DE19646537A1 - Poly:aza-calix-6-arene compounds - Google Patents
Poly:aza-calix-6-arene compoundsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft neue Polyazacalix[6]arene, ein neues Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung bei der Herstellung von Gast-Wirt-Komplexen und bei der Trennung von organischen Verbindungen.The invention relates to new Polyazacalix [6] arenes, a new one Process for their preparation and their use in Production of guest-host complexes and in the separation of organic compounds.
Calixarene sind wahrscheinlich die einzigste Klasse von makrocyclischen Wirtsmolekülen, welche leichte Zugänglichkeit mit einer großen Vielzahl von Strukturen in sich vereinigen. Besonders erwähnenswert sind dabei die physikalischen Eigen schaften dieser Verbindungsklasse, die sie in zunehmendem Maße auch für industrielle Anwendungen interessant erscheinen läßt. Mit Hilfe von Calixarenen läßt sich z. B. das Uranylkation aus wäßrigen Lösungen extrahieren [S. Shinkai et al. JP-A- 62/136242 A2 [87/136242], (C.A. 108 : 64410q)]. Auch zur Her stellung von Na-selektiven Elektroden können Calixarene einge setzt werden [J. P. Behr et al., J. Am. Chem. Soc. 107, 241 (1985)]. Interessant sind auch Untersuchungen über die Anwen dung von Calixarenen als Phasen-Transfer-Katalysatoren. So verbessern sie z. B. deutlich die Ausbeuten bei der Ethersyn these nach Williamson [H. Taniguchi, E. Nomura Chem. Lett. 1733 (1988)]. Aber auch als Stabilisatoren für organische Polymere [K. Seiffarth et al., Polymer Degradation and Stabi lity, 24, 73 (1989)], als Hydrolysekatalysatoren [S. Shinkai, et al., J. Am. Chem. Soc. 108, 2409 (1986)], oder zur Herstel lung von Langmuir-Blodgett-Filmen und Membranen [Y. Nakamto et al., Langmuir 5, 1116 (1989)] können Calixarene verwendet werden. Besonders interessant sind Arbeiten über Calixarene, die sich mit der Separation von neutralen organischen Molekü len beschäftigen. Als Beispiel soll hier nur die große Selek tivität von p-Isopropylcalix[4]aren für p-Xylol und von p-Iso propylbishomooxaca1ix[4]aren für o-Xylol genannt werden [F. Toda et al., Chem. Lett. 109 (1986)]. Aber auch die Ringgröße, bzw. die Größe des Hohlraums im Makrocyclus, spielen eine Rolle bei der Differenzierung unterschiedlich großer Gastmole küle. So komplexiert Calix[4]aren kein Duren, während Cali x[8]aren in der Lage ist, aromatische Kohlenwasserstoffe bis zum Perylen zu binden. Diese Eigenschaft erlaubt es, modifi zierte Calixarene zur Separierung aromatischer Kohlenwasser stoffe einzusetzen [C. D. Gutsche, K. C. Nam, J. Am. Chem. Soc. 110, 6153 (1988), C. D. Gutsche, I. Alam, Tetrahedron 44, 4689 (1988)].Calixarenes are probably the only class of macrocyclic host molecules, which are easily accessible unite with a large variety of structures. The physical properties are particularly worth mentioning of this class of compounds, which they increasingly also appears interesting for industrial applications. With the help of calixarenes z. B. the uranyl cation extract aqueous solutions [p. Shinkai et al. JP-A- 62/136242 A2 [87/136242], (C.A. 108: 64410q)]. Also here Position of Na-selective electrodes can calixarenes be put [J. P. Behr et al., J. Am. Chem. Soc. 107, 241 (1985)]. Studies on the users are also interesting of calixarenes as phase transfer catalysts. So improve z. B. clearly the yields with the Ethersyn these according to Williamson [H. Taniguchi, E. Nomura Chem. Lett. 1733 (1988)]. But also as stabilizers for organic Polymers [K. Seiffarth et al., Polymer Degradation and Stabi lity, 24, 73 (1989)], as hydrolysis catalysts [p. Shinkai, et al., J. Am. Chem. Soc. 108, 2409 (1986)], or for the manufacture Langmuir-Blodgett films and membranes [Y. Nakamto et al., Langmuir 5, 1116 (1989)] can use calixarenes will. Works on calixarenes are particularly interesting, dealing with the separation of neutral organic molecules deal with. As an example, only the large Selek activity of p-isopropylcalix [4] arene for p-xylene and of p-iso propylbishomooxaca1ix [4] arene for o-xylene [F. Toda et al., Chem. Lett. 109 (1986)]. But also the ring size, or the size of the cavity in the macrocycle play a Role in the differentiation of guest moles of different sizes cool. So Calix [4] aren does not complex Duren, while Cali x [8] aren is capable of aromatic hydrocarbons up to bind to perylene. This property allows modifi graced calixarenes for the separation of aromatic hydrocarbons to use substances [C. D. Gutsche, K.C. Nam, J. Am. Chem. Soc. 110, 6153 (1988), C. D. Gutsche, I. Alam, Tetrahedron 44, 4689 (1988)].
Es ist bekannt, die bisher bekannten Calixarene durch Kondensation von Phenolen mit Formaldehyd herzustellen.It is known through the previously known calixarenes To produce condensation of phenols with formaldehyde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue Polyaza calix[6]-arene bereitzustellen sowie ein Verfahren zu entwic keln, das es gestattet, diese Verbindungen aus leicht zugäng lichen Ausgangsstoffen und unter milden Reaktionsbedingungen herzustellen.The invention has for its object new Polyaza To provide calix [6] -arenes and to develop a process that allows these connections to be easily accessible raw materials and under mild reaction conditions to manufacture.
Erfindungsgemäß bereitgestellt werden neue Polyazacalix[6]arene
entsprechen der allgemeinen Formel I
According to the invention there are provided new polyazacalix [6] arenes corresponding to general formula I.
worin Ar Aryl, gegebenenfalls mit Halogen, Alkoxy oder C1-C12- Alkyl substituiertes Aryl, Heteroaryl mit S, N oder 0 als Heteroatome und gegebenenfalls substituiert mit Halogen oder C1-C4-Alkyl bedeuten.wherein Ar is aryl, optionally substituted with halogen, alkoxy or C 1 -C 12 alkyl, heteroaryl with S, N or 0 as heteroatoms and optionally substituted with halogen or C 1 -C 4 alkyl.
Unter Aryl wird Phenyl oder Naphthyl verstanden, und Heteroaryl kann zum Beispiel Pyridyl, Pyrrolyl, Pyrrolidinyl, Piperidyl, Thienyl, Furyl oder Pyranyl sein.Aryl is understood to mean phenyl or naphthyl, and Heteroaryl can, for example, pyridyl, pyrrolyl, pyrrolidinyl, Piperidyl, thienyl, furyl or pyranyl.
Die neuen Polyazacalixarene haben durch ihren mit sechs Ringen gebildeten Makrozyklus einen Hohlraum, der in der Lage ist, Gastmoleküle aufzunehmen und durch die vorhandenen Stick stoff-Donatoratome andere Wechselwirkungen mit den Gastmolekü len einzugehen, z. B. über zusätzliche Wasserstoffbrücken.The new polyazacalix arenes have by their age of six Wrestled macrocycle formed a cavity capable of is to absorb guest molecules and stick through the existing substance donor atoms other interactions with the guest molecule len enter z. B. via additional hydrogen bonds.
Wie bereits erwähnt, werden Calixarene allgemein durch Kondensation von Phenolen mit Formaldehyd hergestellt. Für die Synthese von Polyazacalix[6]arenen führt diese Methode nicht zum Erfolg.As previously mentioned, calixarenes are generally known for Condensation of phenols with formaldehyde. For the Synthesis of polyazacalix [6] arenes does not use this method to success.
Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur
Herstellung von neuen Polyazacalix[6]arenen der allgemeinen
Formel I
The invention therefore also relates to a process for the preparation of new polyazacalix [6] arenes of the general formula I
worin Ar Aryl, gegebenenfalls mit Halogen, Alkoxy oder C1-C12- Alkyl substituiertes Aryl, Heteroaryl mit S, N oder 0 als Heteroatome und gegebenenfalls substituiert mit Halogen oder C1-C4-Alkyl bedeuten. Unter Aryl wird Phenyl oder Naphthyl verstanden, und Heteroaryl kann zum Beispiel Pyridyl, Pyrro lyl, Pyrrolidinyl, Piperidyl, Thienyl, Furyl oder Pyranyl sein.wherein Ar is aryl, optionally substituted with halogen, alkoxy or C 1 -C 12 alkyl, heteroaryl with S, N or 0 as heteroatoms and optionally substituted with halogen or C 1 -C 4 alkyl. Aryl means phenyl or naphthyl, and heteroaryl can be, for example, pyridyl, pyrrolyl, pyrrolidinyl, piperidyl, thienyl, furyl or pyranyl.
Die Herstellung er folgt durch Reaktion von m-Phenylendi
amin mit einem Triazinderivat der allgemeinen Formel II,
It is prepared by reacting m-phenylenediamine with a triazine derivative of the general formula II,
in der Ar die oben angegebene Bedeutung hat.in which Ar has the meaning given above.
Die Verbindungen der Formel II sind in der Literatur beschrieben [J. Karliner, R. Selzer J. Heterocycl. Chem. 7, 396 (1971), N. Nohara, S. Sekiguchi, K. Matsui J. Heterocycl. Chem. 7, 519 (1970)]. So können die Verbindungen II zum Bei spiel durch Reaktion von Anilinen mit Cyanurchlorid herge stellt werden.The compounds of formula II are in the literature described [J. Karliner, R. Selzer J. Heterocycl. Chem. 7, 396 (1971), N. Nohara, S. Sekiguchi, K. Matsui J. Heterocycl. Chem. 7, 519 (1970)]. Thus, the compounds II to the case play by reaction of anilines with cyanuric chloride be put.
Die erfindungsgemäße neue Reaktion von m-Phenylendiamin mit Verbindungen der Formel II wird in einem aprotischen Lö sungsmittel, wie Acetonitril, Tetrahydrofuran, DMF, vorzugs weise in Aceton, unter Anwendung des Ziegler-Verdünnungsprin zips durchgeführt. Die Konzentration der Reaktanten liegt dabei unter 1 Gew.-%, um die intramolekulare Reaktion zu bewirken. Es wird beispielsweise so gearbeitet, daß beide Komponenten synchron zu einer Base im entsprechenden Lösungs mittel bei -30 bis +60°C getropft werden. Der Umsatz wird dünnschichtchromatographisch oder auf andere geeignete Weise verfolgt. Die Reaktion zum Polyazacalix[6]aren ist meist nach einer bis zwölf Stunden weitgehend abgeschlossen. Die Aufar beitung des gebildeten Makrocyclus erfolgt z. B. so, daß das Reaktionsmischung im Vakuum bei etwa 0,67 bis 6,66 kPa (5 bis 50 Torr) und einer Temperatur von 30 bis 40°C eingeengt und der Rückstand durch Kristallisation oder Säulenchromatographie gereinigt wird.The novel reaction of m-phenylenediamine according to the invention with compounds of the formula II is in an aprotic Lö solvents such as acetonitrile, tetrahydrofuran, DMF, preferred wise in acetone, using the Ziegler-Diluent zips done. The concentration of the reactants is less than 1% by weight to increase the intramolecular reaction cause. For example, it works so that both Components synchronized to a base in the corresponding solution medium are dropped at -30 to + 60 ° C. Sales will by thin layer chromatography or in another suitable manner tracked. The reaction to polyazacalix [6] arene is mostly after one to twelve hours largely completed. The Aufar Processing of the macrocycle formed z. B. so that Reaction mixture in vacuo at about 0.67 to 6.66 kPa (5 to 50 Torr) and a temperature of 30 to 40 ° C and the residue by crystallization or column chromatography is cleaned.
Als Basen werden insbesondere eingesetzt tertiäre Amine, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhydroxide, -carbonate, oder -hydrogencarbonate sowie deren Gemische, insbesondere Erdalka limetallcarbonate wie Kaliumcarbonat. In particular, tertiary amines are used as bases, Alkali metal and alkaline earth metal hydroxides, carbonates, or -hydrogen carbonates and their mixtures, especially alkaline earth limestone carbonates such as potassium carbonate.
Mit Polyazacalix[6]arenen können Wirt-Gast-Komplexe her gestellt werden. So bilden sie z. B. Komplexe mit Chloroform, Nitromethan, DMF oder DMSO. Diese Komplexierungseigenschaften können zur molekularen Erkennung, z. B. in der Sensorik, zur Separierung von organischen Verbindungen oder zur Extraktion und Komplexierung von Metallionen aus wäßrigen Lösungen ge nutzt werden.With polyazacalix [6] arenes, host-guest complexes can be generated be put. So they form z. B. complexes with chloroform, Nitromethane, DMF or DMSO. These complexing properties can for molecular recognition, for. B. in sensor technology Separation of organic compounds or for extraction and complexation of metal ions from aqueous solutions be used.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher die Ver wendung von Polyazacalix[6]arenen in der Sensorik und zur Trennung von organischen Verbindungen, beispielsweise zur Abtrennung von Chlorkohlenwasserstoff-Lösungsmitteln aus Gemi schen, sowie zur Herstellung von Wirt-Gast-Komplexen.Another object of the invention is therefore the Ver Use of Polyazacalix [6] arenas in sensors and for Separation of organic compounds, for example for Separation of chlorinated hydrocarbon solvents from Gemi and for the production of host-guest complexes.
Die Erfindung soll nachstehend durch Beispielenäher erläutert werden. Darin bedeutet, Phe = Phenyl, DMF = Dime thylformamid, THF = Tetrahydrofuran, DMSO = Dimethylsulfoxid, v/v = Volumen pro Volumen.The invention is illustrated below by way of examples are explained. In it, Phe = phenyl, DMF = dime thylformamide, THF = tetrahydrofuran, DMSO = dimethyl sulfoxide, v / v = volume per volume.
10 mmol m-Phenylendiamin in 500 ml Aceton und 10 mmol N,N-Bis-
(4,6-dichlor-1,3,5-triazin-2-yl)-p-tolylamin (Formel II, Ar
= 4-CH3-C6H4) in 500 ml Aceton werden langsam synchron zu einer
Lösung von 6,9 g (50 mmol) Kaliumcarbonat in 500 ml Aceton
getropft. Nach 90 Minuten wird die Lösung filtriert, eingeengt
und aus DMF umkristallisiert. Ausbeute 28,1%, Schmelzpunkt
<330 °C.
C38H26Cl4N18 . 4 DMF
Ber.: C 51.37%, H 4.65%, N 26.37%;
Gef.: C 51.03%, H 4.53, N 26.07%.10 mmol m-phenylenediamine in 500 ml acetone and 10 mmol N, N-bis- (4,6-dichloro-1,3,5-triazin-2-yl) -p-tolylamine (formula II, Ar = 4-CH 3 -C 6 H 4 ) in 500 ml of acetone are slowly added dropwise synchronously to a solution of 6.9 g (50 mmol) of potassium carbonate in 500 ml of acetone. After 90 minutes the solution is filtered, concentrated and recrystallized from DMF. Yield 28.1%, melting point <330 ° C.
C 38 H 26 Cl 4 N 18 . 4 DMF
Calc .: C 51.37%, H 4.65%, N 26.37%;
Found: C 51.03%, H 4.53, N 26.07%.
1 mmol m-Phenylendiamin in 50 ml Aceton und 1 mmol N,N-Bis-
(4,6-dichlor-1,3,5-triazin-2-yl)-p-clorphenylamin (Formel II,
Ar = 4-Cl-C6H4) in 50 ml Aceton werden langsam synchron zu
einer Lösung von 0,69 g (5 mmol) Kaliumcarbonat in 50 ml Ace
ton getropft. Nach 90 Minuten wird die Lösung filtriert, ein
geengt und aus DMF umkristallisiert. Ausbeute 32,9%,
Schmelzpunkt <330°C.
C36H20Cl6N18 . 4 DMF
Ber.: C 47.64%, H 4.00%, N 25.48%;
Gef.: C 47.33%, H 3.81%, N 25.24%.1 mmol of m-phenylenediamine in 50 ml of acetone and 1 mmol of N, N-bis- (4,6-dichloro-1,3,5-triazin-2-yl) -p-clorphenylamine (formula II, Ar = 4-Cl -C 6 H 4 ) in 50 ml acetone are slowly added dropwise synchronously to a solution of 0.69 g (5 mmol) potassium carbonate in 50 ml acetone. After 90 minutes, the solution is filtered, concentrated and recrystallized from DMF. Yield 32.9%, melting point <330 ° C.
C 36 H 20 Cl 6 N 18 . 4 DMF
Calc .: C 47.64%, H 4.00%, N 25.48%;
Found: C 47.33%, H 3.81%, N 25.24%.
1 mmol m-Phenylendiamin in 50 ml THF und 1 mmol N,N-Bis-(4,6-
dichlor-1,3,s-triazin-2-yl)-p-decylphenylamin (Formel II, Ar
= 4-C10H21-C6H4) in 50 ml THF werden langsam synchron zu einer
Lösung von 2 mmol Triethylamin in 50 ml THF getropft. Nach 90
Minuten wird die Lösung filtriert, eingeengt und der Rückstand
an Kieselgel chromatographiert (Eluens: Chloroform/Aceton 9 : 1,
v/v). Ausbeute 21,3%, Schmelzpunkt 273-275 °C (Zers.).
C%H62Cl4N18 3. 2 CHCl3
Ber.: C 50.93%, H 4.72%, N 18.42%;
Gef.: C 50.78%, H 4.70%, N 18.54%.1 mmol m-phenylenediamine in 50 ml THF and 1 mmol N, N-bis- (4,6-dichloro-1,3, s-triazin-2-yl) -p-decylphenylamine (formula II, Ar = 4-C 10 H 21 -C 6 H 4 ) in 50 ml THF are slowly added in synchronism to a solution of 2 mmol triethylamine in 50 ml THF. After 90 minutes the solution is filtered, concentrated and the residue is chromatographed on silica gel (eluent: chloroform / acetone 9: 1, v / v). Yield 21.3%, melting point 273-275 ° C (dec.).
C% H 62 Cl 4 N 18 3. 2 CHCl 3
Calc .: C 50.93%, H 4.72%, N 18.42%;
Found: C 50.78%, H 4.70%, N 18.54%.
1 mmol m-Phenylendiamin in 50 ml THF und 1 mmol N,N-Bis-(4,6-
dichlor-1,3,5-triazin-2-yl)-p-dodecylphenylamin (Formel II, Ar
= 4-C12H25-C6H4) in 50 ml THF werden langsam synchron zu einer
Lösung von 2 mmol Triethylamin in 50 ml THF getropft. Nach 90
Minuten wird die Lösung filtriert, eingeengt und der Rückstand
an Kieselgel chromatographiert (Eluens: Chloroform/Aceton 9 : 1,
v/v). Ausbeute 20,1%, Schmelzpunkt < 300°C (Zers.).
C60H70Cl4N18
Ber.: C 60.81%, H 5.95%, N 21.27%;
Gef.: C 61.05%, H 5.73%, N 21.10%.1 mmol m-phenylenediamine in 50 ml THF and 1 mmol N, N-bis- (4,6-dichloro-1,3,5-triazin-2-yl) -p-dodecylphenylamine (formula II, Ar = 4-C 12 H 25 -C 6 H 4 ) in 50 ml THF are slowly added synchronously to a solution of 2 mmol triethylamine in 50 ml THF. After 90 minutes the solution is filtered, concentrated and the residue is chromatographed on silica gel (eluent: chloroform / acetone 9: 1, v / v). Yield 20.1%, melting point <300 ° C (dec.).
C 60 H 70 Cl 4 N 18
Calc .: C 60.81%, H 5.95%, N 21.27%;
Found: C 61.05%, H 5.73%, N 21.10%.
Claims (7)
worin Ar Aryl, gegebenenfalls mit Halogen, Alkoxy oder C1-C12- Alkyl substituiertes Aryl, Heteroaryl mit S, N oder 0 als Heteroatome und gegebenenfalls substituiert mit Halogen oder C1-C4-Alkyl bedeuten.1. Polyazacalix [6] arenes of the general formula I
wherein Ar is aryl, optionally substituted with halogen, alkoxy or C 1 -C 12 alkyl, heteroaryl with S, N or 0 as heteroatoms and optionally substituted with halogen or C 1 -C 4 alkyl.
worin Ar Aryl, gegebenenfalls mit Halogen, Alkoxy oder C1-C12-Alkyl, substituiertes Aryl, Heteroaryl mit S, N oder 0 als Heteroatome und gegebenenfalls substituiert mit Halogen oder C1-C4-Alkyl bedeuten,
durch Reaktion von m-Phenylendiamin mit einem Triazinderivat der allgemeinen Formel II
in der Ar die oben angegebene Bedeutung hat, in einem aproti schen Lösungsmittel unter Anwendung des Verdünnungsprinzips in Gegenwart einer Base bei -30 bis +50°C, und nachfolgendem Einengen der Reaktionsmischung und Reinigung des Rückstandes.4. Process for the preparation of polyazacalix [6] arenes of the general formula I
wherein ar is aryl, optionally substituted with halogen, alkoxy or C 1 -C 12 alkyl, aryl, heteroaryl with S, N or 0 as heteroatoms and optionally substituted with halogen or C 1 -C 4 alkyl,
by reaction of m-phenylenediamine with a triazine derivative of the general formula II
in which Ar has the meaning given above, in an aprotic solvent using the dilution principle in the presence of a base at -30 to + 50 ° C, and then concentrating the reaction mixture and purifying the residue.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996146537 DE19646537A1 (en) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | Poly:aza-calix-6-arene compounds |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996146537 DE19646537A1 (en) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | Poly:aza-calix-6-arene compounds |
Publications (1)
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DE1996146537 Withdrawn DE19646537A1 (en) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | Poly:aza-calix-6-arene compounds |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE19646537A1 (en) |
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US7595368B2 (en) | 2002-09-17 | 2009-09-29 | Covalent Partners, Llc | Nanofilm compositions with polymeric components |
US8110679B2 (en) | 2002-02-07 | 2012-02-07 | Covalent Partners Llc | Nanofilm and membrane compositions |
US8182695B2 (en) | 2003-08-06 | 2012-05-22 | Whiteford Jeffery A | Bridged macrocyclic module compositions |
CN109627437A (en) * | 2018-12-26 | 2019-04-16 | 上海应用技术大学 | Triazine radical cup [4] aromatic hydrocarbons porous polymer, preparation method and applications |
-
1996
- 1996-10-30 DE DE1996146537 patent/DE19646537A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |