FR3141939A1 - NON-AROMATIC ASYMMETRICAL MONO(2-CYANOETHYL)TRIORGANOPHOSPHONIUM SALT, ITS SYNTHESIS PROCESS AND ITS USE AS AN ELECTROLYTE COMPOUND, AS A LUBRICANT AND LUBRICANT ADDITIVE, AS A GAS CAPTURE AGENT, IN AS A SOLVENT FOR CATALYSIS AND AS A SURFACE MODIFICATION AGENT BY CLICK CHEMISTRY - Google Patents
NON-AROMATIC ASYMMETRICAL MONO(2-CYANOETHYL)TRIORGANOPHOSPHONIUM SALT, ITS SYNTHESIS PROCESS AND ITS USE AS AN ELECTROLYTE COMPOUND, AS A LUBRICANT AND LUBRICANT ADDITIVE, AS A GAS CAPTURE AGENT, IN AS A SOLVENT FOR CATALYSIS AND AS A SURFACE MODIFICATION AGENT BY CLICK CHEMISTRY Download PDFInfo
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Abstract
La présente invention concerne un sel de mono(2-cyanoéthyl)triorganophosphonium asymétrique non aromatique, son procédé de synthèse ainsi que son utilisation en tant que composé d’électrolyte, en tant que lubrifiant et additif de lubrifiant, en tant qu’agent de capture de gaz, en tant que solvant pour catalyse et en tant qu’agent de modification de surface par Chimie Click.The present invention relates to a non-aromatic asymmetric mono(2-cyanoethyl)triorganophosphonium salt, its synthesis method and its use as an electrolyte compound, as a lubricant and lubricant additive, as a capture agent gas, as a solvent for catalysis and as a surface modification agent by Chimie Click.
Description
La présente invention concerne un sel de mono(2-cyanoéthyl)triorganophosphonium asymétrique non aromatique, son procédé de synthèse ainsi que son utilisation en tant que composé d’électrolyte, en tant que lubrifiant et additif de lubrifiant, en tant qu’agent de capture de gaz, en tant que solvant pour catalyse et en tant qu’agent de modification de surface par Chimie Click.The present invention relates to a non-aromatic asymmetric mono(2-cyanoethyl)triorganophosphonium salt, its synthesis process and its use as an electrolyte compound, as a lubricant and lubricant additive, as a gas capture agent, as a solvent for catalysis and as a surface modification agent by Click Chemistry.
La synthèse de composés ioniques dérivés de la tris(2-cyanoéthyl)phosphine permet d’aboutir à la formation de composés appartenant à la famille de sels de phosphonium substitués par une seule chaine (2-cyanoéthyle) et trois substituants non-aromatiques différents.The synthesis of ionic compounds derived from tris(2-cyanoethyl)phosphine leads to the formation of compounds belonging to the family of phosphonium salts substituted by a single chain (2-cyanoethyl) and three different non-aromatic substituents.
L’art antérieur décrit une technologie actuelle de synthèse qui passe par l’alkylation d’une triorganophosphine asymétrique avec une chaine (2-cyanoéthyle). Cette synthèse utilise une triorganophoshine non-aromatique qui peut être inflammable, toxique et est particulièrement sensible à l’oxydation de l’air.The prior art describes a current synthesis technology that involves the alkylation of an asymmetric triorganophosphine with a (2-cyanoethyl) chain. This synthesis uses a non-aromatic triorganophosphine that can be flammable, toxic, and is particularly sensitive to air oxidation.
Air-Stable Trialkylphosphonium Salts: Simple, Practical, and Versatile Replacements for Air-Sensitive Trialkylphosphines.Applications in Stoichiometric and Catalytic Processes. Org. Lett. 2001, 3, 4295–4298 décrit un procédé qui obtient un mélange de produits secondaires difficilement séparables du produit désiré.Air-Stable Trialkylphosphonium Salts: Simple, Practical, and Versatile Replacements for Air-Sensitive Trialkylphosphines . Applications in Stoichiometric and Catalytic Processes. Org. Lett. 2001, 3, 4295–4298 describes a process that obtains a mixture of by-products that are difficult to separate from the desired product.
Vlád, G.; Richter, F. U.; Horváth, I. T. Synthesis of Fluorous Trialkyl Phosphines with the Complete Exclusion of PH3.Tetrahedron Letters 2005,46(49), 8605–8608 décrit une synthèse à partir de trihydrure de phosphore PH3(toxique, inflammable et extrêmement sensible à l’oxydation) ou de trichlorure de phosphore PCl3et cela conduit à un mélange de phosphines primaires, secondaires et tertiaires mixtes difficilement contrôlables.Vlád, G.; Richter, FU; Horváth, IT Synthesis of Fluorous Trialkyl Phosphines with the Complete Exclusion of PH3. Tetrahedron Letters 2005 , 46 (49), 8605–8608 describes a synthesis from phosphorus trihydride PH3 (toxic, flammable and extremely sensitive to oxidation) or phosphorus trichloride PCl3 and this leads to a mixture of mixed primary, secondary and tertiary phosphines that are difficult to control.
Les procédés de synthèse actuels ne permettent pas d’obtenir facilement ce précurseur triorganophosphine asymétrique.Current synthesis processes do not allow this asymmetric triorganophosphine precursor to be easily obtained.
Les procédés de synthèse actuels ne permettent pas d’éliminer les traces d’oxydes de phosphines et de produits secondaires phosphorés, ce qui engendre une mauvaise pureté du produit synthétisé.Current synthesis processes do not allow the elimination of traces of phosphine oxides and phosphorus by-products, which results in poor purity of the synthesized product.
Pour ces raisons, les procédés de synthèse de l’état de l’art ne sont pas compatibles avec une fabrication à l’échelle industrielle.For these reasons, state-of-the-art synthesis processes are not compatible with industrial-scale manufacturing.
De plus, les tris(2-cyanoéthyl)phosphonium de l’art antérieur sont des sels de phosphonium contenant une seule chaine 2-cyanoéthyle et trois substituants non-aromatiques identiques.Furthermore, the prior art tris(2-cyanoethyl)phosphoniums are phosphonium salts containing a single 2-cyanoethyl chain and three identical non-aromatic substituents.
DE102008021271 décrit un sel de mono(2-cyanoéthyl)trialkylphosphonium possédant donc trois substituants identiques.DE102008021271 describes a mono(2-cyanoethyl)trialkylphosphonium salt thus having three identical substituents.
Il existe un réel besoin d’une nouvelle famille de mono(2-cyanoéthyl)triorganophosphonium asymétrique possédant des substituants différents non-aromatiques et d’un procédé de synthèse permettant d’obtenir des produits de grande pureté et compatible à l’échelle industrielle.There is a real need for a new family of asymmetric mono(2-cyanoethyl)triorganophosphonium compounds with different non-aromatic substituents and a synthesis process that can produce high-purity products that are compatible with industrial scale.
L’invention concerne une nouvelle famille de sels de phosphonium de formule (I)The invention relates to a new family of phosphonium salts of formula (I)
dans laquellein which
X-est choisi parmi les phosphates de fluoroalkyle, les phosphinates de fluoroalkyle, les phosphonates de fluoroalkyle, les acétates, les triflates, les imides, les amidures, les méthanides, les borates, les phosphates, les sulfonimides ou les aluminates ;X - is selected from fluoroalkyl phosphates, fluoroalkyl phosphinates, fluoroalkyl phosphonates, acetates, triflates, imides, amides, methanides, borates, phosphates, sulfonimides or aluminates;
R1, R2 et R3 sont différents entre eux et indépendamment choisis parmi par un alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20, par un groupement vinylbenzylique ; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons ; à la condition que R1, R2 et R3 soient différent d’une chaîne CH2-CH2-CN.R1, R2 and R3 are different from each other and independently selected from a C1-C20 alkyl, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms may be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof; provided that R1, R2 and R3 are different from a CH 2 -CH 2 -CN chain.
L’invention concerne également un dimère de sel de (2-cyanoéthyl)phosphonium ainsi que le procédé de synthèse de cette famille de composés et l’utilisation de cette famille de composés en tant que composé d’électrolyte, en tant qu’additif de lubrifiant, en tant que lubrifiant, en tant qu’agent de capture de gaz et en tant que solvant de catalyse et en tant qu’agent de modification de surface par Chimie Click.The invention also relates to a dimer of (2-cyanoethyl)phosphonium salt as well as the process for the synthesis of this family of compounds and the use of this family of compounds as an electrolyte compound, as a lubricant additive, as a lubricant, as a gas capture agent and as a catalysis solvent and as a surface modification agent by Click Chemistry.
L’invention propose une nouvelle famille de sels de (2-cyanoéthyl)phosphonium comprenant une seule chaine (2-cyanoéthyle). Ces composés ont l’avantage d’être d’une grande pureté.The invention proposes a new family of (2-cyanoethyl)phosphonium salts comprising a single (2-cyanoethyl) chain. These compounds have the advantage of being of high purity.
Les sels de phosphoniums comprenant une seule chaîne (2-cyanoéthyle) sont très intéressants. En effet, le moment dipolaire, la constante diélectrique du liquide ionique de ces composés sont augmentés par rapport à des sels de phosphonium n’ayant pas de fonction nitrile. La présence d’une chaîne (2-cyanoéthyle) permet une meilleure désolvatation des ions Lithium ainsi qu’une interaction forte avec les surfaces et donne la possibilité d’être greffé sur les surfaces. Ces nouveaux sels sont asymétriques, ce qui leur permet d’avoir un point de cristallisation bas et donc d’être compatibles avec des utilisations sur de plus larges gammes des températures. De plus, le fait de ne porter qu’une seule chaine (2-cyanoéthyle) et 3 substituants non-aromatiques permet d’obtenir des composés peu visqueux.Phosphonium salts comprising a single chain (2-cyanoethyl) are very interesting. Indeed, the dipole moment, the dielectric constant of the ionic liquid of these compounds are increased compared to phosphonium salts not having a nitrile function. The presence of a chain (2-cyanoethyl) allows a better desolvation of Lithium ions as well as a strong interaction with the surfaces and gives the possibility of being grafted on the surfaces. These new salts are asymmetric, which allows them to have a low crystallization point and therefore to be compatible with uses over wider temperature ranges. In addition, the fact of carrying only one chain (2-cyanoethyl) and 3 non-aromatic substituents makes it possible to obtain low-viscosity compounds.
Par rapport à leurs homologues ammoniums, l’atome de phosphore plus mou permet une interaction différente avec les surfaces et les sels de bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (FSI) ont des points de fusion plus bas.Compared to their ammonium counterparts, the softer phosphorus atom allows for different interaction with surfaces and bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (FSI) salts have lower melting points.
Le procédé selon l’invention présente plusieurs avantages.The method according to the invention has several advantages.
Premièrement, les solvants utilisés sont des produits peu toxiques et sans danger pour l’environnement car ils sont dits « verts ».Firstly, the solvents used are low-toxicity products that are safe for the environment because they are called “green”.
Deuxièmement, les précurseurs de synthèse sont peu coûteux et stables à l’air et les intermédiaires de synthèse sont peu toxiques.Second, the synthesis precursors are inexpensive and air stable, and the synthesis intermediates are of low toxicity.
Troisièmement, les réactions mises en œuvre sont peu sensibles à l’oxygène.Third, the reactions involved are not very sensitive to oxygen.
Quatrièmement, le procédé de synthèse permet de choisir de façon indépendante les trois groupements organiques non-aromatiques qui viennent substituer le sel de (2-cyanoéthyl)triorganophosphonium.Fourth, the synthesis process allows for the independent selection of the three non-aromatic organic groups that replace the (2-cyanoethyl)triorganophosphonium salt.
Cinquièmement, le procédé de synthèse permet d’obtenir des sels de (2-cyanoéthyl)triorganophosphonium de pureté élevée.Fifth, the synthesis process allows obtaining high purity (2-cyanoethyl)triorganophosphonium salts.
Sixièmement, le procédé permet une voie de synthèse industrialisable.Sixth, the process allows an industrializable synthesis route.
Un premier objet de l’invention concerne une nouvelle famille de sels de phosphonium de formule (I)A first object of the invention concerns a new family of phosphonium salts of formula (I)
dans laquellein which
X-est choisi parmi les phosphates de fluoroalkyle, les phosphinates de fluoroalkyle, les phosphonates de fluoroalkyle, les acétates, les triflates, les imides, les amidures, les méthanides, les borates, les phosphates, les sulfonimides ou les aluminates ;X - is selected from fluoroalkyl phosphates, fluoroalkyl phosphinates, fluoroalkyl phosphonates, acetates, triflates, imides, amides, methanides, borates, phosphates, sulfonimides or aluminates;
R1, R2 et R3 sont différents entre eux et indépendamment choisis parmi par un alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20, par un groupement vinylbenzylique ; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons ; à la condition que R1, R2 et R3 soient différent d’une chaîne CH2-CH2-CN.R1, R2 and R3 are different from each other and independently selected from a C1-C20 alkyl, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms may be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof; provided that R1, R2 and R3 are different from a CH 2 -CH 2 -CN chain.
Les atomes d’hydrogène peuvent donc être substitués en partie dans la mesure où la molécule est stable.Hydrogen atoms can therefore be partially substituted as long as the molecule is stable.
Le terme "alkyle" désigne un radical aliphatique saturé, linéaire ou ramifié, ayant le nombre d'atomes de carbone indiqué. Le fragment alkyle peut être à chaîne linéaire ou ramifiée.The term "alkyl" means a saturated, straight or branched aliphatic radical having the indicated number of carbon atoms. The alkyl moiety may be straight or branched chain.
Le terme "alcényle" désigne un groupement alkyle, tel que défini ci-dessus, comportant au moins une double liaison C=C.The term "alkenyl" means an alkyl group, as defined above, comprising at least one C=C double bond.
Le terme "alcynyle" désigne un groupement alkyle, tel que défini ci-dessus, comportant au moins une triple liaison C≡C Le terme "cycloalkyle" désigne un ensemble de cycles saturés ou partiellement insaturés, monocyclique, bicyclique, polycyclique ponté ou spiro. Les cycles monocycliques comprennent, par exemple, les cycles cyclopropyle, cyclobutyle, cyclopentyle et cyclohexyle.The term "alkynyl" means an alkyl group, as defined above, having at least one C≡C triple bond. The term "cycloalkyl" means a set of saturated or partially unsaturated rings, monocyclic, bicyclic, bridged polycyclic or spiro. Monocyclic rings include, for example, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl and cyclohexyl rings.
Dans un mode de réalisation plus particulièrement préféré, R1 est choisi parmi un alkyle en C1-C10 dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle perfluoré, un groupement silyle, un siloxy, un sulfoxyde, un nitrile, un thioéther ou leurs combinaisons ;In a more particularly preferred embodiment, R1 is selected from a C1-C10 alkyl in which the hydrogen atoms may be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a perfluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy, a sulfoxide, a nitrile, a thioether or combinations thereof;
De manière encore plus préférée, R1 est choisi parmi un méthyle ou un alkyle en C1-C4 dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle perfluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons ; et R2 est un alkyle en C1-C10 dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle perfluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons ; et de manière encore plus préférée, R2 est choisi parmi un méthyle, un éthyle, un propyle, un iso-butyle, unn-butyle, ou un allyle ; et dont R3 est choisi de manière préférée parmi un alkyle en C1-C10 et de manière encore plus préférée parmi un alkyle en C1-C4.Even more preferably, R1 is selected from methyl or C1-C4 alkyl in which the hydrogen atoms may be substituted by fluorine, -CF3 , ether, alkyl, perfluorinated alkyl, silyl, siloxy, sulfoxide, nitrile, thioether or combinations thereof; and R2 is C1-C10 alkyl in which the hydrogen atoms may be substituted by fluorine, -CF3 , ether, alkyl, perfluorinated alkyl, silyl, siloxy, sulfoxide, nitrile, thioether or combinations thereof; and even more preferably, R2 is chosen from methyl, ethyl, propyl, isobutyl, n- butyl, or allyl; and of which R3 is preferably chosen from C1-C10 alkyl and even more preferably from C1-C4 alkyl.
Dans un mode de réalisation préféré, X-est choisi parmi bis(fluorosulfonyl)imide (FSI), bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (TFSI), tétrafluoroborate, hexafluorophosphate, dicyanamide, triflate, 4,5-dicyano-2-(trifluoromethyl)imidazolate, fluorosulfonyl(trifluoromethanesulfonyl)imide, bis(oxalato)borate, difluorobis(oxalato)borate, acétate, N-ethyl-N-methyl-functionalized sulfonimide, (difluoromethanesulfonyl)(trifluoromethanesulfonyl)imide, (methanesulfonyl)(trifluoromethanesulfonyl)imide.In a preferred embodiment, , fluorosulfonyl(trifluoromethanesulfonyl)imide, bis(oxalato)borate, difluorobis(oxalato)borate, acetate, N-ethyl-N-methyl-functionalized sulfonimide, (difluoromethanesulfonyl)(trifluoromethanesulfonyl)imide, (methanesulfonyl)(trifluoromethanesulfonyl)imide.
Dans un mode de réalisation encore plus préféré, X-est choisi parmi le FSI ou le TFSI.In an even more preferred embodiment, X - is selected from FSI or TFSI.
Les modes de réalisation préférés quant au choix de l’anion X-exposés ci-dessus peuvent être combinés aux modes de réalisation préférés quant au choix des groupes R1, R2 et R3 exposés précédemment.The preferred embodiments as to the choice of the anion X - set out above can be combined with the preferred embodiments as to the choice of the groups R1, R2 and R3 set out previously.
Un deuxième objet de l’invention est le sel de phosphonium sous la forme de dimère.A second object of the invention is the phosphonium salt in the dimer form.
Le dimère de sel de phosphonium est représenté par la formule (II),The phosphonium salt dimer is represented by the formula (II),
dans laquellein which
Z est choisi parmi les di-radicaux alkyles en C1-C20 de type –(CH2)n– pouvant comprendre un ou plusieurs éthers ou pouvant comprendre un ou plusieurs enchaÏnements de type –CH2–Y–CH2– avec Y=S, SO ou SO2 ; de préférence le di-radical alkyle est un diradical éthyle, propyle, butyle ou pentyle ;Z is chosen from C1-C20 alkyl diradicals of the –(CH 2 )n– type which may comprise one or more ethers or which may comprise one or more chains of the –CH 2 –Y–CH 2 – type with Y=S, SO or SO2; preferably the alkyl diradical is an ethyl, propyl, butyl or pentyl diradical;
X-est choisi parmi les phosphates de fluoroalkyle, les phosphinates de fluoroalkyle, les phosphonates de fluoroalkyle, les acétates, les triflates, les imides, les amidures, les méthanides, les borates, les phosphates, les sulfonimides ou les aluminates ;X - is selected from fluoroalkyl phosphates, fluoroalkyl phosphinates, fluoroalkyl phosphonates, acetates, triflates, imides, amides, methanides, borates, phosphates, sulfonimides or aluminates;
R2 et R3 sont différents entre eux et indépendamment choisis parmi un alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20, un groupement vinylbenzylique ; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un alkyle perfluoré, un silyle, un siloxy, un sulfoxyde, un nitrile, un thioéther ou leurs combinaisons ; à la condition que R2 et R3 soient différents d’une chaine CH2-CH2-CN.R2 and R3 are different from each other and independently selected from a C1-C20 alkyl, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms may be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a perfluorinated alkyl, a silyl, a siloxy, a sulfoxide, a nitrile, a thioether or combinations thereof; provided that R2 and R3 are different from a CH 2 -CH 2 -CN chain.
Un troisième objet de l’invention est un procédé de synthèse de la famille de sels de phosphonium définie précédemment.A third object of the invention is a process for the synthesis of the family of phosphonium salts defined above.
Lorsque le sel est un monomère, le procédé comprend les étapes suivantes :When the salt is a monomer, the process involves the following steps:
a) Mélange d’une solution d’alcoolate alcalin à une solution de chlorure de tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium (THPC) ou à une solution de tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium sulfate (THPS) pour obtenir le mélange A(a) Mixing an alkali alcoholate solution with a tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride (THPC) solution or a tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium sulfate (THPS) solution to obtain mixture A
b) Filtration du mélange Ab) Filtration of mixture A
c) Mélange du filtrat obtenu à l’étape b) avec de l’acrylonitrilec) Mixing the filtrate obtained in step b) with acrylonitrile
d) Filtration du mélange obtenu à l’étape c) pour obtenir le précipité formé de tris(2-cyanoéthyl)phosphine (TCP)d) Filtration of the mixture obtained in step c) to obtain the precipitate formed from tris(2-cyanoethyl)phosphine (TCP)
e) Addition suivie du mélange d’un électrophile R3Y dont Y peut être un halogénure ou un OTf (triflate) ou un OTs (tosylate) et dont R3 est choisi parmi un groupement alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20, un groupement vinylbenzylique ; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons à une solution de TCP obtenu à l’étape d) dans un solvante) Addition followed by mixing of an electrophile R3Y of which Y can be a halide or an OTf (triflate) or an OTs (tosylate) and of which R3 is chosen from a C1-C20 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms can be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof to a solution of TCP obtained in step d) in a solvent
f) Filtration suivie du séchage du mélange obtenu à l’étape e) pour obtenir le précipité formé de sel de tris(2-cyanoéthyl)phosphoniumf) Filtration followed by drying of the mixture obtained in step e) to obtain the precipitate formed from tris(2-cyanoethyl)phosphonium salt
g) Mélange d’une solution d’alcoolate alcalin au sel obtenu dans l’étape f) dans de l’alcool pour obtenir le mélange Bg) Mixing an alkali alcoholate solution with the salt obtained in step f) in alcohol to obtain mixture B
h) Séchage du mélange Bh) Drying of mixture B
i) Addition suivie du mélange d’un électrophile R2Y dont Y peut être un halogénure ou OTf (triflate) ou OTs (tosylate) et dont R2 est choisi parmi le groupe constitué par un alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20, un groupement vinylbenzylique ; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons ; à une solution de la bis(2-cyanoéthyl)phosphine obtenue à l’étape h) dans un solvanti) Addition followed by mixing of an electrophile R2Y of which Y can be a halide or OTf (triflate) or OTs (tosylate) and of which R2 is chosen from the group consisting of a C1-C20 alkyl, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms can be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof; to a solution of the bis(2-cyanoethyl)phosphine obtained in step h) in a solvent
j) Filtration suivie du séchage du mélange obtenu à l’étape i) pour obtenir le précipité formé de sel de bis(2-cyanoéthyl)phosphoniumj) Filtration followed by drying of the mixture obtained in step i) to obtain the precipitate formed from bis(2-cyanoethyl)phosphonium salt
k) Mélange d’une solution d’alcoolate alcalin au sel obtenu dans l’étape j) dans de l’alcool pour obtenir le mélange Ck) Mixing an alkali alcoholate solution with the salt obtained in step j) in alcohol to obtain mixture C
l) Séchage du mélange Cl) Drying of mixture C
m) Addition suivie du mélange d’un électrophile R1Y dont Y peut être un halogénure ou OTf (triflate) ou OTs (tosylate) et dont R1 est choisi parmi le groupe constitué par un alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20, un groupement vinylbenzylique ; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons ; à une solution de la (2-cyanoéthyl)phosphine obtenue à l’étape l) dans un solvantm) Addition followed by mixing of an electrophile R1Y of which Y can be a halide or OTf (triflate) or OTs (tosylate) and of which R1 is chosen from the group consisting of a C1-C20 alkyl, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms can be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof; to a solution of the (2-cyanoethyl)phosphine obtained in step l) in a solvent
n) Filtration suivie du séchage du mélange obtenu à l’étape m) pour obtenir le précipité formé de sel de (2-cyanoéthyl)phosphoniumn) Filtration followed by drying of the mixture obtained in step m) to obtain the precipitate formed from (2-cyanoethyl)phosphonium salt
o) Métathèse ionique du sel obtenu à l’étape n) dans un solvant pour obtenir le mélange Do) Ionic metathesis of the salt obtained in step n) in a solvent to obtain mixture D
p) Décantation, séparation/filtration et séchage du mélange D afin d’obtenir le sel de (2-cyanoéthyl)phosphonium PR1R2R3(2CN)Xp) Decantation, separation/filtration and drying of mixture D to obtain the (2-cyanoethyl)phosphonium salt PR1R2R3(2CN)X
Lorsque le sel est un dimère, le procédé comprend les étapes suivantes :When the salt is a dimer, the process involves the following steps:
a) Mélange d’une solution d’alcoolate alcalin à une solution de chlorure de tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium (THPC) ou à une solution de tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium sulfate (THPS) pour obtenir le mélange A(a) Mixing an alkali alcoholate solution with a tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride (THPC) solution or a tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium sulfate (THPS) solution to obtain mixture A
b) Filtration du mélange Ab) Filtration of mixture A
c) Mélange du filtrat obtenu à l’étape b) avec de l’acrylonitrilec) Mixing the filtrate obtained in step b) with acrylonitrile
d) Filtration du mélange obtenu à l’étape c) pour obtenir le précipité formé de tris(2-cyanoéthyl)phosphine (TCP)d) Filtration of the mixture obtained in step c) to obtain the precipitate formed from tris(2-cyanoethyl)phosphine (TCP)
e) Addition suivie du mélange d’un électrophile R3Y dont Y peut être un halogénure ou un OTf (triflate) ou un OTs (tosylate) et dont R3 est choisi parmi un groupement alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20,un groupement vinylbenzylique ; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons à une solution de TCP obtenu à l’étape d) dans un solvante) Addition followed by mixing of an electrophile R3Y of which Y can be a halide or an OTf (triflate) or an OTs (tosylate) and of which R3 is chosen from a C1-C20 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms can be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof to a solution of TCP obtained in step d) in a solvent
f) Filtration suivie du séchage du mélange obtenu à l’étape e) pour obtenir le précipité formé de sel de tris(2-cyanoéthyl)phosphoniumf) Filtration followed by drying of the mixture obtained in step e) to obtain the precipitate formed from tris(2-cyanoethyl)phosphonium salt
g) Mélange d’une solution d’alcoolate alcalin au sel obtenu dans l’étape f) dans de l’alcool pour obtenir le mélange Bg) Mixing an alkali alcoholate solution with the salt obtained in step f) in alcohol to obtain mixture B
h) Séchage du mélange Bh) Drying of mixture B
i) Addition suivie du mélange d’un électrophile R2Y dont Y peut être un halogénure ou OTf (triflate) ou OTs (tosylate) et dont R2 est choisi parmi le groupe constitué par un alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20, un groupement vinylbenzylique ; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons ; à une solution de la bis(2-cyanoéthyl)phosphine obtenue à l’étape h) dans un solvanti) Addition followed by mixing of an electrophile R2Y of which Y can be a halide or OTf (triflate) or OTs (tosylate) and of which R2 is chosen from the group consisting of a C1-C20 alkyl, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms can be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof; to a solution of the bis(2-cyanoethyl)phosphine obtained in step h) in a solvent
j) Filtration suivie du séchage du mélange obtenu à l’étape i) pour obtenir le précipité formé de sel de bis(2-cyanoéthyl)phosphoniumj) Filtration followed by drying of the mixture obtained in step i) to obtain the precipitate formed from bis(2-cyanoethyl)phosphonium salt
k) Mélange d’une solution d’alcoolate alcalin au sel obtenu dans l’étape j) dans de l’alcool pour obtenir le mélange Ck) Mixing an alkali alcoholate solution with the salt obtained in step j) in alcohol to obtain mixture C
l) Séchage du mélange Cl) Drying of mixture C
m) Addition suivie du mélange d’un électrophile Y-Z-Y dont Y peut être un halogénure ou OTf (triflate) ou OTs (tosylate) et dont Z est choisi parmi les di-radical alkyles en C1-C20 de type –(CH2)n– pouvant comprendre un ou plusieurs éther ou pouvant comprendre un ou plusieurs enchainements de type –CH2–Y–CH2– avec Y=S, SO ou SO2 ; de préférence le di-radical alkyle est un diradical éthyle, propyle, butyle ou pentyle ; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons ; à une solution de la (2-cyanoéthyl)phosphine obtenue à l’étape l) dans un solvantm) Addition followed by mixing of an electrophile YZY of which Y can be a halide or OTf (triflate) or OTs (tosylate) and of which Z is chosen from C1-C20 alkyl diradicals of the type –(CH 2 )n– which can comprise one or more ethers or which can comprise one or more chains of the type –CH 2 –Y–CH 2 – with Y=S, SO or SO2; preferably the alkyl diradical is an ethyl, propyl, butyl or pentyl diradical; in which the hydrogen atoms can be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof; to a solution of the (2-cyanoethyl)phosphine obtained in step l) in a solvent
n) Filtration suivie du séchage du mélange obtenu à l’étape m) pour obtenir le précipité formé de sel de dimère de (2-cyanoéthyl)phosphoniumn) Filtration followed by drying of the mixture obtained in step m) to obtain the precipitate formed from (2-cyanoethyl)phosphonium dimer salt
o) Métathèse ionique du sel obtenu à l’étape n) dans un solvant pour obtenir le mélange Do) Ionic metathesis of the salt obtained in step n) in a solvent to obtain mixture D
p) Décantation, séparation/filtration et séchage du mélange D afin d’obtenir le sel de dimère (2-cyanoéthyl)phosphonium (XPR2R3(2CN))2Zp) Decantation, separation/filtration and drying of mixture D to obtain the dimer (2-cyanoethyl)phosphonium salt (XPR2R3(2CN)) 2 Z
Un quatrième objet de l’invention est l’utilisation de la famille de sels de phosphonium définie par les formules (I) et (II) comme composé d’électrolyte.A fourth object of the invention is the use of the family of phosphonium salts defined by formulas (I) and (II) as an electrolyte compound.
Un cinquième objet de l’invention est l’utilisation de la famille de sels de phosphonium définie par les formules (I) et (II)comme agent de capture de gaz.A fifth object of the invention is the use of the family of phosphonium salts defined by formulas (I) and (II) as a gas capture agent.
Un sixième objet de l’invention est l’utilisation de la famille de sels de phosphonium définie par les formules (I) et (II) comme agent de modification de surface par Chimie Click.A sixth object of the invention is the use of the family of phosphonium salts defined by formulas (I) and (II) as a surface modification agent by Click Chemistry.
Un septième objet de l’invention est l’utilisation de la famille de sels de phosphonium définie par les formules (I) et (II) comme solvant pour catalyse.A seventh object of the invention is the use of the family of phosphonium salts defined by formulas (I) and (II) as a solvent for catalysis.
Un huitième objet de l’invention est l’utilisation de la famille de sels de phosphonium définie par les formules (I) et (II) comme lubrifiant et comme additif de lubrifiant.An eighth object of the invention is the use of the family of phosphonium salts defined by formulas (I) and (II) as a lubricant and as a lubricant additive.
EXAMPLE 1 :EXAMPLE 1: (2-(2- cyanoéthyl)cyanoethyl) éthylméthylpropylphosphoniumethylmethylpropylphosphonium bis(bis( fluorosulfonylfluorosulfonyl )imide P123(2CN)FSI)imide P123(2CN)FSI
Une solution de NaOH est ajoutée sur une solution de THPC dans un solvant sous agitation. Puis est ajouté l’acrylonitrile. Le milieu réactionnel est filtré afin de récupérer le précipité formé (TCP). La phosphine TCP est dissous dans un solvant et l’iodométhane est ajouté sous agitation. Le mélange obtenu est filtré et séché afin de récupérer le sel d’iodure de tris(2-cyanoéthyl)méthylphosphonium. Une solution d’alcoolate alcalin est ajoutée à une suspension de sel d’iodure de tris(2-cyanoéthyl)méthylphosphonium dans un alcool sous agitation. Le milieu réactionnel est évaporé conduisant à l’obtention de la bis(2-cyanoéthyl)méthylphosphine brute. A une solution de cette phosphine dans un solvant, on ajoute le bromoéthane sous agitation. Après filtration le solide obtenu est purifié permettant d’obtenir le sel de bromure de bis(2-cyanoéthyl)éthylméthylphosphonium. Une solution d’alcoolate alcalin est ajoutée à une suspension de sel de bromure de bis(2-cyanoéthyl)éthylméthylphosphonium dans un alcool sous agitation. Le milieu est évaporé sous vide conduisant à l’obtention d’un mélange brut de (2-cyanoéthyl)éthylméthylphosphine. A une solution de cette phosphine brute dans un solvant, on ajoute l’iodopropane sous agitation. Après filtration le solide obtenu est purifié permettant d’obtenir le sel d’iodure de (2-cyanoéthyl)éthylméthylpropylphosphonium. Dans un solvant est ajouté en suspension l’iodure de (2-cyanoéthyl)éthyldiméthylphosphonium avec du LiFSI sous agitation. Le liquide obtenu est purifié permettant d’obtenir le sel de (2-cyanoéthyl)éthylméthylpropylphosphonium bis(fluorosulfonyl)imide.A solution of NaOH is added to a solution of THPC in a solvent with stirring. Then acrylonitrile is added. The reaction medium is filtered to recover the precipitate formed (TCP). The TCP phosphine is dissolved in a solvent and iodomethane is added with stirring. The mixture obtained is filtered and dried to recover the tris(2-cyanoethyl)methylphosphonium iodide salt. A solution of alkaline alcoholate is added to a suspension of tris(2-cyanoethyl)methylphosphonium iodide salt in an alcohol with stirring. The reaction medium is evaporated to obtain crude bis(2-cyanoethyl)methylphosphine. To a solution of this phosphine in a solvent, bromoethane is added with stirring. After filtration, the solid obtained is purified to obtain the bis(2-cyanoethyl)ethylmethylphosphonium bromide salt. An alkaline alcoholate solution is added to a suspension of bis(2-cyanoethyl)ethylmethylphosphonium bromide salt in an alcohol with stirring. The medium is evaporated under vacuum to obtain a crude mixture of (2-cyanoethyl)ethylmethylphosphine. To a solution of this crude phosphine in a solvent, iodopropane is added with stirring. After filtration, the solid obtained is purified to obtain the (2-cyanoethyl)ethylmethylpropylphosphonium iodide salt. In a solvent, (2-cyanoethyl)ethyldimethylphosphonium iodide is added in suspension with LiFSI with stirring. The liquid obtained is purified to obtain the (2-cyanoethyl)ethylmethylpropylphosphonium bis(fluorosulfonyl)imide salt.
Les figures 2, 3 et 4 montrent que le (2-cyanoéthyl)éthylméthylpropylphosphonium bis(fluorosulfonyl)imide P123(2CN)FSI a été synthétisé. FTIR (cm-1) (pur) 2985, 2924, 2253, 1373, 1173, 1099, 829, 732, 567. RMN1H (CD3CN, 500.11 MHz) d (ppm) 2.75 (dt, 2H,J= 13.1, 7.7 Hz), 2.51 (dt, 2H,J= 13.2, 7.7 Hz), 2.23 – 2.10 (m, 4H), 1.78 (d, 3H,J= 13.7 Hz), 1.63 – 1.53 (m, 2H), 1.20 (dt, 3H,J= 19.5, 7.7 Hz), 1.07 (td, 3H,J= 7.2, 1.3 Hz). RMN31P (CD3CN, 202.45 MHz) d (ppm) 34.9. RMN19F (CD3CN, 470.57 MHz) d (ppm) 51.42. Pureté ionique (IC) : 99.99%. T°crist < -80 °C.Figures 2, 3 and 4 show that (2-cyanoethyl)ethylmethylpropylphosphonium bis(fluorosulfonyl)imide P123(2CN)FSI was synthesized. FTIR (cm -1 ) (pure) 2985, 2924, 2253, 1373, 1173, 1099, 829, 732, 567. 1 H NMR (CD 3 CN, 500.11 MHz) d (ppm) 2.75 (dt, 2H, J = 13.1, 7.7 Hz), 2.51 (dt, 2H, J = 13.2, 7.7 Hz), 2.23 – 2.10 (m, 4H), 1.78 (d, 3H, J = 13.7 Hz), 1.63 – 1.53 (m, 2H), 1.20 (dt, 3H, J = 19.5, 7.7 Hz), 1.07 (td, 3H, J = 7.2, 1.3 Hz). 31 P NMR (CD 3 CN, 202.45 MHz) d (ppm) 34.9. 19 F NMR (CD 3 CN, 470.57 MHz) d (ppm) 51.42. Ionic purity (IC): 99.99%. T°cryst < -80 °C.
EXEMPLEEXAMPLE 2 :2: PP rr ée paration d’une batteriebattery preparation lmnolmno //graphite avec et sans compose//graphite with and without compound [P123(2CN) FSI] et[P123(2CN) FSI] and charge etcharge and dechargedump de la pilefrom the stack
Dans une boîte à gants sous atmosphère inerte (Argon) avec une teneur en eau et O2inférieures à 1 ppm, le sel de lithium LiFSI (0.936 g) est dissout dans le liquide ionique PYR13FSI (6.045 g) pour obtenir la concentration souhaitée, un composé de(2-cyanoéthyl)éthylméthylpropylphosphoniumP123(2CN)FSI (0.154 g) est ensuite ajouté et mélangé afin d’obtenir une solution d’électrolyte homogène.In a glove box under an inert atmosphere (Argon) with a water and O 2 content of less than 1 ppm, the lithium salt LiFSI (0.936 g) is dissolved in the ionic liquid PYR13FSI (6.045 g) to obtain the desired concentration, a compound of (2-cyanoethyl)ethylmethylpropylphosphonium P123(2CN)FSI (0.154 g) is then added and mixed to obtain a homogeneous electrolyte solution.
Le tableau 1 ci-dessous regroupe les différentes combinaisons de cathode/anode/électrolyte testées en batterie.Table 1 below lists the different cathode/anode/electrolyte combinations tested in batteries.
Tableau 1 :Combinaisons de cathode LMNO/anode Graphite/électrolyte testées en batterie. Table 1: LMNO cathode/Graphite anode/electrolyte combinations tested in battery.
Les batteries ont été testées en cyclage galvanostatique de 2 à 5 V à un taux de C de 0.5 C dans une enceinte climatique à 25 °C.The batteries were tested by galvanostatic cycling from 2 to 5 V at a C rate of 0.5 C in a climatic chamber at 25 °C.
(Nbre de cycles)(Number of cycles)
(1ercycle)0.5 C
( 1st cycle)
(246èmecycle)0.5 C
( 246th cycle)
(478èmecycle)0.5 C
( 478th cycle)
(1ercycle)0.5 C
( 1st cycle)
(246èmecycle)0.5 C
( 246th cycle)
Tableau 2 : Caractéristiques des piles avec un système LMNO//Graphite à 0.5 C avec et sans composé P123(2CN)FSI. Table 2 : Characteristics of batteries with a LMNO//Graphite system at 0.5 C with and without P123(2CN)FSI compound.
Le Tableau 2 et la
Dans l’électrolyte sans composé P123(2CN)FSI, la capacité de décharge du premier cycle à une vitesse de charge et de décharge de 0.5 C est légèrement plus élevée qu’avec le composé en(2-cyanoéthyl)éthylméthylpropylphosphonium(respectivement 107.45 mAh/g et 105.34 mAh/g). Mais concernant la cyclabilité, la capacité du système contenant le composé P123(2CN)FSI est plus stable au cours des cycles. En effet, en prenant en compte les 246 premiers cycles, la perte de capacité en décharge pour le système sans composé P123(2CN)FSI est de 13.14% contre 6.81% pour celui contenant le composé(2-cyanoéthyl)éthylméthylpropylphosphonium.In the electrolyte without P123(2CN)FSI compound, the discharge capacity of the first cycle at a charge and discharge rate of 0.5 C is slightly higher than with the (2-cyanoethyl)ethylmethylpropylphosphonium compound (respectively 107.45 mAh/g and 105.34 mAh/g). But concerning the cyclability, the capacity of the system containing the P123(2CN)FSI compound is more stable during the cycles. Indeed, taking into account the first 246 cycles, the loss of capacity in discharge for the system without P123(2CN)FSI compound is 13.14% against 6.81% for the one containing the (2-cyanoethyl)ethylmethylpropylphosphonium compound.
La rétention de capacité est meilleure pour le système contenant le composé P123(2CN)FSI.Capacity retention is better for the system containing the compound P123(2CN)FSI.
Claims (12)
dans laquelle
X-est choisi parmi les phosphates de fluoroalkyle, les phosphinates de fluoroalkyle, les phosphonates de fluoroalkyle, les acétates, les triflates, les imides, les amidures, les méthanides, les borates, les phosphates, les sulfonimides ou les aluminates ;
R1, R2 et R3 sont différents entre eux et indépendamment choisis parmi par un alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20,un groupement vinylbenzylique ; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons ; à la condition que R1, R2 et R3 soient différents d’une chaîne CH2-CH2-CN.(2-Cyanoethyl)phosphonium salts represented by the formula (I):
in which
X - is selected from fluoroalkyl phosphates, fluoroalkyl phosphinates, fluoroalkyl phosphonates, acetates, triflates, imides, amides, methanides, borates, phosphates, sulfonimides or aluminates;
R1, R2 and R3 are different from each other and independently selected from a C1-C20 alkyl, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms may be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof; provided that R1, R2 and R3 are different from a CH 2 -CH 2 -CN chain.
a) Mélange d’une solution d’alcoolate alcalin à une solution de chlorure de tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium (THPC) ou à une solution de tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium sulfate (THPS) pour obtenir le mélange A
b) Filtration du mélange A
c) Mélange du filtrat obtenu à l’étape b) avec de l’acrylonitrile
d) Filtration du mélange obtenu à l’étape c) pour obtenir le précipité formé de tris(2-cyanoéthyl)phosphine (TCP)
e) Addition suivie du mélange d’un électrophile R3Y dont Y peut être un halogénure ou un OTf (triflate) ou un OTs (tosylate) et dont R3 est choisi parmi un groupement alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20,un groupement vinylbenzylique; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons à une solution de TCP obtenu à l’étape d) dans un solvant
f) Filtration suivie du séchage du mélange obtenu à l’étape e) pour obtenir le précipité formé de sel de tris(2-cyanoéthyl)phosphonium
g) Mélange d’une solution d’alcoolate alcalin au sel obtenu dans l’étape f) dans de l’alcool pour obtenir le mélange B
h) Séchage du mélange B
i) Addition suivie du mélange d’un électrophile R2Y dont Y peut être un halogénure ou OTf (triflate) ou OTs (tosylate) et dont R2 est choisi parmi le groupe constitué par un alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20, un groupement vinylbenzylique ; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons ; à une solution de la bis(2-cyanoéthyl)phosphine obtenue à l’étape h) dans un solvant
j) Filtration suivie du séchage du mélange obtenu à l’étape i) pour obtenir le précipité formé de sel de bis(2-cyanoéthyl)phosphonium
k) Mélange d’une solution d’alcoolate alcalin au sel obtenu dans l’étape j) dans de l’alcool pour obtenir le mélange C
l) Séchage du mélange C
m) Addition suivie du mélange d’un électrophile R1Y dont Y peut être un halogénure ou OTf (triflate) ou OTs (tosylate) et dont R1 est choisi parmi le groupe constitué par un alkyle en C1-C20, un cycloalkyle en C3-C6, un alcényle en C2-C20, un cycloalcényle en C5-C8, un alcynyle en C2-C20, un groupement vinylbenzylique; dans lesquels les atomes d'hydrogène peuvent être substitués par un fluor, un -CF3, un éther, un groupement alkyle, un groupement alkyle fluoré, un groupement silyle, un groupement siloxy, un groupement sulfoxyde, un groupement nitrile, un groupement thioéther ou leurs combinaisons ; à une solution de la (2-cyanoéthyl)phosphine obtenue à l’étape l) dans un solvant
n) Filtration suivie du séchage du mélange obtenu à l’étape m) pour obtenir le précipité formé de sel de (2-cyanoéthyl)phosphonium
o) Métathèse ionique du sel obtenu à l’étape n) dans un solvant pour obtenir le mélange D
p) Décantation, séparation/filtration et séchage du mélange D afin d’obtenir le sel de (2-cyanoéthyl)phosphonium PR1R2R3(2CN)X.Process for the synthesis of a phosphonium salt as defined in one of claims 1 to 5 comprising the following steps:
(a) Mixing an alkali alcoholate solution with a tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride (THPC) solution or a tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium sulfate (THPS) solution to obtain mixture A
b) Filtration of mixture A
c) Mixing the filtrate obtained in step b) with acrylonitrile
d) Filtration of the mixture obtained in step c) to obtain the precipitate formed from tris(2-cyanoethyl)phosphine (TCP)
e) Addition followed by mixing of an electrophile R3Y of which Y can be a halide or an OTf (triflate) or an OTs (tosylate) and of which R3 is chosen from a C1-C20 alkyl group, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms can be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof to a solution of TCP obtained in step d) in a solvent
f) Filtration followed by drying of the mixture obtained in step e) to obtain the precipitate formed from tris(2-cyanoethyl)phosphonium salt
g) Mixing an alkali alcoholate solution with the salt obtained in step f) in alcohol to obtain mixture B
h) Drying of mixture B
i) Addition followed by mixing of an electrophile R2Y of which Y can be a halide or OTf (triflate) or OTs (tosylate) and of which R2 is chosen from the group consisting of a C1-C20 alkyl, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms can be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof; to a solution of the bis(2-cyanoethyl)phosphine obtained in step h) in a solvent
j) Filtration followed by drying of the mixture obtained in step i) to obtain the precipitate formed from bis(2-cyanoethyl)phosphonium salt
k) Mixing an alkali alcoholate solution with the salt obtained in step j) in alcohol to obtain mixture C
l) Drying of mixture C
m) Addition followed by mixing of an electrophile R1Y of which Y can be a halide or OTf (triflate) or OTs (tosylate) and of which R1 is chosen from the group consisting of a C1-C20 alkyl, a C3-C6 cycloalkyl, a C2-C20 alkenyl, a C5-C8 cycloalkenyl, a C2-C20 alkynyl, a vinylbenzyl group; in which the hydrogen atoms can be substituted by a fluorine, a -CF 3 , an ether, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a silyl group, a siloxy group, a sulfoxide group, a nitrile group, a thioether group or combinations thereof; to a solution of the (2-cyanoethyl)phosphine obtained in step l) in a solvent
n) Filtration followed by drying of the mixture obtained in step m) to obtain the precipitate formed from (2-cyanoethyl)phosphonium salt
o) Ionic metathesis of the salt obtained in step n) in a solvent to obtain mixture D
p) Decantation, separation/filtration and drying of mixture D to obtain the (2-cyanoethyl)phosphonium salt PR1R2R3(2CN)X.
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FR2211930A FR3141939A1 (en) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | NON-AROMATIC ASYMMETRICAL MONO(2-CYANOETHYL)TRIORGANOPHOSPHONIUM SALT, ITS SYNTHESIS PROCESS AND ITS USE AS AN ELECTROLYTE COMPOUND, AS A LUBRICANT AND LUBRICANT ADDITIVE, AS A GAS CAPTURE AGENT, IN AS A SOLVENT FOR CATALYSIS AND AS A SURFACE MODIFICATION AGENT BY CLICK CHEMISTRY |
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FR2211930A FR3141939A1 (en) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | NON-AROMATIC ASYMMETRICAL MONO(2-CYANOETHYL)TRIORGANOPHOSPHONIUM SALT, ITS SYNTHESIS PROCESS AND ITS USE AS AN ELECTROLYTE COMPOUND, AS A LUBRICANT AND LUBRICANT ADDITIVE, AS A GAS CAPTURE AGENT, IN AS A SOLVENT FOR CATALYSIS AND AS A SURFACE MODIFICATION AGENT BY CLICK CHEMISTRY |
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FR2211930A Pending FR3141939A1 (en) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | NON-AROMATIC ASYMMETRICAL MONO(2-CYANOETHYL)TRIORGANOPHOSPHONIUM SALT, ITS SYNTHESIS PROCESS AND ITS USE AS AN ELECTROLYTE COMPOUND, AS A LUBRICANT AND LUBRICANT ADDITIVE, AS A GAS CAPTURE AGENT, IN AS A SOLVENT FOR CATALYSIS AND AS A SURFACE MODIFICATION AGENT BY CLICK CHEMISTRY |
Country Status (1)
Country | Link |
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FR (1) | FR3141939A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004035542A1 (en) * | 2002-10-13 | 2004-04-29 | Solvent Innovation Gmbh | Functionalised ionic liquids and method for the production thereof |
DE102008021271A1 (en) | 2008-04-29 | 2010-01-28 | Merck Patent Gmbh | Reactive ionic liquids |
JP2018056013A (en) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | Jnc株式会社 | Composite, positive electrode, negative electrode, power storage body, lithium ion secondary battery and capacitor having the same |
-
2022
- 2022-11-16 FR FR2211930A patent/FR3141939A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2004035542A1 (en) * | 2002-10-13 | 2004-04-29 | Solvent Innovation Gmbh | Functionalised ionic liquids and method for the production thereof |
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Non-Patent Citations (2)
Title |
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"Air-Stable Trialkylphosphonium Salts: Simple, Practical, and Versatile Replacements for Air-Sensitive Trialkylphosphines. Applications in Stoichiometric and Catalytic Processes", ORG. LETT., vol. 3, 2001, pages 4295 - 4298 |
VLÂD, G.RICHTER, F. U.HORVÂTH, I. T.: "Synthesis of Fluorous Trialkyl Phosphines with the Complete Exclusion of PH3", TETRAHEDRON LETTERS, vol. 46, no. 49, 2005, pages 8605 - 8608, XP025385483, DOI: 10.1016/j.tetlet.2005.09.166 |
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