DE102016009846A1 - Fluoroalkylhydrido and fluoroalkylcyanohydridoborates - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verbindungen der Formel (I) mit Fluoralkylhydridoborat- oder Fluoralkylcyanohydridoborat-Anionen, wie nachfolgend beschrieben, deren Herstellung und Verwendung für technische Anwendungen ionischer Flüssigkeiten, insbesondere als Bestandteil von Elektrolyten für elektrochemische oder optoelektronische Vorrichtungen.The invention relates to compounds of the formula (I) with fluoroalkylhydridoborate or fluoroalkylcyanohydridoborate anions, as described below, their preparation and use for industrial applications of ionic liquids, in particular as constituent of electrolytes for electrochemical or optoelectronic devices.
Description
Die Erfindung betrifft Verbindungen der Formel (I) mit Fluoralkylhydridoborat- oder Fluoralkylcyanohydridoborat-Anionen, wie nachfolgend beschrieben, deren Herstellung und Verwendung für technische Anwendungen ionischer Flüssigkeiten, insbesondere als Bestandteil von Elektrolyten für elektrochemische oder optoelektronische Vorrichtungen.The invention relates to compounds of the formula (I) with fluoroalkylhydridoborate or fluoroalkylcyanohydridoborate anions, as described below, their preparation and use for industrial applications of ionic liquids, in particular as constituent of electrolytes for electrochemical or optoelectronic devices.
Ionische Flüssigkeiten oder flüssige Salze sind ionische Spezies, die aus einem organischen Kation und einem in der Regel anorganischen Anion bestehen. Sie weisen meistens Schmelzpunkte kleiner 373 K auf.Ionic liquids or liquid salts are ionic species consisting of an organic cation and a generally inorganic anion. They usually have melting points less than 373 K.
Die Eigenschaften ionischer Flüssigkeiten, z. B. Schmelzpunkt, thermische und elektrochemische Stabilität, Viskosität, werden stark von der Natur des Anions beeinflusst. Demgegenüber können die Polarität und die Hydrophilie bzw. Lipophilie durch die geeignete Wahl des Kation/Anion-Paares variiert werden. Daher besteht grundsätzlicher Bedarf an neuen ionischen Flüssigkeiten, insbesondere mit neuen Anionen, mit variierten Eigenschaften, die zusätzliche Möglichkeiten hinsichtlich ihrer Verwendung ermöglichen. Die meisten ionischen Flüssigkeiten sind Onium-Salze. Die anorganischen Salze mit diesen neuen Anionen sind in der Regel ideale Ausgangsstoffe für die Synthese der Onium-Salze oder sie zeigen selbst auf technischen Gebieten, wie beispielsweise dem Gebiet der Katalyse, dem Gebiet der Leitsalze oder als Reagenzien, interessante Eigenschaften.The properties of ionic liquids, eg. As melting point, thermal and electrochemical stability, viscosity, are strongly influenced by the nature of the anion. In contrast, the polarity and hydrophilicity or lipophilicity can be varied by the appropriate choice of the cation / anion pair. Therefore, there is a fundamental need for new ionic liquids, especially with new anions, with varied properties that allow additional possibilities for their use. Most ionic liquids are onium salts. The inorganic salts with these new anions are generally ideal starting materials for the synthesis of onium salts or show interesting properties even in technical fields, such as the field of catalysis, the field of conductive salts or as reagents.
Salze mit Boratanionen sind aus vielen Veröffentlichungen bekannt.Salts with borate anions are known from many publications.
Tetracyanoboratsalze, Monofluorotricyanoborate und Difluorodicyanoborate mit organischen Kationen werden beispielsweise in
Monohydridotricyanoborate sind aus
Perfluoralkyltrifluoroborate sind beispielsweise aus
Oniumsalze mit Tetrahydridoboratanionen sind bei Raumtemperatur feste Verbindungen und sehr viel instabiler als entsprechende Tetrafluoroborate. Entsprechende Untersuchungen werden in
Versuche, die Verbindung Natriumtrifluormethyltrihydridoborat durch Umsetzung von Natriumtetrahydridoborat mit (CH3)3SiCF3 herzustellen, schlugen fehl, wie in
Es besteht weiterhin ein Bedarf an neuen Verbindungen, insbesondere als Komponenten in Elektrolytformulierungen für elektrochemische oder optoelektronische Vorrichtungen oder als Reduktionsmittel in der organischen Synthese, die hydrophob, wenig viskos, thermisch stabil, hydrolysestabil und elektrochemisch stabil sein sollten.There continues to be a need for new compounds, in particular as components in electrolyte formulations for electrochemical or optoelectronic devices or as reducing agents in organic synthesis, which should be hydrophobic, less viscous, thermally stable, hydrolysis-stable and electrochemically stable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgemäß die Bereitstellung alternativer Verbindungen, die beispielsweise mit geeigneten organischen Kationen die Eigenschaft von ionischen Flüssigkeiten zeigen und sich dadurch insbesondere als Elektrolytkomponente elektrochemischen oder optoelektronischen Vorrichtungen eignen, oder die sich beispielsweise mit anorganischen Kationen als Katalysatoren oder Reduktionsmitteln in der organischen Synthese, als Leitsalze oder zur Synthese der ionischen Flüssigkeiten eignen.Accordingly, it is an object of the present invention to provide alternative compounds which, for example with suitable organic cations, exhibit the property of ionic liquids and are therefore suitable in particular as electrolyte components for electrochemical or optoelectronic devices, or which are used, for example, with inorganic cations as catalysts or reducing agents in organic synthesis , as conductive salts or for the synthesis of ionic liquids.
Die vorliegende Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Verbindungen, dem Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung gelöst.The present object is achieved by the compounds according to the invention, the process for their preparation and their use.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (I), wie nachfolgend beschrieben, eine hohe elektrochemische Stabilität gegen anodischer Oxidation haben und gleichzeitig hydrophob und hydrolysestabil sind. Sie zeigen insbesondere gegenüber Cyanohydridoboraten eine höhere elektrochemische Stabilität gegen anodische Oxidation.Surprisingly, it has been found that the compounds of the formula (I) according to the invention, as described below, have a high electrochemical stability against anodic oxidation and are hydrophobic and hydrolysis stable at the same time. They show, in particular over Cyanohydridoboraten a higher electrochemical stability against anodic oxidation.
Ein erster Gegenstand der Erfindung sind somit Verbindungen der Formel (I),
n für eine ganze Zahl von 1 bis 12 steht,
m für 0, 1, 2, 3 oder 4 steht,
x für 1, 2 oder 3 steht und
Cat ein organisches oder anorganisches Kation bedeutet.A first subject of the invention are thus compounds of the formula (I)
n is an integer from 1 to 12,
m is 0, 1, 2, 3 or 4,
x is 1, 2 or 3 and
Cat means an organic or inorganic cation.
Eine Fluoralkylgruppe CnF(2n+1)-mHm mit 1 bis 12 C-Atomen entspricht einer geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei 1, 2, 3 oder 4 H-Atome durch F-Atome ersetzt sind. Eine bevorzugte Fluoralkylgruppe ist 2,2,2-Trifluorethyl.A fluoroalkyl group C n F (2n + 1) -m H m having 1 to 12 C atoms corresponds to a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 12 C atoms, wherein 1, 2, 3 or 4 H atoms by F atoms are replaced. A preferred fluoroalkyl group is 2,2,2-trifluoroethyl.
Eine Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen [CnF(2n+1)-mHm und m = 0] entspricht einer geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei alle H-Atome durch F-Atome ersetzt sind. Alkylgruppen mit 1 bis 12 C-Atomen sind beispielsweise Methyl, Ethyl, iso-Propyl, Propyl, Butyl, sec-Butyl oder tert-Butyl, Pentyl, 1-, 2- or 3-Methylbutyl, 1,1-, 1,2- or 2,2-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl, n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl oder n-Dodecyl. Sofern die Alkylgruppe nicht näher bezeichnet ist, handelt es sich um eine lineare Alkylgruppe.A perfluoroalkyl group having 1 to 12 C atoms [C n F (2n + 1) -m H m and m = 0] corresponds to a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 12 C atoms, where all H atoms are represented by F atoms are replaced. Alkyl groups having 1 to 12 C atoms are, for example, methyl, ethyl, isopropyl, propyl, butyl, sec-butyl or tert-butyl, pentyl, 1-, 2- or 3-methylbutyl, 1,1-, 1,2 or 2,2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, n-decyl, n-undecyl or n-dodecyl. Unless the alkyl group is unspecified, it is a linear alkyl group.
Bevorzugte Gruppen CnF(2n+1)-mHm sind jeweils unabhängig voneinander geradkettige oder verzweigte Perfluoralkylgruppen mit 1 bis 6 C-Atomen oder 2,2,2-Trifluorethyl.Preferred groups C n F (2n + 1) -m H m are each independently of one another straight-chain or branched perfluoroalkyl groups having 1 to 6 C atoms or 2,2,2-trifluoroethyl.
Bevorzugt steht n für 2, 3 oder 4. Besonders bevorzugt steht n für 2, 3 oder 4 und m für 0 oder 2.N is preferably 2, 3 or 4. n is particularly preferably 2, 3 or 4 and m is 0 or 2.
Ganz besonders bevorzugt steht CnF(2n+1)-mHm für Pentafluorethyl oder Nonafluorbutyl.Most preferably C n F (2n + 1) -m H m is pentafluoroethyl or nonafluorobutyl.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind demzufolge Verbindungen der Formel (I), wie zuvor beschrieben, wobei die Variable n für 2, 3 oder 4 steht.Another object of the invention are therefore compounds of formula (I), as described above, wherein the variable n is 2, 3 or 4.
Erfindungsgemäß bevorzugte Anionen der Verbindungen der Formel (I) sind beispielsweise
Pentafluorethyltrihydridoborat,
Heptafluorpropyltrihydridoborat,
Nonafluorbutyltrihydridoborat,
Pentafluorethyldihydridocyanoborat,
Heptafluorpropyldihydridocyanoborat,
Nonafluorbutyldihydridocyanoborat,
Pentafluorethylhydridodicyanoborat,
Heptafluorpropylhydridodicyanoborat,
Nonafluorbutylhydridodicyanoborat.Preferred anions of the compounds of the formula (I) according to the invention are, for example
Pentafluorethyltrihydridoborat,
Heptafluorpropyltrihydridoborat,
Nonafluorbutyltrihydridoborat,
Pentafluorethyldihydridocyanoborat,
Heptafluorpropyldihydridocyanoborat,
Nonafluorbutyldihydridocyanoborat,
Pentafluorethylhydridodicyanoborat,
Heptafluorpropylhydridodicyanoborat,
Nonafluorbutylhydridodicyanoborat.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen gegenüber den bekannten Hydridotricyanoboraten oder Dihydridodicyanoboraten eine ähnliche Hydrolysestabilität, besitzen jedoch gleichzeitig eine höhere Hydrophobizität und elektrochemische Stabilität.The compounds according to the invention show similar hydrolytic stability to the known hydridotricyanoborates or dihydridodicyanoborates, but at the same time have higher hydrophobicity and electrochemical stability.
Vorzugsweise handelt es sich bei den organischen Kationen der Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 oder 2 bedeutet, um organische Kationen ausgewählt aus der Gruppe umfassend Ammonium-, Sulfonium-, Oxonium-, Phosphonium-, Iodonium-, Tritylium-, Uronium-, Thiouronium-, Guanidiniumkationen oder um heterocyclische Kationen. Beispiele von organischen Kationen sind auch Polyammoniumionen mit einem Grad der Ladung 4. Bevorzugte organische Kationen für Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 oder 2 bedeutet, sind durch die Formeln (1) bis (10) mit den folgenden Definitionen repräsentiert.Preferably, the organic cations of the compounds of formula (I) wherein x is 1 or 2 are organic cations selected from the group consisting of ammonium, sulfonium, oxonium, phosphonium, iodonium, tritylium, Uronium, thiouronium, guanidinium cations or heterocyclic cations. Examples of organic cations are also polyammonium ions with a degree of charge 4. Preferred organic cations for compounds of formula (I) wherein x is 1 or 2 are represented by formulas (1) to (10) with the following definitions.
Bevorzugte Ammoniumkationen werden durch die Formel (1) beschrieben,
R0 jeweils unabhängig voneinander
- – H
- – OR1, mit der Bedingung, dass jeweils nur ein Substituent R0 OR1 bedeuten kann, oder
- – N(R1)2, mit der Bedingung, dass jeweils nur ein Substituent R0 N(R1)2 bedeuten kann, oder
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
- – gesättigtes oder teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
wobei ein oder zwei Substituenten R0 vollständig mit Halogen substituiert sein kann/können oder ein oder mehrere Substituenten R0 teilweise mit Halogen, -OR1, -CN, -N(R1)2, -C(O)OR1, -OC(O)R1, -OC(O)OR1, -C(O)R1, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -C(O)X, -SO3R1, -SO2X, -NO2, -SR1, -S(O)R1 und/oder -SO2R1 substituiert sein kann/können,
und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständige Kohlenstoffatome des Restes R0 jeweils unabhängig durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -C(O)-, -C(O)O-, -N+(R1)2-, -P(O)R1O-, -C(O)NR1-, -SO2NR1-, OP(O)R1O-, -P(O)(N(R1)2)NR1-, -P(R1)2=N- oder -P(O)R1- ersetzt sein können, worin R1 jeweils unabhängig voneinander für H; nicht oder teilweise fluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht und X jeweils unabhängig voneinander für Halogen steht.Preferred ammonium cations are described by the formula (1)
R 0 each independently
- - H
- - OR 1 , with the proviso that in each case only one substituent R 0 can mean OR 1 , or
- - N (R 1 ) 2 , with the proviso that in each case only one substituent R 0 can denote N (R 1 ) 2 , or
- Straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms,
- Straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds,
- Straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds,
- Saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- - aryl having 6 to 12 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
where one or two substituents R 0 can be completely substituted by halogen or one or more substituents R 0 are partially substituted by halogen, -OR 1 , -CN, -N (R 1 ) 2 , -C (O) OR 1 , - OC (O) R 1 , -OC (O) OR 1 , -C (O) R 1 , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -C (O) X, -SO 3 R 1 , -SO 2 X, -NO 2 , -SR 1 , -S (O) R 1 and / or -SO 2 R 1 may be substituted,
and wherein one or two non-adjacent and non-α-carbon atoms of the radical R 0 are each independently represented by atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, - SO 2 O-, -C (O) -, -C (O) O-, -N + (R 1 ) 2 -, -P (O) R 1 O-, -C (O) NR 1 -, - SO 2 NR 1 -, OP (O) R 1 O-, -P (O) (N (R 1 ) 2 ) NR 1 -, -P (R 1 ) 2 = N- or -P (O) R 1 - may be replaced, wherein R 1 are each independently H; non-or partially fluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl and each X is independently halogen.
Bevorzugte Sulfoniumkationen werden durch die Formel (2) und bevorzugte Oxoniumkationen werden durch die Formel (3) beschrieben,
R01 jeweils unabhängig voneinander
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-8 C-Atomen,
- – nicht substituiertes Aryl mit 6 bis 30 C-Atomen oder durch R1*, OR1, SR1, N(R1)2, CN oder Halogen substituiertes Aryl mit 6 bis 30 C-Atomen bedeutet, wobei im Fall der Sulfoniumkationen der Formel (2) die Substituenten R01 jeweils unabhängig voneinander auch (R''')2N bedeuten können,
R 01 each independently
- Straight-chain or branched alkyl having 1-8 C atoms,
- - Unsubstituted aryl having 6 to 30 carbon atoms or by R 1 * , OR 1 , SR 1 , N (R 1 ) 2 , CN or halogen-substituted aryl having 6 to 30 carbon atoms, wherein in the case of Sulfoniumkationen the Formula (2) the substituents R 01 can each independently also be (R ''') 2 N,
Bevorzugte Phosphoniumkationen werden durch die Formel (4) beschrieben,
R2 jeweils unabhängig voneinander
- – N(R1**)2
- – O(R1**), oder
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
- – gesättigtes oder teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann
wobei ein oder zwei Substituenten R2 vollständig mit Halogen substituiert sein kann/können oder ein oder mehrere Substituenten R2 teilweise mit Halogen, -OR1, -CN, -N(R1)2, -C(O)OR1, -OC(O)R1, -OC(O)OR1, -C(O)R1, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -C(O)X, -SO3R1, -SO2X, -NO2, -SR1, -S(O)R1 und/oder -SO2R1 substituiert sein kann/können,
und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständige Kohlenstoffatome des Restes R2 jeweils unabhängig durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -C(O)-, -C(O)O-, -N+(R1)2-, -P(O)R1O-, -C(O)NR1-, -SO2NR1-, -OP(O)R1O-, -P(O)(N(R1)2)NR1-, -P(R1)2=N- oder -P(O)R1- ersetzt sein können, worin R1 jeweils unabhängig voneinander für H; nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht und X jeweils unabhängig voneinander für Halogen steht und R1** jeweils unabhängig voneinander für nicht oder teilweise fluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C6-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht.Preferred phosphonium cations are described by the formula (4)
R 2 each independently
- - N (R 1 ** ) 2
- - O (R 1 ** ), or
- Straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms,
- Straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds,
- Straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds,
- Saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- - Aryl having 6 to 12 carbon atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms
where one or two substituents R 2 may be completely halogen-substituted or one or more substituents R 2 may be partially substituted by halogen, -OR 1 , -CN, -N (R 1 ) 2 , -C (O) OR 1 , - OC (O) R 1 , -OC (O) OR 1 , -C (O) R 1 , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -C (O) X, -SO 3 R 1 , -SO 2 X, -NO 2 , -SR 1 , -S (O) R 1 and / or -SO 2 R 1 may be substituted,
and wherein one or two non-adjacent and non-α-carbon atoms of the radical R 2 are each independently substituted by atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, - SO 2 O-, -C (O) -, -C (O) O-, -N + (R 1 ) 2 -, -P (O) R 1 O-, -C (O) NR 1 -, - SO 2 NR 1 -, -OP (O) R 1 O-, -P (O) (N (R 1 ) 2 ) NR 1 -, -P (R 1 ) 2 = N- or -P (O) R 1 - may be replaced, wherein R 1 are each independently H; not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; each unsubstituted or substituted phenyl, and each X is independently halogen and R 1 ** are each independently of one another unsubstituted or partially fluorinated straight or branched C 1 to C 6 alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl.
Bevorzugte Iodoniumkationen werden durch die Formel (5) beschrieben, wobei
die Arylgruppe Ar jeweils unabhängig voneinander Aryl mit 6 bis 30 C-Atomen bedeutet, die unsubstituiert oder jeweils unabhängig voneinander durch mindestens eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen, durch mindestens eine geradkettige oder verzweigte Alkenylgruppe mit 2 bis 20 C-Atomen und einer oder mehrerer Doppelbindungen, durch mindestens eine geradkettige oder verzweigte Alkinylgruppe mit 2 bis 20 C-Atomen und einer oder mehrerer Doppelbindungen, durch R1*, durch NO2, durch SR1, durch OR1, durch N(R1)2, durch CN und/oder durch Halogen substituiert sein kann und worin
R1 jeweils unabhängig voneinander für H; nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht und R1* jeweils unabhängig voneinander für nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C6-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht.Preferred iodonium cations are described by the formula (5) in which
each aryl group Ar is independently aryl having 6 to 30 carbon atoms which is unsubstituted or independently of one another by at least one straight-chain or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, by at least one straight-chain or branched alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms. Atoms and one or more double bonds, by at least one straight-chain or branched alkynyl group having 2 to 20 C atoms and one or more double bonds, by R 1 * , by NO 2 , by SR 1 , by OR 1 , by N (R 1 ) 2 , may be substituted by CN and / or by halogen and wherein
Each R 1 is independently H; not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl and R 1 * are each independently of one another not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 6 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl.
Bevorzugte Trityliumkationen werden durch die Formel (6) beschrieben, wobei
die Phenylgruppen Ph unsubstituiert oder jeweils unabhängig voneinander durch mindestens eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen, durch mindestens eine geradkettige oder verzweigte Alkenylgruppen mit 2 bis 20 C-Atomen und einer oder mehrerer Doppelbindungen, durch mindestens eine geradkettige oder verzweigte Alkinylgruppe mit 2 bis 20 C-Atomen und einer oder mehrerer Doppelbindungen, durch OR1, durch SR1, durch N(R1)2, durch CN und/oder durch Halogen substituiert sein kann und worin
R1 jeweils unabhängig voneinander für H; nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht.Preferred tritylium cations are described by the formula (6) in which
the phenyl groups Ph are unsubstituted or in each case independently of one another by at least one straight-chain or branched alkyl groups having 1 to 20 C atoms, by at least one straight-chain or branched alkenyl groups having 2 to 20 C atoms and one or more double bonds, by at least one straight-chain or branched alkynyl group may be substituted by 2 to 20 carbon atoms and one or more double bonds, by OR 1 , by SR 1 , by N (R 1 ) 2 , by CN and / or by halogen and wherein
Each R 1 is independently H; not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl.
Bevorzugte Uroniumkationen werden durch die Formel (7) und bevorzugte Thiouroniumkationen werden durch die Formel (8) beschrieben,
R3 bis R7 jeweils unabhängig voneinander
- – H oder N(R1*)2 oder
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
- – gesättigtes oder teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
wobei ein Substituent oder zwei Substituenten der Substituenten R3 bis R7 vollständig mit Halogen substituiert sein kann/können oder ein oder mehrere Substituenten R3, R4, R6 und R7 teilweise mit Halogen, -OR1, -CN, -N(R1)2, -C(O)OR1, -OC(O)R1, -OC(O)OR1, -C(O)R1, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -C(O)X, -SO3R1, -SO2X, -NO2, -SR1, -S(O)R1 und/oder -SO2R1 substituiert sein kann/können,
und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständige Kohlenstoffatome der Reste R3 bis R7 jeweils unabhängig durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -C(O)-, -C(O)O-, -N+(R1)2-, -P(O)R1O-, -C(O)NR1-, -SO2NR1-, -OP(O)R1O-, -P(O)(N(R1)2)NR1-, -P(R1)2=N- oder -P(O)R1- ersetzt sein können, worin R1 jeweils unabhängig voneinander für H; nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht, R1* jeweils unabhängig voneinander für nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht und X jeweils unabhängig voneinander für Halogen steht.Preferred uronium cations are represented by the formula (7), and preferred thiouronium cations are represented by the formula (8).
R 3 to R 7 are each independently
- - H or N (R 1 * ) 2 or
- Straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms,
- Straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds,
- Straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds,
- Saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- - aryl having 6 to 12 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
wherein a substituent or two substituents of the substituents R 3 to R 7 may be completely halogen-substituted or one or more substituents R 3 , R 4 , R 6 and R 7 are partially halogen, -OR 1 , -CN, -N (R 1 ) 2 , -C (O) OR 1 , -OC (O) R 1 , -OC (O) OR 1 , -C (O) R 1 , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -C (O) X, -SO 3 R 1 , -SO 2 X, -NO 2 , -SR 1 , -S (O) R 1 and / or -SO 2 R 1 can be substituted,
and wherein one or two non-adjacent and non-α-carbon atoms of R 3 to R 7 are each independently selected from atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, -SO 2 O-, -C (O) -, -C (O) O-, -N + (R 1 ) 2 -, -P (O) R 1 O-, -C (O) NR 1 -, -SO 2 NR 1 -, -OP (O) R 1 O-, -P (O) (N (R 1 ) 2 ) NR 1 -, -P (R 1 ) 2 = N- or -P ( O) R 1 - may be replaced, wherein R 1 are each independently H; not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl, each R 1 * is independently or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl and each X is independently halogen.
Bevorzugte Guanidiniumkationen werden durch die Formel (9) beschrieben,
R8 bis R13 jeweils unabhängig voneinander
- – H, CN, OR1* oder N(R1*)2,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
- – gesättigtes oder teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
wobei ein Substituent oder zwei Substituenten der Substituenten R8 bis R13 vollständig mit Halogen substituiert sein kann/können oder ein oder mehrere Substituenten R8 bis R13 teilweise mit Halogen, -OR1, -CN, -N(R1)2, -C(O)OR1, -OC(O)R1, -OC(O)OR1, -C(O)R1, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -C(O)X, -SO3R1, -SO2X, -NO2, -SR1, -S(O)R1 und/oder -SO2R1 substituiert sein kann/können,
und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständige Kohlenstoffatome der Reste R8 bis R13 jeweils unabhängig durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -C(O)-, -C(O)O-, -N+(R1)2-, -P(O)R1O-, -C(O)NR1-, -SO2NR1-, -OP(O)R1O-, -P(O)(N(R1)2)NR1-, -P(R1)2=N- oder -P(O)R1- ersetzt sein können, worin R1 jeweils unabhängig voneinander für H; nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht, X jeweils unabhängig voneinander für Halogen steht und R1* für nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht.Preferred guanidinium cations are described by the formula (9)
R 8 to R 13 are each independently
- H, CN, OR 1 * or N (R 1 * ) 2 ,
- Straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms,
- Straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds,
- Straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds,
- Saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- - aryl having 6 to 12 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
where one substituent or two substituents of the substituents R 8 to R 13 can be completely substituted by halogen or one or more substituents R 8 to R 13 are partially substituted by halogen, -OR 1 , -CN, -N (R 1 ) 2 , -C (O) OR 1 , -OC (O) R 1 , -OC (O) OR 1 , -C (O) R 1 , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -C (O) X, -SO 3 R 1 , -SO 2 X, -NO 2 , -SR 1 , -S (O) R 1 and / or -SO 2 R 1 may be substituted / can .
and wherein one or two non-adjacent and non-α-carbon atoms of R 8 to R 13 are each independently selected from atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, -SO 2 O-, -C (O) -, -C (O) O-, -N + (R 1 ) 2 -, -P (O) R 1 O-, -C (O) NR 1 -, -SO 2 NR 1 -, -OP (O) R 1 O-, -P (O) (N (R 1 ) 2 ) NR 1 -, -P (R 1 ) 2 = N- or -P ( O) R 1 - may be replaced, wherein R 1 are each independently H; not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; each unsubstituted or substituted phenyl, each X is independently halogen and R 1 * is not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl.
Bevorzugte heterocyclische Kationen werden durch die Formel (10) beschrieben
- – H,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen, welche auch fluoriert oder perfluoriert sein können,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen, welche auch fluoriert oder perfluoriert sein können,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen, welche auch fluoriert sein können,
- – gesättigtes oder teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Heteroaryl, Heteroaryl-C1-C6-alkyl oder Aryl-C1-C6-alkyl,
wobei der Substituent R2' jeweils unabhängig voneinander noch die Bedeutung F, Cl, Br, I, -CN, OR1, -N(R1)2, -P(O)(R1)2, -P(O)(OR1)2, -P(O)(N(R1)2)2, -C(O)R1, -C(O)OR1, -C(O)X, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -SO3R1, -SO2X, -SR1, -S(O)R1, -SO2R1 und/oder NO2 haben kann, unter der Bedingung, dass die Substituenten R1', R3' und R4' in diesem Fall unabhängig voneinander H und/oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen und/oder geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2 bis 20 C-Atomen bedeuten,
wobei die Substituenten R1', R2', R3' und/oder R4' zusammen ein Ringsystem bilden können,
wobei ein, zwei oder drei Substituenten R1' bis R4', aber nicht gleichzeitig R1' und R4', vollständig mit Halogen substituiert sein können oder ein oder mehrere der Substituenten R1' bis R4' teilweise mit Halogen, -OR1, -CN, -N(R1)2, -C(O)OR1, -OC(O)R1, -OC(O)OR1, -C(O)R1, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -C(O)X, -SO3H, -SO2X, -NO2, -SR1, -S(O)R1 und/oder -SO2R1 substituiert sein können,
und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständige Kohlenstoffatome der Reste R1' bis R4' jeweils unabhängig durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -C(O)-, -C(O)O-, -N+(R1)2-, -P(O)R1O-, -C(O)NR1-, -SO2NR1-, -OP(O)R1O-, -P(O)(N(R1)2)NR1-, -P(R1)2=N- oder -P(O)R1- ersetzt sein können, worin R1 jeweils unabhängig voneinander für H; nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht und X jeweils unabhängig voneinander für Halogen steht.Preferred heterocyclic cations are described by the formula (10)
- - H,
- Straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms, which may also be fluorinated or perfluorinated,
- Straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds, which may also be fluorinated or perfluorinated,
- Straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds, which may also be fluorinated,
- Saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- - aryl having 6 to 12 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- Saturated, partially or completely unsaturated heteroaryl, heteroaryl-C 1 -C 6 -alkyl or aryl-C 1 -C 6 -alkyl,
where the substituent R 2 'is each independently of one another the meaning F, Cl, Br, I, -CN, OR 1 , -N (R 1 ) 2 , -P (O) (R 1 ) 2 , -P (O) (OR 1 ) 2 , -P (O) (N (R 1 ) 2 ) 2 , -C (O) R 1 , -C (O) OR 1 , -C (O) X, -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -SO 3 R 1 , -SO 2 X, -SR 1 , -S (O) R 1 , -SO 2 R 1 and / or NO 2 have can, under the condition that the substituents R 1 ' , R 3' and R 4 ' in this case independently H and / or straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms and / or straight-chain or branched alkenyl with 2 to 20 C atoms mean
where the substituents R 1 ' , R 2' , R 3 ' and / or R 4' together can form a ring system,
where one, two or three substituents R 1 ' to R 4' , but not simultaneously R 1 ' and R 4' , may be completely substituted by halogen or one or more of the substituents R 1 ' to R 4' are partially substituted by halogen, OR 1 , -CN, -N (R 1 ) 2 , -C (O) OR 1 , -OC (O) R 1 , -OC (O) OR 1 , -C (O) R 1 , -C (O ) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -C (O) X, -SO 3 H, -SO 2 X, -NO 2 , -SR 1 , -S (O) R 1 and / or -SO 2 R 1 may be substituted,
and wherein one or two non-adjacent and non-α-carbon atoms of the radicals R 1 ' to R 4' are each independently substituted by atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -S-, -S (O) -, - SO 2 -, -SO 2 O-, -C (O) -, -C (O) O-, -N + (R 1 ) 2 -, -P (O) R 1 O-, -C (O) NR 1 -, -SO 2 NR 1 -, -OP (O) R 1 O-, -P (O) (N (R 1 ) 2 ) NR 1 -, -P (R 1 ) 2 = N- or - P (O) R 1 - may be replaced, wherein R 1 are each independently H; not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl and each X is independently halogen.
Halogen bedeutet F, Cl, Br oder I, bevorzugt F, Cl oder Br, ganz besonders bevorzugt F oder Cl. Halogen is F, Cl, Br or I, preferably F, Cl or Br, most preferably F or Cl.
Bevorzugte organische Kationen für Verbindungen der Formel (I), in denen x für 3 steht, sind organische Kationen der Formeln (1), (4), (7) bis (10) mit den folgenden Definitionen:
Bevorzugte Ammoniumkationen für Verbindungen der Formel (I), in denen x für 3 steht, werden durch die Formel (1) beschrieben,
R0 jeweils unabhängig voneinander
- – OR1* bedeutet, mit der Bedingung, dass jeweils nur ein Substituent R0 OR1* bedeuten kann, oder
- – N(R1*)2 bedeutet, mit der Bedingung, dass jeweils nur ein Substituent R0 N(R1*)2 bedeuten kann, oder
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
- – gesättigtes oder teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
wobei ein oder zwei Substituenten R0 vollständig mit Halogen substituiert sein kann/können oder ein oder mehrere Substituenten R0 teilweise mit Halogen, -OR1*, -CN, -N(R1)2, -C(O)OR1*, -OC(O)R1*, -OC(O)OR1*, -C(O)R1*, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -SO2X, -SR1*, -S(O)R1* und/oder -SO2R1* substituiert sein kann/können, und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständige Kohlenstoffatome des Restes R0 jeweils unabhängig durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -C(O)-, -C(O)O-, -N+(R1*)2-, -P(O)R1*O-, -C(O)NR1*-, -SO2NR1 *-, -OP(O)R1*O-, -P(O)(N(R1)2)NR1*-, -P(R1*)2=N- oder -P(O)R1*- ersetzt sein können,
wobei
R1 jeweils unabhängig voneinander für H nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht,
R1* jeweils unabhängig voneinander für nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht und X jeweils unabhängig voneinander für Halogen steht.Preferred organic cations for compounds of the formula (I) in which x is 3 are organic cations of the formulas (1), (4), (7) to (10) with the following definitions:
Preferred ammonium cations for compounds of the formula (I) in which x is 3 are described by the formula (1)
R 0 each independently
- - OR 1 * means with the condition that in each case only one substituent R 0 can mean OR 1 * , or
- - N (R 1 * ) 2 , with the condition that only one substituent R 0 N (R 1 * ) 2 may mean, or
- Straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms,
- Straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds,
- Straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds,
- Saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- - aryl having 6 to 12 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
where one or two substituents R 0 can be completely halogen-substituted or one or more substituents R 0 can be partially substituted by halogen, -OR 1 * , -CN, -N (R 1 ) 2 , -C (O) OR 1 * , -OC (O) R 1 * , -OC (O) OR 1 * , -C (O) R 1 * , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -SO 2 X, -SR 1 * , -S (O) R 1 * and / or -SO 2 R 1 * can be substituted, and wherein one or two non-adjacent and non-α-carbon atoms of the radical R 0 each independently selected by atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, -SO 2 O-, - C (O) -, -C (O) O-, -N + (R 1 * ) 2 -, -P (O) R 1 * O-, -C (O) NR 1 * -, -SO 2 NR 1 * , -OP (O) R 1 * O-, -P (O) (N (R 1 ) 2 ) NR 1 * -, -P (R 1 * ) 2 = N- or -P (O) R 1 * - can be replaced,
in which
R 1 are each independently of one another not H or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl,
R 1 * are each independently of one another not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl and each X is independently halogen.
Bevorzugte Phosphoniumkationen für Verbindungen der Formel (I), in denen x für 3 steht, werden durch die Formel (4) beschrieben,
R2 jeweils unabhängig voneinander
- – N(R1**)2
- – O(R1**), oder
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
- – gesättigtes oder teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann
wobei ein oder zwei Substituenten R2 vollständig mit Halogen substituiert sein kann/können oder ein oder mehrere Substituenten R2 teilweise mit Halogen, -OR1*, -CN, -N(R1)2, -C(O)OR1*, -OC(O)R1*, -OC(O)OR1*, -C(O)R1*, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -SO2X, -SR1*, -S(O)R1* und/oder -SO2R1* substituiert sein kann/können,
und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständige Kohlenstoffatome des Restes R2 jeweils unabhängig durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -C(O)-, -C(O)O-, -N+(R1*)2-, -P(O)R1O-, -C(O)NR1*-, -SO2NR1*-, -OP(O)R1*O-, -P(O)(N(R1)2)NR1*-, -P(R1*)2=N- oder -P(O)R1*- ersetzt sein können,
wobei
R1 jeweils unabhängig voneinander für H nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht,
R1* jeweils unabhängig voneinander für nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht,
R1** jeweils unabhängig voneinander für nicht oder teilweise fluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C6-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht und X jeweils unabhängig voneinander für Halogen steht.Preferred phosphonium cations for compounds of the formula (I) in which x is 3 are described by the formula (4),
R 2 each independently
- - N (R 1 ** ) 2
- - O (R 1 ** ), or
- Straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms,
- Straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds,
- Straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds,
- Saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- - Aryl having 6 to 12 carbon atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms
where one or two substituents R 2 can be completely substituted by halogen or one or more substituents R 2 can be partially substituted by halogen, -OR 1 * , -CN, -N (R 1 ) 2 , -C (O) OR 1 * , -OC (O) R 1 * , -OC (O) OR 1 * , -C (O) R 1 * , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -SO 2 X, -SR 1 * , -S (O) R 1 * and / or -SO 2 R 1 * may be substituted,
and wherein one or two non-adjacent and non-α-carbon atoms of the radical R 2 are each independently substituted by atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, - SO 2 O-, -C (O) -, -C (O) O-, -N + (R 1 * ) 2 -, -P (O) R 1 O-, -C (O) NR 1 * - , -SO 2 NR 1 * -, -OP (O) R 1 * O-, -P (O) (N (R 1 ) 2 ) NR 1 * -, -P (R 1 * ) 2 = N- or -P (O) R 1 * - can be replaced,
in which
R 1 are each independently of one another not H or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl,
R 1 * are each independently of one another not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl,
R 1 ** are each independently of one another unsubstituted or partially fluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 6 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl and each X is independently halogen.
Bevorzugte Uroniumkationen oder Thiouroniumkationen für Verbindungen der Formel (I), in denen x für 3 steht, werden durch die Formel (7) und (8) beschrieben,
R3 bis R7 jeweils unabhängig voneinander
- – N(R1*)2 bedeuten, oder
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
- – gesättigtes oder teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
wobei ein Substituent oder zwei Substituenten der Substituenten R3 bis R7 vollständig mit Halogen substituiert sein kann/können oder ein oder mehrere Substituenten R3, R4, R6 und R7 teilweise mit Halogen, -OR1*, -CN, -N(R1*)2, -C(O)OR1*, -OC(O)R1*, -OC(O)OR1*, -C(O)R1*, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -SO2X, -SR1*, -S(O)R1* und/oder -SO2R1* substituiert sein kann/können,
und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständige Kohlenstoffatome der Reste R3 bis R7 jeweils unabhängig durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -C(O)-, -C(O)O-, -N+(R1*)2-, -P(O)R1*O-, -C(O)NR1*-, -SO2NR1*-, -OP(O)R1*O-, -P(O)(N(R1)2)NR1*-, -P(R1*)2=N- oder -P(O)R1*- ersetzt sein können,
wobei
R1 jeweils unabhängig voneinander für H nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht,
R1* jeweils unabhängig voneinander für nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht und X jeweils unabhängig voneinander für Halogen steht.Preferred uronium cations or thiouronium cations for compounds of the formula (I) in which x is 3 are described by the formulas (7) and (8),
R 3 to R 7 are each independently
- - N (R 1 * ) 2 , or
- Straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms,
- Straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds,
- Straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds,
- Saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- - aryl having 6 to 12 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
where one substituent or two substituents of the substituents R 3 to R 7 can be completely substituted by halogen or one or more substituents R 3 , R 4 , R 6 and R 7 are partially substituted by halogen, -OR 1 * , -CN, - N (R 1 * ) 2 , -C (O) OR 1 * , -OC (O) R 1 * , -OC (O) OR 1 * , -C (O) R 1 * , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -SO 2 X, -SR 1 * , -S (O) R 1 * and / or -SO 2 R 1 * may be substituted,
and wherein one or two non-adjacent and non-α-carbon atoms of R 3 to R 7 are each independently selected from atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, -SO 2 O-, -C (O) -, -C (O) O-, -N + (R 1 * ) 2 -, -P (O) R 1 * O-, -C (O) NR 1 * -, -SO 2 NR 1 * -, -OP (O) R 1 * O-, -P (O) (N (R 1 ) 2 ) NR 1 * -, -P (R 1 * ) 2 = N- or -P (O) R 1 * - can be replaced,
in which
R 1 are each independently of one another not H or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl,
R 1 * are each independently of one another not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl and each X is independently halogen.
Bevorzugte Guanidiniumkationen für Verbindungen der Formel (I), in denen x für 3 steht, werden durch die Formel (9) beschrieben,
R8 bis R13 jeweils unabhängig voneinander
- – CN, OR1* oder N(R1*)2,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen,
- – gesättigtes oder teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
wobei ein Substituent oder zwei Substituenten der Substituenten R8 bis R13 vollständig mit Halogen substituiert sein kann/können oder ein oder mehrere Substituenten R8 bis R13 teilweise mit Halogen, -OR1*, -CN, -N(R1*)2, -C(O)OR1*, -OC(O)R1*, -OC(O)OR1*, -C(O)R1*, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -SO2X, -SR1*, -S(O)R1* und/oder -SO2R1* substituiert sein kann/können,
und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständige Kohlenstoffatome der Reste R8 bis R13 jeweils unabhängig durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -C(O)-, -C(O)O-, -N+(R1*)2-, -P(O)R1*O-, -C(O)NR1*-, -SO2NR1*-, -OP(O)R1*O-, -P(O)(N(R1)2)NR1*-, -P(R1*)2=N- oder -P(O)R1*- ersetzt sein können,
wobei
R1 jeweils unabhängig voneinander für H nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht,
R1* jeweils unabhängig voneinander für nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht und X jeweils unabhängig voneinander für Halogen steht.Preferred guanidinium cations for compounds of the formula (I) in which x is 3 are described by the formula (9),
R 8 to R 13 are each independently
- CN, OR 1 * or N (R 1 * ) 2 ,
- Straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms,
- Straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds,
- Straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds,
- Saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- - aryl having 6 to 12 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
where one substituent or two substituents of the substituents R 8 to R 13 can be completely substituted by halogen or one or more substituents R 8 to R 13 are partially substituted by halogen, -OR 1 * , -CN, -N (R 1 * ) 2 , -C (O) OR 1 * , -OC (O) R 1 * , -OC (O) OR 1 * , -C (O) R 1 * , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -SO 2 X, -SR 1 * , -S (O) R 1 * and / or -SO 2 R 1 * may be substituted,
and wherein one or two non-adjacent and non-α-carbon atoms of R 8 to R 13 are each independently selected from atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -S-, -S (O) -, -SO 2 -, -SO 2 O-, -C (O) -, -C (O) O-, -N + (R 1 * ) 2 -, -P (O) R 1 * O-, -C (O) NR 1 * -, -SO 2 NR 1 * -, -OP (O) R 1 * O-, -P (O) (N (R 1 ) 2 ) NR 1 * -, -P (R 1 * ) 2 = N- or -P (O) R 1 * - can be replaced,
in which
R 1 are each independently of one another not H or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl,
R 1 * are each independently of one another not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl and each X is independently halogen.
Bevorzugte heterocyclische Kationen für Verbindungen der Formel (I), in denen x für 3 steht, werden durch die Formel (10) beschrieben,
- – H bedeuten, wobei H für R1' und R4' ausgeschlossen ist,
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-20 C-Atomen bedeuten, welche auch fluoriert oder perfluoriert sein können, oder
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen bedeuten, welche auch fluoriert oder perfluoriert sein können, oder
- – geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2-20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen bedeuten, welche auch fluoriert sein können,
- – gesättigtes oder teilweise ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen, das mit geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1-6 C-Atomen substituiert sein kann,
- – gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Heteroaryl, Heteroaryl-C1-C6-alkyl oder Aryl-C1-C6-alkyl,
wobei der Substituent R2' jeweils unabhängig voneinander noch die Bedeutung F, Cl, Br, I, -CN, OR1*, -N(R1)2, -P(O)(R1*)2, -P(O)(OR1*)2, -P(O)(N(R1*)2)2, -C(O)R1*, -C(O)OR1*, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -SO2X, -SR1*, -S(O)R1*, und/oder -SO2R1 haben kann, unter der Bedingung, dass die Substituenten R1' und R4' in diesem Fall unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen und/oder geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2 bis 20 C-Atomen bedeuten und dass in diesem Fall der Substituent R3' unabhängig von den Substituenten R1' und R4' H und/oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen und/oder geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2 bis 20 C-Atomen bedeutet,
wobei die Substituenten R1', R2', R3' und/oder R4' zusammen ein Ringsystem bilden können,
wobei ein, zwei oder drei Substituenten R1' bis R4', aber nicht gleichzeitig R1' und R4', vollständig mit Halogen substituiert sein können oder ein oder mehrere der Substituenten R1' bis R4' teilweise mit Halogen, -OR1*, -CN, -N(R1)2, -C(O)OR1*, -OC(O)R1*, -OC(O)OR1*, -C(O)R1*, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -SO2X, -SR1*, -S(O)R1* und/oder -SO2R1* substituiert sein können,
und wobei ein oder zwei nicht benachbarte und nicht α-ständige Kohlenstoffatome der Reste R1' bis R4' jeweils unabhängig durch Atome und/oder Atomgruppierungen ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO2O-, -C(O)-, -C(O)O-, -N+(R1*)2-, -P(O)R1*O-, -C(O)NR1*-, -SO2NR1*-, -OP(O)R1*O-, -P(O)(N(R1)2)NR1*-, -P(R1*)2=N- oder -P(O)R1*- ersetzt sein können
wobei
R1 jeweils unabhängig voneinander für H nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht,
R1* jeweils unabhängig voneinander für nicht oder teilweise oder perfluoriertes geradkettiges oder verzweigtes C1- bis C18-Alkyl; C3- bis C7-Cycloalkyl; unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl steht,
R''' jeweils unabhängig voneinander für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen steht,
X jeweils unabhängig voneinander für Halogen steht.Preferred heterocyclic cations for compounds of the formula (I) in which x is 3 are described by the formula (10),
- - H, where H is excluded for R 1 ' and R 4' ,
- - represent straight-chain or branched alkyl having 1-20 C atoms, which may also be fluorinated or perfluorinated, or
- - denote straight-chain or branched alkenyl having 2-20 C atoms and one or more double bonds, which may also be fluorinated or perfluorinated, or
- Represent straight-chain or branched alkynyl having 2-20 C atoms and one or more triple bonds, which may also be fluorinated,
- Saturated or partially unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- - aryl having 6 to 12 C atoms, which may be substituted by straight-chain or branched alkyl groups having 1-6 C atoms,
- Saturated, partially or completely unsaturated heteroaryl, heteroaryl-C 1 -C 6 -alkyl or aryl-C 1 -C 6 -alkyl,
wherein the substituent R 2 ' each independently of one another nor the meaning F, Cl, Br, I, -CN, OR 1 * , -N (R 1 ) 2 , -P (O) (R 1 * ) 2 , -P ( O) (OR 1 * ) 2 , -P (O) (N (R 1 * ) 2 ) 2 , -C (O) R 1 * , -C (O) OR 1 * , -C (O) N ( R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -SO 2 X, -SR 1 * , -S (O) R 1 * , and / or -SO 2 R 1 may have, under the condition that the substituents R 1 ' and R 4' in this case independently of one another denote straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms and / or straight-chain or branched alkenyl having 2 to 20 C atoms and that in this case the substituent R 3 ' independently of the substituents R 1 ' and R 4' denotes H and / or straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms and / or straight-chain or branched alkenyl having 2 to 20 C atoms,
where the substituents R 1 ' , R 2' , R 3 ' and / or R 4' together can form a ring system,
where one, two or three substituents R 1 ' to R 4' , but not simultaneously R 1 ' and R 4' , may be completely substituted by halogen or one or more of the substituents R 1 ' to R 4' are partially substituted by halogen, OR 1 * , -CN, -N (R 1 ) 2 , -C (O) OR 1 * , -OC (O) R 1 * , -OC (O) OR 1 * , -C (O) R 1 * , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -SO 2 X, -SR 1 * , -S (O) R 1 * and / or -SO 2 R 1 * can be substituted
and wherein one or two non-adjacent and non-α-carbon atoms of the radicals R 1 ' to R 4' are each independently substituted by atoms and / or atomic groups selected from the group -O-, -S-, -S (O) -, - SO 2 -, -SO 2 O-, -C (O) -, -C (O) O-, -N + (R 1 * ) 2 -, -P (O) R 1 * O-, -C ( O) NR 1 * -, -SO 2 NR 1 * -, -OP (O) R 1 * O-, -P (O) (N (R 1 ) 2 ) NR 1 * -, -P (R 1 * ) 2 = N- or -P (O) R 1 * - may be replaced
in which
R 1 are each independently of one another not H or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl,
R 1 * are each independently of one another not or partially or perfluorinated straight-chain or branched C 1 - to C 18 -alkyl; C 3 to C 7 cycloalkyl; unsubstituted or substituted phenyl,
R '''each independently of one another represents straight-chain or branched alkyl having 1 to 6 C atoms,
Each X is independently halogen.
Eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 18 C-Atomen ist beispielsweise Methyl, Ethyl, Isopropyl, Propyl, Butyl, sec-Butyl or tert-Butyl, weiterhin Pentyl, 1-, 2- or 3-Methylbutyl, 1,1-, 1,2- or 2,2-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl, n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tridecyl, n-Tetracecyl, n-Pentadecyl, n-Hexadecyl, n-Heptadecyl oder n-Octadecyl. Eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen besteht daher aus den genannten Alkylgruppen mit 1 bis 18 C-Atomen plus n-Nonadecyl oder n-Eicosyl. In einer teilweise fluorierten Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen besitzt die Alkylgruppe mindestens ein F-Atom, es dürfen jedoch nicht alle H-Atome durch F-Atome ersetzt sein.A straight-chain or branched alkyl group having 1 to 18 C atoms is, for example, methyl, ethyl, isopropyl, propyl, butyl, sec-butyl or tert-butyl, furthermore pentyl, 1-, 2- or 3-methylbutyl, 1,1-, 1,2 or 2,2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, n-decyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, n-tetra-acyl , n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl or n-octadecyl. A straight-chain or branched alkyl group having 1 to 20 C atoms therefore consists of the stated alkyl groups having 1 to 18 C atoms plus n-nonadecyl or n-eicosyl. In a partially fluorinated alkyl group with 1 to 20 C atoms, the alkyl group has at least one F atom, but not all H atoms must be replaced by F atoms.
Unter einer Perfluoralkylgruppe versteht man eine Alkylgruppe, deren H-Atome vollständig durch F-Atome ersetzt sind. Beispiele sind zuvor beschrieben.By a perfluoroalkyl group is meant an alkyl group whose H atoms are completely replaced by F atoms. Examples are described above.
Ein geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2 bis 20 C-Atomen, wobei neben der mindestens einen Doppelbindung auch mehrere Doppelbindungen vorhanden sein können, ist beispielsweise Allyl, 2- oder 3-Butenyl, Isobutenyl, sec-Butenyl, ferner 4-Pentenyl, iso-Pentenyl, Hexenyl, Heptenyl, Octenyl, -C9H17, -C10H19 bis -C20H39; vorzugsweise Allyl, 2- oder 3-Butenyl, Isobutenyl, sec-Butenyl, ferner bevorzugt ist 4-Pentenyl, iso-Pentenyl, Hexenyl oder Decen-9-yl.A straight-chain or branched alkenyl having 2 to 20 C atoms, where not only the at least one double bond but also a plurality of double bonds may be present, is for example allyl, 2- or 3-butenyl, isobutenyl, sec-butenyl, furthermore 4-pentenyl, iso- Pentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, -C 9 H 17 , -C 10 H 19 to -C 20 H 39 ; preferably allyl, 2- or 3-butenyl, isobutenyl, sec-butenyl, furthermore preferred is 4-pentenyl, iso-pentenyl, hexenyl or decen-9-yl.
Ein geradkettiges oder verzweigtes Alkinyl mit 2 bis 20 C-Atomen, wobei neben der mindestens einen Dreifachbindung auch mehrere Dreifachbindungen vorhanden sein können, ist beispielsweise Ethinyl, 1- oder 2-Propinyl, 2- oder 3-Butinyl, ferner 4-Pentinyl, 3-Pentinyl, Hexinyl, Heptinyl, Octinyl, -C9H15, -C10H17 bis -C20H37, vorzugsweise Ethinyl, 1- oder 2-Propinyl, 2- oder 3-Butinyl, 4-Pentinyl, 3-Pentinyl oder Hexinyl.A straight-chain or branched alkynyl having 2 to 20 C atoms, in which not only the at least one triple bond but also multiple triple bonds may be present, is, for example, ethynyl, 1- or 2-propynyl, 2- or 3-butynyl, furthermore 4-pentynyl, 3 Pentynyl, hexynyl, heptynyl, octynyl, -C 9 H 15 , -C 10 H 17 to -C 20 H 37 , preferably ethynyl, 1- or 2-propynyl, 2- or 3-butynyl, 4-pentynyl, 3 Pentynyl or hexynyl.
Unsubstituierte gesättigte oder teilweise ungesättigte Cycloalkylgruppen mit 3-7 C-Atomen sind daher Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclopentenyl, Cyclohexenyl oder Cycloheptenyl, welche mit C1- bis C6-Alkylgruppen substituiert sein können, wobei wiederum die Cycloalkylgruppe oder die mit C1- bis C6-Alkylgruppen substituierte Cycloalkylgruppe auch mit Halogenatomen wie F, Cl, Br oder I, insbesondere F oder Cl, oder mit -OR1, -CN, -C(O)NR1 2, -SO2NR1 2 substituiert sein kann, wobei R1 eine zuvor angegebene Bedeutung hat.Unsubstituted saturated or partially unsaturated cycloalkyl groups having 3-7 C atoms are therefore cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl or cycloheptenyl, which may be substituted by C 1 - to C 6 -alkyl groups, again the cycloalkyl group or the cycloalkyl group substituted with C 1 to C 6 alkyl groups also having halogen atoms such as F, Cl, Br or I, in particular F or Cl, or with -OR 1 , -CN, -C (O) NR 1 2 , -SO 2 NR 1 2 may be substituted, wherein R 1 has a meaning given above.
Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen bezeichnet eine Arylgruppe mit 6 bis 12-C-Atomen und ist beispielsweise Phenyl, Naphthyl oder Anthracenyl, die unsubstituiert oder durch eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen substituiert sein kann. Die Substitution kann einfach oder mehrfach durch die angegebenen Substituenten erfolgen und ist vorzugsweise einfach. Vorzugsweise ist die Phenylgruppe in der 4-Position substituiert. Bevorzugt ist Aryl mit 6 bis 12 C-Atomen Phenyl, das mit mindestens einer geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen substituiert sein kann. Im Fall der Sulfoniumkationen der Formel (2) ist die Phenylgruppe vorzugsweise mit SR1 substituiert, wobei R1 eine zuvor angegebene Bedeutung hat.Aryl having 6 to 12 carbon atoms denotes an aryl group having 6 to 12 carbon atoms and is, for example, phenyl, naphthyl or anthracenyl, which may be unsubstituted or substituted by a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The substitution may be one or more times by the specified substituents and is preferably simple. Preferably, the phenyl group is substituted in the 4-position. Aryl having 6 to 12 C atoms is preferably phenyl which may be substituted by at least one straight-chain or branched alkyl group having 1 to 6 C atoms. In the case of the sulfonium cations of the formula (2), the phenyl group is preferably substituted by SR 1 , where R 1 has the meaning given above.
Aryl mit 6 bis 30 C-Atomen bezeichnet eine Arylgruppe mit 6 bis 30 C-Atomen und ist eine aromatische Gruppe mit einem gemeinsamen aromatischen Elektronensystem mit 6 bis 30 C-Atomen, gegebenenfalls einfach oder mehrfach durch R1*, OR1, N(R1)2, CN, NO2 oder Halogen substituiert. Eine Arylgruppe mit 6 bis 34 C-Atomen, vorzugsweise mit 6 bis 24 C-Atomen, ist vorzugsweise durch R1*, OR1, N(R1)2, CN oder Halogen substituiertes oder unsubstituiertes 1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-Phenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 6-, 7- oder 8-Naphthyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 6-, 7- oder 8-Phenanthrenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9- oder 10-Anthracenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11- oder 12-Tetracenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11- oder 12-Benzo[a]anthracenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11-, 12-, 13- oder 15-Pentacenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11- oder 12-Chrysenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9- oder 10-Pyrenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11- oder 12-Benzo[a]pyrenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Azulenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9- oder 10-Fluoranthenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11- oder 12-Perylenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Indenyl oder 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Fluorenyl. R1 und R1* haben eine zuvor angegebene Bedeutung.Aryl having 6 to 30 C atoms denotes an aryl group having 6 to 30 C atoms and is an aromatic group having a common aromatic electron system having 6 to 30 C atoms, optionally mono- or polysubstituted by R 1 * , OR 1 , N ( R 1 ) 2 , CN, NO 2 or halogen substituted. An aryl group having 6 to 34 C atoms, preferably having 6 to 24 C atoms, is preferably substituted by R 1 * , OR 1 , N (R 1 ) 2 , CN or halogen substituted or unsubstituted 1, 2, 3 , 4-, 5- or 6-phenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 6-, 7- or 8-naphthyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 6-, 7- or 8-phenanthrenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9- or 10-anthracenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9 -, 10-, 11- or 12-tetracenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11- or 12-benzo [a ] anthracenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11-, 12-, 13- or 15-pentacenyl, 1-, 2 -, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11- or 12-chrysenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- , 7-, 8-, 9- or 10-pyrenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11- or 12-benzo [a] pyrenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- or 8-azulenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- , 8-, 9- or 10-fluoro-phenyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11- or 12-perylenyl, 1- , 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-indenyl or 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- or 9-fluorenyl. R 1 and R 1 * have the meaning given above.
Aryl-C1-C6-alkyl bedeutet beispielsweise Benzyl, Phenylethyl, Phenylpropyl, Phenylbutyl, Phenylpentyl oder Phenylhexyl, wobei sowohl der Phenylring als auch die Alkylenkette, wie zuvor beschrieben teilweise oder vollständig mit Halogenen, insbesondere -F und/oder -Cl, oder teilweise mit -OR1, -NR1 2, -CN, -C(O)NR1 2, -SO2NR1 2 substituiert sein können, wobei R1 eine zuvor beschriebene Bedeutung hat.Aryl-C 1 -C 6 -alkyl is, for example, benzyl, phenylethyl, phenylpropyl, phenylbutyl, phenylpentyl or phenylhexyl, where both the phenyl ring and the alkylene chain, as described above, partially or completely with halogens, in particular -F and / or -Cl, or partially substituted with -OR 1 , -NR 1 2 , -CN, -C (O) NR 1 2 , -SO 2 NR 1 2 , wherein R 1 has a meaning as described above.
Als Substituenten R0 und R2 bis R13 der Kationen der Formeln (1), (4), (7) bis (9) kommen erfindungsgemäß bevorzugt in Frage: geradkettige oder verzweigte C1- bis C20-, insbesondere geradkettige oder verzweigte C1- bis C14-Alkylgruppen, gesättigte C3- bis C7-Cycloalkylgruppen, die mit geradkettigen oder verzweigten C1- bis C6-Alkylgruppen substituiert sein können oder Phenyl, das mit geradkettigen oder verzweigten C1- bis C6-Alkylgruppen substituiert sein kann.Suitable substituents R 0 and R 2 to R 13 of the cations of the formulas (1), (4), (7) to (9) are preferably according to the invention: straight-chain or branched C 1 - to C 20 -, in particular straight-chain or branched C 1 - to C 14 -alkyl groups, saturated C 3 - to C 7 -cycloalkyl groups which may be substituted by straight-chain or branched C 1 - to C 6 -alkyl groups, or phenyl which is substituted by straight-chain or branched C 1 - to C 6 - Alkyl groups may be substituted.
Die Substituenten R0 und R2 in den Kationen der Formel (1) oder (4) können dabei gleich oder verschieden sein. Bei Kationen der Formel (1) sind bevorzugt alle Substituenten R0 gleich oder drei gleich und ein Substituent verschieden. Bei Kationen der Formel (4) sind bevorzugt drei oder vier Substituenten R2 gleich.The substituents R 0 and R 2 in the cations of the formula (1) or (4) may be identical or different. In the case of cations of the formula (1), all substituents R 0 are preferably the same or equal to three and one substituent different. In the case of cations of the formula (4), preferably three or four substituents R 2 are identical.
Die Substituenten R0 und R2 sind insbesondere bevorzugt Methyl, Ethyl, 2-Methoxy-ethyl, Ethoxy-methyl, 2-Ethoxy-ethyl, iso-Propyl, 3-Methoxy-propyl, Propyl, n-Butyl, sec-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, n-Octyl, n-Decyl oder n-Tetradecyl.The substituents R 0 and R 2 are particularly preferably methyl, ethyl, 2-methoxy-ethyl, ethoxy-methyl, 2-ethoxy-ethyl, isopropyl, 3-methoxy-propyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-octyl, n-decyl or n-tetradecyl.
Die Substituenten R01 in den Kationen der Formel (2) oder (3) können ebenfalls gleich oder verschieden sein. Bei Kationen der Formel (3) sind bevorzugt alle Substituenten R01 gleich und bedeuten vorzugsweise eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 C-Atomen. Bei Kationen der Formel (2) ist mindestens ein Substituenten R01 vorzugsweise Phenyl oder substituiertes Phenyl. Bei Kationen der Formel (2) sind die Substituenten R01 bevorzugt Phenyl und/oder mit SR1 substituiertes Phenyl, wobei R1 eine zuvor angegebene Bedeutung oder bevorzugte Bedeutung hat.The substituents R 01 in the cations of the formula (2) or (3) may also be the same or different. In the case of cations of the formula (3), all substituents R 01 are preferably identical and preferably denote a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 8 C atoms. In the case of cations of the formula (2), at least one substituent R 01 is preferably phenyl or substituted phenyl. In the case of cations of the formula (2), the substituents R 01 are preferably phenyl and / or phenyl substituted by SR 1 , where R 1 has the meaning given above or preferred meaning.
Bevorzugte Kationen der Formel (2) sind Triphenylsulfonium, Diphenyltolylsulfonium, Diphenylethylsulfonium, Diphenyl-2,2,2-trifluorethyl sulfonium, Diphenyl-2-ethoxy-ethylsulfonium, Diphenyl-2-chlorethylsulfonium, Diphenyl-3-brompropylsulfonium, Diphenyl-3-chlorpropylsulfonium, Diphenyl-3-cyanopropylsulfonium, Diphenylallylsulfonium, Diphenyl-4-pentenylsulfonium, Diphenylpropargylsulfonium, Diphenylbenzylsulfonium, Diphenyl(p-cyanobenzyl)sulfonium, Diphenyl(p-methylbenzyl)sulfonium, Diphenyl(p-phenylthiobenzyl)sulfonium, Diphenyl(3,3-dicyano-2-phenyl-2-propenyl)sulfonium, Diphenyl(p-methylphenacyl)sulfonium, Diphenyl(ethylcarboxy)methylsulfonium, Diphenyl(n-octyl)sulfonium, Diphenyl(n-octadecyl)sulfonium, Diphenyl(ω-carboxytridecyl)sulfonium, Diphenyl(3-oxypropyl)sulfonium, Diphenyl(ω-carboxydodecyl)sulfonium, Dihexyl-phenylsulfonium, Ditolylphenylsulfonium, Tritolylsulfonium, m- oder p-(tert-Butyl)phenyl-Diphenylsulfonium, m- oder p-Methoxyphenyl-diphenylsulfonium, m- oder p-CN-Phenyl-diphenylsulfonium, m- oder p-C6H13S-Phenyl-Diphenylsulfonium, m- oder p-C6H5S-Phenyl-Diphenylsulfonium, Tri(p-Methoxyphenyl)sulfonium, Tri[4-(4-acetylphenylsulfanyl)phenyl]sulfonium, Tri(4-tert-butylphenyl)sulfonium.Preferred cations of the formula (2) are triphenylsulfonium, diphenyltolylsulfonium, diphenylethylsulfonium, diphenyl-2,2,2-trifluoroethylsulfonium, diphenyl-2-ethoxy-ethylsulfonium, diphenyl-2-chloroethylsulfonium, diphenyl-3-bromopropylsulfonium, diphenyl-3-chloropropylsulfonium , Diphenyl-3-cyanopropylsulfonium, diphenylallylsulfonium, diphenyl-4-pentenylsulfonium, diphenylpropargylsulfonium, diphenylbenzylsulfonium, diphenyl (p-cyanobenzyl) sulfonium, diphenyl (p-methylbenzyl) sulfonium, diphenyl (p-phenylthiobenzyl) sulfonium, diphenyl (3,3-dicyano -2-phenyl-2-propenyl) sulfonium, diphenyl (p-methylphenacyl) sulfonium, diphenyl (ethylcarboxy) methylsulfonium, diphenyl (n-octyl) sulfonium, diphenyl (n-octadecyl) sulfonium, diphenyl (ω-carboxytridecyl) sulfonium, diphenyl (3-oxypropyl) sulfonium, diphenyl (ω-carboxydodecyl) sulfonium, dihexyl-phenylsulfonium, ditolylphenylsulfonium, tritolylsulfonium, m- or p- (tert-butyl) phenyl-diphenylsulfonium, m- or p-methoxyphenyl-diphenylsulfonium, m- or p -CN Phen yl-diphenylsulfonium, m- or pC 6 H 13 S-phenyl-diphenylsulfonium, m- or pC 6 H 5 S-phenyl-diphenylsulfonium, tri (p-methoxyphenyl) sulfonium, tri [4- (4-acetylphenylsulfanyl) -phenyl] sulfonium , Tri (4-tert-butylphenyl) sulfonium.
Bevorzugte Kationen der Formel (5) sind Diphenyliodonium, Ditolyliodonium, Phenyltolyliodonium, Tolyl-(4-sec-butylphenyl)iodonium, Di(p-tert-Butylphenyl)iodonium, p-Methoxyphenyl-phenyliodonium, Di(p-Methoxyphenyl)iodonium, m- oder p-CN-Phenyl-phenyliodonium, m- oder p-(C6H5S)-phenyl-Phenyliodonium oder Bis(dodecylphenyl)iodonium.Preferred cations of the formula (5) are diphenyliodonium, ditolyliodonium, phenyltolyliodonium, tolyl- (4-sec-butylphenyl) iodonium, di (p-tert-butylphenyl) iodonium, p-methoxyphenyl-phenyliodonium, di (p-methoxyphenyl) iodonium, m - or p-CN-phenyl-phenyliodonium, m- or p- (C 6 H 5 S) -phenyl-phenyliodonium or bis (dodecylphenyl) iodonium.
Bevorzugte Kationen der Formel (6) sind Triphenylcarbenium, Diphenyltolylcarbenium, Ditolylphenylcarbenium, Tritolylcarbenium, m- oder p-(tert-Butyl)phenyl-diphenylcarbenium, Tri(p-tert-butyl)phenylcarbenium, m- oder p-Methoxyphenyl-diphenylcarbenium, m- oder p-CN-Phenyl-diphenylcarbenium, Tri(p-CN-Phenyl)carbenium, p-C6H5S-Phenyl-Diphenylcarbenium, Tri(p-Methoxyphenyl)carbenium.Preferred cations of the formula (6) are triphenylcarbenium, diphenyltolylcarbenium, ditolylphenylcarbenium, tritolylcarbenium, m- or p- (tert-butyl) phenyl-diphenylcarbenium, tri (p-tert-butyl) phenylcarbenium, m- or p-methoxyphenyl-diphenylcarbenium, m - or p-CN-phenyl-diphenylcarbenium, tri (p-CN-phenyl) carbenium, pC 6 H 5 S-phenyl-diphenylcarbenium, tri (p-methoxyphenyl) carbenium.
Bis zu vier Substituenten des Guanidinium-Kations [C(NR8R9)(NR10R11)(NR12R13)]+ können auch paarweise derart verbunden sein, dass mono-, bi- oder polycyclische Moleküle entstehen.Up to four substituents of the guanidinium cation [C (NR 8 R 9 ) (NR 10 R 11 ) (NR 12 R 13 )] + may also be linked in pairs to form mono-, bi-, or polycyclic molecules.
Ohne Einschränkung der Allgemeinheit umfasst die Formel (9) die folgenden Beispiele: wobei die Substituenten R8 bis R10 und R13 eine zuvor angegebene oder besonders bevorzugte Bedeutung haben können. Gegebenenfalls können die Carbocyclen oder Heterocyclen der zuvor angegebenen Guanidinium-Kationen vollständig mit Halogen substituiert sein oder teilweise mit Halogen, -OR1, -CN, -N(R1)2, -C(O)OR1, -OC(O)R1, -OC(O)OR1, -C(O)R1, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -C(O)X, -SO3R1, -SO2X, -NO2, -SR1, -S(O)R1, -SO2R1, -OR1*, -C(O)OR1*, -OC(O)R1*, -OC(O)OR1*, -C(O)R1*, -SO3R1*, -SR1*, -S(O)R1* und/oder -SO2R1 substituiert sein, wobei R1, R1* und X eine zuvor angegebene Bedeutung haben.Without limiting the generality, the formula (9) includes the following examples: where the substituents R 8 to R 10 and R 13 may have a previously given or particularly preferred meaning. Optionally, the carbocycles or heterocycles of the above guanidinium cations may be fully substituted with halogen or partially substituted with halogen, -OR 1 , -CN, -N (R 1 ) 2 , -C (O) OR 1 , -OC (O) R 1 , -OC (O) OR 1 , -C (O) R 1 , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -C (O) X, -SO 3 R 1 , -SO 2 X, -NO 2 , -SR 1 , -S (O) R 1 , -SO 2 R 1 , -OR 1 * , -C (O) OR 1 * , -OC (O) R 1 * , -OC (O) OR 1 * , -C (O) R 1 * , -SO 3 R 1 * , -SR 1 * , -S (O) R 1 * and / or -SO 2 R 1 be substituted, wherein R 1 , R 1 * and X have the meaning given above.
Bis zu vier Substituenten des Thiouronium- oder Uroniumkations [C(NR3R4)(YR5)(NR6R7)]+ mit Y = O oder S können auch paarweise derart verbunden sein, dass mono-, bi- oder polycyclische Moleküle entstehen.Up to four substituents of the thiouronium or uronium cation [C (NR 3 R 4 ) (YR 5 ) (NR 6 R 7 )] + with Y = O or S may also be linked in pairs such that mono-, bi- or polycyclic Molecules are created.
Ohne Einschränkung der Allgemeinheit umfasst die Formel (7) und (8) die folgenden Beispiele: worin Y = S oder O bedeutet
und wobei die Substituenten R3, R5 und R6 eine zuvor angegebene oder besonders bevorzugte Bedeutung haben können.Without limiting the generality, the formulas (7) and (8) include the following examples: wherein Y = S or O means
and wherein the substituents R 3 , R 5 and R 6 may have a previously given or particularly preferred meaning.
Gegebenenfalls können die Carbocyclen oder Heterocyclen der zuvor angegebenen Thiouronium- oder Uronium-Kationen vollständig mit Halogen substituiert sein oder teilweise mit Halogen, -OR1, -CN, -N(R1)2, -C(O)OR1, -OC(O)R1, -OC(O)OR1, -C(O)R1, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -C(O)X, -SO3R1, -SO2X, -NO2, -SR1, -S(O)R1, -SO2R1, -OR1*, -C(O)OR1*, -OC(O)R1*, -OC(O)OR1*, -C(O)R1*, -SO3R1*, -SR1*, -S(O)R1* und/oder -SO2R1 substituiert sein, wobei R1, R1* und X eine zuvor angegebene Bedeutung haben.Optionally, the carbocycles or heterocycles of the aforesaid thiouronium or uronium cations may be fully substituted with halogen or partially substituted with halo, -OR 1 , -CN, -N (R 1 ) 2 , -C (O) OR 1 , -OC (O) R 1 , -OC (O) OR 1 , -C (O) R 1 , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -C (O) X , -SO 3 R 1 , -SO 2 X, -NO 2 , -SR 1 , -S (O) R 1 , -SO 2 R 1 , -OR 1 * , -C (O) OR 1 * , -OC (O) R 1 * , -OC (O) OR 1 * , -C (O) R 1 * , -SO 3 R 1 * , -SR 1 * , -S (O) R 1 * and / or -SO 2 R 1 be substituted, wherein R 1 , R 1 * and X have the meaning given above.
Die Substituenten R3 bis R13 sind jeweils unabhängig voneinander bevorzugt eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen. Die Substituenten R3 und R4, R6 und R7, R8 und R9, R10 und R11 und R12 und R13 in Verbindungen der Formeln (7) bis (9) können dabei gleich oder verschieden sein. Besonders bevorzugt sind R3 bis R13 jeweils unabhängig voneinander Methyl, Ethyl, 2-Methoxy-ethyl, Ethoxy-methyl, n-Propyl, 3-Methoxy-propyl, iso-Propyl, n-Butyl, tert-Butyl, sec-Butyl, Phenyl oder Cyclohexyl, ganz besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder n-Butyl.The substituents R 3 to R 13 are each, independently of one another, preferably a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 C atoms. The substituents R 3 and R 4 , R 6 and R 7 , R 8 and R 9 , R 10 and R 11 and R 12 and R 13 in compounds of the formulas (7) to (9) may be identical or different. Particularly preferably, R 3 to R 13 are each independently methyl, ethyl, 2-methoxy-ethyl, ethoxy-methyl, n-propyl, 3-methoxy-propyl, iso-propyl, n-butyl, tert-butyl, sec-butyl , Phenyl or cyclohexyl, most preferably methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or n-butyl.
Als Substituenten R1' und R4' von Verbindungen der Formel (10) kommen erfindungsgemäß bevorzugt in Frage: geradkettige oder verzweigte C1- bis C20, insbesondere geradkettige oder verzweigte C1- bis C12-Alkylgruppen, gesättigte C3- bis C7-Cycloalkylgruppen, die mit geradkettigen oder verzweigten C1- bis C6-Alkylgruppen substituiert sein können oder Phenyl, das mit geradkettigen oder verzweigten C1- bis C6-Alkylgruppen substituiert sein kann.Suitable substituents R 1 ' and R 4' of compounds of the formula (10) according to the invention are preferably: straight-chain or branched C 1 - to C 20 , in particular straight-chain or branched C 1 - to C 12 -alkyl groups, saturated C 3 - to C 7 -cycloalkyl groups which may be substituted by straight-chain or branched C 1 - to C 6 -alkyl groups or phenyl which may be substituted by straight-chain or branched C 1 - to C 6 -alkyl groups.
Als Substituenten R2' und R3' von Verbindungen der Formel (10) kommen erfindungsgemäß dabei neben H bevorzugt in Frage: geradkettige oder verzweigte C1- bis C20, insbesondere geradkettige oder verzweigte C1- bis C12-Alkylgruppen.Suitable substituents R 2 ' and R 3' of compounds of the formula (10) according to the invention in this case in addition to H are preferably: straight-chain or branched C 1 - to C 20 , in particular straight-chain or branched C 1 - to C 12 alkyl groups.
Die Substituenten R1' und R4' sind jeweils unabhängig voneinander insbesondere bevorzugt Methyl, Ethyl, iso-Propyl, Propyl, Butyl, sec-Butyl, Pentyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Cyclohexyl, Phenyl oder Benzyl. Sie sind ganz besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Butyl oder n-Hexyl. In Pyrrolidinium-, Piperidinium- oder Indolinium-Verbindungen sind die beiden Substituenten R1' und R4' bevorzugt unterschiedlich.The substituents R 1 ' and R 4' are each, in each case independently of one another, particularly preferably methyl, ethyl, isopropyl, propyl, butyl, sec-butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl, cyclohexyl, phenyl or benzyl. They are very particularly preferably methyl, ethyl, n-butyl or n-hexyl. In pyrrolidinium, piperidinium or indolinium compounds, the two substituents R 1 ' and R 4' are preferably different.
Der Substituent R2' oder R3' ist jeweils unabhängig voneinander insbesondere H, Methyl, Ethyl, iso-Propyl, Propyl, Butyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Cyclohexyl, Phenyl oder Benzyl. Besonders bevorzugt ist R2' H, Methyl, Ethyl, iso-Propyl, n-Propyl, n-Butyl oder sec-Butyl. Ganz besonders bevorzugt sind R2' und R3' H. The substituent R 2 ' or R 3' is, in each case independently of one another, in particular H, methyl, ethyl, isopropyl, propyl, butyl, sec-butyl, tert-butyl, cyclohexyl, phenyl or benzyl. R 2 ' is particularly preferably H, methyl, ethyl, isopropyl, n-propyl, n-butyl or sec-butyl. Very particular preference is given to R 2 ' and R 3' H.
In R1 ist C3- bis C7-Cycloalkyl beispielsweise Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Cycloheptyl.In R 1 , C 3 - to C 7 -cycloalkyl is, for example, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl or cycloheptyl.
In R1, R1* und R1** bedeutet substituiertes Phenyl, durch C1- bis C6-Alkyl, C1- bis C6-Alkenyl, F, Cl, Br, I, -C1-C6-Alkoxy, -C(O)R'', -NR''2, -SR'', -S(O)R'', -SO2R'' oder SO2NR''2 substituiertes Phenyl, wobei R'' ein nicht, teilweise oder perfluoriertes C1- bis C6-Alkyl oder C3- bis C7-Cycloalkyl bedeutet, beispielsweise, o-, m- oder p-Methylphenyl, o-, m- oder p-Ethylphenyl, o-, m- oder p-Propylphenyl, o-, m- oder p-Isopropylphenyl, o-, m- oder p-tert.-Butylphenyl, o-, m- oder p-Methoxyphenyl, o-, m- oder p-Ethoxyphenyl, o-, m- oder p-Fluorphenyl, o-, m- oder p-Chlorphenyl, o-, m- oder p-Bromphenyl, o-, m- oder p-Iodphenyl, weiter bevorzugt 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dimethylphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Difluorphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dichlorphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dibromphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-Dimethoxyphenyl, 5-Fluor-2-methylphenyl, 3,4,5-Trimethoxyphenyl oder 2,4, 5-Trimethylphenyl.In R 1 , R 1 * and R 1 ** is substituted phenyl, by C 1 - to C 6 -alkyl, C 1 - to C 6 -alkenyl, F, Cl, Br, I, -C 1 -C 6 - Alkoxy, -C (O) R ", -NR" 2 , -SR ", -S (O) R", -SO 2 R "or SO 2 NR" 2, substituted phenyl, where R ''is a non, partially or perfluorinated C 1 - to C 6 -alkyl or C 3 - to C 7 -cycloalkyl, for example, o-, m- or p-methylphenyl, o-, m- or p-ethylphenyl, , m- or p-propylphenyl, o-, m- or p-isopropylphenyl, o-, m- or p-tert-butylphenyl, o-, m- or p-methoxyphenyl, o-, m- or p-ethoxyphenyl , o-, m- or p-fluorophenyl, o-, m- or p-chlorophenyl, o-, m- or p-bromophenyl, o-, m- or p-iodophenyl, more preferably 2,3-, 2, 4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- or 3,5-dimethylphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- or 3 , 5-difluorophenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- or 3,5-dichlorophenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5- , 2,6-, 3,4- or 3,5-dibromophenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- or 3,5-dimethoxyphenyl, 5- Fluoro-2-methylphenyl, 3,4,5-trimethoxyphenyl or the like r 2,4,4-trimethylphenyl.
In R1' bis R4' wird als Heteroaryl ein gesättigter oder ungesättigter mono- oder bicyclischer heterocyclischer Rest mit 5 bis 13 Ringgliedern verstanden, wobei 1, 2 oder 3 N- und/oder 1 oder 2 S- oder O-Atome vorliegen können und der heterocyclische Rest teilweise mit Halogen, -OR1, -CN, -N(R1)2, -C(O)OR1, -OC(O)R1, -OC(O)OR1, -C(O)R1, -C(O)N(R1)2, -SO2N(R1)2, -C(O)X, -SO3R1, -SO2X, -NO2, -SR1, -S(O)R1, -SO2R1, -OR1*, -C(O)OR1*, -OC(O)R1*, -OC(O)OR1*, -C(O)R1*, -SO3R1*, -SR1*, -S(O)R1* und/oder -SO2R1 substituiert sein, wobei R1, R1* und X eine zuvor angegebene Bedeutung haben.In R 1 ' to R 4' is understood as a heteroaryl saturated or unsaturated mono- or bicyclic heterocyclic radical having 5 to 13 ring members, where 1, 2 or 3 N and / or 1 or 2 S or O atoms may be present and the heterocyclic radical is partially substituted by halogen, -OR 1 , -CN, -N (R 1 ) 2 , -C (O) OR 1 , -OC (O) R 1 , -OC (O) OR 1 , -C ( O) R 1 , -C (O) N (R 1 ) 2 , -SO 2 N (R 1 ) 2 , -C (O) X, -SO 3 R 1 , -SO 2 X, -NO 2 , - SR 1 , -S (O) R 1 , -SO 2 R 1 , -OR 1 * , -C (O) OR 1 * , -OC (O) R 1 * , -OC (O) OR 1 * , - C (O) R 1 * , -SO 3 R 1 * , -SR 1 * , -S (O) R 1 * and / or -SO 2 R 1 be substituted, wherein R 1 , R 1 * and X is a previously have meaning indicated.
Der heterocyclische Rest oder Het ist vorzugsweise substituiertes oder unsubstituiertes 2- oder 3-Furyl, 2- oder 3-Thienyl, 1-, 2- oder 3-Pyrrolyl, 1-, 2-, 4- oder 5-Imidazolyl, 3-, 4- oder 5-Pyrazolyl, 2-, 4- oder 5-Oxazolyl, 3-, 4- oder 5-Isoxazolyl, 2-, 4- oder 5-Thiazolyl, 3-, 4- oder 5-Isothiazolyl, 2-, 3- oder 4-Pyridyl, 2-, 4-, 5- oder 6-Pyrimidinyl, weiterhin bevorzugt 1,2,3-Triazol-1-, -4- oder -5-yl, 1,2,4-Triazol-1-, -4- oder -5-yl, 1- oder 5-Tetrazolyl, 1,2,3-Oxadiazol-4- oder -5-yl 1,2,4-Oxadiazol-3- oder -5-yl, 1,3,4-Thiadiazol-2- oder -5-yl, 1,2,4-Thiadiazol-3- oder -5-yl, 1,2,3-Thiadiazol-4- oder -5-yl, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-2H-Thiopyranyl, 2-, 3- oder 4-4H-Thiopyranyl, 3- oder 4-Pyridazinyl, Pyrazinyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzofuryl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzothienyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-1H-Indolyl, 1-, 2-, 4- oder 5-Benzimidazolyl, 1-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzopyrazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzoxazolyl, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzisoxazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzthiazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzisothiazolyl, 4-, 5-, 6- oder 7-Benz-2,1,3-oxadiazolyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Chinolinyl, 1-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Isochinolinyl, 1-, 2-, 3-, 4- oder 9-Carbazolyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Acridinyl, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Cinnolinyl, 2-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Chinazolinyl oder 1-, 2- oder 3-Pyrrolidinyl.The heterocyclic radical or Het is preferably substituted or unsubstituted 2- or 3-furyl, 2- or 3-thienyl, 1-, 2- or 3-pyrrolyl, 1-, 2-, 4- or 5-imidazolyl, 3-, 4- or 5-pyrazolyl, 2-, 4- or 5-oxazolyl, 3-, 4- or 5-isoxazolyl, 2-, 4- or 5-thiazolyl, 3-, 4- or 5-isothiazolyl, 2-, 3- or 4-pyridyl, 2-, 4-, 5- or 6-pyrimidinyl, furthermore preferably 1,2,3-triazole-1, -4- or -5-yl, 1,2,4-triazole 1-, 4- or -5-yl, 1- or 5-tetrazolyl, 1,2,3-oxadiazol-4 or -5-yl 1,2,4-oxadiazol-3 or -5-yl, 1,3,4-thiadiazol-2 or -5-yl, 1,2,4-thiadiazol-3 or -5-yl, 1,2,3-thiadiazol-4 or -5-yl, 2- , 3-, 4-, 5- or 6-2H-thiopyranyl, 2-, 3- or 4-4H-thiopyranyl, 3- or 4-pyridazinyl, pyrazinyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6 - or 7-Benzofuryl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-benzothienyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-1H-indolyl, 1 , 2-, 4- or 5-benzimidazolyl, 1-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-benzopyrazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- or 7-benzoxazolyl, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-benzisoxazolyl, 2 , 4-, 5-, 6- or 7-benzthiazolyl, 2-, 4-, 5-, 6- or 7-benzisothiazolyl, 4-, 5-, 6- or 7-benz-2,1,3- oxadiazolyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- or 8-quinolinyl, 1-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- or 8-isoquinolinyl, 1 -, 2-, 3-, 4- or 9-carbazolyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- or 9-acridinyl, 3-, 4-, 5 -, 6-, 7- or 8-cinnolinyl, 2-, 4-, 5-, 6-, 7- or 8-quinazolinyl or 1-, 2- or 3-pyrrolidinyl.
Unter Heteroaryl-C1-C6-alkyl wird nun in Analogie zu Aryl-C1-C6-alkyl beispielsweise Pyridinyl-methyl, Pyridinyl-ethyl, Pyridinyl-propyl, Pyridinyl-butyl, Pyridinyl-pentyl, Pyridinyl-hexyl verstanden, wobei weiterhin die zuvor beschriebenen Heterocyclen in dieser Weise mit der Alkylenkette verknüpft werden können.By heteroaryl-C 1 -C 6 -alkyl is now understood analogously to aryl-C 1 -C 6 -alkyl, for example pyridinyl-methyl, pyridinyl-ethyl, pyridinyl-propyl, pyridinyl-butyl, pyridinyl-pentyl, pyridinyl-hexyl, wherein furthermore the previously described heterocycles can be linked in this way with the alkylene chain.
HetN+ ist bevorzugt wobei die Substituenten R1' bis R4' jeweils unabhängig voneinander eine zuvor beschriebene Bedeutung haben.HetN + is preferred wherein the substituents R 1 ' to R 4' each independently have a meaning as described above.
Für die technischen Anwendungen von ionischen Flüssigkeiten, wie später ausführlich beschrieben, sind Verbindungen der Formel (I) geeignet, deren Kationen den Formeln (1), (4), (7), (8), (9) und (10) entsprechen, wie zuvor beschrieben oder mit Substituenten, die als bevorzugt beschrieben sind.For the technical applications of ionic liquids, as described in detail later, compounds of the formula (I) are suitable whose cations correspond to the formulas (1), (4), (7), (8), (9) and (10) as described above or with substituents described as being preferred.
Für die technischen Anwendungen von ionischen Flüssigkeiten, wie später ausführlich beschrieben, sind Verbindungen der Formel (I) bevorzugt, deren Kationen den Formeln (1), (4) und (10) entsprechen, wie zuvor beschrieben oder mit Substituenten, die als bevorzugt beschrieben sind.For the technical applications of ionic liquids, as described in detail later, preference is given to compounds of the formula (I) whose cations correspond to the formulas (1), (4) and (10), as described above or with substituents described as being preferred are.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind daher bevorzugt Verbindungen der Formel (I), wie zuvor beschrieben, bei denen Cat ausgewählt wird aus der Gruppe der organischen Kationen der Formel (1), (4) oder (10), wie zuvor beschrieben.Another object of the invention are therefore preferably compounds of formula (I), as described above, in which Cat is selected from the group of organic cations of the formula (1), (4) or (10), as described above.
Besonders geeignete Kationen der Formeln (1), (4) und (10) für Verbindungen der Formel (I) werden aus der Gruppe Tetraalkylammonium, Tetraalkylphosphonium, 1,1-Dialkylpyrrolidinium, 1-Alkyl-1-Alkoxyalkylpyrrolidinium oder 1,3-Dialkylimidazolium ausgewählt, wobei die Alkylgruppen oder die Alkoxygruppe in der Alkoxyalkylgruppe jeweils unabhängig voneinander 1 bis 10 C-Atome haben können. Ganz besonders bevorzugt haben die Alkylgruppen 1 bis 6 C-Atome und die Alkoxygruppe 1 bis 3 C-Atome. Die Alkylgruppen im Tetraalkylammonium oder im Tetraalkylphosphonium können daher gleich oder verschieden sein. Bevorzugt sind drei Alkylgruppen gleich und eine Alkylgruppe verschieden oder zwei Alkylgruppen sind gleich und die anderen beiden sind verschieden. Bevorzugte Tetraalkylammonium-Kationen sind beispielsweise Trimethyl(ethyl)ammonium, Triethyl(methyl)ammonium, Tripropyl(methyl)ammonium, Tributyl(methyl)ammonium, Tripentyl(methyl)ammonium, Trihexyl(methyl)ammonium, Triheptyl(methyl)ammonium, Trioctyl(methyl)ammonium, Trinonyl(methyl)ammonium, Tridecyl(methyl)ammonium, Trihexyl(ethyl)ammonium, Ethyl(trioctyl)ammonium, Propyl(dimethyl)ethylammonium, Butyl(dimethyl)ethylammonium, Methoxyethyl(dimethyl)ethylammonium, Methoxyethyl(diethyl)methylammonium, Methoxyethyl(dimethyl)propylammonium, Ethoxyethyl(dimethyl)ethylammonium. Besonders bevorzugte quartäre Ammoniumkationen sind Propyl(dimethyl)ethylammonium und/oder Methoxyethyl(dimethyl)ethylammonium.Particularly suitable cations of the formulas (1), (4) and (10) for compounds of the formula (I) are selected from the group tetraalkylammonium, tetraalkylphosphonium, 1,1-dialkylpyrrolidinium, 1-alkyl-1-alkoxyalkylpyrrolidinium or 1,3-dialkylimidazolium wherein the alkyl groups or the alkoxy group in the alkoxyalkyl group may each independently have 1 to 10 carbon atoms. Most preferably, the alkyl groups have 1 to 6 carbon atoms and the alkoxy group 1 to 3 carbon atoms. The alkyl groups in the tetraalkylammonium or in the tetraalkylphosphonium can therefore be identical or different. Preferably, three alkyl groups are the same and one alkyl group is different or two alkyl groups are the same and the other two are different. Preferred tetraalkylammonium cations are, for example, trimethyl (ethyl) ammonium, triethyl (methyl) ammonium, tripropyl (methyl) ammonium, tributyl (methyl) ammonium, tripentyl (methyl) ammonium, trihexyl (methyl) ammonium, triheptyl (methyl) ammonium, trioctyl ( methyl) ammonium, trinonyl (methyl) ammonium, tridecyl (methyl) ammonium, trihexyl (ethyl) ammonium, ethyl (trioctyl) ammonium, propyl (dimethyl) ethyl ammonium, butyl (dimethyl) ethyl ammonium, methoxyethyl (dimethyl) ethyl ammonium, methoxyethyl (diethyl) methylammonium, methoxyethyl (dimethyl) propylammonium, ethoxyethyl (dimethyl) ethylammonium. Particularly preferred quaternary ammonium cations are propyl (dimethyl) ethylammonium and / or methoxyethyl (dimethyl) ethylammonium.
Bevorzugte Tetraalkylphosphonium-Kationen sind beispielsweise Trimethyl(ethyl)phosphonium, Triethyl(methyl)phosphonium, Tripropyl(methyl)phosphonium, Tributyl(methyl)phosphonium, Tripentyl(methyl)phosphonium, Trihexyl(methyl)phosphonium, Triheptyl(methyl)phosphonium, Trioctyl(methyl)phosphonium, Trinonyl(methyl)phosphonium, Tridecyl(methyl)phosphonium, Trihexyl(ethyl)phosphonium, Ethyl(trioctyl)phosphonium, Propyl(dimethyl)ethylphosphonium, Butyl(dimethyl)ethylphosphonium, Methoxyethyl(dimethyl)ethylphosphonium, Methoxyethyl(diethyl)methylphosphonium, Methoxyethyl(dimethyl)propylphosphonium, Ethoxyethyl(dimethyl)ethylphosphonium. Besonders bevorzugte quartäre Phosphoniumkationen sind Propyl(dimethyl)ethylphosphonium und/oder Methoxyethyl(dimethyl)ethylphosphonium.Preferred tetraalkylphosphonium cations are, for example, trimethyl (ethyl) phosphonium, triethyl (methyl) phosphonium, tripropyl (methyl) phosphonium, tributyl (methyl) phosphonium, tripentyl (methyl) phosphonium, trihexyl (methyl) phosphonium, triheptyl (methyl) phosphonium, trioctyl ( methyl) phosphonium, trinonyl (methyl) phosphonium, tridecyl (methyl) phosphonium, trihexyl (ethyl) phosphonium, ethyl (trioctyl) phosphonium, propyl (dimethyl) ethyl phosphonium, butyl (dimethyl) ethyl phosphonium, methoxyethyl (dimethyl) ethyl phosphonium, methoxyethyl (diethyl) methylphosphonium, methoxyethyl (dimethyl) propylphosphonium, ethoxyethyl (dimethyl) ethylphosphonium. Particularly preferred quaternary phosphonium cations are propyl (dimethyl) ethylphosphonium and / or methoxyethyl (dimethyl) ethylphosphonium.
Bevorzugte 1,1-Dialkylpyrrolidinium-Kationen sind beispielsweise 1,1-Dimethyl-pyrrolidinium, 1-Methyl-1-ethyl-pyrrolidinium, 1-Methyl-1-propyl-pyrrolidinium, 1-Methyl-1-butyl-pyrrolidinium, 1-Methyl-1-pentyl-pyrrolidinium, 1-Methyl-1-hexyl-pyrrolidinium, 1-Methyl-1-heptyl-pyrrolidinium, 1-Methyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-Methyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-Methyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1,1-Diethyl-pyrrolidinium, 1-Ethyl-1-propyl-pyrrolidinium, 1-Ethyl-1-butyl-pyrrolidinium, 1-Ethyl-1-pentyl-pyrrolidinium, 1-Ethyl-1-hexyl-pyrrolidinium, 1-Ethyl-1-heptyl-pyrrolidinium, 1-Ethyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-Ethyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-Ethyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1,1-Dipropyl-pyrrolidinium, 1-Propyl-1-methyl-pyrrolidinium, 1-Propyl-1-butyl-pyrrolidinium, 1-Propyl-1-pentyl-pyrrolidinium, 1-Propyl-1-hexyl-pyrrolidinium, 1-Propyl-1-heptyl-pyrrolidinium, 1-Propyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-Propyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-Propyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1,1-Dibutyl-pyrrolidinium, 1-Butyl-1-methyl-pyrrolidinium, 1-Butyl-1-pentyl-pyrrolidinium, 1-Butyl-1-hexyl-pyrrolidinium, 1-Butyl-1-heptyl-pyrrolidinium, 1-Butyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-Butyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-Butyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1,1-Dipentyl-pyrrolidinium, 1-Pentyl-1-hexyl-pyrrolidinium, 1-Pentyl-1-heptyl-pyrrolidinium, 1-Pentyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-Pentyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-Pentyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1,1-Dihexyl-pyrrolidinium, 1-Hexyl-1-heptyl-pyrrolidinium, 1-Hexyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-Hexyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-Hexyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1,1-Dihexyl-pyrrolidinium, 1-Hexyl-1-heptyl-pyrrolidinium, 1-Hexyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-Hexyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-Hexyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1,1-Diheptyl-pyrrolidinium, 1-Heptyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-Heptyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-Heptyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1,1-Dioctyl-pyrrolidinium, 1-Octyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-Octyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1-1-Dinonyl-pyrrolidinium, 1-Nony-1-decyl-pyrrolidinium oder 1,1-Didecyl-pyrrolidinium. Ganz besonders bevorzugt ist 1-Butyl-1-methyl-pyrrolidinium oder 1-Propyl-1-methyl-pyrrolidinium.Preferred 1,1-dialkylpyrrolidinium cations are, for example, 1,1-dimethylpyrrolidinium, 1-methyl-1-ethylpyrrolidinium, 1-methyl-1-propylpyrrolidinium, 1-methyl-1-butylpyrrolidinium, 1 methyl-1-pentyl pyrrolidinium, 1-methyl-1-hexyl-pyrrolidinium, 1-methyl-1-heptyl-pyrrolidinium, 1-methyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-methyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-methyl-1-decyl pyrrolidinium, 1,1-diethyl-pyrrolidinium, 1-ethyl-1-propyl-pyrrolidinium, 1-ethyl-1-butyl-pyrrolidinium, 1-ethyl-1-pentyl-pyrrolidinium, 1-ethyl-1-hexyl-pyrrolidinium, 1-Ethyl-1-heptyl-pyrrolidinium, 1-ethyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-ethyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-ethyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1,1-dipropyl-pyrrolidinium, 1 Propyl 1-methylpyrrolidinium, 1-propyl-1-butylpyrrolidinium, 1-propyl-1-pentylpyrrolidinium, 1-propyl-1-hexylpyrrolidinium, 1-propyl-1-heptylpyrrolidinium, 1- Propyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-propyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-propyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1,1-dibutyl-pyrrolidinium, 1-butyl-1-methyl-pyrrolidinium, 1-butyl 1-pentyl-pyrrolidinium, 1-butyl-1-hexyl-pyrrolidinium, 1-butyl-1-heptyl-pyrrolidinium, 1-butyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-butyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-butyl 1-decylpyrrolidinium, 1,1-dipentyl -pyrrolidinium, 1-pentyl-1-hexylpyrrolidinium, 1-pentyl-1-heptylpyrrolidinium, 1-pentyl-1-octylpyrrolidinium, 1-pentyl-1-nonylpyrrolidinium, 1-pentyl-1-decyl pyrrolidinium, 1,1-dihexylpyrrolidinium, 1-hexyl-1-heptylpyrrolidinium, 1-hexyl-1-octylpyrrolidinium, 1-hexyl-1-nonylpyrrolidinium, 1-hexyl-1-decylpyrrolidinium , 1,1-dihexyl-pyrrolidinium, 1-hexyl-1-heptyl-pyrrolidinium, 1-hexyl-1-octyl-pyrrolidinium, 1-hexyl-1-nonyl-pyrrolidinium, 1-hexyl-1-decyl-pyrrolidinium, 1 , 1-diheptylpyrrolidinium, 1-heptyl-1-octylpyrrolidinium, 1-heptyl-1-nonylpyrrolidinium, 1-heptyl-1-decylpyrrolidinium, 1,1-dioctylpyrrolidinium, 1-octyl-1 nonylpyrrolidinium, 1-octyl-1-decylpyrrolidinium, 1-1-dinonylpyrrolidinium, 1-nony-1-decylpyrrolidinium or 1,1-didecylpyrrolidinium. Very particular preference is given to 1-butyl-1-methylpyrrolidinium or 1-propyl-1-methylpyrrolidinium.
Bevorzugte 1-Alkyl-1-alkoxyalkylpyrrolidinium-Kationen sind beispielsweise 1-Methoxyethyl-1-methyl-pyrrolidinium, 1-Methoxyethyl-1-ethyl-pyrrolidinium, 1-Methoxyethyl-1-propyl-pyrrolidinium, 1-Methoxyethyl-1-butyl-pyrrolidinium, 1-Ethoxyethyl-1-methyl-pyrrolidinium, 1-Ethoxymethyl-1-methyl-pyrrolidinium. Ganz besonders bevorzugt ist 1-Methoxyethyl-1-methyl-pyrrolidinium. Methoxyethyl bedeutet CH3OCH2CH2-. Ethoxyethyl bedeutet CH3CH2OCH2CH2-.Preferred 1-alkyl-1-alkoxyalkylpyrrolidinium cations are, for example, 1-methoxyethyl-1-methylpyrrolidinium, 1-methoxyethyl-1-ethylpyrrolidinium, 1-methoxyethyl-1-propylpyrrolidinium, 1-methoxyethyl-1-butyl pyrrolidinium, 1-ethoxyethyl-1-methylpyrrolidinium, 1-ethoxymethyl-1-methylpyrrolidinium. Very particular preference is given to 1-methoxyethyl-1-methylpyrrolidinium. Methoxyethyl means CH 3 OCH 2 CH 2 -. Ethoxyethyl means CH 3 CH 2 OCH 2 CH 2 -.
Bevorzugte 1,3-Dialkylimidazolium-Kationen sind beispielsweise 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium, 1-Methyl-3-propyl-imidazolium, 1-Butyl-3-methyl-imidazolium, 1-Methyl-3-pentylimidazolium, 1-Ethyl-3-propyl-imidazolium, 1-Butyl-3-ethyl-imidazolium, 1-Ethyl-3-pentyl-imidazolium, 1-Butyl-3-propyl-imidazolium, 1,3-Dimethyl-imidazolium, 1,3-Diethyl-imidazolium, 1,3-Dipropypylimidazolium, 1,3-Dibutylimidazolium, 1,3-Dipentylimidazolium, 1,3-Dihexylimidazolium, 1,3-Diheptylimidazolium, 1,3-Dioctylimidazolium, 1,3-Dinonylimidazolium, 1,3-Didecylimidazolium, 1-Hexyl-3-methyl-imidazolium, 1-Heptyl-3-methyl-imidazolium, 1-Methyl-3-octyl-imidazolium, 1-Methyl-3-nonyl-imidazolium, 1-Decyl-3-methyl-imidazolium, 1-Ethyl-3-hexyl-imidazolium, 1-Ethyl-3-heptyl-imidazolium, 1-Ethyl-3-octyl-imidazolium, 1-Ethyl-3-nonyl-imidazolium oder 1-Decyl-3-ethyl-imidazolium. Besonders bevorzugte Kationen sind 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium, 1-Butyl-3-methyl-imidazolium oder 1-Methyl-3-propyl-imidazolium.Preferred 1,3-dialkylimidazolium cations are, for example, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-methyl-3-propylimidazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium, 1-methyl-3-pentylimidazolium, 1 Ethyl 3-propylimidazolium, 1-butyl-3-ethylimidazolium, 1-ethyl-3-pentylimidazolium, 1-butyl-3-propylimidazolium, 1,3-dimethylimidazolium, 1,3- Diethylimidazolium, 1,3-dipropylimidazolium, 1,3-dibutylimidazolium, 1,3-dipentylimidazolium, 1,3-dihexylimidazolium, 1,3-diheptylimidazolium, 1,3-dioctylimidazolium, 1,3-dinonylimidazolium, 1,3- Didecylimidazolium, 1-hexyl-3-methyl-imidazolium, 1-heptyl-3-methyl-imidazolium, 1-methyl-3-octyl-imidazolium, 1-methyl-3-nonyl-imidazolium, 1-decyl-3-methyl imidazolium, 1-ethyl-3-hexyl-imidazolium, 1-ethyl-3-heptyl-imidazolium, 1-ethyl-3-octyl-imidazolium, 1-ethyl-3-nonyl-imidazolium or 1-decyl-3-ethyl- imidazolium. Particularly preferred cations are 1-ethyl-3-methyl-imidazolium, 1-butyl-3-methyl-imidazolium or 1-methyl-3-propyl-imidazolium.
Besonders bevorzugte 1-Alkenyl-3-alkylimidazoliumkationen sind 1-Allyl-3-methylimidazolium oder 1-Allyl-2,3-dimethylimidazolium.Particularly preferred 1-alkenyl-3-alkylimidazolium cations are 1-allyl-3-methylimidazolium or 1-allyl-2,3-dimethylimidazolium.
Ganz besonders bevorzugte Verbindungen der Formel (I) für technische Anwendungen von ionischen Flüssigkeiten sind Verbindungen, deren Kationen der Formel (10) entsprechen, wobei HetN+ Imidazolium, Pyrrolidinium oder Pyridinium ist, mit Substituenten R1' bis R4', die jeweils unabhängig voneinander eine angegebene oder als bevorzugt angegebene Bedeutung haben. Innerhalb der Gruppe von Kationen der Formel (10) ist das Imidazolium-Kation besonders bevorzugt, wobei die Substituenten R1' bis R4' eine zuvor genannte Bedeutung oder bevorzugt angegebene Bedeutung haben oder sie sind bevorzugt 1,3-Dialkylimidazolium, 1-Alkenyl-3-alkylimidazolium oder 1-Alkoxyalkyl-3-alkylimidazolium, wie zuvor beschrieben.Very particularly preferred compounds of the formula (I) for industrial applications of ionic liquids are compounds whose cations correspond to the formula (10) where HetN + imidazolium, pyrrolidinium or pyridinium, with substituents R 1 ' to R 4' , each independently each have a specified or preferred meaning. Within the group of cations of the formula (10), the imidazolium cation is particularly preferred, where the substituents R 1 ' to R 4' have the abovementioned meaning or preferred meaning or are preferably 1,3-dialkylimidazolium, 1-alkenyl 3-alkylimidazolium or 1-alkoxyalkyl-3-alkylimidazolium as previously described.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel (I) für die technischen Anwendungen von ionischen Flüssigkeiten besitzen Kationen, die aus der Gruppe 1-Butyl-1-methylpyrrolidinium, 1-Ethyl-3-methylimidazolium, 1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-(2-Methoxyethyl)-3-methylimidazolium, 1-Butyl-3-methylimidazolium, Tributyl-methylammonium, Tetra-n-butylammonium, Tributyl-methylphosphonium, Tetra-phenylphosphonium, Tetra-butylphosphonium, Diethylmethylsulfonium, S-Ethyl-N,N,N',N'-tetramethylisothiouronium, 1-Allyl-3-methylimidazolium, 1-Allyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-Cyanomethyl-3-methylimidazolium, 1-(2-Cyanoethyl)-3-methylimidazolium, 1-Methyl-3-propinylimidazlium, 1-Butyl-4-methylpyridinum und 1,1-Dimethylpyrrolidinium ausgewählt sind.Particularly preferred compounds of the formula (I) for the industrial applications of ionic liquids have cations selected from the group consisting of 1-butyl-1-methylpyrrolidinium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1 Butyl 2,3-dimethylimidazolium, 1- (2-methoxyethyl) -3-methylimidazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium, tributylmethylammonium, tetra-n-butylammonium, tributylmethylphosphonium, tetra-phenylphosphonium, tetra-butylphosphonium, Diethylmethylsulfonium, S-ethyl-N, N, N ', N'-tetramethylisothiouronium, 1-allyl-3-methylimidazolium, 1-allyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-cyanomethyl-3-methylimidazolium, 1- (2-cyanoethyl ) -3-methylimidazolium, 1-methyl-3-propynylimidazlium, 1-butyl-4-methylpyridinum and 1,1-dimethylpyrrolidinium.
Die anorganischen Kationen der Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 oder 2 bedeutet, werden aus NO+, solvatisiertem Proton [H+], einem Kation eines Elements der Gruppe 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und/oder 12 des Periodensystems, einem Komplexkation enthaltend mindestens ein Element der Gruppe 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und/oder 12 des Periodensystems, einem Kation enthaltend Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb oder Bi oder einer Mischung dieser Kationen ausgewählt. The inorganic cations of the compounds of formula (I) wherein x is 1 or 2 are selected from NO + , solvated proton [H + ], a cation of a group 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 element , 8, 9, 10, 11 and / or 12 of the Periodic Table, a complex cation containing at least one element of
Die anorganischen Kationen der Verbindungen der Formel (I), in denen x für 3 steht, werden aus einem Kation eines Elements der Gruppe 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und/oder 12 des Periodensystems, einem Komplexkation enthaltend mindestens ein Element der Gruppe 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und/oder 12 des Periodensystems, einem Kation enthaltend Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb oder Bi oder einer Mischung dieser Kationen ausgewählt.The inorganic cations of the compounds of the formula (I) in which x is 3 are selected from a cation of an element of
Das Proton [H+] liegt insbesondere in Form eines solvatisierten Protons vor, d. h. in einem Komplex mit einem organischen Lösungsmittel oder mit Wasser. Besonders bevorzugt lagert das Proton Wasser an und kann daher in der Form [H3O]+ geschrieben werden. Ein geeignetes organisches Lösungsmittel zur Solvatisierung ist Diethylether.The proton [H + ] is present in particular in the form of a solvated proton, ie in a complex with an organic solvent or with water. The proton particularly preferably accumulates water and can therefore be written in the form [H 3 O] + . A suitable organic solvent for solvation is diethyl ether.
Wird in der vorliegenden Beschreibung der Terminus [H+] benutzt, so umfasst dieser Terminus auch Komplexe mit organischen Lösungsmitteln, beispielsweise Diethylether, oder mit Wasser, besonders bevorzugt umfasst dieser Terminus [H3O]+.When the term [H + ] is used in the present specification, this term also encompasses complexes with organic solvents, for example diethyl ether, or with water, more preferably this term encompasses [H 3 O] + .
Verbindungen der Formel (I) enthaltend anorganische Kationen, wie z. B. [H]+, K+, Na+ sind insbesondere zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I) enthaltend organische Kationen oder alternative anorganische Kationen geeignet. Verbindungen der Formel (I) mit Metallkationen oder Komplexkationen eignen sich insbesondere auch als Katalysatoren oder Phasen-Transferkatalysatoren.Compounds of formula (I) containing inorganic cations, such as. For example, [H] + , K + , Na + are particularly suitable for the preparation of compounds of formula (I) containing organic cations or alternative inorganic cations. Compounds of the formula (I) with metal cations or complex cations are also particularly suitable as catalysts or phase transfer catalysts.
Alle Ausführungen zu Verbindungen der Formel (I), wie zuvor beschrieben, gelten entsprechend für die Verbindungen der Formel (I-1) entsprechend, die nachfolgend definiert sind.All statements on compounds of the formula (I) as described above apply correspondingly to the compounds of the formula (I-1) which are defined below.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von Verbindungen der Formel (I), wie zuvor beschrieben oder als bevorzugt beschrieben.Another object of the invention is the preparation of compounds of formula (I), as described above or described as preferred.
Demzufolge ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung die Herstellung von Verbindungen der Formel (I), wie zuvor beschrieben oder als bevorzugt beschrieben, in denen x 3 bedeutet und m 0 bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Verbindung der Formel (II)
n für eine ganze Zahl von 1 bis 12 steht, wobei n vorzugsweise für eine Zahl von 1 bis 8 steht,
mit einer Verbindung der Formel (III) umgesetzt wird,
wobei die Bedingungen der Umsetzung derart gewählt werden, dass sowohl der Wassergehalt als auch der Sauerstoffgehalt maximal 1000 ppm betragen,
und gegebenenfalls nachfolgend mindestens ein Kationenaustausch mit einer Verbindung der Formel (IV)
wobei Cat ein anderes organisches oder anorganisches Kation nach Anspruch 1 oder 2 bedeutet, und
A ein Anion bedeutet, ausgewählt aus Cl–, Br–, I–, [CO3]2–, [R1COO]–, [R1SO3]–, [R2COO]–, [R2SO3]–, [R1OSO3]–, [BF4]–, [PF6]–, [(R2)2P(O)O]– oder [R2P(O)O2]2–, wobei R1 jeweils unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, R2 jeweils unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes perfluoriertes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, wobei die Elektroneutralität der Salze der Formel CatA zu beachten ist.Accordingly, another object of the invention is the preparation of compounds of formula (I), as described above or described as preferred, in which x is 3 and m is 0, characterized in that
a compound of the formula (II)
n is an integer from 1 to 12, where n is preferably a number from 1 to 8,
is reacted with a compound of the formula (III),
the conditions of the reaction being chosen such that both the water content and the oxygen content amount to a maximum of 1000 ppm,
and optionally subsequently at least one cation exchange with a compound of the formula (IV)
wherein Cat means another organic or inorganic cation according to claim 1 or 2, and
A represents an anion selected from Cl - , Br - , I - , [CO 3 ] 2- , [R 1 COO] - , [R 1 SO 3 ] - , [R 2 COO] - , [R 2 SO 3 ] - , [R 1 OSO 3 ] - , [BF 4 ] - , [PF 6 ] - , [(R 2 ) 2 P (O) O] - or [R 2 P (O) O 2 ] 2- , wherein each R 1 is independently straight-chain or branched alkyl having 1 to 4 C atoms, R 2 each independently of one another means straight-chain or branched perfluorinated alkyl having 1 to 4 carbon atoms, wherein the electroneutrality of the salts of the formula CatA is to be observed.
Die Verbindung der Formel (II) kann aus Fluoralkanen CnF(2n+1)H durch Umsetzung mit einer Organolithium-Verbindungen hergestellt werden, wobei n eine zuvor genannte Bedeutung hat, wie z. B. in
Alternativ kann die Verbindung der Formel (II) durch Reaktion der entsprechenden Iodide CnF(2n+1)I mit einer Organolithium-Verbindung bei niedrigen Temperaturen hergestellt werden, wie beispielsweise in
Geeignete Organolithium-Verbindungen sind kommerziell erhältlich und können beispielsweise aus der Gruppe n-Butyllithium, sec-Butyllithium, tert-Butyllithium, Methyllithum, Ethyllithium oder Phenyllithium in organischen Lösungsmitteln wie z. B. Tetrahydrofuran, Toluol, Dialkylethern (z. B. Diethylether) oder in Gemisch mit Hexan oder Cyclohexan ausgewählt werden, wobei auch deren Kombination mit den Liganden TMEDA (Tetramethylendiamin), PMDTA (N,N,N',N',N''-Pentamethyldiethylentriamin), Monoglyme, Diglyme oder Spartein die Reaktivität der Organolithium-Verbindung erhöhen können.Suitable organolithium compounds are commercially available and can be selected, for example, from the group n-butyl lithium, sec-butyl lithium, tert-butyl lithium, methyl lithium, ethyl lithium or phenyllithium in organic solvents such. As tetrahydrofuran, toluene, dialkyl ethers (eg., Diethyl ether) or in a mixture with hexane or cyclohexane are selected, whereby also their combination with the ligands TMEDA (tetramethylenediamine), PMDTA (N, N, N ', N', N ' 'Pentamethyldiethylenetriamine), monoglyme, diglyme or sparteine can increase the reactivity of the organolithium compound.
Bevorzugt wird die Verbindung der Formel (II), wie zuvor beschrieben, unter Verwendung von (n- oder tert-)Butyllithium hergestellt.Preferably, the compound of formula (II) is prepared as previously described using (n- or tert-) butyllithium.
Trihydridoboran-Komplexe der Formel (III), wie zuvor beschrieben, sind kommerziell erhältlich oder können durch bekannte Verfahren hergestellt werden. Das koordinierende organische Molekül X ist bevorzugt 1,4-Dioxan, 1,2-Dimethoxyethan, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran, Diethylether, Diglyme, Triglyme oder Dimethylsulfid. Besonders bevorzugt wird ein Tetrahydrofuran-Komplex der Formel (III) eingesetzt, parallel hergestellt und ohne weitere Aufreinigung weiter umgesetzt oder in situ erzeugt, wie nachfolgend beschrieben.Trihydridoborane complexes of formula (III) as described above are commercially available or may be prepared by known methods. The coordinating organic molecule X is preferably 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, diethyl ether, diglyme, triglyme or dimethyl sulfide. Particularly preferably, a tetrahydrofuran complex of the formula (III) is used, prepared in parallel and reacted further without further purification or generated in situ, as described below.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird der Trihydridoboran-Komplex der Formel (III) aus einem Alkalimetalltetrahydridoborat hergestellt und ohne weitere Aufreinigung weiter umgesetzt.In a preferred embodiment of this process, the trihydridoborane complex of the formula (III) is prepared from an alkali metal tetrahydridoborate and reacted further without further purification.
Demzufolge ist ein Verfahren Gegenstand der vorliegenden Erfindung, wie zuvor beschrieben, wobei die Verbindung der Formel (III) aus einem Alkalimetalltetrahydridoborat hergestellt wird.Accordingly, a process is the subject of the present invention as described above, wherein the compound of formula (III) is prepared from an alkali metal tetrahydridoborate.
Alkalimetalle sind die Metalle Lithium, Natrium, Kalium, Cäsium oder Rubidium. Bevorzugte Alkalimetalle sind Kalium und/oder Natrium. Ein besonders geeignetes Alkalimetalltetrahydridoborat ist Natriumtetrahydridoborat. Das Alkalimetalltetrahydridoborat wird beispielsweise in Tetrahydrofuran, ein geeignetes koordinierendes organisches Molekül, wie zuvor beschrieben, suspendiert und anschließend mit einem Trialkylsilylchlorid umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird bevorzugt bei Raumtemperatur gerührt und dann weiter umgesetzt. Vorzugsweise wird ca. 15 Stunden gerührt.Alkali metals are the metals lithium, sodium, potassium, cesium or rubidium. Preferred alkali metals are potassium and / or sodium. A particularly suitable alkali metal tetrahydridoborate is sodium borohydride. For example, the alkali metal tetrahydridoborate is suspended in tetrahydrofuran, a suitable coordinating organic molecule as described above, and then reacted with a trialkylsilyl chloride. The reaction mixture is preferably stirred at room temperature and then reacted further. Preferably, it is stirred for about 15 hours.
Alternativ kann das Alkalimetalltetrahydridoborat auch mit einem Trialkylsilylbromid, mit Säuren oder Oxidationsmitteln wie beispielsweise Iod, umgesetzt werden.Alternatively, the alkali metal tetrahydridoborate may also be reacted with a trialkylsilyl bromide, with acids or oxidants such as iodine.
Die Alkylgruppen des Trialkylsilylchlorids oder Trialkylsilylbromids sind jeweils unabhängig voneinander eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen. Ein bevorzugtes Trialkylsilylchlorid ist Trimethylsilylchlorid.The alkyl groups of the trialkylsilyl chloride or trialkylsilyl bromide are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. A preferred trialkylsilyl chloride is trimethylsilyl chloride.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, wie zuvor beschrieben, wird die Verbindung der Formel (III) hergestellt und auf –78°C bis –110°C gekühlt. Parallel wird das organische Lösemittel auf –78°C bis –110°C gekühlt und entgast, danach wird die Verbindung der Formel (II) in situ hergestellt, wobei ein entsprechendes Halogenalkan einkondensiert wird und die Organolithium-Verbindung langsam unter Rühren zugetropft wird, basierend auf der Publikation von
Eine alternative Methode zu Herstellung von Verbindungen der Formel (I), wie zuvor beschrieben oder als bevorzugt beschrieben, in denen x 3 bedeutet und m 0 bedeutet, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel (IIa)
n für eine ganze Zahl von 1 bis 12 steht, vorzugsweise für eine ganze Zahl von 1 bis 8, steht,
in Gegenwart einer Fluorid-Anionen-Quelle mit einer Verbindung der Formel (III) umgesetzt wird,
wobei die Bedingungen der Umsetzung derart gewählt werden, dass sowohl der Wassergehalt als auch der Sauerstoffgehalt maximal 1000 ppm betragen.An alternative method for preparing compounds of the formula (I) as described above or described as preferred in which x is 3 and m is 0 is characterized in that a compound of the formula (IIa)
n is an integer from 1 to 12, preferably an integer from 1 to 8,
is reacted with a compound of the formula (III) in the presence of a fluoride anion source,
wherein the conditions of the reaction are chosen such that both the water content and the oxygen content amount to a maximum of 1000 ppm.
Die Verbindungen der Formel (IIa) sind kommerziell erhältlich oder können nach Literaturbekannten Methoden hergestellt werden (sehe z. B.
Eine weitere alternative Methode zu Herstellung von Verbindungen der Formel (I), wie zuvor beschrieben oder als bevorzugt beschrieben, in denen x 3 bedeutet und m für 0, 1, 2, 3 oder 4 steht, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Grignard-Verbindung der Formel (IIb)
n für eine ganze Zahl von 1 bis 12 steht, vorzugsweise für eine ganze Zahl von 1 bis 8, steht, m für 0, 1, 2, 3 oder 4 steht, und Hlg für einen Halogen, vorzugsweise Br oder I steht,
mit einer Verbindung der Formel (III) umgesetzt wird,
wobei die Bedingungen der Umsetzung derart gewählt werden, dass sowohl der Wassergehalt als auch der Sauerstoffgehalt maximal 1000 ppm betragen.Another alternative method for preparing compounds of the formula (I) as described above or described as preferred in which x is 3 and m is 0, 1, 2, 3 or 4, is characterized in that a Grignard compound of the formula (IIb)
n is an integer from 1 to 12, preferably an integer from 1 to 8, m is 0, 1, 2, 3 or 4, and Hg is a halogen, preferably Br or I,
is reacted with a compound of the formula (III),
wherein the conditions of the reaction are chosen such that both the water content and the oxygen content amount to a maximum of 1000 ppm.
Die Synthese von fluorierten Grignard-Verbindungen ist in der Literatur beschrieben, z. B. in
Die Umsetzung der Verbindungen der Formel (II), (IIa) oder (IIb) mit Verbindungen der Formel (III) wird bevorzugt in einem organischen Lösemittel durchgeführt. Bevorzugt entspricht das organische Lösemittel dem koordinierenden organischen Molekül der Verbindung der Formel (III), wie zuvor beschrieben oder als bevorzugt beschrieben.The reaction of the compounds of the formula (II), (IIa) or (IIb) with compounds of the formula (III) is preferably carried out in an organic solvent. The organic solvent preferably corresponds to the coordinating organic molecule of the compound of the formula (III) as described above or described as being preferred.
Es ist bevorzugt, die Startmaterialien zur Herstellung der Verbindungen der Formel (I), in denen x 3 bedeutet, wie zuvor beschrieben, in einer Inertgasatmosphäre zu mischen, deren Sauerstoffgehalt maximal 1000 ppm ist. Es ist besonders bevorzugt, wenn der Sauerstoffgehalt kleiner 500 ppm ist, ganz besonders bevorzugt maximal 100 ppm ist. Der Wassergehalt der Reagenzien sowie der Inertgasatmosphäre beträgt maximal 1000 ppm. Es ist besonders bevorzugt, wenn der Wassergehalt der Reagenzien sowie der Atmosphäre kleiner 500 ppm ist, ganz besonders bevorzugt maximal 100 ppm ist. Die Bedingungen hinsichtlich des Wassergehalts und des Sauerstoffgehalts gelten nicht für die Aufarbeitung nach erfolgreicher Umsetzung oder für eine Umsalzungsreaktion.It is preferred to mix the starting materials for the preparation of the compounds of formula (I) in which x is 3, as described above, in an inert gas atmosphere whose oxygen content is at most 1000 ppm. It is particularly preferred if the oxygen content is less than 500 ppm, very particularly preferably not more than 100 ppm. The water content of the reagents and the inert gas atmosphere is at most 1000 ppm. It is particularly preferred if the water content of the reagents and of the atmosphere is less than 500 ppm, very particularly preferably not more than 100 ppm. The conditions concerning the water content and the oxygen content do not apply to the work-up after a successful reaction or to a salting reaction.
Bei der erfindungsgemäßen Herstellung der Verbindungen der Formel (I), in denen x 3 bedeutet, wie zuvor beschrieben, ist es bevorzugt, wenn sich der Umsetzung der Reaktionspartner ein Aufreinigungsschritt anschließt, um das Endprodukt der Formel (I), wie zuvor beschrieben, von Nebenprodukten oder Reaktionsprodukten abzutrennen. Geeignete Aufreinigungsschritte umfassen das Abtrennen von leicht flüchtigen Komponenten durch Destillation oder Kondensation, eine Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel, eine Fällung durch Zugabe eines organischen Lösemittels, einer Umsalzung oder eine Kombination dieser Methoden. Jede bekannte Trennmethode kann hierfür verwendet oder kombiniert werden.In the preparation according to the invention of the compounds of the formula (I) in which x is 3 as described above, it is preferred, when the reaction of the reactants is followed by a purification step, to obtain the end product of the formula (I) as described above Separate by-products or reaction products. Suitable purification steps include the separation of volatile components by distillation or condensation, extraction with an organic solvent, precipitation by addition of an organic solvent, salification, or a combination of these methods. Any known separation method can be used or combined for this purpose.
Eine bevorzugte Methode für die Aufreinigung ist beispielsweise die Umsetzung der erhaltenen Reaktionsmischung mit einem entsprechenden Carbonat (Me)2CO3. Entspricht dieses Alkalimetallkation dem gewünschten Kation der Verbindung der Formel (I), in denen x 3 bedeutet, so ist keine weitere Umsalzung notwendig. Die Verbindung der Formel (I) wird abgetrennt, beispielsweise durch Destillation des organischen Lösemittels und gegebenenfalls umkristallisiert oder durch Extraktion mit einem geeigneten Lösemittel.A preferred method for the purification is, for example, the reaction of the resulting reaction mixture with a corresponding carbonate (Me) 2 CO 3 . If this alkali metal cation corresponds to the desired cation of the compound of the formula (I) in which x is 3, then no further salification is necessary. The compound of formula (I) is separated, for example by distillation of the organic solvent and optionally recrystallized or by extraction with a suitable solvent.
Ist ein Kationenaustausch gewünscht, so wird in einer klassischen Metathesereaktion weiter mit einer Verbindung der Formel (IV) umgesetzt, wie zuvor beschrieben. Eine Isolierung der zuvor hergestellten Verbindung der Formel (I) ist hierfür nicht notwendig und wird bevorzugt nicht durchgeführt.If a cation exchange is desired, then in a classical metathesis reaction, reaction is continued with a compound of the formula (IV), as described above. Isolation of the previously prepared compound of the formula (I) is not necessary for this purpose and is preferably not carried out.
Verbindungen der Formel (IV),
A ein Anion bedeutet, ausgewählt aus Cl–, Br–, I–, [CO3]2–, [R1COO]–, [R1SO3]–, [R2COO]–, [R2SO3]–, [R1OSO3]–, [BF4]–, [PF6]–, [(R2)2P(O)O]– oder [R2P(O)O2]2–, wobei R1 jeweils unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, R2 jeweils unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes perfluoriertes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, wobei die Elektroneutralität der Salze der Formel CatA zu beachten ist,
sind kommerziell erhältlich oder können nach dem Fachmann bekannten Herstellverfahren synthetisiert werden. Compounds of the formula (IV)
A represents an anion selected from Cl - , Br - , I - , [CO 3 ] 2- , [R 1 COO] - , [R 1 SO 3 ] - , [R 2 COO] - , [R 2 SO 3 ] - , [R 1 OSO 3 ] - , [BF 4 ] - , [PF 6 ] - , [(R 2 ) 2 P (O) O] - or [R 2 P (O) O 2 ] 2- , R 1 being in each case independently of one another straight-chain or branched alkyl having 1 to 4 C atoms, R 2 in each case independently of one another denotes straight-chain or branched perfluorinated alkyl having 1 to 4 C atoms, the electroneutrality of the salts of the formula CatA being to be observed,
are commercially available or can be synthesized by methods known in the art.
Der Kationenaustausch durch Umsetzung mit Verbindungen der Formel (IV), wie zuvor beschrieben, wird in Wasser oder in organischen Lösemitteln oder einer Mischung dieser Lösemittel durchgeführt, wobei die Reaktion in Wasser oder in einem Lösemittelgemisch enthaltend Wasser bei Temperaturen von 0° bis 50°C, bevorzugt bei 0° bis 25°C stattfinden. Besonders bevorzugt wird bei Raumtemperatur umgesetzt.The cation exchange by reaction with compounds of the formula (IV), as described above, is carried out in water or in organic solvents or a mixture of these solvents, the reaction being carried out in water or in a solvent mixture containing water at temperatures from 0 ° to 50 ° C , preferably at 0 ° to 25 ° C. Particularly preferred is reacted at room temperature.
Die Reaktion in organischen Lösemitteln findet bei Temperaturen zwischen –80°C und 100°C statt. Geeignete organische Lösemittel werden beispielsweise ausgewählt aus Acetonitril, Propionitril, Aceton, Dioxan, Dichlormethan, Dimethoxyethan, Dimethylsulfoxid, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid oder Dialkylether, beispielsweise Diethylether oder Methyl-tert-butylether. Bevorzugt wird in Acetonitril, Propionitril, Aceton, Diethylether, Dichlomethan oder einem Gemisch aus Acetonitril/Dichlomethan oder Acetonitril/Diethylether umgesetzt.The reaction in organic solvents takes place at temperatures between -80 ° C and 100 ° C. Suitable organic solvents are, for example, selected from acetonitrile, propionitrile, acetone, dioxane, dichloromethane, dimethoxyethane, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, dimethylformamide or dialkyl ethers, for example diethyl ether or methyl tert-butyl ether. Preference is given to reacting in acetonitrile, propionitrile, acetone, diethyl ether, dichloromethane or a mixture of acetonitrile / dichloromethane or acetonitrile / diethyl ether.
R2 ist jeweils unabhängig voneinander bevorzugt Trifluormethyl, Pentafluorethyl oder Nonafluorbutyl, besonders bevorzugt Trifluormethyl oder Pentafluorethyl.R 2 is in each case independently of one another preferably trifluoromethyl, pentafluoroethyl or nonafluorobutyl, particularly preferably trifluoromethyl or pentafluoroethyl.
R1 ist jeweils unabhängig voneinander bevorzugt Methyl, Ethyl oder n-Butyl, besonders bevorzugt Methyl oder Ethyl.R 1 is in each case independently of one another preferably methyl, ethyl or n-butyl, particularly preferably methyl or ethyl.
Das Anion der Verbindungen der Formel (IV) ist vorzugsweise Cl–, Br–, I–, [CH3C(O)O]–, [CH3SO3]–, [CF3C(O)O]–, [CF3SO3]–, [CH3OSO3]–, [BF4]–, [PF6]–, [C2H5OSO3]–, [(C2F5)2P(O)O]– oder [C2F5P(O)O2]2–, besonders bevorzugt Cl–, Br–, I–, [CH3SO3]–, [CH3OSO3]–, [CF3COO]–, [CF3SO3]–, [(C2F5)2P(O)O]– oder [BF4]–. Das Anion in Verbindungen der Formel (IV) ist ganz besonders bevorzugt Cl–, Br, [CF3SO3]– oder [BF4]–.The anion of the compounds of the formula (IV) is preferably Cl - , Br - , I - , [CH 3 C (O) O] - , [CH 3 SO 3 ] - , [CF 3 C (O) O] - , [CF 3 SO 3 ] - , [CH 3 OSO 3 ] - , [BF 4 ] - , [PF 6 ] - , [C 2 H 5 OSO 3 ] - , [(C 2 F 5 ) 2 P (O) O] - or [C 2 F 5 P (O) O 2 ] 2- , more preferably Cl - , Br - , I - , [CH 3 SO 3 ] - , [CH 3 OSO 3 ] - , [CF 3 COO ] - , [CF 3 SO 3 ] - , [(C 2 F 5 ) 2 P (O) O] - or [BF 4 ] - . The anion in compounds of the formula (IV) is very particularly preferably Cl - , Br, [CF 3 SO 3 ] - or [BF 4 ] - .
Es kann sich der Umsalzungsreaktion wieder ein Aufreinigungsschritt bzw. die Isolierung anschließen, wie zuvor beschrieben und dem Fachmann bekannt.The salting reaction may again be followed by a purification step or the isolation, as described above and known to the person skilled in the art.
Weitere Ausführungen zu Reaktionsbedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Beispielteil beschrieben.Further details on the reaction conditions of the process according to the invention are described in the examples section.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), wie zuvor beschrieben, in denen x 1 bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Verbindung der Formel (I), in der x 3 bedeutet, entsprechend der Formel (I-1)
wobei die Bedingungen der Umsetzung derart gewählt werden, dass der Sauerstoffgehalt maximal 1000 ppm beträgt,
und gegebenenfalls nachfolgend mindestens ein Kationenaustausch mit einer Verbindung der Formel (IV)
wobei Cat ein anderes organisches oder anorganisches Kation bedeutet und
A ein Anion bedeutet, ausgewählt aus Cl–, Br–, I–, [CO3]2–, [R1COO]–, [R1SO3]–, [R2COO]–, [R2SO3]–, [R1OSO3]–, [BF4]–, [PF6]–, [HSO4]1–, [NO3]–, [(R2)2P(O)O]– oder [R2P(O)O2]2–, wobei R1 jeweils unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, R2 jeweils unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes perfluoriertes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, wobei die Elektroneutralität der Salze der Formel CatA zu beachten ist. Das Anion der Verbindung der Formel (IV) ist in dieser Metathesereaktion bevorzugt Cl–, Br–, I–, [CH3SO3]–, [CH3OSO3]–, [CF3COO]–, [CF3SO3]–, [(C2F5)2P(O)O]– oder [BF4]–. Das Anion der Verbindung der Formel (IV) ist in dieser Metathesereaktion besonders bevorzugt Cl–, Br–, [CF3SO3]– oder [BF4]–.Another object of the invention is a process for the preparation of compounds of formula (I), as described above, in which x is 1, characterized in that
a compound of the formula (I) in which x represents 3, corresponding to the formula (I-1)
wherein the conditions of the reaction are chosen such that the oxygen content is at most 1000 ppm,
and optionally subsequently at least one cation exchange with a compound of the formula (IV)
wherein Cat means another organic or inorganic cation and
A represents an anion selected from Cl - , Br - , I - , [CO 3 ] 2- , [R 1 COO] - , [R 1 SO 3 ] - , [R 2 COO] - , [R 2 SO 3 ] - , [R 1 OSO 3 ] - , [BF 4 ] - , [PF 6 ] - , [HSO 4 ] 1- , [NO 3 ] - , [(R 2 ) 2 P (O) O] - or [R 2 P (O) O 2 ] 2- wherein R 1 is independently straight-chain or branched alkyl having 1 to 4 C atoms, R 2 is independently of one another straight-chain or branched perfluorinated alkyl having 1 to 4 C atoms , where the electroneutrality of the Salts of formula CatA is observed. The anion of the compound of formula (IV) in this metathesis reaction is preferably Cl - , Br - , I - , [CH 3 SO 3 ] - , [CH 3 OSO 3 ] - , [CF 3 COO] - , [CF 3 SO 3 ] - , [(C 2 F 5 ) 2 P (O) O] - or [BF 4 ] - . The anion of the compound of formula (IV) is particularly preferably in this metathesis reaction Cl - , Br - , [CF 3 SO 3 ] - or [BF 4 ] - .
Die Verbindungen der Formel (I), bei denen x 3 bedeutet, entsprechend Verbindungen der Formel (I-1), können nach dem Verfahren hergestellt werden, wie zuvor beschrieben.The compounds of the formula (I) wherein x is 3, corresponding to compounds of the formula (I-1), can be prepared by the method as described above.
Cyanierungsreagenzien sind dem Fachmann bekannt. Diese umfassen beispielsweise Alkalimetallcyanide oder Trialkylsilylcyanide. Ein bevorzugtes Cyanierungsreagenz zur Herstellung der Verbindungen der Formel (I) sind Trialkylsilylcyanide.Cyanation reagents are known to the person skilled in the art. These include, for example, alkali metal cyanides or trialkylsilyl cyanides. A preferred cyanating reagent for the preparation of the compounds of the formula (I) are trialkylsilyl cyanides.
Trialkylsilylcyanide sind kommerziell erhältlich oder können in situ erzeugt werden. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt ein aufgereinigtes Trialkylsilylcyanid eingesetzt. Die Alkylgruppen des Trialkylsilylcyanids sind jeweils unabhängig voneinander eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen.Trialkylsilyl cyanides are commercially available or can be generated in situ. In the process according to the invention, preference is given to using a purified trialkylsilyl cyanide. The alkyl groups of the trialkylsilyl cyanide are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
Die Alkylgruppen des Trialkylsilylcyanids können gleich oder verschieden sein. Bevorzugt sind die Alkylgruppen gleich. Beispiele von geeigneten Trialkylsilylcyaniden sind daher Trimethylsilylcyanid, Triethylsilylcyanid, Triisopropylsilylcyanid, Tripropylsilylcyanid, Octyldimethylsilylcyanid oder Tributylsilylcyanid. Besonders bevorzugt wird Trimethylsilylcyanid verwendet, welches käuflich zu erwerben ist oder durch bekannte Methoden hergestellt wird.The alkyl groups of the trialkylsilyl cyanide may be the same or different. Preferably, the alkyl groups are the same. Examples of suitable trialkylsilyl cyanides are therefore trimethylsilyl cyanide, triethylsilyl cyanide, triisopropylsilyl cyanide, tripropylsilyl cyanide, octyldimethylsilyl cyanide or tributylsilyl cyanide. Particularly preferred is trimethylsilyl cyanide used, which is commercially available or is prepared by known methods.
Es sind viele Herstellungsmethoden für die Synthese von Trialkylsilylcyaniden beschrieben.Many preparation methods for the synthesis of trialkylsilyl cyanides are described.
Trialkylsilylcyanide können beispielsweise aus einem Alkalimetallcyanid und einem Trialkylsilylchlorid hergestellt werden. In
In
Das Trialkylsilylcyanid wird bevorzugt im Überschuss eingesetzt, bevorzugt in einer Menge von 2.6 bis 7 mol bezogen auf die Verbindung der Formel (I-1).The trialkylsilyl cyanide is preferably used in excess, preferably in an amount of 2.6 to 7 mol, based on the compound of the formula (I-1).
Es ist bevorzugt, die Startmaterialien zur Herstellung der Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 bedeutet, in einer Inertgasatmosphäre zu mischen, deren Sauerstoffgehalt maximal 1000 ppm ist. Es ist besonders bevorzugt, wenn der Sauerstoffgehalt kleiner 500 ppm ist, ganz besonders bevorzugt maximal 100 ppm ist. Der Wassergehalt der Reagenzien sowie der Inertgasatmosphäre beträgt bevorzugt maximal 1000 ppm. Die Bedingungen hinsichtlich des Wassergehalts und des Sauerstoffgehalts gelten nicht für die Aufarbeitung nach erfolgreicher Umsetzung oder für eine Umsalzungsreaktion.It is preferred to mix the starting materials for the preparation of the compounds of the formula (I) in which x is 1, in an inert gas atmosphere whose oxygen content is at most 1000 ppm. It is particularly preferred if the oxygen content is less than 500 ppm, very particularly preferably not more than 100 ppm. The water content of the reagents and the inert gas atmosphere is preferably at most 1000 ppm. The conditions concerning the water content and the oxygen content do not apply to the work-up after a successful reaction or to a salting reaction.
Die Reaktion zur Herstellung der Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 bedeutet, findet bevorzugt in einem Autoklaven statt, denn die Umsetzung erfolgt bevorzugt unter Druck, beispielsweise bei 2 bis 10 bar, besonders bevorzugt bei 2 bis 7 bar.The reaction for preparing the compounds of the formula (I) in which x is 1 preferably takes place in an autoclave, because the reaction is preferably carried out under pressure, for example at 2 to 10 bar, more preferably at 2 to 7 bar.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 bedeutet, wie zuvor beschrieben, wird eine Verbindung der Formel (I-1) in einem Autoklaven vorgelegt und mit dem Cyanierungsreagenz, vorzugsweise Trialkylsilylcyanid, versetzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch auf 200°C erhitzt, wodurch sich ein Druck von 7 bar einstellt. Eine bevorzugte Reaktionszeit sind 5 bis 30 Stunden.In a preferred embodiment of the process for the preparation of the compounds of the formula (I) in which x is 1, as described above, a compound of the formula (I-1) is introduced into an autoclave and admixed with the cyanating reagent, preferably trialkylsilyl cyanide. Subsequently, the reaction mixture is heated to 200 ° C, whereby a pressure of 7 bar sets. A preferred reaction time is 5 to 30 hours.
Bei der erfindungsgemäßen Herstellung der Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 bedeutet, ist es bevorzugt, wenn sich der Umsetzung der Reaktionspartner ein Aufreinigungsschritt anschließt, um das Endprodukt der Formel (I), wie zuvor beschrieben, von Nebenprodukten oder Reaktionsprodukten abzutrennen. Geeignete Aufreinigungsschritte umfassen das Abtrennen von leicht flüchtigen Komponenten durch Destillation oder Kondensation, eine Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel, eine Fällung durch Zugabe eines organischen Lösemittels, einer Umsalzung oder eine Kombination dieser Methoden. Jede bekannte Trennmethode kann hierfür verwendet oder kombiniert werden. In the preparation according to the invention of the compounds of the formula (I) in which x is 1, it is preferred if the reaction of the reactants is followed by a purification step in order to separate the end product of the formula (I) from by-products or reaction products as described above , Suitable purification steps include the separation of volatile components by distillation or condensation, extraction with an organic solvent, precipitation by addition of an organic solvent, salification, or a combination of these methods. Any known separation method can be used or combined for this purpose.
Eine bevorzugte Aufreinigungsmethode für die zuvor beschriebene Reaktion im Autoklaven ist die Entfernung aller flüchtigen Bestandteile der Reaktionsmischung, gefolgt von einer oder mehrer Extraktionen in geeigneten organischen Lösemitteln. Jeweils unlösliche Bestandteile werden abfiltriert.A preferred purification method for the autoclave reaction described above is the removal of all volatiles of the reaction mixture, followed by one or more extractions in suitable organic solvents. In each case insoluble constituents are filtered off.
Geeignete organische Lösemittel sind beispielsweise Acetonitril, Propionitril, Aceton, Dioxan, Dichlormethan, Dimethoxyethan, Dimethylsulfoxid, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid oder Dialkylether, beispielsweise Diethylether oder Methyl-tert-butylether, oder Alkohol, beispielsweise Methanol, Ethanol oder Isopropanol. Bevorzugt wird Diethylether als Lösemittel ausgewählt.Suitable organic solvents are, for example, acetonitrile, propionitrile, acetone, dioxane, dichloromethane, dimethoxyethane, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, dimethylformamide or dialkyl ethers, for example diethyl ether or methyl tert-butyl ether, or alcohol, for example methanol, ethanol or isopropanol. Preferably, diethyl ether is selected as the solvent.
Ist nachfolgend ein Kationenaustausch gewünscht, so wird in einer klassischen Metathesereaktion weiter mit einer Verbindung der Formel (IV) umgesetzt, wie zuvor beschrieben. Eine Isolierung der zuvor hergestellten Verbindung der Formel (I) ist hierfür nicht notwendig, wäre aber möglich. Es ist gegebenenfalls vorteilhaft, zunächst mit einer Säure umzusetzen und die Verbindung der Formel (I), wobei Cat ein [H]+ bedeutet, zu extrahieren und weiter umzusetzen.If a cation exchange is desired below, then in a classical metathesis reaction, reaction is continued with a compound of the formula (IV), as described above. Isolation of the previously prepared compound of the formula (I) is not necessary for this, but would be possible. It may be advantageous to first react with an acid and to extract and further react the compound of formula (I) wherein Cat represents [H] + .
Weitere Ausführungen zu Reaktionsbedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Beispielteil beschrieben.Further details on the reaction conditions of the process according to the invention are described in the examples section.
Ein alternatives Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), wie zuvor beschrieben, in denen x 1 bedeutet, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel (V),
mit einem Alkalimetallhydrid in Anwesenheit eines elektrophilen Reagenzes, welches affin gegenüber Fluoridanionen ist, umgesetzt wird,
wobei die Bedingungen der Umsetzung derart gewählt werden, dass sowohl der Wassergehalt als auch der Sauerstoffgehalt maximal 1000 ppm betragen,
und gegebenenfalls nachfolgend mindestens ein Kationenaustausch mit einer Verbindung der Formel (IV)
wobei Cat ein anderes organisches oder anorganisches Kation bedeutet und
A ein Anion bedeutet, ausgewählt aus Cl–, Br–, I–, [CO3]2–, [R1COO]–, [R1SO3]–, [R2COO]–, [R2SO3]–, [R1OSO3]–, [BF4]–, [PF6]–, [HSO4]1–, [NO3]–, [(R2)2P(O)O]– oder [R2P(O)O2]2–, wobei R1 jeweils unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, R2 jeweils unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes perfluoriertes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, wobei die Elektroneutralität der Salze der Formel CatA zu beachten ist. Das Anion der Verbindung der Formel (IV) ist in dieser Metathesereaktion bevorzugt Cl–, Br–, I–, [CH3SO3]–, [CH3OSO3]–, [CF3COO]–, [CF3SO3]–, [(C2F5)2P(O)O]– oder [BF4]–. Das Anion der Verbindung der Formel (IV) ist in dieser Metathesereaktion besonders bevorzugt Cl–, Br–, [CF3SO3]– oder [BF4]–.An alternative process for the preparation of compounds of the formula (I), as described above, in which x denotes 1, is characterized in that a compound of the formula (V)
with an alkali metal hydride in the presence of an electrophilic reagent affinity to fluoride anions,
the conditions of the reaction being chosen such that both the water content and the oxygen content amount to a maximum of 1000 ppm,
and optionally subsequently at least one cation exchange with a compound of the formula (IV)
wherein Cat means another organic or inorganic cation and
A represents an anion selected from Cl - , Br - , I - , [CO 3 ] 2- , [R 1 COO] - , [R 1 SO 3 ] - , [R 2 COO] - , [R 2 SO 3 ] - , [R 1 OSO 3 ] - , [BF 4 ] - , [PF 6 ] - , [HSO 4 ] 1- , [NO 3 ] - , [(R 2 ) 2 P (O) O] - or [R 2 P (O) O 2 ] 2- wherein R 1 is independently straight-chain or branched alkyl having 1 to 4 C atoms, R 2 is independently of one another straight-chain or branched perfluorinated alkyl having 1 to 4 C atoms , whereby the electroneutrality of the salts of the formula CatA is to be considered. The anion of the compound of formula (IV) in this metathesis reaction is preferably Cl - , Br - , I - , [CH 3 SO 3 ] - , [CH 3 OSO 3 ] - , [CF 3 COO] - , [CF 3 SO 3 ] - , [(C 2 F 5 ) 2 P (O) O] - or [BF 4 ] - . The anion of the compound of formula (IV) is particularly preferably in this metathesis reaction Cl - , Br - , [CF 3 SO 3 ] - or [BF 4 ] - .
Die Verbindungen der Formel (V), wie zuvor beschrieben, können nach literaturbekannten Verahren hergestellt werden, beispielsweise wie in
Besonders geeignete Alkalimetallhydride sind Kaliumhydrid und/oder Natriumhydrid. Besonders bevorzugt wird Kaliumhydrid verwendet.Particularly suitable alkali metal hydrides are potassium hydride and / or sodium hydride. Most preferably, potassium hydride is used.
Ohne an die Theorie gebunden zu sein, wird für diese Verfahrensvariante der Mechanismus der nukleophilen Substitutionsreaktion angenommen.Without being bound by theory, the mechanism of the nucleophilic substitution reaction is assumed for this process variant.
Es hat sich gezeigt, dass die Zugabe eines elektrophilen Reagenzes, das eine gute Affinität zu F– hat, die Substitution beschleunigt. Der Begriff „Affinität zu F–” bedeutet, dass das verwendete Reagenz bevorzugt eine Bindung mit dem F– eingeht. Bei der Bindung kann es sich hierbei um eine kovalente Bindung oder auch eine Bindung handeln, die durch elektrostatische Wechselwirkung erfolgt. It has been shown that the addition of an electrophilic reagent that has a good affinity for F - accelerates the substitution. The term "affinity for F - " means that the reagent used preferably binds to the F - . The bond may be a covalent bond or a bond that occurs through electrostatic interaction.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Verfahrensvariante ist das (F–)-affine elektrophile Reagenz ein Lithiumsalz oder ein Magnesiumsalz.In a preferred embodiment of this process variant, the (F - ) affine electrophilic reagent is a lithium salt or a magnesium salt.
Geeignete Lithiumsalze sind Lithiumbromid, Lithiumiodid, Lithiumchlorid, Lithiumtriflat, Lithiumperchlorat oder Lithiumtetrafluoroborat.Suitable lithium salts are lithium bromide, lithium iodide, lithium chloride, lithium triflate, lithium perchlorate or lithium tetrafluoroborate.
Ein geeignetes Magnesiumsalz ist Magnesiumtriflat.A suitable magnesium salt is magnesium triflate.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dieser Verfahrensvariante wird Lithiumchlorid oder Lithiumbromid als elektrophiles Reagenz eingesetzt.In a particularly preferred embodiment of this process variant, lithium chloride or lithium bromide is used as the electrophilic reagent.
Die Umsetzung der Verbindungen der Formel (V), wie zuvor beschrieben, mit dem Alkalimetallhydrid wird bevorzugt in Anwesenheit eines organischen Lösemittels durchgeführt, beispielsweise in Anwesenheit von Ethern. Bevorzugte Ether sind Tetrahydrofuran, Diethylether, Methyl-tert-Butylether oder Dimethoxyethan. Besonders bevorzugt wird Tetrahydrofuran verwendet.The reaction of the compounds of the formula (V), as described above, with the alkali metal hydride is preferably carried out in the presence of an organic solvent, for example in the presence of ethers. Preferred ethers are tetrahydrofuran, diethyl ether, methyl tert-butyl ether or dimethoxyethane. Particular preference is given to using tetrahydrofuran.
Bevorzugt findet diese Umsetzung bei Temperaturen zwischen 10°C und 200°C, insbesondere zwischen 15°C und 150°C, besonders bevorzugt bei 60°C bis 90°C, ganz besonders bevorzugt bei 60°C bis 80°C statt. Die Reaktion findet in einer Inertgasatmosphäre statt, vorzugsweise unter Ausschluss von Wasser und Sauerstoff, wie zuvor beschrieben. Die Ausführungen gelten hier entsprechend.Preferably, this reaction takes place at temperatures between 10 ° C and 200 ° C, in particular between 15 ° C and 150 ° C, more preferably at 60 ° C to 90 ° C, most preferably at 60 ° C to 80 ° C instead. The reaction takes place in an inert gas atmosphere, preferably with the exclusion of water and oxygen, as described above. The comments apply accordingly.
Eine bevorzugte Aufreinigungsmethode für die zuvor beschriebene Reaktion mit Alkalimetallhydrid ist die Zugabe von Wasser zur Reaktionsmischung und die anschließende Entfernung aller flüchtigen Bestandteile der Reaktionsmischung.A preferred purification method for the above-described reaction with alkali metal hydride is the addition of water to the reaction mixture and the subsequent removal of all volatiles from the reaction mixture.
Ist nachfolgend ein Kationenaustausch gewünscht, so wird in einer klassischen Metathesereaktion weiter mit einer Verbindung der Formel (IV) umgesetzt, wie zuvor beschrieben. Eine Isolierung der zuvor hergestellten Verbindung der Formel (I) ist hierfür nicht notwendig, wäre aber möglich.If a cation exchange is desired below, then in a classical metathesis reaction, reaction is continued with a compound of the formula (IV), as described above. Isolation of the previously prepared compound of the formula (I) is not necessary for this, but would be possible.
Weitere Ausführungen zu Reaktionsbedingungen des Verfahrens sind im Beispielteil beschrieben.Further details on reaction conditions of the process are described in the examples section.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), wie zuvor beschrieben, in denen x 1 oder 2 bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Verbindung der Formel (I), in der x 3 bedeutet, entsprechend der Formel (I-1)
mit einer Verbindung der Formel (VI) oder mit einem Gemisch der Säure der Formel (VI) und deren Salz umgesetzt wird,
wobei die Bedingungen der Umsetzung derart gewählt werden, dass der Sauerstoffgehalt maximal 1000 ppm beträgt,
nachfolgend die aus dieser Umsetzung entstehende Verbindung der Formel (VIIa) oder Formel (VIIb)
wobei Cat, n, m und R eine der zuvor genannten Bedeutungen hat und
wobei die Bedingungen der Umsetzung derart gewählt werden, dass sowohl der Wassergehalt als auch der Sauerstoffgehalt maximal 1000 ppm betragen,
und gegebenenfalls nachfolgend mindestens ein Kationenaustausch mit einer Verbindung der Formel (IV)
wobei Cat ein anderes organisches oder anorganisches Kation nach Anspruch 1 oder 2 bedeutet und
A ein Anion bedeutet, ausgewählt aus Cl–, Br–, I–, [CO3]2–, [R1COO]–, [R1SO3]–, [R2COO]–, [R2SO3]–, [R1OSO3]–, [BF4]–, [PF6]–, [HSO4]1–, [NO3]–, [(R2)2P(O)O]– oder [R2P(O)O2]2–, wobei R1 jeweils unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, R2 jeweils unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes perfluoriertes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, wobei die Elektroneutralität der Salze der Formel CatA zu beachten ist. Das Anion der Verbindung der Formel (IV) ist in dieser Metathesereaktion bevorzugt Cl–, Br–, I–, [CH3SO3]–, [CH3OSO3]–, [CF3COO]–, [CF3SO3]–, [(C2F5)2P(O)O]– oder [BF4]–. Das Anion der Verbindung der Formel (IV) ist in dieser Metathesereaktion besonders bevorzugt Cl–, Br–, [CF3SO3]– oder [BF4]–.Another object of the invention is a process for the preparation of compounds of formula (I), as described above, in which x is 1 or 2, characterized in that
a compound of the formula (I) in which x represents 3, corresponding to the formula (I-1)
is reacted with a compound of formula (VI) or with a mixture of the acid of formula (VI) and its salt,
wherein the conditions of the reaction are chosen such that the oxygen content is at most 1000 ppm,
below, the compound of formula (VIIa) or formula (VIIb) resulting from this reaction
wherein Cat, n, m and R have one of the meanings mentioned above, and
the conditions of the reaction being chosen such that both the water content and the oxygen content amount to a maximum of 1000 ppm,
and optionally subsequently at least one cation exchange with a compound of the formula (IV)
wherein Cat means another organic or inorganic cation according to claim 1 or 2 and
A represents an anion selected from Cl - , Br - , I - , [CO 3 ] 2- , [R 1 COO] - , [R 1 SO 3 ] - , [R 2 COO] - , [R 2 SO 3 ] - , [R 1 OSO 3 ] - , [BF 4 ] - , [PF 6 ] - , [HSO 4 ] 1- , [NO 3 ] - , [(R 2 ) 2 P (O) O] - or [R 2 P (O) O 2 ] 2- wherein R 1 is independently straight-chain or branched alkyl having 1 to 4 C atoms, R 2 is independently of one another straight-chain or branched perfluorinated alkyl having 1 to 4 C atoms , whereby the electroneutrality of the salts of the formula CatA is to be considered. The anion of the compound of formula (IV) in this metathesis reaction is preferably Cl - , Br - , I - , [CH 3 SO 3 ] - , [CH 3 OSO 3 ] - , [CF 3 COO] - , [CF 3 SO 3 ] - , [(C 2 F 5 ) 2 P (O) O] - or [BF 4 ] - . The anion of the compound of formula (IV) is particularly preferably in this metathesis reaction Cl - , Br - , [CF 3 SO 3 ] - or [BF 4 ] - .
Die Verbindungen der Formel (I-1) können nach einem Verfahren hergestellt werden, wie zuvor beschrieben.The compounds of formula (I-1) can be prepared by a method as described above.
Die Säuren der Formel (VI) und deren Salze sind kommerziell erhältlich oder können nach Verfahren hergestellt werden, die dem Fachmann bekannt sind. In den Verbindungen der Formel (VI) ist R bevorzugt eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 8 C-Atomen. In den Verbindungen der Formel (VI) ist R besonders bevorzugt eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe oder Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen. In den Verbindungen der Formel (VI) ist R ganz besonders bevorzugt Methyl, n-Propyl oder Trifluormethyl.The acids of formula (VI) and their salts are commercially available or can be prepared by methods known to those skilled in the art. In the compounds of the formula (VI), R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 8 C atoms or a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 8 C atoms. In the compounds of the formula (VI), R is particularly preferably a linear or branched alkyl group or perfluoroalkyl group having 1 to 4 C atoms. In the compounds of the formula (VI), R is very particularly preferably methyl, n-propyl or trifluoromethyl.
Bei der Erzeugung der Substanzen der Formel (VIIa) und (VIIb), wie zuvor beschrieben, werden die Bedingungen der Umsetzung derart gewählt, dass sowohl der Wassergehalt als auch der Sauerstoffgehalt maximal 1000 ppm betragen.In the production of the substances of the formula (VIIa) and (VIIb), as described above, the conditions of the reaction are chosen such that both the water content and the oxygen content amount to a maximum of 1000 ppm.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Herstellung der Verbindungen der Formel (VIIa) und (VIIb) werden die Verbindungen der Formel (I-1) in einem geeigneten organischen Lösemittel gelöst und auf 0°C gekühlt. Dann wird unter Rühren die Verbindung der Formel (VI) zugegeben. Der entstehende Wasserstoff wird entsprechend abgeleitet, wie es für die Apparatur geeignet ist. Die Reaktionsmischung wird danach auf Raumtemperatur erwärmt und alle flüchtigen Bestandteile werden entfernt.In a preferred embodiment of the preparation of the compounds of the formula (VIIa) and (VIIb), the compounds of the formula (I-1) are dissolved in a suitable organic solvent and cooled to 0 ° C. Then, with stirring, the compound of formula (VI) is added. The resulting hydrogen is discharged as appropriate, as it is suitable for the apparatus. The reaction mixture is then warmed to room temperature and all volatiles are removed.
Geeignete Lösemittel für die Umsetzung mit Verbindungen der Formel (VI) sind Dialkylether, beispielsweise Diethylether oder Methyl-tert-Butylether, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran, CH2Cl2 oder Chloroform oder Acetonitril. Ein bevorzugtes Lösemittel ist CH2Cl2, Chloroform oder Acetonitril.Suitable solvents for the reaction with compounds of the formula (VI) are dialkyl ethers, for example diethyl ether or methyl tert-butyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, CH 2 Cl 2 or chloroform or acetonitrile. A preferred solvent is CH 2 Cl 2 , chloroform or acetonitrile.
Es kann sich eine geeignete Aufreinigung anschließen, wie zuvor beschrieben. Die Ausführungen gelten entsprechend. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die flüchtigen Bestandteile entfernt und der erhaltene Rückstand wird in Tetrahydrofuran gelöst und mit dem Salz der Säure der Formel (VI) versetzt. Es ist weiter vorteilhaft, diese Mischung ca. eine Stunde bei 70°C bis 100°C, bevorzugt bei 75°C zu erhitzen.It may be followed by a suitable purification as described above. The comments apply accordingly. In a preferred embodiment, the volatiles are removed and the residue obtained is dissolved in tetrahydrofuran and treated with the salt of the acid of formula (VI). It is also advantageous to heat this mixture for about one hour at 70 ° C to 100 ° C, preferably at 75 ° C.
Die Verbindungen der Formel (VIIa) und (VIIb) können auch isoliert werden. Es kann bei dieser Stufe der Reaktion auch vorteilhaft sein, einen entsprechenden Kationenaustausch mit einer Verbindung der Formel (IV) vorzunehmen, wie zuvor ausführlich beschrieben, damit die Löslichkeit der Verbindung der Formel (VIIa) und (VIIb) in dem gewählten Cyanierungsreagenz gegeben ist, falls ohne ein weiteres organisches Lösemittel gearbeitet werden soll.The compounds of formula (VIIa) and (VIIb) can also be isolated. It may also be advantageous at this stage of the reaction to make a corresponding cation exchange with a compound of the formula (IV), as described in detail above, so that the solubility of the compound of the formula (VIIa) and (VIIb) is given in the chosen cyanating reagent, if you want to work without another organic solvent.
Geeignete Cyanierungsreagenzien sind dem Fachmann bekannt. Die Ausführungen zu bevorzugten Cyanierungsreagenzien und deren Herstellung gelten entsprechend auch für dieses Verfahren.Suitable cyanating reagents are known to the person skilled in the art. The statements on preferred cyanation reagents and their preparation also apply accordingly to this process.
Die Reaktion der Verbindungen der Formel (VIIa) und (VIIb) mit dem Cyanierungsreagenz, bevorzugt Trialkylsilylcyanid, erfolgt bevorzugt in einer geschlossenen Vorrichtung ohne oder unter Mikrowellenbestrahlung, bevorzugt mit einer Leistung von mindestens 220 W. Die Reaktionszeit bei Anwendung von Mikrowellenbestrahlung beträgt bevorzugt 100 bis 200 Minuten, besonders bevorzugt 150 Minuten. Ohne Mikrowellenbestrahlung beträgt die Reaktionszeit bevorzugt 7 bis 30 Stunden bei bevorzugten Temperaturen von 70°C bis 150°C. Die Temperaturangaben beziehen sich auf die Temperatur des erwärmenden Mediums.The reaction of the compounds of the formula (VIIa) and (VIIb) with the cyanating reagent, preferably trialkylsilyl cyanide, preferably takes place in a closed device with or without microwave irradiation, preferably with a power of at least 220 W. The reaction time when using microwave irradiation is preferably 100 to 200 minutes, more preferably 150 minutes. Without Microwave irradiation, the reaction time is preferably 7 to 30 hours at preferred temperatures of 70 ° C to 150 ° C. The temperature data refer to the temperature of the heating medium.
In einer Ausführungsform des Verfahrens, wie zuvor beschrieben oder als bevorzugt beschrieben, ist es vorteilhaft, wenn die Reaktion der Verbindung der Formel (VIIa) oder (VIIb), wie zuvor beschrieben oder als bevorzugt beschrieben, ohne Gegenwart eines organischen Lösemittels stattfindet. Es ist jedoch auch möglich, die Reaktion in Gegenwart eines organischen Lösemittels zu führen.In one embodiment of the process, as described above or described as preferred, it is advantageous if the reaction of the compound of the formula (VIIa) or (VIIb), as described above or described as preferred, takes place without the presence of an organic solvent. However, it is also possible to carry out the reaction in the presence of an organic solvent.
Geeignete Lösemittel sind Dialkylether, beispielsweise Diethylether oder Methyl-tert-Butylether, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran, 1,2-Dimethoxyethan, Diglyme, Acetonitril oder eine Mischung dieser Lösemittel. Ein bevorzugtes Lösemittel ist Tetrahydrofuran.Suitable solvents are dialkyl ethers, for example diethyl ether or methyl tert-butyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane, diglyme, acetonitrile or a mixture of these solvents. A preferred solvent is tetrahydrofuran.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), in denen x 2 bedeutet, wie zuvor beschrieben, findet die Umsetzung der Verbindung der Formel (VIIa) mit Trimethylsilylcyanid statt.In a preferred embodiment of the process according to the invention for preparing compounds of the formula (I) in which x 2 is as described above, the reaction of the compound of the formula (VIIa) with trimethylsilyl cyanide takes place.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 bedeutet, wie zuvor beschrieben, findet die Umsetzung der Verbindung der Formel (VIIb) mit Trimethylsilylcyanid statt.In a preferred embodiment of the process according to the invention for preparing compounds of the formula (I) in which x denotes 1 as described above, the reaction of the compound of the formula (VIIb) with trimethylsilyl cyanide takes place.
Eine bevorzugte Aufreinigungsmethode für die zuvor beschriebene Reaktion unter Mikrowellenbestrahlung ist die Entfernung aller flüchtigen Bestandteile der Reaktionsmischung, gefolgt von einer oder mehrer Extraktionen in geeigneten organischen Lösemitteln. Jeweils unlösliche Bestandteile werden abfiltriert.A preferred purification method for the microwave irradiation reaction described above is the removal of all volatiles of the reaction mixture, followed by one or more extractions in suitable organic solvents. In each case insoluble constituents are filtered off.
Geeignete organische Lösemittel sind beispielsweise Acetonitril, Propionitril, Aceton, Dioxan, Dichlormethan, Dimethoxyethan, Dimethylsulfoxid, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid oder Dialkylether, beispielsweise Diethylether oder Methyl-tert-butylether, oder Alkohol, beispielsweise Methanol, Ethanol oder Isopropanol. Bevorzugt werden die Lösemittel Aceton und Diethylether ausgewählt und wieder entfernt.Suitable organic solvents are, for example, acetonitrile, propionitrile, acetone, dioxane, dichloromethane, dimethoxyethane, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, dimethylformamide or dialkyl ethers, for example diethyl ether or methyl tert-butyl ether, or alcohol, for example methanol, ethanol or isopropanol. The solvents acetone and diethyl ether are preferably selected and removed again.
Bevorzugt schließt sich dann eine Umsetzung der erhaltenen Rückstände mit einer wässrigen Lösung eines entsprechenden Carbonats (Me)2CO3 und/oder eines entsprechenden Hydrogencarbonats MeHCO3 an, wobei Me dem Kation eines Alkalimetalls entspricht. Entspricht dieses Alkalimetallkation dem gewünschten Kation der Verbindung der Formel (I), in denen x 2 bedeutet, so ist keine weitere Umsalzung notwendig. Die Verbindung der Formel (I) wird dann entsprechend isoliert, wie dem Fachmann bekannt.Preference is then followed by reaction of the residues obtained with an aqueous solution of a corresponding carbonate (Me) 2 CO 3 and / or a corresponding hydrogen carbonate MeHCO 3 , Me corresponding to the cation of an alkali metal. If this alkali metal cation corresponds to the desired cation of the compound of the formula (I) in which x is 2, then no further salification is necessary. The compound of formula (I) is then appropriately isolated as known to those skilled in the art.
Ist nachfolgend ein Kationenaustausch gewünscht, so wird in einer klassischen Metathesereaktion weiter mit einer Verbindung der Formel (IV) umgesetzt, wie zuvor beschrieben. Eine Isolierung der zuvor hergestellten Verbindung der Formel (I) ist hierfür nicht notwendig, wäre aber möglich.If a cation exchange is desired below, then in a classical metathesis reaction, reaction is continued with a compound of the formula (IV), as described above. Isolation of the previously prepared compound of the formula (I) is not necessary for this, but would be possible.
Weitere Ausführungen zu Reaktionsbedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Beispielteil beschrieben.Further details on the reaction conditions of the process according to the invention are described in the examples section.
Eine alternative Methode zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), wobei x für 2 steht, ist dadurch charakterisiert, dass eine Cyanid-Quelle, wie z. B. Alkalimetallcyanide, Tetralkylammoniumcyanide oder Trialkylsilylcyanide, mit einer Verbindung der Formel (VIII),
wobei
n für eine ganze Zahl von 1 bis 12, vorzugsweise für eine ganze Zahl von 1 bis 8 steht,
m für 0, 1, 2, 3 oder 4 steht und
X ein koordinierendes organisches Molekül ist, welches den Dihydrido-Boran-Komplex stabilisiert.An alternative method of preparing compounds of formula (I) wherein x is 2 is characterized by the use of a cyanide source, such as a cyanide source. B. alkali metal cyanides, Tetralkylammoniumcyanide or trialkylsilyl cyanides, with a compound of formula (VIII),
in which
n is an integer from 1 to 12, preferably an integer from 1 to 8,
m is 0, 1, 2, 3 or 4 and
X is a coordinating organic molecule which stabilizes the dihydrido-borane complex.
Entsprechend geeignete koordinierende organische Moleküle wurden zuvor beschrieben. Die Ausführungen gelten entsprechend für die Verbindungen der Formel (VIII).Correspondingly suitable coordinating organic molecules have been described previously. The statements apply mutatis mutandis to the compounds of formula (VIII).
Die Verbindungen der Formel (VIII) können durch Reaktion der Verbindungen der Formel (I-1) mit einem Trialkylsilyl-chlorid oder -bromid, durch Reaktion mit einer Säure oder durch Reaktion mit einem elektrophilen Reagenz wie Iod hergestellt werden.The compounds of formula (VIII) can be prepared by reacting the compounds of formula (I-1) with a trialkylsilyl chloride or bromide, by reaction with an acid or by reaction with an electrophilic reagent such as iodine.
Geeignete Reaktionsbedingungen wurden zuvor bereits für Verbindungen der Formel (III) beschrieben und gelten entsprechend. Suitable reaction conditions have previously been described for compounds of the formula (III) and apply correspondingly.
Weitere Ausführungen zu Reaktionsbedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Beispielteil beschrieben.Further details on the reaction conditions of the process according to the invention are described in the examples section.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind die Verbindungen der Formel (VIIa) oder der Formel (VIIb), die als Intermediate entstehen,
R eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe oder Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen bedeutet und
Cat ein Alkalimetallkation oder ein Tetraalkylammoniumkation bedeutet,
wobei die Alkylgruppen im Tetraalkylammoniumkation jeweils unabhängig voneinander 1 bis 10 C-Atome haben.Another object of the invention are the compounds of formula (VIIa) or of formula (VIIb), which arise as intermediates,
R is a straight-chain or branched alkyl group or perfluoroalkyl group having 1 to 6 C atoms and
Cat represents an alkali metal cation or a tetraalkylammonium cation,
wherein the alkyl groups in the tetraalkylammonium cation each independently have 1 to 10 carbon atoms.
Diese erfindungsgemäßen Verbindungen können natürlich als Ausgangsmaterialien für weitere Metathesereaktionen benutzt werden, so dass das Kation Cat in den Verbindungen der Formel (VIIa) oder (VIIb) dadurch an sich nicht eingeschränkt ist. Die allgemeinen Ausführungen zu den möglichen anorganischen und organischen Kationen sowie die bevorzugten Ausführungen für die Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 oder 2 bedeutet, gelten entsprechend.Of course, these compounds of the invention may be used as starting materials for further metathesis reactions, such that the cation Cat is not intrinsically restricted in the compounds of formula (VIIa) or (VIIb). The general statements on the possible inorganic and organic cations and the preferred embodiments for the compounds of the formula (I) in which x is 1 or 2, apply correspondingly.
Verbindungen der Formel (I) mit Alkalimetallkationen, insbesondere Lithiumverbindungen der Formel (I), in denen x für 1 steht, sind neben der Eignung als Ausgangsmaterial zur Herstellung weiterer Verbindungen der Formel (I), ebenfalls als Leitsalz in elektrochemischen Zellen geeignet.Compounds of the formula (I) with alkali metal cations, in particular lithium compounds of the formula (I) in which x is 1, are suitable not only for suitability as starting material for the preparation of further compounds of the formula (I), but also as conducting salt in electrochemical cells.
Bevorzugte elektrochemische Zellen sind Lithium-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien oder Lithium-Kondensatoren.Preferred electrochemical cells are lithium batteries, lithium ion batteries or lithium capacitors.
Das entsprechenden Lithiumsalze können ohne weitere Einschränkung auch in Kombination mit anderen Leitsalzen oder Additiven in den elektrochemischen Zellen verwendet werden. Je nach Konzentration in einem Elektrolyten können die entsprechenden Lithiumsalze auch als Additiv eingesetzt werden.The corresponding lithium salts can also be used in combination with other conductive salts or additives in the electrochemical cells without further restriction. Depending on the concentration in an electrolyte, the corresponding lithium salts can also be used as an additive.
Die entsprechenden Lithiumsalze können einzeln oder in Mischungen in Analogie zu alternativen Lithiumverbindungen eingesetzt werden, die für diese Anwendung bekannt sind.The corresponding lithium salts can be used singly or in mixtures in analogy to alternative lithium compounds known for this application.
Die Verbindungen der Formel (I) mit organischen Kationen, insbesondere in denen x 1 oder 2 bedeutet, wie zuvor beschrieben oder als bevorzugt beschrieben, eignen sich als Additiv für Polymere, als Lösungsmittel oder Lösungsmittelzusatz, als Katalysator für die organische Synthese, als Phasentransfer-Katalysator, als Elektrolytbestandteil in elektrochemischen, elektronischen oder optoelektronischen Vorrichtungen, als Fluortensid, als Wärmeträger, als Trennmittel, Extraktionsmittel, als Weichmacher, als Schmiermittel oder Bestandteil von Schmierölen oder -fetten, als hydraulische Flüssigkeit oder Additiv für hydraulische Flüssigkeiten.The compounds of the formula (I) with organic cations, in particular where x is 1 or 2, as described above or described as preferred, are suitable as additive for polymers, as solvent or solvent additive, as catalyst for organic synthesis, as phase transfer Catalyst, as an electrolyte component in electrochemical, electronic or optoelectronic devices, as a fluorosurfactant, as a heat carrier, as a release agent, extractant, as a plasticizer, as a lubricant or component of lubricating oils or fats, as a hydraulic fluid or additive for hydraulic fluids.
Die Verbindungen der Formel (I), in denen x für 3 steht und die Verbindungen der Formel (VIII), wie zuvor beschrieben oder als bevorzugt beschrieben, eignen sich insbesondere als Reduktionsmittel, bevorzugt als Reduktionsmittel in der organischen Synthese.The compounds of the formula (I) in which x is 3 and the compounds of the formula (VIII) as described above or described as being preferred are particularly suitable as reducing agents, preferably as reducing agents in organic synthesis.
Die Salze der Formel (I) sind hydrophob und zeigen eine bessere Löslichkeit in organischen Lösemitteln als die vergleichbaren Hydrido- oder Hydridocyano-borate.The salts of the formula (I) are hydrophobic and show better solubility in organic solvents than the comparable hydrido or hydridocyano borates.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 oder 2 bedeutet, mit organischen Kationen, wie zuvor beschrieben oder bevorzugt beschrieben, als Additiv für Polymere, Lösungsmittel oder Lösungsmittelzusatz, als Katalysator für die organische Synthese, als Phasentransfer-Katalysator, als Elektrolytbestandteil in elektrochemischen, elektronischen oder optoelektronischen Vorrichtungen, als Fluortensid, als Wärmeträger, als Trennmittel, Extraktionsmittel, als Weichmacher, als Schmiermittel oder Bestandteil von Schmierölen oder -fetten, als hydraulische Flüssigkeit oder Additiv für hydraulische Flüssigkeiten.Another object of the invention is therefore the use of compounds of formula (I) in which x is 1 or 2, with organic cations, as described above or preferably described, as an additive for polymers, solvents or solvent addition, as a catalyst for the organic Synthesis, as a phase transfer catalyst, as an electrolyte component in electrochemical, electronic or optoelectronic devices, as a fluorosurfactant, as a heat carrier, as a release agent, extractant, as a plasticizer, as a lubricant or component of lubricating oils or fats, as a hydraulic fluid or additive for hydraulic fluids.
Die Verbindungen der Formel (I) mit einem organischen Kation, wie zuvor beschrieben, können ebenfalls ionische Flüssigkeiten sein. Die Definition einer ionischen Flüssigkeit wurde zuvor beschrieben. The compounds of the formula (I) having an organic cation as described above may also be ionic liquids. The definition of an ionic liquid has been previously described.
Bei der Verwendung der Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 oder 2 bedeutet, mit organischen Kationen, wie zuvor beschrieben, als Lösungsmittel eignen sich diese für jede dem Fachmann bekannte Art der Reaktion, beispielsweise für Übergangsmetall- oder Enzym-katalysierte Reaktionen, wie z. B. Hydroformylierungsreaktionen, Oligomerisierungsreaktionen, Veresterungen oder Isomerisierungen, wobei diese Liste keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebt.When using the compounds of the formula (I) in which x is 1 or 2 with organic cations, as described above, as solvents, they are suitable for any type of reaction known to those skilled in the art, for example for transition metal- or enzyme-catalyzed reactions , such as As hydroformylation reactions, oligomerization reactions, esterifications or isomerizations, this list does not claim to be exhaustive.
Bei Verwendung als Extraktionsmittel können die Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 oder 2 bedeutet, mit organischen Kationen, wie zuvor beschrieben, verwendet werden, um Reaktionsprodukte abzutrennen, aber auch, um Verunreinigungen abzutrennen, je nach Löslichkeit der jeweiligen Komponente in der ionischen Flüssigkeit. Außerdem können die ionischen Flüssigkeiten auch als Trennmedien bei der Trennung von mehreren Komponenten dienen, beispielsweise bei der destillativen Trennung mehrerer Komponenten eines Gemisches. Weitere mögliche Anwendungen sind die Verwendung als Weichmacher in Polymermaterialien oder als Zusatzstoff in Brennstoffzellen.When used as an extractant, the compounds of formula (I) wherein x is 1 or 2 may be used with organic cations as described above to separate reaction products, but also to separate impurities, depending on the solubility of the particular component the ionic liquid. In addition, the ionic liquids can also serve as separation media in the separation of several components, for example in the distillative separation of several components of a mixture. Further possible applications are the use as plasticizers in polymer materials or as an additive in fuel cells.
Weitere Anwendungsgebiete der Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 oder 2 bedeutet mit organischen Kationen gemäß dieser Erfindung sind Lösungsmittel für kohlehydrathaltige Feststoffe, insbesondere Biopolymere und deren Derivate oder Abbauprodukte. Zusätzlich können diese neuen Verbindungen als Schmiermittel, Arbeitsmedien für Maschinen, wie Kompressoren, Pumpen oder Hydraulikvorrichtungen eingesetzt werden.Further fields of application of the compounds of the formula (I) in which x denotes 1 or 2 with organic cations according to this invention are solvents for carbohydrate-containing solids, in particular biopolymers and their derivatives or degradation products. In addition, these new compounds can be used as lubricants, working fluids for machinery such as compressors, pumps or hydraulic devices.
Ein weiterer Anwendungsbereich ist das Gebiet der Partikel- oder Nanomaterialsynthese, bei der diese ionischen Flüssigkeiten als Medium oder Zusatzstoff fungieren können.Another area of application is the field of particle or nanomaterial synthesis, in which these ionic liquids can act as a medium or additive.
Die Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 oder 2 bedeutet, wie zuvor beschrieben, mit organischen Kationen sind ebenfalls bevorzugt als Bestandteil von Elektrolytformulierungen geeignet.The compounds of the formula (I) in which x is 1 or 2, as described above, with organic cations are also preferably suitable as a constituent of electrolyte formulations.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist demzufolge eine Elektrolytformulierung enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel (I), in der x 1 oder 2 bedeutet, wie zuvor beschrieben. Die weiteren Bestandteile der Elektrolytformulierung sind dem Fachmann bekannt und in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.A further subject of the invention is accordingly an electrolyte formulation comprising at least one compound of the formula (I) in which x denotes 1 or 2, as described above. The other constituents of the electrolyte formulation are known to the person skilled in the art and are not restricted in this regard.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine elektrochemische oder optoelektronische Vorrichtung enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel (I), in der x 1 oder 2 bedeutet, wie zuvor beschrieben oder als bevorzugt beschrieben oder alternativ eine Elektrolytformulierung enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel (I), wie zuvor beschrieben.A further subject of the invention is likewise an electrochemical or optoelectronic device containing at least one compound of the formula (I) in which x denotes 1 or 2, as described above or described as preferred or alternatively an electrolyte formulation containing at least one compound of the formula (I) , Like previously described.
Bevorzugte elektrochemische Vorrichtungen sind beispielsweise Vorrichtungen zur Energiespeicherung, bevorzugt Doppelschichtkondensatoren, synonym Superkondensatoren.Preferred electrochemical devices are, for example, devices for energy storage, preferably double-layer capacitors, synonymous supercapacitors.
Für die Anwendung in Doppelschichtkondensatoren ist eine hohe Leitfähigkeit Voraussetzung. Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (I), in denen x 1 bedeutet, mit organischen Kationen, wie zuvor beschrieben, erfüllen dieses Kriterium und können daher allein oder in Mischungen mit anderen Lösungsmitteln oder Leitsalzen eingesetzt werden. Geeignet sind Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe organischer Carbonate (z. B. Ethylencarbonat, Propylencarbonat und deren Derivate, Butylencarbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Methylethylcarbonat usw.), organischer Carbonsäureester (z. B. γ-Butyrolacton, Methylformiat, Methylacetat, Ethylacetat, Ethylpropionat, Methylpropionat, Methylbutyrat, Ethylbutyrat usw.), organischer Carbonsäureamide (z. B. Dimethylformamid, Methylformamid, Formamid usw.), organischer Ether (z. B. 1,2-Dimethoxyethan, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran, Tetrahydrofuranderivate, 1,3-Dioxolan, Dioxan, Dioxolanderivate usw.) oder andere aprotische Lösungsmittel (z. B. Acetonitril, Sulfolan, Dimethylsulfoxid, Nitromethan, Phosphorsäuretriester, Trimethoxymethan, 3-Methyl-2-oxazolidinon usw.). Lösungsmittelgemische, wie z. B. Ethylencarbonat/Dimethylcarbonat (EC/DMC) können ebenfalls verwendet werden.For use in double-layer capacitors, a high conductivity is required. The compounds of the formula (I) according to the invention in which x denotes 1 with organic cations as described above fulfill this criterion and can therefore be used alone or in mixtures with other solvents or conducting salts. Suitable solvents are those selected from the group of organic carbonates (eg, ethylene carbonate, propylene carbonate and their derivatives, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, etc.), organic carboxylic esters (eg, γ-butyrolactone, methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, ethyl propionate , Methyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, etc.), organic carboxylic acid amides (e.g., dimethylformamide, methylformamide, formamide, etc.), organic ether (e.g., 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran derivatives, 1.3 Dioxolane, dioxane, dioxolane derivatives, etc.) or other aprotic solvents (e.g., acetonitrile, sulfolane, dimethylsulfoxide, nitromethane, phosphoric triesters, trimethoxymethane, 3-methyl-2-oxazolidinone, etc.). Solvent mixtures, such as. Ethylene carbonate / dimethyl carbonate (EC / DMC) can also be used.
Diese erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (I) mit organischen Kationen, wie zuvor beschrieben, können in Elektrolytformulierungen mit herkömmlichen Leitsalzen verwendet werden. Geeignet sind z. B. Elektrolytformulierungen mit Leitsalzen ausgewählt aus der Gruppe LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiAsF6, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiC(CF3SO2)3 oder Li[(C2F5)3PF3] und deren Mischungen.These organic cation compounds of formula (I) as described above can be used in electrolyte formulations with conventional conductive salts. Suitable z. B. Electrolytic formulations with conductive salts selected from the group LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 or Li [(C 2 F 5) 3 PF 3] and mixtures thereof.
Bevorzugte optoelektronische Vorrichtungen sind beispielsweise Solarzellen umfassend auch photovoltaische Zellen, die nicht nur mit Sonnenlicht angeregt werden, optische Detektoren, Photorezeptoren, Photodioden, Photodetektoren, Transistoren, licht-emittierende Vorrichtungen, Laser oder Laderdioden. Bevorzugte optoelektronische Vorrichtungen sind Vorrichtungen, die Energie erzeugen. Examples of preferred optoelectronic devices include solar cells, including photovoltaic cells that are not only excited by sunlight, optical detectors, photoreceptors, photodiodes, photodetectors, transistors, light-emitting devices, lasers or charging diodes. Preferred optoelectronic devices are devices that generate energy.
Besonders bevorzugte Vorrichtungen sind Solarzellen, insbesondere Farbstoffsolarzellen. Der Aufbau einer Solarzelle und die dafür verwendeten Materialien sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in den Publikationen
Die folgenden Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Die Erfindung ist im gesamten beanspruchten Bereich entsprechend ausführbar. Ausgehend von dem Beispiel lassen sich auch mögliche Varianten ableiten.The following embodiments are intended to illustrate the invention without limiting it. The invention is correspondingly executable throughout the claimed area. Based on the example also possible variants can be derived.
Arbeitstechnik und Geräte:Working technique and devices:
Synthesen bei erhöhtem Druck werden in einem Hochdruck-Laborautoklaven der Firma Roth (100 ml Arbeitsvolumen, Leerraum 140 ml mit Heizhaube 10 S, Hochdruckfeinventil, Anzeigemanometer mit Messbereich 0–160 bar und Rohrfeder-Messsystem) durchgeführt. Temperaturangaben bei den Autoklavenversuchen beziehen sich auf die an der Heizhaube eingestellten Temperaturen.Syntheses at elevated pressure are carried out in a Roth high pressure laboratory autoclave (100 ml working volume, empty space 140 ml with heating hood 10 S, high pressure fine valve, indicating pressure gauge with measuring range 0-160 bar and Bourdon tube measuring system). Temperature data in the autoclave tests refer to the temperatures set on the heating hood.
Für die Aufnahme von 1H-, 11B-, 13C-, 19F- und 31P-NMR-Spektren werden für die Reaktionskontrollen ein Avance 200 MHz- bzw. ein DPX 400 MHz-Spektrometer der Firma Bruker verwendet. Isolierte Produkte werden mit einem Avance 500 MHz- bzw. DRX 300 MHz-Spektrometer der Firma Bruker analysiert. Die 11B-NMR-Spektren werden auf BF3·Et2O (0 ppm, extern) und die 19F-NMR-Spektren auf CFCl3 (0 ppm, extern) referenziert. Die 31P-NMR-Spektren werden auf das Signal von 85%iger Phosphorsäure (0 ppm, extern) referenziert. NMR-spektroskopische Untersuchungen der isolierten Verbindungen werden mit deuterierten Lösemitteln durchgeführt. Dabei werden die 1H- und 13C-NMR-Spektren auf die Restprotonen- bzw. 13C-Signale referenziert.
Aceton-d6: 1H: 2.05 ppm, 13C: 29.90 ppm.
CDCl3: 1H: 7.25 ppm, 13C: 77.16 ppm.
CD2Cl2: 1H: 5.32 ppm, 13C: 54.00 ppm.
CD3CN: 1H: 1.94 ppm, 13C: 1.32 ppm.For the recording of 1 H, 11 B, 13 C, 19 F and 31 P NMR spectra, an Avance 200 MHz or a DPX 400 MHz spectrometer from Bruker is used for the reaction controls. Isolated products are analyzed using a Bruker Avance 500 MHz or DRX 300 MHz spectrometer. The 11 B NMR spectra are referenced to BF 3 · Et 2 O (0 ppm, external) and 19 F NMR spectra to CFCl 3 (0 ppm, external). The 31 P NMR spectra are referenced to the signal of 85% phosphoric acid (0 ppm, external). NMR spectroscopic studies of the isolated compounds are carried out with deuterated solvents. The 1 H and 13 C NMR spectra are referenced to the residual proton or 13 C signals.
Acetone-d 6: 1 H: 2.05 ppm, 13 C: 29.90 ppm.
CDCl 3: 1 H: 7.25 ppm, 13 C: 77.16 ppm.
CD 2 Cl 2: 1 H: 5:32 ppm, 13 C: 54.00 ppm.
CD3CN: 1 H: 1.94 ppm, 13 C: 1:32 ppm.
Soweit kein deuteriertes Lösemittel angegeben ist, wird Aceton-d6 verwendet.Unless a deuterated solvent is indicated, acetone-d6 is used.
Die Elementaranalysen zur Bestimmung der prozentualen Anteile an Kohlenstoff, Stickstoff und Wasserstoff werden mit einem Euro EA 3000 der Firma HEKAtech Analysentechnik durchgeführt.The elemental analyzes to determine the percentages of carbon, nitrogen and hydrogen are carried out with a Euro EA 3000 from HEKAtech Analysentechnik.
Die thermoanalytischen Untersuchungen werden in Form von DSC-Messungen (differential scanning calorimetry) mit einem DSC 823 der Firma Mettler Toledo durchgeführt. Dazu werden die Substanzen in einem Aluminiumtiegel mit einer Aufheizrate von 5°C/min bzw. mit einer Abkühlrate von 10°C min–1 untersucht.The thermoanalytical investigations are carried out in the form of DSC measurements (differential scanning calorimetry) with a DSC 823 from Mettler Toledo. For this purpose, the substances are investigated in an aluminum crucible at a heating rate of 5 ° C / min or at a cooling rate of 10 ° C min -1 .
Die IR-Spektren werden mit einem Nicolet 380 FT-IR-Spektrometer der Firma Thermo Electron Corporation vermessen. Dabei erfolgen die Aufnahmen über die ATR-Technik (abgeschwächte Totalreflexion) auf einem Diamantkristall. Die Aufnahme von Raman-Spektren erfolgt mit einem Bruker IFS-120HR-FT-Spektrometer mit einem Raman-Modul FRA 106 in einem Bereich von –200 cm–1 bis 4000 cm–1. Es wird hierbei ein Nd-YAG-Laser mit einer Anregungswellenlänge von 1064 nm verwendet.The IR spectra are measured using a Nicolet 380 FT-IR spectrometer from Thermo Electron Corporation. The images are taken on the ATR technique (attenuated total reflection) on a diamond crystal. The Raman spectra are recorded using a Bruker IFS 120HR FT spectrometer with a FRA 106 Raman module in a range from -200 cm -1 to 4000 cm -1 . In this case, an Nd-YAG laser with an excitation wavelength of 1064 nm is used.
Die Massenspektren werden mit einem Autoflex II LRF Bruker Daltonics TOF(time of flight)-Massenspektrometer aufgenommen. Es wird zur Ionisation der Substanzen das MALDI-Verfahren (matrix assisted laser desorption/ionisation) verwendet.The mass spectra are recorded on an Autoflex II LRF Bruker Daltonics TOF (time of flight) mass spectrometer. For the ionization of the substances, the MALDI method (matrix assisted laser desorption / ionization) is used.
GC-MS-Untersuchungen der Reduktionsversuche werden mit einem Gaschromatographen Trace 1310 gekoppelt mit einem ISO QD Singlequadrupolmassenspektrometer der Fa. ThermoScientific aufgenommen. Die Auswertung erfolgt automatisch durch das Programm Chromeleon 7.GC-MS investigations of the reduction experiments are recorded with a Gas Chromatograph Trace 1310 coupled with an ISO QD single quadrupole mass spectrometer from ThermoScientific. The evaluation is done automatically by the program Chromeleon 7.
Cyclovoltammogramme werden mit einem Autolab PGSTAT30 bei 0.015 V/s in einem Fenster von –3.15 bis 2.25 V gemessen. Der Startpunkt liegt bei –0.5 V. Das verwendete Leitsalz ist [TBA][PF6] (0.1 M), welches in CH3CN (3 mL) gelöst wird. Als Arbeitselektrode wird eine Classy-Carbon-Elektrode (⌀ = 3 mm) verwendet, die Gegenelektrode ist ein Platindraht und die Referenzelektrode eine Silberelektrode mit 0.01 M AgNO3 in 0.1 M [TBA][PF6] in CH3CN.Cyclic voltammograms are measured with an Autolab PGSTAT30 at 0.015 V / s in a window of -3.15 to 2.25V. The starting point is -0.5 V. The conducting salt used is [TBA] [PF 6 ] (0.1 M), which is dissolved in CH 3 CN (3 mL). The working electrode is a Classy carbon electrode (⌀ = 3 mm) used, the counter electrode is a platinum wire and the reference electrode is a silver electrode with 0.01 M AgNO 3 in 0.1 M [TBA] [PF 6 ] in CH 3 CN.
Beispiele:Examples:
Beispiel 1: Synthese von 1-Ethyl-3-methylimidazoliumpentafluorethyltrihydridoborat; [EMIM][C2F5BH3] Example 1: Synthesis of 1-ethyl-3-methylimidazolium pentafluoroethyl trihydridoborate; [EMIM] [C 2 F 5 BH 3 ]
In einem Reaktionsgefäß wird Diethylether, Et2O (10 mL), auf –78°C gekült und entgast. Im Anschluss wird C2F5H (720 mg, 6.00 mmol) einkondensiert und n-BuLi (2.5 M in Hexan, 2.0 mL, 5.0 mmol) innerhalb von 5 min zugegeben. Danach wird eine Lösung von BH3·THF (≈ 2.5 ± 0.1 M in THF, 4.0 mL, 10.0 mmol) über 20 min zugetropft. Das Reaktionsgemisch wird langsam im Kältebad auf –20°C erwärmt und dann zu einer Lösung von K2CO3 (3 g) in H2O (10 mL) gegeben. Das Zwei-Phasen-System wird mit Et2O (15 × 6 mL) und einem 1:1 Gemisch aus THF und Et2O (2 × 10 mL) extrahiert. Dann wird die organische Phase mit einer wässrigen Lösung von 1-Ethyl-3-methylimidazolium chlorid (EMIM Cl-Lösung; ≈ 0.71 M, 7.0 mL, 5 mmol) versetzt und 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Die organische Phase wird entfernt und die wässrige Phase mit CH2Cl2 (5 × 6 mL) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit MgSO4 getrocknet und anschließend filtriert. Das Lösemittel wird im Feinvakuum entfernt und es wird eine gelbliche, klare Flüssigkeit erhalten.
Ausbeute an [EMIM][C2F5BH3]: 0.821 g (3.36 mmol, 67% bezüglich der eingesetzten Menge an n-BuLi). 1H-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: 8.96 (s, 1H, CH, H3), 7.70 (dd, 3J(1H, 1H) ≈ 3J(1H, 1H) ≈ 1.80 Hz, 1H, CH, H4), 7.62 (dd, 3J(1H, 1H) ≈ 3J(1H, 1H) ≈ 1.80 Hz, 1H, CH, H4), 4.34 (q, 3J(1H, 1H) = 7.25 Hz, 2H, CH2, H2), 3.99 (s, 3H, CH3, H5), 1.53 (t, 3J(1H, 1H) = 7.32 Hz, 3H, CH3, H1), 0.94-0.25 (m, 3H, 10BH3), 0.65 (qtq, 1J(11B, 1H) = 84.63 Hz, 3J(19F, 1H) = 27.35 Hz, 4J(19F, 1H) = 3.75 Hz, 3H, 11BH3).
1H{10B}-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: 8.96 (s, 1H, CH, H3), 7.69 (dd, 3J(1H, 1H) ≈ 3J(1H, 1H) ≈ 1.70 Hz, 1H, CH, H4), 7.62 (dd, 3J(1H, 1H) ≈ 3J(1H, 1H) ≈ 1.55 Hz, 1H, CH, H4), 4.34 (q, 3J(1H, 1H) = 7.34 Hz, 2H, CH2, H2), 3.99 (s, 3H, CH3, H5), 1.53 (t, 3J(1H, 1H) = 7.37 Hz, 3H, CH3, H1), 0.60 (tq, 3J(19F, 1H) = 27.41 Hz, 4J(19F, 1H) = 3.78 Hz, 3H, BH3), 0.57 (qtq, 1J(11B, 1H) = 84.72 Hz, 3J(19F, 1H) = 27.35 Hz, 4J(19F, 1H) = 3.63 Hz, 3H, BH3).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: 8.96 (s, 1H, CH, H3), 7.70 (dd, 3J(1H, 1H) ≈ 3J(1H, 1H) ≈ 1.78 Hz, 1H, CH, H4), 7.62 (dd, 3J(1H, 1H) ≈ 3J(1H, 1H) ≈ 1.78 Hz, 1H, CH, H4), 4.34 (q, 3J(1H, 1H) = 7.32 Hz, 2H, CH2, H2), 3.99 (s, 3H, CH3, H5), 1.53 (t, 3J(1H, 1H) = 7.33 Hz, 3H, CH3, H1), 0.83-0.35 (m, 3H, 10BH3), 0.57 (tq, 3J(19F, 1H) = 27.40 Hz, 4J(19F, 1H) = 3.77 Hz, 3H, 11BH3).
10B{1H}-NMR (53.73 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: –33.0 (t, 2J(19F, 10B) = 6.1 Hz).
11B-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: –32.9 (qt, 1J(11B, 1H) = 84.6 Hz, 2J(19F, 11B) = 18.5 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: –32.9 (t, J(19F, 11B) = 18.3 Hz).
13C{1H}-NMR (125.76 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: 136.9 (s, 1C, CH, C-H3), 133.8 (tqq, 1J(19F, 13C) = 242.2 Hz, 2J(19F, 11B) = 52.8 Hz, 2J(19F, 13C) = 35.2 Hz, 1C, CF2), 124.4 (s, 1C, CH, C-H4) 123.7 (qtq, 1J(19F, 13C) = 286.0 Hz, 2J(19F, 13C) = 35.3 Hz, 3J(19F, 11B) = 3.3 Hz, 1C, CF3), 122.8 (s, 1C, CH, C-H4), 45.5 (s, 1C, CH2, C-H2), 36.5 (s, 1C, CH3, C-H5), 15.4 (s, 1C, CH3, C-H1).
19F-NMR (188.12 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: –84.6 (s, 3F, CF3), –111.1 (qq, 2J(19F, 11B) = 18.5 Hz, 2J(19F, 1H) = 27.4 Hz, 2F, CF2).
19F{1H}-NMR (188.12 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: –84.6 (s, 3F, CF3), –111.1 (q, 2J(19F, 11B) = 18.3 Hz, 2F, CF2).
Elementaranalyse, %: gefunden (berechnet): C 39.84 (39.38), H 5.84 (5.78), N 11.90 (11.48).
Dynamische Viscosität, η, mPa·s: 37.6 (20°C), 26.7 (30°C), 19.7 (40°C), 15.0 (50°C), 11.8 (60°C), 9.45 (70°C), 7.74 (80°C).In a reaction vessel diethyl ether, Et 2 O (10 mL), cooled to -78 ° C and degassed. Subsequently, C 2 F 5 H (720 mg, 6.00 mmol) is condensed in and n-BuLi (2.5 M in hexane, 2.0 mL, 5.0 mmol) is added within 5 min. Thereafter, a solution of BH 3 · THF (≈ 2.5 ± 0.1 M in THF, 4.0 mL, 10.0 mmol) is added dropwise over 20 min. The reaction mixture is slowly warmed to -20 ° C in the cold bath and then added to a solution of K 2 CO 3 (3 g) in H 2 O (10 mL). The two-phase system is extracted with Et 2 O (15 x 6 mL) and a 1: 1 mixture of THF and Et 2 O (2 x 10 mL). Then, the organic phase with an aqueous solution of 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (EMIM Cl solution, ≈ 0.71 M, 7.0 mL, 5 mmol) and stirred for 1 hour at room temperature. The organic phase is removed and the aqueous phase extracted with CH 2 Cl 2 (5 x 6 mL). The combined organic phases are dried with MgSO 4 and then filtered. The solvent is removed in a fine vacuum and a yellowish, clear liquid is obtained.
Yield of [EMIM] [C 2 F 5 BH 3 ]: 0.821 g (3.36 mmol, 67% with respect to the amount of n-BuLi used). 1 H-NMR (500.13 MHz, acetone-d 6 ) δ, ppm: 8.96 (s, 1H, CH, H 3 ), 7.70 (dd, 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 1.80 Hz, 1H, CH, H 4 ), 7.62 (dd, 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 1.80 Hz, 1H, CH, H 4 ), 4.34 (q, 3 J (1 H, 1 H) = 7.25 Hz, 2H, CH 2, H 2), 3.99 (s, 3H, CH 3, H 5), 1:53 (t, 3 J (1 H, 1 H ) = 7.32 Hz, 3H, CH 3 , H 1 ), 0.94-0.25 (m, 3H, 10 BH 3 ), 0.65 (qtq, 1 J ( 11 B, 1 H) = 84.63 Hz, 3 J ( 19 F, 1 H) = 27.35 Hz, 4 J ( 19 F, 1 H) = 3.75 Hz, 3H, 11 BH 3 ).
1 H { 10 B} NMR (500.13 MHz, acetone-d 6 ) δ, ppm: 8.96 (s, 1H, CH, H 3 ), 7.69 (dd, 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 1.70 Hz, 1H, CH, H 4 ), 7.62 (dd, 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 1.55 Hz, 1H, CH, H 4 ), 4.34 (q, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.34 Hz, 2H, CH 2 , H 2 ), 3.99 (s, 3H, CH 3 , H 5 ), 1.53 (t, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.37 Hz, 3H, CH 3 , H 1 ), 0.60 (tq, 3 J ( 19 F, 1 H) = 27.41 Hz, 4 J ( 19 F, 1 H) = 3.78 Hz, 3H, BH 3 ), 0.57 (qtq, 1 J ( 11 B, 1 H) = 84.72 Hz, 3 J ( 19 F, 1 H) = 27.35 Hz, 4 J ( 19 F, 1 H) = 3.63 Hz, 3H, BH 3 ).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz, acetone-d 6 ) δ, ppm: 8.96 (s, 1H, CH, H 3 ), 7.70 (dd, 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 1.78 Hz, 1H, CH, H 4 ), 7.62 (dd, 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 3 J ( 1 H, 1 H) ≈ 1.78 Hz, 1H, CH, H 4), 4:34 (q, 3 J (1 H, 1 H) = 7.32 Hz, 2H, CH 2, H 2), 3.99 (s, 3H, CH 3, H 5), 1:53 (t, 3 J (1 H, 1 H) = 7.33 Hz, 3H, CH 3, H 1), 0.83-0.35 (m, 3H, 10 BH 3), 0:57 (tq, 3 J (19 F, 1 H) = 27.40 Hz, 4 J ( 19 F, 1 H) = 3.77 Hz, 3H, 11 BH 3 ).
10 B { 1 H} NMR (53.73 MHz, acetone-d 6 ) δ, ppm: -33.0 (t, 2 J ( 19 F, 10 B) = 6.1 Hz).
11 B-NMR (160.46 MHz, acetone-d 6 ) δ, ppm: -32.9 (qt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 84.6 Hz, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.5 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz, acetone-d 6 ) δ, ppm: -32.9 (t, J ( 19 F, 11 B) = 18.3 Hz).
13 C { 1 H} NMR (125.76 MHz, acetone-d 6 ) δ, ppm: 136.9 (s, 1C, CH, CH 3 ), 133.8 (tqq, 1 J ( 19 F, 13 C) = 242.2 Hz, 2 J (19 F, 11 B) = 52.8 Hz, 2 J (19 F, 13 C) = 35.2 Hz, 1C, CF 2), 124.4 (s, 1C, CH, CH 4) 123.7 (QTQ, 1 J ( 19 F, 13 C) = 286.0 Hz, 2 J ( 19 F, 13 C) = 35.3 Hz, 3 J ( 19 F, 11 B) = 3.3 Hz, 1C, CF 3 ), 122.8 (s, 1C, CH, CH 4 ), 45.5 (s, 1C, CH 2 , CH 2 ), 36.5 (s, 1C, CH 3 , CH 5 ), 15.4 (s, 1C, CH 3 , CH 1 ).
19 F NMR (188.12 MHz, acetone-d6) δ, ppm: -84.6 (s, 3F, CF 3), -111.1 (qq, 2 J (19 F, 11 B) = 18.5 Hz, J 2 (19 F, 1 H) = 27.4 Hz, 2F, CF 2 ).
19 F { 1 H} NMR (188.12 MHz, acetone-d 6 ) δ, ppm: -84.6 (s, 3F, CF 3 ), -111.1 (q, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.3 Hz, 2F, CF 2 ).
Elemental analysis,%: found (calculated): C 39.84 (39.38), H 5.84 (5.78), N 11.90 (11.48).
Dynamic Viscosity, η, mPa · s: 37.6 (20 ° C), 26.7 (30 ° C), 19.7 (40 ° C), 15.0 (50 ° C), 11.8 (60 ° C), 9.45 (70 ° C) , 7.74 (80 ° C).
Beispiel 2: Synthese von Tetraphenylphosphonium-2,2,2-trifluorethyldicyanohydridoborat; [Ph4P][CF3CH2BH(CN)2]Example 2: Synthesis of tetraphenylphosphonium 2,2,2-trifluoroethyl dicyanohydridoborate; [Ph 4 P] [CF 3 CH 2 BH (CN) 2 ]
In einem Autoklaven wird Tetrabutylammoniumpentafluorethyltrihydridoborat ([TBA][C2F5BH3]; 20.0 g, 52.9 mmol) vorgelegt und mit Trimethylsilylcyanid, (CH3)3SiCN (63.4 g, 0.64 mol, 80 mL) versetzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch 17 Stunden auf 200°C (Temperatur der Heizhaube) erhitzt, wobei ein Druck von 7 bar erreicht wird. Danach werden alle flüchtigen Bestandteile abkondensiert. Der Rückstand wird in Aceton aufgenommen, unlösliche Bestandteile abfiltriert und das Lösemittel entfernt. Der Rückstand wird im Feinvakuum (3 × 10–3 mbar) getrocknet. Danach wird der Rückstand in 20%-iger HCl (150 mL) suspendiert und mit Diethylether (3 × 100 mL) extrahiert. Die vereinten organischen Phasen werden mit Wasser (150 mL) versetzt und Et2O entfernt. Die wässrige Phase wird über Celite filtriert. Danach wird langsam eine Lösung aus Tetraphenylphosphoniumbromid, ([Ph4P]Br; 6.20 g, 14.8 mmol in 300 mL H2O) zugegeben und der ausfallende hellgelbe Feststoff wird abfiltriert. Das Produkt wird im Feinvakuum (1 × 10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute an [Ph4P][CF3CH2BH(CN)2]: 5.30 g (10.7 mmol, 20% bezüglich der eingesetzten Menge an [TBA][C2F5BH3]).
NMR-Daten für [Ph4P][CF3CH2BH(CN)2] in Aceton-d6:
1H-NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 8.06-7.99 (m, 4H, PPh4), 7.92-7.85 (m, 16H, PPh4), 1.60 (qt, 1H, BH(CN)2, 1J(1H, 11B) = 93.8 Hz, 3J(1H, 1H) = 6.0 Hz), 1.29-1.15 (m, 2C, CH2).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 8.06-7.99 (m, 4H, PPh4), 7.92-7.85 (m, 16H, PPh4), 1.60 (t, 1H, BH(CN)2, 3J(1H, 1H) = 6.0 Hz), 1.22 (qd, 2H, CH2, 3J(1H, 19F) = 14.0 Hz, 3J(1H, 1H) = 6.0 Hz).
1H{31P}-NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 8.06-7.99 (m, 4H, PPh4), 7.92-7.85 (m, 16H, PPh4), 1.60 (qt, 1H, BH(CN)2, 1J(1H, 11B) = 93.8 Hz, 3J(1H, 1H) = 6.0 Hz), 1.29-1.15 (m, 2C, CH2).
31P-NMR (202.45 MHz) δ, ppm: 23.0 (m).
31P{1H}-NMR (202.45 MHz) δ, ppm: 23.0 (s).
11B-NMR (160.46 MHz) δ, ppm: –34.8 (d, 1J(11B, 1H) = 93.5 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz) δ, ppm: –34.8 (q, 3J(11B, 19F) = 5.8 Hz).
11B{19F}-NMR (160.46 MHz) δ, ppm: –35.8 (dt, 1J(11B, 1H) = 93.7 Hz, 2J(11B, 1H) = 4.9 Hz).
19F-NMR (470.59 MHz) δ, ppm: –58.8 (tq, 3J(19F, 1H) = 14.0 Hz, 3J(19F, 11B) = 5.1 Hz).
19F{11B}-NMR (470.59 MHz) δ, ppm: –58.8 (t, 3J(19F, 1H) = 14.0 Hz).
13C{1H}-NMR (125.75 MHz) δ, ppm: 135.5 (d, 3J(31P, 13C) = 3.15 Hz, 4C), 134.8 (d, 2J(31P, 13C) = 10.4 Hz, 8C), 130.5 (d, 3J(31P, 13C) = 12.9 Hz, 8C), 118.1 (d, 1J(31P, 13C) = 89.5 Hz), 23.3 (qq, CH2, 1C, 1J(13C, 11B) = 43.0 Hz, 2J(13C, 19F) = 25.4 Hz).
13C{11B, 1H}-NMR (75.48 MHz) δ, ppm: 135.5 (d, 3J(31P, 13C) = 3.15 Hz, 4C), 134.8 (d, 2J(31P, 13C) = 10.4 Hz, 8C), 133.5 (s, 2C, CN), 130.8 (q, 1C, CF3, 1J(13C, 19F) = 275.0 Hz), 130.5 (d, 3J(31P, 13C) = 12.9 Hz, 8C), 118.1 (d, 1J(31P, 13C) = 89.5 Hz), 23.3 (q, CH2, 1C, 2J(13C, 19F) = 25.2 Hz).
IR-Spektroskopie [υ ~]: 2387 cm–1 (BH).Tetrabutylammonium pentafluoroethyl trihydridoborate ([TBA] [C 2 F 5 BH 3 ], 20.0 g, 52.9 mmol) is introduced into an autoclave and treated with trimethylsilyl cyanide, (CH 3 ) 3 SiCN (63.4 g, 0.64 mol, 80 mL). Subsequently, the reaction mixture is heated for 17 hours to 200 ° C (temperature of the heating hood), whereby a pressure of 7 bar is reached. Thereafter, all volatiles are condensed off. The residue is taken up in acetone, insoluble constituents are filtered off and the solvent is removed. The residue is dried in a fine vacuum (3 × 10 -3 mbar). Thereafter, the residue is suspended in 20% HCl (150 mL) and extracted with diethyl ether (3 × 100 mL). The combined organic phases are combined with water (150 mL) and Et 2 O removed. The aqueous phase is filtered through Celite. Thereafter, a solution of tetraphenylphosphonium bromide, ([Ph 4 P] Br, 6.20 g, 14.8 mmol in 300 mL H 2 O) is slowly added and the precipitated pale yellow solid is filtered off. The product is dried in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar).
Yield of [Ph 4 P] [CF 3 CH 2 BH (CN) 2 ]: 5.30 g (10.7 mmol, 20% with respect to the amount of [TBA] [C 2 F 5 BH 3 ] used).
NMR data for [Ph 4 P] [CF 3 CH 2 BH (CN) 2 ] in acetone-d6:
1 H-NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 8.06-7.99 (m, 4H, PPh 4 ), 7.92-7.85 (m, 16H, PPh 4 ), 1.60 (qt, 1H, BH (CN) 2 , 1 J ( 1 H, 11 B) = 93.8 Hz, 3 J ( 1 H, 1 H) = 6.0 Hz), 1.29-1.15 (m, 2C, CH 2 ).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 8.06-7.99 (m, 4H, PPh 4 ), 7.92-7.85 (m, 16H, PPh 4 ), 1.60 (t, 1H, BH (CN) 2 , 3 J ( 1 H, 1 H) = 6.0 Hz), 1.22 (qd, 2H, CH 2 , 3 J ( 1 H, 19 F) = 14.0 Hz, 3 J ( 1 H, 1 H) = 6.0 Hz ).
1 H { 31 P} NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 8.06-7.99 (m, 4H, PPh 4 ), 7.92-7.85 (m, 16H, PPh 4 ), 1.60 (qt, 1H, BH (CN) 2 , 1 J ( 1 H, 11 B) = 93.8 Hz, 3 J ( 1 H, 1 H) = 6.0 Hz), 1.29-1.15 (m, 2C, CH 2 ).
31 P-NMR (202.45 MHz) δ, ppm: 23.0 (m).
31 P { 1 H} NMR (202.45 MHz) δ, ppm: 23.0 (s).
11 B NMR (160.46 MHz) δ, ppm: -34.8 (d, 1 J ( 11 B, 1 H) = 93.5 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz) δ, ppm: -34.8 (q, 3 J ( 11 B, 19 F) = 5.8 Hz).
11 B { 19 F} NMR (160.46 MHz) δ, ppm: -35.8 (dt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 93.7 Hz, 2 J ( 11 B, 1 H) = 4.9 Hz).
19 F-NMR (470.59 MHz) δ, ppm: -58.8 (tq, 3 J ( 19 F, 1 H) = 14.0 Hz, 3 J ( 19 F, 11 B) = 5.1 Hz).
19 F { 11 B} NMR (470.59 MHz) δ, ppm: -58.8 (t, 3 J ( 19 F, 1 H) = 14.0 Hz).
13 C { 1 H} NMR (125.75 MHz) δ, ppm: 135.5 (d, 3 J ( 31 P, 13 C) = 3.15 Hz, 4C), 134.8 (d, 2 J ( 31 P, 13 C) = 10.4 Hz, 8C), 130.5 (d, 3 J ( 31 P, 13 C) = 12.9 Hz, 8C), 118.1 (d, 1 J ( 31 P, 13 C) = 89.5 Hz), 23.3 (qq, CH 2 , 1C, 1 J (13 C, 11 B) = 43.0 Hz, 2 J (13 C, 19 F) = 25.4 Hz).
13 C { 11 B, 1 H} NMR (75.48 MHz) δ, ppm: 135.5 (d, 3 J ( 31 P, 13 C) = 3.15 Hz, 4C), 134.8 (d, 2 J ( 31 P, 13 C) = 10.4 Hz, 8C) 133.5 (s, 2C, CN), 130.8 (q, 1C, CF3, 1 J (13 C, 19 F) = 275.0 Hz), 130.5 (d, 3 J (31 P , 13 C) = 12.9 Hz, 8C), 118.1 (d, 1 J ( 31 P, 13 C) = 89.5 Hz), 23.3 (q, CH 2 , 1 C, 2 J ( 13 C, 19 F) = 25.2 Hz ).
IR spectroscopy [υ~]: 2387 cm -1 (BH).
Beispiel 3: Synthese von Kalium-2,2,2-trifluorethyltricyanoborat, K[CF3CH2B(CN)3]Example 3: Synthesis of potassium 2,2,2-trifluoroethyl tricyanoborate, K [CF 3 CH 2 B (CN) 3 ]
[TBA][C2F5BH3] (2.00 g, 5.30 mmol) wird in einem Autoklaven vorgelegt und mit Trimethylsilylcyanid (63.4 g, 0.63 mol, 80.0 ml) versetzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch 30 h auf 200°C (Temperatur der Heizhaube) erhitzt, wobei sich ein Druck von 2 bar einstellt. Danach werden alle flüchtigen Bestandteile abkondensiert. Der Rückstand wird im Feinvakuum (1·10–3 mbar) getrocknet und anschließend mit 20%iger HCl (100 ml) versetzt und mit Et2O (3 × 100 ml) extrahiert. Danach werden die vereinigten Diethylether-Phasen mit einer wässrigen K2CO3-Lösung versetzt und die organische Phase mittels eines Rotations-verdampfers entfernt. Dabei bilden sich ölige Tröpfchen auf der wässrigen Phase, die jedoch kein Produkt enthielten und deshalb entfernt werden. Danach erfolgt eine Extraktion der wässrigen Phase mit THF (3 × 50.0 ml). Die vereinten organischen Phasen werden mit K2CO3 getrocknet und abfiltriert. Das Filtrat wird mit einem Rotationsverdampfer eingeengt und das Produkt durch Zugabe von CH2Cl2 (100 ml) ausgefällt, abfiltriert und im Feinvakuum (1·10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute: 200 mg (17% eines hellgelben Feststoffs, 0.94 mmol).
Reinheit: 97% (11B-NMR-spektroskopisch).
Elementaranalyse [%]: gefunden (berechnet) für KC5H2BF3N3:
C 28.32 (28.46), H 0.57 (0.96), N 20.17 (19.92).
NMR-Daten für K[CF3CH2B(CN)3] in Aceton-d6:
1H-NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 1.47 (qq, 2H, CH2, 2J(1H, 11B) = 4.7 Hz, 3J(1H, 19F) = 13.5 Hz).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 1.47 (q, 2H, CH2, 3J(1H, 11B) = 13.1 Hz).
1H{19F}-NMR (199.92 MHz) δ, ppm: 1.42 (m).
11B-NMR (160.46 MHz) δ, ppm: –33.4 (tq, 2J(11B, 1H) = 5.7 Hz, 3J(11B, 19F) = 5.8 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz) δ, ppm: –33.4 (q, 3J(11B, 19F) = 5.8 Hz).
11B{19F}-NMR (160.46 MHz) δ, ppm: –34.4 (t, 2J(11B, 1H) = 5.3 Hz).
19F-NMR (470.59 MHz) δ, ppm: –58.0 (tq, 3J(19F, 1H) = 13.7 Hz, 3J(19F, 11B) = 4.6 Hz).
19F{1H}-NMR (188.11 MHz) δ, ppm: –58.0 (q, CF3, 3J(19F, 11B) = 6.6 Hz).
19F{11B}-NMR (470.59 MHz) δ, ppm: –58.0 (t, 3J(19F, 1H) = 13.1 Hz).
13C{1H}-NMR (125.75 MHz) δ, ppm: 25.4 (qq, 1C, CH2, 1J(13C, 11B) = 44.5 Hz, 2J(13C, 19F = 25.5 Hz), 128.0 (q, CN, 1J(13C, 11B) = 65.7 Hz), 129.3 (q, CF3, 1J(13C, 19F) = 275.0 Hz).
13C{11B, 1H}-NMR (75.48 MHz) δ, ppm: 24.9 (q, CH2, 2J(13C, 19F) = 26.1 Hz), 127.5 (s, CN), 128.8 (q, CF3, 1J(13C, 19F) = 275.5 Hz).
13C{11B}-NMR (75.48 MHz) δ, ppm: 24.9 (tq, CH2, 1J(13C, 1H) = 122.8 Hz, 2J(13C, 19F) = 26.2 Hz), 127.5 (t, CN, 3J(13C, 1H) = 4.7 Hz), 128.8 (qt, CF3, 1J(13C, 19F) = 275.5 Hz, 2J(13C, 1H) = 7.5 Hz).
IR-Spektroskopie [υ ~]: 2224 cm–1 (CN).
Raman-Spektroskopie [υ ~]: 2221 cm–1 (CN).
MALDI-MS m/z für C5H2BF3N3:
berechnet: 172.03 (100%), 171.03 (24.8%), 173.03 (5.4%), 172.04 (1.3%)
gefunden: 171.8 (100%), 170.8 (46%), 172.8 (11%), 172.0 (2%).[TBA] [C 2 F 5 BH 3 ] (2.00 g, 5.30 mmol) is placed in an autoclave and treated with trimethylsilyl cyanide (63.4 g, 0.63 mol, 80.0 ml). Subsequently, the reaction mixture is heated for 30 h at 200 ° C (temperature of the heating hood), wherein a pressure of 2 bar sets. Thereafter, all volatiles are condensed off. The residue is dried in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar) and then combined with 20% HCl (100 ml) and extracted with Et 2 O (3 × 100 ml). Thereafter, the combined diethyl ether phases with an aqueous K 2 CO 3 solution and the organic phase rotary evaporator removed by means of a. Oily droplets form on the aqueous phase but do not contain any product and are therefore removed. Thereafter, an extraction of the aqueous phase with THF (3 × 50.0 ml). The combined organic phases are dried with K 2 CO 3 and filtered off. The filtrate is concentrated using a rotary evaporator and the product is precipitated by addition of CH 2 Cl 2 (100 ml), filtered off and dried in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar).
Yield: 200 mg (17% of a light yellow solid, 0.94 mmol).
Purity: 97% ( 11 B NMR spectroscopy).
Elemental analysis [%]: found (calculated) for KC 5 H 2 BF 3 N 3 :
C 28.32 (28.46), H 0.57 (0.96), N 20.17 (19.92).
NMR data for K [CF 3 CH 2 B (CN) 3 ] in acetone-d6:
1 H-NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 1.47 (qq, 2H, CH 2 , 2 J ( 1 H, 11 B) = 4.7 Hz, 3 J ( 1 H, 19 F) = 13.5 Hz).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 1.47 (q, 2H, CH 2 , 3 J ( 1 H, 11 B) = 13.1 Hz).
1 H { 19 F} NMR (199.92 MHz) δ, ppm: 1.42 (m).
11 B NMR (160.46 MHz) δ, ppm: -33.4 (tq, 2 J ( 11 B, 1 H) = 5.7 Hz, 3 J ( 11 B, 19 F) = 5.8 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz) δ, ppm: -33.4 (q, 3 J ( 11 B, 19 F) = 5.8 Hz).
11 B { 19 F} NMR (160.46 MHz) δ, ppm: -34.4 (t, 2 J ( 11 B, 1 H) = 5.3 Hz).
19 F NMR (470.59 MHz) δ, ppm: -58.0 (tq, 3 J (19 F, 1 H) = 13.7 Hz, 3 J (19 F, 11 B) = 4.6 Hz).
19 F { 1 H} NMR (188.11 MHz) δ, ppm: -58.0 (q, CF 3 , 3 J ( 19 F, 11 B) = 6.6 Hz).
19 F { 11 B} NMR (470.59 MHz) δ, ppm: -58.0 (t, 3 J ( 19 F, 1 H) = 13.1 Hz).
13 C { 1 H} NMR (125.75 MHz) δ, ppm: 25.4 (qq, 1C, CH 2 , 1 J ( 13 C, 11 B) = 44.5 Hz, 2 J ( 13 C, 19 F = 25.5 Hz) , 128.0 (q, CN, 1 J ( 13 C, 11 B) = 65.7 Hz), 129.3 (q, CF 3 , 1 J ( 13 C, 19 F) = 275.0 Hz).
13 C { 11 B, 1 H} NMR (75.48 MHz) δ, ppm: 24.9 (q, CH 2 , 2 J ( 13 C, 19 F) = 26.1 Hz), 127.5 (s, CN), 128.8 (q , CF 3 , 1 J ( 13 C, 19 F) = 275.5 Hz).
13 C { 11 B} NMR (75.48 MHz) δ, ppm: 24.9 (tq, CH 2 , 1 J ( 13 C, 1 H) = 122.8 Hz, 2 J ( 13 C, 19 F) = 26.2 Hz), 127.5 (t, CN, 3 J ( 13 C, 1 H) = 4.7 Hz), 128.8 (qt, CF 3 , 1 J ( 13 C, 19 F) = 275.5 Hz, 2 J ( 13 C, 1 H) = 7.5 Hz).
IR spectroscopy [ν ~]: 2224 cm -1 (CN).
Raman spectroscopy [υ ~]: 2221 cm -1 (CN).
MALDI-MS m / z for C 5 H 2 BF 3 N 3 :
calculated: 172.03 (100%), 171.03 (24.8%), 173.03 (5.4%), 172.04 (1.3%)
found: 171.8 (100%), 170.8 (46%), 172.8 (11%), 172.0 (2%).
Beispiel 4: Synthese von Tetraethylammoniumpentafluorethyldicyanohydridoborat; [TEA][C2F5BH(CN)2]Example 4: Synthesis of tetraethylammonium pentafluoroethyldicyanohydridoborate; [TEA] [C 2 F 5 BH (CN) 2 ]
K[C2F5BF(CN)2] (1.00 g, 4.20 mmol) wird mit KH (1.66 g, 41.6 mmol) sowie LiCl (1.00 g, 23.5 mmol) in Tetrahydrofuran, THF (20 mL) suspendiert. Danach wird das Reaktionsgemisch 64 Stunden bei 80°C (Badtemperatur) gerührt, wobei alle 24 Stunde aufgrund der H2-Entwiklung belüftet wird. Anschließend wird weiteres KH (0.4 g, 10.0 mmol) und LiCl (0.5 g, 11.7 mmol) zugegeben und weitere 44 Stunden bei 80°C gerührt. Dann wird das Reaktionsgemisch inert filtriert, das Filtrat mit entionisiertem Wasser (10.0 mL) versetzt und das THF wird destillativ entfernt. Im Anschluss wird eine Lösung aus Tetraethylammoniumbromid ([TEA]Br; 874 mg, 4.20 mmol in 20 mL H2O) zugetropft. Die wässrige Lösung wird mit CH2Cl2 (5 × 50 mL) extrahiert und das Lösemittel der vereinigten organischen Phasen wird entfernt. Anschließend wird der erhaltene Feststoff im Feinvakuum (1 × 10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute an [TEA][C2F5BH(CN)2]: 270 mg (0.86 mmol, 20% bezüglich der eingesetzten Menge an K[C2F5BF(CN)2]).
NMR-Daten für [TEA][C2F5BH(CN)2] in Aceton-d6:
1H-NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 3.5 (q, 2H, CH2, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz), 1.2 (tt, 3H, CH3, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz, 3J(1H, 14N) = 1.9 Hz), 1.75 (qt, 1J(11B, 1H) = 95.6 Hz, 3J(19F, 1H) = 19.4 Hz).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 3.5 (q, 2H, CH2, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz), 1.2 (tt, 3H, CH3, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz, 3J(1H, 14N) = 1.9 Hz), 1.73 (tq, 3J(1H, 19F) = 19.3 Hz, 4J(1H, 19F) = 2.2 Hz).
11B-NMR (160.46 MHz) δ, ppm: –33.0 (dt, 1J(11B, 1H) = 95.1 Hz, 3J(11B, 19F) = 22.6 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz) δ, ppm: –33.0 (t, 3J(11B, 19F) = 22.6 Hz).
19F-NMR (470.59 MHz) δ, ppm: –84.0 (s, 3F, CF3), –122.3 (dq, 3J(19F, 1H) = 22.7 Hz, 2J(19F, 11B) = 22.8 Hz).
13C{1H}-NMR (125.75 MHz) δ, ppm: 6.7 (s, 4C, CH3), 52.1 (t, 4C, CH2, 1J(13C, 14N) = 3.1 Hz), 123.8 (qt, CF3, 1J(13C, 19F) = 283.7 Hz, 2J(13C, 19F) = 35.7 Hz), 128.1 (qt, CN, 1J(13C, 11B) = 63.8 Hz, 3J(13C, 19F) = 6.0 Hz).
13C{11B, 1H}-NMR (75.48 MHz) δ, ppm: 6.7 (s, 4C, CH3), 52.1 (t, 4C, CH2, 1J(13C, 14N) = 3.1 Hz), 121.5 (qt, CF3, 1J(13C, 19F) = 286.0 Hz, 2J(13C, 19F) = 32.9 Hz), 121.7 (tq, CF2, 1J(13C, 19F) = 257.0 Hz, 2J(13C, 19F) = 36.2 Hz), 128.1 (t, CN, 3J(13C, 19F) = 6.8 Hz).
13C{11B}-NMR (75.48 MHz) δ, ppm: 6.7 (qt, 4C, CH3, 1J(13C, 1H) = 128.7 Hz, 2J(13C, 1H) = 3.5 Hz), 52.1 (t, 4C, CH2, 1J(13C, 1H) = 144.7 Hz), 121.5 (qt, CF3, 1J(13C, 19F) = 284.9 Hz, 2J(13C, 19F) = 33.1 Hz), 121.7 (tqd, CF2, 1J(13C, 19F) = 257.3 Hz, 2J(13C, 19F) = 36.3 Hz), 2J(13C, 1H) = 7.1 Hz), 128.1 (dt, CN, 2J(13C, 1H) = 9.9 Hz, 3J(13C, 19F) = 7.2 Hz).
Raman-Spektroskopie [υ ~]: 2208 cm–1 (CN).
IR-Spektroskopie [υ ~]: 2415 cm–1, 2328 cm–1 (BH).K [C 2 F 5 BF (CN) 2 ] (1.00 g, 4.20 mmol) is suspended with KH (1.66 g, 41.6 mmol) and LiCl (1.00 g, 23.5 mmol) in tetrahydrofuran, THF (20 mL). Thereafter, the reaction mixture is stirred for 64 hours at 80 ° C (bath temperature), wherein it is aerated every 24 hours due to the H 2 -Dikerviklung. Subsequently, additional KH (0.4 g, 10.0 mmol) and LiCl (0.5 g, 11.7 mmol) are added and stirred at 80 ° C for a further 44 hours. Then, the reaction mixture is filtered inert, the filtrate with deionized water (10.0 mL) and the THF is removed by distillation. Subsequently, a solution of tetraethylammonium bromide ([TEA] Br; 874 mg, 4.20 mmol in 20 mL H 2 O) is added dropwise. The aqueous solution is extracted with CH 2 Cl 2 (5 x 50 mL) and the solvent of the combined organic phases is removed. Subsequently, the resulting solid is dried in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar).
Yield of [TEA] [C 2 F 5 BH (CN) 2 ]: 270 mg (0.86 mmol, 20% with respect to the amount of K [C 2 F 5 BF (CN) 2 ] used).
NMR data for [TEA] [C 2 F 5 BH (CN) 2 ] in acetone-d6:
1 H-NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 3.5 (q, 2H, CH 2 , 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz), 1.2 (tt, 3H, CH 3 , 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz, 3 J ( 1 H, 14 N) = 1.9 Hz), 1.75 (qt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 95.6 Hz, 3 J ( 19 F, 1 H) = 19.4 Hz ).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz) δ, ppm: 3.5 (q, 2H, CH 2 , 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz), 1.2 (t, 3H, CH 3 , 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz, 3 J ( 1 H, 14 N) = 1.9 Hz), 1.73 (tq, 3 J ( 1 H, 19 F) = 19.3 Hz, 4 J ( 1 H, 19 F ) = 2.2 Hz).
11 B NMR (160.46 MHz) δ, ppm: -33.0 (dt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 95.1 Hz, 3 J ( 11 B, 19 F) = 22.6 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz) δ, ppm: -33.0 (t, 3 J ( 11 B, 19 F) = 22.6 Hz).
19 F-NMR (470.59 MHz) δ, ppm: -84.0 (s, 3F, CF 3 ), -122.3 (dq, 3 J ( 19 F, 1 H) = 22.7 Hz, 2 J ( 19 F, 11 B) = 22.8 Hz).
13 C { 1 H} NMR (125.75 MHz) δ, ppm: 6.7 (s, 4C, CH 3 ), 52.1 (t, 4C, CH 2 , 1 J ( 13 C, 14 N) = 3.1 Hz), 123.8 (qt, CF 3 , 1 J ( 13 C, 19 F) = 283.7 Hz, 2 J ( 13 C, 19 F) = 35.7 Hz), 128.1 (qt, CN, 1 J ( 13 C, 11 B) = 63.8 Hz, 3 J ( 13 C, 19 F) = 6.0 Hz).
13 C { 11 B, 1 H} NMR (75.48 MHz) δ, ppm: 6.7 (s, 4C, CH 3 ), 52.1 (t, 4C, CH 2 , 1 J ( 13 C, 14 N) = 3.1 Hz ), 121.5 (qt, CF 3 , 1 J ( 13 C, 19 F) = 286.0 Hz, 2 J ( 13 C, 19 F) = 32.9 Hz), 121.7 (tq, CF 2 , 1 J ( 13 C, 19 F) = 257.0 Hz, 2 J ( 13 C, 19 F) = 36.2 Hz), 128.1 (t, CN, 3 J ( 13 C, 19 F) = 6.8 Hz).
13 C { 11 B} NMR (75.48 MHz) δ, ppm: 6.7 (qt, 4C, CH 3 , 1 J ( 13 C, 1 H) = 128.7 Hz, 2 J ( 13 C, 1 H) = 3.5 Hz ), 52.1 (t, 4C, CH 2 , 1 J ( 13 C, 1 H) = 144.7 Hz), 121.5 (qt, CF 3 , 1 J ( 13 C, 19 F) = 284.9 Hz, 2 J ( 13 C , 19 F) = 33.1 Hz), 121.7 (tqd, CF 2 , 1 J ( 13 C, 19 F) = 257.3 Hz, 2 J ( 13 C, 19 F) = 36.3 Hz), 2 J ( 13 C, 1 H) = 7.1 Hz), 128.1 (dt, CN, 2 J ( 13 C, 1 H) = 9.9 Hz, 3 J ( 13 C, 19 F) = 7.2 Hz).
Raman spectroscopy [ν ~]: 2208 cm -1 (CN).
IR spectroscopy [υ~]: 2415 cm -1 , 2328 cm -1 (BH).
Beispiel 5: Synthese von Tetrabutylammoniumtrifluormethyldicyanohydridoborat, [TBA][CF3BH(CN)2] Example 5: Synthesis of Tetrabutylammonium Trifluoromethyldicyanohydridoborate, [TBA] [CF 3 BH (CN) 2 ]
K[CF3BF(CN)2] (400 mg, 2.1 mmol) wird zusammen mit KH (400 mg, 9.97 mmol) und LiBr (200 mg, 2.33 mmol) in THF (10 mL) aufgenommen. Die Suspension wird 5 Tage bei 66°C und anschließend 5 Tage bei 80°C gerührt. Es werden nach 2 Tagen bei 66°C sowie nach einem Tag bei 80°C (Badtemperatur) jeweils KH (100 mg, 2.49 mmol) und LiBr (1.16 mml) nachgelegt. Während der Umsetzung findet H2-Entwicklung statt. Anschließend werden alle flüchtigen Bestandteile im Vakuum entfernt und der Rückstand mit THF (10 mL) extrahiert, filtriert und im Vakuum eingeengt. Der erhaltene Feststoff wird in H2O (5 mL) gelöst und mit Tetrabutylammoniumbromid, [n-Bu4N]Br (600 mg, 1.86 mmol) versetzt. Die klare Lösung wird mit CH2Cl2 (2 × 15 mL) extrahiert und die vereinten organischen Phasen dann im Vakuum bis zur Trockne eingeengt. Das erhaltene Produkt [n-Bu4N][CF3BH(CN)2] wird im Feinvakuum (3 × 10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute: 135 mg (0.35 mmol, entsprechend 17% bezogen auf das eingesetzte Borat.)
Elementaranalyse: gefunden (berechnet): C 42.34 (41.89), H 6.19 (6.25), N 10.62 (10.81).
TZers.: 225°C (TOnset).
19F-NMR (188.09 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: –61.2 (qd, 2J(19F, 11B) = 34.7 Hz, 3J(19F, 1H) = 11.5 Hz, 3F, CF3).
19F{1H}-NMR (188.09 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: –61.2 (q, 2J(19F, 11B) = 34.7 Hz, 3F, CF3).
1H-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: 3.44-3.41 (m, 8H, NCH2), 1.82-1.76 (m, 8H, CH2), 1.42 (sx, 8H, CH2, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 0.98 (t, 12H, CH3, 3J(1H, 1H) = 7.4 Hz), 0.69 (qq, 1H, BH, 3J(19F, 1H) = 11.5 Hz, 1J(11B, 1H) ≈ 96 Hz).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: 3.44-3.41 (m, 8H, NCH2), 1.82-1.76 (m, 8H, CH2), 1.42 (sx, 8H, CH2, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 0.98 (t, 12H, CH3, 3J(1H, 1H) = 7.4 Hz), 0.69 (q, 1H, BH, 3J(19F, 1H) = 11.5 Hz).
11B-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: –33.7 (dq, 1J(11B, 1H) = 95.3 Hz, 2J(11B, 19F) = 35.0 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: –33.7 (q, 2J(11B, 19F) = 35.0 Hz).
13C{1H}-NMR (125.77 MHz, Aceton-d6) δ, ppm: ≈136 (m, 1C, CF3), 129.3 (q, 1J(13C, 1H) = 63.2 Hz, 2C, CN), 59.3 (t, 1J(13C, 14N) = 2.8 Hz), 24.4 (s, 4C), 20.3 (s, 4C), 13.8 (s, 4C).K [CF 3 BF (CN) 2 ] (400 mg, 2.1 mmol) is taken up together with KH (400 mg, 9.97 mmol) and LiBr (200 mg, 2.33 mmol) in THF (10 mL). The suspension is stirred for 5 days at 66 ° C and then at 80 ° C for 5 days. After 2 days at 66 ° C. and after one day at 80 ° C. (bath temperature), in each case KH (100 mg, 2.49 mmol) and LiBr (1.16 mmol) are added. During the conversion, H 2 evolution takes place. Then all volatiles are removed in vacuo and the residue extracted with THF (10 mL), filtered and concentrated in vacuo. The resulting solid is dissolved in H 2 O (5 mL) and treated with tetrabutylammonium bromide, [n -Bu 4 N] Br (600 mg, 1.86 mmol). The clear solution is extracted with CH 2 Cl 2 (2 × 15 mL) and the combined organic phases are then concentrated in vacuo to dryness. The resulting product [n-Bu 4 N] [CF 3 BH (CN) 2 ] is dried in a fine vacuum (3 × 10 -3 mbar).
Yield: 135 mg (0.35 mmol, corresponding to 17% based on the borate used).
Elemental analysis: found (calculated): C 42.34 (41.89), H 6.19 (6.25), N 10.62 (10.81).
T calc .: 225 ° C (T onset ).
19 F-NMR (188.09 MHz, acetone-d6) δ, ppm: -61.2 (qd, 2 J ( 19 F, 11 B) = 34.7 Hz, 3 J ( 19 F, 1 H) = 11.5 Hz, 3F, CF 3 ).
19 F { 1 H} NMR (188.09 MHz, acetone-d6) δ, ppm: -61.2 (q, 2 J ( 19 F, 11 B) = 34.7 Hz, 3F, CF 3 ).
1 H-NMR (500.13 MHz, acetone-d6) δ, ppm: 3.44-3.41 (m, 8H, NCH 2 ), 1.82-1.76 (m, 8H, CH 2 ), 1.42 (sx, 8H, CH 2 , 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz), 0.98 (t, 12H, CH 3 , 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.4 Hz), 0.69 (qq, 1H, BH, 3 J ( 19 F, 1 H) = 11.5 Hz, 1 J ( 11 B, 1 H) ≈ 96 Hz).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz, acetone-d6) δ, ppm: 3.44-3.41 (m, 8H, NCH 2 ), 1.82-1.76 (m, 8H, CH 2 ), 1.42 (sx, 8H, CH 2 , 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz), 0.98 (t, 12H, CH 3 , 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.4 Hz), 0.69 (q, 1H, BH, 3 J ( 19 F, 1 H) = 11.5 Hz).
11 B-NMR (160.46 MHz, acetone-d6) δ, ppm: -33.7 (dq, 1 J ( 11 B, 1 H) = 95.3 Hz, 2 J ( 11 B, 19 F) = 35.0 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz, acetone-d6) δ, ppm: -33.7 (q, 2 J ( 11 B, 19 F) = 35.0 Hz).
13 C { 1 H} NMR (125.77 MHz, acetone-d6) δ, ppm: ≈136 (m, 1C, CF 3 ), 129.3 (q, 1 J ( 13 C, 1 H) = 63.2 Hz, 2C, CN), 59.3 (t, 1 J ( 13 C, 14 N) = 2.8 Hz), 24.4 (s, 4C), 20.3 (s, 4C), 13.8 (s, 4C).
Beispiel 6: Synthese von Tetrabutylammoniumpentafluorethyltrihydridoborat, [TBA][C2F5BH3]Example 6: Synthesis of tetrabutylammonium pentafluoroethyl trihydridoborate, [TBA] [C 2 F 5 BH 3 ]
A)A)
Es wird zunächst eine BH3·THF-Lösung hergestellt. Dazu wird Na[BH4] (7.56 g, 200 mmol) vorgelegt und in Tetrahydrofuran, THF (200 ml) suspendiert. Anschließend wird Trimethylsilylchlorid, TMSCI (20.6 g, 190 mmol, 24.2 ml) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird 15 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Parallel wird in einem Reaktionsgefäß THF (200 ml) vorgelegt, auf –78°C gekühlt und entgast. C2F5H (190 mmol, 22.8 g) wird einkondensiert und n-BuLi (2.5 M Lösung in Hexan, 185 mmol, 74.0 ml) wird langsam über 60 min bei starkem Rühren zugetropft. Die vorher hergestellte BH3·THF-Lösung wird auf –78°C gekühlt und zu der Reaktionslösung gegeben. Anschließend wird das Reaktionsgemisch langsam auf Raumtemperatur erwärmt und unter Rühren zu einer Lösung aus K2CO3 (13.8 g, 99 mmol) in 200 ml deionisiertem Wasser gegeben. Danach, wird der Großteil an THF abdestilliert. Zu der wässrigen Phase wird langsam eine Terabutylammoniumbromid-Lösung ([TBA]Br-Lösung; 189 mmol, 61.0 g in 100 ml deionisiertem H2O) gegeben. Der entstehende Feststoff wird abfiltriert und im Feinvakuum (1·10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute an [TBA][C2F5BH3]: 41.96 g (112 mmol, 60% bzgl. der eingesetzten Menge an n-BuLi).
Reinheit: 99% (19F-NMR-spektroskopisch bestätigt).
11B-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.3 (qt, 1J(11B, 1H) = 84.7 Hz, 2J(11 B, 19F) = 18.3 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.3 (t, 2J(11B, 19F) = 18.3 Hz).
19F-NMR (470.59 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.4 (s, 3F, CF3), –110.9 (qq, 2J(19F, 11B) = 18.3 Hz, 3J(19F, 1H) = 27.8 Hz, 2F, CF2).
19F{1H}-NMR (376.75 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.4 (s, 3F, CF3), –110.9 (q, 2J(19F, 11B) = 18.3 Hz, 2F, CF2).
1H-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 3.46-3.30 (m, 8H, NCH2), 1.87-1.64 (qi, 8H, CH2, 3J(1H, 1H) = 7.9 Hz), 1.38 (sx, 8H, CH2, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 0.92 (t, 12H, CH-, 3J(1H, 1H) = 7.4 Hz), 0.41 (tq, 3H, BH3, 3J(19F, 1H) = 27.8 Hz, 4J(19F, 1H) = 3.95 Hz).
13C{1H}-NMR (125.76 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: δ = 59.4 (t, 1J(14N, 13C) = 2.1 Hz 4C, NCH2), 24.4 (s, 4C, CH2), 20.4 (s, 4C, CH2), 13.8 (s, 4C, CH3).First, a BH 3 · THF solution is prepared. To this is added Na [BH 4 ] (7.56 g, 200 mmol) and suspended in tetrahydrofuran, THF (200 ml). Subsequently, trimethylsilyl chloride, TMSCl (20.6 g, 190 mmol, 24.2 ml) is added. The reaction mixture is stirred for 15 hours at room temperature. In parallel, THF (200 ml) is placed in a reaction vessel, cooled to -78 ° C and degassed. C 2 F 5 H (190 mmol, 22.8 g) is condensed in and n-BuLi (2.5 M solution in hexane, 185 mmol, 74.0 ml) is slowly added dropwise over 60 min with vigorous stirring. The previously prepared BH 3 · THF solution is cooled to -78 ° C and added to the reaction solution. The reaction mixture is then slowly warmed to room temperature and added with stirring to a solution of K 2 CO 3 (13.8 g, 99 mmol) in 200 ml of deionized water. After that, most of the THF is distilled off. To the aqueous phase is slowly added a terabutylammonium bromide solution ([TBA] Br solution, 189 mmol, 61.0 g in 100 mL deionized H 2 O). The resulting solid is filtered off and dried in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar).
Yield of [TBA] [C 2 F 5 BH 3 ]: 41.96 g (112 mmol, 60% based on the amount of n-BuLi used).
Purity: 99% (confirmed by 19 F NMR spectroscopy).
11 B NMR (160.46 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -33.3 (qt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 84.7 Hz, 2 J ( 11 B, 19 F) = 18.3 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -33.3 (t, 2 J ( 11 B, 19 F) = 18.3 Hz).
19 F NMR (470.59 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.4 (s, 3F, CF 3), -110.9 (qq, 2 J (19 F, 11 B) = 18.3 Hz, 3 J (19 F, 1 H) = 27.8 Hz, 2F, CF 2 ).
19 F { 1 H} NMR (376.75 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.4 (s, 3F, CF 3 ), -110.9 (q, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.3 Hz, 2F, CF 2 ).
1 H-NMR (500.13 MHz, acetone-d6), δ, ppm: 3.46-3.30 (m, 8H, NCH 2 ), 1.87-1.64 (qi, 8H, CH 2 , 3 J ( 1 H, 1 H) 7.9 Hz), 1.38 (sx, 8H, CH 2 , 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz), 0.92 (t, 12H, CH-, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.4 Hz), 12:41 (tq, 3H, BH 3, 3 J (19 F, 1 H) = 27.8 Hz, 4 J (19 F, 1 H) = 3.95 Hz).
13 C { 1 H} NMR (125.76 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: δ = 59.4 (t, 1 J ( 14 N, 13 C) = 2.1 Hz 4C, NCH 2 ), 24.4 (s, 4C, CH 2 ), 20.4 (s, 4C, CH 2 ), 13.8 (s, 4C, CH 3 ).
B)B)
Im ersten Schritt wird eine BH3-THF-Lösung hergestellt. Dafür wird Na[BH4] (2.70 g, 70.0 mmol) vorgelegt und in THF (150 ml) suspendiert. Anschließend wird Trimethylsilylchlorid, TMSCI (8.39 ml, 7.20 g, 66.0 mmol) zugetropft und das Reaktionsgemisch 20 h bei RT gerührt. Die Suspension wird anschließend inert filtriert. Im zweiten Schritt wird Et2O (100 ml) auf –78°C gekühlt und anschließend entgast. Danach wird C2F5H (8.00 g, 66.0 mmol) einkondensiert und auf 4°C gekühltes n-BuLi (2.5 M in Hexan, 24.0 ml, 60.0 mmol) langsam unter starkem Rühren über 30 min zugetropft, wobei eine leichte gelbbraune Färbung der Reaktionslösung eintritt. Die BH3·THF-Lösung aus Schritt 1 wird auch auf –78°C gekühlt und zu der im 2. Schritt hergestellten C2F5Li-Lösung gegeben. Danach wird das Reaktionsgemisch langsam auf RT erwärmt und zu einer Lösung aus K2CO3 (5.00 g, 36.1 mmol) in H2O (100 ml) gegeben und 15 h bei RT gerührt. Zur weiteren Aufarbeitung wird das THF/Et2O-Gemisch mittels eines Rotationsverdampfers entfernt und eine Tetrabutylammoniumhydroxid, [TBA]OH-Lösung (40 Gew.-% in H2O; 39 ml) langsam zur verbliebenen wässrigen Phase gegeben. Der entstehende farblose Feststoff wird abfiltriert und im Feinvakuum (1·10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute: 12.1 g (32.2 mmol, 53% bzgl. der eingesetzten Menge an n-BuLi) eines farblosen Feststoffs.
Reinheit: 98% (11B-NMR-spektroskopisch).In the first step, a BH 3 -THF solution is produced. For this, Na [BH 4 ] (2.70 g, 70.0 mmol) is initially charged and suspended in THF (150 ml). Subsequently, trimethylsilyl chloride, TMSCl (8.39 ml, 7.20 g, 66.0 mmol) was added dropwise and the reaction mixture was stirred at RT for 20 h. The suspension is then filtered inert. In the second step, Et 2 O (100 ml) is cooled to -78 ° C and then degassed. Thereafter, C 2 F 5 H (8.00 g, 66.0 mmol) is condensed and cooled to 4 ° C n-BuLi (2.5 M in hexane, 24.0 ml, 60.0 mmol) slowly added dropwise with vigorous stirring over 30 min, with a slight yellow-brown color the reaction solution occurs. The BH 3 · THF solution from step 1 is also cooled to -78 ° C and added to the C 2 F 5 Li solution prepared in the 2nd step. Thereafter, the reaction mixture is slowly warmed to RT and added to a solution of K 2 CO 3 (5.00 g, 36.1 mmol) in H 2 O (100 ml) and stirred at RT for 15 h. For further work-up, the THF / Et 2 O mixture is removed by means of a rotary evaporator and a tetrabutylammonium hydroxide, [TBA] OH solution (40% by weight in H 2 O, 39 ml) is added slowly to the remaining aqueous phase. The resulting colorless solid is filtered off and dried in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar).
Yield: 12.1 g (32.2 mmol, 53% based on the amount of n-BuLi used) of a colorless solid.
Purity: 98% ( 11 B NMR spectroscopy).
Die NMR-Spektren sind identisch zu den in Beispiel 6, A) beschriebenen Spektren.The NMR spectra are identical to the spectra described in Example 6, A).
C)C)
Zuerst wird Et2O (5 mL) auf –78°C gekühlt und entgast. Nun wird C2F5H (363 mg, 3.03 mmol) einkondensiert, n-BuLi (2.5 M in Hexan, 1.10 mL, 2.75 mmol) zugetropft, eine Lösung von BH3·THF (~1.8 ± 0.1 M in THF, 3.0 mL, 5.4 mmol) über 5 min zugetropft und die bräunliche Lösung langsam im Kältebad auf RT erwärmt. Nachfolgend wird das Reaktionsgemisch zu einer Lösung von K2CO3 (1 g) in H2O (5 mL) gegeben und 30 min bei RT gerührt. Die wässrige Phase wird abgetrennt und mit einen 1:1 Gemisch von THF und Et2O (5 × 5 mL) extrahiert. Die organische Phase wird mit einer Lösung von Tetrabutylammoniumbromid (887 mg, 2.75 mmol) in H2O (5 mL) versetzt und über das Wochenende bei RT gerührt. Die verbliebene wässrige Phase wird mit CH2Cl2 (4 × 6 mL) extrahiert, die CH2Cl2-Phasen vereinigt, mit MgSO4 getrocknet und filtriert. Das Lösemittel wird mit einen Rotationsverdampfer bei 35°C und anschließend im Feinvakuum entfernt. Der Rückstand wird in einigen Millilitern Aceton aufgenommen und in einen Überschuss an H2O eingetropft. Nachdem die Suspension über Nacht gerührt wird, wird der Feststoff abfiltriert, mit einigen Millilitern Et2O gewaschen und im Vakuumexsikkator getrocknet.
Ausbeute: 0.60 g (1.59 mmol, 58% bzgl. der eingesetzten Menge an n-BuLi).
Elementaranalyse [%]: gefunden (berechnet): C 58.15 (57.60), H 10.66 (10.47), N 3.91 (3.73).First, Et 2 O (5 mL) is cooled to -78 ° C and degassed. Now, C 2 F 5 H (363 mg, 3.03 mmol) is condensed in, n-BuLi (2.5 M in hexane, 1.10 mL, 2.75 mmol) is added dropwise, a solution of BH 3 .THF (~ 1.8 ± 0.1 M in THF, 3.0 mL, 5.4 mmol) was added dropwise over 5 min and the brownish solution was slowly warmed to RT in a cold bath. Subsequently, the reaction mixture is added to a solution of K 2 CO 3 (1 g) in H 2 O (5 mL) and stirred at RT for 30 min. The aqueous phase is separated and extracted with a 1: 1 mixture of THF and Et 2 O (5 x 5 mL). The organic phase is treated with a solution of tetrabutylammonium bromide (887 mg, 2.75 mmol) in H 2 O (5 mL) and stirred at RT over the weekend. The remaining aqueous phase is extracted with CH 2 Cl 2 (4 x 6 mL), the CH 2 Cl 2 phases combined, dried with MgSO 4 and filtered. The solvent is removed with a rotary evaporator at 35 ° C and then in a fine vacuum. The residue is taken up in a few milliliters of acetone and added dropwise to an excess of H 2 O. After the suspension is stirred overnight, the solid is filtered off, washed with a few milliliters of Et 2 O and dried in a vacuum desiccator.
Yield: 0.60 g (1.59 mmol, 58% based on the amount of n-BuLi used).
Elemental analysis [%]: found (calculated): C 58.15 (57.60), H 10.66 (10.47), N 3.91 (3.73).
Die NMR-Spektren sind identisch zu den in Beispiel 6 A) beschriebenen Spektren.The NMR spectra are identical to the spectra described in Example 6 A).
Beispiel 7: Synthese von Tetraphenylphosphoniumpentafluorethyltrihydridoborat, [Ph4P][C2F5BH3]Example 7: Synthesis of tetraphenylphosphonium pentafluoroethyl trihydridoborate, [Ph 4 P] [C 2 F 5 BH 3 ]
Eine Lösung von BH3·THF (~1.8 ± 0.1 M in THF, 2.3 mL, 4.1 mmol) wird vorgelegt, dann auf –78°C gekühlt und entgast. Nachfolgend wird C2F5H (132 mg, 1.10 mmol) einkondensiert, n-BuLi (2.5 M in Hexan, 0.4 mL, 1 mmol) über 15 min zugetropft. Die leicht bräunliche Lösung wird langsam im Kältebad auf RT erwärmt und über Nacht bei RT gerührt. Die erhaltene farblose Lösung wird mit einer Lösung von K2CO3 (1 g) in H2O (10 mL) versetzt und 30 min gerührt. Anschließend wird eine Lösung von [Ph4P]Br (343 mg, 0.818 mmol) in H2O (5 mL) hinzugegeben und über Nacht bei RT gerührt. Die verbleibende wässrige Lösung wird mit CH2Cl2 (3 × 10 mL) extrahiert und die CH2Cl2-Phasen vereinigt. Die vereinigten organischen Phasen werden mit MgSO4 getrocknet, anschließend filtriert und das Lösemittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird mit H2O (10 mL) versetzt und über Nacht bei RT gerührt. Die Suspension wird filtriert und der erhaltene farblose Feststoff im Vakuumexsikkator getrocknet.
Ausbeute: 0.285 g (0.604 mmol, 60% bzgl. der eingesetzten Menge an n-BuLi, 15% bzgl. der eingesetzten Menge BH3·THF).
Elementaranalyse [%]: gefunden (berechnet): C 66.26 (66.13), H 4.98 (4.91).
1H-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 8.06-7.94 (m, 4H, PPh4), 7.94-7.81 (m, 16H, PPh4), 1.07-0.37 (m, 3H, 10BH3), 0.59 (qtq, 1J(11B, 1H) = 84.78 Hz, 3J(19F, 1H) = 27.97 Hz, 4J(19F, 1H) = 3.91 Hz, 3H, 11BH3).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 8.07-7.94 (m, 4H, PPh4), 7.94-7.78 (m, 16H, PPh4), 0.97-0.46 (m, 3H, 10BH3), 0.71 (tq, 3J(19F, 1H) = 28.04 Hz, 4J(19F, 1H) = 3.94 Hz, 3H, 11BH3).
11B-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.8 (qt, 1J(11B, 1H) = 84.9 Hz, 2J(19F, 11B) = 18.2 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.3 (t, 2J(19F, 11B) = 18.2 Hz) ppm.
13C{1H}-NMR (125.76 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 136.4 (d, 4J(31P, 13C) = 3.2 Hz, 4C), 135.6 (d, (d, 2J(31P, 13C) = 10.4 Hz, 8C), 131.4 (d, 3J(31P, 13C) = 12.9 Hz, 8C), 26.2 (d, 1J(31P, 13C) = 89.7 Hz, 4C).
31P{1H}-NMR (202.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 23.0 (m).
31P{30P}-NMR (202.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 23.0 (s).
19F-NMR (188.12 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.4 (q, 4J(19F, 1H) = 2.8 Hz 3F, CF3), –111.1 (qq, 2J(19F, 11B) = 18.4 Hz, 2J(19F, 1H) = 27.8 Hz, 2F, CF2).
19F{1H}-NMR (188.12 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.4 (s, 3F, CF3), –111.0 (q, 2J(19F, 11B) = 18.2 Hz, 2F, CF2).A solution of BH 3 .THF (~1.8. + -. 0.1 M in THF, 2.3 mL, 4.1 mmol) is initially charged, then cooled to -78.degree. C. and degassed. Subsequently, C 2 F 5 H (132 mg, 1.10 mmol) is condensed in, n-BuLi (2.5 M in hexane, 0.4 mL, 1 mmol) is added dropwise over 15 min. The slightly brownish solution is slowly warmed to RT in a cold bath and stirred overnight at RT. The resulting colorless solution is treated with a solution of K 2 CO 3 (1 g) in H 2 O (10 mL) and stirred for 30 min. Subsequently, a solution of [Ph 4 P] Br (343 mg, 0.818 mmol) in H 2 O (5 mL) is added and stirred at RT overnight. The remaining aqueous solution is extracted with CH 2 Cl 2 (3 × 10 mL) and the CH 2 Cl 2 phases combined. The combined organic phases are dried with MgSO 4 , then filtered and the solvent removed in vacuo. The residue is treated with H 2 O (10 mL) and stirred at RT overnight. The suspension is filtered and the resulting colorless solid dried in a vacuum desiccator.
Yield: 0.285 g (0.604 mmol, 60% based on the amount of n-BuLi used, 15% based on the amount of BH 3 · THF used).
Elemental analysis [%]: found (calculated): C 66.26 (66.13), H 4.98 (4.91).
1 H-NMR (500.13 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: 8.06-7.94 (m, 4H, PPh 4 ), 7.94-7.81 (m, 16H, PPh 4 ), 1.07-0.37 (m, 3H, 10 BH 3 ), 0.59 (qtq, 1 J ( 11 B, 1 H) = 84.78 Hz, 3 J ( 19 F, 1 H) = 27.97 Hz, 4 J ( 19 F, 1 H) = 3.91 Hz, 3H, 11 BH 3 ).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: 8.07-7.94 (m, 4H, PPh 4 ), 7.94-7.78 (m, 16H, PPh 4 ), 0.97-0.46 ( m, 3H, 10 BH 3 ), 0.71 (tq, 3 J ( 19 F, 1 H) = 28.04 Hz, 4 J ( 19 F, 1 H) = 3.94 Hz, 3H, 11 BH 3 ).
11 B-NMR (160.46 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: -33.8 (qt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 84.9 Hz, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.2 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: -33.3 (t, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.2 Hz) ppm.
13 C { 1 H} NMR (125.76 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: 136.4 (d, 4 J ( 31 P, 13 C) = 3.2 Hz, 4C), 135.6 (d, (d, 2 J ( 31 P, 13 C) = 10.4 Hz, 8C), 131.4 (d, 3 J ( 31 P, 13 C) = 12.9 Hz, 8C), 26.2 (d, 1 J ( 31 P, 13 C) = 89.7 Hz, 4C).
31 P { 1 H} NMR (202.46 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: 23.0 (m).
31 P { 30 P} NMR (202.46 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: 23.0 (s).
19 F-NMR (188.12 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: -84.4 (q, 4 J ( 19 F, 1 H) = 2.8 Hz 3F, CF 3 ), -111.1 (qq, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.4 Hz, 2 J ( 19 F, 1 H) = 27.8 Hz, 2F, CF 2 ).
19 F { 1 H} NMR (188.12 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: -84.4 (s, 3F, CF 3 ), -111.0 (q, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.2 Hz , 2F, CF 2 ).
Beispiel 8: Synthese von N-Butyl-N-methylpyrrolidiniumpentafluorethyltrihydridoborat, [BMPL][C2F5BH3]Example 8: Synthesis of N-butyl-N-methylpyrrolidinium pentafluoroethyl trihydridoborate, [BMPL] [C 2 F 5 BH 3 ]
THF (1 mL) wird auf –78°C gekühlt und entgast. Darauffolgend wird C2F5H (164 mg, 1.36 mmol) einkondensiert, gekühltes nBuLi (–78°C, 2.5 M in Hexan, 0.50 mL, 1.25 mmol) über 5 min zugetropf und die Lösung 10 min gerührt. Danach wird eine Lösung von BH3·THF (~1.8 ± 0.1 M in THF, 0.8 mL, 1.4 mmol) zugetropft und das bräunliche Reaktionsgemisch langsam auf RT erwärmt. Nun wird das Reaktionsgemisch zu einer Lösung von K2CO3 (1 g) in H2O (10 mL) gegeben und über Nacht bei RT gerührt. Die verbleibende wässrige Phase wird mit einer Lösung von [BMPL]Cl (222 mg, 1.25 mmol) in H2O (1 mL) versetzt, einige Minuten bei RT gerührt und mit CH2Cl2 (3 × 10 mL) extrahiert. Die vereinigten CH2Cl2-Phasen werden mit MgSO4 getrocknet und filtriert. Das Lösemittel wird mit einem Rotationsverdampfer weitgehend entfernt und der Rückstand im Feinvakuum getrocknet, woraufhin eine gelbliche, klare Flüssigkeit erhalten wurde.
Ausbeute: 0.132 g (0.480 mmol, 38% bzgl. der eingesetzten Menge an n-BuLi).
1H-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 3.73-3.62 (m, 4H, CH2), 3.54-3.49 (m, 2H, CH2), 3.20 (s, 3H, CH3), 2.32-2.24 (m, 4H, CH2), 1.91-1.83 (m, 2H, CH2), 1.46-1.37 (m, 2H, CH2), 0.97 (t, 3J(1H, 1H) = 7.40 Hz 3H, CH3), 0.91-0.25 (m, 3H, 10BH3), 0.58 (qtq, 1J(11B, 1H) = 84.60 Hz, 3J(19F, 1H) = 27.77 Hz, 4J(19F, 1H) = 3.84 Hz, 3H, 11BH3).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 3.73-3.63 (m, 4H, CH2), 3.54-3.49 (m, 2H, CH2), 3.20 (s, 3H, CH3), 2.32-2.24 (m, 4H, CH2), 1.91-1.83 (m, 2H, CH2), 1.46-1.37 (m, 2H, CH2), 0.97 (t, 3J(1H, 1H) = 7.40 Hz 3H, CH3), 0.83-0.35 (m, 3H, 10BH3), 0.58 (tq, 3J(19F, 1H) = 27.72 Hz, 4J(19F, 1H) = 3.85 Hz, 3H, 11BH3).
10B-NMR (53.73 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.8 (qt, 1J(10B, 1H) = 28.3 Hz, 2J(19F, 10B) = 5.3 Hz).
10B{1H}-NMR (53.73 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.2 (t, 2J(19F, 10B) = 5.2 Hz).
11B-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.7 (qt, 1J(11B, 1H) = 84.7 Hz, 2J(19F, 11B) = 18.3 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.2 (t, 2J(19F, 11B) = 18.3 Hz).
13C{1H}-NMR (125.76 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 65.1 (t, 1J(14N, 13C) = 3.2 Hz, 2C, CH2), 64.8 (t, 1J(14N, 13C) = 3.0 Hz, 1C, CH2), 48.9 (t, 1J(14N, 13C) = 4.0 Hz, 1C, CH3), 26.2 (s, 1C, CH2), 22.2 (s, 2C, CH2), 20.3 (t, 1J(14N, 13C) = 1.5 Hz, 1C, CH2), 13.8 (s, 1C, CH3).
19F-NMR (188.12 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.4 (q, 4J(19F, 1H) = 2.6 Hz 3F, CF3), –111.0 (qq, 2J(19F, 11B) = 18.4 Hz, 2J(19F, 1H) = 27.6 Hz, 2F, CF2).
19F{1H}-NMR (188.12 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.4 (s, 3F, CF3), –111.0 (q, 2J(19F, 11B) = 18.3 Hz, 2F, CF2).THF (1 mL) is cooled to -78 ° C and degassed. Subsequently, C 2 F 5 H (164 mg, 1.36 mmol) is condensed in, cooled nBuLi (-78 ° C, 2.5 M in hexane, 0.50 mL, 1.25 mmol) is added dropwise over 5 min and the solution is stirred for 10 min. Thereafter, a solution of BH 3 .THF (~1.8. + -. 0.1 M in THF, 0.8 mL, 1.4 mmol) is added dropwise, and the brownish reaction mixture is slowly warmed to RT. Now, the reaction mixture is added to a solution of K 2 CO 3 (1 g) in H 2 O (10 mL) and stirred at RT overnight. The remaining aqueous phase is treated with a solution of [BMPL] Cl (222 mg, 1.25 mmol) in H 2 O (1 mL), stirred for a few minutes at RT and extracted with CH 2 Cl 2 (3 × 10 mL). The combined CH 2 Cl 2 phases are dried with MgSO 4 and filtered. The solvent is largely removed with a rotary evaporator and the residue dried in a fine vacuum, whereupon a yellowish, clear liquid was obtained.
Yield: 0.132 g (0.480 mmol, 38% based on the amount of n-BuLi used).
1 H-NMR (500.13 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: 3.73-3.62 (m, 4H, CH 2 ), 3.54-3.49 (m, 2H, CH 2 ), 3.20 (s, 3H, CH 3 ), 2:32 to 2:24 (m, 4H, CH 2), 1.91-1.83 (m, 2H, CH 2), 1:46 to 1:37 (m, 2H, CH 2), 0.97 (t, 3 J (1 H, 1 H ) = 7.40 Hz 3H, CH 3 ), 0.91-0.25 (m, 3H, 10 BH 3 ), 0.58 (qtq, 1 J ( 11 B, 1 H) = 84.60 Hz, 3 J ( 19 F, 1 H) 27.77 Hz, 4 J ( 19 F, 1 H) = 3.84 Hz, 3H, 11 BH 3 ).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: 3.73-3.63 (m, 4H, CH 2 ), 3.54-3.49 (m, 2H, CH 2 ), 3.20 (s, 3H, CH 3), 2:32 to 2:24 (m, 4H, CH 2), 1.91-1.83 (m, 2H, CH 2), 1:46 to 1:37 (m, 2H, CH 2), 0.97 (t, 3 J (1 H, 1 H) = 7.40 Hz 3H, CH 3 ), 0.83-0.35 (m, 3H, 10 BH 3 ), 0.58 (tq, 3 J ( 19 F, 1 H) = 27.72 Hz, 4 J ( 19 F, 1 H) = 3.85 Hz, 3H, 11 BH 3 ).
10 B-NMR (53.73 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: -33.8 (qt, 1 J ( 10 B, 1 H) = 28.3 Hz, 2 J ( 19 F, 10 B) = 5.3 Hz).
10 B { 1 H} NMR (53.73 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: -33.2 (t, 2 J ( 19 F, 10 B) = 5.2 Hz).
11 B-NMR (160.46 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: -33.7 (qt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 84.7 Hz, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.3 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: -33.2 (t, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.3 Hz).
13 C { 1 H} NMR (125.76 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: 65.1 (t, 1 J ( 14 N, 13 C) = 3.2 Hz, 2C, CH 2 ), 64.8 (t, 1 (14 N, 13 C) J = 3.0 Hz, 1C, CH 2), 48.9 (t, 1 J (14 N, 13 C) = 4.0 Hz, 1C, CH 3), 26.2 (s, 1C, CH 2) , 22.2 (s, 2C, CH 2 ), 20.3 (t, 1 J ( 14 N, 13 C) = 1.5 Hz, 1C, CH 2 ), 13.8 (s, 1C, CH 3 ).
19 F-NMR (188.12 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: -84.4 (q, 4 J ( 19 F, 1 H) = 2.6 Hz 3F, CF 3 ), -111.0 (qq, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.4 Hz, 2 J ( 19 F, 1 H) = 27.6 Hz, 2F, CF 2 ).
19 F { 1 H} NMR (188.12 MHz, acetone-d 6 ), δ, ppm: -84.4 (s, 3F, CF 3 ), -111.0 (q, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.3 Hz , 2F, CF 2 ).
Beispiel 9: Synthese von 1-Ethyl-2,3-dimethylimidazoliumpentafluorethyltrihydridoborat, EDMIM[C2F5BH3]Example 9: Synthesis of 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium pentafluoroethyl trihydridoborate, EDMIM [C 2 F 5 BH 3 ]
C2F5H (562 mg, 4.68 mmol) wird in THF (6.0 mL) bei –78°C mit BuLi (2.5 M in Hexanen, 1.0 mL, 2.5 mmol) umgesetzt und anschließend wird BH3·THF (0.74 M in THF, 3.4 mL, 2.5 mmol) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird auf RT erwärmt und unter Gasentwicklung in H2O (20 mL) aufgenommen. Die leicht flüchtigen Bestandteile (THF, Hexane) werden mit einem Rotationsverdampfer entfernt und die zurückbleibende wässrige Phase wird mit [EDMIM]Cl (450 mg, 2.8 mmol) versetzt. Die Lösung wird mit CH2Cl2 (3 × 25 mL) extrahiert und die vereinten organischen Phasen dann im Vakuum bis zur Trockne eingeengt.
Ausbeute: 260 mg (1.01 mmol, entsprechend 40% bezogen auf das eingesetzte n-BuLi).
1H{11B}-NMR (199.9 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 7.60 (d, 3J(1H, 1H) = 2.15 Hz, CH, 1H), 7.55 (d, 3J(1H, 1H) = 2.15 Hz, CH, 1H), 4.29 (q, 3J(1H, 1H) = 7.30 Hz, CH2, 2H), 3.91 (s, CH3, 3H), 2.74 (s, CH3, 3H), 1.46 (t, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz, CH3, 3H), 0.53 (tq, 3H, BH3, 3J(19F, 1H) = 27.9 Hz, 4J(19F, 1H) = 3.85 Hz).
1H-NMR (199.9 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 7.60 (d, 3J(1H, 1H) = 2.15 Hz, CH, 1H), 7.55 (d, 3J(1H, 1H) = 2.15 Hz, CH, 1H), 4.29 (q, 3J(1H, 1H) = 7.30 Hz, CH2, 2H), 3.91 (s, CH3, 3H), 2.74 (s, CH3, 3H), 1.46 (t, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz, CH3, 3H), 0.53 (qtq, 3H, BH3, 1J(11B, 1H) = 84.4 Hz, 3J(19F, 1H) = 27.9 Hz, 4J(19F, 1H) = 3.85 Hz).
11B-NMR (64.15 MHz, Aceton-d6): δ = –33.3 (qt, 1J(11B, 1H) = 84.4 Hz, 2J(11B, 19F) = 18.3 Hz) ppm.
11B{1H}-NMR (64.15 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.3 (t, 2J(11B, 19F) = 18.3 Hz).
19F-NMR (188.12 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.5 (s, 3F, CF3), –111.0 (qq, 2J(19F, 11B) = 18.3 Hz, 3J(19F, 1H) = 27.8 Hz, 2F, CF2).
19F{1H}-NMR (188.12 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.4 (s, 3F, CF3), –111.0 (q, 2J(19F, 11B) = 18.3 Hz, 2F, CF2).C 2 F 5 H (562 mg, 4.68 mmol) is reacted in THF (6.0 mL) at -78 ° C with BuLi (2.5 M in hexanes, 1.0 mL, 2.5 mmol) and then BH 3 .THF (0.74 M in THF, 3.4 mL, 2.5 mmol). The reaction mixture is warmed to RT and taken up with evolution of gas in H 2 O (20 mL). The volatile constituents (THF, hexanes) are removed with a rotary evaporator and the residual aqueous phase is treated with [EDMIM] Cl (450 mg, 2.8 mmol). The solution is extracted with CH 2 Cl 2 (3 x 25 mL) and the combined organic phases are then concentrated in vacuo to dryness.
Yield: 260 mg (1.01 mmol, corresponding to 40% based on the n-BuLi used).
1 H {11 B} NMR (199.9 MHz, acetone-d6), δ, ppm: 7.60 (d, 3 J (1 H, 1 H) = 2.15 Hz, CH, 1H), 7:55 (d, 3 J ( 1 H, 1 H) = 2.15 Hz, CH, 1H), 4.29 (q, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.30 Hz, CH 2 , 2H), 3.91 (s, CH 3 , 3H), 2.74 ( s, CH 3 , 3H), 1.46 (t, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz, CH 3 , 3H), 0.53 (tq, 3H, BH 3 , 3 J ( 19 F, 1 H) 27.9 Hz, 4 J ( 19 F, 1 H) = 3.85 Hz).
1 H-NMR (199.9 MHz, acetone-d6), δ, ppm: 7.60 (d, 3 J ( 1 H, 1 H) = 2.15 Hz, CH, 1H), 7.55 (d, 3 J ( 1 H, 1 H) = 2.15 Hz, CH, 1H), 4.29 (q, 3 J (1 H, 1 H) = 7.30 Hz, CH 2, 2H), 3.91 (s, CH3, 3H), 2.74 (s, CH 3 , 3H), 1.46 (t, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz, CH 3 , 3H), 0.53 (qtq, 3H, BH 3 , 1 J ( 11 B, 1 H) = 84.4 Hz, 3 J ( 19 F, 1 H) = 27.9 Hz, 4 J ( 19 F, 1 H) = 3.85 Hz).
11 B NMR (64.15 MHz, acetone-d6): δ = -33.3 (qt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 84.4 Hz, 2 J ( 11 B, 19 F) = 18.3 Hz) ppm.
11 B { 1 H} NMR (64.15 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -33.3 (t, 2 J ( 11 B, 19 F) = 18.3 Hz).
19 F NMR (188.12 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.5 (s, 3F, CF 3), -111.0 (qq, 2 J (19 F, 11 B) = 18.3 Hz, 3 J (19 F, 1 H) = 27.8 Hz, 2F, CF 2 ).
19 F { 1 H} NMR (188.12 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.4 (s, 3F, CF 3 ), -111.0 (q, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.3 Hz, 2F, CF 2 ).
Beispiel 10: Synthese von Tetraethylammoniumpentafluorethyltrihydridoborat; [TEA][C2F5BH3] Example 10: Synthesis of tetraethylammonium pentafluoroethyl trihydridoborate; [TEA] [C 2 F 5 BH 3 ]
Natriumborhydrid (Na[BH4]; 7.6 g, 201 mmol) wird in THF (150 mL) suspendiert und anschließend mit 44.2 mL Trimethylsilylchlorid (TMSCI) [(CH3)3SiCl, 20.6 g, 190 mmol] versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 15 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. In einem zweiten Reaktionsgefäß wird Tetrahydrofuran (THF; 250 ml) vorgelegt, auf –78°C gekühlt und entgast. Pentafluorethan (C2F5H; 190 mmol, 22.8 g) wird einkondensiert und n-BuLi (2.3 Mol Lösung in Hexan, 170 mmol, 74.0 mL) wird langsam innerhalb von 60 min bei starkem Rühren zugetropft. Die zuvor hergestellte Lösung BH3·THF wird auf –78°C gekühlt und zu der Reaktionslösung gegeben. Anschließend wird das Reaktionsgemisch langsam auf Raumtemperatur erwärmt und zu einer Lösung aus Kaliumcarbonat (K2CO3; 13.8 g, 100 mmol) in 200 mL deionisiertem Wasser gegeben. Alle leicht flüchtigen Bestandteile (Butan, Hexan und THF) werden entfernt und die wässrige Phase wird anschließend mit einer Lösung von Tetraethylammoniumbromid ([TEA]Br; 42,0 g, 200 mmol) in 100 mL deionisiertem Wasser versetzt. Der dabei entstehende farblose Feststoff wird abfiltriert und im Feinvakuum (bis 1·10–3 mbar) getrocknet (Charge I). Das wässrige Filtrat wird mit CH2Cl2 (5 × 30 ml) extrahiert und das organische Lösemittel der vereinten organischen Phasen wird abdestilliert. Der erhaltene Feststoff wird anschließend im Feinvakuum (bis 1·10–3 mbar) getrocknet (Charge II).
Ausbeute an [Et4N][C2F5BH3]:
Charge I: 16.75 g, 63.6 mmol; Charge II: 6.99 g, 26.5 mmol;
Gesamt: 23.74 g (90.1 mmol, 53% bzgl. der eingesetzten Menge an n-BuLi).
Reinheit: 99% (11B-NMR-spektroskopisch).
11B-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.8 (qt, 1J(11B, 1H) = 91.2 Hz, 2J(11B, 19F) = 20.0 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.8 (t, 2J(11B, 19F) = 20.0 Hz).
19F-NMR (470.59 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.7 (m, CF3, 3F), 117.8 (tq, CF2, 2F, 3J(19F, 1H) = 22.72 Hz).
19F{1H}-NMR (376.75 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.7 (s, CF3, 3F), 117.8 (q, CF2, 2F, 2J(19F, 11B) = 20.3 Hz).
1H-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 0.65 (qtq, 1J(1H, 11B) = 84.6 Hz, 3J(1H, 19F) = 27.3 Hz, 4J(1H, 19F) = 3.7 Hz), 1.2 (tt, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz, 4J(1H, 15N) = 1.9 Hz), 3.1 (q, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz).Sodium borohydride (Na [BH 4 ], 7.6 g, 201 mmol) is suspended in THF (150 mL) and then treated with 44.2 mL of trimethylsilyl chloride (TMSCI) [(CH 3 ) 3 SiCl, 20.6 g, 190 mmol]. The reaction mixture is stirred for 15 hours at room temperature. In a second reaction vessel tetrahydrofuran (THF, 250 ml) is introduced, cooled to -78 ° C and degassed. Pentafluoroethane (C 2 F 5 H, 190 mmol, 22.8 g) is condensed in and n-BuLi (2.3 mol solution in hexane, 170 mmol, 74.0 mL) is slowly added dropwise over 60 min with vigorous stirring. The previously prepared BH 3 · THF solution is cooled to -78 ° C and added to the reaction solution. The reaction mixture is then warmed slowly to room temperature and added to a solution of potassium carbonate (K 2 CO 3 , 13.8 g, 100 mmol) in 200 mL of deionized water. All volatile constituents (butane, hexane and THF) are removed and the aqueous phase is then treated with a solution of tetraethylammonium bromide ([TEA] Br, 42.0 g, 200 mmol) in 100 mL of deionized water. The resulting colorless solid is filtered off and dried in a fine vacuum (to 1 × 10 -3 mbar) (batch I). The aqueous filtrate is extracted with CH 2 Cl 2 (5 × 30 ml) and the organic solvent of the combined organic phases is distilled off. The solid obtained is then dried in a fine vacuum (to 1 × 10 -3 mbar) (batch II).
Yield of [Et 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ]:
Batch I: 16.75 g, 63.6 mmol; Batch II: 6.99 g, 26.5 mmol;
Total: 23.74 g (90.1 mmol, 53% based on the amount of n-BuLi used).
Purity: 99% ( 11 B NMR spectroscopy).
11 B-NMR (160.46 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -33.8 (qt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 91.2 Hz, 2 J ( 11 B, 19 F) = 20.0 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -33.8 (t, 2 J ( 11 B, 19 F) = 20.0 Hz).
19 F NMR (470.59 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.7 (m, CF3, 3F), 117.8 (tq, CF 2, 2F, 3 J (19 F, 1 H) = 22.72 Hz) ,
19 F {1 H} NMR (376.75 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.7 (s, CF 3, 3F), 117.8 (q, CF 2, 2F, 2 J (19 F, 11 B) = 20.3 Hz).
1 H-NMR (500.13 MHz, acetone-d6), δ, ppm: 0.65 (qtq, 1 J ( 1 H, 11 B) = 84.6 Hz, 3 J ( 1 H, 19 F) = 27.3 Hz, 4 J ( 1 H, 19 F) = 3.7 Hz), 1.2 (tt, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz, 4 J ( 1 H, 15 N) = 1.9 Hz), 3.1 (q, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz).
Beispiel 11: Herstellung einer Kaliumpentafluorethyltrihydridoborat Lösung, K[C2F5BH3] in THFExample 11: Preparation of a potassium pentafluoroethyl trihydridoborate solution, K [C 2 F 5 BH 3 ] in THF
Es wird im ersten Schritt eine BH3·THF-Lösung hergestellt. Dafür wird Na[BH4] (2.50 g, 66.0 mmol) vorgelegt und in THF (100 ml) suspendiert. Anschließend wird TMSCI (7.63 ml, 6.50 g, 60.0 mmol) zugetropft und 24 h bei RT gerührt. Im zweiten Schritt wird in einem weiteren Kolben THF (150 ml) auf –78°C gekühlt und anschließend entgast. Danach wird C2F5H (7.20 g, 60.0 mmol) einkondensiert und auf 4°C gekühltes n-BuLi (2.5 M in Hexan, 22.0 ml, 55.0 mmol) langsam unter starkem Rühren über 30 min zugetropft, wobei eine leichte gelbbraune Färbung der Reaktionslösung beobachtet wird. Die aus Schritt 1 hergestellte BH3·THF-Lösung wird auf –78°C abgekühlt und mit der C2F5Li-Lösung aus Schritt 2 versetzt. Danach wird das Reaktionsgemisch langsam auf RT erwärmt und zu einer Lösung aus K2CO3 (4.20 g, 30.0 mmol) und H2O (50.0 ml) gegeben sowie 15 h bei RT gerührt. Die beiden Phasen werden getrennt und anschließend die wässrige Phase mit THF (3 × 30.0 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit K2CO3 getrocknet und abfiltriert.In the first step, a BH 3 · THF solution is prepared. For this, Na [BH 4 ] (2.50 g, 66.0 mmol) is initially charged and suspended in THF (100 ml). Subsequently, TMSCI (7.63 ml, 6.50 g, 60.0 mmol) is added dropwise and stirred at RT for 24 h. In the second step, THF (150 ml) is cooled to -78 ° C. in a further flask and then degassed. Thereafter, C 2 F 5 H (7.20 g, 60.0 mmol) is condensed in and cooled to 4 ° C n-BuLi (2.5 M in hexane, 22.0 ml, 55.0 mmol) slowly added dropwise with vigorous stirring over 30 min, with a slight yellow-brown color the reaction solution is observed. The prepared from step 1 BH 3 · THF solution is cooled to -78 ° C and treated with the C 2 F 5 Li solution from step 2. Thereafter, the reaction mixture is slowly warmed to RT and added to a solution of K 2 CO 3 (4.20 g, 30.0 mmol) and H 2 O (50.0 ml) and stirred at RT for 15 h. The two phases are separated and then the aqueous phase extracted with THF (3 × 30.0 ml). The combined organic phases are dried with K 2 CO 3 and filtered off.
Das Produkt wird nicht isoliert, da K[C2F5BH3] im trockenen, kristallinen Zustand hochexplosiv und schlagempfindlich ist.
Ausbeute: ca. 150 ml einer ca. 0.20 M-Lösung entsprechend ca. 30 mmol K[C2F5BH3] (entsprechend 54% bezogen auf das eingesetzte n-BuLi).
NMR-Daten für K[C2F5BH3] in THF ohne deuteriertes Lösemittel:
1H{11B}-NMR (199.93 MHz), δ, ppm: 0.41 (tq, 3J(1H, 19F) = 26.8 Hz, 4J(1H, 19F) = 3.5 Hz).
11B-NMR (64.14 MHz), δ, ppm: –33.13 (dt, 1J(11B, 1H) = 84.2 Hz, 3J(11B, 19F) = 18.5 Hz).
11B{1H}-NMR (64.14 MHz), δ, ppm: –33.14 (t, 3J(11B, 19F) = 18.5 Hz).
19F{1H}-NMR (188.09 MHz), δ, ppm: –85.5 (s, 3F, CF3), –112.5 (q, 2J(19F, 11B) = 18.6 Hz).
19F-NMR (188.09 MHz), δ, ppm: –85.5 (q, 4J(1H, 19F) = ~3 Hz, 3F, CF3), –112.5 (dq, 3J(19F, 1H) = 26.1 Hz, 2J(19F, 11B) = 18.5 Hz).The product is not isolated because K [C 2 F 5 BH 3 ] is highly explosive and impact sensitive in the dry, crystalline state.
Yield: about 150 ml of a ca. 0.20 M solution corresponding to about 30 mmol K [C 2 F 5 BH 3 ] (corresponding to 54% based on the n-BuLi used).
NMR data for K [C 2 F 5 BH 3 ] in THF without deuterated solvent:
1 H { 11 B} NMR (199.93 MHz), δ, ppm: 0.41 (tq, 3 J ( 1 H, 19 F) = 26.8 Hz, 4 J ( 1 H, 19 F) = 3.5 Hz).
11 B NMR (64.14 MHz), δ, ppm: -33.13 (dt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 84.2 Hz, 3 J ( 11 B, 19 F) = 18.5 Hz).
11 B {1 H} NMR (64.14 MHz), δ, ppm: -33.14 (t, 3 J (11 B, 19 F) = 18.5 Hz).
19 F { 1 H} NMR (188.09 MHz), δ, ppm: -85.5 (s, 3F, CF 3 ), -112.5 (q, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.6 Hz).
19 F-NMR (188.09 MHz), δ, ppm: -85.5 (q, 4 J ( 1 H, 19 F) = ~ 3 Hz, 3F, CF 3 ), -112.5 (dq, 3 J ( 19 F, 1 H) = 26.1 Hz, 2 J ( 19 F, 11 B) = 18.5 Hz).
Beispiel 12: Synthese von Tetramethylammoniumtrifluormethyltrihydridoborat, [(CH3)4N][CF3BH3].Example 12: Synthesis of tetramethylammonium trifluoromethyl trihydridoborate, [(CH 3 ) 4 N] [CF 3 BH 3 ].
Eine Lösung von BH3·THF (–2.0 ± 0.1 M in THF, 0.43 mL, 0.860 mmol) wird mit TMSCF3 (0.10 mL, 0.677 mmol) in Et2O (1 mL) vorgelegt und auf –90°C gekühlt. Im Anschluss wird Tetramethylammoniumfluorid ([TMA]F, 64 mg, 0.687 mmol) zugegeben, die Reaktionslösung im Kältebad langsam auf RT erwärmt und über Nacht bei RT gerührt. Es bildet sich eine tiefbraune Lösung mit einem Niederschlag. Nun wird zu der Reaktionsmischung einige Milliliter H2O zugeführt, worauf der Feststoff gelöst und ein Zwei-Phasensystem ausgebildet wird. Im 11B-NMR-Spektrum der wässrigen Phase wird das [CF3BH3]–-Anion mittels NMR-Spektroskopie nachgewiesen.
NMR-Spektren von [(CH3)4N][CF3BH3] in H2O ohne Deuterium-Lock:
11B-NMR (64.14 MHz, H2O), δ, ppm: –33.2 (qq, 1J(11B, 1H) = 82.4 Hz, 2J(19F, 11B) = 29.0 Hz,).
11B{1H}-NMR (64.14 MHz, H2O), δ, ppm: –33.2 (q, 2J(19F, 11B) = 29.1 Hz).
19F-NMR (188.12 MHz, H2O), δ, ppm: –49.0 (qq, 2J(19F, 11B) = 28.9 Hz, 3J(19F, 1H) = 16.9 Hz).
19F{1H}-NMR (188.12 MHz, H2O), δ, ppm: –49.0 (q, 2J(19F, 11B) = 28.9 Hz).A solution of BH 3 · THF (-2.0 ± 0.1 M in THF, 0.43 mL, 0.860 mmol) is charged with TMSCF 3 (0.10 mL, 0.677 mmol) in Et 2 O (1 mL) and cooled to -90 ° C. Thereafter, tetramethylammonium fluoride ([TMA] F, 64 mg, 0.687 mmol) was added, the reaction solution was slowly warmed to RT in a cold bath and passed over Stirred overnight at RT. It forms a deep brown solution with a precipitate. Now a few milliliters of H 2 O is added to the reaction mixture, whereupon the solid is dissolved and a two-phase system is formed. In the 11 B NMR spectrum of the aqueous phase, the [CF 3 BH 3 ] - anion is detected by NMR spectroscopy.
NMR spectra of [(CH 3 ) 4 N] [CF 3 BH 3 ] in H 2 O without deuterium lock:
11 B-NMR (64.14 MHz, H 2 O), δ, ppm: -33.2 (qq, 1 J ( 11 B, 1 H) = 82.4 Hz, 2 J ( 19 F, 11 B) = 29.0 Hz,).
11 B { 1 H} NMR (64.14 MHz, H 2 O), δ, ppm: -33.2 (q, 2 J ( 19 F, 11 B) = 29.1 Hz).
19 F-NMR (188.12 MHz, H 2 O), δ, ppm: -49.0 (qq, 2 J ( 19 F, 11 B) = 28.9 Hz, 3 J ( 19 F, 1 H) = 16.9 Hz).
19 F { 1 H} NMR (188.12 MHz, H 2 O), δ, ppm: -49.0 (q, 2 J ( 19 F, 11 B) = 28.9 Hz).
Beispiel 13: Synthese von Tetrabutylammoniumpentafluorethyldihydridocyanoborat, [TBA][C2F5BH2CN]Example 13: Synthesis of tetrabutylammonium pentafluoroethyl dihydridocyanoborate, [TBA] [C 2 F 5 BH 2 CN]
Teil A) Synthese von Tetrabutylammoniumpentafluorethyldihydrido(trifluormethylacetoxy)borat; [TBA][C2F5BH2(OC(O)CF3)]Part A) Synthesis of tetrabutylammonium pentafluoroethyldihydrido (trifluoromethylacetoxy) borate; [TBA] [C 2 F 5 BH 2 (OC (O) CF 3 )]
In einem zylindrischen Reaktionsgefäß mit Glasventil und PTFE-Spindel (Young, London, Rettberg, Göttingen) wird [TBA][C2F5BH3] (3.0 g, 7.99 mmol) eingewogen und in 30 mL Acetonitril gelöst. Danach wird die Reaktionslösung mit einem Kältebad (NaCl, Eis) auf –10°C gekühlt. Anschließend wird unter starkem Rühren Trifuoressigsäure, CF3C(O)OH (1.82 g, 15.98 mmol, 1.22 mL) langsam zugetropft. Das entstehende Gas (H2) wird durch einen Blasenzähler abgeleitet. Die Lösung wird 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Im Anschluss werden im Feinvakuum (1·10–3 mbar) alle flüchtigen Bestandteile entfernt. Der hochviskose, ölige Rückstand wird in Acetonitril gelöst (40 mL) und die Lösung mit Kaliumtrifluoracetat (1.2 g, 7.89 mmol) versetzt. Das Ventil des Kolbens wird verschlossen und das Reaktionsgemisch wird bei 60°C (Ölbadtemperatur) für 30 Stunden erhitzt. Die flüchtigen Bestandteile werden danach abkondensiert und der Rückstand im Feinvakuum (1·10–3 mbar) getrocknet. Der Feststoff wird in 20 mL deionisiertem Wasser suspendiert und eine Lösung aus Tetrabutylammoniumbromid ([TBA]Br; 2.6 g, 8.07 mmol) in 30 mL deionisiertem Wasser wird zugegeben. Der ausgefallene Feststoff wird abfiltriert und im Feinvakuum (bis 1·10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute an [TBA][C2F5BH2(OC(O)CF3)]: 3.4 g (6.97 mmol, 87% bezogen auf das eingesetzte Borat).
Reinheit: 97% (11B-NMR-spektroskpisch bestätigt)
11B-NMR (128.4 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –9.85 (t, 1J(11B, 1H) = 102 Hz).
11B{1H}-NMR (128.4 MHz, Acton-d6), δ, ppm: –9.85 (s).
19F-NMR (376.7 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –76.4 (s, CF3, 3F, Trifluormethylacetoxy-Gruppe), –84.2 (s, CF3, 3F, Pentafluorethyl-Gruppe), –127.2 (q), CF2, 2F.
1H-NMR (400.4 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 0.7 (t, CH3, 3H, 3J(1H, 1H) = 7.4 Hz, Kation), 1.18 (sx, CH2, 2H,, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz, Kation), 1.57 (m, CH2, 2H, Kation), 3.19 (m, CH2, 2H, Kation).In a cylindrical reaction vessel with glass valve and PTFE spindle (Young, London, Rettberg, Göttingen), [TBA] [C 2 F 5 BH 3 ] (3.0 g, 7.99 mmol) is weighed out and dissolved in 30 mL acetonitrile. Thereafter, the reaction solution is cooled to -10 ° C. with a cold bath (NaCl, ice). Trifluoroacetic acid, CF 3 C (O) OH (1.82 g, 15.98 mmol, 1.22 mL) is then slowly added dropwise with vigorous stirring. The resulting gas (H 2 ) is discharged through a bubble counter. The solution is stirred for 4 hours at room temperature. Subsequently, all volatile constituents are removed in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar). The highly viscous, oily residue is dissolved in acetonitrile (40 mL) and the solution is treated with potassium trifluoroacetate (1.2 g, 7.89 mmol). The valve of the flask is closed and the reaction mixture is heated at 60 ° C (oil bath temperature) for 30 hours. The volatile constituents are then condensed off and the residue is dried in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar). The solid is suspended in 20 mL deionized water and a solution of tetrabutylammonium bromide ([TBA] Br; 2.6 g, 8.07 mmol) in 30 mL deionized water is added. The precipitated solid is filtered off and dried in a fine vacuum (to 1 × 10 -3 mbar).
Yield of [TBA] [C 2 F 5 BH 2 (OC (O) CF 3 )]: 3.4 g (6.97 mmol, 87% based on the borate used).
Purity: 97% (confirmed 11 B NMR spectroscopy)
11 B-NMR (128.4 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -9.85 (t, 1 J ( 11 B, 1 H) = 102 Hz).
11 B { 1 H} NMR (128.4 MHz, Acton-d6), δ, ppm: -9.85 (s).
19 F-NMR (376.7 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -76.4 (s, CF 3, 3F, Trifluormethylacetoxy group), -84.2 (s, CF 3, 3F, pentafluoroethyl group), -127.2 ( q), CF 2 , 2F.
1 H-NMR (400.4 MHz, acetone-d6), δ, ppm: 0.7 (t, CH3, 3H, 3 J (1 H, 1 H) = 7.4 Hz, cation), 1.18 (sx, CH 2, 2H ,, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz, cation), 1.57 (m, CH 2 , 2H, cation), 3.19 (m, CH 2 , 2H, cation).
Teil B) Synthese von Tetrabutylammoniumpentafluorethyldihydridocyanoborat; [TBA][C2F5BH2CN]Part B) Synthesis of tetrabutylammonium pentafluoroethyl dihydridocyanoborate; [TBA] [C 2 F 5 BH 2 CN]
In einem zylindrischen Reaktionsgefäß mit Glasventil und PTFE-Spindel (Young, London, Rettberg, Göttingen) werden 700 mg (1.43 mmol) Tetrabutylammoniumpentafluorethyldihydrido(trifluormethylacetoxy)borat, [TBA][C2F5BH2(OC(O)CF3)], vorgelegt und mit (CH3)3SiCN (12.0 mL) versetzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch 150 min in einer Mikrowelle bei konstanter Leistung von 220 W gerührt. Das Lösemittel wird danach abkondensiert und alle flüchtigen Bestandteile im Feinvakuum (1·10–3 mbar) entfernt. Der Rückstand wird in Aceton (2 mL) gelöst und mit Zugabe von Pentan (30 mL) die feste Substanz gefällt. Die überstehende Lösung wird abdekantiert und der Feststoff im Feinvakuum (1·10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute: 390 mg (0.97 mmol, 68% bzgl. der eingesetzten Menge an [TBA][C2F5BH2(OC(O)CF3]).
Reinheit: 92% (11B-NMR-spektroskopisch bestätigt).
11B-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.8 (tt, 1J(11B, 1H) = 91.2 Hz, 2J(11B, 19F) = 20.0 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.8 (t, 2J(11B, 19F) = 20.0 Hz).
19F-NMR (470.59 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.7 (m, CF3, 3F), 117.8 (tq, CF2, 2F, 3J(19F, 1H) = 22.72 Hz).
19F{1H}-NMR (376.75 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.7 (s, CF3, 3F), 117.8 (q, CF2, 2F, 2J(19F, 11B) = 20.3 Hz).
1H-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 0.92 (t, 1J(1H, 1H) = 7.4 Hz), 1.38 (sx, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 1.87 (qi, 1J(1H, 1H) = 7.9 Hz), 3.46 (m)).In a cylindrical reaction vessel with glass valve and PTFE spindle (Young, London, Rettberg, Göttingen), 700 mg (1.43 mmol) of tetrabutylammonium pentafluoroethyldihydrido (trifluoromethylacetoxy) borate, [TBA] [C 2 F 5 BH 2 (OC (O) CF 3 ] ], and treated with (CH 3 ) 3 SiCN (12.0 mL). Subsequently, the reaction mixture is stirred for 150 minutes in a microwave at a constant power of 220 W. The solvent is then condensed off and all volatile constituents are removed in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar). The residue is dissolved in acetone (2 ml) and the solid substance is precipitated with the addition of pentane (30 ml). The supernatant solution is decanted off and the solid is dried in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar).
Yield: 390 mg (0.97 mmol, 68% with respect to the amount of [TBA] [C 2 F 5 BH 2 (OC (O) CF 3 ]) used.
Purity: 92% (confirmed by 11 B NMR spectroscopy).
11 B NMR (160.46 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -33.8 (tt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 91.2 Hz, 2 J ( 11 B, 19 F) = 20.0 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -33.8 (t, 2 J ( 11 B, 19 F) = 20.0 Hz).
19 F NMR (470.59 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.7 (m, CF3, 3F), 117.8 (tq, CF 2, 2F, 3 J (19 F, 1 H) = 22.72 Hz) ,
19 F {1 H} NMR (376.75 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.7 (s, CF 3, 3F), 117.8 (q, CF 2, 2F, 2 J (19 F, 11 B) = 20.3 Hz).
1 H-NMR (500.13 MHz, acetone-d6), δ, ppm: 0.92 (t, 1 J ( 1 H, 1 H) = 7.4 Hz), 1.38 (sx, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz), 1.87 (qi, 1 J ( 1 H, 1 H) = 7.9 Hz), 3.46 (m)).
Beispiel 14: Synthese von Tetraethylammoniumpentafluorethyldihydrido(trifluormethylacetoxy)borat; [TEA][C2F5BH2(OC(O)CF3)] Example 14: Synthesis of tetraethylammonium pentafluoroethyldihydrido (trifluoromethylacetoxy) borate; [TEA] [C 2 F 5 BH 2 (OC (O) CF 3 )]
In einem zylindrischen Reaktionsgefäß mit Glasventil und PTFE-Spindel (Rettberg, Göttingen) wird Tetraethylammoniumpentafluorethyltrihydridoborat ([Et4N][C2F5BH3]; 8.0 g, 30.4 mmol) eingewogen und in Acetonitril (120 mL) gelöst. Danach wird die Reaktionslösung mit einem Kältebad auf 0°C gekühlt. Dann wird unter starkem Rühren Trifuoressigsäure (CF3C(O)OH; 10.4 g, 91.2 mmol, 6.98 mL) langsam zugegeben. Das entstehende Gas (H2) wird durch einen Blasenzähler abgeleitet. Die Lösung wird eine Stunde bei 0°C gerührt. Im Anschluss werden im Feinvakuum (bis 1·10–3 mbar) alle flüchtigen Bestandteile entfernt. Der erhaltene hochviskose, ölige Rückstand wird in THF (80 mL) gelöst und die Lösung mit CF3C(O)OK (1.5 g, 9.86 mmol) versetzt. Das Ventil des Kolbens wird verschlossen und das Reaktionsgemisch wird eine Stunde bei 75°C (Ölbadtemperatur) gerührt. Die flüchtigen Bestandteile werden im Vakuum entfernt, der Rückstand im Feinvakuum (bis 1·10–3 mbar) getrocknet und dann in deionisiertem Wasser (10 mL) suspendiert. Eine Lösung aus Tetraethylammoniumbromid (Et4NBr-Lösung; 6.3 g, 30.0 mmol in deionisiertem Wasser (20 mL)) wird zugegeben. Anschließend wird die wässrige Lösung mit CH2Cl2 (5 × 10 mL) extrahiert, die organischen Phasen vereint, das CH2Cl2 im Vakuum entfernt und das zurückgebliebene [Et4N][C2F5BH2(OC(O)CF3)] im Feinvakuum (bis 1·10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute an [Et4N][C2F5BH2(OC(O)CF3)]: 9.75 g (26.0 mmol, 86% bezogen auf das eingesetzte [Et4N][C2F5BH3]).
Reinheit: 89% (11B-NMR-spektroskopisch).
11B-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –9.85 (t, 1J(11B, 1H) = 102 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, Acton-d6), δ, ppm: –9.85 (s).
19F-NMR (470.59 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –76.4 (s, CF3, 3F, CF3C(O)O-Gruppe), –84.2 (s, CF3, 3F, C2F5-Gruppe), –127.2 (q, CF2, 2F).
1H-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 1.2 (tt, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz, 4J(1H, 15N) = 1.9 Hz), 3.1 (q, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz).In a cylindrical reaction vessel with glass valve and PTFE spindle (Rettberg, Göttingen), tetraethylammonium pentafluoroethyl trihydridoborate ([Et 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ], 8.0 g, 30.4 mmol) is weighed out and dissolved in acetonitrile (120 mL). Thereafter, the reaction solution is cooled to 0 ° C with a cold bath. Trifluoroacetic acid (CF 3 C (O) OH, 10.4 g, 91.2 mmol, 6.98 mL) is then added slowly with vigorous stirring. The resulting gas (H 2 ) is discharged through a bubble counter. The solution is stirred for one hour at 0 ° C. Subsequently, all volatile constituents are removed in a fine vacuum (up to 1 × 10 -3 mbar). The resulting highly viscous oily residue is dissolved in THF (80 mL) and the solution is treated with CF 3 C (O) OK (1.5 g, 9.86 mmol). The valve of the flask is closed and the reaction mixture is stirred for one hour at 75 ° C (oil bath temperature). The volatiles are removed in vacuo, the residue dried in a fine vacuum (to 1 x 10 -3 mbar) and then suspended in deionized water (10 mL). A solution of tetraethylammonium bromide (Et 4 NBr solution, 6.3 g, 30.0 mmol in deionized water (20 mL)) is added. The aqueous solution is then extracted with CH 2 Cl 2 (5 × 10 mL), the organic phases combined, the CH 2 Cl 2 removed in vacuo and the remaining [Et 4 N] [C 2 F 5 BH 2 (OC (O ) CF 3 )] in a fine vacuum (to 1 x 10 -3 mbar) dried.
Yield of [Et 4 N] [C 2 F 5 BH 2 (OC (O) CF 3 )]: 9.75 g (26.0 mmol, 86% based on the [Et 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ] used) ,
Purity: 89% ( 11 B NMR spectroscopy).
11 B NMR (160.46 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -9.85 (t, 1 J ( 11 B, 1 H) = 102 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz, Acton-d6), δ, ppm: -9.85 (s).
19 F NMR (470.59 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -76.4 (s, CF 3, 3F, CF 3 C (O) O-group), -84.2 (s, CF 3, 3F, C 2 F 5 group), -127.2 (q, CF 2 , 2F).
1 H-NMR (500.13 MHz, acetone-d6), δ, ppm: 1.2 (tt, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz, 4 J ( 1 H, 15 N) = 1.9 Hz), 3.1 ( q, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz).
Beispiel 15. Synthese von Tetrabutylammoniumpentafluorethylhydridodipropoxyborat; [TBA][C2F5BH(O2C3H5)2] Example 15. Synthesis of tetrabutylammonium pentafluoroethylhydridodipropoxyborate; [TBA] [C 2 F 5 BH (O 2 C 3 H 5 ) 2 ]
[n-Bu4N][C2F5BH3] (3.75 g, 10 mmol) wird in Dichlormethan (100 mL) gelöst. Danach wird Propionsäure (40.34 g, 544.7 mmol, 40.8 mL) zugegeben, wobei eine Gasentwicklung (H2) eintritt. Die Reaktionslösung wird 24 h bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend werden alle flüchtigen Bestandteile im Feinvakuum (1·10–3 mbar) entfernt und der flüssige Rückstand in deionisiertem H2O (20 mL) aufgenommen. Die Lösung wird mit Et2O (5 × 10 mL) extrahiert und die vereinten organischen Phasen mit einem Rotationsverdampfer bis zur Trockne eingeengt. Der erhaltene Feststoff wird im Feinvakuum getrocknet (1·10–3 mbar).
Ausbeute: 4.6 g (8.8 mmol, 88% bzgl. [n-Bu4N][C2F5BH3]).
Reinheit: 97% (19F-NMR-spektroskopisch).
11B-NMR (160.46 MHz, CD2Cl2), δ, ppm: –3.98 (d, 1J(11B, 1H) = 95.1 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, CD2Cl2), δ, ppm: –3.98 (s).
19F-NMR (470.59 MHz, CD2Cl2), δ, ppm: –83.8 (m, CF3, 3F), –133.7 (m, CF2, 2F).
1H-NMR (500.13 MHz, CD2Cl2), δ, ppm: 1.04 (t, 3J(1H, 1H) = 7.49 Hz), 1.06 (t, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 1.43 (tq, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 1.67 (m), 2.26 (q, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), (q, 3.2 (m).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz, CD2Cl2), δ, ppm: 1.04 (t, 3J(1H, 1H) = 7.49 Hz), 1.06 (t, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 1.43 (tq, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 1.67 (m), 2.26 (q, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 3.2 (m), 3.44 (t, 3J(1H, 19F) = 11.5 Hz).[n -Bu 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ] (3.75 g, 10 mmol) is dissolved in dichloromethane (100 mL). Thereafter, propionic acid (40.34 g, 544.7 mmol, 40.8 mL) is added, with gas evolution (H 2 ) occurring. The reaction solution is stirred for 24 h at room temperature. Subsequently, all volatile constituents are removed in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar) and the liquid residue is taken up in deionized H 2 O (20 ml). The solution is extracted with Et 2 O (5 × 10 mL) and the combined organic phases are concentrated to dryness using a rotary evaporator. The solid obtained is dried in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar).
Yield: 4.6 g (8.8 mmol, 88% with respect to [n-Bu 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ]).
Purity: 97% (19 F-NMR spectroscopy).
11 B NMR (160.46 MHz, CD 2 Cl 2 ), δ, ppm: -3.98 (d, 1 J ( 11 B, 1 H) = 95.1 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz, CD 2 Cl 2 ), δ, ppm: -3.98 (s).
19 F NMR (470.59 MHz, CD 2 Cl 2) δ, ppm: -83.8 (m, CF3, 3F), -133.7 (m, CF 2, 2F).
1 H-NMR (500.13 MHz, CD 2 Cl 2 ), δ, ppm: 1.04 (t, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.49 Hz), 1.06 (t, 3 J ( 1 H, 1 H) 7.5 Hz), 1.43 (tq, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz), 1.67 (m), 2.26 (q, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz), (q, 3.2 ( m).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz, CD 2 Cl 2 ), δ, ppm: 1.04 (t, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.49 Hz), 1.06 (t, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz), 1.43 (tq, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz), 1.67 (m), 2.26 (q, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz), 3.2 (m), 3.44 (t, 3 J ( 1 H, 19 F) = 11.5 Hz).
Beispiel 16. Synthese von Tetrabutylammoniumpentafluorethyldicyanohydridoborat; [TBA][C2F5BH(CN)2] Example 16. Synthesis of tetrabutylammonium pentafluoroethyldicyanohydridoborate; [TBA] [C 2 F 5 BH (CN) 2 ]
[n-Bu4N][C2F5BH(O2C3H5)2] (33 mg, 0.07 mmol) wird in einem NMR-Rohr mit Glasventil und Teflonspindel vorgelegt und in (CH3)3SiCN (0.5 mL, 4.00 mmol) gelöst. Anschließend wird (CH3)3SiCl (0.1 mL, 0.786 mmol) zugegeben und die Reaktionslösung 30 h bei 130°C erhitzt (Badtemperatur). Danach werden alle flüchtigen Bestandteile im Feinvakuum (1·10–3 mbar) entfernt und der Rückstand in CDCl3 gelöst. Die Bildung von von Tetrabutylammoniumpentafluorethyldicyanohydridoborat, [n-Bu4N][C2F5BH(CN)2]) wird NMR-spektroskopisch nachgewiesen.
Reinheit: 95% (11B-NMR-spektroskopisch).
1B-NMR (160.46 MHz, CDCl3), δ, ppm: –32.9 (dt, 1J(11B, 1H) = 96.5 Hz, 2J(11B, 19F) = 19.1 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, CDCl3), δ, ppm: –32.9 (t, 2J(11B, 19F) = 19.1 Hz).
19F-NMR (470.59 MHz, CDCl3), δ, ppm: –83.5 (m, CF3, 3F), –121.2 (m, CF2, 2F).
19F{11B}-NMR (470.59 MHz, CDCl3), δ, ppm: –83.5 (m, CF3, 3F), –121.2 (dq, 3J(19F, 1H) = 19.2 Hz, 3J(19F, 19F) = 1.06 Hz).
1H-NMR (500.13 MHz, CDCl3), δ, ppm: 1.04 (t, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz), 1.45 (tq, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 1.63 (m), 3.2 (m).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz, CDCl3), δ, ppm: 1.04 (t, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz), 1.45 (tq, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 1.63 (m), 1.86 (tq, 3J(1H, 19F) = 19.2 Hz, 4J(1H, 19F) = 2.04 Hz), 3.2 (m).[n-Bu 4 N] [C 2 F 5 BH (O 2 C 3 H 5 ) 2 ] (33 mg, 0.07 mmol) is placed in an NMR tube with glass valve and Teflon spindle and in (CH 3 ) 3 SiCN ( 0.5 mL, 4.00 mmol). Subsequently, (CH 3 ) 3 SiCl (0.1 mL, 0.786 mmol) is added and the reaction solution is heated at 130 ° C. for 30 h (bath temperature). Thereafter, all volatile constituents are removed in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar) and the residue is dissolved in CDCl 3 . The formation of by Tetrabutylammoniumpentafluorethyldicyanohydridoborat, [n-Bu 4 N] [C 2 F 5 BH (CN) 2]) is detected by NMR spectroscopy.
Purity: 95% ( 11 B NMR spectroscopy).
1 B NMR (160.46 MHz, CDCl 3 ), δ, ppm: -32.9 (dt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 96.5 Hz, 2 J ( 11 B, 19 F) = 19.1 Hz).
11 B {1 H} NMR (160.46 MHz, CDCl 3) δ, ppm: -32.9 (t, 2 J (11 B, 19 F) = 19.1 Hz).
19 F NMR (470.59 MHz, CDCl 3) δ, ppm: -83.5 (m, CF3, 3F), -121.2 (m, CF 2, 2F).
19 F {11 B} NMR (470.59 MHz, CDCl 3) δ, ppm: -83.5 (m, CF3, 3F), -121.2 (dq, 3 J (19 F, 1 H) = 19.2 Hz, 3 J ( 19 F, 19 F) = 1.06 Hz).
1 H-NMR (500.13 MHz, CDCl 3) δ, ppm: 1:04 (t, 3 J (1 H, 1 H) = 7.3 Hz), 1:45 (tq, 3 J (1 H, 1 H) = 7.5 Hz ), 1.63 (m), 3.2 (m).
1 H {11 B} NMR (500.13 MHz, CDCl 3) δ, ppm: 1:04 (t, 3 J (1 H, 1 H) = 7.3 Hz), 1:45 (tq, 3 J (1 H, 1 H ) = 7.5 Hz), 1.63 (m), 1.86 (tq, 3 J ( 1 H, 19 F) = 19.2 Hz, 4 J ( 1 H, 19 F) = 2.04 Hz), 3.2 (m).
Beispiel 17. Synthese von Tetrabutylammoniumpentafluorethylhydrido-isocyanopropoxyborat, [TBA][C2F5BH(NC)(O2C3H5)] Example 17. Synthesis of tetrabutylammonium pentafluoroethylhydrido-isocyanopropoxyborate, [TBA] [C 2 F 5 BH (NC) (O 2 C 3 H 5 )]
[n-Bu4N][C2F5BH(O2C3H5)2] (519 mg, 1.0 mmol) wird vorgelegt und in (CH3)3SiCN (5 ml, 3.965 g, 39.9 mmol) gelöst. Danach wird (CH3)3SiCl (1.25 mL, 1.07 g, 9.83 mmol) zugegeben und die Reaktionslösung 24 h bei Raumtemperatur gerührt. Alle flüchtigen Bestandteile werden im Feinvakuum (1·10–3 mbar) entfernt und der ölige Rückstand in CDCl3 gelöst und NMR-spektroskopisch untersucht.
Reinheit: 97% (11B-NMR-spektroskopisch).
11B-NMR (160.46 MHz, CDCl3), δ, ppm: –10.3 (m).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, CDCl3), δ, ppm: –10.3 (s).
19F-NMR (470.59 MHz, CDCl3), δ, ppm: –82.7 (m, CF3, 3F), –131.6 (d, 2J(19F, 19F) = 315.7 Hz), –133.5 (d, 2J(19F, 19F) = 315.7 Hz).
19F{11B}-NMR (470.59 MHz, CDCl3), δ, ppm: –82.7 (m, CF3, 3F), –131.6 (dd, 2J(19F, 19F) = 315.7 Hz, 3J(19F, 1H) = 11.8 Hz), –133.5 (dd, 2J(19F, 19F) = 315.7 Hz, 3J(19F, 1H) = 11.8 Hz).
1H-NMR (500.13 MHz, CDCl3), δ, ppm: 0.98 (t, 3J(1H, 1H) = 7.56 Hz), 1.03 (t, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 1.41 (tq, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz), 1.62 (m), 2.26 (q, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 3.2 (m).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz, CDCl3), δ, ppm: 0.98 (t, 3J(1H, 1H) = 7.56 Hz), 1.03 (t, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 1.41 (tq, 3J(1H, 1H) = 7.3 Hz), 1.62 (m), 2.26 (q, 3J(1H, 1H) = 7.5 Hz), 2.94 (t, 3J(1H, 19F) = 12.9 Hz), 3.2 (m).[n-Bu 4 N] [C 2 F 5 BH (O 2 C 3 H 5 ) 2 ] (519 mg, 1.0 mmol) is initially charged and dissolved in (CH 3 ) 3 SiCN (5 mL, 3.965 g, 39.9 mmol). solved. Thereafter, (CH 3 ) 3 SiCl (1.25 mL, 1.07 g, 9.83 mmol) is added and the reaction solution is stirred for 24 h at room temperature. All volatile constituents are removed in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar) and the oily residue is dissolved in CDCl 3 and analyzed by NMR spectroscopy.
Purity: 97% ( 11 B NMR spectroscopy).
11 B-NMR (160.46 MHz, CDCl 3) δ, ppm: -10.3 (m).
11 B {1 H} NMR (160.46 MHz, CDCl 3) δ, ppm: -10.3 (s).
19 F NMR (470.59 MHz, CDCl 3) δ, ppm: -82.7 (m, CF3, 3F), -131.6 (d, 2 J (19 F, 19 F) = 315.7 Hz), -133.5 (d , 2 J ( 19 F, 19 F) = 315.7 Hz).
19 F {11 B} NMR (470.59 MHz, CDCl 3) δ, ppm: -82.7 (m, CF3, 3F), -131.6 (dd, 2 J (19 F, 19 F) = 315.7 Hz, 3 J ( 19 F, 1 H) = 11.8 Hz), -133.5 (dd, 2 J ( 19 F, 19 F) = 315.7 Hz, 3 J ( 19 F, 1 H) = 11.8 Hz).
1 H-NMR (500.13 MHz, CDCl 3 ), δ, ppm: 0.98 (t, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.56 Hz), 1.03 (t, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz ), 1.41 (tq, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz), 1.62 (m), 2.26 (q, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz), 3.2 (m).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz, CDCl 3 ), δ, ppm: 0.98 (t, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.56 Hz), 1.03 (t, 3 J ( 1 H, 1 H ) = 7.5 Hz), 1.41 (tq, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.3 Hz), 1.62 (m), 2.26 (q, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.5 Hz), 2.94 (t , 3 J ( 1 H, 19 F) = 12.9 Hz), 3.2 (m).
Beispiel 18. Synthese von Tetrabutylammoniumpentafluorethylcyanohydrido-propoxyborat, [TBA][C2F5BH(CN)(O2C3H5)] Example 18. Synthesis of tetrabutylammonium pentafluoroethyl cyanohydrido-propoxyborate, [TBA] [C 2 F 5 BH (CN) (O 2 C 3 H 5 )]
In einem NMR-Rohr mit Glasventil und Teflonspindel wird [n-Bu4N][C2F5BH(O2C3H5)2] (33 mg, 0.07 mmol) vorgelegt und in (CH3)3SiCN (0.5 mL, 4.00 mmol) gelöst. Danach wird (CH3)3SiCl (0.1 ml, 0.786 mmol) zugegeben und die Reaktionslösung 3.5 h auf 100°C (Badtemperatur) erhitzt, alle flüchtigen Bestanteile werden im Feinvakuum entfernt (1·10–3 mbar). Der erhaltene Rückstand wird in CDCl3 gelöst und die Lösung NMR-spektroskopisch untersucht.
Reinheit: 99% (11B-NMR spektroskopisch).
1B-NMR (160.46 MHz, CDCl3), δ, ppm: –15.03 (d, 1J(11B, 1H) = 104.8 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, CDCl3), δ, ppm: –15.03 (s).
19F-NMR (470.59 MHz, CDCl3), δ, ppm: –82.9 (m, CF3, 3F), –127.5 (d, 2J(19F, 19F) = 315 Hz), –129.2 (d, 2J(19F, 19F) = 315 Hz).In a NMR tube with glass valve and Teflon spindle, [n-Bu 4 N] [C 2 F 5 BH (O 2 C 3 H 5 ) 2 ] (33 mg, 0.07 mmol) is initially charged and in (CH 3 ) 3 SiCN ( 0.5 mL, 4.00 mmol). Then (CH 3 ) 3 SiCl (0.1 ml, 0.786 mmol) is added and the reaction solution is heated for 3.5 h at 100 ° C (bath temperature), all volatile constituents are removed in a fine vacuum (1 x 10 -3 mbar). The residue obtained is dissolved in CDCl 3 and the solution is analyzed by NMR spectroscopy.
Purity: 99% ( 11 B NMR spectroscopy).
1 B NMR (160.46 MHz, CDCl 3 ), δ, ppm: -15.03 (d, 1 J ( 11 B, 1 H) = 104.8 Hz).
11 B {1 H} NMR (160.46 MHz, CDCl 3) δ, ppm: -15.03 (s).
19 F NMR (470.59 MHz, CDCl 3) δ, ppm: -82.9 (m, CF3, 3F), -127.5 (d, 2 J (19 F, 19 F) = 315 Hz), -129.2 (d , 2 J ( 19 F, 19 F) = 315 Hz).
Beispiel 19: Synthese von N-Butyl-N-methylpyrrolidiniumpentafluorethyldihydridocyanoborat; [BMPL][C2F5BH2(CN)]Example 19: Synthesis of N-butyl-N-methylpyrrolidinium pentafluoroethyl dihydridocyanoborate; [BMPL] [C 2 F 5 BH 2 (CN)]
In einem zylindrischen Reaktionsgefäß mit Glasventil und PTFE-Spindel (Rettberg, Göttingen) wird Tetraethylammoniumpentafluorethyltrihydridoborat ([Et4N][C2F5BH3]; 2.0 g, 7.6 mmol) eingewogen und in Acetonitril (20 mL) gelöst. Danach wird die Reaktionslösung mit einem Eisbad auf 0°C gekühlt und unter starkem Rühren wird Trifuoressigsäure (CF3C(O)OH; 2.6 g, 22.8 mmol, 1.75 mL) langsam zugegeben. Das entstehende Gas (H2) wird durch einen Blasenzähler abgeleitet. Die Lösung wird eine Stunde bei 0°C und anschließend 30 min bei Raumtemperatur gerührt. Im Anschluss werden im Feinvakuum (bis 1·10–3 mbar) alle flüchtigen Bestandteile entfernt. Der erhaltene hochviskose Rückstand wird in THF (10 ml) gelöst und mit Kaliumtrifluoroacetat (CF3C(O)OK; 1.14 g, 7.5 mmol) versetzt. Das Ventil des Kolbens wird geschlossen und das Reaktionsgemisch eine Stunde bei 75°C (Ölbadtemperatur) gerührt. Die flüchtigen Bestandteile werden abkondensiert und eine Lösung von Tetraethylammoniumbromid ([TEA]Br-Lösung; 1.68 g, 8.0 mmol in 10 mL deionisiertem Wasser) zugegeben. Danach wird das Reaktionsgemisch mit CH2Cl2 extrahiert (4 × 5 mL) und die vereinten organischen Phasen werden im Vakuum bis zur Trockne eingeengt. Der erhaltene Rückstand wird im Feinvakuum (bis 1·10–3 mbar) getrocknet und anschließend in Trimethylsilylcyanid (TMSCN, (CH3)3SiCN; 11.8 g, 112.5 mmol, 15.0 mL) gelöst. Das Reaktionsgemisch wird dann im geschlossenen Reaktionsgefäß 150 min in einer Mikrowelle (CEM Discover) bestrahlt (220 W). Alle flüchtigen Bestandteile werden im Anschluss abkondensiert und der Rückstand in 10%-iger HCl (20 mL) gelöst. Die wässrige Lösung wird mit Et2O (5 × 10 mL) extrahiert. Danach werden die vereinten organischen Phasen mit einer Lösung von K2CO3 (1.03 g, 7.5 mmol) in deionisiertem H2O (20 mL) versetzt und der Ether wird abdestilliert. Die verbleibende wässrige Lösung wird danach mit THF (5 × 10 mL) extrahiert. Die vereinten THF-Phasen werden bis zur Trockne eingeengt. Der erhaltene Rückstand wird in deionisiertem H2O (20 mL) aufgenommen und mit einer Lösung von N-Butyl-N-Methylpyrrolidiniumchlorid ([BMPL]Cl; 1.40 g, 8.0 mmol) in deionisiertem H2O (10 mL) versetzt. Anschließend wird die wässrige Lösung mit CH2Cl2 (5 × 10 mL) extrahiert, die organischen Phasen vereinigt und das CH2Cl2 entfernt. Die erhaltene Flüssigkeit wird im Feinvakuum (bis 1·10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute an [BMPL][C2F5BH2(CN)]: 710 mg (2.38 mmol, 32% bezogen auf eingesetzte Menge an [Et4N][C2F5BH3]).
11B-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.8 (tt, 1J(11B, 1H) = 91.2 Hz, 2J(11B, 19F) = 20.0 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.8 (t, 2J(11B, 19F) = 20.0 Hz).
19F-NMR (470.59 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.7 (m, CF3, 3F), 117.8 (tq, CF2, 2F, 3J(19F, 1H) = 22.72 Hz).
19F{1H}-NMR (376.75 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.7 (s, CF3, 3F), 117.8 (q, CF2, 2F, 2J(19F, 11B) = 20.3 Hz).
1H-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 0.99 (t, 3J(1H, 1H) = 7.35 Hz, 3H, CH3), 1.37 (sx, 3J(1H, 1H) = 7.41 Hz, 2H, CH2), 1.85 (qi, 3J(1H, 1H) = 8.10 Hz, 2H, CH2), 2.26 (m), 3.20 (s, CH3, 3H), 3.49 (m, 2H, CH2), 3.67 (m).In a cylindrical reaction vessel with glass valve and PTFE spindle (Rettberg, Göttingen), tetraethylammonium pentafluoroethyltrihydridoborate ([Et 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ], 2.0 g, 7.6 mmol) is weighed out and dissolved in acetonitrile (20 mL). Thereafter, the reaction solution is cooled to 0 ° C. with an ice bath, and trifluoroacetic acid (CF 3 C (O) OH, 2.6 g, 22.8 mmol, 1.75 mL) is slowly added with vigorous stirring. The resulting gas (H 2 ) is discharged through a bubble counter. The solution is stirred for one hour at 0 ° C. and then for 30 minutes at room temperature. Subsequently, all volatile constituents are removed in a fine vacuum (up to 1 × 10 -3 mbar). The resulting highly viscous residue is dissolved in THF (10 ml) and potassium trifluoroacetate (CF 3 C (O) OK, 1.14 g, 7.5 mmol) is added. The valve of the flask is closed and the reaction mixture stirred for one hour at 75 ° C (oil bath temperature). The volatiles are condensed off and a solution of tetraethylammonium bromide ([TEA] Br solution, 1.68 g, 8.0 mmol in 10 mL deionized water) is added. Thereafter, the reaction mixture is extracted with CH 2 Cl 2 (4 × 5 mL) and the combined organic phases are concentrated in vacuo to dryness. The resulting residue is dried in a fine vacuum (to 1 x 10 -3 mbar) and then dissolved in trimethylsilyl cyanide (TMSCN, (CH 3 ) 3 SiCN, 11.8 g, 112.5 mmol, 15.0 mL). The reaction mixture is then irradiated in a closed reaction vessel for 150 min in a microwave (CEM Discover) (220 W). All volatiles are then condensed off and the residue is dissolved in 10% HCl (20 mL). The aqueous solution is extracted with Et 2 O (5 x 10 mL). Thereafter, the combined organic phases are treated with a solution of K 2 CO 3 (1.03 g, 7.5 mmol) in deionized H 2 O (20 mL) and the ether is distilled off. The remaining aqueous solution is then extracted with THF (5 × 10 mL). The combined THF phases are concentrated to dryness. The resulting residue is taken up in deionized H 2 O (20 mL) and treated with a solution of N-butyl-N-methylpyrrolidinium chloride ([BMPL] Cl, 1.40 g, 8.0 mmol) in deionized H 2 O (10 mL). The aqueous solution is then extracted with CH 2 Cl 2 (5 × 10 mL), the organic phases combined and the CH 2 Cl 2 removed. The liquid obtained is dried in a fine vacuum (to 1 × 10 -3 mbar).
Yield of [BMPL] [C 2 F 5 BH 2 (CN)]: 710 mg (2.38 mmol, 32% based on the amount of [Et 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ] used).
11 B NMR (160.46 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -33.8 (tt, 1 J ( 11 B, 1 H) = 91.2 Hz, 2 J ( 11 B, 19 F) = 20.0 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -33.8 (t, 2 J ( 11 B, 19 F) = 20.0 Hz).
19 F NMR (470.59 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.7 (m, CF3, 3F), 117.8 (tq, CF 2, 2F, 3 J (19 F, 1 H) = 22.72 Hz) ,
19 F {1 H} NMR (376.75 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.7 (s, CF 3, 3F), 117.8 (q, CF 2, 2F, 2 J (19 F, 11 B) = 20.3 Hz).
1 H-NMR (500.13 MHz, acetone-d6), δ, ppm: 0.99 (t, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.35 Hz, 3H, CH 3 ), 1.37 (sx, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.41 Hz, 2H, CH 2 ), 1.85 (qi, 3 J ( 1 H, 1 H) = 8.10 Hz, 2H, CH 2 ), 2.26 (m), 3.20 (s, CH 3 , 3H) , 3.49 (m, 2H, CH 2 ), 3.67 (m).
Beispiel 20: Synthese von 1-Ethyl-3-methylimidazoliumpentafluorethylcyanodihydridoborat, [EMIM][C2F5BH2(CN)] Example 20: Synthesis of 1-ethyl-3-methylimidazolium pentafluoroethylcyanodihydridoborate, [EMIM] [C 2 F 5 BH 2 (CN)]
In einem zylindrischen Reaktionsgefäß mit Glasventil und PTFE-Spindel (Rettberg, Göttingen) wird Tetraethylammoniumpentafluorethyltrihydridoborat ([Et4N][C2F5BH3]; 1.0 g, 3.8 mmol) eingewogen und in Acetonitril (15 mL) gelöst. Danach wird die Reaktionslösung mit einem Eisbad auf 0°C gekühlt und unter starkem Rühren wird Trifuoressigsäure (CF3C(O)OH; 1.3 g, 11.4 mmol, 0.87 mL) langsam zugegeben. Das entstehende Gas (H2) wird durch einen Blasenzähler abgeleitet. Die Lösung wird 30 min bei 0°C und anschließend 30 min bei Raumtemperatur gerührt. Im Anschluss werden im Feinvakuum (bis 1·10–3 mbar) alle flüchtigen Bestandteile entfernt. Der erhaltene hochviskose Rückstand wird in THF (10 ml) gelöst und mit Kaliumtrifluoroacetat (CF3C(O)OK; 578 mg, 3.8 mmol) versetzt. Das Ventil des Kolbens wird geschlossen und das Reaktionsgemisch eine Stunde bei 75°C (Ölbadtemperatur) gerührt. Die flüchtigen Bestandteile werden abkondensiert und eine Lösung von Tetraethylammoniumbromid ([TEA]Br-Lösung; 840 mg, 4 mmol in 10 mL deionisiertem Wasser) zugegeben. Danach wird das Reaktionsgemisch mit CH2Cl2 extrahiert (4 × 5 mL) und die vereinten organischen Phasen werden im Vakuum bis zur Trockne eingeengt. Der erhaltene Rückstand wird im Feinvakuum (bis 1· 10–3 mbar) getrocknet und anschließend in Trimethylsilylcyanid (TMSCN, (CH3)3SiCN; 11.8 g, 0.12 mol, 15.0 mL) gelöst. Das Reaktionsgemisch wird dann im geschlossenen Reaktionsgefäß 150 min in einer Mikrowelle (CEM Discover) bestrahlt (220 W). Alle flüchtigen Bestandteile werden im Anschluss abkondensiert und der Rückstand in 10%-iger HCl (20 mL) gelöst. Die wässrige Lösung wird mit Et2O (4 × 20 mL) extrahiert. Danach werden die vereinten organischen Phasen mit einer Lösung von K2CO3 (1.0 g; 7.23 mmol) in 20 mL von deionisiertem H2O versetzt und der Ether wird abdestilliert. Die verbleibende wässrige Lösung wird danach mit THF (4 × 20 mL) extrahiert. Die vereinten THF-Phasen werden bis zur Trockne eingeengt. Der erhaltene Rückstand wird in deionisiertem H2O (100 mL) aufgenommen und es wird 1-Ethyl-3-methylimidazoliumclorid ([EMIM]Cl; 600 mg, 4.0 mmol) zugegeben. Anschließend wird die wässrige Lösung mit CH2Cl2 (4 × 20 mL) extrahiert, die organischen Phasen vereinigt und das CH2Cl2 entfernt. Die erhaltene Flüssigkeit wird im Feinvakuum (bis 1·10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute an [EMIM][C2F5BH2(CN)]: 547 mg (2.03 mmol, 54% bezogen auf die eingesetzte Menge an [Et4N][C2F5BH3]).
Reinheit: 98% (11B-NMR-spektroskopisch bestätigt).
11B-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.8 (tt, 1J(11B, 1H) = 91.2 Hz, 2J(11B, 19F) = 20.0 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –33.8 (t, 2J(11B, 19F) = 20.0 Hz).
19F-NMR (470.59 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.7 (m, CF3, 3F), 117.8 (tq, CF2, 2F, 3J(19F, 1H) = 22.72 Hz).
19F{1H}-NMR (376.75 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: –84.7 (s, CF3, 3F), 117.8 (q, CF2, 2F, 2J(19F, 11B) = 20.3 Hz).
1H-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 1.08 (tq, 1J(1H, 11B) = 91.18 Hz, 3J(1H, 19F) = 23.1 Hz), 1.56 (t, CH3, 3H, 3J(1H, 1H) = 7.23 Hz), 4.04 (s, CH3, 3H), 4.39 (q, CH2, 2H, 3J(1H, 1H) = 7.30 Hz), 7.68 (t, 1H), 7.71 (t, 1H), 9.1 (s, 1H).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz, Aceton-d6), δ, ppm: 1.08 (tq, 3J(1H, 19F) = 23.7 Hz, 4J(1H, 19F) = 2.82 Hz), 1.56 (t, CH3, 3H, 3J(1H, 1H) = 7.23 Hz), 4.04 (s, CH3, 3H), 4.39 (q, CH2, 2H, 3J(1H, 1H) = 7.30 Hz), 7.68 (t, 1H), 7.71 (t, 1H), 9.1 (s, 1H).In a cylindrical reaction vessel with glass valve and PTFE spindle (Rettberg, Göttingen) Tetraethylammoniumpentafluorethyltrihydridoborat ([Et4N] [C2F5bra3]; 1.0 g, 3.8 mmol) and dissolved in acetonitrile (15 mL). Thereafter, the reaction solution is cooled with an ice bath to 0 ° C and with vigorous stirring trifluoroacetic acid (CF3C (O) OH; 1.3 g, 11.4 mmol, 0.87 mL) was added slowly. The resulting gas (H2) is derived by a bubble counter. The solution is stirred at 0 ° C. for 30 minutes and then at room temperature for 30 minutes. Subsequently, in a fine vacuum (to 1 · 10-3 mbar) all volatiles removed. The resulting high-viscosity residue is dissolved in THF (10 ml) and treated with potassium trifluoroacetate (CF3COOK; 578 mg, 3.8 mmol). The valve of the flask is closed and the reaction mixture stirred for one hour at 75 ° C (oil bath temperature). The volatiles are condensed off and a solution of tetraethylammonium bromide ([TEA] Br solution, 840 mg, 4 mmol in 10 mL deionized water) is added. Thereafter, the reaction mixture with CH2Cl2 extracted (4 × 5 mL) and the combined organic phases are concentrated in vacuo to dryness. The residue obtained is dried in a fine vacuum (until 1 × 10-3 mbar) and then in trimethylsilyl cyanide (TMSCN, (CH3)3SiCN; 11.8 g, 0.12 mol, 15.0 mL). The reaction mixture is then irradiated in a closed reaction vessel for 150 min in a microwave (CEM Discover) (220 W). All volatiles are then condensed off and the residue is dissolved in 10% HCl (20 mL). The aqueous solution is washed with Et2Extracted O (4 x 20 mL). Thereafter, the combined organic phases are treated with a solution of K2CO3 (1.0 g, 7.23 mmol) in 20 mL of deionized H2O is added and the ether is distilled off. The remaining aqueous solution is then extracted with THF (4 × 20 mL). The combined THF phases are concentrated to dryness. The residue obtained is in deionized H2O (100 mL) is added and 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride ([EMIM] Cl; 600 mg, 4.0 mmol) is added. Subsequently, the aqueous solution with CH2Cl2 (4 x 20 mL), the organic phases combined and the CH2Cl2 away. The resulting liquid is in a fine vacuum (to 1 x 10-3 mbar).
Yield of [EMIM] [C2F5bra2(CN)]: 547 mg (2.03 mmol, 54% based on the amount of [Et4N] [C2F5bra3]).
Purity: 98% (11B-NMR spectroscopy confirmed).
11B NMR (160.46 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -33.8 (tt,1J (11B1H) = 91.2 Hz,2J (11B19F) = 20.0 Hz).
11B {1H} -NMR (160.46 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -33.8 (t,2J (11B19F) = 20.0 Hz).
19F NMR (470.59 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.7 (m, CF3, 3F), 117.8 (tq, CF2, 2F,3J (19F,1H) = 22.72 Hz).
19F {1H} NMR (376.75 MHz, acetone-d6), δ, ppm: -84.7 (s, CF3, 3F), 117.8 (q, CF2, 2F,2J (19F,11B) = 20.3 Hz).
1H-NMR (500.13 MHz, acetone-d6), δ, ppm: 1.08 (tq,1J (1H,11B) = 91.18 Hz,3J (1H,19F) = 23.1 Hz), 1.56 (t, CH3, 3H,3J (1H,1H) = 7.23 Hz), 4.04 (s, CH3, 3H), 4.39 (q, CH2, 2H,3J (1H,1H) = 7.30 Hz), 7.68 (t, 1H), 7.71 (t, 1H), 9.1 (s, 1H).
1H{11B} NMR (500.13 MHz, acetone-d6), δ, ppm: 1.08 (tq,3J (1H,19F) = 23.7 Hz,4J (1H,19F) = 2.82 Hz), 1.56 (t, CH3, 3H,3J (1H,1H) = 7.23 Hz), 4.04 (s, CH3, 3H), 4.39 (q, CH2, 2H,3J (1H,1H) = 7.30 Hz), 7.68 (t, 1H), 7.71 (t, 1H), 9.1 (s, 1H).
Beispiel 21. Synthese von Pentafluorethyldihydridoboran-THF Addukt, C2F5BH2·THFExample 21. Synthesis of pentafluoroethyldihydridoborane THF adduct, C 2 F 5 BH 2 .THF
A)A)
Tetrabutylammoniumpentafluorethyltrihydridoborat, [TBA][C2F5BH3], (2.00 g, 5.30 mmol) wird vorgelegt und in THF (150 ml) gelöst. Anschließend wird separat Iod (676 mg, 2.10 mmol) eingewogen und in THF (20.0 ml) gelöst. Danach werden beide Lösungen auf 0°C gekühlt und langsam die Iod-Lösung zur THF-Lösung von [TBA][C2F5BH3] unter starkem Rühren zugetropft. Dabei wird eine gelbliche Färbung erhalten, die relativ schnell wieder verschwindet. Nach erfolgter Zugabe der Iod-Lösung wird das Reaktionsgemisch inert filtriert und das Filtrat auf 10.0 ml eingeengt.
Ausbeute: ca. 10 ml einer ca. 0.5 M Lösung in THF (5.00 mmol).Tetrabutylammonium pentafluoroethyl trihydridoborate, [TBA] [C 2 F 5 BH 3 ], (2.00 g, 5.30 mmol) is initially charged and dissolved in THF (150 mL). Subsequently, iodine (676 mg, 2.10 mmol) is weighed in separately and dissolved in THF (20.0 ml). Thereafter, both solutions are cooled to 0 ° C and slowly added dropwise the iodine solution to the THF solution of [TBA] [C 2 F 5 BH 3 ] with vigorous stirring. This gives a yellowish color, which disappears relatively quickly. After the addition of the iodine solution, the reaction mixture is filtered inert and the filtrate is concentrated to 10.0 ml.
Yield: about 10 ml of a ca. 0.5 M solution in THF (5.00 mmol).
B)B)
K[C2F5BH3] in THF (15.0 ml, 0.14 M, 2.10 mmol) wird vorgelegt. Danach wird unter Rühren Trimethylsilylchlorid, TMSCI (0.27 ml, 228 mg, 2.10 mmol) zugetropft, wobei eine sofortige Trübung der Lösung und leichte Gasentwicklung zu beobachten ist. Anschließend wird die Lösung fünf Stunden bei RT gerührt.
Ausbeute: ca. 15.0 ml einer 0.14 M Lösung in THF.
NMR-Daten der Lösung von C2F5BH2·THF in undeuteriertem THF:
1H-NMR (500.13 MHz), δ, ppm: 1.72 (BH2, nicht aufgelöst) ppm.
1H{11B}-NMR (500.13 MHz), δ, ppm: 1.72 (t, BH2, 3J(11B, 19F) = 18.2 Hz).
11B-NMR (160.46 MHz), δ, ppm: –2.86 (t, 1J(11B, 1H) = 108.2 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz), δ, ppm: –2.86 (s, BH2).
19F-NMR (470.59 MHz), δ, ppm: –85.8 (m, CF3), –128.0 (m, CF2).
13C{1H}-NMR (125.75 MHz), δ, ppm: 24.6 (s, CH2, THF), 66.4 (s, CH2, THF), 120.7 (qt, CF3, 1J(13C, 19F) = 284.8, 2J(13C, 19F) = 32.6 Hz).
13C{19F}-NMR (125.75 MHz), δ, ppm: 24.6 (t, CH2, THF, 1J(13C, 1H) = 132.1 Hz), 66.4 (t, CH2, THF, 1J(13C, 1H) = 143.9 Hz), 120.7 (s, CF3)
13C{11B, 1H}-NMR (75.48 MHz), δ, ppm: 24.6 (s, CH2, THF), 66.4 (s, CH2, THF), 120.7 (qt, CF3, 1J(13C, 19F) = 284.8, 2J(13C, 19F) = 32.6 Hz), 122.3 (tq, CF2, 1J(13C, 19F) = 256.4 Hz, 2J(13C, 19F) = 36.5 Hz).K [C 2 F 5 BH 3 ] in THF (15.0 ml, 0.14 M, 2.10 mmol) is initially charged. Thereafter, with stirring, trimethylsilyl chloride, TMSCl (0.27 ml, 228 mg, 2.10 mmol) is added dropwise, with an immediate turbidity of the solution and slight evolution of gas is observed. Subsequently, the solution is stirred for five hours at RT.
Yield: approx. 15.0 ml of a 0.14 M solution in THF.
NMR data of the solution of C 2 F 5 BH 2 .THF in undeuterated THF:
1 H-NMR (500.13 MHz), δ, ppm: 1.72 (BH 2 , unresolved) ppm.
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz), δ, ppm: 1.72 (t, BH 2 , 3 J ( 11 B, 19 F) = 18.2 Hz).
11 B NMR (160.46 MHz), δ, ppm: -2.86 (t, 1 J ( 11 B, 1 H) = 108.2 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz), δ, ppm: -2.86 (s, BH 2 ).
19 F-NMR (470.59 MHz), δ, ppm: -85.8 (m, CF 3 ), -128.0 (m, CF 2 ).
13 C { 1 H} NMR (125.75 MHz), δ, ppm: 24.6 (s, CH 2 , THF), 66.4 (s, CH 2 , THF), 120.7 (qt, CF 3 , 1 J ( 13 C, 19 F) = 284.8, 2 J ( 13 C, 19 F) = 32.6 Hz).
13 C { 19 F} NMR (125.75 MHz), δ, ppm: 24.6 (t, CH 2 , THF, 1 J ( 13 C, 1 H) = 132.1 Hz), 66.4 (t, CH 2 , THF, 1 J ( 13 C, 1 H) = 143.9 Hz), 120.7 (s, CF 3 )
13 C { 11 B, 1 H} NMR (75.48 MHz), δ, ppm: 24.6 (s, CH 2 , THF), 66.4 (s, CH 2 , THF), 120.7 (qt, CF 3 , 1 J ( 13 C, 19 F) = 284.8, 2 J ( 13 C, 19 F) = 32.6 Hz), 122.3 (tq, CF 2 , 1 J ( 13 C, 19 F) = 256.4 Hz, 2 J ( 13 C, 19 F) = 36.5 Hz).
Beispiel 22. Synthese von Pentafluorethyldihydridoboran-Pyridin Addukt, C2F5BH2·Py Example 22. Synthesis of pentafluoroethyldihydridoborane-pyridine adduct, C 2 F 5 BH 2 .Py
A)A)
Tetrabutylammoniumpentafluorethyltrihydridoborat, [n-Bu4N][C2F5BH3], (2.38 g, 6.3 mmol) wird in Pyridin (20 mL, 0.25 mol) gelöst. Danach wird die Lösung mit einem Eisbad (0°C Badtemperatur) gekühlt und mit Iod (1.6 g, 6.3 mmol) langsam portionsweise versetzt. Dabei setzt Gasentwicklung ein. Nach beendeter Gasentwicklung wird das Pyridin im Feinvakuum entfernt (1·10–3 mbar) und der erhaltene, dunkelorangene Feststoff wird in Et2O (100 mL) suspendiert. Das Reaktionsgemisch wird danach inert filtriert und das Filtrat im Feinvakuum eingeengt. Anschließend wird Pentan (55 mL) zugegeben, wobei sich ein orangegelbes Öl bildet. Dieses wird von der Pentanlösung abgetrennt, mit Et2O (5 mL) versetzt und die Lösung mit einer wässrigen, gesättigten Natriumthiosulfatlösung (3 × 2 mL) gewaschen. Das Lösemittel der organische Phase (Et2O) wird im Feinvakuum (1·10–3 mbar) entfernt und der entstehende ölige, schwach gelbe Rückstand im Feinvakuum (1·10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute: 209 mg (0.99 mmol, 16% bzgl. [n-Bu4N][C2F5BH3]).
Reinheit: 99% (11B-NMR-spektroskopisch).
NMR-Daten von C2F5BH2·Py:
11B-NMR (160.46 MHz, CDCl3), δ, ppm: –9.46 (t, 1J(11B, 1H) = 101.2 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, CDCl3), δ, ppm: –9.46 (s).
19F-NMR (470.59 MHz, CDCl3), δ, ppm: –83.8 (m, CF3, 3F), –125.8 (m, CF2, 2F).
1H-NMR (500.13 MHz, CDCl3), δ, ppm: 2.73 (m, 1J(1H, 11B) = 87.5 Hz), 7.70 (m, CH, Py), 8.16 (m, CH, Py), 8.62 (m, CH, Py).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz, CDCl3), δ, ppm: 2.73 (tq, 3J(1H, 19F) = 20.05 Hz, 4J(1H, 19F) = 2.26 Hz) 7.70 (m, CH, Py), 8.16 (m, CH, Py), 8.62 (m, CH, Py).Tetrabutylammonium pentafluoroethyl trihydridoborate, [n -Bu 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ], (2.38 g, 6.3 mmol) is dissolved in pyridine (20 mL, 0.25 mol). Thereafter, the solution is cooled with an ice bath (0 ° C bath temperature) and slowly added in portions with iodine (1.6 g, 6.3 mmol). Gas development starts here. After completion of gas evolution, the pyridine is removed in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar) and the resulting dark orange solid is suspended in Et 2 O (100 mL). The reaction mixture is then filtered inert and the filtrate is concentrated in a fine vacuum. Then pentane (55 mL) is added, forming an orange-yellow oil. This is separated from the pentane solution, admixed with Et 2 O (5 mL) and the solution washed with an aqueous, saturated sodium thiosulfate solution (3 x 2 mL). The solvent of the organic phase (Et 2 O) is removed in a fine vacuum (1 x 10 -3 mbar) and the resulting oily, pale yellow residue in a fine vacuum (1 x 10 -3 mbar) dried.
Yield: 209 mg (0.99 mmol, 16% based on [n-Bu 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ]).
Purity: 99% ( 11 B NMR spectroscopy).
NMR data of C 2 F 5 BH 2 · Py:
11 B-NMR (160.46 MHz, CDCl 3 ), δ, ppm: -9.46 (t, 1 J ( 11 B, 1 H) = 101.2 Hz).
11 B {1 H} NMR (160.46 MHz, CDCl 3) δ, ppm: -9.46 (s).
19 F NMR (470.59 MHz, CDCl 3) δ, ppm: -83.8 (m, CF3, 3F), -125.8 (m, CF 2, 2F).
1 H-NMR (500.13 MHz, CDCl 3) δ, ppm: 2.73 (m, 1 J (1 H, 11 B) = 87.5 Hz), 7.70 (m, CH, Py), 8.16 (m, CH, Py ), 8.62 (m, CH, Py).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz, CDCl 3 ), δ, ppm: 2.73 (tq, 3 J ( 1 H, 19 F) = 20.05 Hz, 4 J ( 1 H, 19 F) = 2.26 Hz) 7.70 (m, CH, Py), 8.16 (m, CH, Py), 8.62 (m, CH, Py).
B)B)
Tetrabutylammoniumpentafluorethyltrihydridoborat, [TBA][C2F5BH3], (1.00 g, 2.66 mmol) wird in Pyridin (10.0 ml) gelöst. Danach wird separat Iod (667 mg, 2.62 mmol) in Pyridin (10.0 ml) gelöst. Anschließend wird die Iod-Lösung langsam zur Reaktionslösung bei 0°C zugetropft, wobei eine gelbliche bis braune Färbung zu beobachten ist, die jedoch nach einiger Zeit wieder verschwindet. Nach vollständiger Zugabe der Iod-Lösung wird das Pyridin im Feinvakuum (1·10–3 mbar) entfernt. Es bleibt ein hellgelber Feststoff zurück, der in Diethylether (40.0 ml) suspendiert wird. Die Suspension wird anschließend inert filtriert und der Feststoff mit Et2O gewaschen. Die Et2O-Lösung wird abkondensiert und der orangene, flüssige Rückstand im Feinvakuum (1·10–3 mbar) getrocknet.
Ausbeute: 270 mg einer orangenen Flüssigkeit (1.30 mmol, entsprechend 49% bzgl des eingesetzten Borates).
Reinheit: 98% (19F-NMR-spektroskopisch).
NMR-Daten von C2F5BH2·Py:
1H-NMR (500.13 MHz), δ, ppm: 2.72 (q, BH2, 1J(1H, 11B) = 99.1 Hz), 7.96 (m, 2H, Pyridin), 8.44 (tt, 1H, Pyridin, 3J(1H, 1H) = 7.7 Hz, 4J(1H, 1H) = 1.5 Hz), 8.7 (m, 2H, Pyridin).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz), δ ppm: 2.72 (tq, BH2, 3J(1H, 19F) = 20.3 Hz, 4J(1H, 19F) = 2.6 Hz)), 7.96 (m, 2H, Pyridin), 8.44 (tt, 1H, Pyridin, 3J(1H, 1H) = 7.7 Hz, 4J(1H, 1H) = 1.5 Hz), 8.7 (m, 2H, Pyridin).
11B-NMR (160.46 MHz), δ, ppm: –9.72 (t, BH2, 1J(11B, 1H) = 101.7 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz), δ, ppm: –9.72 (s, BH2).
11B{19F}-NMR (160.46 MHz), δ, ppm: –10.62 (t, BH2, 1J(11B, 19F) = 102.0 Hz).
19F-NMR (470.59 MHz), δ, ppm: –84.4 (tt, CF3, 3J(19F, 19F) = 2.6 Hz, 4J(19F, 1H) = 1.2 Hz), –126.1 (m, CF2).
19F{11B}-NMR (470.59 MHz), δ, ppm: –84.4 (tt, CF3, 3J(19F, 19F) = 2.6 Hz, 4J(19F, 1H) = 1.2 Hz), –126.1 (t, CF2, 3J(19F, 1H) = 20.2 Hz).
13C{1H}-NMR (125.75 MHz), δ, ppm: 121.8 (qt, CF3, 1C, 1J(13C, 19F) = 284.4 Hz, 2J(13C, 19F) = 32.7 Hz), 126.4 (s, CH, Pyridin), 142.4 (s, CH, Pyridin), 148.7 (s, CH, Pyridin).
13C{11B, 1H}-NMR (75.48 MHz), δ, ppm: 121.8 (qt, CF3, 1C, 1J(13C, 19F) = 284.4 Hz, 2J(13C, 19F) = 32.7 Hz), 124.5 (tq, CF2, 1C, 1J(13C, 19F) = 257.3 Hz, 2J(13C, 19F) = 36.4 Hz), 126.4 (s, CH, Pyridin), 142.4 (s, CH, Pyridin), 148.7 (s, CH, Pyridin).Tetrabutylammonium pentafluoroethyl trihydridoborate, [TBA] [C 2 F 5 BH 3 ], (1.00 g, 2.66 mmol) is dissolved in pyridine (10.0 mL). Thereafter, iodine (667 mg, 2.62 mmol) is dissolved in pyridine (10.0 ml) separately. Subsequently, the iodine solution is slowly added dropwise to the reaction solution at 0 ° C, with a yellowish to brown coloration is observed, but disappears after some time. After complete addition of the iodine solution, the pyridine is removed in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar). A light yellow solid remains, which is suspended in diethyl ether (40.0 ml). The suspension is then filtered inert and the solid washed with Et 2 O. The Et 2 O solution is condensed off and the orange, liquid residue is dried in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar).
Yield: 270 mg of an orange liquid (1.30 mmol, corresponding to 49% with respect to the borate used).
Purity: 98% ( 19 F NMR spectroscopy).
NMR data of C 2 F 5 BH 2 · Py:
1 H-NMR (500.13 MHz), δ, ppm: 2.72 (q, BH 2 , 1 J ( 1 H, 11 B) = 99.1 Hz), 7.96 (m, 2H, pyridine), 8.44 (tt, 1H, pyridine , 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.7 Hz, 4 J ( 1 H, 1 H) = 1.5 Hz), 8.7 (m, 2H, pyridine).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz), δ ppm: 2.72 (tq, BH 2 , 3 J ( 1 H, 19 F) = 20.3 Hz, 4 J ( 1 H, 19 F) = 2.6 Hz)) , 7.96 (m, 2H, pyridine), 8.44 (tt, 1H, pyridine, 3 J ( 1 H, 1 H) = 7.7 Hz, 4 J ( 1 H, 1 H) = 1.5 Hz), 8.7 (m, 2H , Pyridine).
11 B NMR (160.46 MHz), δ, ppm: -9.72 (t, BH 2 , 1 J ( 11 B, 1 H) = 101.7 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz), δ, ppm: -9.72 (s, BH 2 ).
11 B { 19 F} NMR (160.46 MHz), δ, ppm: -10.62 (t, BH 2 , 1 J ( 11 B, 19 F) = 102.0 Hz).
19 F NMR (470.59 MHz), δ, ppm: -84.4 (dd, CF 3, 3 J (19 F, 19 F) = 2.6 Hz, 4 J (19 F, 1 H) = 1.2 Hz), -126.1 (m, CF 2 ).
19 F { 11 B} NMR (470.59 MHz), δ, ppm: -84.4 (tt, CF 3 , 3 J ( 19 F, 19 F) = 2.6 Hz, 4 J ( 19 F, 1 H) = 1.2 Hz ), -126.1 (t, CF 2 , 3 J ( 19 F, 1 H) = 20.2 Hz).
13 C { 1 H} NMR (125.75 MHz), δ, ppm: 121.8 (qt, CF 3 , 1C, 1 J ( 13 C, 19 F) = 284.4 Hz, 2 J ( 13 C, 19 F) = 32.7 Hz), 126.4 (s, CH, pyridine), 142.4 (s, CH, pyridine), 148.7 (s, CH, pyridine).
13 C { 11 B, 1 H} NMR (75.48 MHz), δ, ppm: 121.8 (qt, CF 3 , 1C, 1 J ( 13 C, 19 F) = 284.4 Hz, 2 J ( 13 C, 19 F ) = 32.7 Hz), 124.5 (tq, CF 2 , 1C, 1 J ( 13 C, 19 F) = 257.3 Hz, 2 J ( 13 C, 19 F) = 36.4 Hz), 126.4 (s, CH, pyridine) , 142.4 (s, CH, pyridine), 148.7 (s, CH, pyridine).
Beispiel 23. Synthese von Pentafluorethyldihydridoboran-Acetonitril Addukt, C2F5BH2·NCCH3 Example 23. Synthesis of pentafluoroethyldihydridoborane acetonitrile adduct, C 2 F 5 BH 2 .NCCH 3
Tetrabutylammoniumpentafluorethyltrihydridoborat, [n-Bu4N][C2F5BH3] (10.0 g, 26.7 mmol) wird in Acetonitril (100 mL, 1.92 mmol) gelöst. Danach wird die Lösung mit einem Eisbad (0°C Badtemperatur) gekühlt und langsam mit Iod (3.35 g, 13.2 mmol) portionsweise versetzt. Dabei setzt Gasentwicklung ein. Alle flüchtigen Bestandteile werden dann im Feinvakuum (1·10–3 mbar) entfernt und der Rückstand in Et2O (100 mL) suspendiert. Die Suspension wird inert filtriert und das Filtrat im Feinvakuum (1·10–3 mbar) bis zur Trockne eingeengt und der erhaltene Feststoff im Feinvakuum getrocknet (1·10–3 mbar).
Ausbeute: 2.96 g (17.09 mmol, 64% bzgl. [nBu4N][C2F5BH3]).
Reinheit: 99% (11B-NMR-spektroskopisch).
NMR-Daten von C2F5BH2·NCCH3:
11B-NMR (160.46 MHz, CD3CN), δ, ppm: –20.7 (t, 1J(11B, 1H) = 104.1 Hz).
11B{1H}-NMR (160.46 MHz, CD3CN), δ, ppm: –20.7 (s).
19F-NMR (470.59 MHz, CD3CN), δ, ppm: –85.2 (m, CF3, 3F), –125.2 (m, CF2, 2F).
1H-NMR (500.13 MHz, CD3CN), δ, ppm: 2.00 (s, CH3CN).
1H{11B}-NMR (500.13 MHz, CD3CN, δ ppm): 1.99 (m, BH2), 2.00 (s, CH3CN).Tetrabutylammonium pentafluoroethyl trihydridoborate, [n -Bu 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ] (10.0 g, 26.7 mmol) is dissolved in acetonitrile (100 mL, 1.92 mmol). Thereafter, the solution is cooled with an ice bath (0 ° C bath temperature) and slowly added iodine (3.35 g, 13.2 mmol) in portions. Gas development starts here. All volatiles are then removed in a fine vacuum (1 x 10 -3 mbar) and the residue is suspended in Et 2 O (100 mL). The suspension is filtered in an inert manner and the filtrate is concentrated to dryness in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar) and the resulting solid is dried in a fine vacuum (1 × 10 -3 mbar).
Yield: 2.96 g (17.09 mmol, 64% with respect to [nBu 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ]).
Purity: 99% ( 11 B NMR spectroscopy).
NMR data of C 2 F 5 BH 2 · NCCH 3 :
11 B NMR (160.46 MHz, CD 3 CN), δ, ppm: -20.7 (t, 1 J ( 11 B, 1 H) = 104.1 Hz).
11 B { 1 H} NMR (160.46 MHz, CD 3 CN), δ, ppm: -20.7 (s).
19 F NMR (470.59 MHz, CD 3 CN) δ, ppm: -85.2 (m, CF3, 3F), -125.2 (m, CF 2, 2F).
1 H NMR (500.13 MHz, CD 3 CN), δ, ppm: 2.00 (s, CH 3 CN).
1 H { 11 B} NMR (500.13 MHz, CD 3 CN, δ ppm): 1.99 (m, BH 2 ), 2.00 (s, CH 3 CN).
Beispiel 24. Umsetzung von Pentafluorethyldihydridoboran-THF Addukt mit KCNExample 24. Reaction of pentafluoroethyldihydridoborane THF adduct with KCN
KCN (130 mg, 2.00 mmol) wird vorgelegt und C2F5BH2·THF (1.0 M in THF, 2.00 mmol, 2.00 ml) zugegeben. Anschließend wird das Reaktionsgemisch 24 h bei RT gerührt und danach 24 h bei 80°C sowie weitere 48 h bei 110°C (Badtemperatur). Im 11B-NMR-Spektrum können neben dem Signal des [C2F5BH2CN]– Anions bei –33.6 ppm weitere Signale bei –21.1 ppm beobachtet werden, die zum [C2F5BH2NC]– Anion gehören. Bei Erhöhung der Temperatur wird eine Abnahme des Signals der Spezies bei –21.1 ppm sowie eine Erhöhung des Signals des [C2F5BH2CN]– Anions beobachtet. Diese Änderung reflektiert die Isomerisierung von [C2F5BH2NC]– Anion zu [C2F5BH2CN]– Anion bei höheren Temperaturen.KCN (130 mg, 2.00 mmol) is initially charged and C 2 F 5 BH 2 .THF (1.0 M in THF, 2.00 mmol, 2.00 ml) added. The reaction mixture is then stirred for 24 h at RT and then for 24 h at 80 ° C and a further 48 h at 110 ° C (bath temperature). More signals at -21.1 ppm anion at -33.6 ppm observed for the [C 2 F 5 BH 2 NC] - - in the 11 B NMR spectrum, in addition to the signal of the [C 2 F 5 CN BH 2] include anion , When increasing the temperature, a decrease in the signal of the species at -21.1 ppm and an increase in signal of [C 2 F 5 CN BH 2] is - anion was observed. This change reflects the isomerization of [C 2 F 5 NC BH 2] - anion to [C 2 F 5 CN BH 2] - anion at higher temperatures.
Beispiel 25. Umsetzung von Pentafluorethyldihydridoboran-THF Addukt mit AgCNExample 25. Reaction of pentafluoroethyldihydridoborane THF adduct with AgCN
AgCN (267 mg, 2.00 mmol) wird vorgelegt und mit C2F5BH2·THF (1 M in THF, 2.00 mmol, 2.00 ml) versetzt. Um Lichtausschluss zu gewährleisten, wird das Reaktionsgefäß mit Aluminiumfolie umwickelt. Die Reaktionslösung wird 24 h bei RT gerührt. Im 11B-NMR-Spektrum des Reaktions-gemisches wird das Signal des [C2F5BH2NC]– Anions bei –21.6 ppm beobachtet.AgCN (267 mg, 2.00 mmol) is initially charged and treated with C 2 F 5 BH 2 .THF (1 M in THF, 2.00 mmol, 2.00 ml). To ensure exclusion of light, the reaction vessel is wrapped with aluminum foil. The reaction solution is stirred at RT for 24 h. The 11 B NMR spectrum of the reaction mixture, the signal of [C 2 F 5 BH 2 NC] is - anion observed at -21.6 ppm.
Beispiel 26: Hydrierungseigenschaften von TetrabutylammoniumpentafluorethyltrihydridoboratExample 26: Hydrogenation properties of tetrabutylammonium pentafluoroethyl trihydridoborate
Es wird [n-Bu4N][C2F5BH3] (2.0 g, 5.33 mmol) vorgelegt und in MeOH (15 mL) gelöst. Anschließend werden Cyclohexanon (1.05 g, 10.6 mmol, 1.1 mL) sowie Methylorange (~5 mg) zugegeben, bis eine Gelbfärbung deutlich sichtbar ist. Die gelbe Reaktionslösung wird danach unter Rühren mit 10%iger wässriger HCl versetzt, bis sich die Lösung unter Gasentwicklung rot färbt. Nach 30 min hat sich das Reaktionsgemisch zu gelb-orange gefärbt, weshalb erneut mit 10%iger wässriger HCl bis zu einer Rotfärbung angesäuert wird. Das rote Reaktionsgemisch wird 5 h gerührt und das MeOH wird dann mit einem Rotationsverdampfer entfernt. Der Rückstand wurde säulenchromatographisch (Laufmittelgemisch:Cyclohexan/Essigsäureethylester = 2:1) getrennt.It is presented [n-Bu 4 N] [C 2 F 5 BH 3 ] (2.0 g, 5.33 mmol) and dissolved in MeOH (15 mL). Then cyclohexanone (1.05 g, 10.6 mmol, 1.1 mL) and methyl orange (~5 mg) are added until a Yellowing is clearly visible. The yellow reaction solution is then treated while stirring with 10% aqueous HCl until the solution turns red with evolution of gas. After 30 minutes, the reaction mixture has turned to yellow-orange, which is why again acidified with 10% aqueous HCl to a red color. The red reaction mixture is stirred for 5 h and the MeOH is then removed on a rotary evaporator. The residue was separated by column chromatography (mobile phase mixture: cyclohexane / ethyl acetate = 2: 1).
Mittels GC-MS wurde das Reduktionsprodukt Cyclohexanol nachgewiesen. Retentionszeit GC: 3.25 min, automatische Erkennung Cyclohexanol durch die Datenbank des Massenspektrometers.By GC-MS, the reduction product cyclohexanol was detected. Retention time GC: 3.25 min, automatic detection of cyclohexanol by the mass spectrometer database.
Beispiel 27: Untersuchungen zur elektrochemischen Stabilität im Vergleich zu CyanohydridoboratenExample 27: Studies on the electrochemical stability compared to cyanohydridoborates
Die elektrochemische Stabilität der erfindungsgemäßen Perfluoroalkyl(cyano)hydridoborate wird mittels Cyclischer Voltammetrie gemessen und mit Ergebnissen für Cyanohydridoborate verglichen. Die Messungen werden mit dem Gerät nach Anweisung des Herstellers durchgeführt, wie zuvor beschrieben.The electrochemical stability of the perfluoroalkyl (cyano) hydridoborates according to the invention is measured by means of cyclic voltammetry and compared with results for cyanohydridoborates. The measurements are carried out with the device as directed by the manufacturer, as described above.
Als Arbeitselektrode wird eine Glaselektrode (3 mm) verwendet. Als Bezugselektrode wird Ag/Ag+ (0.01 M AgNO3 in 0.1 M Lösung von [TBA][PF6]/CH3CN) verwendet. Die Gegenelektrode ist ein Platindraht.The working electrode is a glass electrode (3 mm). The reference electrode used is Ag / Ag + (0.01 M AgNO 3 in 0.1 M solution of [TBA] [PF 6 ] / CH 3 CN). The counter electrode is a platinum wire.
Das verwendete Leitsalz ist Tetrabutylammoniumhexafluorphosphat ([TBA][PF6]) als 0,1 M Lösung in Acetonitril (3 mL).The conductive salt used is tetrabutylammonium hexafluorophosphate ([TBA] [PF 6 ]) as a 0.1 M solution in acetonitrile (3 mL).
Die Substanzkonzentration ist ca. 0,0026 M (in 0.1 M Lösung von [TBA][PF6] in Acetonitril). Es wird bei einer Messgeschwindigkeit von 0,015 V/S gemessen. Die Messpunktrate ist 0,005 V.The substance concentration is about 0.0026 M (in 0.1 M solution of [TBA] [PF 6 ] in acetonitrile). It is measured at a measuring speed of 0.015 V / s. The measuring point rate is 0.005 V.
Tabelle 1 fasst die Ergebnisse zusammen:
Da der Einfluss der Anionen miteinander verglichen wird, ist das anodische Potential am Peak (EpA) heranzuziehen. Das kathodische Potential am Peak (EpK) wird durch das Kation beeinflusst und wird hier nicht aufgeführt, da nicht Gegenstand der Analyse.Since the influence of the anions is compared with each other, the anodic potential at the peak (E pA ) is to be used. The cathodic potential at the peak (E pK ) is influenced by the cation and is not listed here because it is not the subject of the analysis.
Die Werte für das anodische Potential am Peak sind aus den entsprechenden Cyclovoltammogrammen (abgekürzt CVA) ablesbar, die nach der vorstehenden Messmethode erhalten werden. Alle Messungen wurden mit der gleichen Elektrode mit gleichen Durchmesser und Oberfläche durchgeführt.The values for the anodic potential at the peak are readable from the corresponding cyclic voltammograms (abbreviated CVA), which are obtained by the above measuring method. All measurements were made with the same electrode of equal diameter and surface area.
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