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イオン液体における溶質としての水・有機分子・イオンの動的構造のNMR研究

离子液体中水、有机分子和离子作为溶质的动态结构的核磁共振研究

基本信息

批准号：
18045018
负责人：
若井千尋
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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

イオン液体は新しい溶液反応場として注目されており、反応速度や選択性が有機溶媒及び水中と異なるとの報告が数多くなされているが、「なぜ異なるのか」に対し、イオンによる溶媒和という観点から反応物理化学的研究を行った例はこれまでなかった。本課題では、中性分子による溶媒和ではなく、強いクーロン場を与えるイオンにより溶媒和された水及びベンゼン分子の回転ダイナミクスを研究し、更にイオン液体中における水及びメタノール分子の反応性を明らかにした。イオン液体の性質はアニオンのサイズを変えることでアニオンの作るクーロン場の強さが変わるため、疎水性から親水性へと大きく変えることができる。大きな色素を用いたダイナミクスの研究では,粘度のみが強く反映されており、極性の違いは明確ではなかった。そこで我々はイオン液体にも適用できる新しい溶媒極性指標として、無極性分子であるベンゼンのτ2Rに対する極性分子である水のτ2Rの比τW/Bを提唱した。溶媒のアニオンサイズ効果を調べるために、まず、カチオンを[bmim]に固定し、アニオンを最も小さなCl^-から、CF_3SO_<3^->(TfO)、PF_<6^->、最も大きな(CF_3SO_2)_2N^-(TFSI)アニオンまで、系統的に変えて比較した。得られたτW/Bの値はどのイオン液体においても、流体力学的モデルから予測される値0.11(体積比)より非常に大きな値を示した。さらに、カチオンの効果を調べるために、4級アンモニウム系カチオン2種類をイミダゾリウム系と比較した。その結果、アニオンをTFSIに固定した場合、τW/Bの値に違いは見られず、極性分子の回転にはアニオンが強く影響を与えていることを初めて明らかにした。

A number of reports have been made on the study of physical chemistry of organic solvents and organic solvents, as well as on the study of reaction velocities and selectivity of organic solvents and organic solvents. This topic is to study the solvent and molecular reactivity of neutral molecules, especially water and molecular reactivity in liquids. The properties of the liquid are different from those of the water. In the study of the use of large pigments, the viscosity of the pigment is strongly reflected in the polarity of the pigment. A new solvent polarity index for polar molecules is proposed. The ratio of τ 2 R to τW/B for polar molecules is proposed. The solvent has the effect of adjusting the temperature, temperature and temperature of the system. The solvent has the effect of adjusting the temperature, temperature and temperature of the system. The solvent has the effect of fixing the temperature, temperature and temperature of the system. The solvent has the effect of adjusting the temperature of the system. The solvent The value of τW/B is obtained from the prediction value of 0.11 (volume ratio) for fluid dynamics and from the calculation value of 0.11(volume ratio) for fluid dynamics. The results of this study are as follows: 1. The result is that when the TFSI is fixed, the W/B ratio is different, and the polarity of the molecule is different.