Chirale Ionische Flüssigkeiten in der homogenen Katalyse

B(OH) 3
+
NaOH
+
2
HO
[MeOct 3N][Cl],
Aceton
-NaCl
O
Chirale Ionische Flüssigkeiten
OH
O
OH
HO O
27
H 2O
100 °C
O
O O
O
6
Abbildung 7: Syntheseroute der Methyltrioctylammoniumdimalatoborat-IL 6. [19]
O
B -
O
HO O
O
O
[MeOct 3N] +
B -
O
O O
23
Methytrioctylammoniumchlorid bzw. Aliquat 336®, das häufig zur Phasentransferkatalyse eingesetzt
wird, ist günstig in technischer Qualität zu erhalten. In dieser Qualitätsstufe enthält das Methytrioctyl-
ammoniumchlorid bis zu 23% Oktanol.
In der Optimierung der Synthese dieser Verbindung soll zum einen der Ionenaustausch und zum
anderen die Reinheit verbessert werden. Für eine Steigerung des Ionenaustausches wird der Einfluss
von Konzentration, Temperatur und Dauer der Reaktion untersucht. Zum Entfernen des Oktanols
bieten sich verschiedene Extraktionstechniken an, die sich darin unterscheiden, ob entweder das
Edukt vor der Synthese aufgereinigt wird, oder aber die IL nach der Synthese. Für die Trocknung der
IL eignen sich ebenfalls mehrere Möglichkeiten, die im weiteren Verlauf der Arbeit dargestellt werden
sollen.
Einfluss von Konzentration und Temperatur
Um den Austauschgrad der Kationen zu erhöhen und damit die Menge an Verunreinigungen zu
senken, wurde untersucht, wie sich eine Erhöhung der Temperatur auf die Austauschreaktion
auswirkt. Als weiterer Optimierungsparameter wurde die Konzentration der Edukte im Lösungsmittel
Aceton verändert und als Vergleichswert die Konzentration des Natriumborats in Aceton angegeben.
Das molare Verhältnis der Edukte wurde während aller Reaktionen konstant gehalten
(Natriumborat : Methytrioctylammoniumchlorid = 1 : 1).
Durch Senken der Borat-Konzentration von 0.40 mmol/ml auf 0.22 mmol/ml stieg der Ionenaustausch
bereits auf 87 % an (Tabelle 3). Erhöhte man bei gleicher Konzentration die Reaktionstemperatur auf
60 °C wurde bereits ein Austausch von 94 % erreicht. Weiteres Senken der Konzentration bei
steigender Temperatur führte schließlich zu vollständigem Austausch nach 18 h bei 0.05 mmol/ml und
80 °C. Das Produkt konnte mit 69% Ausbeute isoliert werden. Als Ausbeute ist hierbei die Auswaage
der IL nach Abfiltrieren des NaCls und Entfernen des Lösungsmittels unter verminderten Druck
angegeben. Die IL enthält nach dieser Aufarbeitung noch Wasser und Oktanol als Verunreinigungen.
O
OH
O
O
OH
Na +