초고진공에서의 상온 이온성 액체의 X-선 광전자 분광학 연구

Abstract

상온 이온성 액체 내에서의 유기분자들의 확인을 위해 새로운 분석 기술인 XPS의 이용을 보고한다. 상온 이온성 액체 (RTILs)의 하나인 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([bmim][PF_(6)]) 용매 내에서 A³ 결합 반응을 통해 합성된 유기화합물인 propargylamine (1)을 NMR과 같은 전통적인 유기화합물 분석 기술을 사용하기보다 X-선 광전자 분광법 (XPS)을 이용해 분석하였다. RTIL와 1 각각에는 네가지 동등하지 않은 탄소들이 존재한다. 탄소 (C1s) peak들의 핵심부 전자들의 결합에너지를 화학적 환경에 의해 분리한 peak의 영역들의 비는 이 화합물들에 존재하는 탄소들의 수와 잘 일치된다. (1)의 분리된 탄소 peak들 중 C4 (아세틸렌 그룹의 sp탄소)와 C5 (벤젠 링의 sp²탄소)의 결합에너지는 각각 286.2와 285.4 eV로 부여 하였다. 우리는 또한 몇 가지 순수한 상온 이온성 액체를 UHV에서 XPS를 사용하여 분석하였다. 이러한 결과들은 유기화합물의 분석을 위한 중요한 도구와 새로운 방법을 제공할 수 있을 것이다.

A new analytical application of XPS to the identification of organic molecules in a room temperature ionic liquid has been studied. An organic compound, propargylamine (1), produced in 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([bmim][PF_(6)]), which is one of the room temperature ionic liquids (RTILs), via A3 coupling reaction, was characterized by means of x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) rather than using conventional organic compound analysis techniques such as nuclear magnetic resonance (NMR). There are four non-equivalent carbons in the RTIL and 1 each. The ratios of integrated areas of the deconvoluted peaks of core electron of carbon (C1s) are well matched to the number of carbons in those compounds. The binding energies of C1s of the featured carbons in 1, C4 (sp carbons in acetylene group) and C5 (sp² carbons in benzene ring), were assigned 286.2 and 285.4 eV, respectively. Some pure RTILs were also characterized by using XPS in Ultra High Vacuum (UHV). These results may provide an important tool and a new strategy for the analysis of organic molecules.