イオン液体中で特有の金属イオン溶媒和クラスターの構造化学と分析化学的展開

离子液体中独特金属离子溶剂化簇的结构化学和分析化学发展

基本信息

批准号：
18850017
负责人：
藤井健太
金额：
$ 1.3万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、イオン液体中の金属イオン溶媒和(金属イオン溶媒和クラスター)に関する構造化学を軸に研究を遂行した。イオン液体,1-ethyl-3-methylimidazolium bis-(trifluoromethanesulfonyl)imide(EMI^+Tf_2N^-)中のLi^+イオンの溶存状態をRaman分光法により調べたところ、Li^+イオンには2つのTf_2N^-アニオンが配位していることが明らかとなった。ここで、イオン液体中のTf_2N^-アニオンは2種類の異性体が平衡で存在すること(C_1およびC_2構造)、両異性体のdipole momentは4.4b(C_1),0.3D(C_2)と大きく異なることがこれまでの研究で分かっている。Ramanスペクトルの詳細な解析により、溶媒和圏内のTf_2N^-アニオンはC_1構造が有利であることが明らかとなり、これはLi^+とTf_2N^-(C_1)の間にイオン-双極子相互作用が働くためと考えられる。さらに、[Li(Tf_2N^-)_2]クラスターについて分子軌道計算を行ったところ、2つのTf_2N^-が酸素原子で二座配位する溶媒和構造となることが分かった。次に、EMI^+Tf_2N^-中の遷移金属イオン(Mn^<2+>,Co^<2+>,Ni^<2+>,Zn^<2+>)の溶媒和構造をRamanおよびIR分光法により調べた。これらの金属イオンへのTf_2N^-アニオン配位数は約3であった(Mn:2.6,Co:2.8,Ni:2.9,Zn:2.6)。また、Co^<2+>,Ni^<2+>を含む溶液に対し、紫外可視吸収スペクトルを測定したところ六配位八面体構造に特徴的なスペクトルを示した。よって、EMI^+Tf_2N^-の遷移金属イオンは、3つのTf_2N^-が酸素原子で二座配位し、六配位八面体構造を形成して溶存することが示唆された。

今年，我们以离子液体中金属离子溶剂化（金属离子溶剂化簇）的结构化学为中心进行了研究。当通过拉曼光谱研究Li^+离子在离子液体1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺(EMI^+Tf_2N^-)中的溶解状态时，发现有两种类型的溶解状态： Li^+ 离子。很明显，Tf_2N^-阴离子是配位的。这里，离子液体中的Tf_2N^-阴离子以两种平衡异构体（C_1和C_2结构）存在，两种异构体的偶极矩都高达4.4b（C_1）和0.3D（C_2）。研究表明存在差异。拉曼光谱的详细分析表明，C_1结构有利于溶剂化层中的Tf_2N^-阴离子，这被认为是由于Li^+和Tf_2N^-(C_1)之间的离子偶极相互作用。为了工作。此外，当我们对[Li(Tf_2N^-)_2]团簇进行分子轨道计算时，我们发现它形成了一个溶剂化结构，其中两个Tf_2N^-与氧原子双齿配位。接下来，我们使用拉曼和光谱研究了 EMI^+Tf_2N^- 中过渡金属离子 (Mn^<2+>、Co^<2+>、Ni^<2+>、Zn^<2+>) 的溶剂化结构。通过红外光谱对其进行研究。 Tf_2N^-阴离子与这些金属离子的配位数约为3(Mn：2.6，Co：2.8，Ni：2.9，Zn：2.6)。此外，当我们测量含有Co 2+ 和Ni 2+ 的溶液的紫外可见吸收光谱时，我们发现了六配位八面体结构的光谱特征。因此，推测EMI^+Tf_2N^-的过渡金属离子溶解为三个Tf_2N^-与氧原子双齿配位，形成六配位八面体结构。