RU2413732C2 - Ионные жидкости низкой вязкости - Google Patents

Ионные жидкости низкой вязкости Download PDF

Info

Publication number
RU2413732C2
RU2413732C2 RU2007148236/04A RU2007148236A RU2413732C2 RU 2413732 C2 RU2413732 C2 RU 2413732C2 RU 2007148236/04 A RU2007148236/04 A RU 2007148236/04A RU 2007148236 A RU2007148236 A RU 2007148236A RU 2413732 C2 RU2413732 C2 RU 2413732C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
atoms
alkyl
cations
ionic liquids
formula
Prior art date
Application number
RU2007148236/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007148236A (ru
Inventor
Николай ИГНАТИЕВ (Мыкола) (DE)
Николай ИГНАТИЕВ (Мыкола)
Урс ВЕЛЬЦ-БИРМАНН (DE)
Урс ВЕЛЬЦ-БИРМАНН
Михаэль ХЕКМАЙЕР (DE)
Михаэль ХЕКМАЙЕР
Герман БИССКИ (DE)
Герман БИССКИ
Хельге ВИЛЛЬНЕР (DE)
Хельге ВИЛЛЬНЕР
Original Assignee
Мерк Патент Гмбх
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 Мерк Патент Гмбх filed Critical Мерк Патент Гмбх
Publication of RU2007148236A publication Critical patent/RU2007148236A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2413732C2 publication Critical patent/RU2413732C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/30Phosphinic acids R2P(=O)(OH); Thiophosphinic acids, i.e. R2P(=X)(XH) (X = S, Se)
    • C07F9/36Amides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10Liquid materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0234Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
    • B01J31/0235Nitrogen containing compounds
    • B01J31/0239Quaternary ammonium compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0234Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
    • B01J31/0255Phosphorus containing compounds
    • B01J31/0267Phosphines or phosphonium compounds, i.e. phosphorus bonded to at least one carbon atom, including e.g. sp2-hybridised phosphorus compounds such as phosphabenzene, the other atoms bonded to phosphorus being either carbon or hydrogen
    • B01J31/0268Phosphonium compounds, i.e. phosphine with an additional hydrogen or carbon atom bonded to phosphorous so as to result in a formal positive charge on phosphorous
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/30Phosphinic acids R2P(=O)(OH); Thiophosphinic acids, i.e. R2P(=X)(XH) (X = S, Se)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/54Quaternary phosphonium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/547Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/553Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having one nitrogen atom as the only ring hetero atom

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу получения ионных жидкостей с анионом [(C2F5)2P(O)]2N- и катионом, выбранным из катионов формул (2) или (6) ! , ! , ! где R2 - С1-20алкил; HetN+ выбран из имидазолия, пиразолия, пиразолиния, дигидроимидазолиния, пирролидиния, триазолия, пиридиния, пиридазиния, пиримидиния, пиперидиния, морфолиния, пиразиния, тиазолия, оксазолия, индолия, хинолиния, изохинолиния, хиноксалиния, индолиния, имеющих заместители, выбранные из C1-20-алкила и водорода. Предложенный способ состоит в том, что соединения формулы ! , ! где Y=Н, RF=C2F5, в растворителе или смеси растворителей вводят в реакцию с соединениями типа К+А-, где K+ выбирают из катионов формул (2) или (6) и А-=Cl-, Br-, I-, BF4 -, R'OSO3 -, R'SO3 - или (R')2P(O)O-, где R'=H, С1-С6-алкилу, C1-С6-фторалкилу, C1-С6-перфторалкилу, С3-С7-циклоалкилу, незамещенному или замещенному фенилу. Технический результат - разработка нового способа получения ионных жидкостей низкой вязкости и высокой электрохимической стабильности. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

Description

Настоящее изобретение относится к ионным жидкостям с низкой вязкостью и высокой электрохимической стабильностью.
Ионные жидкости или жидкие соли представляют собой ионные частицы, которые состоят из органического катиона и в основном неорганического аниона. Они не включают нейтральных молекул и, как правило, имеют температуры плавления ниже 373 К.
В настоящее время проводят интенсивное исследование в области ионных жидкостей, так как потенциальные применения очень разнообразны. К обзорным статьям по ионным жидкостям относятся, например, R. Sheldon "Catalytic reactions in ionic liquids", Chem. Commun., 2001, 2399-2407; M.J.Earle, K.R.Seddon "Ionic liquids. Green solvent for the future". Pure Appl. Chem., 72 (2000), 1391-1398; P.Wasserscheid, W.Keim "lonische Flüssigkeiten - neue Lösungen für die Über-gangsmetallkatalyse" [Ionic Liquids - Novel Solutions for Transition-Metal Catalysis], Angew. Chem., 112 (2000), 3926-3945; Т.Welton "Room temperature ionic liquids. Solvents for synthesis and catalysis", Chem. Rev., 92 (1999), 2071-2083 или R. Hagiwara, Ya. Ito "Room temperature ionic liquids of alkylimidazolium cations and fluoroanions", J.Fluorine Chem., 105 (2000), 221-227).
На свойства ионных жидкостей, например, такие как температура плавления, термо- и электрохимическая стабильность и вязкость, сильно влияет природа аниона. И наоборот, полярность и гидрофильность или липофильность могут изменяться путем соответствующего выбора пары катион/анион.
Вязкость играет основную роль, в особенности при применениях в области электрохимии и при выборе подходящих растворителей для проведения химических реакций. Если ионная жидкость является слишком вязкой, диффузия ионов происходит слишком медленно при электрохимических применениях, и электрохимические процессы протекают слишком медленно. В случае химических реакций сниженная зависимая от массы подвижность реагентов в относительно вязких жидкостях приводит к замедлению скорости реакции. Для решения этой проблемы предложен целый ряд ионных жидкостей, например, которые содержат [N(CN)2], [N(CF3)2] или тиоцианатные анионы, с более низкой вязкостью. Однако несмотря на это преимущество указанные системы находят небольшое практическое применение, так как их гидролиз и термическая стабильность и их устойчивость к окислению и/или восстановлению не отвечают требованиям для этих применений.
Поэтому цель изобретения заключается в разработке ионных жидкостей, которые подходили бы для использования в электрохимических применениях и в качестве растворителей для проведения химических реакций.
Таким образом, данное изобретение относится к ионным жидкостям, включающим катионы и анионы, у которых вязкость составляет от 10 до 100 мм2/с и электрохимическая стабильность к восстановлению и окислению (электрохимическое окно) составляет больше чем 4,5 В. Значение 4,5 В для электрохимической стабильности касается полного электрохимического окна, т.е. оно охватывает весь интервал от восстановления до окисления. Ионные жидкости, которые отвечают этому профилю комплексных требований, в особенности подходят для использования в электрохимических применениях и в органических синтезах и, таким образом, обеспечивают получение новой реакционной среды для химических процессов.
В настоящем изобретении вязкость представляет собой кинематическую вязкость, которая задается соотношением динамической вязкости и плотности жидкости. Указанная вязкость составляет от 10 до 100 мм2/с, предпочтительно от 20 до 60 мм2/с, в ионных жидкостях в соответствии с данным изобретением. Указанные границы интервала для кинематической вязкости соответствуют значениям от 10 до 170 мПа·с(ср) для динамической вязкости. В настоящем изобретении кинематическую вязкость измеряют, используя Anton Paar SVM 3000 ротационный вискозиметр и в соответствии с ASTM D7042 стандартом, "Standard Test Method for Dynamic Viscosity and Density of Liquids by Stabinger Viscometer (and the Calculation of Kinematic Viscosity)" от Международного ASTM (Американское общество испытаний и материалов).
Электрохимическую стабильность определяют с помощью циклической вольтамперометрии. Для целей настоящего изобретения измерение проводят, используя Autolab PGSTAT 30 instrument (Eco Chemie). Значения для электрохимического окна, показанные в настоящем изобретении, измеряют в 0,5 молярном растворе в CH3CN, используя стеклоугольный электрод в качестве рабочего электрода, платиновый электрод и Ag/AgNO3 (CH3CN) в качестве электрода сравнения. Значения потенциалов основаны на Е0 ферроцена.
Кроме того, чистота ионной жидкости также играет основную роль. В особенности в указанных выше применениях чистота, т.е. отсутствие загрязняющих примесей, является критическим критерием для применимости. Ионные жидкости в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно имеют содержание хлорида меньше чем 100 частей на миллион. Ионные жидкости, которые отвечают требованиям вязкости, электрохимической стабильности и чистоты, являются очень подходящими для использования в указанных выше применениях. В самом деле, только комбинация этих параметров обеспечивает улучшения, которых необходимо достигнуть, что касается вариантов использования в электрохимических применениях или в качестве растворителя для химических реакций.
В особенности ионные жидкости отвечают указанным выше критериям, если анион соответствует формуле [(RF)2P(O)]2N-, в которой RF принимает значение
(CnF2n-x+1Hx),
где n=1-6 и х=0-4, где для n=1 х должен представлять собой от 0 до 2. Rf предпочтительно обозначает CF3, C2F5, C3F7 или C4F9. Анион особенно предпочтительно представляет собой [(C2F5)2P(O)]2N-.
Соединения, содержащие химически подобные анионы, описаны в US 6682855 в качестве дополнительной составляющей в апротонных растворителях для получения ионопроводящих материалов, при этом соединения US 6682855 отличаются от соединений в соответствии с данным изобретением тем, что, по крайней мере, один атом фтора должен быть связан с фосфором в случае присутствия перфорированных алкильных групп. Благодаря комбинации этих соединений с соответствующими растворителями, вязкость указанных соединений не играет никакой роли, так как вязкость ионопроводящих материалов критически определяется растворителем. В настоящем изобретении наоборот, вязкость ионной жидкости играет ключевую роль, в особенности в случае использования в качестве новой реакционной среды для органических синтезов.
По сути, не существует никаких ограничений в отношении выбора катиона ионной жидкости в соответствии с настоящим изобретением. Однако предпочтение отдается органическим катионам, особенно предпочтительно аммонию, фосфонию, уронию, тиоуронию, гуанидинию или гетероцикличным катионам.
Катионы аммония могут быть описаны, например, формулой (1)
Figure 00000001
,
в которой
R в каждом случае, независимо друг от друга, представляет собой Н, при условии, что, по крайней мере, два заместителя R в формуле (1) представляют собой Н,
OR', NR'2, при условии, что не более чем один заместитель R в формуле (1) представляет собой OR' или NR'2,
линейный или разветвленный алкил, имеющий 1-20 С атомов,
линейный или разветвленный алкенил, имеющий 2-20 С атомов и одну или больше двойных связей,
линейный или разветвленный алкинил, имеющий 2 - 20 С атомов и одну или больше тройных связей,
насыщенный, частично или полностью ненасыщенный циклоалкил, имеющий 3-7 С атомов, который может быть замещен алкильными группами, имеющими 1-6 С атомов, где один или больше R могут быть частично или полностью замещены галогенами, в частности -F и/или -С1, или частично с помощью -ОН, -OR', -CN, -С(O)ОН, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -C(O)X, -SO2OH, -SO2X или -NO2, и где один или два несмежных атомов углерода группы R, которые не находятся в α-положении, могут быть заменены атомами и/или группами атомов, выбранными из группы, которая включает -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -С(O)-, -С(O)O-, -N+R'2_, -P(O)R'O-, -C(O)NR'-, -SO2NR'-, -OP(O)R'O-, -P(O)(NR'2)NR'-, -PR'2=N- и -P(O)R'-, где R' может быть = Н, не-, частично или перфторированному C16-алкилу, С37-циклоалкилу, или незамещенному или замещенному фенилу, и Х может представлять собой галоген.
Катионы фосфония могут быть описаны, например, формулой (2)
Figure 00000002
,
в которой
R2 в каждом случае, независимо друг от друга, представляет собой Н, OR', NR'2,
линейный или разветвленный алкил, имеющий 1-20 С атомов,
линейный или разветвленный алкенил, имеющий 2-20 С атомов и одну или больше двойных связей,
линейный или разветвленный алкинил, имеющий 2-20 С атомов и одну или больше тройных связей,
насыщенный, частично или полностью ненасыщенный циклоалкил, имеющий 3-7 С атомов, который может быть замещен алкильными группами, имеющими 1-6 С атомов, где один или больше R2 могут быть частично или полностью замещены галогенами, в частности -F и/или -Cl, или частично с помощью -ОН, -OR′, -CN,
-С(O)ОН, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -C(O)X, -SO2OH, -SO2X или -NO2, и где один или два несмежных атомов углерода группы R2, которые не находятся в α-положении, могут быть заменены атомами и/или группами атомов, выбранными из группы, которая включает -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -С(O)-, -С(O)O-, -N+R'2-,
-P(O)R'O-, -C(O)NR'-, -SO2NR'-, -OP(O)R'O-, -P(O)(NR'2)NR'-, -PR'2=N- и -P(O)R'-, где R'=H не-, частично или перфторированному C16-алкилу, С37-циклоалкилу, или незамещенному или замещенному фенилу, и Х = галогену.
Однако исключаются катионы формул (1) и (2), в которых все четыре или три заместителя R и R2 полностью замещены галогенами, например трис(трифторметил)метиламмониевый катион, тетра(трифторметил)аммониевый катион или тетра(нонафторбутил)аммониевый катион.
Урониевые катионы могут быть описаны, например, формулой (3)
Figure 00000003
,
и тиоурониевые катионы могут быть описаны формулой (4)
Figure 00000004
,
в которых
R3-R7 каждый, независимо друг от друга, представляет собой водород, где водород исключен для R5,
линейный или разветвленный алкил, имеющий 1-20 С атомов,
линейный или разветвленный алкенил, имеющий 2-20 С атомов и одну или больше двойных связей,
линейный или разветвленный алкинил, имеющий 2-20 С атомов и одну или больше тройных связей,
насыщенный, частично или полностью ненасыщенный циклоалкил, имеющий 3-7 С атомов, который может быть замещен алкильными группами, имеющими 1-6 С атомов, где один или больше заместителей R3-R7 могут быть частично или полностью замещены галогенами, в частности -F и/или -Cl, или частично с помощью -ОН, -OR', -CN, -C(O)OH, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -C(O)X, -SO2OH, -SO2X или -NO2, и где один или два несмежных атомов углерода групп R3-R7, которые не находятся в α-положении, могут быть заменены атомами и/или группами атомов, выбранными из группы, которая включает -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -С(O)-,
-С(O)O-, -N+R'2-, -P(O)R'O-, -C(O)NR'-, -SO2NR'-, -OP(O)R'O-, -P(O)(NR'2)NR'-, -PR'2=N- и -P(O)R'-, где R'=H, не-, частично или перфторированному C16-алкилу, С37-циклоалкилу, или незамещенному или замещенному фенилу, и Х=галогену.
Гуанидиниевые катионы могут быть описаны формулой (5)
Figure 00000005
,
в которой
R8-R13 каждый, независимо друг от друга, представляет собой водород, -CN, NR'2, -OR',
линейный или разветвленный алкил, имеющий 1-20 С атомов, линейный или разветвленный алкенил, имеющий 2-20 С атомов и одну или больше двойных связей,
линейный или разветвленный алкинил, имеющий 2-20 С атомов и одну или больше тройных связей,
насыщенный, частично или полностью ненасыщенный циклоалкил, имеющий 3-7 С атомов, который может быть замещен алкильными группами, имеющими 1-6 С атомов, где один или больше заместителей R8-R13 могут быть частично или полностью замещены галогенами, в частности -F и/или -Cl, или частично с помощью -ОН, -OR', -CN, -C(O)OH, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -C(O)X, -SO2OH, -SO2X или -NO2 и где один или два несмежных атомов углерода групп R8-R13, которые не находятся в α-положении, могут быть заменены атомами и/или группами атомов, выбранными из группы, которая включает -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-,
-С(O)-, -С(O)O-, -N+R'2-, -P(O)R'O-, -C(O)NR'-, -SO2NR'-, -OP(O)R'O-, -P(O)(NR'2)NR'-, -PR'2=N- и -P(O)R'-, где R=H, не-, частично или перфторированному C16-алкилу, С37-циклоалкилу, или незамещенному или замещенному фенилу, и Х = галогену.
Кроме того, можно использовать катионы общей формулы (6)
Figure 00000006
в которой
HetN+ представляет гетероциклический катион, выбранный из группы, включающей:
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000029
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
или
Figure 00000034
где заместители
R1'-R4' каждый, независимо друг от друга, представляют собой
водород, -CN, -OR', -NR'2, -P(O)R'2, -P(O)(OR')2, -P(O)(NR'2)2, -C(O)R', -C(O)OR',
линейный или разветвленный алкил, имеющий 1-20 С атомов,
линейный или разветвленный алкенил, имеющий 2-20 С атомов и одну или больше двойных связей,
линейный или разветвленный алкинил, имеющий 2-20 С атомов и одну или больше тройных связей,
насыщенный, частично или полностью ненасыщенный циклоалкил, имеющий 3-7 С атомов, который может быть замещен алкильными группами, имеющими 1-6 С атомов,
насыщенный, частично или полностью ненасыщенный гетероарил, гетероарил-C16-алкил или арил-С16-алкил,
где заместители R1', R2', R3' и/или R4' вместе могут также образовывать кольцевую систему,
где один или больше заместителей R1'-R4' могут быть частично или полностью замещены галогенами, в частности -F и/или -Cl, или -ОН, -OR', -CN, -С(O)ОН, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -C(O)X, -SO2OH, -SO2X или -NO2, но где R1' и R4' не могут быть одновременно полностью замещены галогенами, и где один или два несмежных атомов углерода заместителей R1'-R4', которые не связаны с гетероатомом, могут быть заменены атомами и/или группами атомов, выбранными из -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -С(O)-, -С(O)O-, -N+R'2-, -P(O)R'O-, -C(O)NR'-,
-SO2NR'-, -OP(O)R'O-, -P(O)(NR'2)NR'-, -PR'2=N- и -P(O)R'-, где R'=H, не-, частично или перфторированному C16-алкилу, С37-циклоалкилу, или незамещенному или замещенному фенилу, и
Х = галогену.
Для целей настоящего изобретения под полностью ненасыщенными заместителями также понимают ароматические заместители.
В соответствии с данным изобретением подходящие заместители R и R2-R13 соединений формул (1)-(5), помимо водорода, представляют собой предпочтительно: C120-, в частности C114-алкильные группы, и насыщенные или ненасыщенные, т.е. также ароматические, С37 циклоалкильные группы, которые могут быть замещены C16-алкильными группами, в частности фенил.
Заместители R и R2 в соединениях формулы (1) или (2) могут быть одинаковыми или различными. Заместители R и R2 предпочтительно различны.
Заместители R и R2 особенно предпочтительно представляют собой метил, этил, изопропил, пропил, бутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, гексил, октил, децил или тетрадецил.
Вплоть до четырех заместителей катиона гуанидиния
Figure 00000035
могут также быть соединены парами таким образом, что образуются моно-, би- или полициклические катионы. Примерами таких катионов гуанидиния являются (но не ограничиваются ними):
Figure 00000036
Figure 00000037
Figure 00000038
Figure 00000039
Figure 00000040
Figure 00000041
Figure 00000042
Figure 00000043
Figure 00000044
или
Figure 00000045
где заместители R8 - R10 и R13 могут принимать значение или особенно предпочтительное значение, показанное выше.
При желании карбоциклические или гетероциклические кольца вышеупомянутых катионов гуанидиния могут быть также замещены С16-алкилом, C16-алкенилом, NO2, F, Cl, Br, I, ОН, C16-алкокси, SCF3, SO2CF3, СООН, SO2NR'2, SO2X' или SO3H, где Х и R' принимают указанное выше значение, замещенным или незамещенным фенилом или незамещенным или замещенным гетероциклом.
Вплоть до четырех заместителей катиона урония
Figure 00000046
или тиоурония
Figure 00000047
могут также быть соединены парами таким образом, что образуются моно-, би- или полициклические катионы.
Примеры таких катионов показаны ниже, где Y=О или S, но не ограничиваются ними
Figure 00000048
Figure 00000049
Figure 00000050
Figure 00000051
Figure 00000052
Figure 00000053
Figure 00000054
Figure 00000055
Figure 00000056
или
Figure 00000057
где заместители R3, R5 и R6 могут принимать значение или особенно предпочтительное значение, показанное выше.
При желании карбоциклические или гетероциклические кольца вышеупомянутых катионов могут быть также замещены C16-алкилом, C16-алкенилом, NO2, F, Cl, Br, I, ОН, C16-алкокси, SCF3, SO2CF3, СООН, SO2NR'2, SO3X или SO3H или замещенным либо незамещенным фенилом или незамещенным или замещенным гетероциклом, где Х и R' принимают указанное выше значение.
Заместители R3-R13 каждый, независимо друг от друга, представляют собой предпочтительно линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую 1-10 С атомов. Заместители R3 и R4, R6 и R7, R8 и R9, R10 и R11 и R12 и R13 в соединениях формул (3)-(5) могут быть в данном случае идентичными или различными. R3-R13 каждый, независимо друг от друга, особенно предпочтительно являются метилом, этилом, н-пропилом, изопропилом, н-бутилом, втор-бутилом, трет-бутилом, фенилом или циклогексилом, в особенности очень предпочтительно метилом, этилом, н-пропилом, изопропилом или н-бутилом.
В соответствии с данным изобретением, подходящими заместителями R1′-R4′′ соединений формулы (6), помимо водорода, являются предпочтительно: С1-C20, в частности C112-алкильные группы, и насыщенные или ненасыщенные, то есть также ароматические, С37-циклоалкильные группы, которые могут быть замещены C16-алкильными группами, в частности фенил.
Заместители R1'-R4' каждый, независимо друг от друга, особенно предпочтительно являются метилом, этилом, изопропилом, пропилом, бутилом, втор-бутилом, трет-бутилом, пентилом, гексилом, октилом, децилом, циклогексилом, фенилом или бензилом. В особенности очень предпочтительно они являются метилом, этилом, н-бутилом или гексилом. В соединениях пирролидиния, пиперидиния или индолиния эти два заместителя R1' и R4' являются предпочтительно различными.
Заместитель R2' или R3' является, в частности, в каждом конкретном случае, независимо друг от друга, водородом, метилом, этилом, изопропилом, пропилом, бутилом, втор-бутилом, трет-бутилом, циклогексилом, фенилом или бензилом. R2'' особенно предпочтительно является водородом, метилом, этилом, изопропилом, пропилом, бутилом или втор-бутилом. R2' и R3' являются в особенности очень предпочтительно водородом.
С112-алкильной группой является, например, метил, этил, изопропил, пропил, бутил, втор-бутил или трет-бутил, кроме этого также пентил, 1-, 2- или 3-метилбутил, 1,1-, 1,2- или 2,2-диметилпропил, 1-этилпропил, гексил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил или додецил, необязательно дифторметил, трифторметил, пентафторэтил, гептафторпропил или нонафторбутил.
Разветвленным или неразветвленным алкенилом, содержащим 2-20 С атомов, в котором может также присутствовать множество двойных связей, является, например, аллил, 2- или 3-бутенил, изобутенил, втор-бутенил, кроме этого 4-пентенил, изопентенил, гексенил, гептенил, октенил, -C9H17, от -C10H19 до -С20Н39; предпочтительно аллил, 2- или 3-бутенил, изобутенил, втор-бутенил, предпочтение кроме этого отдается 4-пентенилу, изопентенилу или гексенилу.
Разветвленным или неразветвленным алкинилом, содержащим 2-20 С атомов, в котором может также присутствовать множество тройных связей, является, например, этинил, 1- или 2-пропинил, 2- или 3-бутинил, кроме этого 4-пентинил, 3-пентинил, гексинил, гептинил, октинил, -C9H15, от -С10Н17 до -С20Н37, предпочтительно этинил, 1- или 2-пропинил, 2- или 3-бутинил, 4-пентинил, 3-пентинил или гексинил.
Арил-С16-алкил представляет собой, например, бензил, фенилэтил, фенилпропил, фенилбутил, фенилпентил или фенилгексил, где и фенильное кольцо, и также алкиленовая цепь могут быть частично или полностью замещены, как описано выше, галогенами, в частности -F и/или -С1, или частично с помощью -ОН, -OR', -CN, -C(O)OH, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -C(O)X, -SO2OH, -SO2X, -NO2.
Незамещенными насыщенными или частично или полностью ненасыщенными циклоалкильными группами, содержащими 3-7 С атомов, являются, таким образом, циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил, циклогептил, циклопентенил, циклопента-1,3-диенил, циклогексенил, циклогекса-1,3-диенил, циклогекса-1,4-диенил, фенил, циклогептенил, циклогепта-1,3-диенил, циклогепта-1,4-диенил или циклогепта-1,5-диенил, каждый из которых может быть замещен C16-алкильными группами, где циклоалкильная группа или циклоалкильная группа, которая замещена C16-алкильными группами, могут в свою очередь также быть замещены атомами галогена, такими как F, Cl, Br или I, в частности F или Cl, либо с помощью -ОН, -OR', -CN, -C(O)OH, -C(O)NR'2, -SO2NR'2, -С(O)Х, -SO2OH, -SO2X, -NO2.
В заместителях R, R2-R13 или R1'-R4' один или два несмежных атомов углерода, которые не связаны в α-положении с гетероатомом, могут быть также заменены на атомы и/или группы атомов, выбранные из группы, которая включает -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -С(O)-, -С(O)O-, -N+R'2-, -P(O)R'O-, -C(O)NR'-, -SO2NR'-, -OP(O)R'O-, -P(O)(NR'2)NR'-, -PR'2=N- или -P(O)R'-, где R' = не-, частично или перфторированному C16-алкилу, С37-циклоалкилу или незамещенному или замещенному фенилу.
Не ограничиваясь указанными, примеры заместителей R, R2-R13 и R1'-R4', которые были модифицированы таким образом, включают: -ОСН3, -ОСН(СН3)2, -CH2OCH3, -СН2-СН2-O-СН3, -C2H4OCH(СН3)2, -C2H4SC2H5, -C2H4SCH(СН3)2, -S(O)СН3, -SO2CH3, -SO2C6H5, -SO2C3H7, -SO2CH(СН3)2, -SO2CH2CF3, -CH2SO2CH3, -O-С4Н8-O-С4Н9, -CF3, -C2F5, -C3F7, -C4F9, -С(CF3)3, -CF2SO2CF3, -C2F4N(C2F5)C2F5, -CHF2, -CH2CF3, -C2F2H3, -C3FH6, -CH2C3F7, -C(CFH2)3, -СН2С(O)ОН, -СН2С6Н5, -С(O)С6Н5 или Р(O)(С2Н5)2.
В R' С37-циклоалкилом является, например, циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил или циклогептил.
В R' замещенный фенил представляет фенил, который замещен C16-алкилом, C16-алкенилом, NO2, F, Cl, Br, I, ОН, C16-алкокси, SCF3, SO2CF3, СООН, SO2X', SO2NR''2 или SO3H, где X' представляет F, Cl или Br и R'' представляет не-, частично или перфторированный C16-алкил или С37-циклоалкил, как определено для R', например о-, м- или п-метилфенил, о-, м- или п-этилфенил, о-, м- или п-пропилфенил, о-, м- или п-изопропилфенил, о-, м- или п-трет-бутилфенил, о-, м- или п-нитрофенил, о-, м- или п-гидроксифенил, о-, м- или п-метоксифенил,
о-, м- или п-этоксифенил, о-, м-, п-(трифторметил)фенил, о-, м-, п-(трифторметокси)фенил, о-, м-, п-(трифторметилсульфонил)фенил, о-, м- или п-фторфенил, о-, м- или п-хлорфенил, о-, м- или п-бромфенил, о-, м- или п-йодфенил, кроме того, предпочтительно 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- или 3,5-диметилфенил, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- или 3,5-дигидроксифенил, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- или 3,5-дифторфенил, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- или 3,5-дихлорфенил, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- или 3,5-дибромфенил, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- или 3,5-диметоксифенил,: 5-фтор-2-метилфенил, 3,4,5-триметоксифенил или 2,4,5-триметилфенил.
В R1'- R4' предусматривается, что гетероарил представляет собой насыщенный или ненасыщенный моно- или бициклический гетероциклический радикал, содержащий 5-13 членов цикла, в котором могут присутствовать 1, 2 или 3 атома N и/или 1 или 2 атома S или О, и гетероциклический радикал может быть моно - или полизамещенным C16-алкилом, C16-алкенилом, NO2, F, Cl, Br, I, ОН, C16-алкокси, SCF3, SO2CF3, СООН, SO2X', SO2NR''2 или SO3H, где Х′ и R'' принимают значения, описанные выше.
Гетероциклический радикал является предпочтительно замещенным или незамещенным 2- или 3-фурилом, 2- или 3-тиенилом, 1-, 2- или 3-пирролилом, 1-, 2-, 4- или 5-имидазолилом, 3-, 4- или 5-пиразолилом, 2-, 4- или 5-оксазолилом, 3-, 4- или 5-изоксазолилом, 2-, 4- или 5-тиазолилом, 3-, 4- или 5-изотиазолилом, 2-, 3- или 4-пиридилом, 2-, 4-, 5- или 6-пиримидинилом, кроме того, предпочтительно 1,2,3-триазол-1-, -4- или -5-илом, 1,2,4-триазол-1-, -4- или -5-илом, 1- или 5-тетразолилом, 1,2,3-оксадиазол-4- или - 5-илом, 1,2,4-оксадиазол-3- или -5-илом, 1,3,4-тиадиазол-2- или -5-илом, 1,2,4-тиадиазол-3- или -5-илом, 1,2,3-тиадиазол-4- или -5-илом, 2-, 3-, 4-, 5- или 6-2Н-тиопиранилом, 2-, 3- или 4-4Н-тиопиранилом, 3- или 4-пиридазинилом, пиразинилом, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- или 7-бензофурилом, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- или 7-бензотиенилом, 1-, 2-, 3-, 4- 5-, 6- или 7-1H-индолилом, 1-, 2-, 4- или 5-бензимидазолилом, 1-, 3-, 4-, 5-, 6- или 7-бензопиразолилом, 2-, 4-, 5-, 6- или 7-бензоксазолилом, 3-, 4-, 5-, 6- или 7-бензизоксазолилом, 2-, 4-, 5-, 6-или 7-бензотиазолилом, 2-, 4-, 5-, 6- или 7-бензизотиазолилом, 4-, 5-, 6- или 7-бенз-2,1,3-оксадиазолилом, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- или 8-хинолинилом, 1-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- или 8-изохинолинилом, 1-, 2-, 3-, 4- или 9-карбазолилом, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- или 9-акридинилом, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- или 8-циннолинилом, 2-, 4- 5-, 6-, 7- или 8-хиназолинилом или 1-, 2- или 3-пирролидинилом.
Гетероарил-С16-алкил, аналогично арил-С16-алкилу, представляют собой, например, пиридинилметил, пиридинилэтил, пиридинилпропил, пиридинилбутил, пиридинилпентил, пиридинилгексил, где вышеописанные гетероциклы, кроме того, таким образом, могут быть связаны с алкиленовой цепью.
HetN+ представляет собой предпочтительно
Figure 00000058
Figure 00000059
Figure 00000060
Figure 00000061
Figure 00000062
Figure 00000063
или
Figure 00000064
где заместители R1'-R4' каждый, независимо друг от друга, принимают значения, указанные выше.
Катионы ионной жидкости в соответствии с данным изобретением представляют собой предпочтительно аммоний, фосфоний, гуанидиний или гетероциклические катионы, особенно предпочтительно гетероциклические катионы (HetN+). HetN+ особенно предпочтительно является имидазолием, пирролидинием или пиридинием, как определено выше, где заместители R1'-R4' каждый, независимо друг от друга, принимают значения, указанные выше. HetN+ в особенности очень предпочтительно является имидазолием, где заместители R1'-R4' каждый, независимо друг от друга, принимают значения, указанные выше.
Настоящее изобретение также относится к способам получения ионных жидкостей, содержащих катионы и анионы, где анион отвечает формуле [(RF)2Р(O)]2N-, где RF принимает значение
(CnF2n-x+1Hx),
где n=1-6 и х=0-4, где для n=1 х должен принимать значения 0-2, где соединения общей формулы (7)
Figure 00000065
,
Figure 00000066
в которой Y=Н, щелочные металлы, щелочно-земельные металлы и металлы из групп 11 и 12 Периодической Таблицы, вводят в реакцию с соединениями типа К+А-, где К+ выбирают из указанных выше катионов, и А-=Cl-, Br-, I-, BF4-, R'OSO3-, R'SO3- или (R')2P(O)O-, где заместители R' принимают значения, описанные выше, в растворителе или смеси растворителей. А- особенно предпочтительно представляет собой Cl-, Br-, I-, BF4-, HSO4-, CH3OSO3-, C2H5OSO3-, CH3SO3-, CF3O3-, (C2F5)2P(O)O- и очень особенно предпочтительно Cl-, Br-, CH3SO3-, C2H5OSO3- или (C2F5)2P(O)-.
Y особенно предпочтительно представляет собой Н, щелочные металлы, и в частности калий или натрий.
Некоторые из соединений формулы (7) известны специалисту, квалифицированному в данной области техники, и могут быть получены с помощью способов, описанных, например, в N.V.Pavlenko, G.I.Matuschecheva, V. Ya.Semenii, LM.Yagupolskii, Zh.Obsh. Khim, 1985, 55, 1586-1590.
Указанная реакция может быть проведена при температурах в интервале от 0 до 150°С, предпочтительно от 0 до 50°С, и в частности при комнатной температуре.
Подходящими растворителями или смесями растворителей являются вода, спирты, диалкиловые эфиры, сложные эфиры, нитрилы, диалкил-карбонаты, дихлорметан или их смеси. Растворителем предпочтительно является вода, метанол, этанол, изо-пропанол, ацетонитрил, пропионитрил, диэтиловый эфир, 1,2-диметоксиэтан, диметил-карбонат или диэтил-карбонат.
Кроме того, настоящее изобретение относится к применению указанных ионных жидкостей в качестве растворителя или добавки растворителя, в качестве катализатора фазового переноса, в качестве экстрагента, в качестве теплоносителя, в качестве поверхностно-активного вещества, в качестве пластификатора, в качестве огнезащитного состава или в качестве проводящей соли.
В случае применения указанных ионных жидкостей в качестве растворителей, они подходят к любому типу реакции, известному специалисту, квалифицированному в данной области техники, например, для реакций, катализируемых переходными металлами или ферментами, таких как, например, реакции гидроформилирования, реакции олигомеризации, эстерификации или изомеризации, где указанный перечень является далеко неполным.
При применении в качестве экстрагентов ионная жидкость может быть использована для отделения продуктов реакции, но также для отделения загрязняющих примесей, в зависимости от растворимости соответствующего компонента в ионной жидкости. Кроме того, ионные жидкости также могут служить в качестве среды разделения при разделении множества компонентов, например при перегоночном разделении множества компонентов смеси.
Дополнительные возможные применения включают использование в качестве пластификаторов в полимерных материалах, в качестве огнезащитного состава для целого ряда материалов или применений и в качестве проводящей соли в различных электрохимических элементах и применениях, например в гальванических элементах, в конденсаторах или в топливных элементах.
Даже без дальнейших комментариев предполагается, что специалист, квалифицированный в данной области, будет способен использовать вышеупомянутое описание в наиболее широком объеме. Исходя из этого, предпочтительные варианты осуществления изобретения и примеры должны просто расцениваться как иллюстративные, которые абсолютно не ограничивают его никаким образом.
Спектры ЯМР измерялись в растворах в дейтеризованных растворителях при 20°С на спектрометре Bruker Avance 300 с 5 мм 1Н/ВВ широкополосной головкой с дейтериевой блокировкой, если не указано в примерах. Измерительные частоты различных ядер: 1Н: 300,13 МГц, 19F: 282,41 МГц и 31Р :121,49 МГц. Стандартные методы указываются отдельно для каждого спектра или каждого набора данных.
Примеры
Пример 1.
Синтез бис(пентафторэтил)фосфинилхлорида
(C5F5)2P(O)OH+PCl2
Figure 00000067
(C2F5)2P(O)Cl+P(O)Cl3+HCl
30,0 г (99,3 ммоль) бис(пентафторэтил)фосфиновой кислоты и 20,7 г (99,4 моль) пентахлорида фосфора смешивают друг с другом и перемешивают при комнатной температуре в течение 30 минут. Бис(пентафторэтил)фосфинилхлорид выделяют из реакционной смеси путем фракционной перегонки. Температура кипения составляет 118-119°С. Получают 23,1 г бесцветной жидкости. Выход составляет 72,6% от рассчитанного выхода бис(пентафторэтил)фосфинилхлорида.
Пример 2. Синтез бис(пентафторэтил)фосфинового амида
(C2F5)2P(O)Cl+2NH3→(C2F5)2P(O)NH2+NH4Cl
8,6 г 12,4% по массе раствора NH3 (62,6 ммоль) в сухом диэтиловом эфире добавляют в течение 5 минут при перемешивании при -78°С (баня сухой лед/этанол) к раствору 10 г (31,2 ммоль) бис(пентафторэтил)фосфинилхлорида в 50 мл сухого диэтилового эфира. Реакционную смесь нагревают до комнатной температуры и перемешивают в течение приблизительно 30 минут. Осадок отфильтровывают, и фильтрат освобождают от растворителя. Остаток перекристаллизовывают из смеси бензола и гексана (1:2), что приводит к получению 5,45 г твердого вещества, имеющего температуру плавления 28-32°С. Выход бис(пентафторэтил)фосфинового амида составляет 58%.
1Н-ЯМР (CD3CN; стандарт: TMS): δ (ppm): 2,28 s (NH2).
19F-ЯМР (CD3CN; стандарт: CCl3F, внутренний): δ (ppm): -80,46 s (2CF3); -124,95 d (2CF2); 2JP,F=87 Гц.
31Р-ЯМР (CD3CN; стандарт: 85% H3PO4 - внешний), δ (ppm):0,87 quin.;
2JP,F=87 Гц.
Пример 3. Синтез бис(пентафторэтил)фосфинового имида, [(C2F5)2P(O)2NH (C2F5)2P(O)Cl+(C2F5)2P(O)NH2+2(C2H5)3N →(C2H5)3N+[(C2F5)2P(O)]2N-+(C2H5)3N·HCl
(C2H5)3N+[(C2F5)2P(O)]2N-+H2SO4→[(C2F5)2P(O)]2NH+(C2H5)3N+HSO4-
Раствор 5,54 г (17,3 ммоль) бис(пентафторэтил)фосфинилхлорида в 20 мл сухого диэтилового эфира и раствор 3,5 г (34,6 ммоль) триэтиламина в 10 мл сухого диэтилового эфира добавляют при 0°С к перемешиваемому раствору 5,21 г (17,3 ммоль) бис(пентафторэтил)фосфинового амида в 20 мл сухого диэтилового эфира. Реакционную смесь нагревают до комнатной температуры и перемешивают в течение еще одного часа. Осадок отфильтровывают, и растворитель удаляют на роторном испарителе. К остатку добавляют 2 мл концентрированной серной кислоты, и бис(пентафторэтил)фосфиновый имид отгоняют при сниженном давлении (7 Па) при температурах 115-125°С, что приводит к получению 7,3 г твердого вещества (температура плавления: 38-41°С). Выход бис(пентафторэтил)-фосфинового имида составляет 72,1%.
1Н-ЯМР (CD3CN; стандарт: TMS): δ (ppm): 12,17 s (NH).
19F-ЯМР (CD3CN; стандарт: CCl3F, внутренний): δ (ppm): -80,57 s (2CF3); -125,35 d (2CF2); 2JP,F=79 Гц.
31Р-ЯМР (CD3CN; стандарт: 85% H3PO4 - внешний), δ (ppm): 1,82 quin.;
2JP,F=78 Гц.
Пример 4. Синтез 1-бутил-3-метилимидазолий бис[бис(пентафторэтил)-фосфинил]имида
Figure 00000068
Раствор 1,7 г (9,73 ммоль) 1-бутил-3-метилимидазолийхлорида в 10 мл воды добавляют к раствору 5,6 г (9,57 ммоль) бис(пентафторэтил)фосфинового имида в 30 мл воды при перемешивании при комнатной температуре. Указанную смесь перемешивают в течение 5 минут. Образовавшуюся нижнюю жидкую фазу отделяют и промывают три раза с помощью 30 мл воды. Высушивание при сниженном давлении (7 Па) при 90°С приводит к получению 6,2 г жидкости. Выход 1-бутил-3-метилимидазолий бис[бис(пентафторэтил)фосфинил]имида составляет 98,6%.
1Н-ЯМР (CD3CN; стандарт: TMS): δ (ppm): 0,95 t (СН3); 1,33 m (CH2); 1,81 m (CH2); 3,82 s (СН3); 4,13 t (СН3); 7,33 d,d (CH); 7.37 d,d (CH); 8,39 br. s. (CH);
3JH,Н=7,4 Гц; 3JH,Н=7,3 Гц; JH,Н=1,8 Гц.
19F-ЯМР (CD3CN; стандарт: CCl3F, внутренний): δ (ppm): -79,89 s (2CF3); -124,77 d (2CF2); 2JP,F=72 Гц.
31Р-ЯМР (CD3CN; стандарт: 85% H3PO4 - внешний), δ (ppm): 0,80 quin.;
2JP,F=73 Гц.
Вязкость составляет 46 мм2/с (20°С).
Пример 5. Синтез 1-этил-3-метилимидазолий бис[бис(пентафторэтил)фосфинил]имида
Figure 00000069
Раствор 2,52 г (17,2 ммоль) 1-этил-3-метилимидазолийхлорида в 15 мл воды добавляют к раствору 10,07 г (17,2 ммоль) бис(пентафторэтил)фосфинового имида в 40 мл воды при перемешивании при комнатной температуре. Указанную смесь перемешивают в течение 5 минут. Образовавшуюся нижнюю жидкую фазу отделяют и промывают три раза с помощью 40 мл воды. Высушивание при сниженном давлении (7 Па) при 100°С приводит к получению 9,93 г жидкости. Выход 1-этил-3-метилимидазолий бис[бис(пентафторэтил)фосфинил]имида составляет 83%.
1Н-ЯМР (CD3CN; стандарт: TMS): δ (ppm): 1,47 t (СН3); 3,84 s (СН3); 4,18 t (CH2); 7,34 m (CH); 7,39 m (CH); 8,43 br. s. (CH); 3JH,Н=7,3 Гц.
19F-ЯМР (CD3CN; стандарт: CCl3F, внутренний): δ (ppm): -80,09 s (2CF3); -124,82 d (2CF2); 2JP,F=71 Гц.
31Р-ЯМР (CD3CN; стандарт: 85% H3PO4 - внешний): δ (ppm): -1,87 quin.;
2JP,F=70 Гц.
Вязкость составляет 26 мм2/с (20°С).
Пример 6. Синтез 1-бутил-1-метилпирролидиний бис[бис(пентафторэтил)фосфинил]имида
Figure 00000070
Раствор 3,03 г (17,1 ммоль) 1-бутил-1-метилпирролидиний хлорида в 15 мл воды добавляют к раствору 10,0 г (17,1 ммоль) бис(пентафторэтил)фосфинового имида в 40 мл воды при перемешивании при комнатной температуре. Указанную смесь перемешивают в течение 5 минут.Образовавшуюся нижнюю жидкую фазу отделяют и промывают три раза с помощью 40 мл воды. Высушивание при сниженном давлении (7 Па) при 100°С приводит к получению 11,03 г жидкости. Выход 1-бутил-1-метилпирролидиний бис[бис(пентафторэтил)фосфинил]имида составляет 89%.
1Н-ЯМР (CD3CN; стандарт: TMS): δ (ppm): 0,97 t (СН3); 1,38; (СН2); 1,73 m (CH2); 2,16 m (2CH2); 2,95 s (CH3); 3,24 m (CH2); 3,41 m (2CH2); 3JH,Н=7,4 Гц.
19F-ЯМР (CD3CN; стандарт: CCl3F, внутренний): δ (ppm): -80,12 s (2CF3); -124,80 d (2CF2); 2JP,F=70 Гц.
31Р-ЯМР (CD3CN; стандарт: 85% H3PO4 - внешний): δ (ppm): -1,98 quin.; 2JP,F=70 Гц.
Вязкость составляет 69 мм2/с(20°С).
Пример 7. Синтез 1-бутил-4-метилпиридиний бис[бис(пентафторэтил)фосфинил]имида
Figure 00000071
Раствор 3,02 г (16,3 ммоль) 1-бутил-4-метилпиридинийхлорида в 15 мл воды добавляют к раствору 9,53 г (16,3 ммоль) бис(пентафторэтил)фосфинового имида в 40 мл воды при перемешивании при комнатной температуре. Указанную смесь перемешивают в течение 5 минут. Образовавшуюся нижнюю жидкую фазу отделяют и промывают три раза с помощью 40 мл воды. Высушивание при сниженном давлении (7 Па) при 100°С приводит к получению 11,0 г жидкости.
Выход 1-бутил-4-метилпиридиний бис[бис(пентафторэтил)фосфинил]имида составляет 92%.
1Н-ЯМР (CD3CN; стандарт: TMS): δ (ppm): 0,96 t (СН3); 1,37 m (СН2); 1,93 m (CH2); 2,63 s (CH3); 4,46 t (2CH2); 7,83 d (2CH, A); 8,51 d (2CH, B); 3JH,Н=7,3 Гц; 3JH,Н=7,5 Гц; 3JA,B=6,5 Гц.
19F-ЯМР (CD3CN; стандарт: CCl3F,внешний): δ (ppm): -80,10 s (2CF3); -124,85 d (2CF2); 2JP,F=71 Гц.
31Р-ЯМР (CD3CN; стандарт: 85% H3PO4 - внешний), δ (ppm): -1,64 quin.;
2JP,F=71 Гц.
Вязкость составляет 50 мм2/с (20°С).
Пример 8. Синтез тетра-н-бутилфосфоний бис[бис(пентафторэтил)-фосфинил]имида
Figure 00000072
Раствор 5,97 г (17,6 ммоль) тетра-н-бутилфосфонийбромида в 15 мл воды добавляют к раствору 10,30 г (17,6 ммоль) бис(пентафторэтил)фосфинового имида в 40 мл воды при перемешивании при комнатной температуре. Бесцветный осадок отфильтровывают и промывают три раза с помощью 40 мл воды. Высушивание при сниженном давлении (7 Па) при 50°С приводит к получению 13,97 г твердого вещества. Выход тетра-н-бутилфосфоний ди[бис(пентафторэтил)-фосфинил]имида составляет 94%. Температура плавления составляет 67-68°С.
1Н-ЯМР (CD3CN; стандарт: TMS): δ (ppm): 0,96 m (4СН3); 1,38-1,62 m (8СН2); 2,00-2,16 m (4CH2).
19F-ЯМР (CD3CN; стандарт: CCl3F, внешний): δ (ppm): -80,10 s (2CF3); -124,83 d (2CF2); 2JP,F=69 Гц.
31Р-ЯМР (CD3CN; стандарт: 85% H3PO4 - внешний): δ (ppm): -1,97 quin.;
2JP,F=69 Гц.

Claims (4)

1. Способ получения ионных жидкостей, в которых анион представляет собой [(C2F5)2Р(O)]2N-, а катион выбирают из фосфониевого катиона формулы (2)
Figure 00000002
,
в которой
R2 в каждом случае, независимо друг от друга, представляет собой линейный или разветвленный алкил, имеющий 1-20 С атомов, или катионов формулы (6)
Figure 00000073
,
в которой HetN+ представляет гетероциклический катион, выбранный из группы, включающей
Figure 00000074
,
Figure 00000075
,
Figure 00000076
,
Figure 00000077
,
Figure 00000078
,
Figure 00000079
,
Figure 00000080
,
Figure 00000081
,
Figure 00000082
,
Figure 00000083

Figure 00000084
,
Figure 00000085
,
Figure 00000086
,
Figure 00000087
,
Figure 00000088
,
Figure 00000089
,
Figure 00000090
,
Figure 00000091
,
Figure 00000092
,
Figure 00000093
,
Figure 00000094
,
Figure 00000095
,
Figure 00000096
,
Figure 00000097
,
Figure 00000098
,
Figure 00000099
,
Figure 00000100
или
Figure 00000101

где заместители
R1' и R4' каждый, независимо друг от друга, представляют собой линейный или разветвленный алкил, имеющий 1-20 С атомов,
R2' и R3' каждый, независимо друг от друга, представляют собой водород или линейный или разветвленный алкил, имеющий 1-20 С атомов,
заключающийся в том, что соединения общей формулы (7)
Figure 00000102
,
в которой Y=H, a RF означает C2F5, в растворителе или смеси растворителей вводят в реакцию с соединениями типа К+А-, где K+ выбирают из указанных катионов формул (2) или (6), и А-=Cl-, Br-, I-, BF4-, R'OSO3-, R'SO3- или (R')2P(O)O-, где R'=H, не-, частично или перфторированному C16-алкилу, С37-циклоалкилу либо незамещенному или замещенному фенилу.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию проводят при температурах в интервале от 0 до 150°С.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что растворитель выбирают из воды, спиртов, диалкиловых эфиров, сложных эфиров, нитрилов, диалкил-карбонатов, дихлорметана и их смесей.
4. Имид бис(пентафторэтил)фосфиновой кислоты ([(C2F5)2P(O)]2NH).
RU2007148236/04A 2005-06-02 2006-05-12 Ионные жидкости низкой вязкости RU2413732C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005025315A DE102005025315A1 (de) 2005-06-02 2005-06-02 Ionische Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität
DE102005025315.6 2005-06-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007148236A RU2007148236A (ru) 2009-07-20
RU2413732C2 true RU2413732C2 (ru) 2011-03-10

Family

ID=36955259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007148236/04A RU2413732C2 (ru) 2005-06-02 2006-05-12 Ионные жидкости низкой вязкости

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8106217B2 (ru)
EP (1) EP1888605B1 (ru)
JP (1) JP5172667B2 (ru)
KR (1) KR101287705B1 (ru)
CN (1) CN101184768A (ru)
AT (1) ATE524482T1 (ru)
AU (1) AU2006254483A1 (ru)
DE (1) DE102005025315A1 (ru)
RU (1) RU2413732C2 (ru)
TW (1) TWI400247B (ru)
WO (1) WO2006128563A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016094247A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Uop Llc Viscosity modifiers for decreasing the viscosity of ionic liquids

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007004698A1 (de) 2007-01-31 2008-08-07 Merck Patent Gmbh Verbindungen enthaltend Organofluorochlorophosphatanionen
DE102007022583B4 (de) * 2007-05-14 2022-09-08 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellen-Kühlvorrichtung
DE102008009332A1 (de) 2008-02-14 2009-08-20 Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gmbh Optische Elemente mit Gradientenstruktur
WO2010009791A1 (de) * 2008-07-25 2010-01-28 Merck Patent Gmbh Verfahren zur herstellung von bis(fluoralkyl)phosphinsäurechloriden oder fluoralkylphosphonsäuredichloriden
US10717929B2 (en) * 2009-08-11 2020-07-21 Ionic Flame Retardant Inc. Ionic liquid flame retardants
US20110039467A1 (en) * 2009-08-11 2011-02-17 H&C Chemical Ionic liquid flame retardants
DE102009060835A1 (de) 2009-12-29 2011-06-30 Leibniz-Institut für Neue Materialien gem. GmbH, 66123 Synthese von Nanopartikeln mittels ionischer Flüssigkeiten
WO2014120488A1 (en) * 2013-01-30 2014-08-07 Yanjie Xu Phosphinate ionic liquid compositions and methods of use
BR112018012112A2 (pt) 2015-12-16 2018-12-04 Bristol-Myers Squibb Company heteroaril-hidroxipirimidinonas como agonistas do receptor apj
AU2017275657B2 (en) 2016-06-02 2021-08-19 Novartis Ag Potassium channel modulators
US9975886B1 (en) 2017-01-23 2018-05-22 Cadent Therapeutics, Inc. Potassium channel modulators
IL277071B1 (en) 2018-03-08 2024-03-01 Incyte Corp Aminopyrizine diol compounds as PI3K–y inhibitors
US11046658B2 (en) 2018-07-02 2021-06-29 Incyte Corporation Aminopyrazine derivatives as PI3K-γ inhibitors
CN109382140B (zh) * 2018-11-13 2021-08-27 河南大学 羧基功能化吡唑类离子液体、合成方法及用其催化合成环状碳酸酯的方法
CN113683638B (zh) * 2021-09-09 2023-11-24 青岛大学 一种含磷有机酸烯基胺盐及其制备方法和应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69535612T2 (de) 1994-03-21 2008-07-24 Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.) Ionenleitendes material mit guten korrosionshemmenden eigenschaften
US5827602A (en) * 1995-06-30 1998-10-27 Covalent Associates Incorporated Hydrophobic ionic liquids
DE10208822A1 (de) * 2002-03-01 2003-09-11 Solvent Innovation Gmbh Halogenfreie ionische Flüssigkeiten
DE10216997A1 (de) 2002-04-16 2003-10-30 Merck Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von Bis(perfluoralkyl)phosphinsäuren und deren Salze
JPWO2003091198A1 (ja) 2002-04-24 2005-09-02 日清紡績株式会社 イオン性液体および脱水方法ならびに電気二重層キャパシタおよび二次電池
JP2004123652A (ja) * 2002-10-04 2004-04-22 Nippon Shokubai Co Ltd イオン性物質の製造方法
EP1628952B1 (de) * 2003-06-02 2014-09-03 Merck Patent GmbH Ionische flüssigkeiten mit uronium- oder thiouronium-kationen
DE10353758A1 (de) 2003-11-17 2005-06-23 Merck Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von organischen Salzen mit Bis(perfluoralkyl)phosphinat-Anionen
DE10325051A1 (de) * 2003-06-02 2004-12-23 Merck Patent Gmbh Ionische Flüssigkeiten mit Guanidinium-Kationen

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
http://dic.academic.ru/dic.nsf/mwiki/966291 «Словари и энциклопедии на Академике». *
X. Zhang et al, J. Am. Chem. Soc., 1985, 107, 12, 3719-3721. Mariza С.Buzzeo et al, ChemPhysChem., 2004, 5, 1106-1120. Павленко Н.В. и др. Журнал общей химии, 1985, 55, 7, 1586-1590. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016094247A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Uop Llc Viscosity modifiers for decreasing the viscosity of ionic liquids
US10023508B2 (en) 2014-12-12 2018-07-17 Uop Llc Viscosity modifiers for decreasing the viscosity of ionic liquids

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005025315A1 (de) 2006-12-14
TWI400247B (zh) 2013-07-01
JP5172667B2 (ja) 2013-03-27
KR20080016886A (ko) 2008-02-22
RU2007148236A (ru) 2009-07-20
JP2008545722A (ja) 2008-12-18
WO2006128563A1 (de) 2006-12-07
TW200712059A (en) 2007-04-01
AU2006254483A1 (en) 2006-12-07
EP1888605A1 (de) 2008-02-20
US20080194831A1 (en) 2008-08-14
US8106217B2 (en) 2012-01-31
CN101184768A (zh) 2008-05-21
EP1888605B1 (de) 2011-09-14
ATE524482T1 (de) 2011-09-15
KR101287705B1 (ko) 2013-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2413732C2 (ru) Ионные жидкости низкой вязкости
US8859813B2 (en) Ionic liquids having uronium cations and a process for making same
US7709656B2 (en) Ionic liquids containing guanidinium cations
JP5484915B2 (ja) オルガノフルオロクロロホスフェートアニオンを含む化合物
US7692007B2 (en) Process for the preparation of onium salts having a low chloride content
US8148443B2 (en) Oxonium and sulfonium salts
US7700781B2 (en) Salts having alkoxytris(fluoroalkyl)borate anions
US7576242B2 (en) Process for the preparation of organic salts containing bis(perfluoroalkyl) phosphinate anions
WO2009152902A2 (en) Ionic liquids
US8143452B2 (en) Salts having alkoxytris(fluoroalkyl)borate anions
US7999111B2 (en) Process for the preparation of onium alkylsulfonates
JP2009501167A (ja) オニウム亜硫酸アルキル塩の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160513