PL215939B1 - Nowe ciecze jonowe z chiralnym kationem, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie - Google Patents

Nowe ciecze jonowe z chiralnym kationem, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie

Info

Publication number
PL215939B1
PL215939B1 PL394038A PL39403811A PL215939B1 PL 215939 B1 PL215939 B1 PL 215939B1 PL 394038 A PL394038 A PL 394038A PL 39403811 A PL39403811 A PL 39403811A PL 215939 B1 PL215939 B1 PL 215939B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
imidazole
butoxycarbonyl
methyl
pyrrolidin
reacted
Prior art date
Application number
PL394038A
Other languages
English (en)
Other versions
PL394038A1 (pl
Inventor
Zbigniew Dabrowski
Anna Wiśniewska
Jarosław Kamiński
Anna Kulig-Adamiak
Jacek Cybulski
Original Assignee
Inst Chemii Przemyslowej Im Prof Ignacego Moscickiego
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 Chemii Przemyslowej Im Prof Ignacego Moscickiego filed Critical Inst Chemii Przemyslowej Im Prof Ignacego Moscickiego
Priority to PL394038A priority Critical patent/PL215939B1/pl
Publication of PL394038A1 publication Critical patent/PL394038A1/pl
Publication of PL215939B1 publication Critical patent/PL215939B1/pl

Links

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku są nowe ciecze jonowe zawierające chiralny kation 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metyio]-3-alkiloimidazoliowy, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie.
Nowe ciecze jonowe według wynalazku zawierają optycznie czynny kation 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-alkiloimidazoliowy oraz anion heksafluorofosforanowy (PF6-) i bis(triflurometylosulfonylo)imidkowy ((CF3SO2)2N-).
Wynalazkiem są nowe ciecze jonowe z chiralnym kationem o wzorze ogólnym I;
gdzie:
R oznacza grupę izopropylową, butylową, pentylową lub heksylową a X- oznacza anion bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowy (CF3SO2)2N- lub R oznacza: grupę izopropylową, pentylową lub heksylową a X- oznacza anion heksafluorofosforanowy PF6-.
Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania nowych cieczy jonowych z chiralnym kationem 1-[(2S)-pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-alkiloimidazoliowym.
Ciecze jonowe według wynalazku z optycznie czynnym kationem 1-[(S)-pirolidyn-2-ylo)metylo]3-alkiloimidazoliowym otrzymuje się w wyniku wieloetapowej syntezy przedstawionej na schemacie:
PL 215 939 B1
Z publikacji S. Luo, X. Mi, S. Liu, H. Xu, J.-P,. Cheng: Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 30933097 znany jest sposób otrzymywania cieczy jonowych zawierających kation 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-butyIoimidazoliowy, który w pierwszym etapie polegał na redukcji L-proliny do L-prolinolu, następnie L-prolinol poddawano reakcji najpierw z diwęglanem di-t-butylu a następnie z chlorkiem p-toluenosulfonylu, po czym w reakcji z imidazolanem sodu otrzymano N-t-butoksykarbonylo-[(2S)(pirolidyn-2-ylo)metylo]-imidazol. Powstały produkt najpierw poddano reakcji butylowania bromkiem nbutylu, a następnie działaniu roztworem chlorowodoru. Otrzymany związek w reakcji z solą sodową kwasu HBr, HBF4 lub HPF6 przeprowadzono w odpowiednie chiralne ciecze jonowe. Opisane ciecze jonowe stosowano jako katalizatory w reakcjach addycji cykloheksanonu do nitroalkenów otrzymując addukty z wydajnością wynoszącą 43-99% ee.
Sposób wytwarzania nowych cieczy jonowych z chiralnym kationem według wynalazku polega na tym, że L-prolinę poddaje się redukcji glinowodorkiem litu LiAlH4 w aprotycznym rozpuszczalniku organicznym, następnie roztwór L-prolinolu w aprotycznym rozpuszczalniku organicznym poddaje się reakcji z diwęglanem di-t-butylu w obecności zasady, po czym otrzymany N-t-butoksykarbonylo-L-prolinol poddaje się reakcji z chlorkiem p-toluenosulfonylu. Produkt reakcji, p-toluenosulfonian N-t-butoksykarbonylo-L-prolinolu wyodrębnia się, a następnie poddaje się reakcji z imidazolanem sodu w aprotycznym rozpuszczalniku organicznym i otrzymany N-t-butoksykarbonylo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazol poddaje się reakcji alkilowania fluorowcopochodną izopropylową, butylową, pentylową lub heksylową, w obojętnym rozpuszczalniku organicznym. Produkt alkilowania poddaje się reakcji z roztworem fluorowcowodoru w celu usunięcia grupy t-butoksykarbonylowej i otrzymany związek poddaje się reakcji z solą kwasu heksafluorofosforowego (HPF6) lub z solą bis(trifluorometylosulfonylo)imidu ((CF3SO2)2NH).
Reakcję redukcji L-proliny korzystnie prowadzi się w temperaturze wrzenia rozpuszczalnika.
Reakcję redukcji L-proliny korzystnie prowadzi się, stosując tetrahydrofuran jako rozpuszczalnik.
L-prolinol poddaje się reakcji z diwęglanem di-t-butylu korzystnie w obecności aminy trzeciorzędowej.
L-prolinol poddaje się reakcji z diwęglanem di-t-butylu korzystnie w temperaturze pokojowej.
N-t-butoksykarbonylo-L-prolinol poddaje się reakcji z chlorkiem p-toluenosulfonylu korzystnie w temperaturze od 20 do 30°C.
p-Toluenosulfonian N-t-butoksykarbonylo-L-prolinolu poddaje się reakcji z imidazolanem sodu korzystnie w temperaturze wrzenia aprotycznego rozpuszczalnika.
N-t-butoksykarbonylo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazol poddaje się reakcji alkilowania korzystnie bromkiem izopropylu, butylu, pentylu lub heksylu.
N-t-butoksykarbonyIo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazol poddaje się reakcji alkilowania korzystnie w temperaturze od 50 do 90°C.
N-t-butoksykarbonylo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazol poddaje się reakcji alkilowania, korzystnie stosując jako rozpuszczalnik toluen.
Korzystnie jako czynnik usuwający grupę t-butoksykarbonylową stosuje się wodny roztwór bromowodoru, np. 25%-owy.
Korzystnie produkt po usunięciu grupy t-butoksykarbonylowej poddaje się reakcji z heksafluorofosforanem potasu lub bis(trifluorometylosulfonylo)imidkiem litu.
Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie nowych cieczy jonowych o wzorze I, określonym powyżej, jako katalizatorów w reakcjach nukleofilowej addycji karboanionu do wiązań podwójnych C=C sprzężonych z grupami karbonylowymi lub nitrowymi lub w reakcjach kondensacji aldolowej.
Nieoczekiwanie stwierdzono, że nowe ciecze jonowe według wynalazku, zastosowane jako katalizatory w asymetrycznych reakcjach organicznych polegających na tworzeniu wiązań węgiel-węgiel i prowadzących do powstania związków zawierających w cząsteczce asymetryczny atom węgla, działają w taki sposób, że otrzymane produkty charakteryzują się określoną stereochemią. Przykładami takich reakcji są reakcje nukleofilowej addycji karboanionów do wiązań podwójnych C=C sprzężonych z grupami karbonylowymi lub nitrowymi (addycja Michaela) lub reakcje kondensacji aldolowej. Klasyczne katalizatory zasadowe (alkoholany, wodorotlenki) stosowane w wymienionych reakcjach prowadzą do powstania produktów w postaci racematów. Wiąże się to z uciążliwą potrzebą rozdziału mieszaniny racemicznej na enancjomery. Zazwyczaj jeden enancjomer jest cennym produktem, a drugi należy traktować jako odpad. Jest to nieekonomiczne z punktu widzenia wykorzystania substratów. W literaturze opisane są przykłady zastosowania w takich reakcjach katalizatorów chiralnych m. in. proliny, 3,4-dipodstawionych pochodnych pirolidyny, pirolidynowych pochodnych tiomocznika,
PL 215 939 B1
2-bis(alkilotio)metylowych pochodnych pirolidyny, (S)-pirolidynowych pochodnych arenosulfonamidu, optycznie czynnych cieczy jonowych pirydyniowych. Zastosowanie opisanych katalizatorów pozwala uzyskać produkt o nadmiarze enancjomerycznym 33-98%. Nowe chiralne ciecze jonowe według wynalazku zastosowane jako katalizatory w wymienionych reakcjach pozwoliły uzyskać lepsze wyniki stereoselektywności (w wielu wypadkach nadmiary enancjomeryczne znacznie przekraczały wartość 99%).
Przykłady wytwarzania cieczy jonowych z kationem 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-butyloimidazoIiowym.
a) Otrzymywanie L-prolinolu
Do kolby trójszyjnej o pojemności 3 I zaopatrzonej w sprawną chłodnicę zwrotną (z zabezpieczeniem przed wilgocią), mieszadło magnetyczne (z dużym propelerem) wlano 1 I bezwodnego tetrahydrofiiranu. Następnie do kolby wsypano ostrożnie porcjami 25 g (0,66 mola) glinowodorku litu LiAlH4. Otrzymaną zawiesinę LiAlH4 w tetrahydrofuranie podgrzano do temperatury wrzenia i utrzymywano w tych warunkach przez 15 min.
Po zaprzestaniu wrzenia cieczy dodawano porcjami 48 g (0,42 mola) L-proliny przez ok. 40 min, w taki sposób, aby mieszanina wrzała. Po dodaniu surowca mieszaninę poreakcyjną ogrzewano pod chłodnicą zwrotną przez 1 h. Nadmiar glinowodorku litu został rozłożony przez ostrożne wkraplanie roztworu 11,67 g (0,21 mola) wodorotlenku potasu W 47 ml wody. Reakcja przebiega w ten sposób, że przy każdej porcji dodawanego wodorotlenku wytrąca się osad, mieszanina gęstnieje i wydziela się duża ilość ciepła (wrzenie). Następnie mieszaninę poreakcyjną ogrzewano do wrzenia przez 15 min. Gorącą mieszaninę sączono, oddzielając nieorganiczne osady od przesączu zawierającego produkt. Osad ponownie umieszczono w kolbie i po dodaniu 700 ml tetrahydrofuranu ogrzewano do wrzenia. Po oddzieleniu osadu metodą sączenia uzyskane przesącze połączono, następnie zatężono na wyparce w temp. 30°C. Otrzymano 41 g surowego L-prolinolu w postaci żółtej cieczy.
Wydajność reakcji liczona na wyjściową L-prolinę wynosi 97%.
b) Otrzymywanie N-t-butoksykarbonylo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazolu
Do kolby o pojemności 500 ml zaopatrzonej w rurkę ze środkiem suszącym, umieszczonej na mieszadle magnetycznym dodano 10 g (0,1 mola) L-prolinolu, 100 ml dichlorometanu oraz 27,5 ml (20 g; 0,197 mola) trietyloaminy. Kolbę z mieszaniną reakcyjną umieszczono w łaźni z lodem i wodą. Następnie porcjami dodawano 23,7 g (0,11 mola) diwęglanu di-tert-butylu. Po dodaniu substratu roztwór mieszano w temperaturze pokojowej przez 6 godzin.
Do uzyskanego roztworu N-t-butoksykarbonylo-L-prolinolu dodana 34,7 ml (25,23 g; 0,25 mola) trietyloaminy. Następnie porcjami wsypywano 23,5 g (0,123 mola) chlorku p-toluenosulfonylu w temp. 0°C. Mieszano zawartość kolby w temperaturze pokojowej w ciągu 18 godzin. Analiza HPLC wykazała całkowite przereagowanie N-t-butoksykarbonylo-L-prolinolu. Do zlewki o pojemności 1 I przelano mieszaninę poreakcyjną i dodano 200 ml wody oraz 200 ml dichlorometanu. Zawartość kolby mieszano w ciągu 30 min, a następnie rozdzielono warstwy, które zanalizowano metodą HPLC. Fazę organiczną płukano 250 ml wody. Następnie do warstwy organicznej dodano 250 ml wody i porcjami dodawano 3 kwasu solnego o stężeniu 6 mol/dm3 do osiągnięcia pH 3,3 (w celu usunięcia trietyloaminy). Rozdzielono fazy. Warstwę organiczną przemyto roztworem wodorowęglanu sodu i wodą, wysuszono bezwodnym siarczanem sodu i zatężono, oddestylowując dichlorometan pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymano 27,8 g brunatnego oleju (0,078 mola p-toluenosulfonianu N-t-butoksykarbonylo-L-prolinolu), który rozpuszczono w 100 ml bezwodnego acetonitrylu. Otrzymany roztwór powoli wlano do zawiesiny świeżo zsyntezowanego imidazolanu sodu (10,8 g; 0,12 mola) w 100 ml acetonitrylu. Zawartość kolby mieszano magnetycznie na łaźni olejowej ogrzanej do 90°C. Postęp reakcji kontrolowano metodą HPLC. Po upływie 1,5 h reakcję uznano za zakończoną. Po ochłodzeniu mieszaniny poreakcyjnej oddestylowano acetonitryl pod zmniejszonym ciśnieniem. Pozostałość rozcieńczono 250 ml wody i ekstrahowano 250 ml dichlorometanu. Ekstrakt dwukrotnie przemywano wodą (2 x 250 ml), suszono siarczanem sodu i zatężono przez oddestylowanie chlorku metylenu pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymano 20,15 g surowego osadu. Dodano do niego 11 ml acetonu, dokładnie wymieszano i pozostawiono na 30 min w temperaturze 5°C. Osad odsączono, przemyto zimnym (5°C) acetonem i wysuszono. Otrzymano 5,2 g (0,021 mola) N-t-butoksykarbonylo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazolu o czystości 98%. Przesącz zatężono, oddestylowując aceton pod zmniejszonym ciśnieniem. Uzyskaną pozostałość (13,4 g) poddano chromatografii kolumnowej na 145 g żelu krzemionkowego. Jako eluent stosowano mieszaninę heksan:aceton (1,5:1). Otrzymano 5,38 g N-t-butoksyPL 215 939 B1 karbonylo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metyIo]imidazolu. Łącznie otrzymano 10,58 g (0,042 mola) pochodnej imidazolowej. Wydajność reakcji 53,8%.
N-t-butoksykarbonylo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazol
[a]D20=+ 25,3 (MeOH, c ~ 1,0 m/v) 1H NMR (CDCI3, 200 MHz); δ: 1,51 (s, 9H, t-Bu); 1,60-1,80 (m, 2H pirolid.); 1,82-2,02 (m, 2H pirolid.); 3,05-3,50 (m, CH2-CH2-N[C=O]); 3,90-4,18 (m, 2H, CH-CH2-imidazol); 4,20-4,36 (m, 1H, CH pirolid.); 6,89 (s, 1H, CH imidazol); 7,05 (s, 1H, CH imidazol); 7,43 (s, 1H, CH imidazol) ppm.
13C NMR (CDCI3, 50 MHz); δ: 23,48 (CH2 pirolid.); 28,45 (CH2 pirolid.); 28,63 (3xCH3, t-Bu); 47,18 (CH2-N[C=O]); 48,78 (CH-CH2-imidazol); 57,37 (CH pirolid.); 79,98 (C, t-Bu);120,01 (CH imidazol); 129,47 (CH imidazol); 137,83 (CH imidazol); 154,86 (C=O) ppm.
Otrzymywanie imidazolanu sodu
W kolbie kulistej przygotowano roztwór 8,17 g (0,12 mola) imidazolu w 80 ml bezwodnego tetrahydrofuranu, następnie dodawano porcjami 4,8 g 60% wodorku sodu w postaci zawiesiny w oleju (0,12 mola NaH). Reakcję prowadzono w aparaturze zabezpieczonej przed wilgocią. Po upływie 1 h od zakończenia wydzielania się gazu oddestylowano rozpuszczalnik pod zmniejszonym ciśnieniem, a uzyskany biały imidazolan sodu zastosowano w reakcji z p-toluenosulfonianem N-t-butoksykarbonylo-L-prolinolu.
c) Bromek N-t-batoksykarbonyIo-{(2S)-(pirolidyn-2-yIo)metylo]-3-butyloimidazoliowy,
5,2 g (0,021 mola) N-t-butoksykarbonylo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazolu rozpuszczono w 60 ml toluenu, a następnie dodano 11,52 g (0,084 mola) 1-bromobutanu. Zawartość kolby reakcyjnej ogrzewano, mieszając w temp. ok. 70°C do praktycznie całkowitego przereagowania substratu (analiza HPLC). Warstwę toluenową zdekantowano znad wydzielonego oleju bromku N-t-butoksykarbonylo-1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-butyloimidazoliowego.
Reakcję prowadzono 72 godziny. Otrzymano 5,32 g (0,014 mola, 68%) bromku N-t-butoksykarbonylo-1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-butyloimidazoliowego.
Bromek N-t-butoksykarbonylo-1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-butyloimidazoliowy 1H NMR (CDCI3, 200 MHz); δ: 0,98 (t, 3H, CH3-CH2, J = 7,3 Hz); 1,38-1,50 (m, 11H, 3 x CH3 t-Bu i CH3-CH2-CH2); 1,80-2,15 (m, 6H); 3,23-3,51 (m, 2H, CH2-CH2-N[C=O]); 4,12-4,24 (m, 1H, CH); 4,25-4,40 (m, 2H, CH-CH2-imidazol); 4,48-4,70 (m, CH2-CH2-imidazol); 7,35 (s, 1H, CH imidazol); 7,39 (s, 1H, CH imidazol); 10,44 (s, 1H, CH imidazol) ppm.
13C NMR (CDCI3, 50 MHz); δ: 13,62 (CH3-CH2); 19,64 (CH3-CH2-CH2); 23,29 (CH2, pirolid.); 28,53 (3 x CH3, t-Bu); 29,85 (CH2 pirolid.); 32,31 (CH2-CH2-CH2); 47,21 (CH2-N[C=O]); 50,10 (CHCH2-imidazol); 52,13 (CH2-CH2-imidazol); 57,26 (CH); 80,35 (C t-Bu); 121,60 (CH imidazol); 122,93 (CH imidazol); 137,87 (CH imidazol); 155,10 (C=O) ppm.
d) Dibromek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-butyloimidazoIiowy.
Do bromku N-t-butoksykarbonylo-1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-butyloimidazoliowego dodano powoli 32 ml 25% wodnego roztworu bromowodoru. Otrzymany roztwór mieszano magnetycznie. Analiza HPLC wykonana po upływie 10 min od dodania roztworu bromowodoru wykazała całkowity zanik substratu. Wodny roztwór HBr usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymano 5,5 g pozostałości, którą suszono w eksykatorze próżniowym nad KOH. Surowy produkt oczyszczano metodą chromatografii kolumnowej na 190 g żelu krzemionkowego, stosując mieszaninę dichlorometan:metanol jako eluent. Czysty produkt eluowano mieszaniną CH2Cl2:CH3OH (8:1). Otrzymano 4,0 g (0,011 mola) produktu w postaci dibromku. Wydajność reakcji 79%.
Dibromek 1-[2(S)-pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-butyloimidazoliowy 1H NMR (DMSO-d6, 200 MHz); δ: 0,92 (t, 3H, CH3, J = 7,3 Hz); 1,20-1,42 (m, 2H, CH3-CH2CH2); 1,60-2,24 (m, 6H, CH2-CH2-CH2 i 4H pirolid.); 3,18-3,42 (m, 2H, CH2-CH2-NH2+; 3,98-4,16 (m, 1H, CH pirolid.); 4,17-4,30 (m, 2H, CH2-CH2-imidazol); 4,62-4,80 (m, 2H, CH-CH2-imidazol); 7,95 (s, 1H, CH imidazol); 7,99 (s, 1H, CH imidazol); 9,32 (s, 1H, CH imidazol); 9,46 (s, 2H, NH2+) ppm.
13C NMR (DMSO-d6, 50 MHz); δ: 13,26 (CH3); 18,71 (CH3-CH2-CH2); 22,57 (CH2 pirolid.); 27,30 (CH2 pirolid.); 31,07 (CH2-CH2-CH2); 44,60 (CH2-CH2-NH2+); 48,34 (CH-CH2-imidazol); 58,71 (CH pirolid.); 122,46 (CH imidazol); 122,46 (CH imidazol); 136,45 (CH imidazol) ppm.
P r z y k ł a d I. Wytwarzanie bis(triflurometylosulfonylo)imidku 1-[(2S)-(pirolidyn-2ylo)metyIo]-3-butyloimidazoliowego.
575,36 mg (1,558 mmola) dibromku rozpuszczono w 0,61 ml wody, następnie wkroplono nasycony roztwór wodorowęglanu sodu (2 ml) do pH około 9. Składniki mieszano w ciągu 2 h, następnie dodano 447,7 mg (1,559 mmola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu i kontynuowano mieszanie
PL 215 939 B1 w ciągu 24 h. Zaobserwowano wydzielanie się żółtej warstwy cieczy jonowej. Fazę wodną poddano czterokrotnej ekstrakcji dichlorometanem (4 x 10 ml). Połączone ekstrakty po przemyciu wodą (8 ml) wysuszono siarczanem magnezu i zatężono przez oddestylowanie dichlorometanu pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymano 571,6 mg surowej cieczy jonowej, którą poddano chromatografii kolumnowej na 20 g żelu krzemionkowego z zastosowaniem mieszaniny dichlorometan:metanol (16:1) jako eluentu.
Otrzymano 426,2 mg (0,872 mmola) cieczy jonowej. Wydajność reakcji 56%. Bis(triflurometylosulfonylo)imidek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-butyloimidazoliowy jest jasnożółtą cieczą dobrze rozpuszczalną w metanolu, tetrahydrofuranie, chloroformie, dichlorometanie i dimetylosulfotlenku, słabo rozpuszczalną w eterze, toluenie, wodzie i heksanie.
Bis(triflurometylosulfonylo)imidek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-butyloimidazoliowy 1H NMR (CDCI3, 200 MHz); δ: 0,96 (t, 3H, CH3, J = 7,3 Hz); 1,31-1,56 (m, 4H); 1,75-1,90 (m, 3H); 2,01-2,17 (m, 1H); 2,84 (s, 1H, NH); 2,93-3,10 (m, 2H, CH2NH); 3,58-3,71 (m, 1H); 3,98-4,10 (m, 1H); 4,17 (t, 2H, CH2-CH2-imidazol, J = 7,4 Hz); 4,29 (dd, 1H, J1 = 4,0 Hz, J2 = 13,6 Hz); 7,27 (m, 1H, CH, imidazol); 7,49 (m, 1H, CH, imidazol); 8,79 (s, 1H, CH, imidazol) ppm.
13C NMR (CDCI3, 200 MHz); δ: 13,37 (CH3); 19,52 (CH2); 25,59 (CH2); 28,91 (CH2); 31,97 (CH2); 46,88 (CH2NH); 50,15 (CH-CH2-imidazoI); 53,66 (CH2-CH2-imidazol); 58,26 (CH); 119,87 (q, 2 x CF3[SO2], J 13C-19F = 319,2 Hz); 121,86 (CH, imidazol); 123,41 (CH, imidazol); 135,94 (CH, imidazol) ppm.
Przykłady wytwarzania cieczy jonowych według wynalazku z kationem 1-[(2S)-(pirolidyn2-ylo)metylo]-3-izopropyloimidazoliowym
Bromek N-t-butoksykarbonyIo-1-((2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-izopropyloimidazoliowy.
W kolbie o pojemności 25 ml umieszczono 2,5 g (0,01 mola) N-t-butoksykarbonylo-[(2S)(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazolu i 5 ml (6,555 g; 0,053 mola) 2-bromopropanu. Zawartość kolby mieszano w ciągu 40 h w temperaturze około 60°C pod chłodnicą zwrotną z zabezpieczeniem przed wilgocią. Następnie wytrącony jasnobeżowy osad oddzielono od roztworu przez sączenie pod zmniejszonym ciśnieniem, przemyto 2 porcjami eteru i wysuszono. Otrzymano 2,103 g (5,648 mmola) bromku imidazoliowego. Wydajność 56,5%.
Bromek N-t-butoksykarbonylo-1-[(S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-izopropyloimidazoliowy 1H NMR (CDCI3, 200 MHz); δ; 1,42 (s, 9H, t-Bu); 1,65 (d, 6H, 2xCH3, i-Pr, J = 7,0 Hz); 1,80-2,15 (m, 4H, 2xCH2); 3,30-3,52 (m, 2H, CH2-CH2-N[C=O]); 4,10-4,30 (m, 1H, pirolidyn); 4,43-4,70 (m, 2H, CH-CH2-imidazol); 4,45-4,91 (m, 1H, i-Pr); 7,40 (s, 1H, CH, imidazol); 7,56 (s, 1H, CH, imidazol); 10,55 (s, 1H, CH, imidazol) ppm.
13C NMR (CDCI3, 50 MHz); δ: 23,24 (2 x CH3, i-Pr); 23,67 (CH2); 28,40 (3 x CH3, t-Bu); 47,04 (CH2-CH2-N[C=O]); 51,88 (CH-CH2-imidazol); 53,35 (CH, pirolidyn.); 57,04 (CH, i-Pr); 80,09 (C, t-Bu); 119,81 (CH, imidazol); 122,81 (CH, imidazol); 136,56 (CH, imidazol); 155,15 (C=O) ppm.
Dibromek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-izopropyloimidazoIiowy.
W kolbie reakcyjnej umieszczono 2,428 g (6,52 mmola) bromku imidazoliowego i dodano porcjami 15 ml 25% wodnego roztworu HBr. Składniki mieszano magnetycznie. Analiza TLC (SiO2; CH2Cl2:CH3OH (5:1)) wykonana po upływie 30 min wykazała całkowity zanik substratu. Wodny roztwór bromowodoru usunięto przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem, a uzyskaną pozostałość suszono w eksykatorze próżniowym nad KOH. Otrzymany osad (2,72 g) poddano chromatografii kolumnowej na 85 g żelu krzemionkowego, stosując mieszaninę dichlorometan;metanol (5:1) jako eluent. Otrzymano 1,832 g (5,16 mmola) dibromku z wydajnością 79%.
Dibromek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-Ylo)metyIo]-3-izopropyloimidazoliowy 1H NMR (DMSO-d6, 200 MHz); δ; 1,50 (d, 6H, i-Pr, J = 6,6 Hz); 1,67-2,18 (m, 4H, 2xCH2); 3,183,35 (m, 2H, CH2-CH2-NH2+); 3,95-4,15 (m, 1H, CH, pirolidyn.); 4,58-4,73 (m, 3H, CH-CH2-imidazol + 1H i-Pr); 7,90 (s, 1H, CH, imidazol); 7,99 (s, 1H, CH, imidazol); 9,13 (s, 1H, CH, imidazol); 9,39 (t, 2H, NH2+ J = 1,4 Hz) ppm.
13C NMR (DMSO-d6, 50 MHz); δ; 22,25 (CH3); 22,34 (CH3); 22,75 (CH2 pirolidyn.); 27,47 (CH2, pirolidyn.); 44,70 (CH2-CH2-NH2+); 48,61 (CH-CH2-imidazol); 52,46 (CH, pirolidyn.); 58,92 (CH, i-Pr); 120,91 (CH, imidazol); 122,81 (CH, imidazol); 135,52 (CH, imidazol) ppm.
P r z y k ł a d II. Wytwarzanie bis(trifluorometylosulfonylo)imidku 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-izopropyloimidazoliowego.
W kolbie reakcyjnej przygotowano roztwór 492,08 mg (1,386 mmola) dibromku 1-[(2S)(pirolidyn-2-ylo) metylo]-3-izopropyloimidazoliowego w 0,5 ml wody i wkroplono 1,7 ml nasyconego roztworu wodorowęglanu sodu do pH około 9. Po 2 h mieszania dodano 397,65 mg (1,385 mmola)
PL 215 939 B1 bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu. Kontynuowano mieszanie w ciągu 24 h, następnie przeprowadzono ekstrakcję chlorkiem metylenu (4x10 ml). Ekstrakty po połączeniu przemyto wodą (8 ml), wysuszono siarczanem magnezu i zatężono, oddestylowując rozpuszczalnik pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt reakcji oczyszczano metodą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym z zastosowaniem mieszaniny dichlorometan:metanol (15:1) jako eluentu. Otrzymano 330 mg (0,674 mmola) produktu. Wydajność reakcji 50%. Uzyskany bis(trifluorometylosulfonylo)imidek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-izopropyloimidazoliowy jest żółtą cieczą łatwo rozpuszczalną w metanolu, dichlorometanie, tetrahydrofuranie i w acetonie. Słabo rozpuszcza się w chloroformie, toluenie, eterze, heksanie i w wodzie.
Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-izopropyloimidazoliowy 1H NMR (CD2CI2, 200 MHz); δ: 1,58 (d, 6H, 2 x CH3, J = 6,8 Hz); 1,62-1,69 (m, 1H); 1,79-1,98 (m, 2H); 2,11-2,28 (m, 1H); 3,06-3,27 (m, 2H, CH2NH); 3,71-3,85 (m, 1H); 4,14-4,43 (m, 2H); 4,544,68 (m, 1H); 7,34-7,36 (m, 1H, CH, imidazol); 7,50-7,52 (m, 1H, CH, imidazol); 8,73 (s, 1H, CH, imidazol) ppm.
13C NMR (CD2CI2, 50 MHz); δ: 22,79 (CH3); 22,84 (CH3); 25,22 (CH2); 28,97 (CH2); 47,43 (CH2NH); 52,86 (CH2); 54,24 (CH); 59,35 (CH); 120,10 (q, 2 x CF3[SO2], J 13C-19F = 319,15 Hz); 120,76 (CH, imidazol);123,65 (CH, imidazol); 134,62 (CH, imidazol) ppm.
19F NMR (CD2CI2, 500 MHz); δ: -79,86 ppm.
P r z y k ł a d III. Wytwarzanie heksafluorofosforanu 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-izopropyloimidazoliowego.
509 mg (1,433 mmola) dibromku 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-izopropyloimidazoliowego rozpuszczono w 0,5 ml wody, wkroplono 1,7 ml nasyconego roztworu wodorowęglanu sodu do pH około 9 i mieszano w ciągu 2 h. Wsypano 263,23 mg (1,430 mmola) heksafluorofosforanu potasu KPF6 i mieszano dalej w ciągu 24 h. Fazę wodną poddano ekstrakcji dichlorometanem (4 x 10 ml). Po przemyciu ekstraktu wodą (8 ml) i wysuszeniu rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem. Produkt reakcji (311,2 mg) oczyszczano metodą chromatografii kolumnowej na 15 g żelu krzemionkowego, stosując mieszaninę dichlorometan:metanol (15:1). Otrzymano 228,5 mg (0,674 mmola) cieczy jonowej. Wydajność reakcji 47%. Heksafluorofosforan 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-izopropyloimidazoliowy jest związkiem barwy żółtej, krzepnącym w temperaturze około 20°C, łatwo rozpuszczalnym rozpuszczalnym w metanolu, dimetylosulfotlenku, słabo rozpuszczalnym w dichlorometanie, chloroformie, wodzie, praktycznie nierozpuszczalnym w heksanie.
Uzyskana ciecz jonowa została zastosowana jako katalizator w asymetrycznej addycji Michaela.
Heksafluorofosforan 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-izopropyloimidazoliowy 1H NMR (DMSO-d6, 200 MHz); δ: 1,48 (d, 6H, 2 x CH3, i-Pr, J = 6,6 Hz); 1,54-1,63 (m, 1H); 1,72-1,88 (m, 2H); 1,91-2,06 (m, 1H); 3,04 (t, 2H, CH2-CH2-NH, J = 7,0 Hz); 3,64-3,78 (m, 1H); 4,134,37 (m, 2H); 4,56-4,76 (m, 1H, i-Pr); 7,76-7,78 (m, 1H, CH, imidazol); 7,91-7,92 (m, 1H, CH, imidazol); 9,15 (s, 1H, CH, imidazol) ppm.
13C NMR (DMSO-d6, 50 MHz); δ: 22,15 (CH3); 23,79 (CH2); 27,80 (CH2); 45,39 (CH2); 50,89 (CH2); 52,18 (CH); 58,00 (CH);120,37 (CH, imidazol); 122,83 (CH, imidazol); 135,12 (CH, imidazol) ppm.
19F NMR (DMSO-d6, 500 MHz); δ; -70,55 (d, 6F, PF6-, J = 755 MHz) ppm.
Przykłady wytwarzania cieczy jonowych z kationem 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-pentyloimidazoIiowym.
Bromek N-t-butoksykarbonylo-1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-pentyloimidazoIiowy
W kolbie o pojemności 100 ml umieszczono 3,621 g (0,014 mola) N-t-butoksykarbonylo-[(2S)(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazolu i 36 ml toluenu, następnie dodano 8,78 g (0,029 mola) 1-bromopentanu. Zawartość kolby mieszano w ciągu 20 h w temperaturze około 75°C pod chłodnicą zwrotną z zabezpieczeniem przed wilgocią. Następnie fazę toluenową zdekantowano znad wydzielonego oleju, który przemyto 2 porcjami eteru dietylowego po 5 ml i wysuszono. Otrzymano 4,724 g surowego produktu, który oczyszczano metodą chromatografii kolumnowej na 115 g żelu krzemionkowego, stosując mieszaninę dichlorometan:metanol (12:1) jako eluent. Otrzymano 4,04 g (0,01 mola) czystego produktu reakcji. Wydajność 69%.
Bromek N-t-butoksykarbonylo-1-[2(S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-pentyloimidazoliowy 1H NMR (CDCI3, 200 MHz); δ: 0,90 (t, 3H, CH3-CH2, J = 6,5 Hz); 1,32-1,39 (m, 4H, 2 x CH2); 1,42 (s, 9H, t-Bu); 1,87-2,06 (m, 6H, 3xCH2); 3,28-3,41 (m, 2H, CH2-CH2-N[C=O]); 4,12-4,22 (m, 1H, CH, pirolidyn.); 4,32 (t, 2H, CH2-CH2-imidazol, J = 7,4 Hz); 4,47-4,69 (m, 2H, CH-CH2-imidazol); 7,41 (s, 1H, CH, imidazol); 7,45 (s, 1H, CH, imidazol); 10,42 (s, 1H, CH, imidazol) ppm.
PL 215 939 B1 13C NMR (CDCI3, 50 MHz); δ: 13,90 (CH); 22,12 (CH2); 23,77 (CH2); 28,30 (2 x CH2); 28,44 (3xCH3, t-Bu); 30,05 (CH2); 47,10 (CH2-CH2-N[C=O]); 50,22 (CH-CH2-imidazol); 51,96 (CH2-CH2imidazol); 57,15 (CH, pirolidyn); 80,24 (C, t-Bu); 121,72 (CH, imidazol); 122,86 (CH, imidazol); 137,60 (CH, imidazol); 155,18 (C=O) ppm.
Dibromek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-pentyloimidazoliowy.
W kolbie reakcyjnej umieszczono 3,76 g (9,391 mmola) bromku N-t-butoksykarbonylo-1-[2(S)(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-pentyloimidazoliowego i dodano porcjami 25 ml 25% wodnego roztworu HBr. Składniki mieszano magnetycznie. Analiza TLC (SiO2; CH2Cl2:CH3OH (5:1)) wykonana po upływie 30 min wykazała całkowity zanik substratu. Wodny roztwór bromowodoru usunięto przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem, a uzyskaną pozostałość suszono w eksykatorze próżniowym nad KOH. Otrzymany osad (4,417 g) poddano chromatografii kolumnowej na 106 g żelu krzemionkowego, stosując mieszaninę dichlorometan:metanol (7:1) jako eluent. Otrzymano 1,832 g (5,16 mmola) dibromku z wydajnością 79%.
Dibromek 1-[(2S)-pirolidyn)-2-yIo)metylo]-3-pentyloimidazoliowy 1H NMR (DMSO-d6, 200 MHz); δ: 0,88 (t, 3H, CH3, J = 6,6 Hz); 1,26-1,38 (m, 4Η, 2 x CH2); 1,69-2,20 (m, 6H, 3 x CH2); 3,17-3,36 (m, 2H, CH2-CH2-NH2+; 4,05-4,16 (m, 1H, CH, pirolidyn.); 4,21 (t, 2H, CH2-CH2-imidazol, J = 7,2 Hz); 4,58-4,79 (m, 2H, CH-CH2-imidazol); 7,90 (s, 1H, CH, imidazol); 7,99 (s, 1H, CH, imidazol); 9,29 (s, 1H, CH, imidazol); 9,42 (s, 2H, NH2+, J = 1,4 Hz) ppm.
13C NMR (DMSO-d6, 50 MHz); δ: 13,63 (CH3); 21,42 (CH2); 22,58 (CH2); 27,34 (CH2); 27,55 (CH2); 28,80 (CH2); 44,67 (CH2-CH2-NH2+); 48,45 (CH-CH2-imidazol); 48,94 (CH2-CH2-imidazol); 58,66 (CH); 122,55 (2 x CH, imidazol); 136,54 (CH, imidazol) ppm.
P r z y k ł a d IV. Wytwarzanie bis(trifluorometylosulfonylo)imidka 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-pentyloimidazoliowego.
W kolbie reakcyjnej przygotowano roztwór 335,31 mg (0,875 mmola) dibromku 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-pentyloimidazoliowego w 0,4 ml wody i wkroplono nasycony roztwór wodorowęglanu sodu (1,2 ml) do pH około 9. Po 2 h mieszania dodano 251,77 mg (0,877 mmola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu. Kontynuowano mieszanie w ciągu 24 h, następnie przeprowadzono dwukrotną ekstrakcję dichlorometanem (2 x 10 ml). Ekstrakty po połączeniu przemyto wodą (8 ml), wysuszono siarczanem magnezu i zatężono, oddestylowując rozpuszczalnik pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymany surowy produkt (303,2 mg) poddano chromatografii kolumnowej na 15 g żelu krzemionkowego, stosując mieszaninę dichlorometan:metanol (16:1) jako eluent. Otrzymano 238 mg (0,474 mmola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-pentyloimidazoliowego. Wydajność reakcji 54%. Uzyskany produkt jest cieczą łatwo rozpuszczalną w metanolu, dichlorometanie, chloroformie, tetrahydrofuranie, słabo rozpuszczalną w wodzie, toluenie, eterze, heksanie.
Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-pentyloimidazoliowy.
1H NMR (CDCI3, 200MHz); δ: 0,90 (t, 3H, CH3, J = 6,4 Hz); 1,29-1,39 (m, 4H); 1,41- 1,59 (m, 1H); 1,78-1,94 (m, 4H); 2,03-2,20 (m, 1H); 2,95-3,17 (m, 2H); 3,50 (s, 1H, NH); 3,62-3,75 (m, 1H); 4,04-4,11 (m, 1H); 4,16 (t, 2H, CH2-CH2-imidazol, J = 7,4 Hz); 4,33 (dd, 1H, J1 = 3,9 Hz, J2 = 13,8 Hz); 7,72 (s, 1H, CH, imidazol); 7,50 (m, 1H, CH, imidazol); 8,77 (s, 1H, CH, imidazol) ppm.
13C NMR (CDCI3, 50 MHz); δ: 13,80 (CH3); 22,06 (CH2); 25,32 (CH2); 28,29 (CH2); 28,79 (CH2); 29,71 (CH2); 28,87 (CH2); 46,93 (CH2NH); 50,41 (CH2); 53,23 (CH2-CH2-imidazol); 58,54 (CH); 119,84 (q, 2 x CF3[SO2], J = 319 Hz); 122,02 (CH, imidazol); 123,39 (CH, imidazol); 135,865 (CH, imidazol) ppm.
19F NMR (CDCI3, 500 MHz); δ: -79,45 ppm.
P r z y k ł a d V. Wytwarzanie heksafluorofosforanu 1-[(2S)-(pirolidyn-2-yIo)metyIo]-3-pentyloimidazoliowego.
355,17 mg (0,927 mmola) dibromku 1-[(2S)-(pirolidyn-2-yIo)metylo]-3-pentyloimidazoliowego rozpuszczono w 0,40 ml wody, dodano 1,2 ml nasyconego roztworu wodorowęglanu sodu i mieszano w ciągu 2 h. Wsypano 170,14 mg (0,924 mmola) heksafluorofosforanu potasu KPF6 i mieszano dalej w ciągu 24 h. Fazę wodną ekstrahowano dichlorometanem (4 x 10 ml). Po przemyciu ekstraktu wodą (8 ml) i wysuszeniu rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem. Uzyskany surowy produkt był oczyszczany metodą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym. Ciecz jonową eluowano mieszaniną dichlorometan:metanol (16:1). Otrzymano 170,3 mg (0,464 mmola) cieczy jonowej z wydajnością 50%. Heksafluorofosforan 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-pentyloimidazoliowy jest cieczą o barwie żółtej dobrze rozpuszczalną w metanolu, etanolu, acetonie, dichlorometanie, chloroformie, słabo rozpuszczalną w wodzie, eterze, toluenie, heksanie.
PL 215 939 B1
Heksafluorofosforan 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-pentyloimidazoliowy 1H NMR (CDCI3, 200 MHz); δ: 0,91 (t, 3H, CH3, J = 6,6 Hz); 1,30-1,45 (m, 5H); 1,65-1,80 (m, 4H); 1,96-2,09 (m, 1H); 2,90-3,06 (m, 2H, CH2NH); 3,53-3,66 (m, 1H); 3,87-3,98 (m, 1H); 4,16 (t, 2H, CH2-CH2-imidazol, J = 7,3 Hz); 4,18-4,26 (m, 1H); 7,20 (t, 1H, CH, imidazol); 7,44 (t, 1H, CH, imidazol); 8,68 (s, 1H, CH, imidazol) ppm.
13C NMR (CDCI3, 50 MHz); 13,93 (CH3); 22,14 (CH2); 26,14 (CH2); 28,38 (CH2); 29,15 (CH2); 29,88 (CH2); 46,80 (CH2NH); 50,37 (CH2); 54,48 (CH2-CH2-imidazol); 57,61 (CH); 121,40 (CH, imidazol); 123,37 (CH, imidazol); 136,00 (CH, imidazol) ppm.
19F NMR (CDCI3, 500 MHz); δ: -72,86 (d, 6F, PF6-, J = 756 ppm.
Przykłady wytwarzania cieczy jonowych z kationem 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-heksyIoimidazoliowym.
Bromek N-t-butoksykarbonyIo-1-[(2S)-(piroIidyn-2-yIo)metylo]-3-heksyIoimidazoliowy.
W kolbie o pojemności 100 ml umieszczono 4,986 g (0,02 mola) N-t-butoksykarbonylo-[(2S)(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazolu i 36 ml toluenu, następnie dodano 13,3 g (0,08 mola) 1-bromoheksanu. Zawartość kolby mieszano w ciągu 24 h w temperaturze około 80°C pod chłodnicą zwrotną z zabezpieczeniem przed wilgocią. Następnie fazę toluenową zdekantowano znad wydzielonego oleju, który przemyto 2 porcjami eteru dietylowego po 5 ml wysuszono. Otrzymano 6,25 g surowego produktu, który oczyszczano metodą chromatografii kolumnowej na 130 g żelu krzemionkowego, stosując mieszaninę dichlorometan:metanol (15:1) jako eluent. Otrzymano 4,04 g (0,01 mola) czystego produktu reakcji. Wydajność 69%.
Bromek N-t-butoksykarbonylo-1-[2(S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-heksyloimidazoliowy 1H NMR (CDCI3, 200 MHz); δ: 0,88 (t, 3H, CH3-CH2, J = 6,5 Hz); 1,26-1,37 (m, 6H, 3 x CH2); 1,42 (s, 9H, t-Bu); 1,88-2,06 (m, 6H, 3 x CH2); 3,35-3,46 (m, 2H, CH2-CH2-N[C=O]); 4,13-4,21 (m, 1H, CH, pirolidyn.); 4,32 (t, 2H, CH2-CH2-imidazol, J = 7,4 Hz); 4,47-4,69 (m, 2H, CH-CH2-imidazol); 7,41 (s, 1H, CH, imidazol); 7,48 (s, 1H, CH, imidazol); 10,40 (s, 1H, CH, imidazol) ppm.
13C NMR (CDCI3, 50 MHz); δ: 13,93 (CH3); 23,38 (CH2); 23,69 (CH2); 25,87 (2 x CH2); 28,38 (3 x CH3, t-Bu); 30,27 CH2); 31,08 (CH2); 47,03 (CH2-CH2-N[C=O]); 50,17 (CH-CH2-imidazol); 51,86 (CH2-CH2-imidazoI); 57,08 (CH, pirolidyn); 80,13 (C, t-Bu); 121,76 (CH, imidazol); 122,80 (CH, imidazol); 137,47 (CH, imidazol); 155,16 (C=O) ppm.
Dibromek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-heksyloimidazoIiowy
W kolbie reakcyjnej umieszczono 5,42 g (0,013 mola) bromku N-t-butoksykarbonylo-1-[2(S)(pirolidyn-2-ylo) metylo]-3-heksyloimidazoliowego i dodano po2cjami 35 ml 25% wodnego roztworu HBr. Składniki mieszano magnetycznie. Analiza TLC (SiOa; CH2Cl2:CH3OH (5:1)) wykonana po upływie 30 min wykazała całkowity zanik substratu. Wodny roztwór bromowodoru usunięto przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem, a uzyskaną pozostałość suszono w eksykatorze próżniowym nad KOH. Otrzymany osad (4,417 g) poddano chromatografii kolumnowej na 106 g żelu krzemionkowego, stosując mieszaninę dichlorometan:metanol (8:1) jako eluent. Otrzymano 1,832 g (5,16 mmola) dibromku z wydajnością 79%.
Dibromek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-heksyloimidazoliowy 1H NMR (DMSO-d6, 200 MHz); δ: 0,88 (t, 3H, CH3 = 6,6 Hz); 1,26-1,38 (m, 4H, 2 x CH2); 1,692,20 (m, 6H, 3 x CH2); 3,17-3,36 (m, 2H, CH2-CH2-NH2+; 4,05-4,16 (m, 1H, CH, pirolidyn.); 4,21 (t, 2H, CH2-CH2-imidazol, J = 7,2 Hz); 4,58-4,79 (m, 2H, CH-CH2-imidazol); 7,90 (s, 1H, CH, imidazol); 7,99 (s, 1H, CH, imidazol); 9,29 (s, 1H, CH, imidazol); 9,42 (t, 2H, NH2+, J = 1,4 Hz) ppm.
13C NMR (DMSO-d6, 50 MHz); δ: 13,63 (CH3); 21,42 (CH2); 22,58 (CH2); 27,34 (CH2); 27,55 (CH2); 28,80 (CH2); 44,67 (CH2-CH2-NH2+); 48,45 (CH-CH2-imidazol); 48,94 (CH2-CH2-imidazol); 58,66 (CH); 122,55 (2 x CH, imidazol); 136,54 (CH, imidazol) ppm.
P r z y k ł a d VI. Wytwarzanie bis(trifluorometylosulfonylo)imidku 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-heksyloimidazoIiowego.
W kolbie reakcyjnej przygotowano roztwór 401,5 mg (1,013 mmola) dibromku 1-[(2S)-(pirolidyn2-ylo)metylo]-3-heksyloimidazoliowego w 0,42 ml wody i wkroplono 1,2 ml nasyconego roztworu wodorowęglanu sodu do pH około 9. Po 2 mieszania dodano 290,9 mg (1,013 mmola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu. Kontynuowano mieszanie w ciągu 24 h, następnie przeprowadzono ekstrakcję chlorkiem metylenu (4x10 ml). Ekstrakty po połączeniu przemyto wodą (8 ml), wysuszono siarczanem magnezu i zatężono, oddestylowując rozpuszczalnik pod zmniejszonym ciśnieniem. Surową ciecz jonową (291 mg) poddano chromatografii kolumnowej na 15 g żelu krzemionkowego, stosując mieszaninę dichilorometan:metanol (17:1) jako eluent. Otrzyma10
PL 215 939 B1 no 261,7 mg (0,507 mmola) produktu. Wydajność reakcji 50%. Bis(trifluorometylo-sulfonylo)imidek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-heksyloimidazoliowy jest żółtą cieczą, dobrze rozpuszczającą się w metanolu, dichlorometanie, chloroformie, słabo rozpuszczalną w wodzie, toluenie, eterze, heksanie.
Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-heksyloimidazoliowy 1H NMR (CDCI3, 200 MHz); δ: 0,88 (t, 3H, CH3, J = 6,3 Hz); 1,28-1,36 (m, 6H); 1,40-1,58 (m, 1H); 1,74-1,90 (m, 4H); 2,02-2,18 (m, 1H); 2,93-3,15 (m, 2H, CH2NH); 3,38 (s, 1H, NH); 3,60-3,73 (m, 1H, CH); 4,03-4,14 (m, 1H); 4,16 (t, 2H, CH2-CH2-imidazol, J = 7,6 Hz); 4,31 (dd, 1H, J1 = 4,0 Hz, J2 = 14,0 Hz); 7,28 (m, 1H, CH, imidazol); 7,50 (m, 1H, CH, imidazol); 8,76 (s, 1H, CH, imidazol) ppm.
13C NMR (CDCI3, 50 MHz); δ: 13,94 (CH3); 22,44 (CH2); 25,37 (CH2); 25,88 (CH2); 28,81 (CH2); 30,00 (CH2); 31,07 (CH2); 46,85 (CH2NH); 50,38 (CH2); 53,33 (CH2); 58,40 (CH); 119,84 (q, 2 x CF3[SO2], J 13C19F = 319,2 Hz); 122,00 (CH, imidazol); 123,39 (CH, imidazol); 135,83 (CH, imidazol) ppm.
P r z y k ł a d VII. Wytwarzanie heksafluorofosforanu 1-[(2S)-(piroIidyn-2-ylo)metylo]-3-heksyloimidazoliowego.
404,88 mg (1,019 mmola) dibromku 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-heksyloimidazoliowego rozpuszczono w 0,42 ml wody. Do otrzymanego roztworu wkroplono 1,2 ml nasyconego roztworu wodorowęglanu sodu i mieszano w ciągu 2 h. Po dodaniu 187,47 mg (1,018 mmola) heksafluorofosforanu potasu KPF6 składniki mieszano w ciągu 24 h. Fazę wodną czterokrotnie ekstrahowano dichlorometanem (4 x 10 ml). Połączone ekstrakty przemyto wodą (8 ml) i wysuszono nad siarczanem magnezu, następnie rozpuszczalnik usunięto pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt oczyszczano metodą chromatografii kolumnowej na żelu krzemionkowym, stosując jako eluent mieszaninę dichlorometanu z metanolem w stosunku objętościowym 17:1. Uzyskano 190,7 mg (0,5 mmola) cieczy jonowej. Wydajność reakcji 49%. Heksafluorofosforan 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-heksyloimidazoliowy jest jasnożółtą cieczą łatwo rozpuszczalną w metanolu, etanolu, dichlorometanie, chloroformie, bardzo słabo rozpuszczalną w wodzie, toluenie i heksanie. Otrzymana ciecz jonowa została zastosowana jako katalizator w asymetrycznej addycji Michaela.
Heksafluorofosforan 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-heksyloimidazoliowy.
1H NMR (CDCI3, 200 MHz); δ: 0,87 (t, 3H, CH3, J = 6,4 Hz); 1,29-1,36 (6H); 1,40-1,50 (1H); 1,66-1,90 (m, 4H); 1,94-2,11 (m, 1H); 2,84-3,06 (m, 2H); 3,54-6,67 (m, 1H); 3,98 (dd, 1H, J1 = 8,2 Hz, J2 = 13,8 Hz); 4,15 (t, 2H, CH2-CH2-imidazol, J = 7,5 Hz); 7,26 (m, 1H, CH, imidazol); 7,44 (m, 1H, CH, imidazol); 8,60 (s, 1H, CH, imidazol) ppm.
13C NMR (CDCI3, 50 Hz); 14,05 (CH3); 22,51 (CH2); 25,78 (CH2); 25,95 (CH2); 28,97 (CH2); 29,95 (CH2); 31,14 (CH2); 46,73 (CH2NH); 50,30 (CH2); 53,91 (CH2-CH2-imidazol); 121,77 (CH, imidazol); 123,31 (CH, imidazol); 135,75 (CH, imidazol) ppm.
19F NMR (500 MHz); δ: -72,60 (d, 6F, PF6, J = 756,5 Hz) ppm.
P r z y k ł a d VIII. Zastosowanie cieczy jonowych otrzymanych w przykładach I-VII jako katalizatorów w reakcji addycji cykloheksanonu do trans-f-nitrostyrenu.
Odważono 546,4 mg (5,567 mmola) cykloheksanonu i dodano 1 ml dichlorometanu. Wkroplono po 0,5 ml roztworów bis(trifluorometylosulfonylo)imidku 1-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]-3-butyloimidazoliowego (65,95 mg, 0,135 mmola) - otrzymanego według przykładu I, oraz kwasu benzoesowego (16,54 mg, 0,135 mmola) w CH2CI2.
Do otrzymanej mieszaniny dodano w 3 porcjach 1 ml roztworu trans-f-nitrostyrenu (177,5 mg, 1,19 mmola) w dichlorometanie. Po 5 dobach stwierdzono całkowity zanik substratu. Dichlorometan i nadmiar cykloheksanonu usunięto przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem. Pozostałość ekstrahowano eterem dietylowym (2x15 ml). Ekstrakt przemyto roztworem wodorowęglanu sodu i wodą, wysuszono siarczanem magnezu i zatężono przez oddestylowanie rozpuszczalnika pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymano 350 mg osadu, który poddano chromatografii kolumnowej na 15 g żelu krzemionkowego, stosując mieszaninę heksanu z octanem etylu (7:1). Uzyskano 141,3 mg (0,571 mmola, 48%) produktu addycji o czystości enancjomerycznej > 99% ee.
(S)-2-((R)-2-nitro-1-fenyloetylo)cykloheksanon - diastereoizomer syn 1H NMR (CDCl3, 200 MHz); δ; 1,14-1,33 (m, 1H); 1,46-1,81 (m, 4H); 2,00-2,12 (m, 1H); 2,302,51 (m, 2H, CH2-CH2[C=O]); 2,62-2,76 (m, 1H, CH[C=O]); 3,76 (dt, 1H, J1 = 4,6 Hz, J2 = 10,0 Hz); 4,63 (dd, 1H, J1 = 10,0 Hz, J2 = 12,4 Hz); 4,95 (dd, 1H, J1 = 4,6 Hz, J2 = 12,6 Hz); 7,14-7,19 (m, 2H, Ar); 7,26-7,37 (m, 3H, Ar) ppm.
13C NMR (CDCI3, 200 MHz); δ: 25,04 (CH2); 28,55 (CH2); 33,23 (CH2); 42,76 (CH2[C-O]); 43,95 (CH); 52,52 (CH); 78,92 (CH2[NO2]); 127,78 (CH, Ar); 128,18 (2xCH, Ar); 128,94 (2xCH, Ar); 137,77 (C, Ar); 212,00 (C-O) ppm.
PL 215 939 B1 (S)-2-((S)-2-nitro-1-fenyloetylo)cykloheksanon - diastereoizomer anti 1H NMR (CDCI3, 50 MHz); δ: 1,34-1,48 (m, 1H); 1,58-1,74 (m, 2H); 1,84-1,96 (m, 1H); 1,99-2,16 (m, 2H); 2,21-2,34 (m, 1H); 2,36-2,39 (m, 1H); 2,68-2,79 (m, 1H); 3,96-4,06 (m, 1H); 4,84-4,89 (m, 2H, CH2[NO2]); 7,23-7,31 (m, 5H, Ar) ppm.
13C NMR (CDCI3, 50 MHz); δ: 25,24 (CH2); 27,55 (CH2); 30,16 (CH2); 42,52 (CH2[C=O]); 53,96 (CH); 76,74 (CH2[NO2]); 127,74 (CH, Ar); 128,54 (2xCH, Ar); 128,94 (2 X CH, Ar; 138,52 (C, Ar); 210,69 (C=O) ppm.
W analogiczny sposób przeprowadzono reakcje z zastosowaniem cieczy jonowych otrzymanych według przykładów II-VII. Otrzymano produkty o wysokim nadmiarze enancjomerycznym. Wyniki zestawiono w tabeli.
T a b e l a I. Asymetryczna addycja cykloheksanonu do trans-f -nitrostyrenu
Lp. Katalizator z przykładu Nr Czas Reakcji Wydajność1), % Syn/anti2) Nadmiar enancjomeryczny ee.3), %
1 I 120 48 90/10 >99
2 II 120 60 91/9 >99
3 III 144 65 91/9 >99
4 IV 72 60 89/11 >99
5 V 72 50 88/12 >99
6 VI 72 59 87/13 >99
7 VII 60 50 87/13 >99
1) Wydajność produktu wydzielonego metodą chromatografii kolumnowej.
2) Oznaczony metodą 1H NMR.
3) Oznaczony metodą chiralnej analizy HPLC.

Claims (15)

1. Nowe ciecze jonowe z chiralnym kationem o wzorze ogólnym I gdzie:
R oznacza grupę izopropylową, butylową, pentylową lub heksylową a
X- oznacza anion bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowy (CF3SO2)2N- lub
R oznacza: grupę izopropylową, pentylową lub heksylową a
X- oznacza anion heksafluorofosforanowy PF6-.
2. Sposób wytwarzania nowych cieczy jonowych z chiralnym kationem, określonych w zastrz. 1, znamienny tym, że L-prolinę poddaje się redukcji glinowodorkiem litu LiAlH4 w aprotycznym rozpuszczalniku organicznym, następnie roztwór L-prolinolu w aprotycznym rozpuszczalniku organicznym poddaje się reakcji z diwęglanem di-t-butylu w obecności zasady, po czym otrzymany N-t-butoksykarbonylo-L-prolinol poddaje się reakcji z chlorkiem p-toluenosulfonylu i otrzymany p-toluenosulfonian N-t-butoksykarbonylo-L-prolinolu wyodrębnia się, a następnie poddaje się reakcji z imidazolanem sodu w aprotycznym rozpuszczalniku organicznym, a otrzymany N-t-butoksykarbonylo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazol poddaje się reakcji alkilowania fluorowcopochodną izopropylową, butylową, pentylową lub heksylową, w obojętnym rozpuszczalniku organicznym, po czym produkt poddaje się reakcji z roztworem fluorowcowodoru w celu usunięcia grupy t-butoksykarbonylowej i otrzymany związek poddaje się reakcji z solą kwasu heksafluorofosforowego [HPF6] lub z solą bis(trifluorometylosulfonylo)imidu [(CF3SO2)2NH].
PL 215 939 B1
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że reakcję redukcji L-proliny prowadzi się w temperaturze wrzenia rozpuszczalnika.
4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że reakcję redukcji L-proliny prowadzi się, stosując tetrahydrofuran jako rozpuszczalnik.
5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że L-prolinol poddaje się reakcji z diwęglanem di-t-butylu w obecności aminy trzeciorzędowej.
6. Sposób według zastrz. 2 albo 5, znamienny tym, że L-prolinol poddaje się reakcji z diwęglanem di-t-butylu w temperaturze pokojowej.
7. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że N-t-butoksykarbonylo-L-prolinol poddaje się reakcji z chlorkiem p-toluenosulfonylu w temperaturze od 20 do 30°C.
8. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że p-toluenosulfonian N-t-butoksykarbonylo-L-prolinolu poddaje się reakcji z imidazolanem sodu w temperaturze wrzenia aprotycznego rozpuszczalnika.
9. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że N-t-butoksykarbonylo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)-metylo]imidazol poddaje się reakcji alkilowania bromkiem izopropylu, butylu, pentylu lub heksylu.
10. Sposób według zastrz. 2 albo 9, znamienny tym, że N-t-butoksykarbonylo-[(2S)-(pirolidyn-2-ylo)metylo]imidazol poddaje się reakcji alkilowania w temperaturze od 50 do 90°C.
11. Sposób według zastrz. 2 albo 9, znamienny tym, że N-t-butoksykarbonylo-[(2S)-(pirolidyn2-ylo)metylo]imidazol poddaje się reakcji alkilowania, stosując jako rozpuszczalnik toluen.
12. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako czynnik usuwający grupę t-butoksykarbonylową stosuje się wodny roztwór bromowodoru, np. 25%.
13. Sposób według zastrz. 2 albo 12, znamienny tym, że produkt po usunięciu grupy t-butoksykarbonylowej poddaje się reakcji z heksafluorofosforanem potasu.
14. Sposób według zastrz. 2 albo 12, znamienny tym, że produkt po usunięciu grupy t-butoksykarbonylowej poddaje się reakcji z bis(trifluorometylosulfonylo)imidkiem litu.
15. Zastosowanie nowych cieczy jonowych o wzorze I, określonym w zastrz. 1, jako katalizatorów w reakcjach nukleofilowej addycji karboanionu do wiązań podwójnych C=C sprzężonych z grupami karbonylowymi lub nitrowymi lub w reakcjach kondensacji aldolowej.
PL394038A 2011-02-25 2011-02-25 Nowe ciecze jonowe z chiralnym kationem, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie PL215939B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL394038A PL215939B1 (pl) 2011-02-25 2011-02-25 Nowe ciecze jonowe z chiralnym kationem, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL394038A PL215939B1 (pl) 2011-02-25 2011-02-25 Nowe ciecze jonowe z chiralnym kationem, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL394038A1 PL394038A1 (pl) 2012-08-27
PL215939B1 true PL215939B1 (pl) 2014-02-28

Family

ID=46762676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL394038A PL215939B1 (pl) 2011-02-25 2011-02-25 Nowe ciecze jonowe z chiralnym kationem, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL215939B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL394038A1 (pl) 2012-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Piva et al. Highly enantioselective photodeconjugation of. alpha.,. beta.-unsaturated esters. Origin of the chiral discrimination
US5760264A (en) Process for preparing optically active metallocenyl-phosphines
SK287303B6 (sk) Spôsob prípravy derivátu (S)-3-kyano-5-metyl-hexánovej kyseliny, spôsob a medziprodukt na prípravu pregabalínu
Solladie-Cavallo et al. A four-step diastereoselective synthesis of d-erythro-sphingosine by an enantioselective aldol reaction using a titanium enolate derived from a chiral iminoglycinate
Liu et al. Asymmetric transfer hydrogenation of ketones with a polyethylene glycol bound Ru catalyst in water
JP2004509947A (ja) 鏡像異性体純度が高いラクタム置換プロパン酸誘導体並びにそれらの製造方法及び使用方法
EP4151620B1 (en) Method for preparing chiral 4-aryl-beta-amino acid derivative
EP2268603B1 (en) Process for the preparation of 2-amino-2- [2- (4-c3-c21-alkyl-phenyl)ethyl]propane-1, 3-diols
Bataille et al. Enantioselective syntheses of α-phenylalkanamines via intermediate addition of Grignard reagents to chiral hydrazones derived from (R)-(−)-2-aminobutan-1-ol
PL215939B1 (pl) Nowe ciecze jonowe z chiralnym kationem, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie
Stanko et al. Diastereoselective synthesis of polyfluoroalkylated α-aminophosphonic acid derivatives
PL232152B1 (pl) Chiralna sól pirolidyniowa z fragmentem naturalnego terpenu i sposób jej otrzymywania
WO2012022994A1 (en) Preparation process of vildagliptin
EP3609859B1 (en) Chiral metal complex compounds
PL232151B1 (pl) Chiralne sole pirolidyniowe z fragmentem naturalnego terpenu i sposób otrzymywania chiralnych soli pirolidyniowych z fragmentem naturalnego terpenu
JP5344523B2 (ja) 立体選択的にストレッカー反応を進行させ得る触媒、およびそれを用いたα−アミノニトリル誘導体を立体選択的に製造するための方法
DE4232505A1 (de) Verfahren zur Reduktion von Carbonsäuren oder Carbonsäurederivaten sowie neue Verbindungen
KR100305152B1 (ko) C-치환디에틸렌트리아민의제조방법
US8759541B2 (en) Chiral acyclic diaminocarbene ligands, precursors therefore and their use in organic synthesis reactions
JP3118061B2 (ja) 光学活性ヒドロキシルアミンの製造法
JP4373933B2 (ja) （１ｓ，２ｓ）−または（１ｒ，２ｒ）−シス−１−アリールホスホラン−２−カルボン酸・ボラン錯体とその製造方法
JPH05194568A (ja) 新規なホモキラルジホスフィン類
KR890001211B1 (ko) 2-(4-클로로페닐) 이소발레르산의 제조방법
PL237112B1 (pl) Chiralna sól pirolidyniowa z fragmentem naturalnego terpenu i sposób wytwarzania chiralnej soli pirolidyniowej z fragmentem naturalnego terpenu
EP2363388A1 (en) Process for the production of chiral amines