PL214528B1 - Crosslinking monomers vinylimidazole derivatives being the analogs of ionic liquids and process for the preparation thereof - Google Patents

Crosslinking monomers vinylimidazole derivatives being the analogs of ionic liquids and process for the preparation thereof

Info

Publication number
PL214528B1
PL214528B1 PL396231A PL39623111A PL214528B1 PL 214528 B1 PL214528 B1 PL 214528B1 PL 396231 A PL396231 A PL 396231A PL 39623111 A PL39623111 A PL 39623111A PL 214528 B1 PL214528 B1 PL 214528B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
vinylimidazole
analogs
ionic liquids
derivatives
reaction
Prior art date
Application number
PL396231A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL396231A1 (en
Inventor
Przemyslaw Papierz
Andrzej Trochimczuk
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL396231A priority Critical patent/PL214528B1/en
Publication of PL396231A1 publication Critical patent/PL396231A1/en
Publication of PL214528B1 publication Critical patent/PL214528B1/en

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku są monomery sieciujące pochodne winyloimidazolu będące analogami cieczy jonowych oraz sposób otrzymywania monomerów sieciujących pochodnych winyloimidazolu będących analogami cieczy jonowych, znajdujące zastosowanie jako medium reakcyjne w reakcjach katalitycznych.The subject of the invention are vinylimidazole cross-linking monomers which are analogs of ionic liquids and a method for obtaining vinylimidazole cross-linking monomers which are analogs of ionic liquids, which are used as a reaction medium in catalytic reactions.

Ciecze jonowe są solami całkowicie zdysocjowanymi w stanie ciekłym. Ich temperatury topnienia leżą poniżej 100°C, często poniżej temperatury 25°C. Ciecze jonowe są związkami o dużej polarności, przy tym w większości są aprotyczne, a ponadto wykazują małą prężność par i wysokie temperatury wrzenia.Ionic liquids are salts that are completely dissociated in the liquid state. Their melting points are below 100 ° C, often below 25 ° C. Ionic liquids are highly polar compounds, most of which are aprotic, and moreover, they show low vapor pressure and high boiling points.

Problemem w ich stosowaniu są niedogodności związane z koniecznością doboru odpowiedniej cieczy jonowej do konkretnej reakcji (rozpuszczalność substratów i powstających produktów) oraz wydzieleniem produktów ze środowiska reakcji - destylacja lub ekstrakcja ze środowiska cieczy jonowej. Aby ominąć te niedogodności zaczęto stosować ciecze jonowe w formie ich zimmobilizowanych analogów na nośnikach polimerowych. Jednak do tej pory do immobilizacji stosowano głównie polimery otrzymane na bazie takich monomerów jak styren, chlorek winylobenzylu oraz monomery sieciujące t.j. diwinylobenzen, diestry glikoli i kwasu akrylowego lub metakrylowego. Powodowało to stosunkowo niewielki udział immobilizowanego analogu cieczy jonowej w całkowitej masie polimeru.The problem with their use is the inconvenience associated with the need to select an appropriate ionic liquid for a specific reaction (solubility of the reactants and the resulting products) and the separation of products from the reaction medium - distillation or extraction from the ionic liquid medium. In order to overcome these disadvantages, ionic liquids were used in the form of their immobilized analogs on polymer supports. However, until now, mainly polymers based on such monomers as styrene, vinylbenzyl chloride and cross-linking monomers, i.e. divinylbenzene, diesters of glycols and acrylic or methacrylic acid. This resulted in a relatively small share of the immobilized analog of the ionic liquid in the total weight of the polymer.

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P 382037 znany jest sposób wytwarzania polimerów o niektórych właściwościach cieczy jonowych, w postaci żywic polimerowych zawierających ligandy, będące pochodnymi 1-metylopiperazyny, 1-metyloimidazolu, 2-merkapto-1-metyloimidazolu, 1,2-dimetyloimidazolu, 1-(3-aminopropylo)imidazolu, 4-(3-aminopropylo)morfo liny, 1-(3-aminopropylo)pipekoliny, 1-(3-aminopropylo)pirolidonu, pirolidyny, 4-tert-butylopirydyny, w stężeniu od 2,0 do 5,0 mmol/g suchego polimeru i o chłonności wody od 0,04 do 5,00 g H2O/g polimeru. Sposób polega na tym, że kopolimery chlorku winylobenzylu i diwinylobenzenu lub chlorometylowanych kopolimerów styrenu i diwinylobenzenu, poddaje^się chemicznej modyfikacji aminami aromatycznymi i ich pochodnymi, przy czym modyfikację prowadzi się w przy użyciu, czystych amin lub ich 5-90% roztworów w wysokowrzących rozpuszczalnikach, w reaktorze mikrofalowym, a następnie znanymi metodami wymiany jonowej przeprowadza się otrzymane polimery usieciowane w formę odpowiednich soli, takich jak czterofluoroboranowa, trifluorometanosulfonowa, trifluorooctanowa, p-toluenosulfonowa.The Polish patent application no. P 382 037 describes a method of producing polymers with some properties of ionic liquids, in the form of polymer resins containing ligands derived from 1-methylpiperazine, 1-methylimidazole, 2-mercapto-1-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1 - (3-aminopropyl) imidazole, 4- (3-aminopropyl) morphine, 1- (3-aminopropyl) pipecoline, 1- (3-aminopropyl) pyrrolidone, pyrrolidine, 4-tert-butylpyridine at a concentration from 2.0 to 5.0 mmol / g dry polymer and a water absorption capacity of 0.04 to 5.00 g H2O / g polymer. The method consists in chemically modifying copolymers of vinylbenzyl chloride and divinylbenzene or chloromethylated copolymers of styrene and divinylbenzene with aromatic amines and their derivatives, with the use of pure amines or their 5-90% solutions in high-boiling solvents , in a microwave reactor, and then, by known ion exchange methods, the obtained cross-linked polymers are converted into the form of appropriate salts, such as tetrafluoroborate, trifluoromethanesulfonate, trifluoroacetate, p-toluenesulfonate.

Monomery sieciujące pochodne winyloimidazolu będące analogami cieczy jonowych o wzorze ogólnym w którym R oznacza łańcuch alifatyczny o długości od C2 do C12, ksylen, dietyloaminę oraz X oznacza H lub CH3 mają określoną, jednoznaczną budowę przestrzenną i nie zostały dotychczas opisane w literaturze.The cross-linking monomers of vinylimidazole derivatives being analogs of ionic liquids of the general formula in which R is an aliphatic chain with a length of C2 to C12, xylene, diethylamine and X is H or CH3 have a specific, unambiguous spatial structure and have not been described in the literature so far.

Istota sposobu wytwarzania monomerów sieciujących pochodnych winyloimidazolu będących analogami cieczy jonowych o wzorze ogólnym w którym R oznacza łańcuch alifatyczny o długości od C2 do C12, ksylen, dietyloaminę oraz X oznacza H lub CH3, według wynalazku polega na tym, że roztwór estru kwasu trifluorometylosulfonowego i alkoholu o liczbie atomów węgla od C2 do C12, poddaje się reakcji substytucji pochodnymi winylowymi imidazolu, stosując czyste substraty lub ich 5-90% roztwory w rozpuszczalnikach halogenowych, a następnie typowymi metodami destylacji lub ekstrakcji wydziela się otrzymane środki sieciujące ze środowiska reakcji.The essence of the method for the preparation of cross-linking monomers of vinylimidazole derivatives which are analogs of ionic liquids of the general formula in which R is an aliphatic chain with a length of C2 to C12, xylene, diethylamine and X is H or CH3, according to the invention, consists in that the solution of the trifluoromethylsulfonic acid ester and the alcohol having carbon numbers from C2 to C12, are subjected to substitution with vinyl derivatives of imidazole using pure starting materials or their 5-90% solutions in halogen solvents, and then, by conventional distillation or extraction methods, the obtained crosslinkers are separated from the reaction medium.

Korzystnie stosuje się pochodne winylowe wybrane z grupy obejmującej 1-winyloimidazol, 2-alkilo-1-winyloimidazol.Preference is given to using vinyl derivatives selected from the group consisting of 1-vinylimidazole, 2-alkyl-1-vinylimidazole.

Korzystnie reakcję prowadzi się w czasie od 1 do 300 minut.Preferably, the reaction time is from 1 to 300 minutes.

Korzystnie reakcję prowadzi się w temperaturze od -100°C do 100°C.Preferably the reaction is carried out at a temperature from -100 ° C to 100 ° C.

W miejscach przyłączenia pochodnej winyloimidazolu na atomie azotu wytwarzany jest ładunek, a co za tym idzie otrzymany związek posiada charakter soli organicznej.At the points of attachment of the vinylimidazole derivative, a charge is produced on the nitrogen atom, and thus the obtained compound has the character of an organic salt.

Przy typowej substytucji na atomie azotu winyloimidazolu za pomocą halogenków alkilowych następuje polaryzacja pierścienia aromatycznego zawierającego atakowany azot. Następstwem tego jest aktywacja wiązania winylowego, co prowadzi to do szybkiej reakcji polimeryzacji jonowej. Reakcja polimeryzacji wykazuje większą szybkość niż reakcja substytucji prowadzona na atomie azotu. Przez co, stosowana jako substrat reakcji, pochodna winyloimidazolu, gwałtownie polimeryzuje uniemożliwiając przeprowadzenie reakcji substytucji. Przy zastosowaniu estrów triflatowych zamiast halogenków oraz w środowisku wolnym od H2O reakcja substytucji na nie podstawionym azocie winyloimidazoli przebiega z wytworzeniem przeciwjonu TfO- i wykazuje znacznie większą szybkość niż konkurencyjna reakcja polimeryzacji jonowej. Dzięki temu staje się możliwym otrzymanie pożądanego produktuIn the conventional substitution on the nitrogen of the vinylimidazole with alkyl halides, the aromatic ring containing the attacked nitrogen is polarized. The consequence of this is the activation of the vinyl bond, which leads to a rapid ionic polymerization reaction. The polymerization reaction is faster than the nitrogen substitution reaction. As a result, the vinylimidazole derivative used as a reactant rapidly polymerizes, making it impossible to carry out the substitution reaction. When using triflate esters instead of halides and in a H 2 O-free environment, the substitution reaction on the unsubstituted nitrogen of the vinylimidazoles proceeds to form the TfO - counterion and is much faster than the competing ion polymerization reaction. This makes it possible to obtain the desired product

PL 214 528 B1 substytucji. Ponadto wytworzony jon triflatowy TfO- działa w ograniczonym zakresie stabilizująco na produkt, zapobiegając jego spontanicznej polimeryzacji.PL 214 528 B1. In addition, the TfO triflate ion produced - has a limited stabilizing effect on the product, preventing its spontaneous polymerization.

Otrzymywane w ten sposób środki sieciujące zawierają grupy, będące pochodnymi winyloimidazolu z wytworzonym trwałym ładunkiem jonowym na poddanym substytucji atomie azotu. Dzięki temu otrzymane związki wykazują niektóre właściwości cieczy jonowych i charakteryzują się budową jonową, dużą polarnością i rozpuszczalnością zależną od struktury zastosowanego mostka. Otrzymane środki sieciujące o właściwościach cieczy jonowych, według wynalazku, mają zastosowanie przy wytwarzaniu usieciowanych analogów cieczy jonowych, które po dalszych modyfikacjach mogą być użyte, jako media reakcyjne i katalityczne, w reaktywnej chromatografii oraz do sorpcji i zatężania związków organicznych z fazy wodnej i związków polarnych z faz organicznych.The cross-linkers thus obtained contain groups derived from vinylimidazole with a stable ionic charge generated on the substituted nitrogen atom. As a result, the obtained compounds exhibit some properties of ionic liquids and are characterized by an ionic structure, high polarity and solubility depending on the structure of the bridge used. The obtained cross-linking agents with the properties of ionic liquids, according to the invention, are used in the preparation of cross-linked analogs of ionic liquids, which, after further modifications, can be used as reaction and catalytic media, in reactive chromatography, and for the sorption and concentration of organic compounds from the aqueous phase and polar compounds. from organic phases.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku oraz w przykładach wykonania.The subject of the invention is illustrated in the drawing and in the examples.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Roztwór 42 mmol 1,12-ditriflatu dodecylu w 150 ml chlorku metylenu umieszcza się w kolbie i schładza do -78°C, a następnie do kolby wkrapla się 8,7 g 1-winyloimidazolu. Reakcję prowadzi się przy ciągłym mieszaniu w temperaturze -78°C. Po zakończeniu wkraplania reakcję prowadzi się 30 min, po czym zawartość kolby przenosi do wyparki próżniowej. Destylację w wyparce próżniowej prowadzi się przy ciśnieniu 8-10 mbar i w temperaturze 40°C. Produkt stanowi nieprzedestylowana pozostałość w kolbie.A solution of 42 mmol of dodecyl 1,12-ditriflate in 150 ml of methylene chloride is placed in the flask and cooled to -78 ° C, then 8.7 g of 1-vinylimidazole is added dropwise to the flask. The reaction is carried out with constant stirring at -78 ° C. After completion of the dropwise addition, the reaction was run for 30 min, then the contents of the flask were transferred to a vacuum evaporator. The distillation in a vacuum evaporator is carried out at a pressure of 8-10 mbar and a temperature of 40 ° C. The product is an undistilled residue in the flask.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Roztwór 42 mmol 1,2-ditriflat etylu w 150 ml chlorku metylenu umieszcza się w kolbie i schładza do 10°C, a następnie do kolby wkrapla się 9,7 g 1-winyloimidazolu. Reakcję prowadzi się przy ciągłym mieszaniu w temperaturze 10°C. Po zakończeniu wkraplania reakcję prowadzi się 5 min, po czym zawartość kolby przenosi do wyparki próżniowej. Destylację w wyparce próżniowej prowadzi się przy ciśnieniu 8-10 mbar i w temperaturze 40°C. Produkt stanowi nieprzedestylowana pozostałość w kolbie.A solution of 42 mmol of 1,2-ditriflate of ethyl in 150 ml of methylene chloride is placed in the flask and cooled to 10 ° C, then 9.7 g of 1-vinylimidazole are added dropwise to the flask. The reaction is carried out with continuous stirring at a temperature of 10 ° C. After completion of the dropwise addition, the reaction was run for 5 min, then the contents of the flask were transferred to a vacuum evaporator. The distillation in a vacuum evaporator is carried out at a pressure of 8-10 mbar and a temperature of 40 ° C. The product is an undistilled residue in the flask.

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

Roztwór 42 mmol ditriflatu-p-ksylenu w 100 ml chlorku metylenu i 50 ml toluenu umieszcza się w kolbie i schładza się do 0°C. a następnie do kolby wkrapla się 10 g 2-metylo-1-winyloimidazolu. Reakcję prowadzi się przy ciągłym mieszaniu w temperaturze 0°C. Po zakończeniu wkraplania reakcję prowadzi się 15 min, po czym zawartość kolby przenosi się do wyparki próżniowej. Destylację w wyparce próżniowej prowadzi się przy ciśnieniu 8-10 mbar i w temperaturze 40°C. Produkt stanowi nieprzedestylowana pozostałość w kolbie.A solution of 42 mmol of ditriflate-p-xylene in 100 ml of methylene chloride and 50 ml of toluene is placed in the flask and cooled to 0 ° C. then 10 g of 2-methyl-1-vinylimidazole is dropped into the flask. The reaction is carried out with continuous stirring at 0 ° C. After completion of the dropwise addition, the reaction was carried out for 15 min, then the contents of the flask were transferred to a vacuum evaporator. The distillation in a vacuum evaporator is carried out at a pressure of 8-10 mbar and a temperature of 40 ° C. The product is an undistilled residue in the flask.

Claims (5)

1. Monomery sieciujące pochodne winyloimidazolu będące analogami cieczy, jonowych o wzorze ogólnym w którym R oznacza łańcuch alifatyczny o długości od C2 do C12, ksylen, dietyloaminę oraz X oznacza H lub CH3.CLAIMS 1. Cross-linking monomers of vinylimidazole derivatives of liquid, ionic analogs of the general formula in which R is an aliphatic chain length from C2 to C12, xylene, diethylamine and X is H or CH3. 2. Sposób wytwarzania monomerów sieciujących pochodnych winyloimidazolu będących analogami cieczy jonowych o wzorze ogólnym w którym R oznacza łańcuch alifatyczny o długości od C2 do C12, ksylen, dietyloaminę oraz X oznacza H lub CH3, znamienny tym, że roztwór estru kwasu trifluorometylosulfonowego i alkoholu o liczbie atomów węgla od C2 do C12, poddaje się reakcji substytucji pochodnymi winylowymi imidazolu, stosując czyste substraty lub ich 5-90% roztwory w rozpuszczalnikach halogenowych, a następnie typowymi metodami destylacji lub ekstrakcji wydziela się otrzymane środki sieciujące ze środowiska reakcji.Method for the preparation of cross-linking monomers of vinylimidazole derivatives which are analogs of ionic liquids of the general formula in which R is an aliphatic chain with a length of C2 to C12, xylene, diethylamine and X is H or CH3, characterized in that the solution of trifluoromethylsulfonic acid ester and alcohol with the number carbon atoms from C2 to C12 are subjected to substitution with vinyl derivatives of imidazole using pure starting materials or their 5-90% solutions in halogen solvents, and then, by conventional distillation or extraction methods, the obtained crosslinkers are separated from the reaction medium. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się pochodne winylowe wybrane z grupy obejmującej: 1-winyloimidazol, 2-alkilo-1-winyloimidazol.3. The method according to p. A process as claimed in claim 2, characterized in that the vinyl derivatives are selected from the group consisting of: 1-vinylimidazole, 2-alkyl-1-vinylimidazole. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w czasie od 1 do 300 minut.4. The method according to p. The process of claim 2, wherein the reaction time is from 1 to 300 minutes. 5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w temperaturze od -100°C5. The method according to p. The process of claim 2, wherein the reaction is carried out at a temperature of -100 ° C
PL396231A 2011-09-05 2011-09-05 Crosslinking monomers vinylimidazole derivatives being the analogs of ionic liquids and process for the preparation thereof PL214528B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL396231A PL214528B1 (en) 2011-09-05 2011-09-05 Crosslinking monomers vinylimidazole derivatives being the analogs of ionic liquids and process for the preparation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL396231A PL214528B1 (en) 2011-09-05 2011-09-05 Crosslinking monomers vinylimidazole derivatives being the analogs of ionic liquids and process for the preparation thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL396231A1 PL396231A1 (en) 2012-04-23
PL214528B1 true PL214528B1 (en) 2013-08-30

Family

ID=46002831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL396231A PL214528B1 (en) 2011-09-05 2011-09-05 Crosslinking monomers vinylimidazole derivatives being the analogs of ionic liquids and process for the preparation thereof

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL214528B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120737031A (en) * 2025-08-18 2025-10-03 深圳先进技术研究院 Amphiphilic imidazole sulfonate ionic liquid, synthesis method thereof and solid-state battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120737031A (en) * 2025-08-18 2025-10-03 深圳先进技术研究院 Amphiphilic imidazole sulfonate ionic liquid, synthesis method thereof and solid-state battery
CN120737031B (en) * 2025-08-18 2025-12-23 深圳先进技术研究院 Amphiphilic imidazole sulfonate ionic liquids, their synthesis methods, and solid-state batteries

Also Published As

Publication number Publication date
PL396231A1 (en) 2012-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5947765B2 (en) Highly stable diionic liquid salt
CN101061099B (en) High Stability Diionic Liquid Salt
JP2014076991A (en) Oligomerization
Biedron et al. Radical polymerization in a chiral ionic liquid: atom transfer radical polymerization of acrylates
CN101426751B (en) Dehydration process
Jadhav et al. Esterification of carboxylic acids with alkyl halides using imidazolium based dicationic ionic liquids containing bis-trifluoromethane sulfonimide anions at room temperature
JP2007520492A (en) Anionic sweetener based ionic liquids and methods of use thereof
EP3283543A1 (en) Modified porous hypercrosslinked polymers for co2 capture and conversion
CN106916046A (en) Metal organic framework
KR20170003532A (en) Method for coupling a first aromatic compound to a second aromatic compound
US20080249264A1 (en) Method For Producing Highly Reactive Isobutylene Homo-Or Copolymers from Technical Flows of C4-Hydrocarbon Using Bronsted Acid Catalyst Complexes
US8685880B2 (en) On-site drying of aqueous salt for ionic liquid make-up
KR20180041679A (en) A method of coupling an aromatic or vinyl compound to a boron-containing compound
Comerford et al. Homogeneous and silica-supported zinc complexes for the synthesis of propylene carbonate from propane-1, 2-diol and carbon dioxide
PL214528B1 (en) Crosslinking monomers vinylimidazole derivatives being the analogs of ionic liquids and process for the preparation thereof
Huber et al. [AlCp2]+: structure, properties and isobutene polymerization
WO2014029833A1 (en) Method for the preparation of tetraalkylammonium or tetraalkylphosphonium|tricyanidofluoroborates
EP3317254A1 (en) Method for preparation of 1-methyl-3-(trifluoromethyl)-1hpyrazol-5-ol
JP2009067902A (en) Cationic polymerization method using tetrahydropyran as solvent
KR101453888B1 (en) Saparation method of the high boiling point organic compounds in ionic liquid
Gerhards et al. Chiral Lithiated Allylic α‐Sulfonyl Carbanions: Experimental and Computational Study of Their Structure, Configurational Stability, and Enantioselective Synthesis
EP2532646A1 (en) Process for preparing esters and organic halides
KR20210071658A (en) Method for producing polyisobutene
EP3763700A1 (en) Improved process for the purification of sulfonic acids
Ohno Neutralized Amines

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20140905