Курсовая работа: Синтез солі трибутил – н –гексиламоній йодид

Четвертинні амонієві солі і основи кристалічні речовини, що дуже гігроскопічні, вони «розпливаються» на повітрі. Вони поглинають діоксид вуглецю з повітря, та виділяють аміак з солей амонію. Тим самим руйнуючи структуру солі. Вищі четвертинні солі є олієподібними рідинами. Внаслідок повільного окислення вони темніють на повітрі. При температурі 100 – 150⁰ С розкладаються, причому по різному, в залежності від будови радикалів. Так, з [(CH₃ )₄ N]⁺ OH^- утворюється третинний амін і спирт. При наяві атому Н в β - положенні по відношенню до атому N розпад йде з виділенням третинного аміну, алкену і води (розщеплення за Гофманом):

[(CH₃ )₃ N-CR₂ -CR₂ -H]⁺ OH^- (CH₃ )₃ N + CR₂ =CR₂ + H₂ O

Як що вихідна речовина тетраетиламмоній гідроксид, то при нагріванні йде розпад за такою реакцією:

[(CH₃ )₄ N]⁺ ОН^- СН₃ ОН + (СН₃ )₃ N

Якщо сполука має більш довгі алькільні замісники реакція йде з утворенням алкенів, як зображено вище. [3]

Якщо провести реакцію взаємодії тетраалкіламмонію з бутиллітієм, або з феніллітієм, утворюються сполуки, що називають N – іліди. Наприклад:

метилід триметиламонію

У суміші безводних тетрагідрафурану і диметилсульфоксиду четвертинні основи розщеплюються вже за кімнатної температури. [1,2]

Метилювання аміну до четвертинної амонієвої солі, перетворення останньої у основу і її розкладання застосовується при вивченні алкалоїдів та інших азотистих сполук.

При дії феніллітію на тетраметиламоній хлорид від одного з атомів вуглецю відщеплюється атом водню і утворюється триметиламонійметилід – внутрішня амонієва сіль. Подібні іліди утворюються при перегрупуванні Стівенсона: наприклад, гідроксид фенацилбензилдиметиламонію у водному розчині перетворюється у - бензил - - диметиламіноацетофенон:

Бензіламонієві солі можуть вступати у перегрупування Соммле – Хаузера:

При відновленні четвертинних амонієвих солей, що містять подвійні зв’язки в β, - положеннях, розщеплюється зв'язок C-N.

[C₆ H₅ CH=CHCH₂ NR₃ ]⁺ X^- + 2H = C₆ H₅ CH=CHCH₃ + NR₃ + HX

Четвертинні амонієві солі, що містять хоча б один довгий алкільний ланцюг, мають поверхнево-активні і антисептичні властивості. Їх застосовують як емульгатори, стабілізатори, змочувачі, дезінфікуючі речовини. Четвертинні амонієві солі також використовуються як лікувальні засоби (метацин, квартерон, бензогексоній та ін..), як каталізатори у міжфазному синтезі.

Дані речовини зустрічаються у природі. У багатьох рослинах містяться алкалоїди у вигляді солей, найпростіша четвертинна сіль [(CH₃ )₃ N]⁺ X^- знайдена у морських анемонах і деяких рослинах. Такі сполуки як холін – [(CH₃ )₃ NCH₂ CH₂ OY]⁺ OH^- і ацетилхолін – важливі фізіологічно – активні речовини.

1.2 Методики синтезу

Майже всі методики синтезу четвертинних солей практично однакові. Справа в тому, що вихід цих солей досить маленький, щоб підвищувати цей вихід реакцію проводять у апротонних неполярних розчинниках, які значно покращують швидкість реакції і вихід продукту.

Для синтезу четвертинних солей з малими алькільними замісниками, з йод похідних суміш можна навіть не гріти, кристали утворюються просто при змішуванні речовин. При використанні більш великих замісників застосовують нагрівання, іноді досить тривале.

Для синтезу трибутил-н-гексиламоній йодиду можна використати наступні методики:

1 спосіб.

У співвідношенні один до одного змішують трибутиламін та йодистий гексил в ацетонітрилі. Суміш нагрівають протягом 22 годин в атмосфері аргону. Після цього реакційну суміш випарюють, до мінімальної маси і висаджують діетиловим ефіром, або петролейним ефіром. Сушать синтезовану речовину у вакуумі, для запобігання окислення.

2 спосіб.

У співвідношенні один до одного змішують трибутиламін і йодистий гексил в ацетонітрилі. Сіміш нагрівають протягом 48 годин, час від часу перемішуючи, в інертній атмосфері. Осадження проводять діетиловим ефіром, або петролейним ефіром. Каламуть, що утворилась під час осадження ще раз нагрівають, для того, щоб сіль зібралась на дні, потім знов промивають ефіром, сушать у вакуумі. [5]

3 спосіб.

У співвідношенні один до одного змішують трибутиламін і йодистий гексил в диметилформаміді, або диметилсульфоксиді, нагрівають суміш протягом 10-15 годин, після чого осаджують сіль петролейним ефіром, або діетиловим ефіром. Сушать у інертній атмосфері. Вихід: 55-60%. [6]