PL228998B1 - Funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonowe - Google Patents

Funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonowe

Info

Publication number
PL228998B1
PL228998B1 PL400733A PL40073312A PL228998B1 PL 228998 B1 PL228998 B1 PL 228998B1 PL 400733 A PL400733 A PL 400733A PL 40073312 A PL40073312 A PL 40073312A PL 228998 B1 PL228998 B1 PL 228998B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
ionic liquids
nmr
functionalized
methylimidazole
liquids
Prior art date
Application number
PL400733A
Other languages
English (en)
Other versions
PL400733A1 (pl
Inventor
Janusz Nowicki
Jan Mosio-Mosiewski
Original Assignee
Inst Ciezkiej Syntezy Organicznej Blachownia
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 Inst Ciezkiej Syntezy Organicznej Blachownia filed Critical Inst Ciezkiej Syntezy Organicznej Blachownia
Priority to PL400733A priority Critical patent/PL228998B1/pl
Publication of PL400733A1 publication Critical patent/PL400733A1/pl
Publication of PL228998B1 publication Critical patent/PL228998B1/pl

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonowe mogące znaleźć zastosowanie w procesach z katalizą zasadową, szczególnie procesach kondensacji czy transestryfikacji na przykład polioli i wyższych alkoholi.
Ciecze jonowe są przedmiotem dużego zainteresowania już od wielu lat. W ostatnich latach ciecze jonowe należą do jednych z bardziej intensywnie rozwijanych kierunków chemii organicznej. Zainteresowanie to wynika z ich specyficznych właściwości, które przekładają się na ich decydujący wpływ na przebieg wielu reakcji chemicznych. Od czasu ich odkrycia są przedmiotem licznych prac o charakterze zarówno badawczym jak i technologicznym. Możliwości ich wykorzystania w chemii są ogromne, co zostało opisane w licznych publikacjach i monografiach [np. Wassercheid R, Welton T., Ionic Liquids in Synthesis, Wiley, Weinheim, 2003].
W porównaniu do kwasowych i obojętnych cieczy jonowych, szeroko opisywanych w literaturze, opisy zasadowych cieczy jonowych spotyka się dużo rzadziej. Wiele z nich opisał Hajipour w swojej pracy przeglądowej [Hajipour A. R., J. Iran Chem. Soc. 2009, 6, 647].
Zasadowość cieczy jonowych może wynikać zarówno z charakteru kationu jak i anionu. Wiadomo z literatury, że ciecze jonowe zawierające kation imidazoliniowy charakteryzują się małą stabilnością w środowisku zasadowym. W roku 2003 Seddon opisał stabilną, zasadową ciecz jonową - wodorotlenek 2,3-dimetyloimidazoliniowy [US patent 6774240], a w dwa lata później Ranu opisał wodorotlenek metylobutyloimidazoliniowy [Ranu B. C. i współpracownicy, Org. Lett. 2005, 7, 3049]. Opisane wyżej wodorotlenki okazały się stabilne w warunkach katalizy zasadowej i wykazały wysoką aktywność w reakcjach kondensacji Michaela [Ranu B. C. i współpracownicy, Tetrahedron 2007, 63, 776] czy Knoevenagel'a Li J. i współpracownicy, Chin. J. Org. Chem. 2007, 27,1296].
Właściwości cieczy jonowych można dodatkowo modyfikować wprowadzając do ich cząsteczki dodatkowe grupy funkcyjne powodując, że otrzymane w ten sposób zupełnie nowe ciecze jonowe będą charakteryzowały się nowymi i często bardzo oryginalnymi właściwościami. Takie ciecze jonowe nazywane bywają funkcjonalizowanymi cieczami jonowymi. Ostatnie lata przyniosły bardzo intensywny wzrost zainteresowania funkcjonalizowanymi cieczami jonowymi charakteryzującymi się często bardzo specyficznymi właściwościami, które z tytułu tychże właściwości przeznaczone są do ściśle określonych i często specjalnych zastosowań. W literaturze przedmiotu bywają one nazywane też cieczami jonowymi III generacji. Pojęcie funkcjonalizowana ciecz jonowa łączy w sobie cechy klasycznych cieczy jonowych to jest postać ciekła w temperaturach < 100°C i jonowa budowa, oraz określone działanie, czyli funkcja, co wynika z jej budowy chemicznej, a szczególnie z obecności w cząsteczce funkcjonalnych elementów budowy, na przykład fragmenty wykazujące aktywność fizjologiczną. Znane są ciecze jonowe zawierające w cząsteczce fragmenty mające działanie farmakologiczne czy herbicydowe. Do takich związków zaliczane są też tak zwane hydroksylowe ciecze jonowe. Posiadają one w swojej cząsteczce wolne grupy hydroksylowe. Hydroksylowe ciecze jonowe po raz pierwszy opisane zostały przez Branco [Branco L.C. i współpracownicy, Chem.- Eur. J. 2002, 8, 3671]. Jako kation opisany został kation 3-hydroksyalkilo-1-metyloimidazoliniowy a jako anion aniony BF4 i PF6. Klasyczne ciecze jonowe wzbogacone zostały w dodatkową funkcję - silne właściwości solwatacyjne i polarne. To powoduje, że w niektórych zastosowaniach hydroksylowe ciecze jonowe mogą zastąpić tradycyjne alkohole.
Literatura opisuje niewiele doniesień z tego zakresu. Syntezę chlorku 3-hydroksypropylo-1-metyloimidazoliniowego opisał Holbrey [Holbrey J. D. i współpracownicy, Green Chem. 2003, 5, 731]. Opisana metoda opierała się na znanej reakcji tlenku propylenu z aminami III-rzędowymi. W tym przypadku aminą był W-metyloimidazol. Reakcja katalizowana jest kwasem solnym i wymaga stosunkowo długiego czasu reakcji, nawet 48 godzin. Autor pracy nie podaje jednak uzyskiwanych wydajności, a sama metoda syntezy jest uciążliwa i nie została rozpowszechniona w praktyce laboratoryjnej. Inną metodę syntezy takich chlorków opisał Lin [Lin Y. F. i współpracownicy, J. Surf. Deterg. 2011, 14, 203]. Jako substraty użył on W-metyloimidazol i chloroalkohole. Reakcja prowadzona była w środowisku izopropanolu w temperaturze 70°C, przez 24 godziny. Autorzy pracy również nie podają uzyskiwanych wydajności, gdyż otrzymane w ten sposób chlorki nie były produktami docelowymi a jedynie półproduktami w kolejnych etapach syntezy. Hossain w swojej pracy opisuje analogiczną syntezę, ale w miejsce izopropanolu użył on acetonitryl [Hossain M. J. i współpracownicy, J. Chem. Eng. Data 2011,56, 4188], Reakcja prowadzona była w temperaturze wrzenia acetonitrylu około 88°C, przez 24 godziny przy dwukrotnym nadmiarze chloroalkoholi w stosunku do W-metyloimidazolu. W tych warunkach uzyskano ciecz jonową z wydajnością 78%.
PL 228 998 Β1
Opisane zostały również ciecze jonowe zawierające więcej niż jedną grupę hydroksylową w cząsteczce. Budową przypominają budowę gliceryny. Takie ciecze jonowe po raz pierwszy opisane zostały przez Bellinę [Beilina F. i współpracownicy Green Chem. 2009, 11,622], Opisana przez niego metoda polegała na bezpośredniej reakcji /V-metyloimidazolu z 1-chloro-2,3-propanodiolem w temperaturze 80°C, bez udziału rozpuszczalnika, ale przy znacznym, bo 3-krotnym nadmiarze /V-metyloimidazolu. Po 70 godzinach uzyskano produkt z wydajnością 95%. Metoda ta charakteryzuje się dużymi stratami /V-metyloimidazolu, który tylko częściowo można regenerować i ponownie użyć do syntezy. Nieco inną metodę opisał Cai [Cai Y. i współpracownicy, Catal. Commun. 2008, 9,1209], Synteza prowadzona była w toluenie w temperaturze około 115°C. Autorzy pracy nie podają jednak jej wydajności, więc trudno jest ocenić jej efektywność.
Wszystkie opisane wyżej hydroksylowe ciecze jonowe posiadały charakter neutralnych cieczy jonowych i nie nadają się do procesów wymagających katalizatora o właściwościach zasadowych.
Celem wynalazku było opracowanie zasadowych cieczy jonowych charakteryzujących się zwiększoną polarnością i hydrofilowością.
Nieoczekiwanie okazało się, że zasadowe ciecze jonowe na bazie /V-metyloimidazolu i halogenków hydroksyalkilowych, posiadające w cząsteczce jedną lub więcej wolnych grup hydroksylowych, charakteryzują się zwiększoną polarnością i hydrofilowością dzięki czemu ciecze te mogą znaleźć zastosowanie w procesach syntezy organicznej wymagających katalizatora zasadowego o zwiększonej polarności.
Ciecze według wynalazku posiadają wzory:
HnC ^7^ OH ,Ν/,Λ
O ÓH ,νλ „n
ÓH
H3C' h3c z' wzór 1 wzór 2 wzór 3
Wodorotlenki amoniowe, pochodne /V-metyloimidazolu i halogenków hydroksyalkilowych są ciekłe w temperaturze pokojowej i posiadają cechy typowe dla cieczy jonowych.
Przykład 1
Zasadowa ciecz jonowa posiada wzór:
OH
H3C'
OH i charakterystykę na podstawie analizy widm rezonansu magnetycznego 1H-NMR i 13C-NMR oraz widma FT-IR:
1H-NMR (500MHz, DMSO-d6)(ppm): 3,56 (s, 3H), 3,78 (d, 2H), 4,16 (t, 2H), 7,38 (2, 1H), 7,44 (s, 1H), 8,31 (s, 1H);
13C-NMR (120MHz, DMSO-d6)(ppm): 33,7; 50,0; 59,1; 121,6; 124,3 138,1;
FT-IR (δ, cm1): 665, 756, 870, 919, 1077, 1167, 1449, 1523, 1603, 2932, 3151,3302. Przykład 2
Zasadowa ciecz jonowa posiada wzór:
0H
H3C i charakterystykę na podstawie analizy widm rezonansu magnetycznego 1H-NMR i 13C-NMR oraz widma FT-IR:
1H-NMR (500MHz, DMSO-d6)(ppm): 3,24 (s, 2H), 3,59 (t, 2H), 3,80 (s, 2H), 4,19 (t, 2H), 7,35 (s, 1H), 7,51 (s, 1H), 8,35 (s, 1H);
13C-NMR (120MHz, DMSO-d6)(ppm): 35,6; 48,7; 58,4; 69,2; 122,1; 123,5; 138;
FT-IR (δ, cm1): 665, 760, 1037, 1062, 1162, 1234, 1448, 1524, 1665, 2867, 2936, 3299.
PL 228 998 Β1
Przykład 3
Zasadowa ciecz jonowa posiada wzór
H3C
i charakterystykę na podstawie analizy widm rezonansu magnetycznego 1H-NMR i 13C-NMR oraz widma FT-IR:
1H-NMR (500MHz, DMSO-d6)(ppm): 3,22 (m,1H), 3,50 (m, 1H), 3,55 (m, 1H), 3,86 (s, 3H), 4,05 (m, 1 H), 4,25 (m, 1H), 5,21 (t, 1H), 5,60 (d, 1H), 7,22 (s, 1H), 8,30 (s, 1H);
13C-NMR (120MHz, DMSO-de)(ppm): 32,8; 52,6; 62,8; 70,1; 120,9; 127,3; 137,8;
FT-IR (δ, cm1): 665, 746, 919, 1089,1108,1521,1601,1665, 2869, 3110, 3355
Ciecze te otrzymuje się w reakcji /V-metyloimidazolu i chloroalkoholi lub chloroglikoli prowadzonej w mieszaninie toluenu i cykloheksanu jako rozpuszczalniku. W ten sposób otrzymuje się ciecze jonowe zawierające anion chlorkowy, które w kolejnym etapie poddaje się wymianie anionu na wodorotlenowy przy użyciu metanolowego roztworu KOH.

Claims (1)

  1. Zastrzeżenie patentowe
    1. Funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonowe o wysokiej zasadowości, znamienne tym, że posiadają wzory:
    H3C 'OH
    H3C'
    O ™ ,hk +
    H3CX
    OH
    Nj. -Λ wzórl wzór 2 wzór 3
PL400733A 2012-09-11 2012-09-11 Funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonowe PL228998B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL400733A PL228998B1 (pl) 2012-09-11 2012-09-11 Funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonowe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL400733A PL228998B1 (pl) 2012-09-11 2012-09-11 Funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonowe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL400733A1 PL400733A1 (pl) 2014-03-17
PL228998B1 true PL228998B1 (pl) 2018-05-30

Family

ID=50240939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL400733A PL228998B1 (pl) 2012-09-11 2012-09-11 Funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonowe

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL228998B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL400733A1 (pl) 2014-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170021256A (ko) 축합 헤테로사이클릭 화합물의 제조 방법
CN107573267B (zh) 含有三氟甲基的烷基磺酰氟化合物、其制备方法和应用
JP6270180B2 (ja) カルバミン酸エステルの製造方法
US20150119604A1 (en) Method for producing beta-alkoxypropionamide
Tiwari et al. A practically simple, catalyst free and scalable synthesis of N-substituted ureas in water
TWI500598B (zh) 甲磺酸烷基酯溶液的製造方法
CA2764427A1 (en) Polyfluorosulfonamido amides useful as intermediates in the synthesis of polyfluorosulfonamido amines
PL228998B1 (pl) Funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonowe
KR20190124809A (ko) 인독사카브의 확장형 제조를 위한 새로운 촉매 시스템
JP2009298755A (ja) 芳香族ポリアミンの製造方法
US9493415B2 (en) Process for fluorinating compounds
Luk’yanov et al. 3-Amino-4-(α-nitroalkyl-ONN-azoxy) furazans and some of their derivatives
US20180194727A1 (en) Polymer additive and a method for the production thereof
CN111675633B (zh) 一种n-酰基羟胺的合成方法
EP3860997B1 (en) Process and intermediates for the preparation of certain nematicidal sulfonamides
RU2378251C1 (ru) Способ получения вторичных нитраминов
EP3442941B1 (en) Process for preparation of carmustine
Wang et al. An efficient synthesis of symmetrical bisamides catalysed by molecular iodine under neutral conditions
Gao et al. One-pot synthesis of 1, 3-dinitroalkanes catalysed by nickel species
CN1055459C (zh) 羟胺醚及其盐的制备方法及其中间体
JP2007530572A (ja) ヨウ素化アミノアリール化合物の調製プロセス
RU2454408C1 (ru) Способ получения пиперазинофенолов
TWI768069B (zh) 製備經取代4-胺基二氫茚衍生物之方法
JP7110708B2 (ja) 1,1-ジ置換ヒドラジン化合物の製造方法
CN103254109B (zh) 一种苯甲酰基吡咯衍生物及其合成方法