İyonik sıvıda amin ve ester oluşumu

Abstract

Ekonomik ve ekolojik problemlerden dolayı teknoloji ve sentez kimyasında alternatif çözgenlere ihtiyaç vardır. İdeal çözgen düşük buhar basıncına, düşük toksititeye, termal ve kimyasal kararlılığa ve tekrar kullanılabilme özelliklerine sahip olmalıdır. Ayrıca bu çözgenler bir kimyasal tepkimenin yüksek verimde ve seçicilikte (yaklaşık % 100) olmasını sağlamaktadır. İyonik sıvılar sahip oldukları eşsiz (fiziksel ve kimyasal) özelliklerinden dolayı bu ihtiyaçları büyük ölçüde karşılamaktadır. Şimdiye kadar iyonik sıvılar karbonilasyon, eterifikasyon, aldehit ve ketonların indirgenmesi, çevrilme tepkimeleri, siklo katılma ve polimerizasyon gibi birçok organik tepkimelerde başarılı bir şekilde kullanılmaktadırlar. N-Heterosiklik karbenler (NHC) ve bunlardan sentez edilen geçiş metal kompleksleri, organometalik kimyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu bileşikler güçlü ? -donör ve zayıf ? -akseptör özelliklerinden ve azot atomu üzerindeki sübstitüyentlerin siterik ve elektronik etkileri kontrol edilebildiğinden seçici ve etkin katalizörler olarak önemlidirler. Bu çalışmada iyonik sıvı/NHC katalizör sistemlerinin esterleşme ve aminasyon tepkimeleri üzerindeki katalitik aktiviteleri incelenmiştir. Yapılan çalışmalar ve elde edilen sonuçlar altı başlık altında toplanabilir: 1) Tepkime ortamı olarak kullanılacak, farklı katyon, anyon ve yan zincir içeren iyonik sıvılar (IL1-10) sentezlenmiştir. Bu bileşiklerin yapıları uygun spektroskopik yöntemler ile aydınlatılmıştır. 2) N-naftalenometilbenzimidazol grubu içeren karben öncülleri (1a-f) sentezlenmiş ve yapıları uygun spektroskopik yöntemler ile aydınlatılmıştır. Sentez edilen bu karben öncülleri Ag2CO3 ile etkileştirilerek Ag-NHC kompleksleri (2a-f) ve Ag(I) komplekslerinden Pd-NHC kompleksleri (3a-e) sentezlenmiştir. Bu komplekslerin yapıları uygun spektroskopik yöntemler ile aydınlatılmıştır. 4) Hazırlanan iyonik sıvı tepkime ortamında karboksilik asitlerin esterleşme tepkimeleri incelenmiştir. 5) İyonik sıvı ortamında anilin ve türevlerinin alkilasyonları incelendi. 6) İyonik sıvı ortamında karben öncüleri (1a-f) ve NHC-Pd (3a-e) komplekslerinin aminasyon tepkimelerindeki katalitik aktiviteleri araştırılmıştır.

Alternative solvents are needed in technology and particularly in synthesis due to economical and ecological problems. An ideal solvent must posses some charecteristics like low vapour pressure, low toxicity , being stable termally and chemically and being reusable. Besides, it must ensure high yield as well as specificity (almost %100) in a chemical reaction. The Ionic liquids meet all these requirements in a large extent because of their unique physical and chemical properties. Ionic liquids have been used succesfully in various organic reactions such as carbonylation, esterification, reduction of aldehyde and ketones, rearrangement reactions, cycloaddition and polymerisation reactions. N-heterocyclic carbenes (NHCs) as well as transition metal complexes synthesised from NHCs are used extensively in organometalic chemistry. These compounds are very important specific and effective catalists as they have strong ? -donor and ? -acceptor properties and controlable steric and electronic effects of substituents on nitrogen atom. In this study, catalytic activity of ionic liquids/NHCs on esterification and amination reactions was examined. The study carried out and the results derived from could be collected under six headings: 1) Ionic liquids bearing different cations, anions and side chains to be used in the reactions (IL1-10) were synthesised. The structures of these compounds were identified with spectroscopic methods. 2) The carbene precursors bearing N-naphtelenomethylbenzimidazole (1a-f) were synthesised and the structures were identified with spectroscopic and instrumantal methods. 3) The synthesised carben precursors were reacted with Ag2CO3 and Ag-NHC complexes (2a-f) were obtained and Pd-NHC coplexes (3a-e) were obtained upon interaction with Ag(I). The structures of compounds were identified with spectroscopy. 4) The esterification of carboxylic acids was examined in the prepared ionic liquids reaction mixture. 5) The alkylation of anilin and its derivatives was examined in ionic liquid media. 6) The catalitic activity of carbene precursors (1a-f) and NHC-Pd (3a-e) complexes on hydroamination reactions in ionic liquids mixture was examined .