2023 Fiscal Year Annual Research Report

グリーン・サスティナブルケミストリーを指向した実用的なフルオラスイオン液体の創製

Research Project

Project/Area Number	21K05144
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	本田光典金沢大学, 物質化学系, 教授 (60242533)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山口孝浩金沢大学, 物質化学系, 准教授 (90272947) 須田光広金沢大学, 理工研究域, 技術専門職員 (10377400)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	フルオラス / イオン液体 / シロキサン / ハイブリッド材料
Outline of Annual Research Achievements	初年度は、フルオラスタグとして適した構造を検索するために、ケイ素原子上にパーフルオロアルキル基を3つもつシリル基を導入したハロゲン化アルキルを調製した。これをタグとして用い、ピロリジン、またはイミダゾールの窒素原子上に2つの導入したヨージド塩を合成し、引き続くアニオン交換により対応するピロリジニウム、イミダゾリウム塩のライブラリーを構築した。合成したイオン液体のフルオラス性も極めて高い値を示した。また次年度は、粘度低下を目的とするシリルタグに適した構造を検索するために、ケイ素原子上にシロキシ基を3つもつシリル基を導入したハロゲン化アルキルの調製を検討した。分岐型および直鎖型のシロキサン構造をもつシリルアルキル基をフルオラスタグとして用い、ピロリジン、またはイミダゾールの窒素原子上に2つのタグをもつヨージド塩を合成し、これらのアニオン交換により対応する塩のライブラリーを構築した。粘度測定には至らなかったが、一部の化合物において目視で流動性を確認した。最終年度は、これまでに合成したタグの構造を組み合わせ、ケイ素原子上にパーフルオロアルキル基を有する分岐型シロキサン構造をもつハロゲン化アルキルを調整した。これをタグとして用い、ピロリジンの窒素原子上に段階的に導入し、パーフルオロアルキル基を有するシリコーン部を 2 つもつピロリジニウム塩を合成した。期間内に合成したピロリジニウム塩について、相対粘度を測定し、シロキサン構造を持つ塩の粘度が低いことを明らかにした。また、フルオラス性を測定により、パーフルオロアルキル基を有する塩は、いずれも高フルオラス性を示すことを見出した。本研究の成果物は、実用的な粘度をもつフルオラス溶媒とイオン液体の両方の性質を備えた高機能性媒体であり、今後、新規ハイブリッド材料への展開が見込まれる。