PL223416B1 - (Chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym oraz sposób ich otrzymywania - Google Patents

(Chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym oraz sposób ich otrzymywania

Info

Publication number
PL223416B1
PL223416B1 PL406108A PL40610813A PL223416B1 PL 223416 B1 PL223416 B1 PL 223416B1 PL 406108 A PL406108 A PL 406108A PL 40610813 A PL40610813 A PL 40610813A PL 223416 B1 PL223416 B1 PL 223416B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
ionic liquids
thiocyanate
general formula
groups
carbon chain
Prior art date
Application number
PL406108A
Other languages
English (en)
Other versions
PL406108A1 (pl
Inventor
Juliusz Pernak
Francois Beguin
Barbara Górska
Agnieszka Kurzawska
Katarzyna Marcinkowska
Tadeusz Praczyk
Original Assignee
Inst Ochrony Roślin
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 Ochrony Roślin filed Critical Inst Ochrony Roślin
Priority to PL406108A priority Critical patent/PL223416B1/pl
Publication of PL406108A1 publication Critical patent/PL406108A1/pl
Publication of PL223416B1 publication Critical patent/PL223416B1/pl

Links

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są (chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe z anionem tioc yjanianowym oraz sposób ich otrzymywania, mające zastosowanie m.in. jako katalizatory reakcji spieniania poliuretanów, jako związki o działaniu herbicydowym oraz w przemyśle elektrotechnicznym.
(Chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym są to nowe pochodne chlorku (2-chloroetylo)trimetyloamoniowego.
Ciecze jonowe stanowią liczną grupę związków organicznych. Definiuje się je jako związki chemiczne, o budowie jonowej, posiadające temperaturę topnienia niższą od temperatury wrzenia wody (<100°C). Jeżeli w temperaturze pokojowej występują one w postaci ciekłej, wówczas mówimy o niskotemperaturowych cieczach jonowych. Związki te zbudowane są przeważnie z dużego, organicznego kationu oraz anionu, który może być zarówno organiczny jak i nieorganiczny.
Ciecze jonowe posiadają ogromny potencjał, przede wszystkim ze względu na ich różnorodne, a zarazem unikatowe właściwości fizyczne i chemiczne, które można modyfikować poprzez wybór odpowiedniego kationu lub anionu. Istnieje możliwość uzyskania związków o pożądanych, z góry określonych parametrach. Powszechnie uważa się, że ze względu na niemierzalną prężność par ciecze jonowe są praktycznie nielotne, nawet w wysokich temperaturach i pod obniżonym ciśnieniem. Ponadto są związkami niepalnymi, a stabilność termiczna, sięgająca nawet 400°C umożliwia prowadzenie reakcji w szerokim zakresie temperatur. Właściwości te sprawiły, że ciecze jonowe są doskonałymi zamiennikami powszechnie stosowanych lotnych, toksycznych rozpuszczalników organicznych oraz uważane są za związki spełniające 3 spośród 12 zasad „Zielonej Chemii”.
Wśród cieczy jonowych wyróżnia się zarówno czwartorzędowe sole, a także sole o niższej rzędowości, które nazwane zostały protonowymi cieczami jonowymi. Protonowe ciecze jonowe charakteryzują się obecnością atomu wodoru połączonego z centralnym atomem azotu, fosforu lub siarki. Sole te otrzymywane są na drodze syntezy jednoetapowej, w której trzeciorzędową aminę poddaje się reakcji z kwasem. Na skutek przemieszczenia się protonu pochodzącego od kwasu Bronsteda do zasady Bronsteda powstaje protonowa ciecz jonowa. Siłą napędową procesu przeniesienia jest różnica wartości pKa wyjściowego kwasu i wyjściowej zasady.
Ze względu na obecność atomu azotu w protonowych amoniowych cieczach jonowych, będącym niezbędnym makroelementem odżywczym roślin, stymulowany jest ich wzrost, co znacząco wpływa na jakość i ilość pozyskiwanych plonów. Podstawnik 2-chloro-etylowy połączony z czwartorzędowym atomem azotu decyduje o aktywności biologicznej chlorku (2-chloroetylojtrimetyloamoniowego.
Intensywne badania nad aplikacyjnym aspektem protonowych cieczy jonowych przyniosły obiecujące rezultaty w zastosowaniu ich jako katalizatorów w technologii spieniania pianek poliuretanowych. Obecnie powszechnie stosowanymi związkami, katalizującymi reakcje spieniania poliuretanów są aminy trzeciorzędowe, a także związki metaloorganiczne. Celem zastosowania katalizatorów jest przyspieszenie procesów powstawania polimeru. Dzięki temu katalizatory mają istotny wpływ zarówno na budowę, jak i właściwości otrzymanego polimeru. Pianki poliuretanowe utworzone w wyniku reakcji polimeryzacji z zastosowaniem protonowych cieczy jonowych charakteryzują się większą objętością niż w przypadku użycia amin. Dodatkowym atutem w stosowaniu protonowych cieczy jonowych jako katalizatorów jest brak zawartości metali w końcowym produkcie, charakterystycznych dla reakcji katalizowanych związkami metaloorganicznymi, zwłaszcza związkami cyny (Sn), która należy do substancji drażniących.
Istotą wynalazku są (chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym o wzorze ogólnym
w którym Z oznacz tlen, lub grupę CH2, a n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2, lub o wzorze ogólnym
PL 223 416 B1
w którym n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2, lub o wzorze ogólnym
w którym n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2, a sposób ich otrzymywania polega na tym, że chlorowodorek o wzorze ogólnym
w którym Z oznacz tlen, lub grupę CH2, a n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2, lub chlorowodorek o wzorze ogólnym
w którym n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2, lub chlorowodorek o wzorze ogólnym
w którym n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2, rozpuszcza się w alkoholu, korzystnie w metanolu, lub acetonie, po czym poddaje się reakcji z tiocyjanianem potasu w stosunku molowym 1:1 do 1:2, korzystnie 1:1, w temperaturze od 293 do 313 K, korzystnie 303 K, w czasie co najmniej 5 minut, a wytrącony chlorek potasu odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem, z kolei z otrzymanego przesączu odparowuje się rozpuszczalnik, następnie dodaje się bezwodnego acetonu w celu oczyszczenia produktu, dalej po odparowaniu acetonu pozostałość suszy się w warunkach obniżonego ciśnienia.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-ekonomiczne:
• opracowano metodę otrzymywania (chloroalkilo)dimetylowych protonowych cieczy jonowych z anionem tiocyjanianowym, • synteza protonowych cieczy jonowych przebiega w łagodnych warunkach z wysoką wydajnością a produkt łatwo izoluje się z mieszaniny poreakcyjnej, • otrzymane protonowe ciecze jonowe są substancjami niepalnymi i nielotnymi,
PL 223 416 B1 • syntezowane protonowe ciecze jonowe rozpuszczają się w wodzie, alkoholach i ketonach, • (chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe ze względu na obecność ruchliwego atomu wodoru znalazły zastosowanie jako katalizatory w reakcji spieniania poliuretanów, • otrzymane (chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe stymulują wzrost roślin.
Sposób wytwarzania (chloroalkilo)dimetylowych protonowych cieczy jonowych z anionem tiocyjanianowym ilustrują poniższe przykłady:
P r z y k ł a d I
Sposób otrzymywania tiocyjanianu 1-(2-chloroetylo)piperydyniowego
W reaktorze umieszczono 0,10 mol (18,41 g) chlorowodorku 1-(2-chloroetylo)piperydyniowego rozpuszczonego w 20 cm metanolu. Następnie dodano 0,10 mol (9,72 g) tiocyjanianu potasu rozpuszczonego w alkoholu izopropylowym. Całość mieszano przez 30 minut w temperaturze 313 K. W wyniku reakcji wytrącił się produkt uboczny - osad chlorku potasu, który odsączono pod zmniejszonym ciśnieniem, a z przesączu odparowano rozpuszczalnik na wyparce próżniowej. Otrzymaną ciecz jonową suszono w suszarce próżniowej w czasie 24 godzin. Otrzymano tiocyjanian 1-(2-chloroetylo)piperydyniowy z wydajnością 96%.
Strukturę związku potwierdzono wykonując widmo protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1H NMR (DMSO-d6) δ [ppm] = 1,80 (m, 6H); 3,00 (s, 2H); 3,49 (m, 4H); 4,03 (t, J = 6,8 Hz, 2H); 9,84 (s, 1H) 13C NMR (DMSO-d6) δ [ppm] = 130,2; 56,2; 52,3; 37,3; 22,3; 21,1
Analiza elementarna CHNS dla C8H15CIN2S: (M = 206,79 g/mol): wartości obliczone (%): C = 46,46; H = 7,31; N = 13,54, wartości zmierzone (%): C = 46,18; H = 7,61; N = 13,85.
P r z y k ł a d II
Sposób otrzymywania tiocyjanianu (3-chloropropylo)dimetyloamoniowego
Do kolby zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne wprowadzono 0,05 mol (7,54 g) chlorowodor3 ku (3-chloropropylo)dimetyloamoniowego rozpuszczonego w 20 dm izopropanolu, do którego dodano 0,05 mol (4,86 g) tiocyjanianu potasu. Całość mieszano w temperaturze 293 K przez 60 minut. W wyniku reakcji wytrącił się chlorek potasu, który został oddzielony od mieszaniny pod obniżonym ciśnieniem, po czym odparowano alkohol izopropylowy. Następnie produkt rozpuszczono w bezwodnym acetonie w celu usunięcia resztek zanieczyszczeń. Aceton odparowano, a powstały produkt wysuszono w suszarce próżniowej.
Otrzymano tiocyjanian (3-chloropropylo)dimetyloamoniowy z wydajnością 95%.
Strukturę związku potwierdzono wykonując widmo protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1H NMR (DMSO-d6) δ [ppm] = 2,16 (m, 2H); 2,80 (s, 6H); 3,21 (m, 2H); 3,76 (t, J = 3,1Hz, 2H), 10,33 (s,1H) 13C NMR (DMSO-d6) δ [ppm] = 130,2; 54,3; 42,2; 26,8; 24,6
Analiza elementarna CHNS dla C6H13CIN2S: (M = 180,75 g/mol): wartości obliczone (%): C = 39,87; H = 7,20; N = 15,50, wartości zmierzone (%): C = 39,58; H = 7,55; N = 15,70.
P r z y k ł a d III
Sposób otrzymywania tiocyjanianu 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowego 3 mol (25,53 g) chlorowodorku 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowego rozpuszczono w 25 cm meta3 nolu. Następnie 0,15 mol (14,58 g) tiocyjanianu potasu rozpuszczono w 30 dm metanolu i połączono oba roztwory. Całość intensywnie mieszano w temperaturze 308 K przez 30 minut. W efekcie przeprowadzonej reakcji wytrącił się produkt, który stanowił osad chlorku potasu. Osad ten odsączono w warunkach obniżonego ciśnienia, a z uzyskanego przesączu odparowano rozpuszczalnik, po czym 3 dodano 15 cm3 bezwodnego acetonu i usunięto osad. Aceton odparowano na wyparce próżniowej i w końcowym etapie produkt wysuszono.
Otrzymano tiocyjanian 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowy w postaci ciekłej, z wydajnością 97%.
Strukturę związku potwierdzono wykonując widmo protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1H NMR (DMSO-d6) δ [ppm] = 1,99 (s, 4H); 3,17 (s, 2H); 3,60 (t, J = 6,1 Hz, 2H); 3,98 (t, J = 6,1 Hz, 2H); 4,05 (s, 2H), 10,01 (s, 1H)
PL 223 416 B1 13C NMR (DMSO-Ó6) δ [ppm] = 130,3; 54,7; 53,6; 39,1; 22,6 Analiza elementarna CHNS dla C7H13CIN2S: (M = 192,91 g/mol): wartości obliczone (%): C = 43,7; H = 6,79; N = 14,52, wartości zmierzone (%): C = 43,43; H = 6,91; N = 14,64.
P r z y k ł a d IV
Sposób otrzymywania tiocyjanianu 4-(2-chloroetylo)morfoliniowego 3
Do 0,08 mol (14,89 g) chlorowodorku 4-(2-chloroetylo)morfoliniowego, rozpuszczonego w 15 cm metanolu wprowadzono 0,08 mol (7,77 g) tiocyjanianu potasu. Całość intensywnie mieszano przez 45 minut w temperaturze 298 K. Następnie z mieszaniny oddzielono produkt, a z przesączu odparowano roz3 puszczalnik. Do otrzymanego produktu dodano 10 cm bezwodnego acetonu w celu oczyszczenia związku. Aceton odparowano, a produkt suszono w suszarce próżniowej przez 48 godzin.
Otrzymano tiocyjanian 4-(2-chloroetylo)morfoliniowy z wydajnością 95%.
Analiza elementarna CHNS dla C7H13CIN2OS: (M = 208,71 g/mol): wartości obliczone (%): C = 40,29; H = 6,28; N = 13,40; S = 15,39, wartości zmierzone (%): C = 40,58; H = 6,08; N = 13,72.
W tabeli 1 przedstawiono właściwości tiocyjanianu 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowego, który jest cieczą w temperaturze pokojowej.
T a b e l a 1.
Właściwości tiocyjanianu 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowego
Temperatura [%] Gęstość [g/cm3] Współczynnik refrakcji Przewodnictwo właściwe [mS/cm]
20 1,204 1,533 1,14
30 1,197 1,530 1,95
40 1,191 1,528 3,31
50 1,185 1,526 4,83
60 1,178 1,524 6,38
70 1,172 1,521 7,30
80 1,169 1,519 8,34
90 1,164 1,517 9,68
P r z y k ł a d zastosowania I
Przygotowane roztwory tiocyjanianu 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowego oraz tiocyjanianu (3-chloropropylo)dimetyloamoniowego o stężeniu 10%, naniesiono na rośliny testowe. Następnie po upłynięciu dwóch tygodni odczytano wzrost roślin.
W porównaniu do roślin kontrolnych, zarówno tiocyjanian 1 -(2-chloroetylo)pirolidyniowy jak i tiocyjanian (3-chloropropylo)dimetyloamoniowy wykazały stymulujące działanie na poziomie odpowiednio 8 i 14%.
P r z y k ł a d zastosowania II
Do mieszaniny zawierającej poliol, izotiocyjanian oraz wodę dodano tiocyjanian 1 -(2-chloroetylo)piperydyniowy jako katalizatora po czym całość dokładnie wymieszano.
Po dodaniu protonowej cieczy jonowej zaobserwowano przyrost objętości powstającej pianki. Wzrost i utwardzenie pianki zakończyło się po 6 minutach.
P r z y k ł a d zastosowania III
Przewodnictwo właściwe wyznaczono metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej i zostało obliczone według wzoru:
-A 2 w którym: I - oznacza odległość pomiędzy elektrodami [cm], A - powierzchnia elektrod [cm ], R - opór [Ω].
Tiocyjanian 1-(2-chloroetylo)pirolidyniowy wykazał wysokie przewodnictwo właściwe, które jest ważnym parametrem w zastosowaniu tej grupy związków jako elektrolitów w urządzeniach elektrochemicznych.

Claims (2)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Związki, którymi są (chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym o wzorze ogólnym w którym Z oznacz tlen, lub grupę CH2, a n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2, lub o wzorze ogólnym w którym n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2, lub o wzorze ogólnym w którym n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2.
  2. 2. Sposób otrzymywania (chloroalkilo)dimetylowych protonowych cieczy jonowych z anionem tiocyjanianowym określonych zastrzeżeniem 1, znamienny tym, że chlorowodorek o wzorze ogólnym w którym Z oznacz tlen, lub grupę CH2, a n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2, lub chlorowodorek o wzorze ogólnym w którym n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2, lub chlorowodorek o wzorze ogólnym
    PL 223 416 B1 w którym n oznacza łańcuch węglowy zawierający od 1 do 6 grup CH2, rozpuszcza się w alkoholu, korzystnie w metanolu, lub acetonie, po czym poddaje się reakcji z tiocyjanianem potasu w stosunku molowym 1:1 do 1:2, korzystnie 1:1, w temperaturze od 293 do 313 K, korzystnie 303 K, w czasie co najmniej 5 minut, a wytrącony chlorek potasu odsącza się pod zmniejszonym ciśnieniem, z kolei z otrzymanego przesączu odparowuje się rozpuszczalnik, następnie dodaje się bezwodnego acetonu w celu oczyszczenia produktu, dalej po odparowaniu acetonu pozostałość suszy się w warunkach obniżonego ciśnienia.
PL406108A 2013-11-18 2013-11-18 (Chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym oraz sposób ich otrzymywania PL223416B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL406108A PL223416B1 (pl) 2013-11-18 2013-11-18 (Chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym oraz sposób ich otrzymywania

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL406108A PL223416B1 (pl) 2013-11-18 2013-11-18 (Chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym oraz sposób ich otrzymywania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL406108A1 PL406108A1 (pl) 2015-05-25
PL223416B1 true PL223416B1 (pl) 2016-10-31

Family

ID=53176030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL406108A PL223416B1 (pl) 2013-11-18 2013-11-18 (Chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym oraz sposób ich otrzymywania

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL223416B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL406108A1 (pl) 2015-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102230628B1 (ko) 보르티옥세틴 제조 방법
US9260397B2 (en) Salts comprising aryl-alkyl-substituted imidazolium and triazolium cations and the use thereof
PL220628B1 (pl) Ciecze jonowe z kationem [2-(metakryloksy)etylo]trimetyloamoniowym oraz sposób ich otrzymywania
MXPA06012977A (es) Procedimiento para preparar compuestos de amonio cuaternario.
PL223416B1 (pl) (Chloroalkilo)dimetylowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym oraz sposób ich otrzymywania
PL240766B1 (pl) Ciecze jonowe z kationem amoniowym i anionem indolilo-3-masłowym, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie jako ukorzeniacz
PL229570B1 (pl) 4-Chloro-2-metylofenoksyoctany alkoksymetylobis(2-hydroksyetylo) metyloamoniowe, sposób otrzymywania i zastosowanie jako środek ochrony roślin
KR20240167038A (ko) 할라이드 염의 합성 방법
PL225752B1 (pl) 1-Alkilopiperydyniowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym oraz sposób ich otrzymywania
PL222467B1 (pl) (Hydroksyalkilo)dimetyloamoniowe protonowe ciecze jonowe z anionem tiocyjanianowym oraz sposób ich otrzymywania
CN103613564B (zh) 一种含1,2,3-噻二唑的酰胺基脲衍生物的制备方法
PL213394B1 (pl) Ciecze jonowe z anionem 2-merkaptobenzotiazolanowym, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie
PL241013B1 (pl) Heterocykliczne ciecze jonowe z anionem indolilo-3-masłowym, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie jako odżywki do kwiatów ciętych
JP2004161734A (ja) ω−メルカプトアルキルピリジン類の製造方法
PL214112B1 (pl) Slodkie ciecze jonowe pochodne monoterpenowego alkoholu oraz sposób ich wytwarzania
EP4163282A1 (en) Fluorine-containing fused ring pyrimidine compound and method for producing same
PL236743B1 (pl) 4-Chloro-2-metylofenoksyoctany alkilo[2-(2-hydroksyetoksy) etylo]dimetyloamoniowe, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie jako herbicydy
EP4421067A1 (en) Fluorine-containing pyrazole compound and production method therefor
PL212810B1 (pl) Cyklaminiany 1,3-dialkiloimidazoliowe oraz sposób wytwarzania cyklaminianów 1,3-dialkiloimidazoliowych
JP6700292B2 (ja) ピペリジン−4−カルボチオアミド塩酸塩を調製する方法
PL211847B1 (pl) Nowe czwartorzędowe halogenki N- i O-alkoksymetylowe i sposób ich wytwarzania
PL233922B1 (pl) Sposób otrzymywania cieczy jonowych z anionem askorbinianowym
PL225344B1 (pl) N-podstawione pochodne 2-imino-3-(4-nitrofenylo)imidazolidyno- 1-karboksyamidu, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie medyczne
PL244947B1 (pl) Ciecze jonowe z kationem alkilo-1,ω-bis[tributylo(karboksymetylo) fosfoniowym] oraz anionami L-proliny lub L-histydyny, sposób ich otrzymywania i zastosowanie jako środki do czyszczenia powierzchni użytkowych
PL220855B1 (pl) Czwartorzędowa sól amoniowa z kationem 2-chloroetylotrimetyloamoniowym i anionem nieorganicznym oraz sposób jej otrzymywania