Chirale Ionische Flüssigkeiten in der homogenen Katalyse

Chirale Ionische Flüssigkeiten
Eine weitere Verunreinigung der IL liegt in ihrem Wassergehalt. Sowohl das Natriumborat der
Äpfelsäure, das in Wasser hergestellt wird, als auch das Aliquat 336® enthalten einen gewissen Anteil
Wasser. Die Schwierigkeit bei dem Trocknen von ILs liegt in der hohen Viskosität der Verbindungen,
so dass bisher der Wassergehalt im besten Fall auf 260 ppm gesenkt werden konnte. [82]
Ziel des Trocknens ist, das Wasser selektiv zu entfernen ohne neue Substanzen in die IL zu bringen.
Daher sind Trocknungsmittel, wie sie z.B. für das Vortrocknen von organischen Lösungsmitteln
verwendet werden, im Fall der ILs ungeeignet. Auch das Verwenden von Molsieb gestaltet sich
schwierig, da die Poren mit hochviskoser IL zugesetzt werden, und damit nicht mehr für die Aufnahme
von Wasser zur Verfügung stehen. Alternativ könnte hier eine Lösung des Salzes im organischen
Lösungsmittel mit Molsieb getrocknet werden, was zur Reduktion des Wassergehalts um 88-95%
[82, 84]
führen kann.
Als erfolgreich haben sich für das Trocknen von ILs die Azeotropdestillation und das Hochvakuum
gezeigt und wurden daher in dieser Arbeit miteinander kombiniert. Der Effekt der jeweiligen Methode
ist in Tabelle 4 dargestellt. Der mit Karl-Fischer-Titration bestimmte Wassergehalt des Rohprodukts
von über 7000 ppm konnte durch Azeotropdestillation mit Acetonitril bereits um 61% gesenkt werden.
Hierzu wurde die IL in ca. dem dreifachen Volumen des Lösungsmittels gelöst, das mit Wasser ein
Azeotrop bildet, und für mehre Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde das
Lösungmittel unter Rühren bei 50 °C unter vermindertem Druck entfernt. Durch weiteres Trocken bei
60 °C und p = 4x10 -5 mbar für 48 h wurde eine weitere Reduktion des Wassergehalts um 96% auf
120 ppm erreicht.
Tabelle 4: Trocknen der Borat-IL 6 durch Azeotropdestillation und Vakuum.
2.3.3 Eigenschaften
Trocknungsmethode Wassergehalt [ppm] rel. Reduktion [%]
Roh-IL 7350 -
Azeotropdestillation 2870 61
Vakuum
(p = 4x10 -5 mbar)
120 96
Die Eigenschaften der durch die optimierte Synthese dargestellten IL 6 sind in Tabelle 5 im Vergleich
zu den bisherigen Daten zusammengefasst. Die optimierte Verbindung wies einen um 78%
reduzierten Wassergehalt auf und enthielt, im Rahmen der Nachweisgrenzen der verwendeten
Analytik (NMR), kein Oktanol. Durch das Aufreinigen der IL hat sich der Drehwert der Verbindung um
ca. 19% erhöht, was auf die höhere Reinheit der Verbindung zurückzuführen ist.
Die Auswirkungen der optimierten Synthese sind ebenfalls deutlich in der Glasübergangstemperatur
und der Viskosität zu sehen. Die ursprüngliche IL wies mit 2.4x10 5 cP bereits eine hohe Viskosität auf,
doch wurde diese durch das Entfernen der Verunreinigungen um den Faktor 10 5 auf 4.4x10 10 cP
gesteigert. Die Glasübergangstemperatur von 108 °C lässt darauf schließen, dass die IL nach der
Synthese als unterkühlte Flüssigkeit vorliegt. Aufgrund der hohen Viskosität ist die Kristallisation
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