[发明专利]使用蒸馏助剂蒸馏离子液体

说明书

本发明涉及一种蒸馏包含在1巴下熔点低于200℃的盐(离子液体)的混合物的方法，其中该混合物额外包含分子量小于5000且沸点比该混合物中所包括的离子液体高至少5℃的非离子有机化合物(下文称为蒸馏助剂)。

熔点低于200℃，尤其低于100℃的盐称为离子液体。在室温下为液体的离子液体尤其令人感兴趣。长时间以来据信该类离子液体不能被蒸馏，因为认为它们基本没有蒸气压。

在2006年2月，Martyn J.Earle，Jose M.S.S.Esperanca等在Nature，第439卷，2006，第831-834页中公布了有关在球管设备中蒸馏挥发性离子液体的文章。然而，包含卤离子、硫酸根或羧酸根的离子液体分解且不能被蒸馏。

WO 2005/068404描述了离子液体的蒸馏，所述离子液体包括具有卤离子和乙酸根作为阴离子的那些。其中重要的方面是离子液体由于平衡反应而可能也以中性化合物存在，即不以盐存在。作为蒸馏的结果，这些中性化合物被除去。平衡状态的持续恢复导致整个离子液体以中性化合物形式蒸馏。在具有含氮杂环体系作为阳离子以及例如卤离子或羧酸根作为阴离子的离子液体情况下，若该环体系的至少一个氮原子不被有机基团取代且因此可以用于阴离子的平衡反应，则可以实现对应的平衡状态。因此，在WO 2005/068404的实施例中仅蒸馏1-乙基咪唑或1-甲基咪唑的氯化物。

Douglas R.MacFarlane，Jennifer M.Pringle等，Chem.Commun.，2006，第1905-1917页也公开了离子液体的蒸馏。此时蒸馏能力基于其中离子液体的阳离子和阴离子作为中性酸和碱存在的平衡反应。如上所述，中性化合物脱离平衡状态并被蒸馏。以此方式可以蒸馏其中杂环体系的氮原子以质子化形式存在的咪唑乙酸盐(该文章表4中的HMIM乙酸盐)。

离子液体在使用过程中通常不被消耗而是仅仅被污染。因为它们是高价材料，因此需要后处理和从使用中得到的混合物中分离离子液体的特别有效和有利方法。当将离子液体用于溶解纤维素时，例如形成包含木素或纤维素衍生物的混合物。此外，已知制备离子液体的廉价方法，但这些方法形成较不挥发的副产物，所得反应产物由于这些副产物而变色且通常呈黑色。该类方法例如描述于WO 2005/021484(碳酸酯方法)或WO91/14678(Arduengo方法)中。此时也需要后处理和从制备中得到的混合物中分离离子液体的特别有效和有利的方法。

在本发明的优先权日尚未公开的早期专利申请DE 102007041416.3已经描述了一种通过分子蒸馏分离离子液体的方法。

因此，本发明的目的是提供一种提纯或后处理离子液体或在其制备和/或使用中得到的混合物的简单且有效的方法。

因此，我们发现了开头所定义的方法。

离子液体

本发明的离子液体为由至少一个阳离子和至少一个阴离子构成且在大气压力(1巴)下的熔点小于200℃，尤其小于100℃，优选小于75℃的盐。特别优选在室温(21℃)和大气压力(1巴)下为液体的盐。

该离子液体的阳离子根据本发明为具有至少一个氮原子作为杂环体系的成员的杂环体系。该环体系的所有氮原子带有有机基团作为取代基。因此，这些氮原子的质子化是不可能的。取代基(或在多个氮原子情况下的取代基)优选为包含1-20个碳原子，尤其是1-10个碳原子的有机基团。特别优选不具有其他杂原子的烃基，例如饱和或不饱和脂族基团、芳族基团或同时具有芳族和脂族部分的烃基。非常特别优选C₁-C₁₀烷基，C₁-C₁₀链烯基，例如烯丙基，苯基或苄基。

在特殊实施方案中，取代基为C₁-C₁₀烷基，尤其是C₁-C₄烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、正己基、正辛基或正癸基。

杂环体系优选为芳族杂环体系。

该阳离子优选为咪唑吡唑或吡啶的衍生物。

该阳离子特别优选为咪唑的衍生物(在环体系中具有两个氮原子且因此具有两个上述取代基)。

离子液体的阴离子优选为具有至少一个羧酸根基团(简称羧酸根)或至少一个磷酸根基团(简称磷酸根)的化合物。