ISBN 9783843907965

978-3-8439-0796-5, Reihe Organische Chemie

Tobias Schulz
Synthese und physikalisch-chemische Untersuchung von Imidazoliumsalzen und ihren Derivaten

246 Seiten, Dissertation Technische Universität Dresden (2012), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Im Gegensatz zu den kommerziell erhältlichen 1,3-Dialkylimidazoliumsalzen sind 1-Aryl-3-alkylimidazoliumsalze jedoch wenig erforscht und bilden eine neue Klasse von ionischen Flüssigkeiten (Ionic Liquids IL), die Tunable Aryl Alkyl Ionic Liquids (TAAILs).

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Erforschung der physikochemischen Eigenschaften der TAAILs sowie ihre Anwendung in der Übergangsmetallkatalyse und Extraktion von Metallen aus wässrigen Lösungen.

Der Einfluss des Substitutionsmusters am Phenylring, der Kettenlänge und des Gegenions auf die physikochemischen Eigenschaften der TAAILs wurde am Beispiel der Schmelzpunkte untersucht. Dabei lässt sich zeigen, dass Donorsubstituenten im Allgemeinen zu niedrigen Schmelzpunkten und Akzeptorsubstituenten zu höheren Schmelzpunkten führen. Neben der elektronischen Natur wirkt sich auch die Position eines Substituenten auf die Eigenschaften aus, wie sich am Beispiel verschiedener ortho- und para-substituierter TAAILs zeigt. Der Einfluss der Alkylkette zeigt starke Unterschiede zwischen koordinierenden und nicht koordinierenden Gegenionen. Für koordinierende Gegenionen (Halogenide) nimmt der Schmelzpunkt mit steigender Kettenlänge n ab. Im Vergleich zu den 1-Aryl-3- alkyl-1H-imidazoliumbromiden zeigen die analogen Benzyl-Verbindungen niedrigere Schmelzpunkte und keinen signifikanten Kettenlängeneinfluss.

Zur Untersuchung der Extraktion von Metallionen aus wässrigen Lösungen mit TAAILs wurde zunächst ein Screening verschiedener TAAILs mit einer verdünnten wässrigen K2PtCl4-Lösung durchgeführt. Von den getesteten Substanzen zeigen TAAILs mit Undecylkette eine besonders hohe Extraktionsleistung. Im Gegensatz zu den Ergebnissen bei der Katalyse zeigen in der Metallextraktion die Benzyl-TAAILs wesentliche Nachteile gegenüber den TAAILs. Dies deutet darauf hin, dass die Konjugation der beiden aromatischen Ringe essentiell ist für die Rolle als Extraktionsmittel und den TAAILs somit ein Alleinstellungsmerkmal verschafft.