view in publisher's site

Scalable, Safer, and Greener Syntheses of Vinylimidazoles via Reactive Distillation of Hydroxyethylimidazole Intermediates

ABSTRACT 1‐vinylimidazole has been extensively utilized by the polymer science community, due to its high reactivity for free‐radical polymerization and the variety of uses for both neutral poly(vinylimidazole) and cationic poly(vinylimidazolium) forms. While much rarer, 4‐vinylimidazoles and 2‐vinylimidazoles are also relevant although less synthetically accessible. In comparison to conventional methods for the synthesis of vinylimidazole derivatives from energy intensive reaction conditions utilizing hazardous, gaseous precursors, herein we demonstrate a simple and versatile two‐step method applied to the synthesis of seven N‐vinylimidazoles with different substituents as well as an initial demonstration of a facile method to synthesize the rare compound 1‐methyl‐2‐vinylimidazole. The process relies upon the synthesis of N‐hydroxyethylimidazole precursors via a ring opening reaction from substituted imidazoles with ethylene carbonate, a “green” substance formed from CO2 and ethylene oxide. For the synthesis of 1‐methyl‐2‐vinylimidazole, the hydroxyethylimidazole intermediate is conveniently formed from 1,2‐dimethylimidazole and paraformaldehyde. These hydroxyethylimidazoles are subsequently dehydrated to the corresponding 1‐ or 2‐vinylimidazole forms using a base‐catalyzed reactive distillation. The optimization of process conditions is discussed, and properties of the vinyl imidazole derivatives were computationally studied using DFT calculations. This work seeks to reveal the scalable synthetic methods of previously inaccessible, vinylimidazole compounds which can enable the design of new polymers.

سنتزهای مقیاس پذیر، ایمن، و گرینر از ترکیبات وینیلیمیدازولها از طریق تجزیه واکنشی اینترمدیت های هیدروکسی اتیل ایمیدازول

چکیده ۱- وینیل ایمیدازول به دلیل واکنش‌پذیری بالای آن برای پلیمریزاسیون رادیکال آزاد و کاربردهای متعدد آن برای هر دو نوع پلی (وینیل ایمیدازول)خنثی و کاتیونی (وینیل ایمیدازول)به طور گسترده توسط جامعه علوم پلیمر مورد استفاده قرار گرفته‌است. درحالیکه نادرتر، ۴ - وینیل ایمیدازولها و ۲ - وینیل ایمیدازولها نیز مرتبط هستند اما دسترسی مصنوعی کمتری دارند. در مقایسه با روش‌های مرسوم برای سنتز مشتقات وینیلیمیدازول از شرایط واکنش شدید انرژی با استفاده از پری کورسورهای گازی خطرناک، در اینجا ما یک روش دو مرحله‌ای ساده و چند منظوره به کار رفته در سنتز هفت N - وینیلیمی ایمیدازولها با جانشین‌های مختلف و نیز یک نمایش اولیه از یک روش آسان برای سنتز ترکیب نادر ۱ - متیل - ۲ - وینیلیمیدازول را نشان می‌دهیم. این فرآیند متکی بر سنتز پیش سازه‌ای N - هیدروکسی اتیل ایمیدازول از طریق یک واکنش باز شدن حلقه از ایمیدازول های جانشین شده با اتیلن کربنات، یک ماده "سبز" تشکیل‌شده از CO۲ و اکسید اتیلن است. برای سنتز ۱ - متیل - ۲ - وینیلیمیدازول، واسط هیدروکسی اتیل ایمیدازول به راحتی از ۱ و ۲ - دی متیل ایمیدازول و پارافرمالدهید تشکیل می‌شود. این هیدروکسی اتیل ایمیدازولها متعاقبا با استفاده از روش تقطیر واکنشی کاتالیز شده با بیس، برای شکل‌های ۱ یا ۲ - وینالیمیدازولها هیدراته می‌شوند. بهینه‌سازی شرایط فرآیند مورد بحث قرار گرفت و ویژگی‌های مشتقات وینیل ایمیدازول با استفاده از محاسبات DFT از نظر محاسباتی مورد مطالعه قرار گرفت. این کار به دنبال آشکار کردن روش‌های مقیاس پذیر مصنوعی ترکیبات وینی‌لیمیدازول است که قبلا غیرقابل‌دسترس بودند و می‌توانند طراحی پلیمرهای جدید را ممکن سازند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Polymers and Plastics
  • ترجمه مقاله Polymers and Plastics
  • مقاله پلمیرها و پلاستیک
  • ترجمه مقاله پلمیرها و پلاستیک
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.