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Thermally-Stable Imidazolium Dicationic Ionic Liquids with Pyridine Functional Groups
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2020-05-21 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c02473 Coby J. Clarke 1, 2 , Liem Bui-Le 1 , Jason P. Hallett 1 , Peter Licence 2
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2020-05-21 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c02473 Coby J. Clarke 1, 2 , Liem Bui-Le 1 , Jason P. Hallett 1 , Peter Licence 2
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Thermally-stable ionic liquids (ILs) have limited structural possibilities and lack coordinating anions or functional groups. Thermal stability effectively incurs a tunability penalty, limiting ionic liquid function to render them as simple heat-stable fluids. In this work, a series of new thermally-stable dicationic ionic liquids with pyridine functional groups, abbreviated [(C8ImC1)2Py][A]2, are presented and compared to nonfunctional geminal dicationic ILs. All ILs have been thermally characterized to understand their elevated temperature stabilities and the processes that lead to their decomposition. Importantly, functional [(C8ImC1)2Py][A]2 with noncoordinating anions (i.e., [NTf2]−) have thermal stabilities comparable to those of geminal dicationic ILs, with the added advantage of a functional pyridine moiety. Dissolution of Zn[NTf2]2 in [(C8ImC1)2Py][NTf2]2 is demonstrated, and the resulting solutions are characterized to show their liquid properties, high thermal stabilities, and the coordination of the metal center to the functional group. This is the first example of a thermally-stable functional IL with the potential to reclaim the tunable, task-specific nature of ILs at elevated temperatures. Importantly, these properties open new avenues for high-temperature applications of IL by extending their operational ranges; catalysis, metal remediation, and separation-based applications are potential key areas of improvement.
中文翻译：
具有吡啶官能团的热稳定咪唑鎓阳离子液体
热稳定的离子液体（IL）具有有限的结构可能性，并且缺乏配位的阴离子或官能团。热稳定性有效地导致了可调性损失，限制了离子液体的功能以使其成为简单的热稳定流体。在这项工作中，提出了一系列新的具有吡啶官能团的热稳定的双键离子液体，缩写为[（C 8 ImC 1）2 Py] [A] 2，并与非功能性双键双键离子液体进行比较。所有IL均经过热特性分析，以了解其高温稳定性以及导致其分解的过程。重要的是，功能性[[C 8 ImC 1）2 Py] [A]2与非配位阴离子（即，[NTF 2 ] - ）具有与那些孪生双阳离子离子液体，具有官能吡啶部分的附加优点的热稳定性。Zn [NTf 2 ] 2在[（C 8 ImC 1）2 Py] [NTf 2 ] 2中的溶解经证实，所得溶液的特征在于显示其液体性质，高热稳定性以及金属中心与官能团的配位。这是热稳定功能性IL的第一个示例，它有可能在高温下回收IL的可调性，特定任务性质。重要的是，这些特性通过扩展其工作范围为IL的高温应用开辟了新途径。催化，金属修复和基于分离的应用是潜在的关键改进领域。
更新日期：2020-05-21
中文翻译：
具有吡啶官能团的热稳定咪唑鎓阳离子液体
热稳定的离子液体（IL）具有有限的结构可能性，并且缺乏配位的阴离子或官能团。热稳定性有效地导致了可调性损失，限制了离子液体的功能以使其成为简单的热稳定流体。在这项工作中，提出了一系列新的具有吡啶官能团的热稳定的双键离子液体，缩写为[（C 8 ImC 1）2 Py] [A] 2，并与非功能性双键双键离子液体进行比较。所有IL均经过热特性分析，以了解其高温稳定性以及导致其分解的过程。重要的是，功能性[[C 8 ImC 1）2 Py] [A]2与非配位阴离子（即，[NTF 2 ] - ）具有与那些孪生双阳离子离子液体，具有官能吡啶部分的附加优点的热稳定性。Zn [NTf 2 ] 2在[（C 8 ImC 1）2 Py] [NTf 2 ] 2中的溶解经证实，所得溶液的特征在于显示其液体性质，高热稳定性以及金属中心与官能团的配位。这是热稳定功能性IL的第一个示例，它有可能在高温下回收IL的可调性，特定任务性质。重要的是，这些特性通过扩展其工作范围为IL的高温应用开辟了新途径。催化，金属修复和基于分离的应用是潜在的关键改进领域。
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