PL225664B1 - Protonowe ciecze jonowe z kationem 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym oraz sposób ich otrzymywania - Google Patents
Protonowe ciecze jonowe z kationem 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym oraz sposób ich otrzymywaniaInfo
- Publication number
- PL225664B1 PL225664B1 PL399306A PL39930612A PL225664B1 PL 225664 B1 PL225664 B1 PL 225664B1 PL 399306 A PL399306 A PL 399306A PL 39930612 A PL39930612 A PL 39930612A PL 225664 B1 PL225664 B1 PL 225664B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- chloroethyl
- general formula
- ionic liquids
- pyrrolidinium
- water
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pyrrole Compounds (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku są protonowe ciecze jonowe z kationem 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym oraz, sposób ich otrzymywania, mające zastosowanie jako ekstrahent jonów miedzi z roztworów wodnych.
Protonowe ciecze jonowe (ang. protic ionic liquids) to związki zbudowane z dodatnio naładowanego atomu centralnego - azotu, fosforu, tlenu lub siarki - połączonego, co najmniej z jednym atomem wodoru, oraz przeciwjonu obdarzonego ładunkiem ujemnym. Z reguły są one otrzymywane w wyniku reakcji stechiometrycznych ilości trzeciorzędowej aminy i kwasu nieorganicznego lub organicznego. Reakcja polega na przeniesieniu protonu pochodzącego od kwasu do wolnej pary elektronowej zasady, w wyniku czego powstają dodatnio naładowany kation oraz ujemnie anion.
Protonowe ciecze jonowe, podobnie jak ich aprotonowe odpowiedniki posiadają szereg unik atowych właściwości fizykochemicznych, które obejmują: wysokie przewodnictwo właściwe, szerokie okno elektrochemiczne, wysoką stabilność termiczną oraz niską prężność par nawet przy wysokich temperaturach i obniżonym ciśnieniu. Dodatkową zaletą tych związków jest ich niska toksyczność oraz niepalność, a także możliwość wielokrotnego użycia bez utraty ich właściwości.
Protonowe ciecze jonowe najintensywniej badane są pod względem ich użycia jako niewodnych elektrolitów w kondensatorach elektrochemicznych bądź ogniwach paliwowych. Ponadto coraz powszechniej są one testowane w obszarach zastosowań ich aprotonowych analogów. Ważnym kierunkiem wykorzystania cieczy jonowych jest ekstrakcja ciecz-ciecz. W procesie tym stosuje się hydrofobowe ciecze jonowe, które dzięki ograniczonej mieszalności z wodą umożliwiają ekstrakcję zarówno związków organicznych (kwasy karboksylowe, chlorowcopochodne, rozpuszczalniki organiczne, fenole), jak i jonów metali (Fe3+, Ni2+, Co2+, Hg2+) oraz ich kompleksów. Od dawna prowadzone są badania nad wykorzystaniem aprotonowych cieczy jonowych w procesach ekstrakcji jonów metali, jednak stosunkowo niedawno pojawiły się doniesienia o zastosowaniu protonowych cieczy jonowych w tej dzi edzinie. Podczas ekstrakcji przy użyciu hydrofobowej protonowej cieczy jonowej atom wodoru jest odrywany przez wodę od czwartorzędowego heteroatomu z wytworzeniem jonu H3O+. W konsekwencji deprotonowany heteroatom może przyłączyć wodór pochodzący od innych cząsteczek wody lub ulec interakcji z jonami metalu tworząc labilny kompleks, zatrzymujący metal w fazie organicznej.
Istotą wynalazku są protonowe ciecze jonowe z kationem 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym wzorze ogólnym 2, w którym, A - oznacza anion mrówczanowy lub bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowy lub azotanowy(V). Sposób ich otrzymywania polega na tym, że chlorowodorek 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowy o wzorze ogólnym 1, rozpuszcza się w krótkołańcuchowym alkoholu alifatycznym, korzystnie w metanolu, miesza się z alkoholanowym roztworem soli sodowej lub potasowej, lub litowej, lub amonowej kwasu mrówkowego, w stosunku molowym chlorowodorku (chloroalkilo)dimetyloamoniowego o wzorze ogólnym 1 do soli kwasu mrówkowego od 1:1 do 1:1,05, korzystnie 1:1, w temperaturze od 203 do 363 K, korzystnie 293 K, w czasie co najmniej 2 minut następnie odsącza się nieorganiczny produkt uboczny, po czym z przesączu usuwa się rozpuszczalnik.
Alternatywny sposób otrzymywania polega na tym, że chlorowodorek 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowy o wzorze ogólnym 1, rozpuszcza się w krótkołańcuchowym alkoholu alifatycznym, korzystnie w metanolu, miesza się z alkoholanowym roztworem soli sodowej lub potasowej, lub litowej, lub amonowej kwasu mrówkowego, w stosunku molowym chlorowodorku (chloroalkilo)dimetyloamoniowego o wzorze ogólnym 1 do soli kwasu mrówkowego od 1:1 do 1:1,05, korzystnie 1:1, w temperaturze od 293 do 363 K, korzystnie 293 K, w czasie co najmniej 2 minut następnie odsącza się nieorganiczny produkt uboczny, po czym z przesączu usuwa się rozpuszczalnik.
Kolejny sposób otrzymywania polega na tym, że chlorowodorek 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym o wzorze ogólnym 1, rozpuszcza się w wodzie lub metanolu, miesza się z wodnym roztworem soli sodowej, lub potasowej, lub litowej, lub amonowej kwasu azotowego(V) w stosunku molowym chlorowodorku (chloroalkilo)dimetyloamoniowego o wzorze ogólnym 1 do soli od 1:1 do 1:1,05, korzystnie 1:1, w temperaturze od 293 do 363 K, korzystnie 293 K, w czasie co najmniej 2 minut następnie odparowuje się wodę, a produkt ekstrahuje bezwodnym rozpuszczalnikiem, po czym rozpuszczalnik usuwa się.
Następny sposób otrzymywania polega na tym, że chlorowodorek 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowy o wzorze ogólnym 1, rozpuszcza się w wodzie, miesza się z solą sodową, lub potasową, lub litową, lub amonową bis(trifluorometylosulfonylo)imidku rozpuszczoną w wodzie w stosunku molowym chlorowodorku (chloroalkilo)dimetyloamoniowego do soli od 1:1 do 1:1,05, korzystnie 1:1, w temperaturze
PL 225 664 B1 od 203 do 363 K, korzystnie 293 K, w czasie co najmniej 2 minut, następnie oddziela się produkt reakcji w postaci drugiej fazy, przemywa kilkakrotnie wodą i suszy.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoekonomiczne:
• otrzymano nowe sole zaliczane do grupy protonowych cieczy jonowych, • opracowano metodę syntezy prowadzącą do otrzymania cieczy jonowych z wysoką wydajnością, • sposób według wynalazku jest prosty, jest to przykład reakcji metatezy, • syntezowano ciecze jonowe, które w zależności od budowy anionu rozpuszczają się w wodzie, alkoholach, ketonach i estrach, • dzięki opracowanej metodzie otrzymywania produkt posiada wysoką czystość i niską zawartość wody, • otrzymane ciecze nie parują i nie są palne, • syntezowane ciecze są efektywnymi ekstrahentami metali ciężkich z wodnych roztworów.
Wynalazek ilustrują poniższe przykłady:
P r z y k ł a d I
Mrówczan 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowy
Do kolby zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne wprowadzono 2,32 g (0,05 mola) kwasu mrówkowego, do którego dodano małymi porcjami, przy ciągłym mieszaniu, 2,83 g (0,05 mola) wodorotlenku potasu rozpuszczonego w 15 cm metanolu. Mieszanie kontynuowano przez 40 minut w temperaturze pokojowej. Następnie dodano 8,50 g (0,05 mola) chlorowodorku 1-(2-chloroetylo)piro3 lidyniowego rozpuszczonego w 10 cm metanolu. Po zmieszaniu roztworów wytrącił się osad chlorku potasu, który odsączono z mieszaniny pod obniżonym ciśnieniem. Z przesączu odparowano rozpuszczalnik otrzymując amoniową ciecz jonową, którą dokładnie osuszono. Produkt w postaci bezbarwnej cieczy otrzymano z wydajnością 95%. Strukturę produktu potwierdzono wykonując widmo protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1H NMR (CDCis) δ ppm = 2,18 (kw, 4H); 3,13 (k, 2H); 3,59 (t, 2H); 3,84 (m, 4H); 8,52 (s, 1H); 12,55 (s, 1H); 13C NMR (CDCla) δ ppm = 106,42; 55,42; 55,04; 38,03; 23,11.
Dodatkowo wykonano analizę elementarną CHN dla C7H14ClNO2 (M=479,64 g/mol) otrzymano następujące wyniki: wartości wyliczone w %: C = 46,80; H = 7,86; N = 7,80; otrzymane w %: C = 46,39; H = 7,40; N = 7,21.
P r z y k ł a d II
Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowy
Do kolby wprowadzono 11,48 g (0,04 mola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu rozpuszczo3 nego w 10 cm wody. Następnie mieszając, dodano małymi porcjami wodny roztwór 5,76 g (0,04 mola) chlorowodorku 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowego. Natychmiast powstaje produkt reakcji w postaci drugiej fazy. Fazę wodną usunięto, ciecz jonową przemyto kilkakrotnie wodą i wysuszono w suszarce próżniowej. Otrzymano oleistą ciecz z wydajnością 99%. Strukturę potwierdzono wykonując widmo protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1H NMR (CDCla) δ ppm = 2,18 (kw, 4H); 3,14 (k, 2H); 3,59 (t, 2H); 3,86 (m, 4H); 7,86 (s, 1H); 13C NMR (CDCls) δ ppm = 121,16; 117,91; 56,58; 55,55; 37,11; 22,40.
Analiza elementarna CHN dla C8H13ClF6N2O4S2 (M=414,77 g/mol): wartości wyliczone w %: C = 23,17; H = 3,16; N = 6,75; otrzymane w %: C = 23,72; H = 2,81; N = 6,29.
P r z y k ł a d III
Azotan(V) 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowy
W kolbie umieszczono 6,3 g (0,02 mola) 20% roztworu kwasu azotowego(V), do którego dodano małymi porcjami, przy ciągłym mieszaniu, 1,1 g (0,02 mola) wodorotlenku potasu. Mieszanie kontynuowano przez 15 minut w temperaturze pokojowej. Następnie dodano 3,40 g (0,02 mola) chloro3 wodorku 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowego rozpuszczonego w 10 cm3 wody, a całość mieszano przez 5 godzin, po czym odparowano wodę. Produkt reakcji ługowano bezwodnym metanolem i odsączono nierozpuszczalny osad. Z przesączu odparowano rozpuszczalnik, a produkt dokładnie osuszono w suszarce próżniowej. Otrzymano białe ciało stałe z wydajnością 96%. Strukturę potwierdzono wykonując widmo protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1H NMR (CDCI3) δ ppm = 2,18 (kw, 4H); 3,14 (k, 2H); 3,59 (t, 2H); 3,86 (m, 4H); 9,56 (s, 1H); 13C NMR (CDCI3) δ ppm = 55,89; 54,38; 38,27; 23,63.
PL 225 664 B1
Analizę elementarną CHN dla C6H13ClNO3 (M=196,63 g/mol) wartości wyliczone w %: C = 36,65; H = 6,66; N = 14,25; otrzymane w %: C = 36,32; H = 7,02; N = 14,51.
Przykład zastosowania:
3
W reaktorze zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne umieszczono 10 cm cieczy jonowej 3 bis(trifluorometylosulfonylo)imidku 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowego oraz 50 cm3 wodnego roztworu siarczanu miedzi o stężeniu 0,5%. Całość mieszano przez 1 godzinę, w temperaturze 293 K. Po całkowitym rozdzieleniu faz odebrano ciecz jonową zawierającą jony miedzi. Z fazy wodnej usunięto 0,23 g miedzi. Wynik potwierdzono badaniem polarografii rtęciowej fazy wodnej po ekstrakcji. Stopień ekstrakcji wyniósł 92%.
Zastrzeżenia patentowe
1. Protonowe ciecze jonowe z kationem 1-(2-chloroetylo)piroIidyniowym wzorze ogólnym 2,
Claims (4)
1. Protonowe ciecze jonowe z kationem 1-(2-chloroetylo)piroIidyniowym wzorze ogólnym 2, w którym, A - oznacza anion mrówczanowy lub bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowy lub azotanowy(V).
2. Sposób otrzymywania protonowych cieczy jonowych z kationem 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym o wzorze ogólnym 2, określonych zastrzeżeniem 1, znamienny tym, że chlorowodorek 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowy o wzorze ogólnym 1, rozpuszcza się w krótkołańcuchowym alkoholu alifatycznym, korzystnie w metanolu, miesza się z alkoholanowym roztworem soli sodowej lub potasowej, lub litowej, lub amonowej kwasu mrówkowego, w stosunku molowym chlorowodorku (chloroalkilo)dimetyloamoniowego o wzorze ogólnym 1 do soli kwasu mrówkowego od 1:1 do 1:1 ,05, korzystnie 1:1 w temperaturze od 293 do 363 K, korzystnie 293 K, w czasie co najmniej 2 minut następnie odsącza się nieorganiczny produkt uboczny, po czym z przesączu usuwa się rozpuszczalnik.
3. Sposób otrzymywania protonowych cieczy jonowych z kationem 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym o wzorze ogólnym 2, określonych zastrzeżeniem 1, znamienny tym, że chlorowodorek 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym o wzorze ogólnym 1, rozpuszcza się w wodzie lub metanolu, miesza się z wodnym roztworem soli sodowej, lub potasowej, lub litowej, lub amonowej kwasu azotowego(V) w stosunku molowym chlorowodorku (chloroalkilo)dimetyloamoniowego o wzorze ogólnym 1 do soli od 1:1 do 1:1,05, korzystnie 1:1, w temperaturze od 293 do 363 K, korzystnie 293 K, w czasie co najmniej 2 minut następnie odparowuje się wodę, a produkt ekstrahuje bezwodnym rozpuszczalnikiem, po czym rozpuszczalnik usuwa się.
4. Sposób otrzymywania protonowych cieczy jonowych z kationem 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym o wzorze ogólnym 2, określonych zastrzeżeniem 1, znamienny tym, że chlorowodorek 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowy o wzorze ogólnym 1, rozpuszcza się w wodzie, miesza sie z solą sodową, lub potasową, lub litową, lub amonową bis(trifluorometylosulfonylo)imidku rozpuszczoną w wodzie w stosunku molowym chlorowodorku (chloroalkilo)dimetyloamoniowego do soli od 1:1 do 1:1,05, korzystnie 1:1, w temperaturze od 293 do 363 K, korzystnie 293 K, w czasie co najmniej 2 minut, następnie oddziela się produkt reakcji w postaci drugiej fazy, przemywa kilkakrotnie wodą i suszy.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL399306A PL225664B1 (pl) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | Protonowe ciecze jonowe z kationem 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym oraz sposób ich otrzymywania |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL399306A PL225664B1 (pl) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | Protonowe ciecze jonowe z kationem 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym oraz sposób ich otrzymywania |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL399306A1 PL399306A1 (pl) | 2013-12-09 |
| PL225664B1 true PL225664B1 (pl) | 2017-05-31 |
Family
ID=49684130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL399306A PL225664B1 (pl) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | Protonowe ciecze jonowe z kationem 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym oraz sposób ich otrzymywania |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL225664B1 (pl) |
-
2012
- 2012-05-25 PL PL399306A patent/PL225664B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL399306A1 (pl) | 2013-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7880024B2 (en) | Ionic liquids miscible with various polar/non-polar solvents and method of preparing the same | |
| Matsumiya et al. | Extraction of rare earth ions by tri-n-butylphosphate/phosphonium ionic liquids and the feasibility of recovery by direct electrodeposition | |
| Zou et al. | Highly efficient conversion of CO2 at atmospheric pressure to cyclic carbonates with in situ-generated homogeneous catalysts from a copper-containing coordination polymer | |
| JP5035788B2 (ja) | 希土類金属の抽出剤と抽出方法 | |
| Luo et al. | Complexation and extraction investigation of rubidium ion by calixcrown-C2mimNTf2 system | |
| Pang et al. | Allosteric extraction of a second gallium anion assisted by the first, loaded onto a fluorinated secondary amide reagent | |
| WO2004080974A1 (en) | A purification method of ionic liquids to obtain their high purity | |
| PL240766B1 (pl) | Ciecze jonowe z kationem amoniowym i anionem indolilo-3-masłowym, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie jako ukorzeniacz | |
| PL225664B1 (pl) | Protonowe ciecze jonowe z kationem 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowym oraz sposób ich otrzymywania | |
| CN102712578A (zh) | 用于从镧系元素中分离三价锕系元素的二烷基二氮杂-四烷基辛烷二酰胺衍生物及其制备方法 | |
| EP2910558A1 (en) | Ionic liquid | |
| US8741250B2 (en) | Hydroxylation of icosahedral boron compounds | |
| Oh et al. | Synthesis and anion binding properties of bifunctional urea derivative of calix [4] diquinone | |
| PL220135B1 (pl) | Protonowe ciecze jonowe z kationem (2-chloroalkilo)dietyloamoniowym oraz sposób ich otrzymywania | |
| PL215465B1 (pl) | Symetryczne czwartorzędowe sole imidazoliowe, pochodne achiralnego alkoholu monoterpenowego oraz sposób ich wytwarzania | |
| JP2015151384A (ja) | イオン性化合物の製造方法 | |
| JP2007070293A (ja) | イオン性液体合成方法及びイオン性液体 | |
| JP2017095768A (ja) | ニッケル元素の回収方法 | |
| EP2354121B1 (de) | Hexaorganoguanidinium-organocarbonate, ihre Herstellung und ihre Verwendung | |
| Alcalde Pais et al. | A simple halide-to-anion exchange method for heteroaromatic salts and ionic liquids | |
| WO2020203638A1 (ja) | 水素化物イオン含有組成物、水素化物イオン含有組成物の製造方法、及び、化合物のヒドリド還元方法 | |
| PL215462B1 (pl) | Optycznie czynne chiralne ciecze jonowe oraz sposób ich wytwarzania | |
| US20190092718A1 (en) | Method for synthesizing tetraalkylnitriloacetic acid diacetamide compound | |
| PL214834B1 (pl) | Octany cykloheksyloamoniowe i sposób ich wytwarzania | |
| JP2023034081A (ja) | 含フッ素環状スルホニルイミド塩 |