PL228998B1 - Funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonowe - Google Patents
Funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonoweInfo
- 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
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)
- Zastrzeżenie patentowe1. Funkcjonalizowane zasadowe ciecze jonowe o wysokiej zasadowości, znamienne tym, że posiadają wzory:H3C 'OHH3C'O ™ ,hk +H3CXOHNj. -Λ wzórl wzór 2 wzór 3
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) |
-
2012
- 2012-09-11 PL PL400733A patent/PL228998B1/pl unknown
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 |