Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Anorganische Chemie

Betreuer: Prof. Dr. Martin Köckerling



Dipl.-Chem. Tim Peppel
(e-mail: tim.peppel@uni-rostock.de )

Synthesen, Strukturen und Eigenschaften Cobalt(II)-basierter Ionischer Flüssigkeiten. Synthesis, Structures, and Properties of Cobalt(II)-Based Ionic Liquids.

Ionische Flüssigkeiten stehen derzeit aufgrund ihrer ungewöhnlichen und für Anwendungen nützlichen Eigenschaften im Fokus vieler Untersuchungen. Übergangsmetallbasierte Ionische Flüssigkeiten haben darüber hinaus interessante magnetische Eigenschaften. Ausgehend von Arbeiten auf dem Gebiet imidazoliumbasierter Tetrahalogenidocobaltate(II), Verbindungen mit tetraedrisch koordinierten [CoX4]2--Komplexanionen (X = Cl, Br), wurde diese Gruppe Co(II)-basierter Ionischer Flüssigkeiten um Komplexanionen des Typs [Co(NCX)4]2- (X = O, S) bzw. [CoBr3Chin]- (Chin = Chinolin) erweitert. Die so dargestellten Verbindungen zeichnen sich durch eine Reihe interessanter Eigenschaften, die so nicht bzw. nur bedingt bei ähnlichen, tetraedrisch koordinierten Tetrahalogenidometallaten gefunden werden können: Verbindungen des Typs (AlkMIm)2[Co(NCX)4] (AlkMIm = 1-Alkyl-3-methylimidazolium, X = O, S) sind in hohen Ausbeuten auf einer Vielzahl synthetischer Routen zugänglich und zeichnen sich durch niedrige Glasübergangstemperaturen (bis zu -78 °C), hohe thermische Stabilitäten (< 250 °C), hervorragende Stabilität gegen Wasser und Luftsauerstoff, sowie durch sehr gute Löslichkeiten in Lösungsmitteln wie Aceton, Acetonitril, Nitromethan und selbst in Wasser aus. Die neu dargestellten Verbindungen wurden intensiv mittels thermischer, spektroskopischer, magnetischer, sowie weiterer physikochemischer Methoden (Dichtebestimmungen, Viskositätsmessungen, Bestimmung der Oberflächenspannungen, Leitfähigkeitsmessungen und Bestimmungen der Verdampfungsenthalpien) untersucht. 25 Substanzen konnten mittels Einkristallstrukturanalyse hinsichtlich ihres Aufbaus im Festkörper analysiert werden.

Ionic Liquids have attracted great interest in recent investigations not least because of their special and useful properties. Transition metal based Ionic Liquids exhibit interesting magnetic properties in addition. The class of tetrahedrally coordinated tetrahalogenido-cobaltates(II) [CoX4]2- has been successfully expanded to [Co(NCX)4]2-- (X = O, S) and [CoBr3Chin]-- (Chin = quinoline), respectively, based complex anions. The synthesized substances feature interesting properties, which cannot be found in comparable tetrahalogenio-metallates: Substances of the type (AlkMIm)2[Co(NCX)4] (AlkMIm = 1-alkyl-3-methylimidazolium, X = O, S) can be isolated in high yield in a variety of synthetic pathways. They show low glass transition temperatures (down to -78 °C), high thermal stabilities (up to 250 °C), are moisture and air insensitive, and are soluble in solvents such as acetone, acetonitrile, nitromethane or even in water. The new compounds were thoroughly thermally, spectroscopically, and magnetically investigated. Further physico chemical properties (densities, viscosities, surface tensions, conductivities and vaporization enthalpies) were also measured. Single crystal X-Ray structures have been established for 25 of the new substances.