To je velmi dobrá otázka. Tyto sloučeniny byly studovány dostatečně dlouho, aby většina lidí, kteří s nimi pracují, „věděli“ odpovědi na tyto otázky, ale odpovědi jsou pohřbeny v článcích o fyzikální chemii z doby před 20 nebo více lety. Soli imidazoliumtetrafluorborátu jsou populární RTIL, protože 1) mají „správné“ vlastnosti a 2) jsou snadno vyrobitelné.
Pokud jde o tyto sloučeniny, které mají „správné“ vlastnosti: Většina RTIL vyžaduje dvě vlastnosti ionty jejich složek, aby se minimalizovalo mezimolekulární uspořádání, které by způsobilo jejich tuhnutí. Nejprve potřebují kation-aniontový pár, který se nemůže silně sdružovat, a za druhé musí mít nižší symetrii. Soli immidazolium tetrafluorborátu (BF -) mají obě tyto soli. Aromatičnost imidazolu je důležitá. Kladný náboj imidazoliového kationu je distribuován rezonancí aromatického pí systému. Záporný náboj v BF 4 - je distribuován indukčně na čtyři atomy fluoru. Navíc je imidazolium plošné a BF 4 - sférické. Jak difúzní distribuce náboje, tak špatná shoda tvaru zabraňují silnému spojení těchto dvou iontů. Dvě různé alkylové skupiny (ethylová a methylová) na imidazolovém kruhu jsou dostatečné k tomu, aby narušily symetrii systému a zabránily efektivnějšímu balení, což by vedlo k pevné látce.
O jejich snadné syntéze :
Imidazoliové soli se snadno připravují z imidazolu a různých alkylhalogenidů, všechny jsou komerčně dostupné a levné. Převaha aniontu BF 4 - je také výsledkem syntézy. Syntéza imidazoliové soli RTIL začíná imidazolem a alkylhalogenidem, například chlormethanem. Produktem tohoto kroku je 1-methylimidazoliumchlorid. Tato sůl reaguje s dalším alkylhalogenidem, například chlorethanem, v přítomnosti báze, například triethylaminu. Produkty tohoto kroku jsou 1-ethyl-3-methylimidazoliumchlorid a triethylamoniumchlorid. 1-ethyl-3-methylimidazoliumchlorid je pevná látka, protože chloridový iont je malý a koncentrovaný. Tetrafluorborátová sůl se připravuje metathézou solí. 1-ethyl-3-methylimidazoliumchlorid se rozpustí ve vodě a přidá se vodný roztok tetrafluorborátu stříbrného (AgBF4). Chlorid stříbrný, AgCl, je prakticky nerozpustný ve vodě ( K sp = 1,77 x 10 -10 ) a vysráží se. Roztok se filtruje a filtrát se koncentruje, čímž se získá 1-ethyl-3-methylimidazoliumtetrafluoroborát (EMIM BF -). AgBF 4 a AgPF 6 jsou komerčně dostupné, takže tyto ionty uvidíte častěji. Ostatní ionty, i když mají dobré vlastnosti pro iontové kapaliny, nejsou obvykle k dispozici ve formě solí stříbra, takže je nutné tyto reagencie připravit. Již děláte tři reakce, abyste se dostali k EMIM BF 4 - . Kdo chce udělat více syntézy, jen aby vyrobil svá rozpouštědla?