Properties of Functionalized Ionic Liquids and their Behavior as Extractants on the Molecular Scale

功能化离子液体的性质及其作为分子尺度萃取剂的行为

• 批准号: 21K04982
• 负责人: 高椋 利幸
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Saga University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04982/
• 关键词: 抽出溶媒; 抽出剤; 水酸基; カルボキシ基; エステル基; ヒドラジド基; ニッケル(II)イオン; 分配係数; 配位能; カルボキシル基; 相分離; 均一液－液抽出法; 液－液抽出; 錯形成平衡定数; 熱力学的諸量; 配位構造

前年度に合成した水酸基、カルボキシ基、エステル基を修飾した機能性イオン液体に加えて、ヒドラジド基修飾のイオン液体を合成した。より正確なデータを得ることを目的とし、①機能性イオン液体のNi2+に対する配位能を確認するために連続変化法を適用した。②水相－機能性イオン液体相間の溶媒抽出が可能であるかを確認するため水との非混和性をスクリーニングした。③前年度よりも幅広いpH範囲でのNi2+抽出実験を行った。①連続変化法では、水酸基、カルボキシ基、ヒドラジド基の機能性イオン液体が、それぞれ、Ni2+に対して2, 4, 4分子配位することを明らかにした。一方、エステル基の配位能は極めて低いことがわかった。②非混和性スクリーニングでは、水酸基、カルボキシ基、エステル基修飾の機能性イオン液体は水と混和せず、2相を形成した。したがって、機能性イオン液体を抽出溶媒としてそのまま用いることができることを再確認した。これに対し、ヒドラジド基修飾のイオン液体はヒドラジド基の親水性のため水と混和した。機能性イオン液体のみでは水相との二相間溶媒抽出に用いることができないため、無修飾のイオン液体を溶媒としてヒドラジド基修飾の機能性イオン液体を抽出剤として溶解することでイオン液体相を形成させて抽出に用いることにした。③硝酸ニッケル(II)水溶液から水酸基、カルボキシ基、エステル基修飾の機能性イオン液体相へのNi2+の抽出実験を行った。抽出平衡後の水相pHが1-8になるように水相の初期pHを調整した。エステル基修飾のイオン液体ではNi2+が抽出されないことが再度確認された。水酸基ではpH > 1.0でわずかに分配係数が上昇した。カルボキシ基では分配係数はpH > 6.0で著しく増加し、Ni2+を良く抽出できることがわかった。ヒドラジド基機能性イオン液体ではイオン液体相が青く着色するほど高い分配係数を示した。

除了上一年合成的羟基，羧基和酯基修饰的功能性离子液体外，还合成了带有夹层基团的离子液体。为了获得更准确的数据，1）采用连续变化方法来确认功能离子液体对Ni2+的协调能力。 2）确认水相和功能性离子液相之间是否有溶剂提取，将膜筛选为与水的不混可能性。 ③Ni2+提取实验在pH范围更大的范围内进行了比上一年。 1）在连续变化方法中，揭示了羟基，羧基和氢氮化基团的功能离子液体分别相对于Ni2+坐标2、4和4分子。另一方面，发现酯组的协调能力极低。 2）在不混溶性屏幕中，用羟基，羧基和酯基修饰的功能离子液体与水不可混杂，并且形成了两个相。因此，已经确认功能性离子液体可以原样用作提取溶剂。相比之下，由于氢氮化物组的亲水性，氢氮化基团修饰的离子液体与水混合。由于单独的功能性离子液体不能用于与水相的两相溶剂提取，因此决定通过将未修饰的离子液体溶解为溶剂作为溶剂和功能性离子液体通过hildazide群以夹层为单位液相形成离子液相，从而形成离子液相。 ③从镍（II）硝酸盐水溶液中提取Ni2+的萃取实验，进行用羟基，羧基和酯基修饰的功能离子液相。调整了水相的初始pH，以使提取平衡后水相的pH值为1-8。再次证实，Ni2+未用酯组修饰的离子液体提取。羟基的分区系数在pH> 1.0时略有增加。羧基的分区系数在pH> 6.0时显着增加，发现Ni2+可以很好地提取。在氢化离子液体中，由于离子液相的蓝色，分区系数显示越高。

项目成果

Thermodynamics for complex formation of boric acid and borate with hydroxy acids and diols

• DOI: 10.1016/j.molliq.2021.117343
• 发表时间: 2021-09-08
• 期刊: JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS
• 影响因子: 6
• 作者: Maseda, Mikio;Miyazaki, Yoshinobu;Takamuku, Toshiyuki
• 通讯作者: Takamuku, Toshiyuki

イオン液体C8PyTFSA-Formamide二成分溶液の混合状態

离子液体C8PyTFSA-甲酰胺二元溶液的混合态

• 发表时间: 2022
• 作者: 杉山 泰啓;二村 竜祐;飯山 拓;山田萌乃，高椋利幸
• 通讯作者: 山田萌乃，高椋利幸

アルコール－水混合溶液中におけるLysozymeおよびb-Lactoglobulinの構造変化

醇-水混合溶液中溶菌酶和β-乳球蛋白的结构变化

• 发表时间: 2021
• 作者: 椿原 樹;二村 竜祐;飯山 拓;佐々木隆，原口知也，貞包浩一朗，岩瀬裕希，高椋利幸
• 通讯作者: 佐々木隆，原口知也，貞包浩一朗，岩瀬裕希，高椋利幸

Effects of self-hydrogen bonding among formamide molecules on the UCST-type liquid?liquid phase separation of binary solutions with imidazolium-based ionic liquid, [C_<i>n</i>mim][TFSI], studied by NMR, IR, MD simulations, and SANS

甲酰胺分子间自氢键对咪唑基离子液体[C_<i>n</i>mim]二元溶液UCST型液液相分离的影响[TFSI

• DOI: 10.1039/d2cp01006b
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Chemistry Chemical Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Kawano Masahiro;Tashiro Atsuya;Imamura Yuki;Yamada Moeno;Sadakane Koichiro;Iwase Hiroki;Matsugami Masaru;Marekha Bogdan A.;Idrissi Abdenacer;Takamuku Toshiyuki
• 通讯作者: Takamuku Toshiyuki

水溶液中におけるアルギニンやそのナトリウム塩とCO2の反応機構解明

阐明精氨酸及其钠盐与CO2在水溶液中的反应机理

• 发表时间: 2022
• 作者: Miyata Kentaro;Yumoto Masaki;Kawata Yasushi;Imai Shinichi;Wada Satoshi;土井雅斗，高椋利幸，梅木辰也
• 通讯作者: 土井雅斗，高椋利幸，梅木辰也