A range of novel, moisture-stable, Lewis-acidic ionic liquids
has been prepared by mixing appropriate molar ratios of
MCl2 (M = Zn and/or Sn) and quaternary ammonium salts
of formula [Me3NC2H4Y]Cl (Y = OH, Cl, OC(O)Me,
OC(O)Ph); the influence of substituent Y and metal M on the
physical properties of the melts has been investigated.
Ionic liquids, or room temperature molten salts, have attracted
increasing interest over recent years, particularly in the area of
green chemistry, due to their advantageous properties including
negligible vapour pressure and wide liquid range.1–3 Work has
focussed on liquids formed from dialkylimidazolium halides
which are readily prepared from 1-methylimidazole and a slight
excess of the desired haloalkane.4 Addition of a suitable molar
ratio of aluminium chloride to these salts gives rise to ionic
liquids containing complex metal anions which have been used
in a number of applications such as electroplating, electrochemical
devices and catalysts for organic synthesis.1,4–6 The
main disadvantage of imidazolium-based liquids is their
relatively high cost for bulk applications, whilst chloroaluminate
ionic liquids have the additional problem of their low
tolerance to moisture, necessitating the use of glove box and
Schlenk techniques to prepare and investigate their properties.
The former problem may be overcome by using cheaper
ammonium salts whereas the latter may be solved by replacing
aluminium with less reactive metals.
Recently, Freeman and coworkers have characterised ionic
liquids formed from FeCl2 or FeCl3 and 1-butyl-3-methylimidazolium
chloride.7 However, other examples of ionic liquids
made from metal chlorides other than aluminium are less well
characterised and are mainly cited in conference proceedings8
or in the patent literature.9,10 Here we report the synthesis and
characterisation of new moisture-stable, Lewis-acidic ionic
liquids made from metal chlorides and quaternary ammonium
salts that are commercially available or simple to synthesise.
These offer the potential to tailor the physical properties e.g.
melting point, viscosity and conductivity, and to tune the Lewis
acidity by choosing a different metal or indeed combinations of
metals.
To investigate the parameters necessary for a salt to be liquid
at or near room temperature we have heated a range of
ammonium salts with zinc chloride in a 1+2 molar ratio and the
results are shown in Table 1.‡ Using salts of symmetrical
cations, H4NCl and Me4NCl, no liquid is formed below 200 °C
whereas with the longer chain NEt4Cl the freezing point was ca.
90 °C. It has been established in the imidazolium systems that
reducing the symmetry of the cation leads to a lower freezing
point for the ionic liquid, thus, we have examined cations of the
general formula Me3NR+. Using Me3NEt+ gives a freezing
range of 53–55 °C, i.e. a reduction of ca. 35 or 140 °C compared
with Et4N+ and Me4N+ respectively. However, we have found
that functionalised ethyl chains, Me3NC2H4Y+, give even lower
freezing points; e.g. if Y = OH or Cl, room temperature liquids
ช่วงของนวนิยายความชื้นมั่นคงของเหลวอิออนลูอิสเป็นกรดได้จัดทำขึ้นโดยการผสมอัตราส่วนโดยโมลที่เหมาะสมของ
MCl2 (M = สังกะสีและ / หรือ Sn)
และเกลือแอมโมเนียมสี่ของสูตร[Me3NC2H4Y] Cl (Y = โอไฮโอ, Cl, OC (O) ฉัน
OC (O) Ph); อิทธิพลของ Y แทนและโลหะ M
ในที่คุณสมบัติทางกายภาพของละลายได้รับการตรวจสอบ. ของเหลวอิออนหรืออุณหภูมิห้องเกลือหลอมเหลวได้ดึงดูดความสนใจที่เพิ่มขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ของเคมีสีเขียวเนื่องจากคุณสมบัติที่ได้เปรียบของพวกเขารวมถึงความดันไอเล็กน้อยกว้างและของเหลวทำงาน range.1-3 ได้เน้นของเหลวที่เกิดจากไลด์ dialkylimidazolium ซึ่งมีการจัดทำอย่างง่ายดายจาก 1 methylimidazole และเล็กน้อยส่วนที่เกินจากการเติมhaloalkane.4 ต้องการของฟันกรามที่เหมาะสมอัตราส่วนของอลูมิเนียมคลอไรด์เกลือเหล่านี้ก่อให้เกิดการไอออนิกของเหลวที่มีแอนไอออนโลหะที่ซับซ้อนที่มีการใช้ในจำนวนของการใช้งานเช่นไฟฟ้า, ไฟฟ้าอุปกรณ์และตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับ synthesis.1,4-6 อินทรีย์ข้อเสียเปรียบหลักของของเหลวimidazolium ที่ใช้เป็นของพวกเขาค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูงสำหรับกลุ่มการใช้งานในขณะที่ chloroaluminate ของเหลวไอออนิกมีปัญหาเพิ่มเติมต่ำของพวกเขาความทนทานต่อความชื้นทั้งนี้การใช้กล่องถุงมือและเทคนิคSchlenk เพื่อเตรียมความพร้อมและตรวจสอบคุณสมบัติของพวกเขา. ปัญหาที่เกิดขึ้นในอดีตอาจจะเอาชนะโดยใช้ราคาถูกกว่าเกลือแอมโมเนียมในขณะที่หลังอาจได้รับการแก้ไขโดยการเปลี่ยนอลูมิเนียมด้วยโลหะมีปฏิกิริยาน้อย. เมื่อเร็ว ๆ นี้ฟรีแมนและเพื่อนร่วมงานมีความโดดเด่นอิออนของเหลวที่เกิดจากFeCl2 หรือ FeCl3 1 บิวทิล-3-methylimidazolium chloride.7 อย่างไรก็ตามตัวอย่างอื่น ๆ ของของเหลวไอออนิกที่ทำจากโลหะคลอไรด์อื่นนอกเหนือจากอลูมิเนียมไม่ดีโดดเด่นและได้รับการอ้างถึงส่วนใหญ่ในการประชุม proceedings8 หรือ literature.9,10 สิทธิบัตรที่นี่เรารายงานการสังเคราะห์และลักษณะของใหม่ความชื้นมั่นคงอิออนลูอิสเป็นกรดของเหลวที่ทำจากโลหะและคลอไรด์แอมโมเนียมสี่เกลือที่มีในเชิงพาณิชย์หรือง่ายต่อการสังเคราะห์. เหล่านี้มีศักยภาพในการปรับแต่งคุณสมบัติทางกายภาพเช่นการละลายจุดความหนืดและการนำและการปรับแต่งลูอิสเป็นกรดโดยการเลือกโลหะที่แตกต่างกันหรืออันที่จริงการรวมกันของโลหะ. เพื่อตรวจสอบค่าพารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับเกลือจะเป็นของเหลวหรือใกล้อุณหภูมิห้องที่เราได้รับความร้อนช่วงของเกลือแอมโมเนียมคลอไรด์สังกะสีใน 1 + 2 อัตราส่วนโดยโมลและผลที่ได้แสดงให้เห็นในตารางที่1 ‡เกลือการใช้สมมาตรไพเพอร์, H4NCl และ Me4NCl ของเหลวจะเกิดขึ้นไม่ต่ำกว่า 200 องศาเซลเซียสในขณะที่มีห่วงโซ่อีกต่อไป NEt4Cl จุดเยือกแข็งถูกแคลิฟอร์เนีย90 ° C มันได้รับการก่อตั้งขึ้นในระบบ imidazolium ว่าการลดสัดส่วนของไอออนบวกที่นำไปสู่การแช่แข็งที่ต่ำกว่าจุดของเหลวไอออนิกจึงเราได้ตรวจสอบประจุบวกของสูตรทั่วไปMe3NR + ใช้ Me3NEt + ให้แช่แข็งช่วง53-55 องศาเซลเซียสเช่นการลดลงของแคลิฟอร์เนีย 35 หรือ 140 องศาเซลเซียสเมื่อเทียบกับEt4N + และ Me4N + ตามลำดับ แต่เราได้พบว่าโซ่เอทิล functionalised, Me3NC2H4Y + ให้ต่ำกว่าจุดแช่แข็ง; เช่นหาก Y = OH Cl หรือของเหลวที่อุณหภูมิห้อง
การแปล กรุณารอสักครู่..
