Megszilárdult ionos folyadék1)

Az ionos folyadék olyan só, amelyben az ionok rosszul koordináltak, ami azt eredményezi, hogy ezek az oldószerek 100°C alatt, vagy akár szobahőmérsékleten is folyékonyak (szobahőmérsékletű ionos folyadékok, RTIL-ek). Legalább egy ion delokalizált töltéssel rendelkezik, és az egyik komponens szerves, ami megakadályozza a stabil kristályrács kialakulását.

A metilimidazolium- és piridiniumionok jó kiindulási pontnak bizonyultak az ionos folyadékok kifejlesztéséhez:

A tulajdonságokat, mint például az olvadáspont, a viszkozitás, a kiindulási anyagok és más oldószerek oldhatósága, a szerves komponens szubsztituensei és az ellenion határozza meg. Számos ionos folyadékot még speciális szintetikus problémákra is kifejlesztettek. Emiatt az ionos folyadékokat “tervező oldószereknek” nevezik.

Az egyik első RTIL a Cl és az AlCl3 keveréke volt, amely a , , , és közötti egyensúlyi sorozatot képezte. Ez az RTIL nem vízstabil. Az olyan vízben nem oldódó RTIL-ek felfedezése, mint a lehetővé tette új feldolgozási módszerek kifejlesztését, beleértve a vízben oldódó melléktermékek egyszerű extrakcióval történő elválasztását. Néhány ionos folyadékban oldódó átmeneti fémkatalizátor az ionos folyadékkal együtt újrahasznosítható, miután vízzel és a termékleválasztáshoz használt nem poláros szerves oldószerrel extrahálták. A katalizátor és az ionos folyadék többször is újrahasznosítható.

Ezenkívül a következő, fruktózból (megújuló alapanyag) származó RTIL ígéretes oldószer a teljesen “zöld kémiai” módszerek megvalósításához:

S. T. Handy, M. Okello, G. Dickenson, Org. Lett., 2003, 5, 2513-2515.

Ez az ionos folyadék alkalmasnak bizonyult Heck-reakciókhoz:

S. T. Handy, M. Okello, G. Dickenson, Org. Lett., 2003, 5, 2513-2515.

Az illékonyság hiánya az ionos folyadékok egyik legfontosabb előnye, mivel az alacsony forráspontú oldószerekhez képest sokkal kisebb toxicitást kínál. Az ionos folyadékok biztonságosabbá tehetik a mikrohullámú szintézismódszereket is, mivel nem lehetségesek hirtelen nyomásemelkedések. Az ionos folyadékok dipólus jellegzetességei gyors mikrohullámú gerjesztést és következésképpen gyorsabb reakciókat eredményeznek.

Reviews on Ionic Liquids

P. Wasserscheid, W. Keim, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2000 , 39, 3772. DOI

Books on Ionic Liquids

Ionic Liquids in Synthesis
Peter Wasserscheid, Tom Welton
Hardcover, 364 Pages
First Edition, November 2002
ISBN: 3-527-30515-7 – Wiley-VCH

Kémia alternatív reakcióközegekben
D. J. Adams, P. J. Dyson, S. J. Taverner
Papírkötés, 268 oldal
Első kiadás, 2003. november
ISBN: 0-471-49849-1 – Wiley

Újabb irodalom

Minden kivonat megjelenítése

Az alkének és alkinek sztereoszelektív halogénezései szobahőmérsékletű ionos folyadékokban végezhetők, 1-butil-3-metillimidazolium-hexafluorfoszfát, 1-butil-3-metillimidazolium-tetrafluoroborát, 1-butil-3-metillimidazolium-bromid és 1-butil-3-metillimidazolium-klorid, mint a klórozott oldószerek “zöld”, újrahasznosítható alternatívái.
C. Chiappe, D. Capraro, V. Conte, D. Pieraccini, Org. Lett., 2001, 3, 1061-1063.

A 2-aminotiofenol és az aromás aldehid egyszerű, mikrohullámmal gyorsított kondenzációja egy olcsó ionos folyadékban, az 1-pentil-3-metilimidazolium-bromidban (Br) 2-arilbenzotiazolokat eredményez oldószer- és katalizátormentes körülmények között. Az ionos folyadék a későbbi reakciókhoz újrahasznosítható.
B. C. Ranu, R. Jana, S. S. Dey, Chem. Lett., 2004, 286-287.

A hidrogén-peroxid, mint környezetbarát oxidálószer fém- és bázismentes aerob körülmények között, szobahőmérsékletű ionos folyadék (RTIL) jelenlétében hatékonyan biztosítja az arilboronsavak hidroxilációs termékeit.
E.-J. Shin, G.-T. Kown, S.-H. Kim, Synlett, 2019, 30, 1815-1819.

Az ionos folyadék 1,3-diszulfonsav-imidazolium-nitrát {NO3} nitrálószerként használható különböző arilboronsavak ipso-nitrálásához és különböző α,β-telítetlen savak és benzoesav-származékok nitro-Hunsdiecker-reakciójához különböző nitroarének és nitroolefinek előállításához, kokatalizátorok és oldószerek használata nélkül, enyhe körülmények között.
M. Zarei, E. Noroozizadeh, A. R. Moosavi-Zare, M. A. Zolfigol, J. Org. Chem, 2018, 83, 3645-3650.

Szintetizáltuk és jellemeztük a kolin- és peroxid-diszulfát alapú, környezetbarát, biológiailag jól lebomló, oxidáló feladatspecifikus ionos folyadék (TSIL) kolin-peroxid-diszulfátot (ChPS). Ez a reagens lehetővé teszi az alkoholok szelektív oxidációját aldehidekké/ketonokká nagyon jó hozammal és rövid reakcióidővel, oldószermentes, enyhe reakciókörülmények között, savas túloxidáció nélkül.
B. L. Gadilohar, H. S. Kumbhar, G. S. Shankarling, Ind. Eng. Chem. Res., 2014, 53, 19010-19018.

A kolinperoxid-diszulfát – egy oxidáló feladatspecifikus ionos folyadék – lehetővé teszi N,N-diszubsztituált hidroxilaminok előállítását másodlagos aminokból. Ez a módszer működési egyszerűséget, nagy szelektivitást és zöld reakciókörülményeket kínál.
A. Banan, H. Valizadeh, A. Heydari, A. Moghimi, Synlett, 2017, 28, 2315-2319.

A pirén-szubsztituált imidazolium alapú ionos folyadék (PIL) szerves katalizátorként szolgál az SN2 fluorozáshoz CsF felhasználásával. Ebben a rendszerben a PIL jelentősen fokozta a fémfluorid reaktivitását az imidazolium-rész fázistranszfer katalitikus hatásának, valamint a fémkation-π (pirén) kölcsönhatásoknak köszönhetően. Továbbá a PIL könnyen elválasztható a reakcióelegyből redukált grafén-oxid segítségével π-π egymásra rétegződéssel.
A. Taher, K. C. Lee, H. J. Han, D. W. Kim, Org. Lett., 2017, 19, 3342-3345.

A Brønsted-savas ionos folyadék Cl (1,3-diszulfonsav-imidazolium-klorid) lehetővé teszi aromás vegyületek szulfonálását kénsav in situ előállításával 50°C-on, enyhe vizes körülmények között.
A. R. Moosavi-Zare, M. A. Zolfigol, E. Noroozizadeh, Synlett, 2016, 27, 1682-1684.

A vas(III)-kloridból és egy könnyen hozzáférhető triflimid alapú ionos folyadékból in situ előállított erős Lewis-sav, a vas(III)-triflimid alkalmazása lehetővé tette az N-jódszukcinimid (NIS) aktiválását és az arének széles körének hatékony jódozását enyhe körülmények között.
D. T. Racys, C. E. Warrilow, S. L. Pimlott, A. Sutherland, Org. Lett., 2015,17, 4782-4785.

Az 1,4-diazobiciklooktán (DABCO) alapú ionos folyadékokat újrahasznosítható katalizátorként használtuk aza-Michael-addícióhoz szobahőmérsékleten, szerves oldószer nélkül. Alacsony terheléssel nagyon hatékonyan katalizálták különböző aminok reakcióit α,β-telítetlen amidok széles skálájával, hogy órákon belül nagyon jó hozamú termékeket adjanak. Ráadásul a katalizátor akár nyolcszor is újra felhasználható volt.
A. Ying, Z. Li, J. Yang, S. Liu, S. Xu, H. Yan, C. Wu, J. Org. Chem., 2014,79, 6510-6516.

Aril/het-aril/benzilhalogenidek hatékony keresztkapcsolási reakciója stabil és könnyen kivitelezhető szulfonilhidrazidokkal mint tiolhelyettesítőkkel nem szimmetrikus szulfidokat eredményez CuI jelenlétében és mikrohullámú besugárzás mellett.
N. Singh, R. Singh, D. S. Raghuvanshi, K. N. Singh, Org. Lett., 2013,15, 5874-5877.

Kényelmes és praktikus módszer terminális vinilfoszfonátok egyfázisú, háromkomponensű szintézisére aldehidekből, nitrometánból és trialkilfoszfitokból tandem Henry-Michael-reakcióval, majd nitroeliminációval, 5-hidroxipentilammónium-acetát (5-HPAA) mint feladatspecifikus ionos folyadék jelenlétében, amely a termékek jó hozamát biztosítja enyhe reakciókörülmények között.
S. Sobhani, M. Honarmand, Synlett, 2013, 24, 236-240.

Az ionos folyadékok (X = Cl, Br, I, OAc, SCN) igen hatékony reagensek primer és szekunder alkoholokból származó szulfonátészterek nukleofil szubsztitúciós reakcióihoz. Az újonnan kifejlesztett protokoll nagyon vonzó környezetvédelmi szempontból, mivel a reakciókhoz sztöchiometrikus mennyiségű ionos folyadékot használnak egyedüli reagensként, további oldószerek és aktiváló reagensek nélkül. Ráadásul ezek az ionos folyadékok könnyen újrahasznosíthatók.
Y. Liu, Y. Xu, S. H. Jung, J. Chae, Synlett, 2012, 23, 2663-2666.

A könnyen hozzáférhető etil-ammónium-nitrát (TfONO2) ionos folyadékban, mint oldószerben metatézissel előállított triflil-nitrát (TfONO2) és trifluoracetil-nitrát (CF3CO2NO2) erős elektrofil nitráló reagensek számos aromás és heteroaromás vegyülethez. Összehasonlító nitrálási kísérletek azt mutatják, hogy az EAN/Tf2O felülmúlja az EAN/TFAA-t erősen dezaktivált rendszerek nitrálásában.
G. Aridoss, K. K. Laali, J. Org. Chem., 2011,76, 8088-8094.

Az aldehidek, alkinek és aminok egyszerű és hatékony Yb(OTf)3 katalizált háromkomponensű reakciója mikrohullámú besugárzás alatt, ionos folyadékban 2,4-diszubsztituált kinolinokat eredményez kiváló hozammal, enyhe reakciókörülmények között. A katalizátor akár négyszer is újrahasznosítható.
A. Kumar, V. K. Rao, Synlett, 2011, 2157-2162.

1-Alkil-3-metillimidazolium kation alapú ionos folyadékok hatékonyan katalizálják az aminok N-tert-butiloxikarbonilezését kiváló kemoszelektivitással. Az ionos folyadék katalitikus szerepét a di-tert-butil-dikarbonát (Boc2O) elektrofil aktiválásában képzeljük el az 1-alkil-3-metillimidazolium-kation C-2 hidrogénjével való bifurkált hidrogénkötés kialakításán keresztül.
A. Sarkar, S. R. Roy, N. Parikh, A. K. Chakraborti, J. Org. Chem., 2011,76, 7132-7140.

Az acetilén és savas kloridok Friedel-Crafts-típusú beillesztési reakciójának klór-aluminát ionos folyadékokban végzett módszerében az ionos folyadékok használata nemcsak a szén-tetraklorid vagy 1,2-diklór-etán használatának elkerülését szolgálja, hanem elnyomja a mellékreakciókat, és egyszerűbb tisztítási eljárást tesz lehetővé, így egy sor aromás és alifás β-klórvinil-keton nagy hozammal és tisztasággal állítható elő.
D. J. M. Snelders, P. J. Dyson, Org. Lett., 2011,13, 4048-4051.

Az aldehidek nitroolefinekhez történő aszimmetrikus Michael-addíciójának stratégiája egy organokatalizátor katalitikus rendszerrel, ionos folyadékkal hordozott benzoesavval kombinálva kiváló diasztereo- és enantioszelektivitást ad. Ennek a szerves katalitikus rendszernek figyelemre méltó jellemzője, hogy a katalizátor több mint 12-szer újrahasznosítható az enantioszelektivitás jelentős csökkenése nélkül.
D. Sarkar, R. Bhattarai, A. D. Headley, B. Ni, Synthesis, 2011, 1993-1997.

A2-hidroxietil-ammóniumformiát mint költséghatékony és feladatspecifikus ionos folyadék hatékonyan elősegíti a nitroalkánok kondenzációját különböző aldehidekkel β-nitrosztirének előállítására szobahőmérsékleten nagyon jó hozamokkal. Ez a reakció nem igényel veszélyes szerves oldószert és mérgező katalizátort. Az ionos folyadék visszanyerhető és újrahasznosítható a későbbi reakciókhoz.
A. Alizadeh, M. M. Khodaei, A. Eshgi, J. Org. Chem., 2010,75, 8295-8298.

Az új 1,3-dialkil-1,2,3-triazolium ionos folyadékok és bázikus körülmények között kémiailag inertek, és alkalmasabb közegek bázisokat tartalmazó reakciókhoz, mint a szokásos 1,3-dialkilimidazolium ionos folyadékok, például . és hatékony reakcióközegek voltak a Baylis-Hillman-reakcióhoz.
Y. Jeong, J.-S. Ryu, J. Org. Chem., 2010,75, 4183-4191.

Az o-iodofenolok és terminális acetilének rendkívül hatékony és szelektív palládium-katalizált ligandummentes ciklokarbonilezési reakciója atmoszférikus CO nyomáson nagyon jó hozamokkal változatos kromonokat eredményez. A foszfóniumsó ionos folyadékának reakcióközegként való alkalmazása növeli a ciklókarbonilezési reakció hatékonyságát.
Q. Yang, H. Alper, J. Org. Chem., 2010,75, 948-950.

Kérem, idézze és linkelje ezt az oldalt a következőképpen:

Ionikus folyadékok ( URL: https://www.organic-chemistry.org/topics/ionic-liquids.shtm )