CN100579620C - 提纯离子性液体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提纯离子性液体的方法，其中包括步骤：(a)使离子性液体由其熔体进行部分结晶和(b)将晶体与剩余熔体分离。
Description
本发明涉及一种提纯离子性液体的方法。
离子性液体作为溶剂日益重要，例如进行化学反应。PeterWasserscheidt，Chemie在unserer Zeit 37(2003)，第1期第52-63页对离子性液体在多相催化方面的应用进行了综述。强调离子性液体作为溶剂的优点在于离子性液体几乎不具备可测量到的蒸汽压，为此，当它们用作溶剂时不会出现因蒸发产生的溶剂损失。但是当离子性液体在其中形成不能通过蒸馏或萃取分离的高沸点副产物的方法用作溶剂时，具有测量不倒的蒸汽压的优点变成了缺点。
当离子性液体用于进行化学反应时，所用离子性液体的纯度非常重要。杂质可以例如对化学反应的进程具有整体副作用。因而，例如，P.Tyson等人在Electrochemical Society Proceedings，第99-41卷第161-168页，讨论了当含氯化物的离子性液体用于液相氢化和当进行Suzuki反应时的问题。因此，存在着对高纯度离子性液体的需求。
在科技文献中，经常提及离子性液体不会形成晶体相。
J.F.Brennecke，E.J.Maginn，AIChE Journal 47(2001)，2384，将离子性液体表征为具有高度不对称性的有机盐，其中不对称性妨碍有序填充并因此抑制结晶。
J.H.J.Davis，NATO Sei.Ser.II，92(2003)，385，指出离子性液体中的一种或两种离子通常为具有扩散电荷分布的大体积多原子物质，而且通常具有低对称性。
D.W.Rooney，K.R.Seddon，Handbook of Solvents，G.Wypych编辑，Chem.Tech.Publishing 2001，21.2章：″离子性液体″描述了离子性液体的相图。这些相图显示了一种非常复杂的相行为，具有介晶体、液晶、玻璃态和液态区域。
P.Wasserscheid，T.Welton，Ionic liquids in Synthesis，Wiley-VCH，Weinheim 2003，第3.1.2.1章指出典型的离子性液体在冷却过程中形成玻璃态结构。R.D.Rogers等人在Green Chemistry 3(2001)，156指出离子性液体趋向于经历一定的冷却并且常常形成固态的非晶态结构。
对于本发明目地，离子性液体是甚至在低温、优选低于100℃下以液态存在的盐。
本发明的目的是提供一种提纯离子性液体的方法，该方法容易在工业上实施并且操作简单。具体目的是提供下述类型的方法：通过该方法也可以从离子性液体中分离高沸点化合物。
该目的通过一种提纯离子性液体的方法实现，所述方法包括步骤：(a)使离子性液体由其熔体进行部分结晶和(b)将晶体与剩余熔体分离。
已经令人惊奇地发现，与普通的促进技术相反，离子性液体可以由其熔体结晶，同时具有良好的提纯作用。
通过由熔体部分结晶提纯物质的方法本身是公知的。部分结晶产生杂质浓度减小的晶体，杂质保留在剩余熔体中并且与该熔体一起与晶体分离。熔体结晶是一种在低温下进行的分离过程，因此热量适当。
依照本发明的离子性液体的部分结晶和晶体从剩余溶体中的分离可以无任何限制地利用公知的熔融结晶方法进行。合适的方法在文件DE 19536792A1、DE 19536859A1、DE 10257449A1第4页6-7行引用的文献、EP0616998B1和US 3,597,164中描述。结晶的压力可以为0.01-1000巴，优选0.1-50巴，而且特别优选0.8-2巴。离子性液体的结晶温度比纯离子性液体的熔点低0.1-80K(开尔文)，优选1-40K，特别优选为2-20K。
通过本发明方法提纯的离子性液体具有的杂质含量通常为1-60重量％，优选2-40重量％，特别优选5-25重量％。典型的杂质是具有低蒸气压的物质、高沸点物质、低聚物和聚合物。
通过本发明方法获得纯度为85-99.999重量％、优选90-99.99重量％且特别优选95-99.9重量％的离子性液体。
通常，允许离子性液体结晶直到至少5重量％、优选至少10重量％且特别优选至少20重量％的离子性液体已经结晶。一般地，不超过90重量％、优选不超过80重量％且特别不超过70重量％的所用离子性液体允许结晶析出以实现满意的提纯作用。
结晶优选通过放入晶种方法进行。在放入晶种方法的优选实施方式中，熔化后作为剩余薄膜保留在冷却表面上的液体被部分或完全作为晶种在冷却表面上冻结析出，然后再次进行结晶。晶种还可以在分离步骤中使冷却表面与比要提纯的离子性液体更纯的离子性液体熔体接触、并且将其冷却形成晶种层而产生。同样，保留在冷却表面上的剩余离子性液体薄膜通过降低该表面的温度而部分或完全冻出。晶种层还可以通过使冷却表面与含晶体的离子性液体的悬浮液接触而产生，从而在除去悬浮液后通过将冷却表面冷却而获得晶种层。放入晶种同样可以通过将作为固体或悬浮液的晶体加入离子性液体熔体实现，其中离子性液体熔体的温度接近或低于熔点。放入晶种还可以通过在局部受限制的、单独冷却的冷却表面(冷点)上产生晶体层实现。
本发明的提纯方法可以静态熔化结晶方式进行。静态结晶是一种非连续方法，其中液相(熔体)在结晶过程中在静态冷却器中仅通过自然对流静止或移动。在结晶器中在冷却表面上或附近形成晶体。这些冷却表面可以具有任何形状。可以存在一个或多个冷却表面。冷却表面优选是圆柱形冷却表面，例如管，或平坦冷却表面，例如板。冷却表面可以是光滑的、异型的或具有翅片。除冷却表面之外，其它的内部元件可存在于结晶器中以支撑/固定晶体。
离子性液体的部分结晶可在通常数小时至数天的时间内将结晶器内的内容物从几K冷却到数10K实现。在部分结晶后，分离剩余熔体和晶体，通常简单地通过在高达数小时的时间内使剩余熔体流出进行。之后可进行从数小时到数天的洗涤或发汗过程以实现进一步提纯晶体。在洗涤/发汗中，晶体的温度保持在最终的结晶温度和纯离子性液体熔点之间。在发汗期间，通常1-60重量％、优选5-50重量％且特别优选10-40重量％的开始产生的晶体被再次熔化。在洗涤/发汗后，提纯过的晶体可通过加热到高于熔点的温度(高于熔点1-50K、优选5-30K)熔化并且作为液体获得。
在优选实施方式中，本发明方法以动态熔融结晶方式进行。在动态熔融结晶中，液相在结晶期间通过强制对流移动。强制对流可通过在充满液体的设备中强制流动或者通过使要施加的膜滴流或滴落到被冷却的壁上产生。在动态结晶中，晶体，例如晶体层形式的晶体，同样可通过熔体移动。
所述的动态结晶可作为动态层式结晶进行。动态层式结晶可连续或不连续地进行。
连续动态层式结晶的实施方式没有任何限制。优选使用移动的冷却表面如冷却带或冷却辊。
不连续的动态层式结晶的实施方式没有任何限制，但是优选以降膜层式结晶方式或以在充满液体的流动管形式的结晶器内的层式结晶方式进行。静态冷却表面上的动态层式结晶可按照下述进行：通过使冷却表面与包含要提纯的离子性液体的液体混合物接触并且通过将冷却表面冷却形成相应的晶体而将离子性液体的晶体施加到冷却表面上。为了形成晶体，冷却表面优选冷却到从固体离子性液体熔点到比其低60K、优选低40K的温度范围内。当获得期望的晶体块后，停止冷却。然后可运出富含杂质的非晶态剩余液体，由此从冷却表面或形成的晶体中分离。剩余的液体可通过简单的运送使其流出或用泵排出。
然后可进行洗涤/发汗步骤。在洗涤情况下，生长在冷却表面上的晶体与洗涤液接触并且再与之分离。这样，留在晶体上的液体被更纯的洗涤液代替。特别是当洗涤液在晶体上的停留时间较长时，在较纯的洗涤液和晶体的纯度较低的区域之间出现杂质的扩散性交换。至于洗涤液，优选使用离子性液体的纯熔体。在发汗情况下，剩余的液体被送出并且然后将冷却表面上的晶体温度提高到处于剩余熔体的凝固点和纯离子性液体熔点之间的值。当离子性液体的晶体不是以致密晶体层而是以具有许多夹杂物的多孔聚集体存在时，发汗是特别有利的。在发汗期间，通常将开始形成的晶体的1-30重量％、优选2-20重量％且特别优选3-15重量％熔化。然后，晶体可通过加热液化而且可以送出其中已贫化杂质的液体，例如，再次简单地使其流出或通过泵排出。晶体的液化优选在从每种离子性液体的熔点到比该熔点高50K、尤其高30K的温度范围内进行。
在动态层式结晶中使用的冷却表面没有任何限制而且可以具有任何形状。还可以使用一个或多个冷却表面。优选使用圆柱形冷却表面，例如管，或平坦冷却表面。冷却表面可以是光滑的或异型的，这里，冷却表面可以或者完全浸入熔体中，其中离子性液体从该熔体中部分结晶或该液体的滴流膜可从该熔体上通过，例如在充满流动液体的管，或者在滴流膜从中或在其上流动的管中。冷却表面还可以是装配有进口和出口的热交换器的部件。
动态熔融结晶优选以悬浮结晶方式进行。动态悬浮结晶可以连续或非连续地进行。合适的结晶器例如是搅拌釜结晶器和冷却盘结晶器，具有强制循环的刮擦试冷却器、泡罩塔结晶器和结晶塔。
悬浮结晶是这样一种结晶方法：由以熔体存在的作为起始材料的、无固体的液态多组份体系通过除去大多数起始材料中的热量形成单晶。包含剩余熔体和分散单晶的晶体悬浮液在悬浮结晶期间保持运动，这种运动可特别地通过泵循环或搅拌实现。这里，晶体与表面的粘合是不必要的，而且甚至是不期望的。由于晶体悬浮液保持运动，悬浮结晶被认为是动态结晶过程。
在悬浮结晶中，通过利用与搅拌容器或不带搅拌器的容器直接连接的刮擦式冷却器进行间接冷却而除去热量。晶体悬浮液的循环利用泵实现。还可以使用搅拌器通过搅拌容器壁除去热量，其中的搅拌器围绕着壁或者不围绕壁移动。悬浮结晶的特别优选实施方式包括使用由例如GMF(Gouda in Holland)制造的冷却盘结晶器。在另一种通过冷却悬浮结晶的合适方案中，借助常规热交换器(优选管壳式热交换器或板式热交换器)除去热量。与刮擦式冷却器、具有围绕壁移动的搅拌器的搅拌容器或冷却盘不同，这些设备没有用于避免热传递表面上晶体层的装置。如果操作中达到了传热阻力因结壳而变得过高的状态，结晶过程转换入第二个设备。在第二设备操作期间，对第一设备进行再生处理(优选通过熔化掉晶体层或用过热熔体冲洗设备)。如果第二设备中达到了不可接受的高传热阻力，结晶过程被转换回第一设备，依此重复进行。该方案还可以使用超过两套的可交替操作的设备进行。
结晶离子性液体的冷却可通过直接冷却进行，例如将冷气体、冷的(优选非极性的)液体或蒸发的(优选非极性的)液体引入结晶离子性液体。在液体的情况下，优选使用与离子性液体不混溶或仅微溶的液体。
悬浮结晶，特别是非连续悬浮结晶，优选通过放入晶种方法进行。放入晶种可通过将晶体以固体或悬浮液形式加入离子性液体的熔体中实现，其中离子性液体的熔体在加入时处于接近或低于离子性液体熔点的温度。可对加入的晶体特殊处理，例如粉碎和/或洗涤。放入晶种还可以通过在局部受限制的、单独冷却的冷却表面(冷点)上产生晶体层实现。晶种还可以从这样的单独冷却表面除去(例如机械方式，利用流动力或利用超声波)并且引入离子性液体的熔体中。
结晶晶种的放入还可以通过下述步骤实现：首先将液态离子性液体冷却到低温直到自发地出现晶体形成或者在使用上述放入晶种的方法时，然后再提高悬浮液的温度以使形成的晶体大部分再熔化，接着在剩余晶体(晶种)存在下以靶向方式比较缓慢地冷却该悬浮液以产生期望的悬浮液。
在动态结晶后，可采用所有公知的固-液分离方法分离获得的悬浮液。优选通过过滤、沉降和/或离心法从剩余熔体分离出晶体。但是，还可以通过例如允许其流出而将剩余的熔体与优选的静态晶体分离。进行过滤、沉降或离心分离之前先稠化悬浮液是有利的，例如利用水力旋流器。所有的连续或非连续操作的离心机对离心分离都是合适的。特别有利的是使用可以按一个或多个阶段操作的推料离心机。螺旋筛分离器或螺旋排放分离器(倾析器)也是合适的。过滤有利地利用压力或连续或非连续操作(具有或不具有搅拌器)的吸滤器进行，或者利用带式过滤器。通常，过滤可以在压力或减压下进行。在固-液分离期间和/或之后还可以提供用于提高晶体或晶体块的纯度的其它工艺步骤。在本发明的特别有利实施方式中，晶体与剩余熔体分离后接着进行单阶段或多阶段的晶体或晶体块的洗涤和/或发汗。在这种情况下对晶体的洗涤没有任何限制。但是，洗涤优选使用纯材料、即纯度比剩余熔体纯度高的液体进行。洗涤可以在传统用于该目的的设备中进行，例如，在其中剩余熔体的除去和洗涤在一个设备中出现的洗涤塔，可以单阶段或多阶段操作的离心机，或在压力或吸滤器或带式过滤器中进行。洗涤可以一个或多个阶段在离心机或带式过滤器中进行，使用能够以与晶体块相反方向输送的洗涤液体。另外，可以进行发汗以提高晶体纯度，其中包括被污染区域的局部熔出。在悬浮结晶情况下，发汗特别优选在离心机或带式过滤器中进行，但是在一个设备内实施洗涤与发汗组合也是合适的。
用于固-液分离、洗涤和特别是晶体发汗的设备通过外部和/或内部加热和/或暴露于热气体中。加热温度选择在高于结晶温度的范围内，一般比离子性液体结晶温度高1-60K、优选2-30K。
关于用于特定结晶阶段的晶体的洗涤液，可以使用相同结晶阶段的原料。在这种情况下，洗涤液与晶体的质量比设定在为按每公斤晶体计0.05-1kg、优选0.1-0.6kg洗涤液范围内。在使用其它洗涤液时，该质量比还可以调整。在已经分离并且进一步通过洗涤和/或发汗提纯的晶体熔化后，所用洗涤液优选是预先提纯的通过本发明方法获得的离子性液体。洗涤液的温度优选在高于结晶温度的范围内，通常比离子性液体的熔点高1-30K。
已经分离并且提纯的离子性液体的晶体没有必要通过熔化液化。晶体同样溶解在合适的溶剂内。
本发明离子性液体的部分结晶可以按一个或多个阶段进行。其中，连续或非连续进行的多个结晶阶段可以连续安排，各个阶段也能包含多种不同结晶方法(例如静态和动态，悬浮或层式结晶)。在本发明方法的优选实施方式中，所述结晶以分级结晶方式多阶段进行。在分级结晶中，传统上将所有在引入起始混合物之上、即在朝向更纯混合物方向的阶段称为提纯阶段，而将所有其它阶段、即低于混合物引入的阶段称为汽提阶段。多阶段结晶过程有利地依照逆流原则进行，按照该原则，来自每个阶段的晶体在分离掉剩余熔体之后进入具有更高纯度的下一阶段，同时结晶剩余物、即剩余熔体进入具有较低纯度的下一阶段。这样，结晶阶段通常根据各自晶体的纯度成为较高或较低的结晶阶段。因此，产生具有最低纯度的晶体或剩余熔体的汽提阶段称为最低结晶阶段，而具有最高纯度的提纯阶段称为最高阶段。
适合进行连续分级结晶的结晶设备是逆流结晶塔，例如Phillips塔、Schildknecht逆流塔以及具有顶部和底部返流的逆流塔。分级结晶还可以通过多阶段分层结晶(例如，静态与动态结晶组合)进行。
在本发明方法的具体方案中，离子性液体的部分结晶以区域熔化方法进行。
在本发明的区域熔化方法中，晶体离子性液体被引入棒状容器内或其本身呈棒状并且相对围绕该棒的狭窄、环状加热区移动，从而形成缓慢地通过该棒移动并且吸收杂质的狭窄熔体区域。棒状晶体离子性液体的区域加热可通过例如利用围绕棒排列的加热元件的电阻加热实现。区域加热还可以通过感应加热或其它合适的加热方法实现。加热区域或熔体区域的移动速率一般为0.1-100mm/h。还可以存在多个连续加热区，前提条件是这些区域的距离足够远以使在两个连续熔化步骤之间发生离子性液体的完全结晶。熔化后离子性液体的完全结晶可以借助在加热区域之后的冷却区域。这些可配置为例如冷却介质从中流动的盘绕管。
对于本发明目的，离子性液体是下述通式的盐：
[A]n +[Y]n-
其中n＝1、2、3或4，
或下述通式的混合物质
[A1]+[A2]+[Y]2-、[A1]+[A2]+[A3]+[Y]3-或[A1]+[A2]+[A3]+[A4]+[Y]4-
其中A1、A2、A3和A4独立地选自关于[A]所述的基团，或者具有金属阳离子的混合物质，
[A1]+[A2]+[A3]+[M1]+[Y]4-、[A1]+[A2]+[M1]+[M2]+[Y]4-、
[A1]+[M1]+[M2]+[M3]+[Y]4-、[A1]+[A2]+[M1]+[Y]3-、[A1]+[M1]+[M2]+[Y]3-、
[A1]+[M1]+[Y]2-、[A1]+[A2]+[M4]2+[Y]4-、[A1]+[M1]+[M4]2+[Y]4-、
[A1]+[M5]3+[Y]4-、[A1]+[M4]2+[Y]3-
其中M1、M2、M3为一价阳离子，M4为二价金属阳离子且M5为三价金属阳离子。
适合形成离子性液体的阳离子[A]n+的化合物例如由DE 10202838A1得知。因而，这样的化合物可包含氧、磷、硫或特别是氮原子，例如至少1个氮原子，优选1-10个氮原子，特别优选1-5个氮原子，非常特别优选1-3个氮原子，特别是1-2个氮原子。如果合适的话，其它杂原子如氧、硫或磷也可以存在。氮原子是离子性液体的阳离子正电荷的合适载体，通过氮原子，质子或烷基可在平衡中转移到阴离子以产生电中性分子。
在离子性液体的合成中，首先通过季铵化氮原子、例如胺或氮杂环中的氮原子产生阳离子。季铵化可通过氮原子的质子化或烷基化实现。根据所用的质子化或烷基化试剂，可获得具有不同阴离子的盐。在季铵化过程中不可能直接形成所需阴离子的情况下，在另一个合成步骤中引入期望的阴离子。例如，由卤化铵开始，卤化物可与路易斯酸反应而由卤化物与路易斯酸形成配合物阴离子。作为选择，可以用期望的阴离子代替卤离子。这可以通过下述方式实现：利用离子交换树脂，在伴随所得金属氯化物沉淀的情况下加入金属盐，或用强酸代替卤离子(同时释放卤化氢)。合适的方法已经例如描述在Angew.Chem.2000，112，第3926-3945页及其中引用的文献中。
适合用于将胺或氮杂环中的氮原子季铵化的烷基是C1-C18-烷基，优选C1-C10烷基，特别优选C1-C6-烷基，非常特别优选甲基。
优选包含至少一个5或6元杂环的化合物，其中的杂环具有至少1个氮原子和如果合适的话氧原子或硫原子；特别优选包含至少一个具有1、2或3个氮原子和/或硫或氧原子的5或6元杂环的化合物，非常特别优选具有两个氮原子的那些。
特别优选分子量低于1000g/mol、非常特别优选低于500g/mol、尤其低于250g/mol的化合物。
进一步优选阳离子选自式(1a)-(1t)的化合物，
和包含这些结构的低聚物和聚合物，其中的取代基和符号具有下述意义：
R为氢或C1-C18烷基，优选C1-C10-烷基，特别优选C1-C6-烷基，例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基(仲戊基)、3-戊基、2，2-二甲基丙基(新戊基)和正己基，非常特别优选甲基。
R1、R2、R3、R4、R5和R6彼此独立地为氢，C1-C18-烷基，可以被一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的C2-C18-烷基，C6-C14-芳基，C5-C12-环烷基或含氧、氮和/或硫的5-6元杂环，其中两个可以一起形成可被一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的不饱和、饱和或芳族的环，其中所提及基团可各自另外被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代。
可以被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C1-C18-烷基例如是甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、2，4，4-三甲基戊基、癸基、十二烷基、十四烷基、十七烷基、十八烷基、1，1-二甲基丙基、1，1-二甲基丁基、1，1，3，3-四甲基丁基、苄基、1-苯基乙基、2，2-二甲基苯基、二苯甲基、对-甲苯基甲基、1-(对-丁基苯基)乙基、对-氯苄基、2，4-二氯苄基、对-甲氧基苄基、间-乙氧基苄基、2-氰基乙基、2-氰基丙基、2-甲氧基羰基乙基、2-乙氧基羰基乙基、2-丁氧基羰基丙基、1，2-二(甲氧基羰基)乙基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、2-丁氧基乙基、二乙氧基甲基、二乙氧基乙基、1，3-二氧戊环-2-基、1，3-二氧杂环己烷-2-基、2-甲基-1，3-二氧戊环-2-基、4-甲基-1，3-二氧戊环-2-基、2-异丙氧基乙基、2-丁氧基丙基、2-辛氧基乙基、氯甲基、三氯甲基、三氟甲基、1，1-二甲基-2-氯乙基、2-甲氧基异丙基、2-乙氧基乙基、丁基硫代甲基、2-十二烷基硫代乙基、2-苯基硫代乙基、2，2，2-三氟乙基、2-羟基乙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、4-羟基丁基、6-羟基己基、2-氨基乙基、2-氨基丙基、3-氨基丙基、4-氨基丁基、6-氨基己基、2-甲氨基乙基、2-甲氨基丙基、3-甲氨基丙基、4-甲氨基丁基、6-甲氨基己基、2-二甲基氨基乙基、2-二甲基氨基丙基、3-二甲基氨基丙基、4-二甲基氨基丁基、6-二甲基氨基己基、2-羟基-2，2-二甲基乙基、2-苯氧基乙基、2-苯氧基丙基、3-苯氧基丙基、4-苯氧基丁基、6-苯氧基己基、2-甲氧基乙基、2-甲氧基丙基、3-甲氧基丙基、4-甲氧基丁基、6-甲氧基己基、2-乙氧基乙基、2-乙氧基丙基、3-乙氧基丙基、4-乙氧基丁基或6-乙氧基己基。
可以被一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的C2-C18-烷基例如是5-羟基-3-氧杂戊基、8-羟基-3，6-二氧杂辛基、11-羟基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-羟基-4-氧杂庚基、11-羟基-4，8-二氧杂十一烷基、15-羟基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-羟基-5-氧杂壬基、14-羟基-5，10-氧杂十四烷基、5-甲氧基-3-氧杂戊基、8-甲氧基-3，6-二氧杂辛基、11-甲氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-甲氧基-4-氧杂庚基、11-甲氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-甲氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-甲氧基-5-氧杂壬基、14-甲氧基-5，10-氧杂十四烷基、5-乙氧基-3-氧杂戊基、8-乙氧基-3，6-二氧杂辛基、11-乙氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-乙氧基-4-氧杂庚基、11-乙氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-乙氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-乙氧基-5-氧杂壬基或14-乙氧基-5，10-氧杂十四烷基。
如果两个基团形成环，它们可一起形成稠合的结构单元，例如1，3-亚丙基、1，4-亚丁基、2-氧杂-1，3-亚丙基、1-氧杂-1，3-亚丙基、2-氧杂-1，3-亚丙烯基、1-氮杂-1，3-亚丙烯基、1-C1-C4-烷基-1-氮杂-1，3-亚丙烯基、1，4-丁-1，3-二亚烯基、1-氮杂-1，4-丁-1，3-二亚烯基或2-氮杂-1，4-丁-1，3-二亚烯基。
对不相邻的氧和/或硫原子和/或亚氨基的数量原则上没有任何限制，或者自动受基团或环状结构单元尺寸的限制。通常，在各个基团中不超过5个，优选不超过4个，非常特别优选不超过3个。而且，在任何两个杂原子之间一般存在至少一个碳原子，优选至少两个碳原子。
取代或未取代的亚氨基可以是例如亚氨基、甲基亚氨基、异丙基亚氨基、正丁基亚氨基或叔丁基亚氨基。
对于本发明目的，术语“官能团”指例如下述基团：羧基、羧酰胺、羟基、二(C1-C4-烷基)氨基、C1-C4-烷氧基羰基、氰基或C1-C4-烷氧基。其中，C1-C4-烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基。
可以被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C6-C14-芳基是例如苯基、甲苯基、二甲苯基、α-萘基、β-萘基、4-联苯基、氯苯基、二氯苯基、三氯苯基、二氟苯基、甲苯基、二甲苯基、三甲基苯基、乙苯基、二乙苯基、异丙基苯基、叔丁基苯基、十二烷基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、乙氧基苯基、己氧基苯基、甲基萘基、异丙基萘基、氯萘基、乙氧基萘基、2，6-二甲基苯基、2，4，6-三甲基苯基、2，6-二甲氧基苯基、2，6-二氯苯基、4-溴苯基、2-或4-硝基苯基、2，4-或2，6-二硝基苯基、4-二甲基氨基苯基、4-乙酰基苯基、甲氧基乙基苯基或乙氧基甲基苯基。
可以被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C5-C12-环烷基是例如环戊基、环己基、环辛基、环十二烷基、甲基环戊基、二甲基环戊基、甲基环己基、二甲基环己基、二乙基环己基、丁基环己基、甲氧基环己基、二甲氧基环己基、二乙氧基环己基、丁基硫代环己基、氯代环己基、二氯代环己基、二氯代环戊基，或饱和或不饱和的双环体系如降冰片烷基或降冰片烯基。
可以被相应基团取代的含氧、氮和/或硫的5-6元杂环是例如呋喃基、苯硫基、吡咯基、吡啶基、吲哚基、二氧杂环戊烯基、二氧杂环己烷基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、二甲基吡啶基、甲基喹啉基、二甲基吡咯基、甲氧基呋喃基、二甲氧基吡啶基、二氟吡啶基、甲基苯硫基、异丙基苯硫基或叔丁基苯硫基。
优选R1、R2、R3、R4、R5和R6彼此独立地为氢、甲基、乙基、正丁基、2-羟基乙基、2-氰基乙基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(正丁氧基羰基)乙基、二甲氨基、二乙氨基或氯。
特别优选的吡啶鎓离子(la)是R1-R5中的一个基团是甲基、乙基或氯且其余全部是氢的那些，或者R3是二甲氨基且其余全部是氢的那些，或者所有基团都是氢的那些，或者R2是羧基或羧酰胺且其余全部是氢的那些，或者R1与R2或者R2与R3一起为1，4-丁-1，3-二亚烯基且其余全部是氢的那些。
非常特别优选的吡啶鎓离子(la)是R1-R5中的一个基团是氢、甲基或乙基且其余全部是氢的那些。
特别优选的哒嗪鎓离子(Ib)是R1-R4中之一是甲基或乙基且其余全部为氢或所有基团为氢的那些。
特别优选的嘧啶鎓离子(Ic)是其中R2-R4各自为氢或甲基且R1为氢、甲基或乙基的那些，或R2与R4各自为甲基、R3为氢且R1为氢、甲基或乙基的那些。
特别优选的吡嗪鎓离子(Id)是其中R1-R4各自为氢或甲基且R1为氢、甲基或乙基的那些，或R2与R4各自为甲基、R3为氢且R1为氢、甲基或乙基的那些，或所有基团为甲基或所有基团为氢的那些。
特别优选的咪唑鎓离子(le)是其中，彼此独立地，R1选自甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、2-羟乙基和2-氰基乙基而且R2-R4独立地选自氢、甲基和乙基的那些。
特别优选的吡唑鎓离子(If)是其中，彼此独立地，R1选自氢、甲基和乙基，而且R2、R3和R4选自氢和甲基的那些。
特别优选的吡唑鎓离子(Ig)和(Ig′)是其中，彼此独立地，R1选自氢、甲基和乙基且R2、R3和R4选自氢和甲基的那些。
特别优选的吡唑鎓离子(Ih)是其中，彼此独立地，R1-R4选自氢和甲基的那些。
特别优选的1-吡唑鎓离子(Ii)是其中，彼此独立地，R1-R6选自氢和甲基的那些。
特别优选的2-吡唑鎓离子(lk)和(Ij′)是其中，彼此独立地，R1选自氢、甲基、乙基和苯基且R2-R6选自氢和甲基的那些。
特别优选的3-吡唑鎓离子(IK)是其中，彼此独立地，R1和R2选自氢、甲基、乙基和苯基且R3-R6选自氢和甲基的那些。
特别优选的咪唑鎓离子(Il)是其中，彼此独立地，R1与R2选自氢、甲基、乙基、正丁基和苯基且R3与R4选自氢、甲基和乙基且R5或R6选自氢和甲基的那些。
特别优选的咪唑鎓离子(Im)和(Im′)是其中，彼此独立地，R1与R2选自氢、甲基和乙基且R3-R6选自氢和甲基的那些。
特别优选的咪唑啉鎓离子(In)和(In′)是其中，彼此独立地，R1、R2和R3选自氢、甲基和乙基且R4-R6选自氢和甲基的那些。
特别优选的噻唑鎓离子(Io)和(Io′)或噁唑鎓离子(Ip)是其中，彼此独立地，R1选自氢、甲基、乙基和苯基且R2和R3选自氢和甲基的那些。
特别优选的1，2，4-三唑鎓离子(Iq)和(Iq′)和(Iq″)是其中，彼此独立地，R1和R2选自氢、甲基、乙基和苯基且R3选自氢、甲基和苯基的那些。
特别优选的1，2，3-三唑鎓离子(Ir)、(Ir′)和(Ir″)是其中，彼此独立地，R1选自氢、甲基和乙基且R2和R3选自氢和甲基或R2与R3一起为1，4-丁-1，3-二亚烯基且其余全部为氢的那些。
特别优选的吡咯烷鎓离子(Is)是其中，彼此独立地，R1选自氢、甲基、乙基和苯基且R2-R9选自氢和甲基的那些。
特别优选的咪唑啉鎓离子(It)是其中，彼此独立地，R1和R4选自氢、甲基、乙基和苯基且R2和R3以及R5-R8选自氢和甲基的那些。
在上述杂环阳离子中，吡啶鎓离子和咪唑啉鎓离子是优选的。
非常特别优选的阳离子是1，3-C1-C4-二烷基咪唑鎓、3-氯吡啶鎓、4-二甲基氨基吡啶鎓、2-乙基-4-氨基吡啶鎓、2-甲基吡啶鎓、2-乙基吡啶鎓、2-乙基-6-甲基吡啶鎓、喹啉鎓、异喹啉鎓、吡啶鎓、1-C1-C4-烷基咪唑鎓、1-甲基咪唑鎓、1，2-二甲基咪唑鎓、1-正丁基咪唑鎓、1，4，5-三甲基咪唑鎓、1，4-二甲基咪唑鎓、咪唑鎓、2-甲基咪唑鎓、1-丁基-2-甲基咪唑鎓、4-甲基咪唑鎓、1-(2′-氨基乙基)咪唑鎓、1-乙烯基咪唑鎓、2-乙基咪唑鎓和苯并三唑鎓，其中它们在氮原子上通过基团R季铵化。非常特别优选的是1-正丁基咪唑鎓、1-甲基咪唑鎓、2-甲基吡啶鎓、2-乙基吡啶鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓和1-乙基-3-甲基咪唑鎓。
其它合适的阳离子是式(II)的季铵离子
NRRaRbRc+ (II)
和是式(III)的季鏻离子
PRRaRbRc+ (III)。
Ra、Rb和Rc各自彼此独立地为C1-C18-烷基，可以被一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的C2-C18-烷基，C6-C14-芳基或C5-C12-环烷基或5-甲氧基-3-氧杂戊基、8-甲氧基-3，6-二氧杂辛基、11-甲氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-甲氧基-4-氧杂庚基、11-甲氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-甲氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-甲氧基-5-氧杂壬基、14-甲氧基-5，10-氧杂十四烷基、5-乙氧基-3-氧杂戊基、8-乙氧基-3，6-二氧杂辛基、11-乙氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-乙氧基-4-氧杂庚基、11-乙氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-乙氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-乙氧基-5-氧杂壬基或14-乙氧基-5，10-氧杂十四烷基或含氧、氮和/或硫的5-6元杂环，或其中的两个一起形成可以被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚胺基间隔的不饱和、饱和或芳族的环，其中提及的基团可各自被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代，前提条件是三个基团Ra、Rb和Rc中的至少两个是不同的，而且基团Ra、Rb和Rc共同具有至少8个、优选至少10个、特别优选至少12个、非常特别优选至少13个碳原子。
这里，R为氢或C1-C18烷基，优选C1-C10-烷基，特别优选C1-C6-烷基，例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基(仲戊基)、3-戊基、2，2-二甲基丙-1基(新戊基)和正己基，非常特别优选甲基。
Ra、Rb和Rc优选各自彼此独立地为C1-C18-烷基，C2-C18-烷基，C6-C12-芳基或C5-C12-环烷基，特别优选C1-C18-烷基，其中提及的基团可各自被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代。
各个基团的实例上面已经给出。
基团Ra、Rb和Rc优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基(仲戊基)、3-戊基、2，2-二甲基丙-1基(新戊基)、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、2-乙基己基、1，1-二甲基丙基、1，1-二甲基丁基、苄基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、α，α-二甲基苄基、苯基、甲苯基、二甲苯基、α-萘基、β-萘基、环戊基或环己基。
如果两个基团Ra、Rb和Rc形成链，可以为例如1，4-亚丁基或1，5-亚戊基。
用于利用上述基团R通过季铵化衍生通式(II)季铵离子的叔胺例如是二乙基正丁基胺、二乙基叔丁基胺、二乙基正戊基胺、二乙基己基胺、二乙基辛基胺、二乙基-(2-乙基己基)胺、二-正丙基丁基胺、二-正丙基-正戊基胺、二-正丙基己基胺、二-正丙基辛基胺、二-正丙基(2-乙基己基)胺、二异丙基乙基胺、二异丙基-正丙基胺、二异丙基丁基胺、二异丙基戊基胺，、二异丙基己基胺、二异丙基辛基胺、二异丙基(2-乙基己基)胺、二-正丁基己基胺、二-正丁基-正丙基胺、二-正丁基-正戊基胺，二-正丁基己基胺，二-正丁基辛基胺，二-正丁基(2-乙基己基)胺、N-正丁基吡咯烷、N-仲丁基吡咯烷、N-叔丁基吡咯烷、N-正戊基吡咯烷、N，N-二甲基环己基胺、N，N-二乙基环己基胺、N，N二-正丁基环己基胺、N-正丙基哌啶、N-异丙基哌啶、N-正丁基哌啶、N-仲丁基哌啶、N-叔丁基哌啶、N-正戊基哌啶、N-正丁基吗啉、N-仲丁基吗啉、N-叔丁基吗啉、N-正戊基吗啉、N-苄基-N-乙基苯胺、N-苄基-N-正丙基苯胺、N-苄基-N-异丙基苯胺、N-苄基-N-正丁基苯胺、N，N-二甲基-对-甲苯胺、N，N-二乙基-对-甲苯胺、N，N-二-正丁基-对-甲苯胺、二乙基苄基胺、二-正丙基苄基胺、二-正丁基苄基胺、二乙基苯基胺、二-正丙基苯基胺和二-正丁基苯基胺。
优选的叔胺(II)是二异丙基乙基胺、二乙基-叔-丁基胺、二异丙基丁基胺、二-正丁基-正戊基胺、N，N-二-正丁基环己基胺和由戊基异构体衍生的叔胺。
特别优选的叔胺是二-正丁基-正戊基胺和由戊基异构体衍生的叔胺。进一步优选的具有三个相同基团的叔胺是三烯丙基胺。
其它合适的阳离子是通式(III)的胍鎓离子
和通式(IV)喹啉鎓离子
其中
R如上定义，
基团Ra-Re彼此独立地为含碳的、有机、饱和或不饱和的、非环状或环状的、脂族、芳族或芳脂族的基团，所述基团具有1-20个碳原子并且可以是未取代的或者被1-5个杂原子或官能团间断或取代，其中的基团Ra和Rc还可以彼此独立地为氢；或
基团Ra与Rb一起和/或Rc与Rd一起，各种情况下彼此独立地，形成二价含碳的、有机、饱和或不饱和的、非环状或环状的、脂族、芳族或芳脂族的基团，所述基团具有1-30个碳原子并且可以是未取代的或者被1-5个杂原子或官能团间断或取代，而且剩余基团如上所述；或
基团Rb与Rc一起形成二价含碳的有机、饱和或不饱和的、非环状或环状的、脂族、芳族或芳脂族的基团，所述基团具有1-30个碳原子并且可以是未取代的或者被1-5个杂原子或官能团间断或取代，而且剩余基团如上所述。此外，基团Ra-Re具有上述关于Ra-Rc给出的意义。
特别优选的喹啉鎓离子(IV)是其中Rc选自氢、甲基、乙基、乙酰基、5-甲氧基-3-氧杂戊基、8-甲氧基-3，6-二氧杂辛基、11-甲氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-甲氧基-4-氧杂庚基、11-甲氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-甲氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-甲氧基-5-氧杂壬基、14-甲氧基-5，10-氧杂十四烷基、5-乙氧基-3-氧杂戊基、8-乙氧基-3，6-二氧杂辛基、11-乙氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-乙氧基-4-氧杂庚基、11-乙氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-乙氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-乙氧基-5-氧杂壬基或14-乙氧基-5，10-氧杂十四烷基的那些。
至于阴离子，原则上可以使用所有阴离子。
离子性液体的阴离子[Y]n-例如选自下述离子：
●下式的卤离子和含卤化合物基团：
F-、Cl-、Br-、I-、BF4 -、PF6 -、AlCl4 -、Al2Cl7 -、Al3Cl10 -、Al3Br4 -、FeCl4 -、BCl4 -、SbF6 -、AsF6 -、ZnCl3 -、SnCl3 -、CuCl2 -、CF3SO3 -、(CF3SO3)2N-、CF3CO2 -、CCl3CO2 -、CN-、SCN-、OCN-
●下述通式的硫酸根、亚硫酸根和磺酸根基团：
SO4 2-、HSO4 -、SO3 2-、HSO3 -、RaOSO3 -、RaSO3 -
●下述通式的磷酸根基团：
PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、RaPO4 2-、HRaPO4 -、RaRbPO4 -
●下述通式的膦酸根和次膦酸根基团：
RaHPO3 -、RaRbPO2 -、RaRbPO3 -
●下述通式的亚磷酸根基团：
PO3 3-、HPO3 2-、H2PO3 -、RaPO3 2-、RaHPO3 -、RaRbPO3
●下述通式的亚膦酸根和次膦酸根基团：
RaRbPO2 -、RaHPO2 -、RaRbPO-、RaHPO-
●下述通式的羧酸根基团：
RaCOO-
●下述通式的硼酸根基团：
BO3 3-、HBO3 2-、H2BO3 -、RaRbBO3 -、RaHBO3 -、RaBO3 2-、B(ORa)(ORb)(ORc)(ORd)-、B(HSO4)-、B(RaSO4)-
●下述通式的硼酸酯(boronates)基团：
RaBO2 2-、RaRbBO-
●下述通式的碳酸根和碳酸酯基团：
HCO3 -、CO3 2-、RaCO3 -
●下述通式的硅酸根和硅酸酯基团：
SiO4 4-、HSiO4 3-、H2SiO4 2-、H3SiO4 -、RaSiO4 3-、RaRbSiO4 2-、RaRbRcSiO4 -、HRaSiO4 2-、H2RaSiO4 -、HRaRbSiO4 -
●下述通式的烷基硅烷和芳基硅烷盐基团：
RaSiO3 3-、RaRbSiO2 2-、RaRbRcSiO-、RaRbRcSiO3 -、RaRbRcSiO2 -、RaRbSiO3 2-
●下述通式的羧酰亚胺、二(磺酰基)亚胺和磺酰基亚胺基团：
●下述通式的烷基氧化物和芳基氧化物基团：
RaO-
●金属配合物离子基团如Fe(CN)6 3-、Fe(CN)6 4-、MnO4 -、Fe(CO)4。
这里，基因Ra、Rb、Rc彼此独立地为氢、C1-C18-烷基，可以被一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的C2-C18-烷基，C6-C14-芳基，C5-C12-环烷基或含氧、氮和/或硫的5-6元杂环，其中的两个可一起形成可以被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的不饱和、饱和或芳族的环，其中所提及的基团可各自被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代。
这里，可以被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C1-C18-烷基例如是甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、2，4，4-三甲基戊基、癸基、十二烷基、十四烷基、十七烷基、十八烷基、1，1-二甲基丙基、1，1-二甲基丁基、1，1，3，3-四甲基丁基、苄基、1-苯基乙基、α，α-二甲基苯基、二苯甲基、对-甲苯基甲基、1-(对-丁基苯基)乙基、对-氯苄基、2，4-二氯苄基、对-甲氧基苄基、间-乙氧基苄基、2-氰基乙基、2-氰基丙基、2-甲氧基羰基乙基、2-乙氧基羰基乙基、2-丁氧基羰基丙基、1，2-二(甲氧基羰基)乙基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、2-丁氧基乙基、二乙氧基甲基、二乙氧基乙基、1，3-二氧戊环-2-基、1，3-二氧杂环己烷-2-基、2-甲基-1，3-二氧戊环-2-基、4-甲基-1，3-二氧戊环-2-基、2-异丙氧基乙基、2-丁氧基丙基、2-辛氧基乙基、氯甲基、三氯甲基、三氟甲基、1，1-二甲基-2-氯乙基、2-甲氧基异丙基、2-乙氧基乙基、丁基硫代甲基、2-十二烷基硫代乙基、2-苯基硫代乙基、2，2，2-三氟乙基、2-羟基乙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、4-羟基丁基、6-羟基己基、2-氨基乙基、2-氨基丙基、3-氨基丙基、4-氨基丁基、6-氨基己基、2-甲氨基乙基、2-甲氨基丙基、3-甲氨基丙基、4-甲氨基丁基、6-甲氨基己基、2-二甲基氨基乙基、2-二甲基氨基丙基、3-二甲基氨基丙基、4-二甲基氨基丁基、6-二甲基氨基己基、2-羟基-2，2-二甲基乙基、2-苯氧基乙基、2-苯氧基丙基、3-苯氧基丙基、4-苯氧基丁基、6-苯氧基己基、2-甲氧基乙基、2-甲氧基丙基、3-甲氧基丙基、4-甲氧基丁基、6-甲氧基己基、2-乙氧基乙基、2-乙氧基丙基、3-乙氧基丙基、4-乙氧基丁基或6-乙氧基己基。
可以被一个或多个不相邻的氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间隔的C2-C18-烷基例如是5-羟基-3-氧杂戊基、8-羟基-3，6-二氧杂辛基、11-羟基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-羟基-4-氧杂庚基、11-羟基-4，8-二氧杂十一烷基、15-羟基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-羟基-5-氧杂壬基、14-羟基-5，10-氧杂十四烷基、5-甲氧基-3-氧杂戊基、8-甲氧基-3，6-二氧杂辛基、11-甲氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-甲氧基-4-氧杂庚基、11-甲氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-甲氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-甲氧基-5-氧杂壬基、14-甲氧基-5，10-氧杂十四烷基、5-乙氧基-3-氧杂戊基、8-乙氧基-3，6-二氧杂辛基、11-乙氧基-3，6，9-三氧杂十一烷基、7-乙氧基-4-氧杂庚基、11-乙氧基-4，8-二氧杂十一烷基、15-乙氧基-4，8，12-三氧杂十五烷基、9-乙氧基-5-氧杂壬基或14-乙氧基-5，10-氧杂十四烷基。
如果两个基团形成环，它们可一起形成稠合的结构单元，例如1，3-亚丙基、1，4-亚丁基、2-氧杂-1，3-亚丙基、1-氧杂-1，3-亚丙基、2-氧杂-1，3-亚丙烯基、1-氮杂-1，3-亚丙烯基、1-C1-C4-烷基-1-氮杂-1，3-亚丙烯基、1，4-丁-1，3-二亚烯基、1-氮杂-1，4-丁-1，3-二亚烯基或2-氮杂-1，4-丁-1，3-二亚烯基。
对不相邻的氧和/或硫原子和/或亚氨基的数量原则上没有任何限制，或者自动地受基团或环状结构单元尺寸的限制。通常，在各个基团中不超过5个，优选不超过4个且非常特别优选不超过3个。而且，在任何两个杂原子之间一般存在至少一个碳原子，优选至少两个碳原子。
取代或未取代的亚氨基可以是例如亚氨基、甲基亚氨基、异丙基亚氨基、正丁基亚氨基或叔丁基亚氨基。
对于本发明目的，术语“官能团”指例如下述基团：羧基、羧酰胺、羟基、二(C1-C4-烷基)氨基、C1-C4-烷氧基羰基、氰基或C1-C4-烷氧基。其中，C1-C4-烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基。
可以被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C6-C14-芳基是例如苯基、甲苯基、二甲苯基、α-萘基、β-萘基、4-联苯基、氯苯基、二氯苯基、三氯苯基、二氟苯基、甲苯基、二甲苯基、三甲基苯基、乙苯基、二乙苯基、异丙基苯基、叔丁基苯基、十二烷基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、乙氧基苯基、己氧基苯基、甲基萘基、异丙基萘基、氯萘基、乙氧萘基、2，6-二甲基苯基、2，4，6-三甲基苯基、2，6-二甲氧基苯基、2，6-二氯苯基、4-溴苯基、2-或4-硝基苯基、2，4-或2，6-二硝基苯基、4-二甲基氨基苯基、4-乙酰基苯基、甲氧基乙基苯基或乙氧基甲基苯基。
可以被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C5-C12-环烷基是例如环戊基、环己基、环辛基、环十二烷基、甲基环戊基、二甲基环戊基、甲基环己基、二甲基环己基、二乙基环己基、丁基环己基、甲氧基环己基、二甲氧基环己基、二乙氧基环己基、丁基硫代环己基、氯代环己基、二氯代环己基、二氯代环戊基，或饱和或不饱和的双环体系如降冰片烷基或降冰片烯基。
含氧、氮和/或硫的5-6元杂环是例如呋喃基、苯硫基、吡咯基、吡啶基、吲哚基、苯并氧杂基、二氧杂环戊烯基、二氧杂环己烷基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、二甲基吡啶基、甲基喹啉基、二甲基吡咯基、甲氧基呋喃基、二甲氧基吡啶基、二氟吡啶基、甲基苯硫基、异丙基苯硫基或叔丁基苯硫基。
非常特别优选的阴离子是氯离子、溴离子、碘离子、硫氰酸根、乙酸根、C1-C4-烷基硫酸根、甲磺酸根、甲苯磺酸根、C1-C4-二烷基磷酸根、硫酸氢根和四氯铝酸根。
阳离子和阴离子两者都存在于离子性液体中。在离子性液体内，质子或烷基由阳离子转移到阴离子。这样形成两个无电荷分子。因而存在着这样的平衡：阴离子、阳离子和由其形成的两个无电荷分子都存在。
本发明将通过下述实施例阐述。
实施例
实施例1
表1
| 保留时间[分钟] | 高度[a.u.] | 面积[a.u.] | 面积％ |
| 3.227 | 122.330 | 384.069 | 3.393 |
| 4.673 | 1.113 | 7.426 | 0.066 |
| 5.333 | 0.433 | 2.539 | 0.022 |
| 6.253 | 0.547 | 4.317 | 0.038 |
| 7.660 | 634.181 | 10.922,762 | 96.481 |
在氯代烃的制备中使用离子性液体氯化甲基咪唑鎓作为溶剂，结果获得被污染的氯化甲基咪唑鎓。所述被污染的氯化甲基咪唑鎓包含基本不挥发或仅非常轻微挥发的杂质。根据HPLC分析，所述混合物包含96.5面积％的氯化甲基咪唑鎓和3.5面积％的各种杂质。相关的色谱示于图1和表1。在90℃在大气压力下将410g已污染的氯化甲基咪唑鎓以液态放入悬浮结晶器内。关于悬浮结晶器，使用利用浆式搅拌器(直径：90mm)以约100rpm搅拌的1升玻璃搅拌容器。该玻璃容器具有利用水和自动调温装置加热/冷却的加热/冷却夹套。
将液体起始混合物首先冷却到约70℃，然后与1g固体混合。接着将变稠的悬浮液加热到80℃直到悬浮液中仅存在少量的晶种。然后在14小时内以0.63K/h的冷却速度对已放入晶种的混合物进行受控的缓慢冷却。通过冷却结晶形成了具有粒径100-1500μm且容易分离的粗晶体的晶体悬浮液。这些晶体示于图2。为了将晶体与剩余液体分离，60ml的悬浮液用已经预先加热到80℃的实验室篮式过滤离心机(screen basket centrifugation)以2000rpm离心分离三分钟。在离心分离后，从过滤篮中取出28.6g晶体。根据HPLC分析，该晶体包含100面积％的氯化甲基咪唑鎓。在该晶体中没有发现存在于已污染的起始混合物中的杂质。相关的色谱示于图3和表2。
实施例2
表2
| 保留时间[分钟] | 高度[a.u.] | 面积[a.u.] | 面积％ |
| 7.527 | 389.910 | 4.804.483 | 100.000 |
采用在有机晶体物质区域熔化中常用的步骤。其中将有机晶体物质以熔体形式引入规定长度和直径的玻璃管中。在该熔体通过在垂直管中冷却到室温而结晶后，管的开口被熔化封闭上部的剩余空间。所述物质的结晶棒置于密闭玻璃管内与空气完全隔离以防止大气氧和大气湿气的影响。填充的玻璃管悬挂在水平区域熔化设备内，并且启动预先设计的输送或牵引程序以及温度得到控制的加热和冷却区域。作为交替排列的冷却和加热区域的结果，沿着密封在玻璃管内的产物形成了固体和液体区域。缓慢地牵引所述管通过加热和冷却区域，导致逐渐熔化和结晶，从而产生区域的“迁移”，结果实现了在熔体中更好溶解的杂质的积聚。
结果是杂质积聚在管的末端，高纯度晶体区域位于管的开端。
实验中所描述的设备具有20个加热区和21个冷却区。为了最佳利用这20个加热区，实施5区域间隔，即缓慢的结晶牵引过程在一连4个加热区进行，然后将所述管迅速送回到起始位置，从该点再次慢慢牵引所述管。这样，5段间隔实现了在区域熔化管整个长度的杂质积聚，其中16个加热区连续发挥作用。
操作条件如下：区域熔化管的直径：9mm(内)，壁厚：1mm，填充高度或所述物质棒的长度：560mm，使用量：约35g，冷却区的温度：约25℃，加热区的温度：约175℃，结晶期间的牵引速率：15mm/小时；返回期间的牵引速率：5mm/秒。
在上述区域熔化设备中，利用所述反应条件能够使纯度97重量％的氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓的纯度提高到99.9重量％。在管末端富集杂质的区域中，氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓的纯度为95.0重量％。
Claims (8)
1.一种提纯通式为[A]n +[Y]n-、[A1]+[A2]+[Y]2-、[A1]+[A2]+[A3]+[Y]3-或[A1]+[A2]+[A3]+[A4]+[Y]4-的离子性液体的方法，其中A1、A2、A3和A4独立地是具有至少一个氮原子和任选具有氧原子或硫原子的5或6元杂环，n＝1、2、3或4，[Y]n-是任意选择的带1-4价负电荷的阴离子，
所述方法包括步骤：(a)使离子性液体由其熔体进行部分结晶和(b)将晶体与剩余熔体分离。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述部分结晶不连续地进行。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述部分结晶连续进行。
4.如权利要求1所述的方法，其中部分结晶以静态或动态方式进行。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述部分结晶以层式结晶或悬浮结晶方式进行。
6.如权利要求1所述的方法，其中部分结晶以多阶段进行。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述部分结晶以逆流结晶方式进行。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述部分结晶以区域熔化方法进行。
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