chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2022-17-5-377-383chemicallytech-1879Research ArticleCHEMISTRY AND TECHNOLOGY OF ORGANIC SUBSTANCESХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВBehavior of morpholine and its trimethylsilyl derivative in reactions with trimethylsilyl isocyanateПоведение морфолина и его триметилсилилпроизводного в реакциях с триметилсилилизоцианатомhttps://orcid.org/0000-0002-3920-2908БеловаЛ. О.BelovaL. O.

Белова Лия Олеговна, д.х.н., профессор кафедры химии и технологии элементоорганических соединений им. К.А. Андрианова Института тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Scopus Author ID 7102282244

SPIN-код РИНЦ 3499-7697

Liya O. Belova, Dr. Sci. (Chem.), Professor, K.A. Andrianov Department of Chemistry and Technology of Organoelement Compounds, M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies

86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571

Scopus Author ID 7102282244

RSCI SPIN-code 3499-7697

belova@mirea.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9932-7588ГолубН. А.GolubN. A.

Голуб Наталия Александровна, к.х.н., доцент кафедры химии и технологии элементоорганических соединений им. К.А. Андрианова Института тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Scopus Author ID 56084643600

SPIN-код РИНЦ 4240-3509

Nataliya A. Golub, Cand. Sci. (Chem.) Associate Professor, K.A. Andrianov Department of Chemistry and Technology of Organoelement Compounds, M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies

86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571

Scopus Author ID 56084643600

RSCI SPIN-code 4240-3509

golub@mirea.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4940-292XПлетневаМ. В.PletnevaM. V.

Плетнева Мария Владимировна, к.х.н., доцент кафедры химии и технологии элементоорганических соединений им. К.А. Андрианова Института тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Scopus Author ID 37104888400

SPIN-код РИНЦ 9399-0150

Mariya V. Pletneva, Cand. Sci. (Chem.) Associate Professor, K.A. Andrianov Department of Chemistry and Technology of Organoelement Compounds, M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies

86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571

Scopus Author ID 37104888400

RSCI SPIN-code 9399-0150

pletneva@mirea.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9932-7588КирилинаН. И.KirilinaN. I.

Кирилина Надежда Ивановна, к.х.н., ведущий инженер

111123, Россия, Москва, шоссе Энтузиастов, д. 38

Scopus Author ID 57193056863

SPIN-код РИНЦ 4549-8907

Nadezhda I. Kirilina, Cand. Sci. (Chem.), Leading Engineer

38, Entuziastov shosse, Moscow, 111123

Scopus Author ID 57193056863

RSCI SPIN-code 4549-8907

ous@eos.suhttps://orcid.org/0000-0001-9225-9551КирилинА. Д.KirilinA. D.

Кирилин Алексей Дмитриевич, д.х.н., профессор, заведующий кафедрой химии и технологии элементоорганических соединений им. К.А. Андрианова Института тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Scopus Author ID 6603604447

ResearcherID О-9744-215

SPIN-код РИНЦ 5500-5030

Alexey D. Kirilin, Dr. Sci. (Chem.), Professor, Head of the K.A. Andrianov Department of Chemistry and Technology of Organoelement Compounds, M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies

86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571

Scopus Author ID 6603604447

ResearcherID О-9744-215

RSCI SPIN-code 5500-5030

kirilin@mirea.ruМИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова)РоссияMIREA – Russian Technological University (M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies)Russian FederationГосударственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (ГНИИХТЭОС)РоссияState Research Institute of Chemistry and Technology of Organoelement CompoundsRussian Federation202219112022175377383Copyright © Belova L.O., Golub N.A., Pletneva M.V., Kirilina N.I., Kirilin A.D., 20222022Белова Л.О., Голуб Н.А., Плетнева М.В., Кирилина Н.И., Кирилин А.Д.Belova L.O., Golub N.A., Pletneva M.V., Kirilina N.I., Kirilin A.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/1879

Objectives. To study the patterns of behavior of morpholine and its trimethylsilyl derivative in reactions with trimethylsilyl isocyanate.Methods. The study employed infrared and nuclear magnetic resonance spectroscopy, as well as elemental analysis.Results. The formation of mixtures of tautomeric forms of silicon-containing urea—N-(trimethylsilyl) morpholine-4-carboxamide and trimethylsilylmorpholine-4-carboximidoate—was established.Conclusions. It is shown that the composition and structure of the resulting products are determined both by the presence of a morpholine substituent at the nitrogen atom and by the type of isocyanate used. Unlike the trimethylsilyl derivative of morpholine, morpholine itself reacts with trimethylsilyl isocyanate to form a mixture of tautomeric forms.

Цели. Изучить закономерности поведения морфолина и его триметилсилилпроизводного в реакциях с триметилсилилизоцианатом.Методы. В исследовании использовались методы инфракрасной спектроскопии, спектроскопии ядерного магнитного резонанса и элементного анализа.Результаты. Установлено образование смеси таутомерных форм кремнийсодержащей мочевины: N-(триметилсилил)морфолин-4-карбоксамида и триметилсилилморфолин -4-карбоксимидоата.Выводы. Установлено, что состав и строение образующихся продуктов определяется как наличием заместителя при атоме азота морфолина, так и типом используемого изоцианата. Показано, что, в отличие от триметилсилильного производного морфолина, сам морфолин взаимодействует с триметилсилилизоцианатом с образованием смеси таутомерных форм.

морфолинтриметилсилилизоцианаткремнийсодержащие мочевинытаутомерияамид-изоамидная таутомерияN-(триметилсилил)морфолин4-карбоксамидтриметилсилилморфолин-4-карбоксимидоатmorpholinetrimethylsilyl isocyanatesilicon-containing ureastautomerismamideisoamide tautomerismN-(trimethylsilyl)morpholine-4-carboxamidetrimethylsilylmorpholine-4-carboxyimidoateReferencesRakhlin V.I., Tsyrendorzhieva I.P., Sysoev S.V., Rumyantsev Yu.M., Maslova O.V., Kosinova M.L. 4-(Trimethylsilyl)morpholine: synthesis, characterization, and prospects of use in film deposition processes. Izvestiya Akademii Nauk. Seriya Khimicheskaya. 2017;(12):2283–2289 (in Russ.).Rakhlin V.I., Tsyrendorzhieva I.P., Sysoev S.V., Rumyantsev Yu.M., Maslova O.V., Kosinova M.L. 4-(Trimethylsilyl)morpholine: synthesis, characterization, and prospects of use in film deposition processes. Izvestiya Akademii Nauk. Seriya Khimicheskaya. 2017;(12):2283–2289 (in Russ.).Yoshida K., Liu Q., Yasue R., Wada S., Kimura R., Konishi T., Ogasawara M. Versatile and Enantioselective Preparation of Planar-Chiral Metallocene-Fused 4-Dialkylaminopyridines and Their Application in Asymmetric Organocatalysis. ACS Catalysis. 2020;10(1):292–301. https://doi.org/10.1021/acscatal.9b04438Yoshida K., Liu Q., Yasue R., Wada S., Kimura R., Konishi T., Ogasawara M. Versatile and Enantioselective Preparation of Planar-Chiral Metallocene-Fused 4-Dialkylaminopyridines and Their Application in Asymmetric Organocatalysis. ACS Catalysis. 2020;10(1):292–301. https://doi.org/10.1021/acscatal.9b04438Zhong W., Xu W., Yang Q., Kato T., Liu Y., Maruoka K. A new approach for the copper-catalyzed functionalization of alkyl hydroperoxides with organosilicon compounds via in-situ-generated alkylsilyl peroxides. Tetrahedron. 2022;112:132627. https://doi.org/10.1016/j.tet.2021.132627Zhong W., Xu W., Yang Q., Kato T., Liu Y., Maruoka K. A new approach for the copper-catalyzed functionalization of alkyl hydroperoxides with organosilicon compounds via in-situ-generated alkylsilyl peroxides. Tetrahedron. 2022;112:132627. https://doi.org/10.1016/j.tet.2021.132627Zasukha S., Khairulin A., Shermolovich Y. The reactions of N-trimethylsilyl substituted ethers of α- and β-amino acids with sulfur tetrafluoride and morpholinosulfur trifluoride. J. Sulfur Chem. 2021;42(5):477–489. https://doi.org/10.1080/17415993.2021.1912045Zasukha S., Khairulin A., Shermolovich Y. The reactions of N-trimethylsilyl substituted ethers of α- and β-amino acids with sulfur tetrafluoride and morpholinosulfur trifluoride. J. Sulfur Chem. 2021;42(5):477–489. https://doi.org/10.1080/17415993.2021.1912045Yang J., Shkrob I., Liu K., Connell J., Dietz-Rado N.L., Zhang Z., Liao C. 4-(Trimethylsilyl) Morpholine as a Multifunctional Electrolyte Additive in High Voltage Lithium Ion Batteries. J. Electrochem. Soc. 2020;167(7):070533. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab7a9eYang J., Shkrob I., Liu K., Connell J., Dietz-Rado N.L., Zhang Z., Liao C. 4-(Trimethylsilyl) Morpholine as a Multifunctional Electrolyte Additive in High Voltage Lithium Ion Batteries. J. Electrochem. Soc. 2020;167(7):070533. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab7a9eHerbig M., Kroke E. Low cost apparatus for rapid boiling point determination of small air sensitive samples under inert atmosphere. Thermochimica Acta. 2017;654:81–84. https://doi.org/10.1016/j.tca.2017.05.005Herbig M., Kroke E. Low cost apparatus for rapid boiling point determination of small air sensitive samples under inert atmosphere. Thermochimica Acta. 2017;654:81–84. https://doi.org/10.1016/j.tca.2017.05.005Herbig M., Böhme U., Kroke E. Insertion of CO2 and related heteroallenes into the Si-N-bond of methyl(N-morpholino)silanes. Inorg. Chim. Acta. 2018;73:20–28. https://doi.org/10.1016/j.ica.2017.12.020Herbig M., Böhme U., Kroke E. Insertion of CO2 and related heteroallenes into the Si-N-bond of methyl(N-morpholino)silanes. Inorg. Chim. Acta. 2018;73:20–28. https://doi.org/10.1016/j.ica.2017.12.020Jahn U.A., Schroth W. Novel and simple method for the preparation of imivium salts. Tetrahedron Lett. 1993;34(37):5863–5866. https://doi.org/10.1016/S0040-4039(00)73799-3Jahn U.A., Schroth W. Novel and simple method for the preparation of imivium salts. Tetrahedron Lett. 1993;34(37):5863–5866. https://doi.org/10.1016/S0040-4039(00)73799-3Sinitsa A.D., Parkhomenko N.A., Stukalo E.A. Reactions of trimethylsilylamines with α-substituted alkyl isocyanates. Zhurnal Obshchei Khimii. 1977;47(9):2077–2081 (in Russ.).Sinitsa A.D., Parkhomenko N.A., Stukalo E.A. Reactions of trimethylsilylamines with α-substituted alkyl isocyanates. Zhurnal Obshchei Khimii. 1977;47(9):2077–2081 (in Russ.).Belova L.O., Golub N.A., Storozhenko P.A., Kirilin A.D. Unusual Behavior of Nitrogen-Containing Organosilicon Compounds in the Reactions with Isocyanates. Russ. J. Gen. Chem. 2021;91(5):820–827. https://doi.org/10.1134/S1070363221050108Belova L.O., Golub N.A., Storozhenko P.A., Kirilin A.D. Unusual Behavior of Nitrogen-Containing Organosilicon Compounds in the Reactions with Isocyanates. Russ. J. Gen. Chem. 2021;91(5):820–827. https://doi.org/10.1134/S1070363221050108Original Russian Text: Kozyukov V.P., Sheludyakov V.D., Mironov V.F. Silicon-containing isocyanates. Uspekhi Khimii. 1973;42(8):1451–1480 (in Russ.).Original Russian Text: Kozyukov V.P., Sheludyakov V.D., Mironov V.F. Silicon-containing isocyanates. Uspekhi Khimii. 1973;42(8):1451–1480 (in Russ.).Klebe J.F., Bush J.B., Lyon, J.E. The Addition of Silylamines and Silazanes to Isocyanates J. Am. Chem. Soc. 1964;86(20):4400–4406. https://doi.org/10.1021/ja01074a035Klebe J.F., Bush J.B., Lyon, J.E. The Addition of Silylamines and Silazanes to Isocyanates J. Am. Chem. Soc. 1964;86(20):4400–4406. https://doi.org/10.1021/ja01074a035

The authors declare that there are no conflicts of interest present.