Гіперрозгалужений гуанідинвмісний олігоетер як протонпровідна речовина

Реферат: Гіперрозгалужений гуанідинвмісний олігоетер загальної формули UA 109643 U (12) UA 109643 U NH2 H2N O O O O O O O O O NH2 як протонпровідна речовина. + COO COO + NH2 O O NH2 O COO O O C6H4 O C6H4 C6H4 COO NH2 O H2N NH2 H2N C6H4 O C6H4 OOC NH2 O O H2N O O O NH2 O O O + O O O NH2 H2N COO C6H4 C6H4 O O O NH COO O + + NH2 H2N + NH2 UA 109643 U Корисна модель належить до гуанідину, його солей, комплексів або продуктів приєднання, а саме до гіперрозгалуженого гуанідинвмісного олігоетеру загальної формули NH2 H2N O O O O O O O 10 15 COO COO + NH2 O O O C6H4 NH2 O COO C6H4 H2N + NH2 C6H4 COO C6H4 NH2 5 O O O + H2N C6H4 O O OOC NH2 O O H2N O O O NH2 COO C6H4 O O O + O O O NH2 H2N C6H4 O O O NH COO O + NH2 O H2N + NH2 NH2 як протонпровідної речовини для паливних елементів. Відомі протонпровідні сполуки для хімічної сепарації, сенсорів, пристроїв акумулювання енергії, електрохромних дисплеях, процесах електролізу води з температурою плавлення нижче 100 °C, що складаються з органічних катіонів (наприклад, імідазолій, піридиній, тетраалкілфосфоній, тетраалкіламоній, тетраметилгуанідиній) і неорганічних або органічних аніонів (наприклад, Сl-, PF6-, BF4-, CF3SO3-, (CF3SO2)2N-, CF3CO2- і т.п.) як речовини для паливних елементів з високою іонною провідністю [1-5]. Прототипом корисної моделі є гіперрозгалужений олігоетер з сульфатними групами як протонпровідна сполука. Рівень провідності 10-4 См/см за 120 °C (6). Задачею корисної моделі є синтез гіперрозгалуженого гуанідинвмісного олігоетеру як протонпровідної речовини для паливних елементів, що забезпечує більший рівень провідності та широкий температурний інтервал її експлуатації. Поставлена задача вирішується синтезом гіперрозгалуженого гуанідинвмісного олігоетеру взаємодією гіперрозгалуженого олігоетеру з кінцевими гідроксильними групами з фталевим ангідридом з подальшою обробкою карбоксильованого продукту гуанідином як протонпровідної речовини для паливних елементів загальної формули 1 UA 109643 U NH2 H2N O O O O O O O 5 10 O + NH2 O O O C6H4 NH2 O COO C6H4 H2N + NH2 C6H4 COO C6H4 + COO COO O O NH2 H2N C6H4 O O OOC NH2 O O H2N O O O NH2 O O O + O O O NH2 H2N COO C6H4 C6H4 O O O NH COO O + NH2 O H2N + NH2 NH2 Синтез гіперрозгалуженого гуанідинвмісного олігоетеру в іонній формі здійснювали в дві стадії. На першій стадії в гіперрозгалужений олігоетер з гідроксильними групами введено в оболонку карбоксильні групи з подальшою їх нейтралізацією гуанідином. Як вихідні сполуки використовували гіперрозгалужений олігоетерполіол другої генерації, отриманий взаємодією етоксиетильованого пентаеритриту з 2,2-диметилолпропіоновою кислотою та містить в оболонці 32 гідроксильні групи. Введення карбоксильних груп здійснювали його реакцією з фталевим ангідридом за співвідношення ОН: ангідрид =1:1, а для їх нейтралізації використовували гуанідин 2 UA 109643 U OH O O O O O O O O O O O COOH O O O O O O O C6 H4 O O O O O C6 H4 O 3 O COOH O C6 H4 NH2+ + 7 COOH O O O O HOOC COOH C6 H4 O O O O COOH O O O C6 H4 C6 H4 O O O OH HO O O 7 OH O O O + OH O O O O O OH O O O OH C6 H4 COOH H2 N NH2 UA 109643 U NH2 H2N O O O O O O O 5 10 15 O + NH2 O O O C6H4 NH2 O COO C6H4 H2N + NH2 C6H4 COO C6H4 + COO COO O O NH2 H2N C6H4 O O OOC NH2 O O H2N O O O NH2 O O O + O O O NH2 H2N COO C6H4 C6H4 O O O NH COO O + NH2 O H2N + NH2 NH2 Будова отриманого олігоетеру підтверджується даними ІЧ-спектроскопії. В ІЧ-спектрі спостерігаються смуги поглинання ν C-H зв'язків СН2 груп (2840-3000) см-1), δ С-Н зв'язків СН2 груп (1450-1475) см-1), ν С=О (1650-1790) см-1), ν as С-О-С (1000-1310) см-1), ν comb N+H (3000-3700) см-1) та δ N+-H (1460-1600) см-1). Смуга поглинання COO- груп знаходиться при 1680 см-1. Іонну провідність (σdс) синтезованих сполук визначали методом діелектричної релаксаційної спектроскопії в температурному інтервалі 40-120 °C з використанням діелектричного спектрометра на основі моста змінного струму Р5083 з двоелектродним вічком з нержавіючої сталі. Частотний діапазон вимірів складав 0,1-100 кГц. Перед початком дослідження зразки прогрівали до 100 °C протягом 30 хв в струмі сухого азоту для видалення вологи, сорбованої з повітря. Виміри проводилися в струмі сухого азоту. Таким чином, запропоновані гуанідинвмісні олігоетери характеризується вищою протонною провідністю в порівнянні з прототипом 10-3 См/см за температури 80-120 °C, та мають широкий інтервал експлуатації. Джерела інформації: 4 UA 109643 U 5 10 1. Hallett J.P., Welton Т. Room-temperature ionic liquids: solvents for synthesis and catalysis. 2 // Chem. Rev. 2011. V. 111. № 5. P. 3508. 2. Bideau J.L., Viau L, Vioux A. Ionogels, ionic liquid based hybrid materials // Chem. Soc. Rev. 2011. V. 40. № 2. P. 907. 3. Greaves T.L., Drummond C.J. Protic ionic liquids: properties and applications. // Chem. Rev. 2008. V. 108. № 1. P. 206. 4. Mecerreyes D. Polymeric ionic liquids: broadening the properties and applications of polyelectrolytes // Progr. Polymer Sci. 2011. V. 36. № 12. P. 1629. 5. Yuan J., Meccerreyes D., Antonietti M. Poly(ionic liquid)s: an update // Progr. Polymer Sci. 2013. V. 38. № 7. P. 1009. 6. Деклараційний патент на корисну модель № 90680 від 10.06.2014, Бюл. №11. - прототип ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Гіперрозгалужений гуанідинвмісний олігоетер загальної формули NH2 H2N O O O O O O O O O O H2N + NH2 O C6H4 NH2 O COO O O C6H4 H2N C6H4 COO C6H4 + COO COO O O O NH2 H2N C6H4 O O OOC NH2 O O NH2 COO C6H4 O O O + O O O NH2 H2N C6H4 O O O NH COO O + NH2 O H2N + NH2 NH2 як протонпровідна речовина. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5 + NH2