, air and moisture sensitive Solid off.
Yield: 676 mg (97%)
1 H-NMR (250 MHz, CD 3 CN): δ = 1.38 (s, 18H, C (CH 3 ) 3 ), 1.60 (t, 3 J = 7.0 Hz, 3H, CH 3 ), 4.68 (q, 3 J = 7.0 Hz, 2H, OCH 2 ), 7.53 (dd, 3 J = 7.5 Hz, 4 J = 1.7 Hz, 2H, H-3, H-9), 8.21 (s, 2H, H-1, H11) , 8.30 (d, 3 J = 7.5 Hz, 2H, H-4, H-8). 13 C-NMR (75 MHz, CD 3 CN): δ = 30.9 (C ( C H 3 ) 3 ), 36.5 ( C (CH 3 ) 3 ), 76.8 (OCH 2 ), 113.7 (C-1, C-) 11), 118.1 (C11a, C11b), 119.7 (C-4, C-8), 120.8 (C-3, C-9), 130.0 (C-6), 146.0 (C-2, C-10).
Melting point: 75 ° C (decomposition)
Mass (HR-ESI + ):
For C 21 H 29 N 2 O: calculated m / z 325.22744; found m / z 325.22755 [M-BF 4 ] + .
Elemental analysis:
For C 21 H 29 N 2 OBF 4 .CH 3 CN:
calculates C = 60.94; H = 7.11; N = 9.27.
found C = 60.90; H = 7.41; N = 9.31.
IR (KBr) ν ~ = 3088 (br w), 2964 (m), 2869 (w), 1681 (s, CO), 1632 (m), 1562 (s), 1125 (s), 1084 (vs), 1033 (s) cm -1 .
Crystallization: from acetonitrile
Synthese von 2,10-Di-tert-butyl-dipyrido[1,2-c;2',1'-e]imidazoliumtetrafluoroborat (4a) Synthesis of 2,10-di-tert-butyldipyrido [1,2-c; 2 ', 1'-e] imidazolium tetrafluoroborate (4a)
In
einen Rundkolben wurden 1.84 g (4.45 mmol) 2,10-Di-tert-butyl-6-ethoxy-dipyrido[1,2-c;2',1'-e]imidazoliumtetrafluoroborat
(3a) in 80 ml Acetonitril gelöst und auf –35°C
gekühlt. Nach Zugabe von 42.1 mg (1.11 mmol) Natriumborhydrid
NaBH4 veränderte sich die Farbe
der Reaktionslösung innerhalb einer Minute von dunkelgrün
nach gelb-orangefarben. Das Gemisch wurde über Nacht bei –35°C
im Gefrierschrank stehen gelassen. Anschließend wurden
weitere 42.1 mg (1.11 mmol) Natriumborhydrid zu dem Gemisch gegeben
und dieses langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionskontrolle
erfolgte 1H-NMR-spektroskopisch durch Probenentnahme
jeweils 8 h nach Zugabe von NaBH4. Bei Bedarf
wurden weitere 42.1 mg (1.11 mmol) Natriumborhydrid bei tiefen Temperaturen
zugefügt. Der Feststoff wurde abfiltriert und nach Entfernen
des Lösungsmittels im Vakuum wurde das gelb-orangefarbene
Rohprodukt in ca. 10 ml Aceton gelöst und durch Zugabe von
n-Hexan gefällt. Um die anorganischen Bestandteile vollständig
abzutrennen, wurde das Imidazoliumsalz in 50 ml Dichlormethan gelöst
und filtriert. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgetrennt
und das Produkt 4a als schwach gelber Feststoff erhalten.
Ausbeute:
830 mg (49%) an 4a. Es konnten 450 mg (38%) 4,4'-Di-tert-butyl-2,2'-bipyridin
reisoliert werden.
1H-NMR (300
MHz, CD3CN): δ = 1.41 (s, 18H,
C(CH3)3), 7.58 (d, 3J = 7.5 Hz, 4J =
1.8 Hz, 2H, H-3, H-9), 8.30 (s br, 2H, H-1, H-11), 8.56 (dd, 3J = 7.5 Hz, 5J =
0.9 Hz, 2H, H-4, H-8), 9.54 (s, 1H, H-6). 13C-NMR
(75 MHz, CD3CN): δ = 30.4 (C(CH3)3), 36.1 (C(CH3)3), 113.9 (C-1,
C-11), 114.5 (C-6), 121.3 (C-3, C-9), 123.4 (C-4, C-8), 147.8 (C-2,
C-10).
Schmelzpunkt: 200°C
Masse (ESI+ in CH3CN):
m/z
= 280.5 [M-BF4]+ (100),
266.5 [M-BF4-CH3]+ (6), 251.5 [M-BF4-2CH3]+ (4).
Elementaranalyse:
Für
C19H25N2BF4:
berechnet C = 61.98; H = 6.84; N
= 7.61.
gefunden C = 61.88; H = 7.05; N = 7.54.
IR
(KBr) ν ~ = 3138 (w), 2961 (m), 2869 (w), 1663 (w), 1487 (w), 1369
(w), 1261 (w), 1124 (s), 1084 (vs), 1053 (s), 1012 (m) cm–1.
Kristallisation: aus
heißem Ethanol1.84 g (4.45 mmol) of 2,10-di-tert-butyl-6-ethoxy-dipyrido [1,2-c; 2 ', 1'-e] imidazolium tetrafluoroborate (3a) were dissolved in 80 ml of acetonitrile in a round-bottom flask and cooled to -35 ° C. After addition of 42.1 mg (1.11 mmol) of sodium borohydride NaBH 4 , the color of the reaction solution changed from dark green to yellow-orange within one minute. The mixture was allowed to stand overnight at -35 ° C in the freezer. Subsequently, another 42.1 mg (1.11 mmol) of sodium borohydride was added to the mixture and this was slowly warmed to room temperature. The reaction control was performed 1 H-NMR by sampling every 8 hours after the addition of NaBH. 4 If necessary, an additional 42.1 mg (1.11 mmol) of sodium borohydride was added at low temperatures. The solid was filtered off and after removal of the solvent in vacuo, the yellow-orange crude product was dissolved in about 10 ml of acetone and precipitated by the addition of n-hexane. To completely separate the inorganic components, the imidazolium salt was dissolved in 50 ml of dichloromethane and filtered. The solvent was removed in vacuo and product 4a was obtained as a pale yellow solid.
Yield: 830 mg (49%) of 4a. 450 mg (38%) of 4,4'-di-tert-butyl-2,2'-bipyridine could be reisolated.
1 H-NMR (300 MHz, CD 3 CN): δ = 1.41 (s, 18H, C (CH 3 ) 3 ), 7.58 (d, 3 J = 7.5 Hz, 4 J = 1.8 Hz, 2H, H-3 , H-9), 8.30 (s br, 2H, H-1, H-11), 8.56 (dd, 3 J = 7.5 Hz, 5 J = 0.9 Hz, 2H, H-4, H-8), 9.54 (s, 1H, H-6). 13 C-NMR (75 MHz, CD 3 CN): δ = 30.4 (C ( C H 3 ) 3 ), 36.1 ( C (CH 3 ) 3 ), 113.9 (C-1, C-11), 114.5 (C -6), 121.3 (C-3, C-9), 123.4 (C-4, C-8), 147.8 (C-2, C-10).
Melting point: 200 ° C
Mass (ESI + in CH 3 CN):
m / z = 280.5 [M-BF 4 ] + (100), 266.5 [M-BF 4 -CH 3 ] + (6), 251.5 [M-BF 4 -2CH 3 ] + (4).
Elemental analysis:
For C 19 H 25 N 2 BF 4 :
calculated C = 61.98; H = 6.84; N = 7.61.
found C = 61.88; H = 7.05; N = 7.54.
IR (KBr) ν = 3138 (w), 2961 (m), 2869 (w), 1663 (w), 1487 (w), 1369 (w), 1261 (w), 1124 (s), 1084 (vs ), 1053 (s), 1012 (m) cm -1 .
Crystallization: from hot ethanol
Beispiel 2Example 2
Synthese von 2-Ethoxy-3-phenyl-1-p-tolyl-imidazoliumtetrafluoroborat (3b) Synthesis of 2-ethoxy-3-phenyl-1-p-tolyl-imidazolium tetrafluoroborate (3b)
In
ein ausgeheiztes Schlenkrohr wurden 100 mg (0.340 mmol) 3-Phenyl-1-p-tolyl-1,3-dihydroimidazol-2-on
(2b) (hergestellt nach
Ausbeute:
quantativ (lt 1H-NMR)
1H-NMR (300 MHz, CD3CN): δ =
1.03 (t, 3J(HH) = 7.0 Hz, 3H, CH3), 2.45 (s, 3H, CH3-Tol),
4.07 (q, 3J(HH) = 7.0 Hz, 2H, OCH2), 7.39 (m, 2H, H-4/5), 7.46 (m, 4H, m-Tol),
7.51 (m, 4H, o-Tol), 7.64 (br m, 5H, o/m/p-Ph). 13C-NMR
(75 MHz, CD3CN): δ = 15.3 (CH3), 21.3 (CH3-Tol),
77.0 (OCH2), 119.5/119.7 (C-4/5), 126.0
(o-Tol), 126.3 (o-Ph), 128.6 (p-Ph), 131.3 (m-Tol), 131.7 (m-Ph),
134.5 (i-Ph), 142.4 (p-Tol), 147.7 (C-2). Das Signal i-Tol wird
nicht beobachtet.
Masse (HR-ESI+):
Für
C18H19N2O:
berechnet m/z 279.14919; gefunden m/z 279.14943 [M-BF4]+
IR (KBr): ν ~ = 3157 (w), 3032 (w),
2964 (w), 2920 (w), 2858 (w), 1687 (vs), 1598 (m), 1518 (s), 1502
(s), 1456 (m), 1427 (s), 1299 (w), 1278 (m), 1225 (m), 1084 (vs
br), 919 (m), 819 (m), 758 (m), 693 (m), 664 (m) cm–1.In a heated Schlenk tube, 100 mg (0.340 mmol) of 3-phenyl-1-p-tolyl-1,3-dihydroimidazol-2-one (2b) (prepared according to
Yield: quantitative (lt. 1 H-NMR)
1 H-NMR (300 MHz, CD 3 CN): δ = 1.03 (t, 3 J (HH) = 7.0 Hz, 3H, CH 3 ), 2.45 (s, 3H, CH 3 -Tol), 4.07 (q, 3 J (HH) = 7.0 Hz, 2H, OCH 2 ), 7.39 (m, 2H, H-4/5), 7.46 (m, 4H, m-Tol), 7.51 (m, 4H, o-Tol), 7.64 (br m, 5H, o / m / p-Ph). 13 C NMR (75 MHz, CD 3 CN): δ = 15.3 (CH 3 ), 21.3 (CH 3 -Tol), 77.0 (OCH 2 ), 119.5 / 119.7 (C-4/5), 126.0 (o-) Tol), 126.3 (o-Ph), 128.6 (p-Ph), 131.3 (m-Tol), 131.7 (m-Ph), 134.5 (i-Ph), 142.4 (p-Tol), 147.7 (C-2 ). The signal i-Tol is not observed.
Mass (HR-ESI + ):
For C 18 H 19 N 2 O: calculated m / z 279.14919; found m / z 279.14943 [M-BF 4 ] +
IR (KBr): ν ~ = 3157 (w), 3032 (w), 2964 (w), 2920 (w), 2858 (w), 1687 (vs), 1598 (m), 1518 (s), 1502 ( s), 1456 (m), 1427 (s), 1299 (w), 1278 (m), 1225 (m), 1084 (vs br), 919 (m), 819 (m), 758 (m), 693 (m), 664 (m) cm -1 .
Synthese von 1-Phenyl-3-(4'-tolyl)imidazoliumtetrafluoroborat (4b) Synthesis of 1-phenyl-3- (4'-tolyl) imidazolium tetrafluoroborate (4b)
In
einem 100 ml Rundkolben wurden 228 mg (0.620 mmol) 2-Ethoxy-3-phenyl-1-p-tolyl-imidazoliumtetrafluoroborat
in 30 ml Acetonitril gelöst und auf –35°C
abgekühlt. Anschließend wurden 6.5 mg (0.16 mmol) Natriumborhydrid
zugegeben und auf Raumtemperatur langsam erwärmt. Es wurden
weitere vier Portionen (je 6.5 mg, 0.16 mmol) NaBH4 wiederum
jeweils bei –35°C zugegeben und langsam erwärmt.
Die Reaktionskontrolle erfolgte 1H-NMR-spektroskopisch
und je nach Bedarf musste weiteres Natriumborhydrid in kleinen Portionen
bei tiefen Temperaturen zugegeben werden. Nach dem vollständigen
Umsatz des Uroniumsalzes wurde die gelbe Suspension filtriert und
das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer entfernt. Anschließend
wurde der Rückstand viermal mit 30 ml heißem Toluol
gewaschen. Das Rohprodukt wird schließlich mit Methylenchlorid
extrahiert, mit einem Spritzenfilter filtriert und anschließend
im Ölpumpenvakuum 16 Stunden vom Lösungsmittel
befreit. Zurück blieb das Produkt als hellbrauner Feststoff.
Ausbeute:
67 mg (34%)
1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6): δ = 2.42 (s, 3H, CH3),
7.50 (d, 3J(HH) = 8.0 Hz, 2H, m-Tol), 7.63
(m, 1H, p-Ph), 7.71 (m, 2H, m-Ph), 7.79 (m, 2H, o-Ph), 7.90 (d, 3J(HH) = 8.0 Hz, 2H, o-Tol), 8.53 und 8.55
(2 t, 4J(HH) = 1.6 Hz, 2H, H-4/5), 10.28
(t, 4J(HH) = 1.6 Hz, 2H, H-2). 13C-NMR
(75 MHz, DMSO-d6): δ = 20.6 (CH3-Tol), 121.8 (o-Tol), 121.9 (C-4/5), 122.0
(o-Ph), 130.0 (p-Ph), 130.1 (m-Ph), 130.5 (m-Tol), 132.3 (i-Tol),
134.3 (C-2), 134.7 (i-Ph), 139.9 (p-Tol).
1H-NMR
(300 MHz, CD3CN): δ = 2.45 (s,
3H, CH3-Tol), 7.47 (m, 2H, m-Tol), 7.49
(m, 2H, o-Tol), 7.67 (m, 5H, o/m/p-Ph), 7.93 (2 t, 4J(HH)
= 1.8 Hz, 2H, H-4/5), 9.25 (t, 4J(HH) =
1.8 Hz, 2H, H-2). 13C-NMR (75 MHz, CD3CN): δ = 20.3 (CH3-Tol),
123.5 (o-Tol), 123.6 (C-4/5), 123.7 (o-Ph), 131.5 (m-Ph), 131.7
(p-Ph), 131.9 (m-Tol), 133.4 (i-Tol), 134.7 (C-2), 135.8 (i-Ph),
142.4 (p-Tol).
Schmelzpunkt: 135°C
Masse
(HR-ESI+):
Für C16H15N2: berechnet m/z
235.12297; gefunden m/z 235.12314 [M-BF4]+
IR (KBr): ν ~ = 3138 (m), 3100 (m),
3051 (m), 2963 (m), 2923 (m), 2855 (w), 1597 (m), 1553 (s), 1515
(m), 1495 (m), 1464 (m), 1342 (w), 1306 (m), 1259 (s), 1084 (br
vs), 821 (s), 762 (s), 689 (m) cm–1.
Elementaranalyse:
Für
C16H15N2BF4·0.8 H2O:
berechnet
C = 57.11; H = 4.97; N = 8.32.
gefunden C = 57.15; H = 5.22;
N = 8.39.In a 100 ml round bottom flask, 228 mg (0.620 mmol) of 2-ethoxy-3-phenyl-1-p-tolyl-imidazolium tetrafluoroborate were dissolved in 30 ml of acetonitrile and cooled to -35 ° C. Subsequently, 6.5 mg (0.16 mmol) of sodium borohydride were added and slowly warmed to room temperature. Another four portions (6.5 mg each time, 0.16 mmol) of NaBH 4 were again added at -35 ° C. each time and heated slowly. The reaction was monitored by 1 H NMR spectroscopy and depending on the needs further sodium borohydride had to be added in small portions at low temperatures. After complete conversion of the uronium salt, the yellow suspension was filtered and the solvent removed on a rotary evaporator. Subsequently, the residue was washed four times with 30 ml of hot toluene. The crude product is finally extracted with methylene chloride, filtered with a syringe filter and then freed from the solvent for 16 hours in an oil pump vacuum. The product remained as a light brown solid.
Yield: 67 mg (34%)
1 H-NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 2.42 (s, 3H, CH 3 ), 7.50 (d, 3 J (HH) = 8.0 Hz, 2H, m -tol), 7.63 (m, 1H, p-Ph), 7.71 (m, 2H, m-Ph), 7.79 (m, 2H, o-Ph), 7.90 (d, 3 J (HH) = 8.0 Hz, 2H, o-Tol), 8:53 and 8.55 (2 t, 4 J (HH) = 1.6 Hz, 2H, H-4/5), 10.28 (t, 4 J (HH) = 1.6 Hz, 2H, H-2). 13 C-NMR (75 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 20.6 (CH 3 -Tol), 121.8 (o-Tol), 121.9 (C-4/5), 122.0 (o-Ph), 130.0 (p-Ph), 130.1 (m-Ph), 130.5 (m-Tol), 132.3 (i-Tol), 134.3 (C-2), 134.7 (i-Ph), 139.9 (p-Tol).
1 H-NMR (300 MHz, CD 3 CN): δ = 2.45 (s, 3H, CH 3 -Tol), 7.47 (m, 2H, m-Tol), 7.49 (m, 2H, o-Tol), 7.67 (m, 5H, o / m / p-Ph), 7.93 (2 t, 4 J (HH) = 1.8 Hz, 2H, H-4/5), 9.25 (t, 4 J (HH) = 1.8 Hz, 2H, H-2). 13 C-NMR (75 MHz, CD 3 CN): δ = 20.3 (CH 3 -Tol), 123.5 (o-Tol), 123.6 (C-4/5), 123.7 (o-Ph), 131.5 (m-) Ph), 131.7 (p-Ph), 131.9 (m-Tol), 133.4 (i-Tol), 134.7 (C-2), 135.8 (i-Ph), 142.4 (p-Tol).
Melting point: 135 ° C
Mass (HR-ESI + ):
For C 16 H 15 N 2 : calculated m / z 235.12297; found m / z 235.12314 [M-BF 4 ] +
IR (KBr): ν ~ = 3138 (m), 3100 (m), 3051 (m), 2963 (m), 2923 (m), 2855 (w), 1597 (m), 1553 (s), 1515 ( m), 1495 (m), 1464 (m), 1342 (w), 1306 (m), 1259 (s), 1084 (br vs), 821 (s), 762 (s), 689 (m) cm - 1 .
Elemental analysis:
For C 16 H 15 N 2 BF 4. 0.8 H 2 O:
calculates C = 57.11; H = 4.97; N = 8.32.
found C = 57.15; H = 5.22; N = 8.39.
Beispiel 3Example 3
2-Ethoxy-1,3,4,5-tetramethylimidazoliumtetrafluoroborat (3c) 2-ethoxy-1,3,4,5-tetramethylimidazolium tetrafluoroborate (3c)
1.40
g (10.0 mmol) 1,2,3,4-Tetramethylimidazolin-2-on (2c) (
1H-NMR (250 MHz, CD3CN): δ =
4.42 (q, 3JHH =
7.0 Hz, 2H, OCH 2CH3), 3.66 (s, 6H, NCH 3), 2.13 (s, 6H,
=CCH 3), 1.45
(t, 3JHH = 7.0 Hz,
3H, OCH2CH 3).
1H-NMR
(300 MHz, CD2Cl2): δ =
4.48 (q, 3J = 7.0 Hz, 2H, OCH 2CH3),
3.52 (s, 6H, NCH 3),
2.16 (s, 6H, =CCH 3), 1.51
(t, 3J = 7.0 Hz, 3H, OCH2CH 3). 13C-NMR (75 MHz, CD2Cl2, 298 K): δ = 146.3 (C2), 122.2
(C4, C5), 76.0 (OCH2CH3), 30.5 (NCH3),
15.4 (OCH2 CH3), 8.3 (=CCH3).
Elementaranalyse:
berechnet:
C: 42.22 H: 6.69 N: 10.94
gefunden: C: 42.24 H: 6.80 N: 10.911.40 g (10.0 mmol) of 1,2,3,4-tetramethylimidazolin-2-one (2c) (
1 H NMR (250 MHz, CD 3 CN): δ = 4.42 (q, 3 J HH = 7.0 Hz, 2H, OC H 2 CH 3 ), 3.66 (s, 6H, NC H 3 ), 2.13 (s, 6H, = CC H 3 ), 1.45 (t, 3 J HH = 7.0 Hz, 3H, OCH 2 C H 3 ).
1 H-NMR (300 MHz, CD 2 Cl 2 ): δ = 4.48 (q, 3 J = 7.0 Hz, 2H, OC H 2 CH 3 ), 3.52 (s, 6H, NC H 3 ), 2.16 (s, 6H, = CC H 3 ), 1.51 (t, 3 J = 7.0 Hz, 3H, OCH 2 C H 3 ). 13 C-NMR (75 MHz, CD 2 Cl 2 , 298 K): δ = 146.3 (C2), 122.2 (C4, C5), 76.0 (O C H 2 CH 3 ), 30.5 (N C H 3 ), 15.4 (OCH 2 C H 3 ), 8.3 (= C C H 3 ).
Elemental analysis:
calculated: C: 42.22 H: 6.69 N: 10.94
Found: C: 42.24 H: 6.80 N: 10.91
1,3,4,5-Tetramethylimidazolium-tetrafluoroborat (4c) 1,3,4,5-tetramethylimidazolium tetrafluoroborate (4c)
512
mg (2.00 mmol) 2-Ethoxy-1,3,4,5-tetramethylimidazoliumtetrafluoroborat
(3c) wurden mit 75.6 mg (2.00 mmol) Natriumborhydrid in 10 ml Acetonitril
suspendiert, wobei eine rasche Entfärbung der rosafarbenen Suspension
beobachtet wurde. Man ließ 12 h bei Raumtemperatur rühren
und filtrierte vom verbliebenen Feststoff ab. Das Filtrat wurde
bis zur Trockene eingeengt und der weiße Feststoff in 10
ml Dichlormethan suspendiert. Es wurde von den unlöslichen
Salzen abfiltriert und das Filtrat vollständig vom Lösungsmittel
befreit. Es resultierten 105 mg (25%) des Imidazoliumsalzes 4c als
farbloser Feststoff.
1H-NMR (250
MHz, CD2Cl2): δ =
9.24 (s, 1H, NCHN), 3.78 (s,
6H, NCH 3),
2.22 (s, 6H, =CCH 3).
1H-NMR (250 MHz, CD3CN): δ =
8.30 (s, 1H, NCHN), 3.68 (s,
6H, NCH3), 2.20 (s, 6H, =CCH 3).512 mg (2.00 mmol) of 2-ethoxy-1,3,4,5-tetramethylimidazolium tetrafluoroborate (3c) were suspended with 75.6 mg (2.00 mmol) of sodium borohydride in 10 ml of acetonitrile, where rapid decolorization of the pink suspension was observed. The mixture was stirred for 12 h at room temperature and filtered from the remaining solid. The filtrate was concentrated to dryness and the white solid suspended in 10 ml of dichloromethane. It was filtered from the insoluble salts and the filtrate completely freed from the solvent. This resulted in 105 mg (25%) of the imidazolium salt 4c as a colorless solid.
1 H-NMR (250 MHz, CD 2 Cl 2 ): δ = 9.24 (s, 1H, NC H N), 3.78 (s, 6H, NC H 3 ), 2.22 (s, 6H, = CC H 3 ).
1 H-NMR (250 MHz, CD 3 CN): δ = 8.30 (s, 1H, NC H N), 3.68 (s, 6H, NCH 3 ), 2.20 (s, 6H, = CC H 3 ).
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