PL230763B1 - Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy) etylo]dimetyloamoniowy, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie jako elektrolity - Google Patents

Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy) etylo]dimetyloamoniowy, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie jako elektrolity

Info

Publication number
PL230763B1
PL230763B1 PL416322A PL41632216A PL230763B1 PL 230763 B1 PL230763 B1 PL 230763B1 PL 416322 A PL416322 A PL 416322A PL 41632216 A PL41632216 A PL 41632216A PL 230763 B1 PL230763 B1 PL 230763B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
ethyl
hydroxyethoxy
trifluoromethylsulfonyl
alkyl
bis
Prior art date
Application number
PL416322A
Other languages
English (en)
Other versions
PL416322A1 (pl
Inventor
Juliusz Pernak
Ilona Kędzia
Michał NIEMCZAK
Michał Niemczak
Original Assignee
Politechnika Poznanska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Poznanska filed Critical Politechnika Poznanska
Priority to PL416322A priority Critical patent/PL230763B1/pl
Publication of PL416322A1 publication Critical patent/PL416322A1/pl
Publication of PL230763B1 publication Critical patent/PL230763B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest bis(trifluorometylosulfonylo)imidek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie jako elektrolity.
Przedmiotem wynalazku są amoniowe ciecze jonowe o wzorze ogólnym:
R F3C CF3 w którym:
R oznacza podstawnik alkilowy prostołańcuchowy zawierający od czterech do szesnastu atomów węgla.
Przykładami tego typu związków są:
• bis(trifluorometylosulfonylo)imidek butylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy • bis(trifluorometylosulfonylo)imidek heksylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy • bis(trifluorometylosulfonylo)imidek [2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetylooktyloamoniowy • bis(trifluorometylosulfonylo)imidek decylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy • bis(trifluorometylosulfonylo)imidek dodecylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy • bis(trifluorometylosulfonylo)imidek [2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetylotetradecyloamoniowy • bis(trifluorometylosulfonylo)imidek heksadecylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy Ciecze jonowe to związki chemiczne o budowie jonowej. Składają się one z organicznego kationu, najczęściej amoniowego, odpowiedzialnego za właściwości biologiczne oraz anionu nieorganicznego lub organicznego wpływającego na właściwości fizykochemiczne. Charakterystyczną cechą tych związków jest temperatura topnienia, która nie przekracza wartości 100°C. Ciecze jonowe, ze względu na możliwość łączenia różnych jonów i uzyskaniu związków o konkretnych właściwościach cieszą się ogromnym zainteresowaniem wśród chemików. Dzięki wielofunkcyjnym właściwościom mogą być zastosowane m.in. jako środki ochrony roślin, związki powierzchniowo czynne, substancje dezynfekcyjne czy media reakcji chemicznych oraz enzymatycznych. Należy podkreślić, że ciecze jonowe, będąc związkami nielotnymi i niepalnymi oraz stabilnymi termicznie coraz częściej w literaturze opisywane są jako grupa nowych rozpuszczalników, jako związki o niskiej toksyczności uznawane są za przyjazne dla środowiska.
Ciecze jonowe znalazły również zastosowanie jako elektrolity w superkondensatorach. Zastąpienie elektrolitów wodnych roztworów, których teoretyczne napięcie rozkładu wynosi 1,23 V elektrolitami organicznymi daje możliwość zwiększenia napięcia kondensatora. Wykorzystanie cieczy jonowych jako elektrolitów pozwala pracować w przedziale potencjałowym znacznie przekraczającym 2 V.
Kondensator elektrochemiczny służy do magazynowania energii poprzez akumulację ładunku w podwójnej warstwie elektrycznej utworzonej na granicy faz elektroda-elektrolit. Materiał elektrodowy w superkondensatorach stanowią węgle aktywne charakteryzujące się dużą powierzchnią właściwą 500-2500 m2/g przy stosunkowo niskiej cenie. Dobór odpowiedniego elektrolitu oraz materiału elektrodowego pozwala zwiększyć elektrochemicznie dostępną powierzchnię elektrody a tym samym podnieść pojemność. Pojemność wyrażona jest w faradach, F, która określa ilość zakumulowanego ładunku w zadanym przedziale potencjału. Pojemność właściwą wyraża się w odniesieniu do masy lub objętość lub powierzchni elektrody, odpowiednio F/g, F/cm3, F/cm2.
Istotą wynalazku jest bis(trifluorometylosulfonylo)imidek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy o wzorze ogólnym 1 gdzie: R oznacza podstawnik alkilowy prostołańcuchowy zawierający od czterech do szesnastu atomów węgla, a sposób ich otrzymywania polega na tym, że czwartorzędowy bromek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy o wzorze ogólnym 2, w którym R oznacza podstawnik alkilowy prostołańcuchowy zawierający od czterech do szesnastu atomów węgla, poddaje się reakcji wymiany anionu z solą sodową lub potasową, lub litową, lub amonową kwasu bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowego w stosunku molowym czwartorzędowej soli amoniowej do soli kwasu od 1:0,9 do 1:1,1, korzystnie 1:1, w temperaturze co najmniej 20°C, w środowisku wodnym lub w rozpuszczalniku
PL 230 763 Β1 organicznym z grupy: metanol, etanol, propanol, izopropanol, butanol, po czym z rozpuszczalnika organicznego odsącza się powstały nieorganiczny produkt uboczny, z przesączu odparowuje się rozpuszczalnik, a produkt reakcji suszy się.
Drugi sposób otrzymywania polega na tym, że czwartorzędowy bromek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy o wzorze ogólnym 2, w którym R oznacza podstawnik alkilowy prostołańcuchowy zawierający od czterech do szesnastu atomów węgla, rozpuszcza się w wodzie, miesza się z solą sodową, lub potasową, lub litową, lub amonową bis(trifluorometylosulfonylo)imidku rozpuszczoną w wodzie, o stężeniu co najmniej 1%, w stosunku molowym bromku alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego do soli od 1:1 do 1:1,05, korzystnie 1:1, w temperaturze od 20 do 60°C, korzystnie 20°C, w czasie co najmniej 2 minut, następnie oddziela produkt reakcji w postaci drugiej fazy, przemywa kilkakrotnie wodą i suszy.
Kolejny sposób otrzymywania polega na tym, że czwartorzędowy bromek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy o wzorze ogólnym 2, w którym R oznacza podstawnik alkilowy prostołańcuchowy zawierający od czterech do szesnastu atomów węgla, poddaje się reakcji wymiany anionu z solą sodową lub potasową, lub litową, lub amonową kwasu bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowego w stosunku molowym czwartorzędowej soli amoniowej do soli kwasu 1:1, w temperaturze co najmniej 20°C, w środowisku wodnym lub w rozpuszczalniku organicznym z grupy: metanol, etanol, propanol, izopropanol, butanol, po czym roztwór umieszcza się temp -20°C, następnie z rozpuszczalnika organicznego odsącza się powstały nieorganiczny produkt uboczny, a z przesączu odparowuje się rozpuszczalnik. Otrzymaną cieczjonową rozpuszcza się w acetonie w celu oczyszczenia związku, z rozpuszczalnika odsącza się pozostałość soli nieorganicznej, z przesączu odparowuje się rozpuszczalnik, a produkt reakcji suszy się.
Zastosowanie bis(trifluorometylosulfonylo)imidku alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego w postaci czystej jako niewodny elektrolit kondensatora elektrochemicznego.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-ekonomiczne:
• opracowano metodę otrzymywania nowej grupy amoniowych cieczy jonowych zawierających kation alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy i anion bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowy, • ciecze te posiadają niemierzalną prężnością par nad swą powierzchnią, są to związki nielotne, • otrzymane ciecze jonowe wykazują stabilność termiczną w szerokim zakresie temperatur, • wydajności reakcji otrzymywania cieczy jonowych z kationem alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowym i anionem bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowym, mieści się w granicach od 90 do 99%, • syntezowane amoniowe ciecze jonowe są nie rozpuszczalne w wodzie, natomiast dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych takich jak metanol, chloroform, acetonitryl, izopropanol, octan etylu, • możliwość pracy superkondensatora w przedziale potencjałowym przekraczającym 2,5 V, • wysoki stopień penetracji struktury materiału elektrodowego niewodnym elektrolitem, • możliwość stosowania elektrolitu nie zawierającego metali ciężkich i ich związków.
Przykład 1.
Sposób otrzymywania bis(trifluorometylosulfonylo)imidku butylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego, IL-1
W kolbie zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne umieszczono 5,40 g (0,02 mola) bromku butylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego rozpuszczonego w 10 cm3 wody destylowanej, następnie dodano stechiometryczną ilość bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu rozpuszczonego w 10 cm3 wody destylowanej. Roztwór mieszano w temperaturze 40°C przez okres 15 minut, a następnie produkt ekstrahowano z mieszaniny octanem etylu. Fazę organiczną oddzielono, przemyto 5 razy wodą destylowaną, po czym odparowano rozpuszczalnik na wyparce próżniowej rotacyjnej. Produkt suszono w suszarce próżniowej przez 4 godziny w temperaturze 50°C. Wydajność reakcji wyniosła 93%.
Strukturę produktu potwierdzono wykonując widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1 H NMR (CDCh) δ [ppm] = 0,96 (t, J = 7,26 Hz, 3H), 1,36 (m, 2H), 1,71 (m, 2H), 3,03 (s, 2H), 3,09 (s, 6H), 3,31 (t, J = 7,57, 4H), 3,58 (m, 2H), 3,87 (m, 2H);
1 3C NMR (CDCh) δ [ppm] = 121,86; 72,37; 65,92; 64,30; 63,39; 61,06; 51,44; 24,29; 19,21; 13,08.
PL 230 763 Β1
Analiza elementarna CHN dla C12H24F6N2O6S2 (Mmoi = 470,5 g/mol):
wartości obliczone (%): C = 30,64; H = 5,14; N = 5,95;
wartości zmierzone: C = 31,02; H = 5,62; N = 6,25.
Przykład 2.
Sposób otrzymywania bis(trifluorometylosulfonylo)imidku heksylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego, IL-2
W reaktorze zaopatrzonym w mieszadło magnetyczne umieszczono 2,98 g (0,010 mola) bromku heksylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego rozpuszczonego w 15 cm3 wody destylowanej. Następnie do kolby dodano przy ciągłym mieszaniu 2,87 g (0,010 mola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu rozpuszczonego w 15 cm3 wody destylowanej. Roztwór mieszano przez okres 30 minut w temperaturze 40°C, a następnie produkt ekstrahowano z mieszaniny chloroformem. Fazę organiczną oddzielono i przemyto 4 razy wodą destylowaną. Następnie odparowano rozpuszczalnik na wyparce próżniowej rotacyjnej, a produkt suszono w suszarce próżniowej przez 2 godziny w temperaturze 50°C. Wydajność reakcji wyniosła 95%.
Strukturę produktu potwierdzono wykonując widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1 H NMR (CDCh) δ [ppm] = 0,91 (t, J = 7,22 Hz, 3H), 1,31 (m, 6H), 1,73 (m, 2H), 3,24 (m, 2H), ,30 (s, 6H), 3,42 (m, 4H), 3,56 (m, 2H), 3,81 (m, 2H);
1 3C NMR (CDCh) δ [ppm] = 149,01; 70,00; 67,59; 65,31; 64,71; 61,32; 52,66; 31,55; 25,42; 23,97; 22,70; 14,10.
Analiza elementarna CHN dla C14H28F6N2O6S2 (Mmoi = 498,5 g/mol):
wartości obliczone (%): C = 33,73; H = 5,66; N = 5,62;
wartości zmierzone: C = 33,01; H = 5,98; N = 5,96.
Przykład 3.
Sposób otrzymywania bis(trifluorometylosulfonylo)imidku [2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetylooktyloamoniowego, IL-3
W kolbie zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne umieszczono 3,27 g (0,010 mola) bromku oktylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego rozpuszczonego w 15 cm3 metanolu. Następnie do kolby dodano 3,45 g (0,012 mola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu rozpuszczonego w 15 cm3 metanolu. Reakcję prowadzono w temperaturze pokojowej przez 15 minut. Następnie mieszaninę umieszczono na 15 minut w temperaturze -20°C, po czym odsączono wytrącony osad soli nieorganicznej, a metanol odparowano za pomocą wyparki próżniowej rotacyjnej. Następnie mieszaninę rozpuszczono w acetonie, oddzielono wytrącony osad z nadmiaru reagenta, a przesącz odparowano na wyparce próżniowej rotacyjnej. Produkt suszono w suszarce próżniowej przez 2 godziny w temperaturze 40°C. Otrzymano ciecz z wydajnością 92%.
Strukturę produktu potwierdzono wykonując widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1 H NMR (CDCh) δ [ppm] = 0,88 (t, J = 7,21,3H), 1,31 (m, 10H), 1,73 (m, 2H), 3,23 (m, 2H), 3,31 (s, 6H), 3,40 (m, 4H), 3,50 (m, 2H), 3,90 (m, 2H);
1 3C NMR (CDCh) δ [ppm] = 142,01; 70,23; 67,74; 65,33; 64,71; 61,72; 51,98; 31,92; 29,36; 26,87; 25,51; 22,36; 14,47.
Analiza elementarna CHN dla C16H32F6N2O6S2 (Mmoi = 526,6 g/mol):
wartości obliczone (%): C = 36,50; H = 6,13; N = 5,32;
wartości zmierzone: C = 36,11; H = 6,97; N = 5,96.
Przykład 4.
Sposób otrzymywania bis(trifluorometylosulfonylo)imidku decylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego, IL-4
W reaktorze zaopatrzonym w mieszadło magnetyczne umieszczono 3,55 g (0,010 mola) bromku decylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego rozpuszczonego w 15 cm3 wody destylowanej. Następnie do kolby dodano 3,16 g (0,011 mola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu rozpuszczonego w 15 cm3 wody destylowanej. Reakcję prowadzono przez 45 minut w temperaturze 40°C, po czym odparowano wodę, a surowy produkt dokładnie osuszono. Następnie rozpuszczono go w izopropanolu, odsączono wytrącony osad, a rozpuszczalnik odparowano na wyparce próżniowej rotacyjnej. Produkt suszono w suszarce próżniowej przez 2 godziny w temperaturze 40°C. Wydajność reakcji wyniosła 91 %.
PL 230 763 Β1
Strukturę produktu potwierdzono wykonując widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1 H NMR (CDCh) δ [ppm] = 0,89 (t, J = 7,19, 3H), 1,26 (m, 14H), 1,71 (m, 2H), 3,22 (m, 2H), 3,33 (s, 6H), 3,43 (m, 4H), 3,52 (m, 2H), 3,88 (m, 2H);
1 3C NMR (CDCh) δ [ppm] = 148,20; 70,39; 67,12; 65,87; 64,25; 61,24; 52,78; 31,88; 29,61; 29,36; 26,98; 25,81; 22,41; 14,21.
Analiza elementarna CHN dla C18H36F6N2O6S2 (Mmoi = 554,6 g/mol):
wartości obliczone (%): C = 38,98; H = 6,54; N = 5,05;
wartości zmierzone: C = 39,15; H = 6,33; N = 5,15.
Przykład 5.
Sposób otrzymywania bis(trifluorometylosulfonylo)imidku dodecylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego, IL-5
W kolbie okrągłodennej zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne umieszczono 3,44 g (0,009 mola) bromku dodecylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego rozpuszczonego w 10 cm3 etanolu. Następnie do kolby dodano stechiometryczną ilość (0,009 mola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu rozpuszczonego w 10 cm3 etanolu. Reakcję prowadzono w temperaturze pokojowej przez 60 minut. Wytrącony osad odsączono, a etanol odparowano na próżniowej wyparce rotacyjnej. Produkt suszono w suszarce próżniowej przez 2 godziny w temperaturze 40°C. Wydajność reakcji wyniosła 96%.
Strukturę produktu potwierdzono wykonując widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1 H NMR (CDCh) δ [ppm] = 0,88 (t, J = 6,99, 3H), 1,28 (m, 18H), 1,73 (m, 2H), 3,11 (m, 2H), 3,30 (s, 6H), 3,46 (m, 4H), 3,57 (m, 2H), 3,87 (m, 2H);
1 3C NMR (CDCh) δ [ppm] = 143,11; 71,25; 67,41; 65,26; 64,78; 61,32; 52,25; 29,71; 29,21; 26,21; 25,21; 22,78; 14,19.
Analiza elementarna CHN dla C20H40F6N2O6S2 (Mmoi = 582,7 g/mol):
wartości obliczone (%): C = 41,23; H = 6,92 N = 4,81;
wartości zmierzone: C = 41,85; H = 6,88; N = 4,99.
Przykład 6.
Sposób otrzymywania bis(trifluorometylosulfonylo)imidku [2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetylotetradecyloamoniowego, IL-6
W reaktorze zaopatrzonym w mieszadło magnetyczne umieszczono 4,10 g (0,010 mola) bromku [2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetylotetradecyloamoniowego rozpuszczonego w 10 cm3 metanolu. Następnie do kolby dodano stechiometryczną ilość (0,010 mola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu rozpuszczonego w 10 cm3 metanolu. Reakcję prowadzono w temperaturze pokojowej przez 60 minut. Odsączono wytrącony osad soli nieorganicznej, a rozpuszczalnik odparowano na próżniowej wyparce rotacyjnej. Produkt suszono w suszarce próżniowej przez 2 godziny w temperaturze 40°C. Wydajność reakcji wyniosła 95%.
Strukturę produktu potwierdzono wykonując widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1 H NMR (CDCh) δ [ppm] = 0,87 (t, J = 6,78, 3H), 1,29 (m, 22H), 1,71 (m, 2H), 3,21 (m, 2H), 3,30 (s, 6H), 3,42 (m, 4H), 3,59 (m, 2H), 3,88 (m, 2H);
1 3C NMR (CDCh) δ [ppm] = 146,01; 70,45; 67,88; 65,33; 64,87; 61,10; 52,69; 31,98; 29,71; 29,31; 26,71; 25,91; 22,58; 14,29.
Analiza elementarna CHN dla C22H44F6N2O6S2 (Mmoi = 610,71 g/mol):
wartości obliczone (%): C = 43,27; H = 7,26 N = 4,59;
wartości zmierzone: C = 42,85; H = 7,88; N = 4,89.
Przykład 7.
Sposób otrzymywania bis(trifluorometylosulfonylo)imidku heksadecylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego, IL-7
W kolbie okrągłodennej zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne umieszczono 4,38 g (0,010 mola) bromku heksadecylo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego rozpuszczonego w 10 cm3 wody. Następnie do kolby dodano stechiometryczną ilość (0,010 mola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku litu rozpuszczonego w 10 cm3 wody. Reakcję prowadzono w temperaturze pokojowej przez 30 minut. Produkt ekstrahowano z mieszaniny chloroformem. Fazę organiczną oddzielono i prze
PL 230 763 Β1 myto 4 razy wodą destylowaną. Następnie rozpuszczalnik odparowano na próżniowej wyparce rotacyjnej. Produkt suszono w suszarce próżniowej przez 2 godziny w temperaturze 40°C. Wydajność reakcji wyniosła 96%.
Strukturę produktu potwierdzono wykonując widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:
1 H NMR (CDCh) δ [ppm] = 0,90 (t, J = 7,12, 3H), 1,28 (m, 26H), 1,77 (m, 2H), 3,27 (m, 2H), 3,31 (s, 6H), 3,43 (m, 4H), 3,57 (m, 2H), 3,82 (m, 2H);
1 3C NMR (CDCh) δ [ppm] = 145,01; 70,39; 67,52; 65,39; 64,12; 60,98; 52,02; 31,99; 29,54; 29,11; 26,89; 25,11; 22,92; 14,97.
Analiza elementarna CHN dla C24H48F6N2O6S2 (Mmoi = 638,77 g/mol):
wartości obliczone (%): C = 45,13; H = 7,57; N = 4,39;
wartości zmierzone: C = 44,25; H = 7,21; N = 4,99.
Przykład zastosowania
Zastosowanie bis(trifluorometylosulfonylo)imidków alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowych jako niewodne elektrolity.
Przewodnictwo właściwe wykonano dla cieczy jonowych będących cieczami w temperaturze pokojowej, za pomocą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (ang. EIS- Electrochemical Impedance Spectroscopy). Zakres częstotliwości wynosił od 500 kHz do 1 Hz. Pomiary zostały przeprowadzone w temperaturze 20°C. Eksperyment przeprowadzono w szczelnie zamkniętej celi pomiarowej typu Swagelok, która posiadała elektrody ze stali nierdzewnej. Przewodnictwo zostało obliczone według wzoru:
l w którym: I - oznacza odległość pomiędzy elektrodami [cm], A - powierzchnia elektrod [cm2], R - opór [Ω]. Uzyskane wyniki zestawiono w tabeli 1:
Tabela 1.
Przewodnictwo alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowych cieczy jonowych w temperaturze 20°C.
Ciecz Podstawnik R Przewodnictwo [mS/cm]
iL-1 Butyl 0,701
iL-2 Heksyl 0,603
IL-3 Oktyl 0,396
IL-4 Decyl 0,286
IL-5 Dodecyl 0,219
IL-7 Heksadecyl__ 0,188
Wartości dla otrzymanych alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowych cieczy jonowych dowodzą, że przewodzoną one prąd elektryczny, zatem mogą zostać z powodzeniem wykorzystane jako niewodny elektrolit kondensatora elektrochemicznego.

Claims (5)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy o wzorze ogólnym 1 gdzie: R oznacza podstawnik alkilowy prostołańcuchowy zawierający od czterech do szesnastu atomów węgla.
  2. 2. Sposób otrzymywania bis(trifluorometylosulfonylo)imidku alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetylo-amoniowego, określonego zastrz. 1, znamienny tym, że czwartorzędowy bromek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy o wzorze ogólnym 2, w którym R oznacza podstawnik alkilowy prostołańcuchowy zawierający od czterech do szesnastu atomów węgla, poddaje się reakcji wymiany anionu z solą sodową lub potasową, lub litową, lub amonową kwasu bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowego w stosunku molowym czwartorzędowej soli amoniowej do soli kwasu od 1:0,9 do 1:1,1, korzystnie 1:1, w temperaturze co najmniej 20°C,
    PL 230 763 Β1 w środowisku wodnym lub w rozpuszczalniku organicznym z grupy: metanol, etanol, propanol, izopropanol, butanol, po czym z rozpuszczalnika organicznego odsącza się powstały nieorganiczny produkt uboczny, z przesączu odparowuje się rozpuszczalnik, a produkt reakcji suszy się.
  3. 3. Sposób otrzymywania bis(trifluorometylosulfonylo)imidku alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetylo-amoniowego, określonego zastrz. 1, znamienny tym, że czwartorzędowy bromek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy o wzorze ogólnym 2, w którym R oznacza podstawnik alkilowy prostołańcuchowy zawierający od czterech do szesnastu atomów węgla, rozpuszcza się w wodzie, miesza się z solą sodową, lub potasową, lub litową, lub amonową bis(trifluorometylosulfonylo)imidku rozpuszczoną w wodzie, o stężeniu co najmniej 1%, w stosunku molowym bromku alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowego do soli od 1:1 do 1:1,05, korzystnie 1:1, w temperaturze od 20 do 60°C, korzystnie 20°C, w czasie co najmniej 2 minut, następnie oddziela produkt reakcji w postaci drugiej fazy, przemywa kilkakrotnie wodą i suszy.
  4. 4. Sposób otrzymywania bis(trifluorometylosulfonylo)imidku alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetylo-amoniowego, określonego zastrz. 1, znamienny tym, że czwartorzędowy bromek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetyloamoniowy o wzorze ogólnym 2, w którym R oznacza podstawnik alkilowy prostołańcuchowy zawierający od czterech do szesnastu atomów węgla, poddaje się reakcji wymiany anionu z solą sodową lub potasową, lub litową, lub amonową kwasu bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowego w stosunku molowym czwartorzędowej soli amoniowej do soli kwasu 1:1, w temperaturze co najmniej 20°C, w środowisku wodnym lub w rozpuszczalniku organicznym z grupy: metanol, etanol, propanol, izopropanol, butanol, po czym roztwór umieszcza się temp. -20°C, następnie z rozpuszczalnika organicznego odsącza się powstały nieorganiczny produkt uboczny, a z przesączu odparowuje się rozpuszczalnik. Otrzymaną ciecz jonową rozpuszcza się w acetonie w celu oczyszczenia związku, z rozpuszczalnika odsącza się pozostałość soli nieorganicznej, z przesączu odparowuje się rozpuszczalnik, a produkt reakcji suszy się.
  5. 5. Zastosowanie bis(trifluorometylosulfonylo)imidku alkilo[2-(2-hydroksyetoksy)etylo]dimetylo-amoniowego, określonego zastrz. 1, w postaci czystej jako niewodny elektrolit kondensatora elektrochemicznego.
PL416322A 2016-02-29 2016-02-29 Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy) etylo]dimetyloamoniowy, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie jako elektrolity PL230763B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL416322A PL230763B1 (pl) 2016-02-29 2016-02-29 Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy) etylo]dimetyloamoniowy, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie jako elektrolity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL416322A PL230763B1 (pl) 2016-02-29 2016-02-29 Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy) etylo]dimetyloamoniowy, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie jako elektrolity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL416322A1 PL416322A1 (pl) 2017-09-11
PL230763B1 true PL230763B1 (pl) 2018-12-31

Family

ID=59771932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL416322A PL230763B1 (pl) 2016-02-29 2016-02-29 Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy) etylo]dimetyloamoniowy, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie jako elektrolity

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL230763B1 (pl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL246829B1 (pl) * 2023-02-27 2025-03-17 Politechnika Poznanska Elektrolit akumulatora kwasowo-ołowiowego modyfikowany cieczą jonową, jego zastosowanie i akumulator kwasowo-ołowiowy z elektrolitem modyfikowanym cieczą jonową

Also Published As

Publication number Publication date
PL416322A1 (pl) 2017-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pringle et al. The effect of anion fluorination in ionic liquids—physical properties of a range of bis (methanesulfonyl) amide salts
Min et al. Synthesis and properties of ionic liquids: imidazolium tetrafluoroborates with unsaturated side chains
Zhou et al. New hydrophobic ionic liquids based on perfluoroalkyltrifluoroborate anions
CA2537587C (en) Superhigh purity ionic liquid
Landmann et al. Perfluoroalkyltricyanoborate and Perfluoroalkylcyanofluoroborate Anions: Building Blocks for Low‐Viscosity Ionic Liquids
US20070099079A1 (en) Ionic liquid, method for producing same, double layer capacitor comprising same, and lithium battery
Shaplov et al. New family of highly conductive and low viscous ionic liquids with asymmetric 2, 2, 2-trifluoromethylsulfonyl-N-cyanoamide anion
WO2009136608A1 (ja) イオン液体
JP2005139100A (ja) 常温溶融塩
JP4322004B2 (ja) オニウム塩
JP4076141B2 (ja) ホウ素キレート錯体
Bejan et al. New ionic liquids with the bis [bis (pentafluoroethyl) phosphinyl] imide anion,[(C2F5) 2P (O)] 2N−—Synthesis and characterization
Messadi et al. Syntheses and characterisation of hydrophobic ionic liquids containing trialkyl (2-ethoxy-2-oxoethyl) ammonium or N-(1-methylpyrrolidyl-2-ethoxy-2-oxoethyl) ammonium cations
Belhocine et al. New ionic liquids from azepane and 3-methylpiperidine exhibiting wide electrochemical windows
Zafar et al. Synthesis, structural analysis, electrochemical and magnetic properties of tetrachloroferrate ionic liquids
Fu et al. Ionic liquids based on bis (2, 2, 2-trifluoroethoxysulfonyl) imide with various oniums
JP2017193510A (ja) ケイ素含有硫酸エステル塩
PL230763B1 (pl) Bis(trifluorometylosulfonylo)imidek alkilo[2-(2-hydroksyetoksy) etylo]dimetyloamoniowy, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie jako elektrolity
Min et al. Synthesis and physicochemical properties of ionic liquids: 1-alkenyl-2, 3-dimethylimidazolium tetrafluoroborates
JP2005104846A (ja) 4級アンモニウム系常温溶融塩及びその製造法
Pitkänen et al. Evaluation of short alkyl chain modified [DBU][TFSI] based ionic liquids as supercapacitor electrolytes
Nestor et al. Methimazolium-based ionic liquid crystals: Emergence of mesomorphic properties via a sulfur motif
EP2910558B1 (en) Ionic liquid
KR101162713B1 (ko) 고순도 이온성액체의 제조방법
EP2792671B1 (en) Liquid crystalline compound and electrolyte material