1-Jódperfluoralkánok redukciója és funkcionalizálása

 Tudományos Diákköri Dolgozat 

HEGEDÜS KRISTÓF

1-Jódperfluoralkánok redukciója és funkcionalizálása

Témavezető: Dr. Rábai József Szerves Kémiai Tanszék,Kémiai Intézet, ELTE TTK

 Eötvös Loránd Tudományegyetem   Természettudományi Kar   Budapest, 2016

Tartalomjegyzék 1 2

Bevezetés .................................................................................................................. 4 Irodalmi áttekintés .................................................................................................. 6 2.1 2.2

A fluortartalmú és a fluoros szerves kémia ............................................................ 6 Fluoros vegyületek előállítása ............................................................................... 6

2.2.1 2.2.2 2.2.3

2.3 2.4 2.5

1-Jódperfluoralkánok előállítása ........................................................................... 9 1H-perfluoralkánok előállítása .............................................................................. 9 Trifluormetiltio-vegyületek ................................................................................. 11

2.5.1 2.5.1.1 2.5.1.2 2.5.1.3

2.6 2.7

3 4

Direkt fluorozás elemi fluorral ........................................................................................... 6 Fluorozás kobalt(III) fluoriddal........................................................................................... 7 Elektrokémiai fluorozás ..................................................................................................... 8

A trifluormetiltio csoport kiépítése ................................................................................. 11 Higany(II)-trifluormetiltiolát ................................................................................................... 11 Réz(I)-trifluormetiltiolát ......................................................................................................... 11 Trifluormetil-jodid és trifluormetil-bromid ............................................................................ 12

Tiofenolok előállítása ......................................................................................... 14 Etilén-diamin és kén reagenselegy ...................................................................... 14

Célkitűzések ........................................................................................................... 15 Saját munka ismertetése ...................................................................................... 16 4.1

1-Jód-perfluoralkánok redukciója diaminoalkánokkal ......................................... 17

4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5

A reakció sztöchiometriájának vizsgálata ........................................................................ 17 A reakció időbeli lefutásának vizsgálata .......................................................................... 18 További aminok alkalmazásának vizsgálata..................................................................... 18 A reakció alkalmazása egyéb perfluoralkil-jodidokra ...................................................... 20 A redukció méretnövelése............................................................................................... 20

4.2 1-Jódperfluoralkánok reakciója etilén-diamin/kén reagenssel ............................. 21 4.3 Tiolok perfluoralkilezése etilén-diaminban ......................................................... 24 4.4 4-Nitro-jódbenzol kaszkád reakciója etilén-diamin/kén reagenssel és 1-jódperfluoralkánokkal ...................................................................................................... 27

5

Eredmények összegzése ........................................................................................ 28

6

Kísérleti rész .......................................................................................................... 29 6.1

Perfluoralkil-jodidok redukciója etilén-diaminnal................................................ 29

6.1.1

6.2

A reakció időbeli lefutásának vizsgálata .............................................................. 30

6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.3.1 6.2.3.2

6.3

A reakció ideális sztöchiometriájának vizsgálata ............................................................. 29 További aminok alkalmazásának vizsgálata..................................................................... 31 A reakció alkalmazása egyéb perfluoralkil-jodidokra ...................................................... 32 A redukció méretnövelése............................................................................................... 33 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8‐ Heptadekafluorooktán előállítása: ..................................... 33 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8‐ Heptadekafluorooktán előállítása: ..................................... 34

1-Jódperfluoralkánok reakciója etilén-diamin/kén reagenssel ............................. 35

6.3.1 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása ....................................................................................................................................... 35 6.3.2 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol méretnövelt előállítása .................................................................................................................. 36

2

6.3.3 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása ekvivalens mennyiségű kén mellett .............................................................................. 37 6.3.4 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,5‐Undekafluoropentil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása .......... 38 6.3.5 (1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,5‐Undekafluoropentil)‐ 1,4,5,6‐tetrahidropirimidin előállítása ....... 38 6.3.6 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol ‐ 1,4,5,6‐ tetrahidropirimidin előállítása ....................................................................................................... 39 6.3.7 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5,6,7‐tetrahidro‐1H‐1,3‐ diazepin előállítása ......................................................................................................................... 40 6.3.8 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,5‐Undekafluoropentil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása dimetilszulfoxid oldószerben morfolin bázis használatával ...................................................................... 41 6.3.9 2‐[1,1,2,2,3,3,4,5,5,5‐Dekafluoro‐4‐(trifluorometil)pentil]-4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása dimetil-szulfoxid oldószerben morfolin bázis használatával ........................................ 42 6.3.10 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása dimetil-szulfoxid oldószerben morfolin bázis használatával ........................................ 42 6.3.11 2‐(1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10‐Henikozafluoro)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása dimetil-szulfoxid oldószerben morfolin bázis használatával ........................................ 43 6.3.12 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol méretnövelt előállítása dimetil-szulfoxid oldószerben morfolin bázis használatával ................... 44

6.4

Tiolok perfluoralkilezése etilén-diaminban ......................................................... 45

6.4.1

Aril-trifluormetil szulfidok előállítása .............................................................................. 46

6.4.1.1 6.4.1.2 6.4.1.3 6.4.1.4

4-Klórfenil-trifluormetil-szulfid előállítása.............................................................................. 46 4-Klórfenil-trifluormetil-szulfid méretnövelt előállítása ......................................................... 47 Fenil-trifluormetil-szulfid előállítása ....................................................................................... 48 2-Aminofenil-trifluormetil-szulfid előállítása ......................................................................... 48

6.5 4-Nitro-jódbenzol kaszkád reakciója perfluoralkil-jodidokkal etilén-diamin/kén reagens jelenlétében ................................................................................................... 49 6.5.1.1 6.5.1.2 6.5.1.3 előállítása

4-Nitrofenil-trifluormetil-szulfid előállítása ............................................................................ 49 4-Nitrofenil-(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8‐heptadekafluorooktil) -szulfid előállítása ....... 50 4-Nitrofenil-(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8‐heptadekafluorooktil) -szulfid mértnövelt 51

7

Köszönetnyilvánítás .............................................................................................. 52

8

Irodalomjegyzék.................................................................................................... 53

3

1 Bevezetés A fluorkémia története hét nagy korszakra osztható1. 

A legelsőt ’ókori fluorkémikusok’ művelték, s a metallurgiai, kerámiai alkalmazások domináltak. Ebből a korból ered a fluor elnevezés is. A különböző olvasztási technikáknál elterjedten alkalmaztak fluoritot, (CaF2), másnéven folypátot, mely igen hamar elengedhetetlenné vált a metallurgiai folyamatok kivitelezéséhez.



A második jelentős korszak Marggraf kísérletével indult meg 1768-ban, amikor fluoritot reagáltatott kénsavval, folysavat (HF-aq) állítva elő, majd ezt követve nem sokkal 1971-ben Scheele a közel vízmentes hidrogén-fluoridot desztillálta ki. A korszak végét Moissan 1885-ös kísérlete jelenti2, aki 1906-ban kémiai Nobel díjat3 kapott az elemi fluor izolálásáért és a szilicium-nitrid előállítására szolgáló ívkemence bevezetésért.



A harmadik korszak a fluorkémia mai napig két legfontosabb kiindulási vegyületének a hozzáférhetőségével indult meg, melyek egyike volt a vízmentes hidrogén-fluorid (aHF), -a másik pedig az elemi fluor. Ezt a korszakot, vagy más szóval a klasszikus fluororganikus kémia születését, Moissan, Swarts és Ruff munkássága uralja. A korszak lezárásakor, 1920-ban az elemi fluorról Ruff által publikált összefoglaló mű, mely az összes addigi kísérleti eredményt magába foglalta, csupán egy 128 oldalas kiadvány.4



A negyedik, mindössze húsz éves korszakhoz fűződik az aromás fluorkémia széles körű elterjedése, a Balz-Schiemann reakció5f elfedezése és az elemi fluor folyamatos üzemű előállítása6 nagy méretben, majd a különböző freonok előállítása az 1930-as években.



Az ötödik korszak a második világháborúval egy időben köszöntött be. Az 1940-es évektől kezdődően az innovatív kutatások háttérbe szorultak, s a már meglévő módszereket alkalmazták a kor harcászati problémáira. Ezek között a harci gázok előállítása és a Manhattan program során az urándúsítás ipari kivitelezése volt a két elsődleges feladat. A kutatások jellege miatt az eredmények jelentős részét titkosították. A tudományos közélet csak az első eredményeket ismerhette meg, az ekkor kifejlesztett elektrokémiai fluorozást7 és az első perfluorozott szerves vegyületeket8. A második világháború alatt felhalmozott eredményeket az Industrial Engineering Chemistry folyóiratban 1947-ben részben publikálták9. 4



A hatodik korszak a háború lezárását követte, mely során a háború rohamtempójában felhalmozott eredményeket a civil lakosság mindennapi problémáinak orvoslására alkalmazták, ennélfogva a fluorkémia barátságos arcát is előtérbe helyezték. Ennek a korszaknak az egyik, mai napig legelterjedtebben alkalmazott felfedezése a poli(tetrafluoretilén), vagy az elterjedt márkanév szerint ismert Teflon10. Ezzel együtt megjelent a perfluorozott szénhidrogének széles családja, melyek az oxigén magas oldhatósága miatt légzőfolyadékként, vérpótló emulzióként is alkalmazásra kerültek 1, továbbá ekkor állítottak elő először nemesgáz vegyületeket elemi fluor segítségével11.



A hetedik korszak a fluorkémia1 és a fluoros kémia újjászületésekor köszöntött be, az 1970-1980-as évek során. A fluorkémia alapanyagai könnyedén elérhetővé váltak szinte mindenki számára, így a modernkori problémák megoldása ilyen anyagokkal nem maradt a legjobban finanszírozott kutatócsoportok privilégiuma. Legyen szó bármilyen, akár műszaki, akár farmakológiai vagy bármilyen más területről, szinte biztos, hogy valahol a született vagy születendő megoldások közt megtalálható néhány fluor atom12.

A fluorkémia a fluor és vegyületeinek összességét magában foglaló tudományterület, míg a fluoros kémia az előbbinek részhalmaza, ahol a fluoros szűkítő jelző arra utal, hogy a fluoros vegyületek a perfluoroalkánok (fázis)tulajdonságait hordozzák legalább egy szerkezeti elemükben. Ez utóbbi a molekulába ideiglenesen vagy állandó jelleggel beépített perfluoralkil-csoport, vagy más néven a ’fluoros lófarok’ (fluorous ponytail, Rfn = CnF2n+1). Az utóbbi terület műveléséhez elegendő a fázispreferenciát meghatározó perfluoralkil csoportok adott molekulába történő irányított beépítését biztosítani. Ez a feladat gyakran fluoros reagensek, pl. perfluoralkil-jodidok felhasználásával megoldható. See References: (a) Gladysz, J. A.; Curran, D. P.; Horváth, I. T. (Eds.) Handbook of Fluorous Chemistry Wiley-VCH, Weinheim, 2004; (b) Fluorous Chemistry in Topics in Current Chemistry, Ed. Horváth, I. T.; Springer, Heidelberg, 2012; 1

5

2 Irodalmi áttekintés 2.1 A fluortartalmú és a fluoros szerves kémia A fluortartalmú szerves kémia minden fluor atomot tartalmazó szerves vegyületet magába foglaló tudományterület, legyen szó akár egy egyszerű, csupán egy fluor atomot tartalmazó szerves vegyületről (pl. fluorecetsav, fluorbenzol), vagy több fluor atomot tartalmazó anyagról [pl. perfluor(metilciklohexán), oktafluor-toluol]. A fluoros kémia azon fluortartalmú vegyületek csoportját foglalja magába, amelyek egy vagy több perfluoralkil csoportot tartalmaznak. Ezek tetszőlegesen lehetnek nyílt, elágazó vagy ciklikus perfluorozott alkil-láncok (pl. trifluormetil, pentafluoretil, perfluorbutil, perfluoroktil, stb.). Ezen vegyületek a nagymennyiségű fluoratom miatt (amit sp3C-F kötések formájában tartalmaznak) teljesen eltérő tulajdonságokkal bírnak a klasszikus szerves vegyületekhez képest. Kevéssé oldódnak a legtöbb szerves oldószerben; vízben gyakran szinte egyáltalán nem, míg perfluorozott oldószerekben kitűnően oldódnak. Ez a tulajdonságuk teremtette meg a fluoros kétfázisú katalízis alapjait13

1.ábra. A fluoros folyadék-folyadék kétfázisú rendszer eredeti ábrázolása magyar feliratokkal. 13 Itt az alsó fázis egy fluorokarbon (= perfluoralkán) típusú oldószerből és egy olyan fluoros reagensből vagy katalizátorból áll melyet úgy terveztek, hogy kedvezményezetten ebben az alsó fázisban tartózkodjon; míg a felső fázis szerepét bármelyik az előbbivel nem elegyedő folyadék, akár szénhidrogén is betöltheti.

2.2 Fluoros vegyületek előállítása 2.2.1 Direkt fluorozás elemi fluorral A perfluorozott láncok előállítására az iparban három módszer terjedt el szélesebb körben. Ezek közül a legelterjedtebb a direkt fluorozási eljárás, mely során elemi fluort használnak. Itt általában nitrogénnel vagy héliummal hígított fluor gázt vezetnek szerves vegyületekre pontosan szabályozott körülmények mellett. A legelső kísérletek Moissan elemi fluor előállításáig vezethetőek vissza. Kutatótársaival Moissan az igen hevesen reagáló fluor gázt különböző szerves vegyületekkel vitte reakcióba, de azok a legtöbb esetben robbanáshoz vezettek, akár cseppfolyós nitrogén hőmérsékletén vagy szobahőmérsékleten végezték a reakciókat. Tiszta terméket egyetlen esetben sem tudtak izolálni.

6

Az elemi fluorral végzett első sikeres fluorozásig az 1930-as évekig kellett várni. Bockemüller14 az elemi fluorral szemben inert szén-tetrakloridban vagy diklór-difluor-metánban oldotta fel vegyületeit, s ebbe az oldatba vezetett fluor gázt alacsony hőmérsékleten. Sikeresen állított elő monofluorozott és trifluorozott alifás vegyületeket, többek között alkánokat, valamint karbonsavakat.

Gázfázisban történő fluorozást Fredenhagen és Cadenbach hajtott végre először sikeresen 1934-ben15, az ő módszerüket tökéletesítette tovább (1. ábra) Bigelow és Fukuhara16 a Manhattan projekt részeként. Aceton gázfázisú fluorozása során a termékelegy túlnyomó része szén-tetrafluorid (CF4), karbonil-fluorid (COF2), acetil-fluorid (CH3COF) és oxalil-fluorid (C2F2O2) volt. A várt termék, a hexafluoraceton csupán maximálisan 10%-ban képződött.

1. ábra, Bigelow és Fukuhara által alkalmazott berendezés gázfázisú fluorozáshoz16

A módszer jelentősen továbbfejlesztett ma is alkalmazott változata a LaMar (Lagow–Margrave) eljárás17, mely nikkel reaktorban, ezüstözött réz kontaktkatalizátor mellett végzett fluorozás. Itt a precízen kontrollált reaktorhőmérséklet és az egyenletesen növelt fluor gáz koncentráció okán a mellékreakciók minimalizálhatóak. A módszerrel sikeresen állítottak elő többek közt benzolból perfluor-ciklohexánt 58%-os kitermeléssel, α,α,α-trifluorotoluolból perfluor-metilciklohexánt 87%-os termeléssel, illetve n-heptánból n-perfluorheptánt 62%-os termeléssel.

2.2.2 Fluorozás kobalt(III) fluoriddal Az előbb említett direkt fluorozási eljárás az elemi fluor alkalmazása miatt sok esetben robbanásokhoz vezetett a reaktánsok túl heves reakciója miatt. Azonban a kobalt(III)-fluorid, mint fluorozószer alkalmazása sok esetben kiküszöbölte ezt a problémát. A Manhattan projekthez szükséges nagy 7

mennyiségű ma fluoros oldószernek nevezett perfluoroalkánokat túlnyomórészt ezzel a módszerrel állították elő. Az eljárás lényege, hogy a kobalt(II)-fluoridot elemi fluorral reagáltatják 350 °C-on, kobalt(III)-fluoridot képezve belőle, majd ezt reagáltatják adott hőmérsékleten a megfelelő szerves vegyülettel (2. ábra), visszakapva a kobalt(II)-fluoridot és termékként a kívánt fluorozott vegyületet18. Az eljárást „Flutec” néven szabadalmaztatták, azonban a feltaláló után gyakran nevezik Fowler eljárásnak is.

2. ábra n-hexán fluorozása kobalt(III)-fluoriddal

2.2.3 Elektrokémiai fluorozás Az elektrokémiai fluorozás is szorosan a Manhattan projekthez köthető, többek közt ezért is publikálták csak 1949-ben, a titkosítás feloldását követően a kutatási eredményeiket J. H. Simons és társai19. Az elektrokémiai fluorozás során vízmentes hidrogén-fluoridban (aHF) oldják fel a fluorozandó vegyületet 0 °C hőmérsékleten, majd 4,5-6 V feszültséget vezetnek keresztül az elektrokémiai cellán. Sok esetben az aHF-hez adalékanyagokat adnak a vezetőképesség növelésnek érdekében. A módszer nagy előnye, hogy nem használ elemi fluort és az elektrokémiai cellában, ahol nikkel az anód (a fluorozás itt történik) nem fejlődik elemi fluor, csak hidrogén távozik a cella acél katódján (3. ábra).

3. ábra, az elektrokémiai fluorozás feltételezett mechanizmis12

Előnye a módszernek, hogy az aHF-ben szinte egyáltalán nem oldódnak a perfluorozott vegyületek, így a cella alján, egy különálló fázist alkot a termék, melynek ez által az elválasztása igen egyszerű. Azonban

8

a hátránya is ez a módszernek, mivel funkciós csoportot nélkülöző alifás/aromás vegyületek igen kevéssé oldódnak aHF-ben, így nem fluorozhatóak hatékonyan ezzel a módszerrel. Karbonsavak, szulfonsavak, aminok fluorozására viszont tökéletesen alkalmazható. Mai napig ezzel a módszerrel állítanak elő trifluorecetsavat20, trifluormetánszulfonsavat és számos más fluorozott vegyületet.

2.3 1-Jódperfluoralkánok előállítása A fluoros kémiai legfontosabb építő kövei a perfluoralkil-jodidok. A páratlan szénszámúakat a trifluorecetsavból könnyedén előállítható trifluor-jódmetán21 és tetrafluor-etilén reakciójával22, a páros

szénszámúakat

pentafluoretil-jodid

és

tetrafluor-etilén

reakciójával

állítják

elő

telomerizációval23. A termékelegyből, mely számos, változó lánchosszúságú 1-jódperfluoralkánt tartalmaz, az egyes komponenseket frakcionált desztillációval különítik el (4. ábra).

4. ábra 1-jód-perfluoralkánok előállítása telomerizációval

A megfelelő lánchosszúságú 1-jódperfluoralkánok szelektív előállítására az elektrokémiai fluorozással elállított perfluoralkán-karbonsavak Hunsdiecker reakcióját alkalmazzák24 (5. ábra).

5. ábra 1-jód-perfluoralkánok előállítása Hunsdiecker reakcióval

2.4 1H-perfluoralkánok előállítása Perfluoralkil-jodidok igen könnyedén redukálhatók a megfelelő 1H-perfluoralkánná. A szakirodalom erre több módszert is említ (6. ábra). Talán a legáltalánosabban alkalmazott módszer perfluoralkiljodidok báziskatalizált redukciója, ezt a reakciót amerikai25 kutatók vizsgálták kiterjedten. 9

Mechanisztikus feltételezéseket is közöltek a nátrium-metoxid és perfluoralkil-jodidok reakciójával kapcsolatban. Kínai kutatók26 perfluoralkil-jodidokat és perfluoralkil-bromidokat reagáltattak különféle bázisokkal protikus vagy aprotikus közegben, így változó termeléssel a megfelelő 1Hperfluoralkánokhoz jutottak. Az alkalmazott bázisok közül a nátrium-hidroxid és a trikálium-foszfát trihidrát volt a legeredményesebb, az előbbi metanolos, míg az utóbbi dimetilformamidos közegben. Szintén kínai kutatók27 számoltak be perfluoralkil-jodidok és tercier aminok átmenetifém-foszfán komplex katalizált reakciójáról, melynél 1H-perfluoralkánok képződését is tapasztalták. Hudlicky és kutatócsoportja28perfluoralkil-jodidokat 1H-perfluoralkánokká redukált elemi cink segítségével metanolos közegben jó termeléssel. Perfluoralkil-jodidokat elemi kadmiummal29 reagáltatva nyomokban 1H-perfluoralkánok képződését tapasztalták, továbbá perfluoralkil-jodidok gyökös reakcióinak melléktermékeként több esetben is leírták 1H-perfluoralkánok képződését.30,31,32.

6. ábra 1H-perfluoralkánok előállítása a 1-jód-perfluoralkánokból

10

2.5 Trifluormetiltio-vegyületek A perfluoralkiltio vegyületek legkisebb képviselőjét, a trifluormetiltio csoport gyakran előfordul az agrokémiában és gyógyszerkémiában használt hatóanyagok molekuláiban. Ez a funkciós csoport az alapmolekula lipofilitását (víz/n-oktanol rendszerben mért megoszlási hányados tízes alapú logaritmusa) erősen növeli, megközelítve a terc-butil csoport hatását33. E mellett erősen elektronszívó csoport, és igen ellenálló a savas hidrolízissel szemben. Ezen kedvező tulajdonságoknak köszönhetően nem meglepő, hogy számos eljárást dolgoztak ki a trifluormetiltio csoport kiépítésére34 (7. ábra).

7. ábra

2.5.1 A trifluormetiltio csoport kiépítése 2.5.1.1 Higany(II)-trifluormetiltiolát A trifluormetiltio csoport szerves molekulákba történő bevitelére először a bisz-trifluormetiltio-higanyt (Hg(SCF3)2) alkalmazták. Ez a vegyület több módon is előállítható. Első előállítására Haszeldine35 bisztrifluormetil-diszulfid és elemi higany között végbemenő fotokémiai reakcióját alkalmazta. Egy másik eljárásban higany(II)-fluorid és szén-diszulfid reakciójával jutottak higany(II)-trifluormetiltioláthoz jó termeléssel, akár több száz grammos méretben.36 Fontos megjegyezni, hogy ebben a közleményben írtak le először szerves trifluormetiltio vegyületeket, melyek a megfelelő szerves halogenid és a higany(II)-trifluormetiltiolát cserebomlásával képződtek. Azonban a reagens nagyfokú toxicitása miatt ezt az eljárást ma már nem alkalmazzák széles körben.

2.5.1.2 Réz(I)-trifluormetiltiolát A réz(I)-trifluormetiltiolát a mai napig az egyik intenzíven kutatott és alkalmazott SCF3 csoport átvivő reagensek egyike. Az egyik korai előállítása ennek a vegyületnek higany(II)-trifluormetiltiolát és fém réz reakciójával történt37 oldószer nélkül 150 °C-on. A nem veszélytelen reakció helyettesítésre több alternatív eljárás is született, ezek közül az egyik ezüst-trifluormetiltiolát és réz(I)-bromid reakciója acetoniriles közegben, melyet Leo Yagupolskii dolgozott ki38 (8. ábra). Az ezüst-trifluormetántiolát 11

előállítása szén-diszulfid és a megfelelő fém-fluorid reakciójával történik. Ezt a reakciót továbbfejlesztette tovább James H. Clark39, illetve eredményesen alkalmazta az alumínium-oxid hordozóhoz kötött reagenst aromás halogenidek megfelelő trifluormetiltio-származékká történő átalakítására.

8. ábra

Az előbbivel azonos körülmények között a reagenst változatos helyzetben trifluormetiltio csoporttal szubsztituált kubán vázas vegyületek előállítására is alkalmazták,40 továbbá aromás diazónium sók trifluormetiltio csoporttal történő helyettesítésére is.41 A réz-trifluormetiltiolátot komplexálva nitrogéntartalmú heterociklusokkal, kínai kutatók42 egy levegőn eltartható, stabil trifluormetiltio transzfer reagenst hoztak létre, mely acetonitril oldószerben jó kitermeléssel alakított át aromás-jodidokat a megfelelő aromás trifluormetiltio származékká.

2.5.1.3 Trifluormetil-jodid és trifluormetil-bromid Mindkét reaktánst elterjedten használták trifluormetilezőszerként, azonban a trifluormetil-bromid a Montral-i egyezmény eredményeként43 tiltólistára került, manapság már nem használható. A trifluormetil-bromid egy alacsony forráspontú gáz (-57 °C), míg a trifluormetil-jodid magasabb forráspontú (-22.5 °C), könnyedén cseppfolyósítható vegyület (és nem szerepel az előbbi tiltólistán). Tiolok perfluoralkilezésére a trifluormetil-jodidot először Yagupolskii44 és munkatársai használták cseppfolyós ammóniában, UV fénnyel besugározva. Ilyen körülmények között jó kitermeléssel tudták előállítani a megfelelő aromás-trifluormetil-szulfidokat (9. ábra). Számos mellékreakció miatt a trifluormetil-jodidot nagy feleslegben alkalmazták (50-100% felesleg). Ugyanezen kutatócsoport később publikált45 egy fázistranszfer katalizált eljárást, ahol a trifluormetil-jodidot dietil-éterben oldották, s kvaterner ammónium só jelenlétében, UV fénnyel történő megvilágítás során reagáltatták a tiofenolok nátrium-hidroxidos vizes oldatával. Ebben az esetben is 20-100% fölöslegű perfluoralkil12

jodidot alkalmaztak, illetve közepes-jó termeléssel izolálták a megfelelő szulfidokat. Fontos megemlíteni, hogy hosszabb perfluoralkil láncú szulfidokat is sikeresen állítottak elő ezzel a módszerrel.

9. ábra Fenil-trifluormetil szulfid előállítása fotokémiai úton

Rábai József és kutatócsoportja nemrégiben publikálta46 a változatos szerkezetű tiolok nátrium-sójának DMF oldószerben szobahőmérsékleten trifluormetil-jodiddal történő trifluormetilezését (10. ábra). Ez az eljárás számos trifluormetiltio-származék előállítására alkalmas.

10. ábra Fenil-trifluormetil-szulfid egyszerűsített előállítása

A trifluormetil-bromid az előbb említett trifluormetil-jodiddal szemben sokkal kevésbé oldódik szerves oldószerekben, ezért alkalmazása általában nyomás alatt történik. Marc Tordeux47 végzett kiterjedt kísérleteket trifluormetil-bromid és tiolok reakciójával kapcsolatban. A tiofenolát oldatába belebuborékoltatva a trifluormetil-bromidot nem tapasztaltak reakciót, azonban légkörinél magasabb nyomáson végezve a reakciót számos trifluormetil-aril-szulidot tudtak előállítani változó kitermeléssel.

13

2.6 Tiofenolok előállítása Tiofenolok előállítására a szakirodalomban számos példát ismertetnek48, ezek közül több olyan szintézis van, mely során közvetlenül állítanak elő tiofenolt a megfelelő aromás halogenidből.

11. ábra, 4-nitro-tiofenol előállítása

Aromás halogenidek közvetlen tiofenollá alakítására a legtöbb közleményben réz49 vagy más átmenetifém50 által katalizált folyamat során történik, azonban ha elektronszívó csoporttal ellátott pl. para helyzetben szubsztituált nitro-halobenzolokról van szó, úgy nátrium diszulfid oldattal51 is előállítható a megfelelő diszulfid, melyből enyhe redukcióval megkapható a 4-nitro-tiofenol (11.ábra).

2.7 Etilén-diamin és kén reagenselegy Amerikai kutatók 1963-ban különféle aminok és elemi kén elegyítéséből kapott színes oldatot vizsgálták ESR spektroszkópiával, mely során arra a következtetésre jutottak, hogy jelentős mennyiségű szabad gyök van jelen az így előállított oldatokban.52 Későbbi UV-VIS spektroszkópiás vizsgálatok53 is alátámasztották szabad gyökök jelenlétét az etilén-diamin-kén rendszerben. Több másik tanulmány is foglalkozik a politio gyökanionokkal hasonló rendszerekben történő megjelenésével54,55. Indiai kutatók 2005-ben Etilén-diamin-kén rendszerrel sikeresen ártalmatlanítottak mustárgázt56, eljárásukat később több országban szabadalmaztatták.

14

3 Célkitűzések 

A diaminoalkánok egyrészt halogén kötésre alkalmas vegyületek, melyek adott körülmények között redukálószerként is működhetnek - ezért célul tűztük ki, hogy ar RfnI-NH2R rendszerek oldószer/reagens viselkedéséről kísérleti módszerekkel adatokat gyűjtsünk (empirikus megközelítés sok gondosan tervezett kísérlet segítségével). Egy másik ismert modell/intúició szerint a kételektron átadására képes redukálószerek RfnI ből Rfn-anion képződését válthatják ki. ha ez igaz, akkor a közegből történő protonfelvétellel eljuthatunk az RfnH redukált vegyületekhez. Gondosan beállított paraméterek mellett az (RfnI)- gyök-anion jodid-anionra és Rfn-gyökre eshet



szét.

Az Sx/etilén-diamin rendkívül összetett rendszer, mely S-nukleofileket és S-gyököket tartalmaz egyidejűleg. Ennek vizsgálata rendkívüli kihívást jelent szintetikus szempontból a fluoros és az F-telomer (polimer) kémiában elterjedt RFnI ipari termékek hasznosítása szempontjából.

15

4 Saját munka ismertetése Tudományos diákköri kutatómunkám legelején, egy, a dolgozat témakörét nem fedő reakciót próbáltam cseppfolyós ammónia helyett etilén-diamin oldatban elvégezni, mint alternatív, hűtést nem igénylő oldószerben. E kísérlet során a reagensként alkalmazott 1-jód-perfluoralkán igen rövid idő alatt elfogyott, s a homogén reakcióelegy ezzel párhuzamosan megzavarosodott, majd egy tiszta fluoros fázis vált el a lombik alján. A fluoros folyadékból mintát véve, majd 1H és

19

F NMR mérésekkel

megvizsgálva igen hamar kiderült, hogy nem a tervezett reakció játszódott le, hanem az 1-jódperfluoralkán redukálódott a megfelelő 1H-perfluoralkánná .

Mivel az irodalomban az 1-jód-perfluoralkánok diamino alkánok jelenlétében történő redukciója ismeretlen, ezért ennek az új reakciónak részletes vizsgálatával és kiterjesztésével foglalkoztam.

16

4.1 1-Jód-perfluoralkánok redukciója diaminoalkánokkal Etilén-diaminhoz perfluoralkil-jodidokat adva homogén oldatot kapunk, mely idővel opálossá válik, majd szételegyedik két fázisra, miközben enyhén megsárgul az elegy. A felső szerves fázis nagyrészt Etilén-diamint tartalmaz, némi N-jód-Etilén-diaminnal, az alsó, fluoros fázis viszont szinte tökéletesen tisztán a megfelelő 1H-perfluoralkán.

4.1.1 A reakció sztöchiometriájának vizsgálata A reakció optimális sztöchiometriájának meghatározásához perfluoroktil-jodid modellvegyületet használtam, mivel az itt képződő 1H-perfluoroktán kevéssé illékony a rövidebb 1H-perfluoralkánokhoz képest, továbbá szobahőmérsékleten folyékony halmazállapotú a rövidebb szénláncúakkal szemben. A reakció az alábbi reakcióegyenlettel írható le:

12. ábra, 1-jód-perfluoralkánok redukciója etilén-diaminnal

A perfluoroktil-jodid konverzióját a megfelelő redukált formájú 1H-perfluoroktánná

19

F NMR

spektroszkópiával határoztam meg, a reakcióelegyből vett minta deuterokloroform (CDCl3) és deutérium-oxiddal (D2O) történő elegyítését követően. Az alsó, fluoros fázis, továbbá a nem reagált perfluoroktil-jodid kiszorul a vizes fázisból, s a deuterokloroformos oldatban a két vegyület aránya könnyedén meghatározható. A kísérletek során 48 órán át hagytam reagálni a két vegyületet (1. táblázat). Etilén-diamin (ekv)

Konverzió (%)

1

69,61

2

79,77

3

86,46

4

94,15

5

99,53

10

100

20

100 1. táblázat

A táblázat adataiból kitűnik, hogy 5 ekvivalens Etilén-diamin használata bőven elegendő a teljes konverzió eléréséhez. 17

4.1.2 A reakció időbeli lefutásának vizsgálata A reakció időbeli lefutását a már optimálisnak megítélt 5 ekvivalensnyi Etilén-diaminnal vizsgáltuk az előzőleg sikerrel alkalmazott perfluoroktil-jodiddal (2. táblázat). Idő (óra)

Konverzió (%)

6 12 24 36 48 144

60,17 62,13 72,38 85,28 95,65 99,61 2. táblázat

4.1.3 További aminok alkalmazásának vizsgálata Optimalizált körülmények mellett vizsgáltuk, hogy 1,2-etilén-diaminon kívül milyen más bázisok lehetnek alkalmasak perfluoralkil-jodidoknak a megfelelő perfluoralkánná történő redukciójára (3. táblázat). Alkalmazott bázis

Alkalmazott bázis szerkezete

Konverzió

Etilén-diamin

98%

N-metil-etilén-diamin

15%

N,N-dimetil-etilén-diamin

2%

N,N’-dimetil-etilén-diamin

0%

N,N,N’,N’-tetrametil-etiléndiamin

0%

N,N-dietil-etilén-diamin

0,06%

N,N-diizopropil-etilén-diamin

100%

18

Propán-1,2-diamin

100%

Propilén-1,3-diamin

8%

Bután-1,4-diamin

59%

2-Aminoetanol

59%

Aminometil-piperidin

100%

2-Hidroxietil-piperazin

100%

2-Aminoetil-morfolin

2%

3-Aminopropil-morfolin

0%

transz-Ciklohexán-1,2-diamin

100%

3-Dietilamino-propilamin

0%

Pentil-amin

0%

3. táblázat, 1-jód-perfluoroktán redukciója 5 ekv. etilén-diaminban különböző bázisokkal Az előbbi bázisok vizsgálatából egyértelmű szerkezeti következtetést nehéz levonni, azonban annyi szembetűnik, hogy a kevéssé szubsztituált, egy vagy két metilén csoport távolságra lévő diaminok esetében a redukció magas konverzióval megy vége végbe. A vegyületek közül az elsőként vizsgált

19

etilén-diamin a legjobb választás költséghatékonyság szempontjából. Továbbá fontos megjegyezni, hogy az összemérés pillanatában mindegyik reakcióelegy homogén volt.

4.1.4 A reakció alkalmazása egyéb perfluoralkil-jodidokra Etilén-diamint alkalmazva redukálószerként az előzőleg optimalizált reakciókörülmények között az alábbi eredményeket kaptuk különböző lánchosszúságú perfluoralkil-jodidokat felhasználva (4. táblázat). n=

1 6 10 i7 i9

36 óra

48 óra

% RfnI

% RfnH

% RfnI

% RfnH

100 11,12 10,83 10,98 6,46

0 88,88 89,17 89,02 95,54

100 2,47 1,50 0,42 0

0 97,53 99,50 99,57 100

100 óra % RfnI % RfnH 43 0 0 0 0

77 100 100 100 100

4. táblázat, 1-jód-perfluoralkánok redukciója 5 ekv. etilén-diaminban

A táblázat adatai közt az i7 és i9 hosszúságú perfluoralkil-jodid az utolsó előtti CF csoporton egy CF3 elágazást jelent (iRf7I: 1-jód-perfluoro(5-metilhexán) és iRf9I: 1-jód-perfluoro(7-metiloktán). Továbbá fontos megfigyelés, hogy az alkalmazott reakciókörülmények között (5 ekv etilén-diamin, 25 °C, Argon) a trifluormetil-jodid nem redukálódik fluroformmá, csak jóval lassabban. Ez a megfigyelés korrelál Haszeldine57 úttörő munkájával, mely során kimutatta, hogy a triflurmetil-jodid jóval lassabban vesz részt gyökös reakciókban a hosszabb perfluoralkil-jodidokhoz képest.

4.1.5 A redukció méretnövelése A reakciót az előzőleg alkalmazott reakciókörülmények mellett megismételtem perfluoroktil-jodidot alkalmazva, nagyobb méretben. A kétfázisú reakcióelegyből a képződő 1H-perfluoralkánt piridin hozzáadása után ún. piridingőz-desztillációval izoláltam. Vízgőz bevezetésekor a reakcióelegy erősen habzik, ami megnehezíti/akadályozza a tiszta termék elkülönítését. 10 mmolos méretben 79% hozammal izoláltam a tiszta 1H-perfluoroktánt, továbbá azonos méretben 67%-os kitermeléssel izoláltam 1H-perfluorhexánt.

20

4.2 1-Jódperfluoralkánok reakciója etilén-diamin/kén reagenssel Etilén-diaminban elemi ként oldva alacsony koncentráció esetén kék, nagyobb koncentráció esetén zöld, magas koncentrációk esetén (0,05-1 mol kén/ 1 mol etilén-diamin (EDA)) mélyvörös, közel fekete oldathoz jutunk. Ehhez az oldathoz, ha perfluoroktil-jodidot adagolunk, úgy az oldat színe hamarosan eltűnik, egy igen exoterm reakció veszi kezdetét, s jelentős mennyiségű csapadék válik ki az oldatból. A kristályokat kiszűrve, a nyersterméket etiléndiamminnal kénmentesre mosva, majd vízzel a képződött sókat eltávolítva egy fehér, kristályos anyaghoz jutunk (13. ábra).

13. ábra 1-jód-perfluoralkánok reakciója etilén-diamin/kén reagenssel

A reakcióelegy igen egyszerű feldolgozásának és a termék könnyű elválasztásának köszönhetően nem jelent problémát a nagy reagens felesleg alkalmazása. A reakció 1 mmolos méretben perfluoroktiljodiddal, tíz ekvivalensnyi kén és ötven ekvivalensnyi Etilén-diamin mellett vezettem, a reakcióelegy feldolgozását követően 70% hozammal kaptam a kívánt terméket. A reakciót 10 mmolos méretre növelve, azonosan 10 ekvivalensnyi elemi kénnel, 30 ekvivalensnyi etilén-diamin mellett, a reakcióelegyet temperálva (25 °C), 98% termeléssel izoláltam terméket. Amennyiben nincs kontrollálva a reakcióelegy hőmérséklete maximum 25-30 °C között, úgy a két kompetitív reakció közül az előzőleg tárgyalt redukció fog dominálni, s a várt perfluoralkánsav-amidin helyett a megfelelő 1H-perfluoralkán képződik. A reaktánsok perfluoralkil-jodidra vonatkozó mennyiségének 1 ekvivalensnyi kén és 5 ekvivalensnyi etilén-diamin értékre történő csökkentése esetén is könnyedén végbemegy a reakció, azonban az igen tömény reakcióelegy és az igen exoterm reakció miatt az előző, kitűnő termeléshez képest jelentős visszaesés tapasztalható. Továbbá a jelentős mértékű sóképződés hatására a reakcióelegyek besűrűsödnek, megszilárdulnak még a reakció teljes végbemenetele előtt, mely jelentősen lassítja a lejátszódó folyamatot. Ezt elkerülendő, a reakció exoterm szakaszát követően, 50 °C-os temperálás volt szükséges a teljes konverzió eléréséhez. Az etilén-diaminhoz képest más lánchosszúságú (14. ábra) diamino alkánok esetében igen alacsony kitermeléssel sikerült izolálni a várt termékeket.

21

14. ábra 1-jód-perfluoralkánok reakciói változatos lánchosszúsűgú diamino-alkánokkal és kénnel

Az előzetesen alkalmazott reakciókörülményeket 10 mmolos méretben alkalmazva az alábbi kitermeléssekkel sikerült előállítani a megfelelő perfluoralkán-kabonsav-amidineket:

Perfluoralkil lánc (Rfn) hossza

Amidin gyűrű tagszáma

Kitermelés

5

2

37%

5

3

25%

7

2

80%

7

3

34%

7

4

26%

További optimalizálás eredményeként DMSO oldószert és a partner diamin helyett részben morfolint alkalmaztam bázisként magasabb termelés céljából. Az így módosított eljárás előnyei a következők: 

Morfolinnal a reakcióban nem reagál a perfluoralkil-jodid, csak a jelen lévő diamino-alkánnal



A DMSO oldószerként történő alkalmazása nem rontja a reaktánsok oldhatóságát, és reakció végbemenetele során a kiváló sók miatt sem válik egy közel szilárd tömbbé a reakcióelegy. 22



A reakció végbemenetelét követően a termékek könnyedén eltávolíthatóak a képződött sók, aminok és a DMSO mellől diizopropil-éterben történő szuszpendálással.

1 mmolos méretben 1 ekvivalens perfluoroktil-jodid, 1,1 ekvivalens elemi kén, 1,25 ekvivalens etiléndiamin reakciója 3,5 ekvivalens morfolin és 5 cm3 dimetil-szulfoxid oldószer elegyében 25 °C-on történő egy éjszakai kevertetést követően 82%-ban eredményezi a várt terméket. Perfluoralkil lánc (Rfn) hossza

Amidin gyűrű tagszáma

Kitermelés

5

2

72%

i6

3

62,8%

7

2

82%

9

3

56,7%

Tízszeres méretnövelés mellett a perfluoroktil-jodidból induló reakciónak nem változik a kitermelése, 83%-ban lehetett izolálni a 2-perfluorheptil-3,4-dihidro-1H-imidazolt.

23

4.3 Tiolok perfluoralkilezése etilén-diaminban A korábbi kísérletek során kitűnt, hogy az etilén-diamin kiemelkedően jó oldószere a perfluoralkiljodidoknak, azonban más módon szubsztituált fluroros vegyületeket kevéssé vagy egyáltalán nem old. Mindemellett bázikus karakterét is figyelembe véve (körülbelül a trietilaminnal megegyező erősségű bázis) magától értetődő volt, hogy tiofenolok reakcióját vizsgáljuk ebben a közegben, kiemelt módon figyelembe véve a trifluormetil-jodidot, mely az előző kísérletek alapján jelentősen lassabban reagál az etilén-diaminnal, mint a hosszabb perfluoralkil-jodidok. Mellékreakcióként ez esteben is a megfelelő 1H-perfluoralkánná történő redukció léphet fel a várt perfluoralkil-szulfidok képződése mellett, így modellvegyületként a könnyen kezelhető perfluoroktiljodidot alkalmaztam. Ez esetben is a már korábban sikerrel alkalmazott sztöchiometriát követtem: 5 ekvivalens amin oldószerben reagáltattam 1 ekvivalens 4-klór-tiofenollal a perfluoralkil-jodidot.

Alkalmazott bázis

Alkalmazott bázis szerkezete

Reakcióelegy összetétele Rf I

RfSC6H4Cl-p

Rf H

3,5%

80,5%

16,0%

0,0%

69,1%

30,9%

25,8%

51,2%

22,9%

58,5%

25,9%

15,6%

18,7%

60,0%

21,3%

Propán-1,2-diamin

4,3%

82,6%

13,1%

Propilén-1,3-diamin

40,0%

51,0%

9,0%

Etilén-diamin

N,N-dimetil-etiléndiamin N,N,N’,N’-tetrametiletilén-diamin N,N-dietil-etiléndiamin N,N-diizopropiletilén-diamin

24

Bután-1,4-diamin

65,0%

30,0%

5,0%

2-Aminoetanol

89,1%

10,0%

0,9%

2-Aminoetil-morfolin

2,9%

65,0%

32,1%

0,0%

54,1%

45,9%

9,0%

77,1%

13,9%

3-Dietilaminopropilamin

Trietil-amin*

5. táblázat, 4-klór-tiofenol perfluoralkilezésének vizsgálata különböző bázisok jelenlétében *: A trietil-amin nem elegyedett a perfluoroktil-jodiddal, ezért azonos térfogatú DMSO-val segítettem a reaktánsok oldódását.

Az 5.-ik táblázatban szereplő adatokat összehasonlítva az azonos bázisokat tartalmazó xi. táblázattal, mely

a perfluoralkil-jodidok redukcióját tárgyaló fejezetben található szembetűnő változást

tapasztalhatunk. Számos bázis alkalmazása esetén a szulfid képződése válik az elsődleges folyamattá, annak ellenére, hogy a tiofenol jelenlétének hiányában teljes mértékű volt a perfluoralkil-jodid redukciója RfnH típusú termékké egyébként azonos körülmények között. Ezek közül a két legjelentősebb példa az etilén-diamin, illetve a propán-1,2-diamin, melyek 100%-ban redukálják tiolok jelenlétének hiányában a perfluoralkil-jodidokat, azonban tiofenol jelenlétében a megfelelő ArS-Rfn szulfid 80%-ban képződik. Az etilén-diamin mennyiségét 4 ekvivalensre csökkentve az előzővel azonos méretű reakció estén hasonló eredményeket értem el. A bázis mennyiségének csökkentésének az szab határt, hogy a tiofenollal az etilén-diamin sót képez, mely 3 ekvivalens bázis alkalmazása esetén már csak magasabb hőmérsékleten oldható fel, s itt a perfluoralkán redukciója a domináló reakció. Az reakció optimálása során használt perfluoroktil-jodidot trifluormetil-jodidra cserélve, 20% feleslegben alkalmaztam az alkilezőszert és 1H és 19F NMR mérések alapján 2 óra után a 4-klór-tiofenol 100%-ban alakult át a megfeleltő trifluormetil-szulfiddá. A fluoros szulfid olajos fázisként elválik az etilén-diamin oldat tetején, megkönnyítve az elválasztását. A reakciót méretnöveltem 50 mmol-os méretre, tiofenolt alkalmaztam 4 ekvivalens etilén-diamin oldószerben, 6% fölöslegű trifluor-jódmetán mellett. A fenil-trifluormetil-szulfidot 80%-os 25

kitermeléssel izoláltam a reakcióelegy diizopropil-éteres extrahálását és a szerves fázis nátriumhidroxiddal történő mosását követően. 20% trifluor-jódmetán felesleg mellett 50 mmol-os méretben, az optimalizálásnál használt 4-klór tiofenolból kiindulva azonos reakciókörülmények esetén 93%-os kitermeléssel sikerült izolálni a 4klórfenil-trifluormetil-szulfidot. Azonos reakciókörülmények mellett, némileg több trifluor-jódmetánt alkalmazva (1,2 ekvivalensnyit) a 2-amino-tiofenol nem várt módon nagyrészt 2-aminofenil-diszulfiddá alakult át, ezt a terméket 60%os kitermeléssel sikerült izolálni, a trifluormetil-szulfid csak 14,5%-ban képződött. Ennél jelentősenn rosszabb arányban alakult át a dodecil-merkaptán, ami az etilén-diaminnal csak korlázotottan elegyedett, s a trifluor-jódmetán hatására exoterm reakció mellett, melyet gázfejlődés is kísért 97%-ban bisz-dodecil-diszulfiddá alakult át, a remélt dodecil-triflormetil-szulfid csupán 3%-ban képződött 1H és 19F NMR mérések alapján.

26

4.4 4-Nitro-jódbenzol kaszkád reakciója etilén-diamin/kén reagenssel és 1jód-perfluoralkánokkal A legtöbb aromás-halogenid (jódbenzol. brómbenzol, 4-metil-jódbenzol, 4-metoxi-jódbenzol) igen kis mértékben oldódik etilén-diaminban. Amennyiben etilén-diamin/kén elegyről van szó, ott is hasonló jelenséget figyelhetünk meg. Azonban a 4-nitro-jódbenzol esetén az amúgy barnás-vörös, tömény etilén-diamin/kén oldat enyhén exoterm reakció során reagált az aril-halogeniddel, egy élénkvörös, viszkózus masszát eredményezve (15.-ik ábra). A reakcióelegyet vékonyréteg kromatográfiásan vagy 1

H NMR spektroszkópia segítségével vizsgálva azt tapasztaltam, hogy szobahőmérsékleten kevertetve

1 ekvivalens elemi kén és 5 ekvivalens etilén-diamin mellett 6 óra kevertetés után már nem található kiindulási anyag az elegyben.

15. ábra, Bal oldalon az etilén-diamin/kén oldat, jobb oldalon a 4-nitro-jódbenzol hozzáadása után

A vörös színű elegyet sósav oldattal elbontottam, a nyersterméket kiszűrtem, etil-acetátban oldottam, szilika padon szűrtem, s a 4-nitro-tiofenolt 89%-os kitermeléssel izoláltam. Amennyiben a vörös színű, reakcióelegyet nem sósavval reagáltattam, hanem perfluoroktil-jodidot adtam hozzá, úgy a viszkózus oldat hamarosan még jobban besűrűsödött, s VRK alapján egy harmadik termék képződött. A reakcióelegyet másnap diizopropil-éterrel extraháltam, a szerves fázist 10%-os nátrium-hidroxiddal mostam, neutrális aluminán szűrést követően szárazra pároltam. A reakcióelegyből 4-nitrofenil-perfluoroktil-szulfidot izoláltam 73%-os kitermeléssel 1 mmol-os méretben, méretnövelve a reakciót 10 mmol-os méretre 86%-ban tudtam izolálni a 4-nitrofenilperfluoroktil-szulfidot A reakciót trifluormetil-jodiddal megismételve azonos méretben, csupán 12%-os kitermeléssel izolátam a 4-nitrofenil-trifluormetil-szulfidot.

27

5 Eredmények összegzése 

Hatékony módszert dolgoztam ki 1-jód-perfluoralkánok 1H-perfluoroalkánná történő redukciójára etilén-diamin oldószerként és reagensként történő alkalmazásával társoldószer használata nélkül.



Etilén-diamin/kén reagenssel egy eddig nem ismert reakciót fedeztem fel, mely során egy CF2csoporttal rövidült a kiindulási 1-jód-perfluoralkán. Változatos tagszámú amidin típusú heterociklikus vegyületeket állítottam elő. A reakciót több ponton optimalizáltam.



Hatékony módszert dolgoztam ki tiofenolok trifluormetilezésére, perfluoralkilezésére etiléndiamin oldószer segítségével. Egyes esetekben a megfelelő aril-trifluormetil-szulfidokat kiváló termeléssel izoláltam.



4-Nitro-jódbenzolt etilén-diamin/kén reagenssel kitűnő kitermeléssel alakítottam 4-nitrotiofenollá, illetve a tiofenol izolálása nélkül, kaszkád reakcióban perfluoralkil-jodidok hozzáadásával a megfelelő 4-nitro-fenil-perfluoralkil szulfidokká alakítottam változatos termelésekkel.

16. ábra

28

6 Kísérleti rész NMR vizsgálatokhoz Bruker Avance 250 FT-NMR típusú készüléket használtam. Frekvencia: 1H 250,13 MHz, 13C 62,9 MHz, 19F 235,35 MHz. A kémiai eltolódást ppm-ben, TMS-hez viszonyítva, 19F mérés esetében triklór-fluor-metánra vonatkoztatva adtam meg. A felhasznált deuterált oldószereket minden esetben feltüntettem. A cserélhető 1H-t nem adtam meg. A vékonyréteg-kromatográfiás vizsgálatok során Merck Kieselgel 60 F254 alumínium lapon végeztem, az előhívás során 254 és 368 nm hullámhosszú UV fényt illetve KMnO4-s előhívó oldatot használtam. A nagypontosságú tömegspektrometriás mérések Waters Q-TOF Premier típusú spektrométeren, ESI ionforrással lettek elvégezve.

6.1 Perfluoralkil-jodidok redukciója etilén-diaminnal 6.1.1 A reakció ideális sztöchiometriájának vizsgálata

Etilén-diamin

Bemérés (mg)

Bemérés (μl)

1

6

7

2

12

13,5

3

18

20

4

24

26,7

5

30

33,3

10

60

67

20

120

133

(ekv)

A reakció vizsgálata során 0,1 mmol (54,5 mg, 26,5 μl) perfluoroktil-jodidhoz egy szeptumos kupakkal ellátott 2 ml-es fiolába, argon atmoszféra alatt bemértem az táblázatban szereplő mennyiségű etiléndiamint, majd sötétben, 25 °C-on temperálva az oldatot 48 órán át állni hagytam. A reakcióidő leteltét követően 600 μl deutero-kloroformmal és 600 μl vízzel hígítottam a fiolában lévő oldatokat, majd a szerves fázisból

19

F méréssel határoztam meg a konverziót. Az összetétel 29

megalapítása: a CF2I (-59,65 ppm) és CF2H (-137,69 ppm) jelek fáziskorrigált integráljából számolva történt Etilén-diamin (ekv)

Konverzió (%)

1

69,61

2

79,77

3

86,46

4

94,15

5

99,53

10

100

20

100

Perfluoroktil-jodid 19F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -59,65 (m, 2F), -81,40 (m, 3F), --113,62(m, 2F), -121,41 (m, 2F), --122,37 (m, 4F), --123,23 (m, 2F), --126,66 (m, 2F) 1H-perfluoroktán 19F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -81,40 (m, 3F), --122,51 (m, 4F), --123,33 (m, 2F), -123,80 (m, 2F), --126,76 (m, 2F), --129,80 (m, 2F), --137,69 (m, 2F)

6.2 A reakció időbeli lefutásának vizsgálata Anyag neve

Bemért mennyiség

n / mmol

Perfluoroktil-jodid

26,5 μl

0,1

Etilén-diamin

33,3 μl

0,5

A reakció vizsgálata során a reaktánsokat egy szeptumos kupakkal ellátott 2 ml-es fiolába mértem, argonnal öblítettem a gázteret, majd sötétben, 25 °C-on temperálva az oldatot adott ideig állni hagytam. A reakcióidő leteltét követően 600 μl deutero-kloroformmal és 600 μl vízzel hígítottam a fiolában lévő oldatokat, majd a szerves fázisból

19

F méréssel meghatároztam a konverziót. Az

összetétel megalapítása: a CF2I (-59,65 ppm) és CF2H (-137,69 ppm) jelek fáziskorrigált integráljából számolva történt Idő (óra)

Konverzió (%)

6 12 24 36 48 144

60,17 62,13 72,38 85,28 95,65 99,61 30

6.2.1 További aminok alkalmazásának vizsgálata

A reakció vizsgálata során 0,1 mmol (54,5 mg, 26,5 μl) perfluoroktil-jodidhoz egy szeptumos kupakkal ellátott 2 ml-es fiolába, argon atmoszféra alatt bemértem az táblázatban szereplő mennyiségű amint, majd sötétben, 25 °C-on temperálva az oldatot 48 órán át állni hagytam. A reakcióidő leteltét követően 600 μl deutero-kloroformmal és 600 μl vízzel hígítottam a fiolában lévő oldatokat, majd a szerves fázisból

19

F méréssel határoztam meg a konverziót. Az összetétel

megalapítása: a CF2I (-59,65 ppm) és CF2H (-137,69 ppm) jelek fáziskorrigált integráljából számolva történt Alkalmazott bázis

Bemért mennyiség (mg)

Konverzió

Etilén-diamin

30

98%

N-metil-etilén-diamin

37

15%

N,N-dimetil-etilén-diamin

44

2%

N,N’-dimetil-etilén-diamin

44

0%

N,N,N’,N’-tetrametil-etilén-diamin

58

0%

N,N-dietil-etilén-diamin

58

0,06%

N,N-diizopropil-etilén-diamin

72

100%

Propán-1,2-diamin

37

100%

Propilén-1,3-diamin

37

8%

Bután-1,4-diamin

44

59%

2-Aminoetanol

31

59%

Aminometil-piperidin

57

100%

2-Hidroxietil-piperazin

65

100%

2-Aminoetil-morfolin

65

2%

3-Aminopropil-morfolin

72

0%

Transz-ciklohexán-1,2-diamin

57

100%

3-dietilamino-propilamin

65

0%

Pentil-amin

43

0%

31

6.2.2 A reakció alkalmazása egyéb perfluoralkil-jodidokra

A reakció vizsgálata során 0,1 mmol, a táblázatban szereplő mennyiségű 1-jód-perfluoralkánhoz egy szeptumos kupakkal ellátott 2 ml-es fiolába, argon atmoszféra alatt bemértem 28 μl (0,1 mmol) etiléndiamint, majd sötétben, 25 °C-on temperálva az oldatot 36, 48 órán át állni hagytam. Sorszám 1 2 3 4 4 5

n= 4 6 8 10 i7 i9

V / μl RfnI 17,2 21,6 27,0 64,5 (mg) 24,0 28,7

A reakcióidő leteltét követően 600 μl deutero-kloroformmal és 600 μl vízzel hígítottam a fiolában lévő oldatokat, majd a szerves fázisból

19

F méréssel határoztam meg a konverziót. Az összetétel

megalapítása: a CF2I (-59,65 ppm) és CF2H (-137,69 ppm) jelek fáziskorrigált integráljából számolva történt n=

1 6 10 i7 i9

36 óra

48 óra

% RfnI

% RfnH

% RfnI

% RfnH

% RfnI

100 11,12 10,83 10,98 6,46

0 88,88 89,17 89,02 95,54

100 2,47 1,50 0,42 0

0 97,53 99,50 99,57 100

43 0 0 0 0

100 óra % RfnH 77 100 100 100 100

A trifluor-jódmetán esetében a reakció követése más stratégiát kívánt, mivel a képződő fluoroform igen kevéssé oldódik etilén-diaminban így belső standard alkalmazása segítségével lehetett meghatározni időbeli koncentrációváltozást. Az előzőekkel leírtakkal szemben, egy szeptumos üvegbe bemértem 300 mg (5 mmol) etilén-diamint, egy csepp benzotrifluoridot adtam hozzá, majd az így kapott oldatba elnyelettem 200 mg (1 mmol) körüli mennyiségű trifluormetil-jodidot. A trifluormetil jodid mennyiségének meghatározása a benzotrifluorid CF3 csoportjára (-63,72 ppm) vonatkoztatva történt.

32

6.2.3 A redukció méretnövelése 6.2.3.1 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8‐ Heptadekafluorooktán előállítása:

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluoroktil-jodid

5,45 g

10

Etilén-diamin

3g

50

Piridin

30 cm3

-

Egy 50 cm3 gömblombikba bemértem 3 g (50 mmol) etilén-diamint, keverőbabát helyeztem bele, s 5,45 g (10 mmol) perfluoroktil-jodidot adtam hozzá. A kapott homogén, színtelen oldatot 36 órán keresztül kevertettem, majd 30 cm3 piridin hozzáadását követően vízleválasztó feltét segítségével desztilláltam. A fluoros alsó fázist elválasztottam, tömény, majd 2M sósavval mostam, nátriumszulfáton szárítottam, a szárítószert kiszűrtem. Termelés: 3,3 g, (7,85 mmol, 79 %), áttetsző olaj 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 6,055 tt (, J = 51,9 Hz, J = 5,1 Hz, 1H)

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -81,40 (m, 3F), --122,51 (m, 4F), --123,33 (m, 2F), --123,80 (m, 2F), -126,76 (m, 2F), --129,80 (m, 2F), --137,69 (dm, 2F)

33

6.2.3.2 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8‐ Heptadekafluorooktán előállítása:

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluorhexil-jodid

4,45 g

10

Etilén-diamin

3g

50

Piridin

30 cm3

-

Egy 50 cm3 gömblombikba bemértem 3 g (50 mmol) etilén-diamint, keverőbabát helyeztem bele, s 4,45 g (10 mmol) perfluorhexil-jodidot adtam hozzá. A kapott homogén, színtelen oldatot 36 órán keresztül kevertettem, majd 30 cm3 piridin hozzáadását követően vízleválasztó feltét segítségével desztilláltam. A fluoros alsó fázist elválasztottam, tömény, majd 2M sósavval mostam, nátriumszulfáton szárítottam, a szárítószert kiszűrtem. Termelés: 2,15 g, (6,72 mmol, 67 %), áttetsző olaj 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 6.05 (tt, J = 52,0 Hz, J = 5,0 Hz, 1H),

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -81.23 (m, 3F), -122.34 (m, 2F), -122.91 (m, 2F), -125.67 (m, 2F), 128.63 (m, 2F), -136.42 (dm, 2F).

34

6.3 1-Jódperfluoralkánok reakciója etilén-diamin/kén reagenssel 6.3.1 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluoroktil-jodid

550 mg

1

Etilén-diamin

3,5 cm3

50

Kén

320 mg

10

Egy 5 cm3-es fiolába bemértem a kénport, hozzáadtam az etilén-diamint, argonnal öblítettem az üvegcse légterét, s szeptumos kupakkal lezártam. 25 °C-os vízfürdőre helyeztem, és a szeptumon keresztül, intenzív kevertetés mellett hozzáadtam a perfluoroktil-jodidot. Hamarosan heves reakció kezdődött, intenzív hőfejlődés mellett, s a reakcióelegyből jelentős mennyiségű csapadék vált ki. 1 napot kevertettem szobahőmérsékleten, majd kiszűrtem a kivált csapadékot. A mélyzöld/fekete kristályos anyagot kétszer 5 cm3 etilén-diaminnal mostam (ez eltávolítja az oldott ként), a kapott fehér kristályos port további háromszor 10 cm3 vízzel mostam, levegőn szárítottam. Termelés: 310 mg (0,7 mmol, 70 %), fehér, kristályos por 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 4,92 (s, 1H), 4,06 (t, J=10,1 Hz, 2H), 3,61 (t, J=10,2 Hz 2H)

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -80.74 (m, 3F), -115,75 (m, 2F), -121.58 (m, 2F), -121.96 (m, 2F), 122,66 (m, 4F), -126,07 (m, 2F). HRMS: Mért tömeg: 439.0289, számolt tömeg: 439.0291, eltérés (ppm): -0.5 Összegképlet:C10H6N2F15, mért ion: M+H

35

6.3.2 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol méretnövelt előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluoroktil-jodid

5,5 g

10

Etilén-diamin

20 cm3

300

Kén

3,2 g

10

Egy 50 cm3-es gömblombikba bemértem a kénport, az etilén-diamint, argonnal öblítettem az lombik légterét, majd 25 °C-os vízfürdőre helyeztem, és intenzív kevertetés mellett hozzáadtam a perfluoroktil-jodidot. Perceken belül heves reakció indult meg, intenzív hőfejlődés mellett, s a reakcióelegyből jelentős mennyiségű csapadék vált ki. Egy napot kevertettem a reakcióelegyet 25 °C-os vízfürdőn. A sűrű reakcióelegyet 20cm3 etiléndiaminnal hígítottam, szűrtem a kivált csapadékot. A mélyzöld kristályos anyagot színtelenre mostam kétszer 10 cm3 etilén-diaminnal, a kapott fehér kristályos port további háromszor tíz köbcentiméter vízzel mostam, levegőn szárítottam. Termelés: 4,3g (9,8 mmol, 98 %),fehér, kristályos por 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 5,1 (s, 1H), 4,08 (t, J=10,1 Hz, 2H), 3,57 (t, J=10,2 Hz 2H)

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -80.65 (m, 3F), -115,69 (m, 2F), -121.51 (m, 2F), -121.91 (m, 2F), 122,57 (m, 4F), -126,01 (m, 2F).

36

6.3.3 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása ekvivalens mennyiségű kén mellett

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluoroktil-jodid

5,5 g

10

Etilén-diamin

3g

50

Kén

320 mg

10

Egy nagy keverőbabával ellátott 50 cm3-es gömblombikba bemértem a kénport, feloldottam etiléndiaminban, argonnal öblítettem az lombik légterét, szeptummal lezártam, majd 25 °C-os vízfürdőre helyeztem, és intenzív kevertetés mellett hozzáadtam a perfluoroktil-jodidot. Perceken belül heves reakció indult meg, intenzív hőfejlődés mellett, s a reakcióelegy hamarosan kikristályosodott. Öt órát kevertettem a reakcióelegyet 25 °C-os vízfürdőn, majd öt órán át 50 °C-os vízfürdőbe helyeztem. A reakcióidő leteltét követően hagytam szobahőmérsékletűre hűlni, 20cm3 etiléndiaminnal hígítottam, szűrtem a kivált csapadékot. A kiszűrt kristályos anyagot színtelenre mostam kétszer 10 cm3 etilén-diaminnal, a kapott fehér kristályos port további háromszor tíz köbcentiméter vízzel mostam, levegőn szárítottam. Termelés: 3,5 g (8 mmol, 80 %), fehér, kristályos por 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 5,1 (s, 1H), 4,08 (t, J=10,1 Hz, 2H), 3,57 (t, J=10,2 Hz 2H)

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -80.65 (m, 3F), -115,69 (m, 2F), -121.51 (m, 2F), -121.91 (m, 2F), 122,57 (m, 4F), -126,01 (m, 2F).

37

6.3.4 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,5‐Undekafluoropentil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluorhexil-jodid

4,5 g

10

Etilén-diamin

3g

50

Kén

320 mg

10

Az eljárás azonos a 6.3.3 preparátumnál leírtakkal. Termelés: 1,25 g (3,7 mmol, 37 %), fehér, kristályos por 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 4,93 (s, 1H), 4,06 (m, 2H), 3,61 (m, 2H)

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -80.76 (m, 3F), -115,81 (m, 2F), -122.58 (m, 2F), -122.92 (m, 2F), 126,18 (m, 2F). HRMS: Mért tömeg: 339.0344, számolt tömeg: 339.0355, eltérés (ppm): -3,2 Összegképlet:C8H6N2F11, mért ion: M+H

6.3.5 (1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,5‐Undekafluoropentil)‐ 1,4,5,6‐tetrahidropirimidin előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluorhexil-jodid

4,5 g

10

1,3-Diaminopropán

3,7 g

50

Kén

320 mg

10

Az eljárás azonos a 6.3.3 preparátumnál leírtakkal. Termelés: 0,89 g (2,53 mmol, 25,3 %) törtfehér, kristályos por 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 5,07 (s, 1H), 3,57 (m, 2H), 3,40 (m, 2H), 1,84 (m, 2H)

38

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -80.78 (m, 3F), -118,52 (m, 2F), -122.55 (m, 4F), -126.14 (m, 2F)

HRMS: Mért tömeg: 353.0501, számolt tömeg: 353.0512, eltérés (ppm): -3,1 Összegképlet:C9H8N2F11, mért ion: M+H

6.3.6 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol ‐ 1,4,5,6‐tetrahidropirimidin előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluoroktil-jodid

5,5 g

10

1,3-Diaminopropán

3,7 g

50

Kén

320 mg

10

Az eljárás azonos a 6.3.3 preparátumnál leírtakkal. Termelés: 1,558 g (3,45 mmol, 34,5 %) törtfehér, kristályos por 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 5,07 (s, 1H), 3,57 (m, 2H), 3,40 (m, 2H), 1,84 (m, 2H),

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -80.75 (m, 3F), -118,45 (m, 2F), -121.57 (m, 2F), -121.95 (m, 2F), 122.31 (m, 2F), -122.67 (m, 2F), -126.09 (m, 2F) HRMS: Mért tömeg: 453.0436, számolt tömeg: 453.0448, eltérés (ppm): -2.6 Összegképlet:C11H8N2F15, mért ion: M+H

39

6.3.7 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5,6,7‐tetrahidro‐1H‐1,3‐ diazepin előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluoroktil-jodid

5,5 g

10

1,4-Diaminobután

4,4 g

50

Kén

320 mg

10

Az eljárás azonos a 6.3.3 preparátumnál leírtakkal. Termelés: 1,21 g (2,59 mmol, 25,9 %) törtfehér, kristályos por 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 5,10 (s, 1H), 3,69 (m, 2H), 3,23 (m, 2H), 1,79 (m, 4H)

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -80.75 (m, 3F), --115,83 (m, 2F), --121.43 (m, 2F), --121.74 (m, 2F), -122.94 (m, 2F), --122.67 (m, 2F), --126.08 (m, 2F) HRMS: Mért tömeg: 467.0588, számolt tömeg: 467.0604, eltérés (ppm): -3.4 Összegképlet:C12H10N2F15, mért ion: M+H

40

6.3.8 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,5‐Undekafluoropentil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása dimetil-szulfoxid oldószerben morfolin bázis használatával

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluorhexil-jodid

450 mg

1

Etilén-diamin

75 mg

1,25

Kén

35 mg

1,1

Morfolin

300 mg

3,5

Dimetil-szulfoxid

500 μl

Egy 10 cm3-es keverőbabával ellátott szeptummal lezárt üvegbe bemértem a kénport, hozzáadtam az etilén-diamint és a dimetil-szulfoxidot, s feloldódásig kevertettem. A mélyvörös homogén elegyhez hozzáadtam a morfolint, majd a perfluorhexil-jodidot, s 25 °C-on kevertettem 12 órán keresztül. A kristályos, de könnyen keverhető elegyet 1 órán át 50 °C-on hevítettem, majd hagytam szobahőmérsékletre hűlni. A viszkózus elegyet 4 x 8 cm3 diizopropil éterrel extraháltam, az egyesített szerves fázisokat kétszer 10 cm3 10%-os nátrium-hidroxid oldattal mostam, nátrium-szulfáton szárítottam, 1 cm3 neutrális aluminán szűrtem, vákuumban szárazra pároltam. Termelés: 244 mg (0,721 mmol, 72,1 %), törtfehér kristályos por 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 4,93 (s, 1H), 4,03 (m, 2H), 3,59 (m, 2H)

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -81.23 (m, 3F), --116,29 (m, 2F), --123,07 (m, 2F), --123.42 (m, 2F), -126,67 (m, 2F).

41

6.3.9 2‐[1,1,2,2,3,3,4,5,5,5‐Dekafluoro‐4‐(trifluorometil)pentil]-4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása dimetil-szulfoxid oldószerben morfolin bázis használatával

Anyag neve

Bemérés

mmol

Izo-perfluoroheptil-jodid

500 mg

1

Etilén-diamin

75 mg

1,25

Kén

35 mg

1,1

Morfolin

300 mg

3,5

Dimetil-szulfoxid

500 μl

Az eljárás azonos a 6.3.8 preparátumnál leírtakkal. Termelés: 358 mg (0,817 mmol, 81,7%), fehér kristályos por 0,817 mmol, 81,7% 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 5,01 (s, 1H), 3,63 (m, 2H), 3,42 (m, 2H), 1,84 (m, 2H),

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -72,26 (m, 6F), -115,29 (m, 2F), -115.93 (m, J = 15,4 Hz, 2F), -122.43 (m, 2F), -186.47 (m, 1F).

6.3.10 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol előállítása dimetil-szulfoxid oldószerben morfolin bázis használatával

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluoroktil-jodid

550 mg

1

Etilén-diamin

75 mg

1,25

Kén

35 mg

1,1

Morfolin

300 mg

3,5

Dimetil-szulfoxid

500 μl 42

Az eljárás azonos a 6.3.8 preparátumnál leírtakkal. Termelés: 358 mg (0,817 mmol, 81,7%), fehér kristályos por 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 4,93 (s, 1H), 4,04 (m, 2H), 3,58 (m, 2H).

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -80.76 (m, 3F), -118,51 (m, 2F), -121.50 (m, 2F), -121.89 (m, 2F), 122.33 (m, 2F), -122.67 (m, 2F), -126.12 (m, 2F)

6.3.11 2‐(1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10‐Henikozafluoro)‐4,5‐dihidro‐1H‐ imidazol előállítása dimetil-szulfoxid oldószerben morfolin bázis használatával

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluordecil-jodid

650 mg

1

Etilén-diamin

75 mg

1,25

Kén

35 mg

1,1

Morfolin

300 mg

3,5

Dimetil-szulfoxid

500 μl

Az eljárás azonos a 6.3.8 preparátumnál leírtakkal. Termelés: 313 mg (0,567 mmol, 56,7%), fehér kristályos por 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 4,93 (s, 1H), 4,04 (m, 2H), 3,58 (m, 2H).

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -81,20 (m, 3F), -116,27 (m, 2F), -122,29 (m, 8F), -123.16 (m, 4F), 126.57 (m, 2F).

43

6.3.12 2‐(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7‐Pentadekafluoroheptil)‐4,5‐dihidro‐1H‐imidazol méretnövelt előállítása dimetil-szulfoxid oldószerben morfolin bázis használatával

Anyag neve

Bemérés

mmol

Perfluoroktil-jodid

5,5 g

10

Etilén-diamin

750 mg

12,5

Kén

350 mg

11

Morfolin

3g

35

Dimetil-szulfoxid

5 ml

Egy 100 cm3-es keverőbabával ellátott gömblombikba bemértem a kénport, hozzáadtam az etiléndiamint és a dimetil-szulfoxidot, s feloldódásig kevertettem. A mélyvörös homogén elegyhez hozzáadtam a morfolint, majd a perfluorhexil-jodidot, s 25 °C-on kevertettem 12 órán keresztül. A kristályos, de könnyen keverhető elegyet 4 x 50 cm3 diizopropil éterrel extraháltam, az egyesített szerves fázisokat kétszer 50 cm3 10%-os nátrium-hidroxid oldattal mostam, nátrium-szulfáton szárítottam, 3 cm3 neutrális aluminán szűrtem, vákuumban szárazra pároltam. Kitermelés: 3,65 g, (8,3 mmol, 83 %) fehér kristályos por 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 4,90 (s, 1H), 4,08 (m, 2H), 3,53 (m, 2H).

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -80.71 (m, 3F), -118,53 (m, 2F), -121.54 (m, 2F), -121.85 (m, 2F), 122.31 (m, 2F), -122.68 (m, 2F), -126.08 (m, 2F).

44

6.4 Tiolok perfluoralkilezése etilén-diaminban A reakció vizsgálata során 150 mg (1 mmol) 4-klór-tiofenolhoz egy szeptumos kupakkal ellátott 2 mles fiolába, argon atmoszféra alatt bemértem az táblázatban szereplő mennyiségű (5 mmol) amint, teljes oldódásig kevertettem, majd hozzáadtam 550 mg (1 mmol) perfluoroktil-jodidot. A reakcióelegyet 25 °C-on temperálva 48 órán át kevertettem.

A reakcióidő leteltét követően az intenzíven kevertetett reakcióelegyből homogén mintát vettem, 600 μl deutero-kloroformmal és 600 μl vízzel hígítottam, majd a szerves fázisból 19F méréssel határoztam meg a konverziót. Az összetétel megalapítása: a CF2I (-59,65 ppm) SCF2 (-87,5 ppm) és CF2H (-137,69 ppm) jelek fáziskorrigált integráljából számolva történt

Alkalmazott bázis

Bemért mennyiség

Etilén-diamin

Reakcióelegy összetétele Rf I

RfSC6H4Cl-p

Rf H

300 mg

3,5%

80,5%

16,0%

440 mg

0,0%

69,1%

30,9%

580 mg

25,8%

51,2%

22,9%

580 mg

58,5%

25,9%

15,6%

720 mg

18,7%

60,0%

21,3%

Propán-1,2-diamin

370 mg

4,3%

82,6%

13,1%

Propilén-1,3-diamin

370 mg

40,0%

51,0%

9,0%

Bután-1,4-diamin

440 mg

65,0%

30,0%

5,0%

2-Aminoetanol

305 mg

89,1%

10,0%

0,9%

2-Aminoetil-morfolin

650 mg

2,9%

65,0%

32,1%

650 mg

0,0%

54,1%

45,9%

500 mg + 500 mg DMSO

9,0%

77,1%

13,9%

N,N-dimetil-etiléndiamin N,N,N’,N’-tetrametiletilén-diamin N,N-dietil-etiléndiamin N,N-diizopropiletilén-diamin

3-Dietilaminopropilamin Trietil-amin

45

6.4.1 Aril-trifluormetil szulfidok előállítása 6.4.1.1 4-Klórfenil-trifluormetil-szulfid előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

4-Klór-tiofenol

150 mg

1

Etilén-diamin

240 mg

4

Trifluormetil-jodid

237 mg

1,21

Egy 5 cm3-es fiolába bemértem a 4-klór-tiofenolt, hozzáadtam az etilén-diamint, majd enyhe melegítéssel s intenzív kevertetéssel feloldottam a tiofenolt egy viszkózus oldathoz jutva. Ezt 25 °C-os vízfürdőre helyeztem, a gázteret argonnal öblítettem, szeptumos kupakot csavartam az üvegcsére, majd szeptumon keresztül elnyelettem az adott mennyiségű trifluormetil-jodidot az oldatban. Az oldat ahogy érintkezett a trifluor-jódmetánnal azonnal enyhe sárgás színt vett fel, illetve enyhén felmelegedett, ahogy a gáz beleoldódott a folyadékba. A sárga oldat körülbelül 1 óra kevertetést követően megzavarosodott, majd egy olajos áttetsző felső fázis vált el. 2 óra kevertetés után vékonyréteg kromatográfiás, 1H és

19

F NMR spektroszkópiás vizsgálatot végeztem a homogenizált

reakcióelegyből, s a reaktánsok teljes átalakulását figyeltem meg a címben említett termékké. 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 7,60 (d, J=8,6 Hz, 2H), 7,38 (d, J=8,5 Hz, 2H).

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -43,35 (s, 3F).

46

6.4.1.2 4-Klórfenil-trifluormetil-szulfid méretnövelt előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

4-Klór-tiofenol

7,2 g

50

Etilén-diamin

12 g

200

Trifluormetil-jodid

12,8

65

Egy 50 cm3-es Schlenk edénybe bemértem az etilén-diamint, 10 percen keresztül enyhe argon áramban oxigénmentesítettem, bemértem a 4-klór-tiofenolt, majd enyhe melegítéssel s intenzív kevertetéssel feloldottam. A viszkózus olajt hagytam szobahőmérsékletűre visszahűlni, a lombik szájára egy lufit húztam, majd pozitív argonnyomás mellett lezártam. Az oldalcsapon keresztül adott mennyiségű trifluormetil-jodidot nyelettem el a reakcióelegyben, melynek hatására a reakcióelegy azonnal sárga színre váltott. A lombik tartalmát éjszakán át hagytam keveredni 25 °C-os vízfürdőn, mely során egy olajos fázis vált el a sárga etilén-diaminos fázis felett. A reakcióelegyet háromszor 25 cm3 diizopropil-éterrel extraháltam, az egyesített szerves fázisokat kétszer 30 cm3 10%-os nátrium-hidroxiddal mostam, nátrium-szulfáton szárítottam. Az enyhén sárgás fázist 2 cm3 neutrális aluminán szűrtem, vákuumban bepároltam. Termelés: 9,91 g (46,65 mmol, 93,3 %), áttetsző olaj. 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 7,40 (t, J=7,6 Hz, 2H), 7,44 (t, J=7,4 Hz, 1H), 7,66 (d, J=7,4 Hz, 2H).

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -42,76 (s, 3F).

47

6.4.1.3 Fenil-trifluormetil-szulfid előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

Tiofenol

5,5 g

50

Etilén-diamin

12 g

200

Trifluormetil-jodid

12,8

65

Az eljárás azonos a 6.4.1.2 preparátumnál leírtakkal. Termelés: 7,13 g (40 mmol, 80,1 %), áttetsző olaj. 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 7,58 (d, J=8,6 Hz, 2H), 7,39 (d, J=8,5 Hz, 2H).

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -43,38 (s, 3F).

6.4.1.4 2-Aminofenil-trifluormetil-szulfid előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

2-Amino-tiofenol

6,25 g

50

Etilén-diamin

12 g

200

Trifluormetil-jodid

11,6

60

Az eljárás azonos a 6.4.1.2 preparátumnál leírtakkal. A végtermék egy sárga kristályos massza, melyből nhexánnal extrahálva a termék izolálható. Termelés: 1,41 g (7,26 mmol, 14,5 %), áttetsző olaj. 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 7,44 (d, J=7,6 Hz, 1H), 7,24 (dt, J=8,1, 1,5 Hz, 1H), 6,73 (m, 2H), 4,44 (s, 2 H). 19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -48,73 (s, 3F). 48

6.5 4-Nitro-jódbenzol kaszkád reakciója perfluoralkil-jodidokkal etiléndiamin/kén reagens jelenlétében 6.5.1.1 4-Nitrofenil-trifluormetil-szulfid előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

4-Nitro-jódbenzol

250 mg

1

Etilén-diamin

600 mg

10

Kén

33 mg

1

Trifluormetil-jodid

250 mg

1,2

Egy 10 cm3-es üvegcsébe bemértem etilén-diamint (300 mg, 5 mmol), intenzív kevertetés mellett oldottam benne a kénport, majd az így kapott barnásvörös oldathoz hozzáadtam a előzetesen elporított 4-nitro-jódbenzolt. Az oldat szinte azonnal vörös színűre változott, enyhén exoterm reakció játszódott le, majd 6 óra kevertetls során jelentősen besűrűsödött. A viszkózus masszát további 300 mg (5 mmol) etilén-diaminnal hígítottam, s a szeptumons kupakon keresztül adott mennyiségű trifluormetil-jodidot nyelettem el a reakcióelegyben. Éjszakán át kevertetettem, majd négyszer 7 cm3 diizopropil-éterrel extraháltam a mélyvörös viszkózus reakcióelegyet. Az egyesített szerves fázisokat kétszer 10 cm3 10%-os nátrium-hidroxid oldattal mostam, nátrium-szulfáton szárítottam, 1 cm3 neutrális-aluminán szűrtem. A sárgás, olajos nyersterméket vízgőzdesztillációval tisztítottam. Termelés: 25 mg, (0,11 mmol, 11,4%), sárga olaj. 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 8,20 (m, 2H), 7,76 (d, J=8,7 2H).

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -41,80 (s, 3F).

49

6.5.1.2 4-Nitrofenil-(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8‐heptadekafluorooktil) -szulfid előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

4-Nitro-jódbenzol

250 mg

1

Etilén-diamin

600 mg

10

Kén

33 mg

1

Perfluoroktil-jodid

550 mg

1

Az eljárás azonos a 6.5.1.1 preparátumnál leírtakkal, azonban ez esetben a termék nem tartalmaz nagy mennyiségben szennyezőket, így további tisztítása nem szükséges. A végtermék egy halvány sárga kristályos anyag. Termelés: 437 mg (0,736 mmol, 74 %), halvány sárgás kristályok. 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 8,29 (d, 8,9H), 7,86 (d, J=8,6 2H).

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -81,21 (t, J= 9,9 Hz, 3F), -86,23 (m, 2F), -119,40 (m, 2F), -121,62 (m, 2F), -122,30 (m, 4F), -123,29 (m, 2F), -126,55 (m, 2F).

50

6.5.1.3 4-Nitrofenil-(1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8‐heptadekafluorooktil) -szulfid mértnövelt előállítása

Anyag neve

Bemérés

mmol

4-Nitro-jódbenzol

2,5 g

10

Etilén-diamin

6g

100

Kén

330 mg

10

Perfluoroktil-jodid

5,5 g

10

Egy 50 cm3-es lombikba bemértem az elporított elemi ként, hozzáadtam a 6 g (100 mol) etilén-diamint, s feloldódásig kevertettem. A barnás elegyhez hozzáadtam az előzetesen elporított 4-nitro-jódbenzolt. A beadagolást követően enyhén exoterm reakció indul meg, a lombik tartalma ~45-50 °C-ig melegszik. Éjszakán át 25 °C-os vízfürdőn kevertettem a lombik tartalmát, majd hozzáadtam a perfluoroktiljodidot. A reakcióelegyet további 6 órán át kevertettem szobahőn, majd négyszer 25 cm3 diizopropiléterrel extraháltam. Az egyesített szerves fázisokat kétszer 50 cm3 10% NaOH oldattal mostam, nátrium-szulfáton szárítottam, 3 cm neutrális aluminán szűrtem, vákuumban szárazra pároltam. Termelés: 4,65 g (0,859 mmol, 86 %), halvány sárgás kristályok. 1

H NMR: (250 MHz, CDCl3) δ 8,31 (d, 8,9H), 7,85 (d, J=8,6 2H).

19

F NMR: (235,35 MHz, CDCl3) δ -81,20 (t, J= 9,9 Hz, 3F), -86,20 (m, 2F), -119,42 (m, 2F), -121,59 (m, 2F), -122,30 (m, 4F), -123,28 (m, 2F), -126,53 (m, 2F).

51

7 Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretnék köszönetet mondani témavezetőmnek Dr. Rábai József egyetemi tanárnak, aki szakmai tudásával, tárgyi eszközökkel, anyagok biztosításával, értékes tanácsaival és végtelen türelmével segítette munkámat.

Szeretném megköszönni Dr. Jalsovszky István egyetemi docensnek Dr. Durkó Gábor tanársegédnek a hasznos szakmai tanácsokat és a dolgozat elkészüléséhez szükséges vegyszerek biztosítását.

Pásztor Hedvignek, Kiss Krisztinának, Rácz Bencének, Szabó Csabának, Enyedi Katának, Berta Máténak, Dobó Attilának, továbbá a 413, 416, 501, 502 és 421-es labor összes dolgozójának szakmai tanácsaikért, illetve a jó hangulatban eltöltött labormunkáért.

Végül, köszönettel tartozom családomnak, amiért lehetővé tették, hogy tanulmányaimat, kutatómunkámat biztos és nyugodt körülmények között folytathassam.

52

8 Irodalomjegyzék 1

J. H. Simons Journal of Fluorine Chemistry Vol. 32, 1 1986, p. 7-24 H. Moissan, Compt. rend. 102 (1886) 1543 3 "The Nobel Prize in Chemistry 1906". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 10 Nov 2016. 4 O. Ruff, Die Chemie des Fluors, Julius Springer, (1920) Berlin 5 : G. Balz; G. Schiemann Chemische Berichte 5 (1927) p. 1186–1190. 6 J.H. Simons, J. Am. Chem. Soc. 46 (1924) 2175. 7 J. H. Simons, Trans. Electrochem. Soc. 95 - (1949) 47 8 a: J.H. Simons and L.P. Block, J. Am. Chem. Soc. 59 (1937) 1407 b: J. Am. Chem. Soc. 61 (1939) 2962 9 (a) A. V. Grosse; G. H. Cady, Ind. Eng. Chem. 1947, 39, 367-374. (b) For a historic disclosure of war time developments in fluorine chemistry, see: Ind. Eng. Chem.. 1947, 39, pp. 236-434.) 10 US 2230654, Plunkett, Roy J, 1941 11 a: H. Claassen, H. Selig, J. G. Malm J. Am. Chem. Soc., 1962, 84 (18), p 3593–3593 b: J. L. Weeks, C. L. Chernick, M. S. Matheson J. Am. Chem. Soc., 1962, 84 (23), p 4612–4613 12 Kirsch, P.: Modern Fluoroorganic Chemistry, 2004, Wiley-VCH, Weinheim, ISBN: 3527306919, 9783527306916 13 a: I. T. Horváth, and J. Rábai, Science 1994, 266, 72; b: I. T.Horváth, and J. Rábai, US 5,463,082 (1995) 14 W. Bockemüller, Justus Liebigs Ann. Chem. 1933, 506, 20 15 K. Fredenhagen, G. Cadenbach, Chem. Ber. 1934, 67, 928 16 N. Fukuhara, L. A. Bigelow, J. Am. Chem. Soc. 1941, 63, 788–791. 17 J. L. Margrave, R. J. Lagow, Chem. Eng. News 1970, 63 18 Fowler, R. D.; Burford, W. B., III; Hamilton, J. M., Jr.; Sweet, R. G.; Weber, C. E.; Kasper, J. S.; Litant, I. (1947). Ind. Eng. Chem. 39: 292–298. 19 a: J. H. Simons, J. Electrochem. Soc. 1949, 95, 47; b: J. H. Simons, H. T. Francis, J. A. Hogg, J. Electrochem. Soc. 1949, 95, 53; c: J. H. Simons, W. J. Harland, J. Electrochem. Soc. 1949, 95, 55; d: J. H. Simons, W. H. Pearlson, T. J. Brice, W. A. Wilson, R. D. Dresdner, J. Electrochem. Soc. 1949, 95, 59; e: J. H. Simons, R. D. Dresdner, J. Electrochem. Soc. 1949, 95, 64 20 G. Siegemund, W. Schwertfeger, A. Feiring, B. Smart, F. Behr, H. Vogel, B. McKusick (2005), "Fluorine Compounds, Organic", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH 21 R. N. Haszeldine, J. Chem. Soc., 1951, 584 22 Haszeldine , J. Chem. Soc., 2856 (1949) 23 R. N. Haszeldine, Nature 167, 139 – 140 (1951) 24 Hauptschein, M., Stokes, C. S., and Grosse, A. V.: J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 849 25 J.L. Howell, B.J. Muzzi, N.L. Rider, E.M. Aly, M.K. Abouelmagd, Journal of Fluorine Chemistry Volume 72, 1995, Pages 61–68 26 C. Zhang, Q. Chen, J. Xiao, Y. Gu Journal of Fluorine Chemistry Volume 130 2009, Pages 671–673, 27 Y.Huang, Q. Zhou J. Org. Chem., 1987, 52 (16), pp 3552–3558 28 T. Hudlicky, R. Fan, J. W. Reed, D. R. Carver, M. Hudlicky E. I. Eger II, Journal of Fluorine Chemistry Volume 59, 1992, Pages 9–14 29 G.J. Chen C. Tamborski, Journal of Fluorine Chemistry Volume 36, 1987, Pages 123-139 30 S. B.-Malouet, A. Commeyras, Journal of Fluorine Chemistry 70 (1995) 10331 H. Blancou, A. Commeyras, Journal of Fluorine Chemistry Volume 20, 1982, Pages 255–265, 32 A. E. Feiring J. Org. Chem., 1985, 50 (18), p 3269–3274 33 T. Fujita, J. Iwasa, C. Hansch, J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, p 5175 34 X. Xu, K. Matsuzaki, N. Shibata, Chem. Rev., 2015, 115 (2), p 731–764 35 R. N. Haszeldine and J. M. Kidu J. Chem. Soc., 1953, p 3219-3225 36 A. E. H., Coffman, E. L. Muetterties, , J. Am. Chem. Soc., 81, 1959 p 3575 37 D. C. Remy, K. E. Rittle, C. A. Hunt, M. B. Freedman J. Org. Chem., 1976, 41 (9), p 1644 38 L M Yagulpolskii, N V Kondratenko and V P Sambur, Synthesis, 1975 721. 2

53

39

J. H. Clark, C. W. Jones, A. P. Kybett, M. J M. Miller D. Bishop R. J. Blade, Journal of Fluorine Chemistry Volume 48 1990, Pages 249-253 40 Munavalli, S.; Wagner, G. W.; Hashemi, B.; Rohrbaugh, D. K.; Durst, H. D. Synth. Commun. 1997, 27, 2847. 41 D. J. Adams; A.Goddard, J. H. Clark, D. J. Macquarrie, Chem. Commun. 2000, 987. 42 ) W., Z.; He, W.; Chen, C.; Lee, R.; Tan, D.; Lai, Z.; Kong, D.; Yuan, Y.; Huang, K.-W. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 1548 43 http://en.wikipedia.org/wiki/Montreal_Protocol [Online] (2016. 11. 06.) 44 Boiko, V. N.; Shchupak, G. M.; Yagupolskii, L. M.: Zh. Org. Khim, 1977, 13, 1057-1060 45 Popov, V. I.; Boiko, V. N.; Yagupolskii, L. M.: J. Fluorine Chem., 1982, 21, 365-369. 46 A. Harsányi, É. Dorkó, Á. Csapó, T. Bakó, Cs. Peltz, J. Rábai, Journal of Fluorine Chemistry Volume 132 2011 p 1241–1246 47 Wakselman, C.; Tordeaux, M.: J. Org. Chem., 1985, 50, 4047-4051 48 Saul Patai, Thiol group, Part I (Chemistry of Functional Groups), Wiley-VCH, Weinheim, 1974, ISBN: 9780471669470, 9780470771310, DOI: 10.1002/9780470771310 49 (a) Rostami, Abed et al From Tetrahedron Letters, 57(2), 192-195; 2016 (b) Liu, Yajun et al From Advanced Synthesis & Catalysis, 357(10), 2205-2212; 2015 ( c) Qiao, Shu et al From Chinese Journal of Chemistry, 28(8), 1441-1443; 2010 (d) Xu, Hua-Jian et alJournal of Organic Chemistry, 76(7), 2296-2300; 2011 50 (a) Yi, Jun et al From Tetrahedron Letters, 52(2), 205-208; 2011 (b) Takagi, Kentaro From Chemistry Letters, (9), 1307-8; 1985 51 (a) Charles C. Price, Gardner W. Stacy J. Am. Chem. Soc., 1946, 68 (3), pp 498–500 (b) Taldone, Tony et al From Tetrahedron Letters, 53(20), 2548-2551; 2012 (c) Burns, Matthew et alFrom Journal of Organic Chemistry, 75(19), 6347-6353; 2010 52 William G. Hodgson, Sheldon A. Buckler, Grace. Peters J. Am. Chem. Soc., 1963, 85 (5), pp 543–546 53 Robert MacColl, Stanley Windwer J. Phys. Chem., 1970, 74 (6), pp 1261–1266 54 T. Chivers Nature 252, 1974, 32 - 33; 55 T. Chivers and I. Drummond Chem. Soc. Rev., 1973,2, 233-248 56 K. Ganesan, R. C. Malhotra & K. Sekhar Journal of Sulfur Chemistry Volume 26, Issue 4-5, 2005 57 R. N. Haszeldine and B. R. Steele J. Chem. Soc., 1953, 1199-1206,

54