專利名稱：合成有機(jī)分子的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成有機(jī)分子，尤其是用碳負(fù)離子合成有機(jī)分子的方法。此外，本發(fā)明涉及生產(chǎn)離子液體，尤其是生產(chǎn)含有碳負(fù)離子的離子液體的方法。
背景技術(shù)：
碳負(fù)離子，即單獨(dú)的碳原子上具有負(fù)電荷的陰離子，是已知的并在有機(jī)合成中具有重要作用，其促進(jìn)C-C鍵合，即構(gòu)成或形成碳結(jié)構(gòu)。這樣的碳負(fù)離子可以作為碳基親核試齊U，其可通過例如取代反應(yīng)、加成反應(yīng)和自由基反應(yīng)與合適的親電試劑反應(yīng)。可能的反應(yīng)尤
其可以是通過采用烷基鹵化物或烷基硫酸鹽的烷基化、維悌希(Wittig)反應(yīng)或霍納-埃蒙斯(Horner-Emmons)反應(yīng)、烯化反應(yīng)、輕醒縮合反應(yīng)、邁克爾(Michael)-加成或-縮合反應(yīng)、迪克曼(Dieckmann)縮合反應(yīng)、克萊森(Claisen)縮合反應(yīng)、諾文葛爾(Knoevenagel)縮合反應(yīng)、葉立德(ylide)重排反應(yīng)、雅普-克林格曼(Japp-Klingemann)反應(yīng)、塔菲爾(Tafel)重排反應(yīng)、丙二酸酯合成等。然而，已知的合成有機(jī)分子的方法可能并不適合所有碳負(fù)離子或至少可能表現(xiàn)出低反應(yīng)速率。發(fā)明目的和概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供合成有機(jī)分子的方法，其可以具有改進(jìn)的反應(yīng)性。此外，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供生產(chǎn)離子液體的方法。根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求，可以通過合成有機(jī)分子的方法和生產(chǎn)離子液體的方法實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。從屬權(quán)利要求中描述了進(jìn)一步示例性實(shí)施方式。根據(jù)一個(gè)示例性方面，提供了合成有機(jī)分子的方法，其中該方法包括提供親電離析物(electrophilic educt),提供含有碳負(fù)離子的離子液體，以及通過將親電離析物和離子液體混合而合成有機(jī)分子。具體地，除離子液體外可以不需要溶劑。即，離子液體可以形成一種離析物(educt)，也就是陰離子，且同時(shí)也可以形成溶劑，因此不需要其它溶劑。具體地，親電離析物可以形成對于碳負(fù)離子的親電試劑。例如，混合可以使碳負(fù)離子與親電離析物發(fā)生反應(yīng)。根據(jù)一個(gè)示例性方面，提供了生產(chǎn)含有包括初始離子(first ion)的碳負(fù)離子的離子液體的方法，其中該方法包括提供含有作為陽離子的初始離子和作為陰離子的堿的起始離子液體(primary ionic liquid),并將起始離子液體和C-H酸混合。具體地,可以在低于100°C的溫度下，尤其在低于70°C的溫度下，優(yōu)選在低于50°C的溫度下，去除揮發(fā)性成分。必要時(shí)，可采用減壓方式。離子液體是液態(tài)有機(jī)鹽或鹽的混合物，其由有機(jī)陽離子與有機(jī)或無機(jī)陰離子組成，且熔點(diǎn)低于100°c。此外，可以將無機(jī)鹽和/或添加劑溶于這些離子液體中。這些離子液體具有一些非常令人感興趣的特性，如非常低的幾乎不可測量的蒸氣壓、高液相線范圍、良好的導(dǎo)電性和令人感興趣的溶劑化特性。這些特性可以預(yù)先確定離子液體的若干應(yīng)用，例如作為溶劑(例如，在有機(jī)或無機(jī)合成、過渡金屬催化、生物催化、多相反應(yīng)、光化學(xué)、聚合物合成和納米技術(shù)中)、萃取劑(例如，液-液或液體氣體萃取、原油加工期間的脫硫、水處理期間的去除重金屬和液膜萃取)、電解質(zhì)(例如，在電池、燃料電池、電容器、太陽能電池、傳感器、電化學(xué)、電鍍、電化學(xué)金屬加工、電化學(xué)合成、電有機(jī)合成和納米技術(shù)中)、潤滑齊U、熱流體、凝膠、用于有機(jī)合成的試劑、在所謂的“綠色化學(xué)”中(例如，作為揮發(fā)性有機(jī)化合物的替代物)、靜電抑制劑、在化學(xué)分析中的特殊應(yīng)用(例如，氣相色譜、質(zhì)譜、毛細(xì)管區(qū)帶電泳)和液晶等?？梢栽谌缦挛墨I(xiàn)中查找更多詳情Rogers,Robin D. ；Seddon,KennethR.(編著);離子液體_綠色化學(xué)的工業(yè)應(yīng)用(Ionic Liquids-Industrial Applicationsto Green Chemistry),美國化學(xué)學(xué)會系列叢書(ACS Symposium Series) 818, 2002 ；ISBN0841237891 和 Wasserscheid, Peter ；ffelton, Tom(編著);合成領(lǐng)域的離子液體(IonicLiquids in Synthesis), Verlag Wiley-VCH 2003 ;ISBN 3527305157?？梢酝ㄟ^改變各陰離子和陽離子而使離子液體的特性適合于任何所需應(yīng)用。由于其廣泛多樣的可能特性，離子液體通常被稱為“設(shè)計(jì)師溶劑”。應(yīng)當(dāng)指出，根據(jù)本申請，術(shù)語“離子液體”(ionic liquid)也可以包括含有有機(jī)陽離子與有機(jī)或無機(jī)陰離子且熔點(diǎn)低于200°C的液態(tài)有機(jī)鹽或鹽的混合物。即，術(shù)語“離子液體”也可以包括熔點(diǎn)高于100°C但低于200°C的熔融鹽，因?yàn)檫@些離子液體在其它特性方面與熔點(diǎn)低于100°C的離子液體沒有不同，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)100°C通常為熔點(diǎn)閾值。優(yōu)選的形成碳負(fù)離子的方法或工藝是使用比所形成的碳負(fù)離子更強(qiáng)的堿將C-H酸去質(zhì)子化。具體地，用親電和/或中介(mesomeric)穩(wěn)定的官能團(tuán)提高或促進(jìn)與碳結(jié)合的氫的酸性，因?yàn)檫@些基團(tuán)可以使所形成的負(fù)電荷離域和穩(wěn)定。形成這樣的碳負(fù)離子可以相對容易。一些典型官能團(tuán)可以為酮基、碳酸酯基、氰基等。具體地，如果存在兩個(gè)這樣的官能團(tuán)，例如，乙酰丙酮酸鹽(上面部分)，或丙二酸二烷基酯(下面部分，如二乙酯)，可以容易實(shí)現(xiàn)去質(zhì)子化
權(quán)利要求
1.合成有機(jī)分子的方法，該方法包括提供親電離析物，提供含有碳負(fù)離子的離子液體，以及通過將親電離析物和離子液體混合而合成有機(jī)分子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述離子液體滿足通式[Q+]a[Aa_]，其中a為1、2或3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述碳負(fù)離子可以用如下結(jié)構(gòu)之一描述
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中X和/或Y表示由于誘導(dǎo)效應(yīng)或中介效應(yīng)而吸引電子的基團(tuán)和/或使電子離域和/或定域的基團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其中所述離子液體滿足通式[Q+]a[Aa_]，其中[AaI為通過將選自下組的化合物去質(zhì)子化而形成的碳負(fù)離子二烷基酮、二烷基-1，3-二酮、烷基-酮酸酯、末端炔烴、鏈狀或環(huán)狀1，3_硫醚、二烷基膦酸酯、二烷基丙二酸酯、 氰基碳酸及其各自的烷基酯、￠-烷氧基碳酸及其各自的烷基酯、￠-氰基腈、環(huán)戊二烯、取代的環(huán)戊二烯、三烷基亞胺、二烷基亞胺、二芳基酮、烷基-芳基-酮、二芳基-1，3- 二酮、烷基-芳基-1，3-二酮、￠-芳氧基碳酸及其各自的烷基酯、￠-芳氧基碳酸及其各自的芳基酯、芳基-3 -酮酯、二芳基膦酸酯、烷基-芳基-膦酸酯、二芳基丙二酸酯、烷基-芳基-丙二酸酯、3 -氰基碳酸芳基酯和芳基亞胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其中所述離子液體滿足通式[Q+]a[Aa_]，其中[AaI為通過將選自下組的化合物去質(zhì)子化而形成的碳負(fù)離子乙酰乙酸酯、丙二酸單腈、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙酰丙酮、丙二酸二腈、丙酮、二乙基酮、甲基乙基酮、二丁基酮、1，3_ 二噻烷、乙醛、苯甲醛、丁烯醛和丁醛。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其中所述離子液體滿足通式[Q+]a[Aa_]，其中[Q+]選自下組1，3-二烷基咪唑鎗、1，3-二烷基苯并咪唑鎗、I-芐基-3-烷基咪唑鎗、I-芐基-2，3- 二烷基咪唑鎗、1，2，3-三烷基咪唑鎗、N-烷基噁唑鎗、N-烷基噻唑鎗、甲基三烷基銨、四烷基鱗、三烷基锍、N-烷基吡啶鎗、N-烷基-4-烷基-吡啶鎗、N，N- 二烷基哌啶鎗、N，N- 二烷基嗎啉鎗和N，N- 二烷基吡咯烷鎗、I，3- 二甲基咪唑鎗、1,2,3-三甲基咪唑鎗、I-乙基-3-甲基咪唑鎗、I-乙基-2，3-二甲基-咪唑鎗、I-丙基-3-甲基咪唑鎗、I-丁基-3-甲基咪唑鎗、I-辛基-3-甲基咪唑鎗、三乙基甲基銨、三丁基甲基銨、三辛基甲基銨、三乙基甲基鱗、三丁基甲基鱗和三辛基甲基鱗。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，其進(jìn)一步包括在合成有機(jī)分子前加入添加劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述添加劑選自下組催化劑、乳化劑、反乳化劑、防腐劑、消泡劑、抗氧化劑、PH值穩(wěn)定劑、酸捕獲劑和另外的離子液體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法，其進(jìn)一步包括將有機(jī)分子與親電離析物和離子液體的混合物分離。
11.生產(chǎn)含有包括初始離子的碳負(fù)離子的離子液體的方法，該方法包括提供含有作為陽離子的初始離子和作為陰離子的堿的起始離子液體，將所述起始離子液體與C-H酸混人口 O
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進(jìn)一步包括在低于100°C的溫度下去除揮發(fā)性成分。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝撕铣捎袡C(jī)分子的方法，其中該方法包括提供親電離析物，提供含有碳負(fù)離子的離子液體，以及通過將親電離析物與離子液體混合而合成有機(jī)分子。
文檔編號C07D233/08GK102803244SQ201080027634
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者羅蘭·卡爾布 申請人:偉圖控股有限公司