CN101198626B - 纤维素在添加胺碱的离子性液体中的溶解性 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种溶液，其包含纤维素、作为溶剂的含阴离子和阳离子的离子性溶液以及基于溶液总重计6-30重量％的含氮碱，涉及该溶液的制备方法及其用于物理或化学处理纤维素的用途。

Description

纤维素在添加胺碱的离子性液体中的溶解性
本发明涉及一种包含纤维素和作为溶剂的离子性液体的溶液、其制备方法和用途。
纤维素是一种用途非常广泛的原材料。在纺织工业中，纤维素是例如纤维原材料、尤其是棉的重要成分。
纤维素可以原样使用或经过物理或化学处理后使用。在后面所述的两种情况下，纤维素有利地以在溶剂中完全溶解的形式使用。但是，纤维素在多数溶剂中是不溶的。
在某些铜溶液中，纤维素作为铜的螯合配合物溶解。通过沉淀纤维素可获得再生纤维素。但是在纤维素的物理或化学处理中，此类铜溶液并不非常适合用作纤维素的溶剂。
为此，已经建议由文献获知的离子性液体体系用作纤维素的溶剂。
因而，US-A 1,943,176描述了纤维素在氯化苯甲基吡啶鎓中的溶解。
作为离子性液体的实例，氯化苯甲基吡啶鎓是一种以熔融形式存在的盐，因此在较低的温度下处于液态。
离子性液体作为溶剂日益重要，例如进行化学反应。例如，PeterWasserseheidt，Angew.Chem.2000，112，3926-3945页对离子性液体在过渡金属催化方面的应用进行了综述。
已经描述了甚至在室温下以液态存在的离子性液体，例如，K.N.Marsh等人在Fluid Phase Equilibria 219(2004)，93-98和J.G.Hunddleston等人在Green Chemistry 2001，3，156-164中。
DE-A 102 02 838描述了离子性液体从化学混合物中分离酸的用途。
归因于离子性液体的良好溶剂能力，最近的国际专利申请WO-A03/029329也提出了将其用于溶解纤维素的建议。但是，其中强调这种包含纤维素和作为溶剂的离子性液体的溶液必须基本不包含含氮碱。
尽管WO-A 03/029329描述的含纤维素溶液的特性和其制备取得了良好结果，但是仍然需要提供性能改善的溶液。
因此，本发明的目的是提供一种显示出改进性能的溶解纤维素的溶液。
上述目的通过一种溶液实现，所述溶液包含纤维素、作为溶剂的含阴离子和阳离子的离子性液体以及基于溶液总重计6-30重量％的含氮碱。
已经发现，当含氮碱以上述浓度添加时，溶液的性能，例如纤维素的溶解率、较低的粘度以及离子性液体熔点的降低，至少可以达到部分改善。
待溶解的纤维素可源于例如再生纤维素、纤维状纤维素、木质纤维、棉绒、棉或纸。
在本发明溶液中，优选基于溶液总重计超过1重量％的纤维素被完全溶解。基于溶液总重计，更优选超过3重量％、特别优选超过5重量％、特别优选至少7重量％完全溶解。
有利地，基于溶液总重计，最高35重量％的纤维素完全溶解。而且，基于溶液总重计，最高25重量％的纤维素可被完全溶解。其中最高15重量％纤维素完全溶解的溶液特别适合于具体应用。
对于本发明目的，离子性液体优选是下述通式的盐：
(A)通式(I)的盐
[A]n +[Y]n-    (I)
其中n为1、2、3或4，[A]+是季铵阳离子、氧鎓阳离子、鋶阳离子或鏻阳离子，[Y]n-是一价、二价、三价或四价阴离子；
(B)通式(II)的混合盐，
[A1]+[A2]+[Y]n-               (IIa)，其中n＝2；
[A1]+[A2]+[A3]+[Y]n-          (IIb)，其中n＝3；或
[A1]+[A2]+[A3]+[A4]+[Y]n-     (IIc)，其中n＝4；而且
其中[A1]+、[A2]+、[A3]+和[A4]+彼此独立地选自关于[A]+提及的基团，[Y]n-如上述(A)中所定义；或
(C)通式(III)的混合盐，
[A1]+[A2]+[A3]+[M1]+[Y]n-    (IIIa)，其中n＝4；
[A1]+[A2]+[M1]+[M2]+[Y]n-    (IIIb)，其中n＝4；
[A1]+[M1]+[M2]+[M3]+[Y]n-    (IIIc)，其中n＝4；
[A1]+[A2]+[M1]+[Y]n-         (IIId)，其中n＝3；
[A1]+[M1]+[M2]+[Y]n-         (IIIe)，其中n＝3；
[A1]+[M1]+[Y]n-              (IIIf)，其中n＝2；
[A1]+[A2]+[M4]2+[Y]n-        (IIIg)，其中n＝4；
[A1]+[M1]+[M4]2+[Y]n-        (IIIh)，其中n＝4；
[A1]+[M5]3+[Y]n-             (IIIi)，其中n＝4；或
[A1]+[M4]2+[Y]n-             (IIIj)，其中n＝3；
其中[A1]+、[A2]+和[A3]+彼此独立地选自关于[A]+提及的基团，[Y]n-如上述(A)中所定义，[M1]+、[M2]+、[M3]+是一价金属阳离子，[M4]2+是二价金属阳离子，[M5]3+是三价金属阳离子。
离子性液体优选具有低于180℃的熔点。所述熔点更优选在-50℃至150℃范围内，更优选在-20℃至120℃范围内，最优选低于100℃。
适合形成离子性液体的阳离子[A]n+的化合物是例如由DE 102 02 838A1公知的那些。因而，这样的化合物可包含氧、磷、硫或尤其是氮原子，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、硫或磷原子也可以存在。氮原子是离子性液体阳离子中的正电荷的合适载体，由此质子或烷基可在平衡中转移到阴离子以产生电中性分子。
如果氮原子是离子性液体阳离子中的正电荷的载体，则阳离子可首先通过季铵化氮原子产生，例如离子性液体合成中胺或氮杂环中的氮原子。季铵化可通过氮原子的烷基化实现。根据所用的烷基化试剂，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形成所需的阴离子。例如，由卤化铵开始，卤化物可以与路易斯酸反应，从而由卤化物与路易斯酸形成配合物阴离子。作为选择，可以用所需的阴离子代替卤化物离子。这可以通过下述方式实现：加入金属盐形成金属氯化物沉淀，利用离子交换树脂或用强酸置换卤化物离子(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。
在胺或氮杂环中的氮原子可以例如被季铵化的情况下，合适的烷基可以是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。所述烷基可以是未取代的或携带一个或多个相同或不同的取代基。
优选包含至少一个5或6元杂环、特别是5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。另外还优选芳族杂环。
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。
此外，优选选自式(IVa)-(IVw)化合物的阳离子，
Figure S2006800211241D00041
Figure S2006800211241D00051
Figure S2006800211241D00061
Figure S2006800211241D00071
以及包含这些结构的低聚物。
另外合适的阳离子是通式(IVx)和(IVy)的化合物，
Figure S2006800211241D00072
和包含这些结构的低聚物。
在上述式(IVa)-(IVy)中，
●基团R为氢，含碳的有机、饱和或不饱和、非环状或环状、脂族、芳族或芳脂族的基团，这些基团具有1-20个碳原子，是未取代的或被1-5个杂原子或官能团间断或是被取代的；
●基团R1-R9彼此独立地为氢，磺基，或含碳的有机、饱和或不饱和、非环状或环状、脂族、芳族或芳脂族的基团，所述基团具有1-20个碳原子，是未取代的或被1-5个杂原子或官能团间断或是被取代的；其中与上述式(IV)的碳原子(非杂原子)连接的R1-R9基团还可以是卤素或官能团；或
R1-R9中两个相邻的基团还可以一起为二价的含碳有机、饱和或不饱和、非环状或环状、脂族、芳族或芳脂族的基团，所述基团具有1-30个碳原子，是未取代的或被1-5个杂原子或官能团间断或是被取代的。
优选的是式(IVb)-(IVy)的阳离子。
在基团R和R1-R9的定义中，杂原子原则上是所有形式上能代替-CH2-、-CH＝、-C≡或＝C＝基团的杂原子。如果含碳基团包含杂原子，那么优选氧、氮、硫、磷和硅。优选的基团特别是-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR′-、-N＝、-PR′-、-PR′2和-SiR′2-，其中基团R′是含碳基团的其余部分。在基团R1-R9与上述式(IV)的碳原子(非杂原子)连接的情况下，它们还可以通过杂原子直接键结。
可能的官能团原则上是所有可与碳原子或杂原子键结的官能团。合适的官能团的实例为-OH(羟基)、＝O(特别是羰基)、-NH2(氨基)、＝NH(亚氨基)、-COOH(羧基)、-CONH2(羧酰胺)、-SO3H(磺基)和-CN(氰基)。官能团和杂原子也可以直接相邻，因而可以包含多种相邻原子的组合，例如-O-(醚)、-S-(硫醚)、-COO-(酯)、-CONH-(仲酰胺)或-CONR′-(叔酰胺)，例如二(C1-C4-烷基)氨基、C1-C4-烷氧基羰基或C1-C4-烷氧基。
卤素可以是氟、氯、溴和碘。
基团R优选为
●C1-C18-烷基，其可以是未支化的或支化的，是未取代的或被一个或多个羟基、卤素、苯基、氰基、C1-C6烷氧基羰基和/或磺酸取代基取代，并且具有总共1-20个碳原子，例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-1-丙基(异丁基)、2-甲基-2-丙基(叔丁基)、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2，2-二甲基-1-丙基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2-甲基-3-戊基、3-甲基-3-戊基、2，2-二甲基-1-丁基、2，3-二甲基-1-丁基、3，3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、2，3-二甲基-2-丁基、3，3-二甲基-2-丁基、1-庚基、1-辛基、1-壬基、1-癸基、1-十一烷基、1-十二烷基、1-十四烷基、1-十六烷基、1-十八烷基、2-羟乙基、苄基、3-苯基丙基、2-氰乙基、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、三氟甲基、二氟甲基、氟代甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟异丙基、九氟丁基、九氟异丁基、十一氟戊基、十一氟异戊基、6-羟己基和丙磺酸；
●二醇，丁二醇和其具有1-100个单元和氢原子或C1-C8烷基作为端基的低聚物，例如RAO-(CHRB-CH2-O)nCHRB-CH2-或RAO-(CH2CH2CH2CH2O)n-CH2CH2-CH2CH2O-，其中RA和RB优选为氢、甲基或乙基，而且n优选为0-3，特别是3-氧杂丁基、3-氧杂戊基、3，6-二氧杂庚基、3，6-二氧杂辛基、3，6，9-三氧杂癸基、3，6，9-三氧杂十一烷基、3，6，9，12-四氧杂十三烷基和3，6，9，12-四氧杂十四烷基；
●乙烯基；和
●N，N-二-C1-C6烷基氨基，例如N，N-二甲基氨基和N，N-二乙基氨基。
在阳离子为式(IVa)的吡啶鎓离子的情况下，优选R不同于苄基、烯丙基、乙基或乙氧基羰基甲基，其中R1-R5为H。
基团R特别优选是未支化和未取代的C1-C18烷基，例如甲基、乙基、1-丙基、1-丁基、1-戊基、1-己基、1-庚基、1-辛基、1-癸基、1-十二烷基、1-十四烷基、1-十六烷基、1-十八烷基，特别是甲基、乙基、1-丁基和1-辛基，或CH3O-(CH2CH2O)nCH2CH2-和CH3CH2O-(CH2CH2O)nCH2CH2-，其中n为0-3。
基团R1-R9彼此独立地为：
●氢；
●卤素；
●官能团；
● C1-C18烷基，其任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代，和/或任选被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断；
● C2-C18链烯基，其任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代，和/或任选被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断；
● C6-C12芳基，其任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代；
● C5-C12环烷基，其任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代；
●C5-C12环烯基，其任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代；或
●含氧、氮和/或硫的5-6元杂环，所述杂环任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代；或
两个相邻原子一起形成：
●不饱和、饱和或芳族的环，其任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代，和任选被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断。
任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C1-C18烷基优选是：甲基，乙基，1-丙基，2-丙基，1-丁基，2-丁基，2-甲基-1-丙基(异丁基)，2-甲基-2-丙基(叔丁基)，1-戊基，2-戊基，3-戊基，2-甲基-1-丁基，3-甲基-1-丁基，2-甲基-2-丁基，3-甲基-2-丁基，2，2-二甲基-1-丙基，1-己基，2-己基，3-己基，2-甲基-1-戊基，3-甲基-1-戊基，4-甲基-1-戊基，2-甲基-2-戊基，3-甲基-2-戊基，4-甲基-2-戊基，2-甲基-3-戊基，3-甲基-3-戊基，2，2-二甲基-1-丁基，2，3-二甲基-1-丁基，3，3-二甲基-1-丁基，2-乙基-1-丁基，2，3-二甲基-2-丁基，3，3-二甲基-2-丁基，庚基，辛基，2-乙基己基，2，4，4-三甲基戊基，1，1，3，3-四甲基丁基，1-壬基，1-癸基，1-十一烷基，1-十二烷基，1-十三烷基，1-十四烷基，1-十五烷基，1-十六烷基，1-十七烷基，1-十八烷基，  环戊基甲基，2-环戊基乙基，3-环戊基丙基，环己基甲基，2-环己基乙基，3-环己基丙基，苄基(苯甲基)，二苯基甲基(二苯甲基)，三苯基甲基，1-苯基乙基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、α，α-二甲基苄基，  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，甲氧基，乙氧基，甲酰基，1，3-二氧杂环戊-2-基，1，3-二
Figure 2006800211241_0
烷-2-基，2-甲基-1，3-二氧杂环戊-2-基，4-甲基-1，3-二氧杂环戊-2-基，2-羟乙基，2-羟丙基，  3-羟丙基，4-羟丁基，  6-羟己基，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-甲基氨基乙基、2-甲基氨基丙基，3-甲基氨基丙基，4-甲基氨基丁基、6-甲基氨基己基，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，6-乙氧基己基，乙酰基，CnF2(n-a)+(1-b)H2a+b，其中n为1-30，0≤a≤n且b＝0或1(例如CF3，C2F5，CH2CH2-C(n-2)F2(n-2)+1，C6F13，C8F17，C10F21，C12F25)，氯甲基，2-氯乙基，三氯甲基，1，1-二甲基-2-氯乙基，甲氧基甲基，2-丁氧基乙基，二乙氧基甲基，二乙氧基乙基，2-异丙氧基乙基，2-丁氧基丙基，2-辛氧基乙基，2-甲氧基异丙基，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，丁基硫代甲基，2-十二烷基硫代乙基，2-苯基硫代乙基、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-5，10-二氧杂十四烷基，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-5，10-二氧杂十四烷基，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。
任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代和/或被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断的C2-C18链烯基优选是乙烯基、2-丙烯基、3-丁烯基、顺-2-丁烯基、反-2-丁烯基或CnF2(n-a)-(1-b)H2a-b，其中n≤30，0≤a≤n且b＝0或1。
任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C6-C12芳基优选是苯基、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、甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、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-硝基苯基、4-硝基苯基、2，4-二硝基苯基、2，6-二硝基苯基、4-二甲氨基苯基、4-乙酰基苯基、乙氧基乙基苯基、乙氧基甲基苯基、甲基硫代苯基、异丙基硫代苯基或叔丁基硫代苯基或C6F(5-a)Ha，其中0≤a≤5。
任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C5-C12环烷基优选是环戊基、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、氯环己基、二氯环己基、二氯环戊基、CnF2(n-a)-(1-b)H2a-b，其中n≤30，0≤a≤n且b＝0或1，或饱和或不饱和的双环系统，如降冰片烷基或降冰片烯基。
任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C5-C12环烯基优选是3-环戊烯基、2-环己烯基、3-环己烯基、2，5-环己二烯基或CnF2(n-a)-3(1-b)H2a-3b，其中n≤30，0≤a≤n且b＝0或1。
任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的含氧、氮和/或硫的5-或6-元杂环优选是呋喃基、硫代苯基、吡咯基、吡啶基、吲哚基、苯并唑基、间二氧杂环戊烯基、二氧杂环己烷基(dioxyl)、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、二甲氧基吡啶基或二氟吡啶基。
如果两个相邻的基团形成任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代且任选被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚胺基间断的不饱和、饱和或芳族的环，则所述两个基团一起优选为1，3-亚丙基、1，4-亚丁基、1，5-亚戊基、2-氧杂-1，3-亚丙基、1-氧杂-1，3-亚丙基、2-氧杂-1，3-亚丙基、1-氧杂-1，3-亚丙烯基、3-氧杂-1，5-亚戊基、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-亚二烯基、1-氮杂-1，4-丁-1，3-亚二烯基或2-氮杂-1，4-丁-1，3-亚二烯基。
如果上述基团包含氧和/或硫原子和/或取代的或未取代的亚胺基，则氧和/或硫原子和/或亚胺基的数目没有任何限制。通常，不超过5个，优选不超过4个，特别优选不超过3个。
如果上述基团包含杂原子，任何两个杂原子之间通常存在至少一个碳原子、优选至少两个碳原子。
基团R1-R9彼此独立地特别优选是：
●氢；
●未支化或支化的C1-C18烷基，所述烷基是未取代的或被一个或多个羟基、卤素、苯基、氰基、C1-C6烷氧羰基和/或磺酸取代基取代，而且具有总计1-20碳原子，例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-1-丙基(异丁基)，2-甲基-2-丙基(叔丁基)，1-戊基，2-戊基，3-戊基，2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2，2-二甲基-1-丙基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-1-戊基，3-甲基-1-戊基，4-甲基1-戊基，2-甲基-2-戊基，3-甲基-2-戊基，4-甲基-2-戊基，2-甲基-3戊基、3-甲基-3-戊基，2，2-二甲基-1-丁基、2，3-二甲基-1-丁基、3，3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、2，3-二甲基-2-丁基、3，3-二甲基-2-丁基、1-庚基、1-辛基、1-壬基、1-癸基、1-十一烷基、1-十二烷基、1-十四烷基、1-十六烷基、1-十八烷基、2-羟乙基、苄基、3-苯基丙基、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、三氟甲基、二氟甲基、氟代甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟异丙基、九氟丁基、九氟异丁基、十一氟戊基、十一氟异戊基、6-羟己基和丙磺酸；
●二醇、丁二醇以及具有1-100个单元和氢原子或C1-C8烷基作为端基的低聚物，例如RAO-(CHRB-CH2-O)nCHRB-CH2-或RAO-(CH2CH2CH2CH2O)n-CH2CH2-CH2CH2O-，其中RA和RB优选为氢、甲基或乙基，而且n优选为0-3，特别是3-氧杂丁基、3-氧杂戊基、3，6-二氧杂庚基、3，6-二氧杂辛基、3，6，9-三氧杂癸基、3，6，9-三氧杂十一烷基、3，6，9，12-四氧杂十三烷基和3，6，9，12-四氧杂十四烷基；
●乙烯基；和
●N，N-二-C1-C6烷基氨基，例如N，N-二甲基氨基和N，N-二乙基氨基。基团R1-R9彼此独立地非常优选为氢或C1-C18烷基，例如甲基、乙基、1-丁基、1-戊基、1-己基、1-庚基、1-辛基、苯基、2-羟乙基、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、N，N-二甲基氨基、N，N-二乙基氨基、氯或CH3O-(CH2CH2O)nCH2CH2-和CH3CH2O-(CH2CH2O)nCH2CH2-，其中n为0-3。
非常特别优选的吡啶鎓离子(IVa)为下述那些：
●基团R1-R5之一为甲基、乙基或氯，其余的R1-R5为氢；
●R3为二甲基氨基，其余的基团R1、R2、R4和R5为氢；
●所有基团R1-R5为氢；
● R2为羧基或羧酰胺，其余的基团R1、R2、R4和R5为氢；或
● R1和R2或R2和R3一起为1，4-丁-1，3-亚二烯基，而其余的基团R1、R2、R4和R5为氢；
而且，特别是下述那些：
●R1-R5为氢；或
●基团R1-R5之一为甲基或乙基，其余的基团R1-R5为氢。
非常特别优选的吡啶鎓离子(IVa)为1-甲基吡啶鎓、1-乙基吡啶鎓、1-(1-丁基)吡啶鎓、1-(1-己基)吡啶鎓、1-(1-辛基)吡啶鎓、1-(1-己基)吡啶鎓、1-(1-辛基)吡啶鎓、1-(1-十二烷基)吡啶鎓、1-(1-十四烷基)吡啶鎓、1-(1-十六烷基)吡啶鎓、1，2-二甲基吡啶鎓、1-乙基-2-甲基-吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-辛基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十六烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-甲基-2-乙基吡啶鎓、1，2-二乙基吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-辛基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-乙基-吡啶鎓、1-(1-十六烷基)-2-乙基吡啶鎓、1，2-二甲基-5-乙基吡啶鎓、1，5-二-乙基-2-甲基吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓和1-(1-辛基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓和1-(1-十六烷基)-2甲基-3-乙基吡啶鎓。
非常特别优选的哒嗪鎓离子(IVb)为下述那些：
●R1-R4为氢；或
●基团R1-R4之一为甲基或乙基，其余的基团R1-R4为氢。
非常特别优选的嘧啶鎓离子(IVc)是下述那些：
●R1为氢、甲基或乙基，R2-R4彼此独立地为氢或甲基；或
●R1为氢、甲基或乙基，R2和R4为甲基且R3为氢。
非常特别优选的吡嗪鎓离子(IVd)为下述那些：
●R1为氢、甲基或乙基，R2-R4彼此独立地为氢或甲基；
●R1为氢、甲基或乙基，R2和R4为甲基且R3为氢；
●R1-R4为甲基；或
●R1-R4为甲基或氢。
非常特别优选的咪唑鎓(IVe)离子为下述那些：
●R1为氢、甲基、乙基、1-丙基、1-丁基、1-戊基、1-己基、1-辛基、2-羟乙基或2-氰基乙基，R2-R4彼此独立地为氢、甲基或乙基。
非常特别优选的咪唑鎓离子(IVe)为1-甲基咪唑鎓、1-乙基咪唑鎓、1-(1-丁基)咪唑鎓、1-(1-辛基)咪唑鎓、1-(1-十二烷基)咪唑鎓、1-(1-十四烷基)咪唑鎓、1-(1-十六烷基)咪唑鎓、1，3-二甲基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-(1-丁基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-丁基)-3-乙基咪唑鎓、1-(1-己基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-己基)-3-乙基-咪唑鎓、1-(1-己基)-3-丁基咪唑鎓、1-(1-辛基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-辛基)-3-乙基咪唑鎓、1-(1-辛基)-3-丁基咪唑鎓、1-(1-十二烷基)-3-甲基-咪唑鎓、1-(1-十二烷基)-3-乙基咪唑鎓、1-(1-十二烷基)-3-丁基咪唑鎓、1-(1-十二烷基)-3-辛基咪唑鎓、1-(1-十四烷基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-十四烷基)-3-乙基咪唑鎓、1-(1-十四烷基)-3-丁基咪唑鎓、1-(1-十四烷基)-3-辛基咪唑鎓、1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-十六烷基)-3-乙基咪唑鎓、1-(1-十六烷基)-3-丁基咪唑鎓、1-(1-十六烷基)-3-辛基咪唑鎓、1，2-二甲基咪唑鎓、1，2，3-三甲基咪唑鎓、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓、1-(1-丁基)-2，3-二甲基咪唑鎓、1-(1-己基)-2，3-二甲基咪唑鎓、1-(1-辛基)-2，3-二甲基咪唑鎓、1，4-二甲基咪唑鎓、1，3，4-三甲基咪唑鎓、1，4-二甲基-3-乙基咪唑鎓、3-丁基咪唑鎓、1，4-二甲基-3-辛基咪唑鎓、1，4，5-三甲基咪唑鎓、1，3，4，5-四甲基咪唑鎓、1，4，5-三甲基-3-乙基咪唑鎓、1，4，5-三甲基-3-丁基咪唑鎓和1，4，5-三甲基-3-辛基咪唑鎓。
非常特别优选的吡唑鎓离子(IVf)、(IVg)或(IVg′)为下述那些：
●R1为氢、甲基或乙基，R2-R4彼此独立地为氢或甲基。
非常特别优选的吡唑鎓离子(IVh)为下述那些：
●R1-R4彼此独立地为氢或甲基。
非常特别优选的1-吡唑啉鎓离子(IVi)为下述那些：
●R1-R6彼此独立地为氢或甲基。
非常特别优选的2-吡唑啉鎓离子(IVj)或(IVj′)为下述那些：
●R1为氢、甲基、乙基或苯基，R2-R6彼此独立地为氢或甲基。
非常特别优选的3-吡唑啉鎓离子(IVk)或(IVk′)为下述那些：
●R1和R2彼此独立地为氢、甲基、乙基或苯基，R3-R6彼此独立地为氢或甲基。
非常特别优选的咪唑啉鎓离子(IVl)为下述那些：
●R1和R2彼此独立地为氢、甲基、乙基、1-丁基或苯基，R3和R4彼此独立地为氢、甲基或乙基，R5和R6彼此独立地为氢或甲基。
非常特别优选的咪唑啉鎓离子(IVm)或(IVm′)为下述那些：
●R1和R2彼此独立地为氢、甲基或乙基，R3-R6彼此独立地为氢或甲基。
非常特别优选的咪唑啉鎓离子(IVn)或(IVn′)为下述那些：
●R1-R3彼此独立地为氢、甲基或乙基，R4-R6彼此独立地为氢或甲基。
非常特别优选的噻唑鎓离子(IVo)或(IVo′)和
Figure 2006800211241_2
唑鎓离子(IVp)为下述那些：
●R1为氢、甲基、乙基或苯基，R2和R3彼此独立地为氢或甲基。
非常特别优选的1，2，4-三唑鎓离子(IVq)、(IVq′)或(IVq″)为下述那些：
●R1和R2彼此独立地为氢、甲基、乙基或苯基，R3为氢、甲基或苯基。
非常特别优选的1，2，3-三唑鎓离子(IVr)、(IVr′)或(IVr″)为下述那些：
●R1为氢、甲基或乙基，R2和R3彼此独立地为氢或甲基，或R2和R3一起为1，4-丁-1，3-亚二烯基。
非常特别优选的吡咯烷鎓离子(IVs)为下述那些：
● R1为氢、甲基、乙基或苯基，R2-R9彼此独立地为氢或甲基。
非常特别优选的咪唑啉鎓离子(IVt)为下述那些：
●R1和R4彼此独立地为氢、甲基、乙基或苯基，R2和R3以及R5-R8彼此独立地为氢或甲基。
非常特别优选的铵离子(IVu)为下述那些：
●R1-R3彼此独立地为C1-C18烷基；或
●R1和R2一起为1，5-亚戊基或3-氧杂-1，5-亚戊基，R3为C1-C18烷基、2-羟乙基或2-氰基乙基。
非常特别优选的铵离子(IVu)为甲基三(1-丁基)铵、N，N-二甲基哌啶鎓和N，N-二甲基吗啉鎓。
可利用上述基团R通过季铵化衍生通式(IVu)季铵离子的叔胺实例为二乙基-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-正丁基乙基胺、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(IVu)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。
非常特别优选的胍鎓离子(IVv)为下述那些：
●R1-R5为甲基。
非常特别优选的胍鎓离子(IVv)为N，N，N′，N′，N″，N″-六甲基胍鎓。
非常特别优选的胆碱鎓离子(IVw)为下述那些：
●R1和R2彼此独立地为甲基、乙基、1-丁基或1-辛基，R3为氢、甲基、乙基、乙酰基、-SO2OH或-PO(OH)2；或
● R1为甲基、乙基、1-丁基或1-辛基，R2为-CH2-CH2-OR4基团，R3和R4彼此独立地为氢、甲基、乙基、乙酰基、-SO2OH或-PO(OH)2；或
●R1为-CH2-CH2-OR4基团，R2为-CH2-CH2-OR5基团，R3-R5彼此独立地为氢、甲基、乙基、乙酰基、-SO2OH或-PO(OH)2。
特别优选的胆碱鎓离子(IVw)为下述那些：R3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。
非常特别优选的鏻离子(IVx)为下述那些：
●R1-R3彼此独立地为C1-C18烷基，特别是丁基、异丁基、1-己基或1-辛基。
在上述杂环阳离子中，吡啶鎓离子、吡唑啉鎓离子、吡唑鎓离子和咪唑啉鎓离子以及咪唑鎓离子是优选的。还优选铵离子。
非常特别优选1-甲基吡啶鎓、1-乙基吡啶鎓、1-(1-丁基)吡啶鎓、1-(1-己基)吡啶鎓、1-(1-辛基)吡啶鎓、1-(1-己基)吡啶鎓、1-(1-辛基)吡啶鎓、1-(1-十二烷基)吡啶鎓、1-(1-十四烷基)吡啶鎓、1-(1-十六烷基)吡啶鎓、1，2-二甲基吡啶鎓、1-乙基-2-甲基吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-辛基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-(1-十六烷基)-2-甲基吡啶鎓、1-甲基-2-乙基吡啶鎓、1，2-二乙基吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-辛基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-乙基吡啶鎓、1-(1-十六烷基)-2-乙基吡啶鎓、1，2-二甲基-5-乙基吡啶鎓、1，5-二乙基-2-甲基吡啶鎓、1-(1-丁基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-己基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-辛基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-十二烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-十四烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-(1-十六烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶鎓、1-甲基-咪唑鎓、1-乙基咪唑鎓、1-(1-丁基)咪唑鎓、1-(1-辛基)咪唑鎓、1-(1-十二烷基)咪唑鎓、1-(1-十四烷基)咪唑鎓、1-(1-十六烷基)咪唑鎓、1，3二甲基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-(1-丁基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-己基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-辛基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-十二烷基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-十四烷基)-3-甲基咪唑鎓、1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑鎓、1，2-二甲基咪唑鎓、1，2，3-三甲基咪唑鎓、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓、1-(1-丁基)-2，3-二甲基咪唑鎓、1-(1-己基)-2，3-二甲基咪唑鎓和1-(1-辛基)-2，3-二甲基咪唑鎓、1，4-二甲基咪唑鎓、1，3，4三甲基咪唑鎓、1，4-二甲基-3-乙基咪唑鎓、3-丁基咪唑鎓、1，4二甲基-3-辛基咪唑鎓、1，4，5-三甲基咪唑鎓、1，3，4，5-四甲基咪唑鎓、1，4，5-三甲基-3-乙基咪唑鎓、1，4，5-三甲基-3-丁基咪唑鎓和1，4，5-三甲基-3-辛基咪唑鎓。
式(IIIa)-(IIIj)中提及的金属阳离子[M1]+、[M2]+、[M3]+、[M4]2+和[M5]3+通常为元素周期表1、2、6、7、8、9、10、11、12和13族的金属阳离子。合适的金属阳离子是例如Li+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Cr3+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Ag+、Zn2+和Al3+。
关于阴离子，原则上可以使用所有阴离子。
离子性液体的阴离子[Y]n-是例如选自下述的离子：
●下式的卤离子和含卤素化合物基团：
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磷酸根基团：
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(phosphinite)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：
Figure S2006800211241D00211
●下述通式的甲基化物：
Figure S2006800211241D00212
●下述通式的烷醇盐和芳基醇盐：
RaO-；
●下述通式的卤代金属盐：
[MqHalr]s-，
其中M为金属，Hal为氟、氯、溴或碘，q和r为正整数并且表示配合物的化学计量，s为正电荷而且表示配合物上的电荷；
●下述通式的硫化物、硫氢化物、多硫化物、多硫氢化物和硫醇盐：
S2-、HS-、[Sv]2-、[HSv]-、[RaS]-，
其中v是2-10的正整数；
●金属配合物离子基团如Fe(CN)6 3-、Fe(CN)6 4-、MnO4 -、Fe(CO)4 -。
这里，基团Ra、Rb、Rc和Rd彼此独立地是：氢，C1-C30-烷基，任选被一个或多个非相邻氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断的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不饱和、饱和或芳族的环，所述环任选地被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断，其中所提及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烷基是例如甲基、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、十六烷基、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-二甲基苄基、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、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。
可以任选被一个或多个非相邻氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断的C2-C18烷基是例如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，则这些基团可以一起形成稠合结构单元，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。
对非相邻氧和/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，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-烷氧基碳酰基、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。
可以任选被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C6-C14芳基为例如苯基、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。
可以任选被官能团、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。
优选的阴离子选自下述化合物：卤化物和含卤素的化合物，羧酸，硫酸盐、亚硫酸盐和磺酸盐，磷酸盐。
优选的阴离子是氯离子、溴离子、碘离子、SCN-、OCN-、CN-、乙酸根、C1-C4烷基硫酸根、Ra-COO-、RaSO3 -、RaRbPO4 -、甲磺酸根、甲苯磺酸根、C1-C4二烷基磷酸根、硫酸氢根或四氯铝酸根。
非常特别优选的阴离子为Cl-、CH3COO-或CH3SO3 -。
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：存在阴离子、阳离子和由其形成的两个无电荷分子。
所述溶液优选具有不超过180℃的温度。本发明溶液具有的温度更优选不超过160℃，甚至更优选不超过120℃，特别优选不超过100℃。
在优选实施方式中，含氮碱的比例是基于溶液总重计的6-20重量％，更优选6-15重量％，进一步优选6-14重量％，更进一步优选6-13重量％，特别优选6-10重量％。而且，所述比例优选为7-14重量％，尤其8-13重量％。
含氮碱优选是其中的氮原子为伯、仲或叔氮原子的化合物，而且由式(IVa)-(IVw)的季化合物衍生，其中不存在用于形成季氮的R基团，其它取代基彼此独立地具有上述意义而且如果合适的话还可以是氢。
所述碱如果是一种含季氮的化合物，则优选由离子性液体中存在的阳离子衍生。但是，也可以不是这种情况。
其它优选的碱列于DE-A102 02 838的第4页第17行至第7页的第51行，其中的公开内容通过参考在此全部引用。
特别优选的碱为胺、咪唑、单乙基胺、异丙基胺、乙基己基胺、乙醇胺或咪唑。
本发明进一步提供一种制备本发明溶液的方法，其中包括步骤：
-将纤维素加入溶液中，所述溶液包含作为溶剂的含阴离子和阳离子的离子性液体和基于溶液总重计6-30重量％的含氮碱，而且
-混合该溶液直到纤维素完全溶解。
混合优选通过搅拌、振动方式和/或借助微波进行。
溶解优选在3天内产生，更优选在一天内，特别优选在12小时内产生。
本发明进一步提供本发明溶液用于物理或化学处理纤维素的用途。
化学处理包括氧化、还原、热解、水解、同质异构、酯化、烷氧基化或共聚。
本发明将通过下述实施例阐述。
实施例
在95℃搅拌下将一定量的离子性液体和胺放入反应釜中，并且混入一定量的纤维素粉末。在95℃下搅拌该混合物直到纤维素完全溶解。另外，测定完全溶解需要的时间。
批料用量和结果汇总于下述表中。
离子性液体 用量(离子性液体) 胺 用量(胺)  用量(纤维素粉末)  需要的时间
BMIM Cl 10.0g -- --  0.30g  2小时37分钟
BMIM Cl 10.0g 1-甲基咪唑 0.99g  0.30g  48分钟
BMIM Cl 10.0g 1-甲基咪唑 2.00g  0.30g  28分钟
BMIM乙酸酯 10.0g -- --  0.70g  63小时
BMIM乙酸酯 10.0g 1-甲基咪唑 1.00g  0.70g  24小时
BMIM乙酸酯 10.0g 1-甲基咪唑 2.06g  0.71g  6小时
BMIM＝1-正丁基-3-甲基咪唑鎓

Claims (9)

1.一种溶液，其包含纤维素、作为溶剂的含阴离子和阳离子的离子性液体以及6-30重量％的含氮碱，其中所述的重量百分比基于溶液的总重计，
其中阴离子和阳离子形成通式(I)的盐：
[A]n +[Y]n-    (I)
其中n为1、2、3或4，[A]+是季铵阳离子、氧鎓阳离子、鋶阳离子或鏻阳离子，[Y]n-是一价、二价、三价或四价阴离子；
通式(ID的混合盐，
[A1]+[A2]+[Y]n-、    (IIa)，其中n＝2；
[A1]+[A2]+[A3]+[Y]n-    (IIb)，其中n＝3；或
[A1]+[A2]+[A3]+[A4]+[Y]n-  (IIc)，其中n＝4；而且
其中的[A1]+、[A2]+、[A3]+和[A4]+彼此独立地选自关于[A]+提及的基团，[Y]n-如上述(A)中所定义；或
通式(IID的混合盐，
[A1]+[A2]+[A3]+[M1]+[Y]n-    (IIIa)，其中n＝4；
[A1]+[A2]+[M1]+[M2]+[Y]n-    (IIIb)，其中n＝4；
[A1]+[M1]+[M2]+[M3]+[Y]n-    (IIIc)，其中n＝4；
[A1]+[A2]+[M1]+[Y]n-    (HId)，其中n＝3；
[A1]+[M1]+[M2]+[Y]n-    (IIIe)，其中n＝3；
[A1]+[M1]+[Y]n-    (IIIf)，其中n＝2；
[A1]+[A2]+[M4]2+[Y]n-    (IIIg)，其中n＝4；
[A1]+[M1]+[M4]2+[Y]n-    (IIIh)，其中n＝4；
[A1]+[M5]3+[Y]n-    (IIIi)，其中n＝4；或
[A1]+[M4]2+[Y]n-    (IIIj)，其中n＝3；
其中[A1]+、[A2]+和[A3]+彼此独立地选自关于[A]+提及的基团，[Y]n-如上述(A)中所定义，[M1]+、[M2]+、[M3]+是一价金属阳离子，[M4]2+是二价金属阳离子，[M5]3+是三价金属阳离子，
和
其中离子性液体包含至少一种式(IVe)的阳离子：
Figure FSB00000939996000021
以及包含式(IVe)结构的低聚物，其中
●基团R为氢，含碳的有机、饱和或不饱和、非环状或环状、脂族、芳族或芳脂族的基团，这些基团具有1-20个碳原子，是未取代的或被1-5个杂原子或官能团间断或是被取代的；
●基团R1-R4彼此独立地为氢，磺基，或含碳的有机、饱和或不饱和、非环状或环状、脂族、芳族或芳脂族的基团，所述基团具有1-20个碳原子而且是未取代的或被1-5个杂原子或官能团间断或是被取代的；其中与上述式(IVe)的碳原子(非杂原子)连接的R1-R4基团还是卤素或官能团；或
R1-R4中两个相邻的基团还一起为二价的含碳有机、饱和或不饱和、非环状或环状、脂族、芳族或芳脂族的基团，所述基团具有1-30个碳原子，是未取代的或被1-5个杂原子或官能团间断或是被取代的。
2.如权利要求1所述的溶液，其中所述溶液包含基于溶液总重计超过1重量％的纤维素。
3.如权利要求1或2所述的溶液，其中离子性液体包含至少一种选自下述的阴离子：
●下式的卤离子和卤素化合物基团：
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磷酸根基团：
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：
Figure FSB00000939996000041
●下述通式的甲基化物：
Figure FSB00000939996000042
●下述通式的烷醇盐和芳基醇盐：
RaO-；
●下述通式的卤代金属盐：
[MqHalr]S-，
其中M为金属，Hal为氟、氯、溴或碘，q和r为正整数并且表示配合物的化学计量，s为正电荷而且表示配合物上的电荷；
●下述通式的硫化物、硫氢化物、多硫化物、多硫氢化物和硫醇盐：
S2-、HS-、[Sv]2-、[HSv]-、[RaS]-，
其中v是2-10的正整数；和
●金属配合物离子基团，
其中
基团Ra、Rb、Rc和Rd彼此独立地为氢，C1-C18烷基，任选被一个或多个非相邻氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断的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，其中的两个可以一起形成不饱和、饱和或芳族的环，所述环任选地被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断，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。
4.如权利要求1或2所述的溶液，其中离子性液体含有至少一种选自Fe(CN)6 3-、Fe(CN)6 4-、MnO4 -和Fe(CO)4 -中的阴离子。
5.如权利要求1或2所述的溶液，其具有的温度不超过180℃。
6.如权利要求1或2所述的溶液，其中含氮碱的比例是基于溶液总重计的6-20重量％。
7.如权利要求1或2所述的溶液，其中含氮碱是一种如下所述的化合物：其中的氮原子为伯、仲或叔氮原子，而且由式(IVe)的季化合物衍生，其中不存在用于形成季化合物的季氮的R基团，其它取代基彼此独立地具有权利要求1给出的含义而且任选地是氢。
8.一种制备如权利要求1或2所述的溶液的方法，其中包括步骤：
-将纤维素加入溶液中，所述溶液包含如权利要求1所述的作为溶剂的合阴离子和阳离子的离子性液体以及基于溶液总重计6-30重量％的含氮碱，
-混合该溶液直到纤维素完全溶解。
9.如权利要求1或2所述的溶液用于物理或化学处理纤维素的用途。
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