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Role of Tf$$_{2}$$N$$^{-}$$ anions in the ionic liquid-water distribution of europium(III) chelates

ユウロピウム(III)キレートのイオン液体-水分配におけるTf$$_{2}$$N$$^{-}$$アニオンの役割

岡村 浩之; 青柳 登; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 井村 久則*

Okamura, Hiroyuki; Aoyagi, Noboru; Shimojo, Kojiro; Naganawa, Hirochika; Imura, Hisanori*

液-液分配および時間分解レーザー励起蛍光分光法(TRLFS)によって、2-テノイルトリフルオロアセトン(Htta)によるEu(III)キレートのイオン液体-水分配系におけるビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(Tf$$_{2}$$N$$^{-}$$)アニオンの役割を研究した。Eu(tta)$$_{3}$$の分配定数に対するイオン液体の効果を正則溶液論に基づいて評価したところ、1-アルキル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド([C$$_{n}$$mim][Tf$$_{2}$$N])におけるEu(tta)$$_{3}$$の分配定数は、[C$$_{n}$$mim][Tf$$_{2}$$N]中のEu(tta)$$_{3}$$の溶媒和効果により著しく増加することがわかった。また、合成した[Eu(tta)$$_{3}$$(H$$_{2}$$O)$$_{3}$$]のTRLFSから、一連の[C$$_{n}$$mim][Tf$$_{2}$$N]中ではEu(tta)$$_{3}$$キレートはほぼ完全に脱水和することが明らかになった。さらに、20Mの水を含む過塩素酸1-エチル-3-メチルイミダゾリウム([C$$_{2}$$mim][ClO$$_{4}$$])中では、2あるいは3分子の水が配位していたのに対して、0.50 MのTf$$_{2}$$N$$^{-}$$と20 Mの水を含む[C$$_{2}$$mim][Tf$$_{2}$$N, ClO$$_{4}$$]中では水和数は約1となった。これらの結果から、[Eu(tta)$$_{3}$$(H$$_{2}$$O)$$_{3}$$]の配位水がTf$$_{2}$$N$$^{-}$$アニオンに置換されることが示された。実際、[C$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N]存在下におけるエレクトロスプレーイオン化質量分析法により、アニオン性の付加物[Eu(tta)$$_{3}$$(Tf$$_{2}$$N)]$$^{-}$$が観測された。

The role of bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (Tf$$_{2}$$N$$^{-}$$) anions in the ionic liquid-water distribution systems of the Eu(III) chelates with 2-thenoyltrifluoroacetone (Htta) was investigated by the liquid-liquid distribution and time-resolved laser-induced fluorescence spectroscopy (TRLFS). The effect of the ionic liquids on the distribution constant of Eu(tta)$$_{3}$$ was evaluated by the regular solution theory. The distribution constant of Eu(tta)$$_{3}$$ in 1-alkyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide ([C$$_{n}$$mim][Tf$$_{2}$$N]) was increased dramatically by the solvation effects of Eu(tta)$$_{3}$$ in [C$$_{n}$$mim][Tf$$_{2}$$N]. TRLFS for [Eu(tta)$$_{3}$$(H$$_{2}$$O)$$_{3}$$] synthesized revealed that the Eu(tta)$$_{3}$$ chelate was almost completely dehydrated in a series of [C$$_{n}$$mim][Tf$$_{2}$$N]. The Eu(tta)$$_{3}$$ chelate exists as di- or tri-hydrates in 1-ethyl-3-methylimidazolium perchlorate ([C$$_{2}$$mim][ClO$$_{4}$$]) containing 20 M water, whereas mono-hydrated chelate was formed in [C$$_{2}$$mim][Tf$$_{2}$$N, ClO$$_{4}$$] in the presence of 0.50 M Tf$$_{2}$$N$$^{-}$$ and 20 M water. These results show that the coordinated water molecules of [Eu(tta)$$_{3}$$(H$$_{2}$$O)$$_{3}$$] were replaced by the Tf$$_{2}$$N$$^{-}$$ anions. In fact, an anionic adduct, [Eu(tta)$$_{3}$$(Tf$$_{2}$$N)]$$^{-}$$, was observed by electrospray ionization mass spectrometry in the presence of [C$$_{4}$$mim][Tf$$_{2}$$N].

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パーセンタイル:33.34

分野:Chemistry, Multidisciplinary

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