PL215539B1 - Symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy oraz sposób jego wytwarzania - Google Patents

Symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy oraz sposób jego wytwarzania

Info

Publication number
PL215539B1
PL215539B1 PL398948A PL39894812A PL215539B1 PL 215539 B1 PL215539 B1 PL 215539B1 PL 398948 A PL398948 A PL 398948A PL 39894812 A PL39894812 A PL 39894812A PL 215539 B1 PL215539 B1 PL 215539B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
imidazole
menthol
nitrogen atom
quaternary ammonium
ether
Prior art date
Application number
PL398948A
Other languages
English (en)
Other versions
PL398948A1 (pl
Inventor
Joanna Feder-Kubis
Borys Szefczyk
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL398948A priority Critical patent/PL215539B1/pl
Publication of PL398948A1 publication Critical patent/PL398948A1/pl
Publication of PL215539B1 publication Critical patent/PL215539B1/pl

Links

Landscapes

  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy znajdujący zastosowanie jako środek grzybobójczy oraz sposób wytwarzania symetrycznego racemicznego czwartorzędowego chlorku amoniowego.
Znane są doskonałe właściwości grzybobójcze czwartorzędowych chlorków amoniowych: J. FederKubis, M. Kubicki, J. Pernak „3-Alkoxymethyl-1-(1R,2S,5R)-(-)-menthoxymethylimidazolium salts-based chiral ionic liquids”, Tetrahedron-Asymmetr., 21, 2709-2718 (2010) oraz J. Pernak, J. Feder-Kubis „Synthesis and properties of chiral ammonium-based ionic liquids”, Chem. Eur. J., 11, 4441-4449 (2005).
Znane jest z polskiego opisu patentowego nr PL 186 744 zastosowanie podstawionych czwartorzędowych soli imidazoliowych jako środków grzybobójczych. Chlorek 1-butylo-3-decylotiometylo-2-fenyloimidazoliowy wykazał wyjątkowo silne działanie wobec grzybów. Dla Candida albicans wartość 3 minimalnego stężenia hamującego - MIC wyniosła 0,75 mg/dm3, natomiast dla Rhodothorula glutinic 3 wartość ta miała wielkość 0,38 mg/dm3.
Symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy, będący przedmiotem wynalazku, nie został dotychczas opisany w literaturze.
Symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy, o wzorze ogólnym 1, zawierający w części kationowej dwie grupy (±)-mentolu połączone z atomem azotu typu pirolowego imidazolu w pozycji N-1 oraz z atomem azotu typu pirydyniowego imidazolu w pozycji N-3, natomiast w części anionowej - anion chlorkowy.
Sposób otrzymywania symetrycznego racemicznego czwartorzędowego chlorku amoniowego, o ogólnym wzorze 1, zawierającego w części kationowej dwie grupy (±)-mentolu połączone z atomem azotu typu pirolowego imidazolu w pozycji N-1 oraz z atomem azotu typu pirydyniowego imidazolu w pozycji N-3, natomiast w części anionowej anion chlorkowy, polega na tym, że 1-(±)-mentoksymetyloimidazol, o wzorze ogólnym 2, poddaje się reakcji z eterem chlorometylowo(±)-mentolowym w stosunku molowym 0,8-1,5 w temperaturze od 273 do 373 K.
Korzystnie reakcję prowadzi się w obecności rozpuszczalnika organicznego wybranego z grupy obejmującej: octan etylu, chloroform, toluen, eter dietylowy, heksan, heptan, chlorek metylenu, aceton, alkohole pierwszorzędowe o ilości atomów węgla od 1 do 4 albo DMSO - dimetylosulfotlenek.
Czysty chlorek 1,3-di[(±)-mentoksymetylo]imidazoliowy wyizolowuje się z mieszaniny reakcyjnej. W przypadku użycia rozpuszczalnika niepolarnego produkt reakcji czwartorzędowania wypada z mieszaniny reakcyjnej i wystarczy go ponownie przemywać rozpuszczalnikiem niepolarnym. W przypadku rozpuszczalnika polarnego najpierw odpędza się rozpuszczalnik, a pozostałość przemywa się rozpuszczalnikiem niepolarnym.
Odmiana sposobu otrzymywania symetrycznego racemicznego czwartorzędowego chlorku amoniowego, o wzorze ogólnym 1, zawierającego w części kationowej dwie grupy (±)-mentolu połączone z atomem azotu typu pirolowego imidazolu w pozycji N-1 oraz z atomem azotu typu pirydyniowego imidazolu w pozycji N-3, natomiast w części anionowej anion chlorkowy, polega na tym, że imidazol poddaje się reakcji z eterem chlorometylowo(±)-mentolowym w stosunku molowym 1,9 - 2,85 w temperaturze od 313,15 do 353,15 K w obecności DMF jako rozpuszczalnika.
Czysty chlorek 1,3-di[(±)-mentoksymetylo]imidazoliowy otrzymuje się po uprzednim odparowaniu rozpuszczalnika, a następnie przemyciu rozpuszczalnikiem niepolarnym pozostałości.
Sposoby według wynalazku umożliwiają wytworzenie racemicznego czwartorzędowego chlorku amoniowego z zadawalającą wydajnością. Jest to krystaliczny związek o stosunkowo niskiej temperaturze topnienia: 397,15 - 399,15 K. Otrzymany optycznie czynny symetryczny chlorek imidazoliowy jest prekursorem chiralnych cieczy jonowych.
Symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy wykazuje znaczną aktywność biologiczną. Cechę tą sprawdzono określając właściwości grzybobójcze otrzymanej soli. Badania wykonano wobec szczepu Rhodotorula rubra. Z 1 g chlorku sporządzono roztwór wodny, którym działano na szczep Rhodotorula rubra. Wyznaczono wartości minimalnego stężenia zabijającego grzyby. Aktywność grzybobójcza wobec tego szczepu o rząd wielkości większa w stosunku do stosowanego wzorca - chlorku benzalkoniowego.
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wytwarzania.
P r z y k ł a d 1
W celu wytwarzania chlorku 1,3-di[(±)-mentoksymetylo]imidazoliowego przedstawionego wzo3 rem 1, do kolby trójszyjnej o pojemności 250 cm3, zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne oraz terPL 215 539 B1 3 mometr, wprowadza się 0,7 mola 1-(±)-mentoksymetyloimidazolu oraz 40 cm3 bezwodnego eteru dietylowego. Po dokładnym rozpuszczeniu aminy, podczas intensywnego mieszania, wkrapla się świeżo przedestylowany eter chlorometylowo(±)-mentolowy z 7% nadmiarem. Reakcję prowadzi się w temperaturze 313,15 K. Po 1 godzinie powstaje produkt reakcji w postaci białego osadu, który odsącza się, a następnie przemywa się kilkakrotnie eterem dietylowym i suszy się w eksykatorze próżniowym. Wydajność reakcji osiągnęła 99%.
W podobny sposób przeprowadza się tą reakcję używając rozpuszczalnika w postaci heksanu wydajność reakcji wynosi 95% oraz heptanu - 92%.
Analiza elementarna CNH i spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego pozwoliła zidentyfikować otrzymany produkt.
Analiza elementarna (%) dla C25H45CIN2O2 (441,17): wartości teoretyczne: C 68,06; H 10,3; 6,35; wartości doświadczalne: C 67,75; H 10,39; N 6,44.
Widmo 1H NMR chlorku 1,3-di[(±)-mentoksymetylo]imidazoliowego: (CDCI3, 25°C) δ [ppm] = 0,55 (d, J = 7,0 Hz, 6H); 0,88 (m, 18H); 1,27 (m, 2H); 1,47 (m, 2H); 1,63 (m, 4H); 1,98 (sept d, J1,3 = 6,9 Hz, J1,2 = 2,5 Hz, 2H); 2,13 (m, 2H); 3,40 (td, J1,3 = 10,4 Hz, J1,2 = 4,1 Hz, 2H); 5,71 i 5,94 (d, J = 10,4 Hz, 4H, AB system); 7,55 (m, 2H); 7,57 (m, 2H); 11,37 (m, 2H).
P r z y k ł a d 2
Sposób wytwarzania chlorku 1,3-di[(±)-mentoksymetylo]imidazoliowego przedstawionego wzorem 1, polega na tym, że w reaktorze rozpuszcza się 0,65 mola 1-(±)-mentoksymetyloimidazolu 3 w 40 cm3 toluenu. Następnie intensywnie mieszając dodaje się 0,69 mola eteru chlorometylowo(±)-mentolowego, uprzednio rozpuszczonego w octanie etylu. Reakcję prowadzi się w temperaturze 308,15 K. Po 6 godzinach otrzymuje się produkt reakcji, który uzyskuje się po uprzednim odparowaniu rozpuszczalnika. Następnie symetryczny chlorek przemywa się czterokrotnie eterem dietylowym i ostatecznie suszy się w eksykatorze próżniowym. Wydajność reakcji osiągnęła 97%.
W podobny sposób przeprowadza się tą reakcję używając jako rozpuszczalnik toluen - wydajność reakcji osiąga wtedy 93%, jak również DMSO - wydajność reakcji wynosi 97%.
Analiza elementarna CNH oraz spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego otrzymanego symetrycznego chlorku imidazoliowego została opisana w przykładzie 1.
P r z y k ł a d 3
Sposób wytwarzania chlorku 1,3-di[(±)-mentoksymetylo]imidazoliowego przedstawionego wzorem 1, polega na tym, że w kolbie trójszyjnej, zaopatrzonej w dipol magnetyczny oraz termometr 3 i chłodnicę zwrotną, rozpuszcza się 0,6 mola imidazolu w 40 cm3 DMF. Następnie dodaje się 1,3 mola eteru chlorometylowo(±)-mentolowego. Reakcję prowadzi się w temperaturze 399,15 K. Po 2 godzinach odparowuje się rozpuszczalnik, a stały produkt reakcji przemywa się trzykrotnie eterem naftowym i ostatecznie suszy się w eksykatorze próżniowym. Wydajność reakcji wynosi 97%.
Analiza elementarna CNH oraz spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego otrzymanego symetrycznego chlorku imidazoliowego została opisana w przykładzie 1.
P r z y k ł a d 4
Reakcję otrzymywania chlorku 1,3-di[(±)-mentoksymetylo]imidazoliowego zbadano w oparciu o obliczenia kwantowo- chemiczne dla uogólnionego modelu, w którym podstawnik mentolowy zastąpiono grupą metylową. Jest to podejście o tyle uprawnione, że podstawnik ten nie bierze bezpośredniego udziału w reakcji i może pełnić funkcję co najwyżej zawady sterycznej. Stosując metodę DFT z funkcjonałem X3LYP oraz bazą funkcyjną 6-31+G(d), zbadano blisko- i dalekozasięgowy wpływ rozpuszczalnika. Efekt bliskozasięgowy uwzględniono włączając do modelu jedną lub dwie cząsteczki rozpuszczalnika (DMF), natomiast efekt dalekozasięgowy wywołano za pomocą modelu PCM, stosując stałą dielektryczną odpowiednią dla DMF. W obliczeniach przyjęto, że reakcja przebiega w trzech etapach: atak nukleofilowy eteru chlorometylowo-metylowego na pozycję N3 imidazolu; deprotonacja podstawionego imidazolu w pozycji N1; atak kolejnej cząsteczki eteru chlorometylowo-metylowego na pozycję N1. Dla każdego z trzech etapów wyznaczono geometrie i energie kompleksów van der Waalsa substratów, produktów oraz stan przejściowy etapu. Poprawność obliczeń stanu przejściowego weryfikowano wyznaczając częstości drgań normalnych. Jednocześnie obliczono wartości entalpii swobodnych przy założeniu warunków pokojowych i stosując przybliżenia oscylatora harmonicznego i sztywnego rotatora. Wyniki otrzymane dla pierwszego etapu reakcji zebrano w Tabeli 1. Uwzględnienie jednej, a następnie dwóch cząsteczek rozpuszczalnika w obliczeniach skutkuje obniżeniem bariery aktywacji kolejno o 5 i 7.5 kcal/mol. Uwzględnienie tylko dalekozasięgowych efektów za pomocą modelu PCM, obniża barierę aktywacji o 19 kcal/mol i w zasadzie, dodatkowe włączenie cząsteczek rozpuszczalnika do obliczeń jest już zbędne. Rozpuszczalnik przyczynia
PL 215 539 B1 się także do zwiększenia efektu egzoergicznego reakcji, jednak nie w tak monotoniczny sposób, jak w przypadku bariery aktywacji. Energia reakcji obliczona w modelu PCM i z dwoma cząsteczkami DMF wynosi -18 kcal/mol, podobnie jak energia reakcji obliczona w modelu PCM, ale bez cząsteczek DMF. Jednak energia reakcji z jedną cząsteczką DMF jest niższa (-22 kcal/mol w modelu PCM).
Bezpośredni wpływ rozpuszczalnika nie jest zatem istotny w przypadku reakcji substytucji eteru chlorometylometylowego, natomiast okazał się być bardzo istotny w przypadku drugiego etapu reakcji, czyli odprotonowania produktu pośredniego. W tym przypadku, dwie cząsteczki DMF stabilizują proton oderwany z pozycji N1 imidazolu. Rysunek 1 pokazuje strukturę drugiego produktu przejściowego (produktu drugiego etapu reakcji). W tym kompleksie molekularnym, proton jest „złapany” pomiędzy atomami tlenu cząsteczek DMF. Etap deprotonacji przebiega z energią aktywacji równą 13.3 kcal/mol i energią reakcji równą 7.7 kcal/mol.
# DMF PCM ΔΕ* \Er \G* \Gr
0 nie 29.0 3.3 31.2 7.2
1 nie 24.2 -9.4 25.4 -3.7
2 nie 16.8 -7.4 20.3 -2.8
0 tak 9.7 -18.5 12.5 -12.7
1 tak 9.3 -22.1 12.1 -15.4
2 tak 9.0 -18.1 16.3 -11.7
T a b e l a 1: Blisko- i dalekozasięgowy wpływ rozpuszczalnika DMF na kinetykę i termodynamikę reakcji podstawienia eteru chlorometylometylowego do imidazolu w pozycji N3. W Tabeli podano energię aktywacji (\E*), entalpię swobodną aktywacji (\G*), energię reakcji (\Er) i entalpię swobodną reakcji (\Gr). Wszystkie wartości wyrażono w kcal/mol.

Claims (6)

1. Symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy, o wzorze ogólnym 1, zawierający w części kationowej dwie grupy (1S,2R,5S)-(+)-mentolu połączone z atomem azotu typu pirolowego imidazolu w pozycji N-1 oraz z atomem azotu typu pirydyniowego imidazolu w pozycji N-3, natomiast w części anionowej anion chlorkowy.
2. Sposób wytwarzania symetrycznego racemicznego czwartorzędowego chlorku amoniowego, o wzorze ogólnym 1, zawierającego w części kationowej dwie grupy (±)-mentolu połączone z atomem azotu typu pirolowego imidazolu w pozycji N-1 oraz z atomem azotu typu pirydyniowego imidazolu w pozycji N-3, natomiast w części anionowej anion chlorkowy, znamienny tym, że 1-(±)-mentoksymetyloimidazol, o wzorze ogólnym 2, poddaje się reakcji z eterem chlorometylowo(±)-mentolowym w temperaturze od 273 do 373 K.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że reakcje prowadzi się w obecności rozpuszczalnika organicznego wybranego z grupy obejmującej: octan etylu, chloroform, toluen, eter dietylowy, heksan, heptan, chlorek metylenu, aceton, alkohole pierwszorzędowe o ilości atomów węgla od 1 do 4 albo DMSO - dimetylosulfotlenek.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosunek molowy 1-(±)-mentoksymetyloimidazolu do eteru chlorometylowo(±)-mentolowego wynosi od 0,8 do 1,5.
5. Sposób wytwarzania symetrycznego racemicznego czwartorzędowego chlorku amoniowego, o wzorze ogólnym 1, zawierającego w części kationowej dwie grupy (±)-mentolu połączone z atomem azotu typu pirolowego imidazolu w pozycji N-1 oraz z atomem azotu typu pirydyniowego imidazolu w pozycji N-3, natomiast w części anionowej anion chlorkowy, znamienny tym, że imidazol poddaje się reakcji z eterem chlorometylowo(±)-mentolowym od 313,15 do 353,15 K w obecności DMF jako rozpuszczalnika.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosunek molowy imidazolu do eteru chlorometylowo-(1S,2R,5S)-(+)-mentolowego wynosi od 1,9 do 2,85.
PL398948A 2012-04-23 2012-04-23 Symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy oraz sposób jego wytwarzania PL215539B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL398948A PL215539B1 (pl) 2012-04-23 2012-04-23 Symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy oraz sposób jego wytwarzania

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL398948A PL215539B1 (pl) 2012-04-23 2012-04-23 Symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy oraz sposób jego wytwarzania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL398948A1 PL398948A1 (pl) 2012-12-17
PL215539B1 true PL215539B1 (pl) 2013-12-31

Family

ID=47392390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL398948A PL215539B1 (pl) 2012-04-23 2012-04-23 Symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy oraz sposób jego wytwarzania

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL215539B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL398948A1 (pl) 2012-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sogukomerogullari et al. Synthesis of complexes Fe, Co and Cu supported by “SNS” pincer ligands and their ability to catalytically form cyclic carbonates
Baishya et al. Catalytic C–N bond formation in guanylation reaction by N-heterocyclic carbene supported magnesium (II) and zinc (II) amide complexes
Hornung et al. Bent and twisted: the electronic structure of 2-azapropenylium ions obtained by guanidine oxidation
Ulusoy et al. Structural, spectral, electrochemical and catalytic reactivity studies of a series of N2O2 chelated palladium (II) complexes
Salman et al. Sterically modulated palladium (II)− N-heterocyclic carbene complexes for the catalytic oxidation of olefins: Synthesis, crystal structure, characterization and DFT studies
Huynh et al. Syntheses and catalytic activities of pseudo-pincer and CSC pincer-type Pd (II) complexes derived from benzannulated N-heterocyclic carbenes
Gholivand et al. New organotin (IV) complexes of nicotinamide, isonicotinamide and some of their novel phosphoric triamide derivatives: Syntheses, spectroscopic study and crystal structures
Nifantyev et al. Cyclo [bis (1, 7‐naphthylenedialkylamidophosphites)]
Joksch et al. Synthesis and characterisation of ring-substituted POCOP halide complexes of group 10 metals
Laus et al. Synthesis and crystal structures of new 1, 3-disubstituted imidazoline-2-thiones
Gushchin et al. Binuclear cluster complexes of molybdenum containing 2, 2′-bipyridine and 1, 10-phenanthroline: Synthesis and structure
Fatima et al. A new strategy towards tridentate N-heterocyclic carbene ligands derived from benzimidazolium and mixed-azolium salt
PL215539B1 (pl) Symetryczny racemiczny czwartorzędowy chlorek amoniowy oraz sposób jego wytwarzania
Herbert et al. Influence of N-donor bases and the solvent in oxodiperoxomolybdenum catalysed olefin epoxidation with hydrogen peroxide in ionic liquids
Guo et al. Synthesis of multi-imidazolium salt ligands containing calixarene fragments and their N-heterocyclic carbene Ag (I) macrocyclic complexes
Yu et al. Facile synthesis of a novel mono-organoimido functionalized polyoxometalate cluster [(n-C4H9) 4N] 2 [Mo6O18 (NAr)](Ar= p-C2H5C6H4): Crystal structure, spectral characterization and initial antitumor activity
Vagapova et al. New salt structures based on aminomethylated calix [4]-resorcinarenes and (1-hydroxyethane-1, 1-diyl) bisphosphonic acid.
Thomas et al. Homothiacalix [4] arenes: Synthetic Exploration and Solid‐State Structures
JP2016522198A (ja) ピリジン又はピラジン含有化合物
PL215470B1 (pl) Symetryczny chiralny chlorek amoniowy oraz sposób jego wytwarzania
EP2678344B1 (de) Cyclopropenyl-yliden stabilisierte phospheniumkationen
Jambor et al. Structure of [2, 6-bis (dimethylamino) methyl] phenyltin tribromide hydrate
PL215464B1 (pl) Optycznie czynny symetryczny chlorek imidazoliowy oraz sposób jego wytwarzania
JP2022069882A (ja) 新規化合物及びアニオンレセプタ
CN108610380A (zh) 一种四吡啶基卟啉锌-钌配合物及其制备和应用