CN117043137A - 低共熔混合物以及液态组合物 - Google Patents
低共熔混合物以及液态组合物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117043137A CN117043137A CN202180096289.XA CN202180096289A CN117043137A CN 117043137 A CN117043137 A CN 117043137A CN 202180096289 A CN202180096289 A CN 202180096289A CN 117043137 A CN117043137 A CN 117043137A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- component
- eutectic mixture
- melting point
- liquid composition
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 61
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 61
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N Carbamic acid Chemical group NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical group 0.000 claims abstract description 12
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 5
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 claims description 17
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 claims description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 13
- 239000001763 2-hydroxyethyl(trimethyl)azanium Substances 0.000 claims description 12
- 235000019743 Choline chloride Nutrition 0.000 claims description 12
- SGMZJAMFUVOLNK-UHFFFAOYSA-M choline chloride Chemical group [Cl-].C[N+](C)(C)CCO SGMZJAMFUVOLNK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 229960003178 choline chloride Drugs 0.000 claims description 12
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 9
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 6
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 6
- ODHCTXKNWHHXJC-VKHMYHEASA-N 5-oxo-L-proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCC(=O)N1 ODHCTXKNWHHXJC-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 4
- ODHCTXKNWHHXJC-GSVOUGTGSA-N Pyroglutamic acid Natural products OC(=O)[C@H]1CCC(=O)N1 ODHCTXKNWHHXJC-GSVOUGTGSA-N 0.000 claims description 4
- ODHCTXKNWHHXJC-UHFFFAOYSA-N acide pyroglutamique Natural products OC(=O)C1CCC(=O)N1 ODHCTXKNWHHXJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 3
- 125000000404 glutamine group Chemical group N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)* 0.000 claims description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 23
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 16
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 12
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 9
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 9
- -1 ammonium cations Chemical class 0.000 description 8
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 8
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 7
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 7
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 7
- 235000004554 glutamine Nutrition 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 4
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical group 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 3
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N Asparagine Natural products OC(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- 229920000433 Lyocell Polymers 0.000 description 2
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000009582 asparagine Nutrition 0.000 description 2
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- HTZCNXWZYVXIMZ-UHFFFAOYSA-M benzyl(triethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC[N+](CC)(CC)CC1=CC=CC=C1 HTZCNXWZYVXIMZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 description 2
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- NHGXDBSUJJNIRV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC NHGXDBSUJJNIRV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- NRKYWOKHZRQRJR-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-trifluoroacetamide Chemical compound NC(=O)C(F)(F)F NRKYWOKHZRQRJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QLKGUVGAXDXFFW-UHFFFAOYSA-M 2-hydroxyethyl(trimethyl)azanium;acetate Chemical compound CC([O-])=O.C[N+](C)(C)CCO QLKGUVGAXDXFFW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JGSHIQQCOAHBPQ-UHFFFAOYSA-M 2-hydroxyethyl(trimethyl)azanium;methanesulfonate Chemical compound CS([O-])(=O)=O.C[N+](C)(C)CCO JGSHIQQCOAHBPQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Natural products CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P L-argininium(2+) Chemical compound NC(=[NH2+])NCCC[C@H]([NH3+])C(O)=O ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N L-isoleucine Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N L-threonine Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-M Methanesulfonate Chemical compound CS([O-])(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M N,N,N-Trimethylmethanaminium chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)C OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Natural products CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- KXHPPCXNWTUNSB-UHFFFAOYSA-M benzyl(trimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 KXHPPCXNWTUNSB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M ethanesulfonate Chemical compound CCS([O-])(=O)=O CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N isoleucine Natural products CCC(C)C(N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000310 isoleucine Drugs 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007886 mutagenicity Effects 0.000 description 1
- 231100000299 mutagenicity Toxicity 0.000 description 1
- 125000002560 nitrile group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- HWCKGOZZJDHMNC-UHFFFAOYSA-M tetraethylammonium bromide Chemical compound [Br-].CC[N+](CC)(CC)CC HWCKGOZZJDHMNC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YMBCJWGVCUEGHA-UHFFFAOYSA-M tetraethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CC[N+](CC)(CC)CC YMBCJWGVCUEGHA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UQFSVBXCNGCBBW-UHFFFAOYSA-M tetraethylammonium iodide Chemical compound [I-].CC[N+](CC)(CC)CC UQFSVBXCNGCBBW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DDFYFBUWEBINLX-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium bromide Chemical compound [Br-].C[N+](C)(C)C DDFYFBUWEBINLX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RXMRGBVLCSYIBO-UHFFFAOYSA-M tetramethylazanium;iodide Chemical compound [I-].C[N+](C)(C)C RXMRGBVLCSYIBO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FBEVECUEMUUFKM-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC FBEVECUEMUUFKM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- DOZCQOXWNBGYHT-UHFFFAOYSA-M tributyl(2-hydroxyethyl)azanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCC[N+](CCO)(CCCC)CCCC DOZCQOXWNBGYHT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RNQZPJGZEDPYSP-UHFFFAOYSA-M tributyl(2-hydroxyethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCC[N+](CCO)(CCCC)CCCC RNQZPJGZEDPYSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VUVYZBWBVCCEBM-UHFFFAOYSA-M tributyl(2-hydroxyethyl)azanium;iodide Chemical compound [I-].CCCC[N+](CCO)(CCCC)CCCC VUVYZBWBVCCEBM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KUQFDYRHDBNMSI-UHFFFAOYSA-M triethyl(2-hydroxyethyl)azanium;bromide Chemical compound [Br-].CC[N+](CC)(CC)CCO KUQFDYRHDBNMSI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XQDHXDORJFXNDX-UHFFFAOYSA-M triethyl(2-hydroxyethyl)azanium;iodide Chemical compound [I-].CC[N+](CC)(CC)CCO XQDHXDORJFXNDX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AQZSPJRLCJSOED-UHFFFAOYSA-M trimethyl(octyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCC[N+](C)(C)C AQZSPJRLCJSOED-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
- C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
- C08K5/175—Amines; Quaternary ammonium compounds containing COOH-groups; Esters or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
- C08K5/19—Quaternary ammonium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/20—Carboxylic acid amides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/21—Urea; Derivatives thereof, e.g. biuret
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
- C08L5/14—Hemicellulose; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
- C08L97/005—Lignin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/56—Non-aqueous solutions or dispersions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
低共熔混合物包含第一成分和第二成分作为主要成分。第一成分为季铵盐,上述第二成分为在同一分子内具有‑COOH基以及‑NH‑基的氨基羧酸和/或其衍生物。该低共熔混合物具有比第一成分的熔点T1以及第二成分的熔点T2低的熔点Tm。该低共熔混合物在高于熔点Tm的温度下呈均匀的液态。液态组合物包含溶解于该低共熔混合物的第三成分。第三成分包含选自纤维素、半纤维素以及木质素中的一种或两种以上。
Description
技术领域
本发明涉及低共熔混合物以及包含该低共熔混合物的液态组合物。
背景技术
在广泛的温度区域中为液态,并且安全且廉价的热介质是在各种领域中有用的材料。例如,作为可以在高温下使用的热介质,已知有油、硅油、多氯联苯(PCB)等合成油、熔融盐等。亚硝酸盐虽然可以在接近400℃的高温下使用,但一旦温度降低就会变成固体,因此有时会发生配管的堵塞等。此外,由于一直以来作为热介质而使用的油具有闪点,并且多数具有燃烧性,因此存在安全上的问题。闪点高的油存在如下问题:由于高粘性而流动性低,此外,在低温下固化。作为热稳定性高、流动粘度低的合成油可列举出PCB,但PCB即使是极微量也是对人体有害的。另一方面,热稳定性高、为不燃性且对生物的有害性低的硅油价格昂贵,有时在工业上的使用会受到限制。
此外,近年来,作为代替石油资源的可再生资源,提出了各种生物质的利用。例如,作为源自植物的生物质,正在研究利用木质生物质、草本生物质、纤维素、半纤维素、木质素等。作为溶解这种植物系生物质的溶剂,已知有氯化锂/二甲基乙酰胺、离子液体等。然而,从安全性以及成本的观点出发,作为价格昂贵的稀有金属的锂的使用、报告有致突变性的风险的有机溶剂的使用等难以实现通用化。
此外,报告了氯化胆碱/尿素的混合物会形成深度共晶溶剂(deep eutecticsolvent)而在室温下为液态,会溶解纤维素。然而,在非专利文献1中,记载了氯化胆碱/尿素的混合物的纤维素的溶解度为0.2%以下,纤维素几乎不溶解。此外,尿素虽然是在人的体内生成的物质,但有时会因累积至高浓度而产生各种不良影响。从安全方面考虑,尿素的使用是不优选的。
在专利文献1至专利文献5中,公开了由各种化合物的组合构成的深度共晶溶剂。例如,专利文献1公开了用于在生物学资料的固定以及保存中使用的、包含N,N,N-三甲基甘氨酸以及三氟乙酰胺的深度共晶溶剂。在专利文献2中,提出了包含由双组分或三组分体系构成的深度共晶溶剂的灭火泡沫组合物。专利文献3公开了将组合了具有预定结构的化合物而得的深度共晶溶剂使用于生物分子的固定化。
在专利文献4中,提出了使用在25℃下为固体的至少两种化合物、以及包含水和/或甘油的深度共晶溶剂来制备风味组合物的方法。在专利文献5中,公开了使用以摩尔比2:0.5:0.5~2:1.5:1.5包含氯化胆碱、天冬氨酸以及谷氨酸的共熔系溶剂,对玉米秸秆进行前处理的回收方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-141098号公报
专利文献2:日本特表2019-528814号公报
专利文献3:日本特许第6527616号
专利文献4:日本特表2016-538405号公报
专利文献5:中国专利公报第106086106号
非专利文献
非专利文献1:Q.Zhang,M.Benoit,K.De Oliveira Vigier,J.Barrault,F.J8rime,Chem.Eur.J.2012,18,1043-1046
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1至专利文献5中公开的化合物的组合是庞大的,均将应用于特定的用途作为目的而进行了选择。从这些专利文献1至专利文献5中选择为安全且廉价的热介质、且适合作为植物系生物质用的溶剂的化合物的组合并非易事。
尚未提出安全性以及作业性优异且容易制造、可作为广泛的温度区域中的热介质、进一步可作为植物系生物质的溶剂而应用的溶剂。本发明的目的在于提供安全性以及作业性优异且容易制造的低共熔混合物以及液态组合物。
用于解决问题的方案
本公开所涉及的低共熔混合物包含第一成分和第二成分作为主要成分。第一成分为季铵盐,第二成分为在同一分子内具有-COOH基以及-NH-基的氨基羧酸和/或其衍生物。低共熔混合物的熔点Tm低于第一成分的熔点T1以及第二成分的熔点T2。该低共熔混合物在高于熔点Tm的温度下呈均匀的液态。
优选的是,第一成分与第二成分的总含量为低共熔混合物整体的99重量%以上。
优选的是,熔点Tm超过0且低于50℃。优选的是,第一成分的熔点T1与熔点Tm之差(T1-Tm)为100℃以上。
优选的是,第一成分选自下述通式(1)所示的季铵盐。
[化学式1]
(式中,n为1~3的整数,R1以及R2各自独立地为氢原子或碳数为1~5的烷基,R3、R4以及R5各自独立地为碳数为1~5的烷基,X为卤素基团。)
优选的是,第一成分为氯化胆碱。
优选的是,第二成分为下述通式(2)所示的氨基羧酸和/或其衍生物。
[化学式2]
(式中,R1以及R2各自独立地为氢原子或可具有取代基的烃基。)优选的是,第二成分为下述通式(3)所示的氨基羧酸和/或其衍生物。
[化学式3]
(式中,R1为氢原子或可具有取代基的烃基,Y为包含杂原子的官能团,Z为可具有不饱和键的碳数为5以下的亚烷基。)
优选的是,第二成分为氨基羧酸和/或其环化衍生物。优选的是,第二成分选自谷氨酰胺、谷氨酸以及焦谷氨酸。
本公开所涉及的液态组合物包含前述的任一项所述的低共熔混合物以及溶解于该低共熔混合物的第三成分。第三成分包含选自纤维素、半纤维素以及木质素中的一种或两种以上。
优选的是,第三成分包含木质纤维素。优选的是,第三成分包含选自木材、纸浆以及棉绒中的一种或两种以上。
优选的是,该液态组合物在温度为25℃以下为液态。
本公开所涉及的成型品由前述的任一项所述的液态组合物形成。
发明的效果
本公开的低共熔混合物实质上能够通过将两种成分进行混合并进行加热而容易地制造。由于该低共熔混合物在广泛的温度区域中呈液态、具有流动性,因此作业性优异。该低共熔混合物均匀地溶解包含纤维素、半纤维素以及木质素的植物系生物质而形成液态组合物。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的低共熔混合物的组成与熔点的关系的图表。
图2是示出第一成分与第二成分的熔融状态良好的照片。
图3是示出本发明的一个实施方式所涉及的液态组合物的照片,图3(a)为溶解前,图3(b)为溶解后。
图4是本发明的一个实施方式所涉及的液态组合物的电子显微镜照片,图4(a)为溶解前,图4(b)为溶解后。
具体实施方式
以下,对优选的实施方式的一个例子进行具体说明。各实施方式中的各构成以及它们的组合等是一个例子,可以在不脱离本公开的主旨的范围内适当进行构成的附加、省略、置换以及其他变更。本公开仅受权利要求书的限定,而不受实施方式的限定。此外,在本说明书中公开的各种方式还可以与在本说明书中公开的其他的任何特征进行组合。
[低共熔混合物]
本公开的低共熔混合物包含为季铵盐的第一成分以及为在同一分子内具有-COOH基以及-NH-基的氨基羧酸和/或其衍生物的第二成分作为主要成分。该低共熔混合物具有比第一成分的熔点T1以及第二成分的熔点T2低的熔点Tm。该低共熔混合物在高于熔点Tm的温度下呈均匀的液态。在此,“均匀的液态”是指,在低共熔混合物中不存在实质上为固体的成分。
本公开的低共熔混合物能够通过将第一成分与第二成分进行混合并进行加热而容易地制造。该低共熔混合物在第一成分的熔点T1或第二成分的熔点T2附近的温度下具有高的热稳定性,且该低共熔混合物的熔点Tm与第一成分的熔点T1以及第二成分的熔点T2相比足够低。由于该低共熔混合物在广泛的温度区域中呈均匀的液态、具有流动性,因此作业性优异。而且,由于该低共熔混合物不包含担心对人有害的尿素,因此安全性优异。进一步地,如后所述,该低共熔混合物能够均匀地溶解包含纤维素、半纤维素以及木质素的植物系生物质。
在本申请说明书中,“主要成分”是指,第一成分以及第二成分为占低共熔混合物整体的至少50重量%以上的成分。优选的是,本公开的低共熔混合物中的第一成分与第二成分的总含量为低共熔混合物整体的90重量%以上,更优选为99重量%以上。最优选的是,本公开的低共熔混合物实质上由第一成分以及第二成分组成。
[熔点]
本公开的低共熔混合物的熔点Tm优选为超过0℃且低于50℃。换言之,该低共熔混合物可以至少到50℃为止,作为具有流动性的液体而存在。根据该低共熔混合物,可以避免由冷却时的固化引起的配管堵塞等问题。该低共熔混合物的熔点Tm优选为40℃以下,更优选为30℃以下。在本公开的低共熔混合物中,熔点Tm可以超过0℃且为40℃以下,也可以超过0℃且为30℃以下。优选为熔点Tm在室温(20℃±5℃)以下、即在室温下为液态的低共熔混合物。作为熔点Tm的测定方法,能够使用依据JIS K0065的目视法、热分析法等已知的方法。在为同一物质的情况下,原则上熔点与凝固点相等。
如前所述,本公开的低共熔混合物的熔点Tm低于第一成分的熔点T1以及第二成分的熔点T2。从得到在更广泛的温度区域中为液态的低共熔混合物的观点出发,第一成分的熔点T1与熔点Tm之差(T1-Tm)优选为100℃以上,更优选为110℃以上,进一步优选为120℃以上。从同样的观点出发,第二成分的熔点T2与熔点Tm之差(T2-Tm)优选为60℃以上,更优选为70℃以上,进一步优选为80℃以上。差(T1-Tm)以及差(T2-Tm)的上限值没有特别限定,但是从容易制造的观点出发,差(T1-Tm)优选为250℃以下,差(T2-Tm)优选为200℃以下。
[第一成分]
在本公开的低共熔混合物中,第一成分为季铵盐。只要能够通过与后述的第二成分进行混合并进行加热而形成具有比第一成分的熔点T1以及第二成分的熔点T2低的熔点Tm的低共熔混合物,则季铵盐的种类没有特别限定。
在此,季铵盐被定义为:由具有取代基的铵阳离子与阴离子(抗衡离子)形成的盐。与N键合的各取代基可以相同,也可以不同。优选的取代基是脂肪族或芳香族的烃基。烃基也可以具有羟基、卤素基团、氨基、腈基、羰基等取代基。烃基的碳数优选为1以上,更优选为2以上,此外,优选为10以下,更优选为9以下。烃基的碳数可以为1以上且10以下,也可以为2以上且9以下。季铵盐中的阴离子典型的是氯离子、溴离子等卤素离子。作为其他阴离子,可列举出:乙酸根阴离子、丙酸根阴离子、丁酸根阴离子等有机羧酸根阴离子,甲磺酸根阴离子、乙磺酸根阴离子、丙磺酸根阴离子、对甲苯磺酸根阴离子等有机磺酸根阴离子等。
作为这种季铵盐的具体例子,可列举出:氯化胆碱、三乙基(2-羟乙基)氯化铵、三乙基(2-羟乙基)溴化铵、三乙基(2-羟乙基)碘化铵、三丁基(2-羟乙基)氯化铵、三丁基(2-羟乙基)溴化铵、三丁基(2-羟乙基)碘化铵、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丙基氯化铵、四丁基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、辛基三甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四甲基碘化铵、四乙基碘化铵、三甲基(2-羟乙基)乙酸铵、三甲基(2-羟乙基)甲磺酸铵等。
优选的第一成分为选自下述通式(1)所示的季铵盐中的一种或两种以上。
[化学式4]
(式中,n为1~3的整数,R1以及R2各自独立地为氢原子或碳数为1~5的烷基,R3、R4以及R5各自独立地为碳数为1~5的烷基,X为卤素基团。)
从成本以及容易获得的观点出发,优选第一成分为氯化胆碱的低共熔混合物。
第一成分的熔点T1没有特别限定,但是从容易制造以及热稳定性的观点出发,优选为400℃以下,更优选为380℃以下,此外,优选为100℃以上。熔点T1可以为100℃以上且400℃以下,也可以为100℃以上且380℃以下。
[第二成分]
在本公开的低共熔混合物中,第二成分为在同一分子内具有-COOH基以及-NH-基的氨基羧酸和/或其衍生物。只要能够通过与前述的第一成分进行混合并进行加热而形成具有比第一成分的熔点T1以及第二成分的熔点T2低的熔点Tm的低共熔混合物,则氨基羧酸和/或其衍生物的种类没有特别限定。作为氨基羧酸的衍生物,可列举出环化衍生物。氨基羧酸的环化衍生物也可以是通过制造低共熔混合物时的加热而形成的。
从容易得到本公开的低共熔混合物的观点出发,优选的第二成分为下述通式(2)所示的氨基羧酸和/或其衍生物。
[化学式5]
(式中,R1以及R2各自独立地为氢原子或可具有取代基的烃基。)作为上述通式(2)所示的氨基羧酸的具体例子,可列举出:谷氨酰胺、谷氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸等。
更优选的第二成分为下述通式(3)所示的氨基羧酸和/或其衍生物。
[化学式6]
(式中,R1为氢原子或可具有取代基的烃基,Y为包含杂原子的官能团,Z为可具有不饱和键的碳数为5以下的亚烷基。)
作为上述通式(3)所示的氨基羧酸的具体例子,可列举出:谷氨酰胺、谷氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸等。
优选的氨基羧酸为谷氨酰胺以及谷氨酸,优选的氨基羧酸的衍生物为焦谷氨酸。优选为第二成分选自谷氨酰胺、谷氨酸以及焦谷氨酸的低共熔混合物。
第二成分的熔点T2没有特别限定,但是从容易制造以及热稳定性的观点出发,优选为400℃以下,更优选为380℃以下,此外,优选为100℃以上。熔点T2可以为100℃以上且400℃以下,也可以为100℃以上且380℃以下。
[低共熔混合物的制造方法]
本公开的低共熔混合物通过将第一成分与第二成分混合来制备混合物,并对该混合物进行加热而得到。加热温度以及加热时间适当选择,使得第一成分和第二成分熔融、形成均匀的液态。从防止着色的观点出发,优选为在减压下或非活性气体气氛下进行混合及加热。作为非活性气体,可例示出氮气、氩气等。
[第一成分与第二成分的混合比]
只要第一成分和第二成分熔融而呈均匀的液态,则第一成分与第二成分的混合比没有特别限定。例如,图1是对由氯化胆碱(第一成分)以及谷氨酸(第二成分)得到的低共熔混合物的凝固点(熔点Tm)进行描点而得的图表。图表的横轴是加热前的混合物中的谷氨酸(氨基羧酸)的比率(摩尔%),图表的纵轴是所得到的低共熔混合物的凝固点。如图所示,在该实施方式中,在第一成分与第二成分的摩尔比为1:1~1:4(氨基羧酸为50-80摩尔%)的范围内,在25℃下形成均匀的液态的低共熔混合物。可以根据所选择的第一成分以及第二成分的种类来选择优选的混合比,此外,还可以以对于低共熔混合物能获得期望的熔点Tm的方式来选择优选的混合比。
[制造低共熔混合物时的分散溶剂]
在将第一成分与第二成分进行混合来制备混合物并对该混合物进行加热时,也能够为了使混合物分散而添加溶剂。如果使用该分散溶剂,则在对混合物进行加热时,搅拌状态得到改善,热传递性提高。由此,使得热均匀地传递至混合物整体,因此能够防止由局部的加热或者长时间的加热导致的着色、热分解。分散溶剂的种类没有特别限定,但是优选为可以溶解第一成分以及第二成分的溶剂。此外,为了在制造低共熔混合物后,能够将该分散溶剂浓缩去除,将第一成分以及第二成分调节为期望的含量,优选沸点优选为200℃以下、更优选为120℃以下的溶剂。具体而言,可列举出:水、丙酮、甲乙酮、甲醇、乙醇、丁醇、四氢呋喃等。
[液态组合物]
本公开的液态组合物包含有前述的低共熔混合物、以及第三成分。第三成分溶解于该低共熔混合物。在此,“溶解”是指,包含第三成分的低共熔混合物形成有均匀的相的状态。优选的液态组合物在25℃以下显示出液态。更优选为在室温(20℃±5℃)以下为液态的液态组合物。
[第三成分]
在本公开的液态组合物中,第三成分为选自纤维素、半纤维素以及木质素中的一种或两种以上。第三成分也可以包含木质纤维素。第三成分也可以包含选自木材、纸浆以及棉绒中的一种或两种以上。
液态组合物中的第三成分的含量没有特别限定,但是从容易制造的观点出发,优选为50重量%以下,更优选为35重量%以下,进一步优选为20重量%以下,特别优选为10重量%以下。
[液态组合物的制造方法]
本公开的液态组合物的制造方法没有特别限定。典型的是,通过将前述的低共熔混合物与第三成分进行混合,并利用现有已知的加热方法进行加热而得到。加热条件可以根据低共熔混合物以及第三成分的种类以及量而适当调节。从防止着色的观点出发,优选为在减压下或非活性气体气氛下进行混合以及加热。作为非活性气体,可例示出氮气、氩气等。
本公开的液态组合物中包含的第三成分也是所谓的植物系生物质的主要构成成分。换言之,本公开的液态组合物为包含植物系生物质的主要构成成分的溶液。将该液态组合物作为材料而形成的成型品因植物系生物质而具有优异的生物降解性。
此外,能够通过使该液态组合物与对于第三成分为不良溶剂的第四溶剂接触,由此再生作为第三成分的纤维素、半纤维素、木质素,得到薄膜状成型物、纤维状成型物、颗粒状成型物、多孔性成型物。
实施例
以下,通过实施例来明确本发明的效果,但不应基于该实施例的记载而对本发明进行限定性解释。需要说明的是,在没有特别提及的情况下,试验全部是在室温(20℃±5℃)下实施的。
[实施例1至实施例6]
在氮气气氛下称量氯化胆碱(熔点302℃、东京化成工业株式会社制造,纯度为98%以上)和谷氨酸(熔点225℃、Nacalai Tesque公司制造,纯度为99%以上),以制成下表1所示的摩尔比,分别投入至直径为1mm的试管中。然后,使用油浴将各试管加热至150℃。在温度为150℃下,透过各试管中的试验液目视观察了隔开2mm的间隔记载的两根直线(宽度为1mm),其结果是,均能够隔着试验液而清晰地确认到两根直线。由此可知,氯化胆碱以及谷氨酸在任一种摩尔比下,均在150℃下完全熔融。接着,将各试管以速度为5℃/分进行冷却,将通过目视观察确认到晶体的产生的温度记录为凝固点。所得的结果示于表1。对相对于各实施例中的谷氨酸(氨基羧酸)的比率的凝固点进行描点而得的图表示于图1。如图1以及表1所示,实施例1至实施例6的凝固点(熔点)低于氯化胆碱以及谷氨酸的熔点。
[实施例7至实施例12]
除了设为下表2所示的组成以外,与实施例1至实施例6同样地进行,由此制备了实施例7至实施例12的试验液。实施例7至实施例12的试验液均在150℃下均匀地熔融。接着,将各试验液以速度为5℃/分冷却至25℃。在25℃下静置24小时后,透过试管中的试验液目视观察了隔开2mm的间隔记载的两根直线(宽度为1mm)。所得的结果示于表2。表2中,将明确地视觉辨别到两根直线的试验液(均匀熔融)表示为○。将无法视觉辨别到线或模糊地看成一根的试验液(熔融不良)表示为×。图2是在25℃下显示出均匀熔融的实施例7的照片。
[参考例1至参考例3]
除了将谷氨酸变更为尿素(熔点133℃,Nacalai Tesque公司制造,纯度为99%以上),并设为下表1以及表2所示的摩尔比以外,与实施例1至实施例6同样地进行,由此制备了参考例1至参考例3的试验液。参考例1至参考例3均在150℃下均匀地熔融,如表2所示,在25℃下静置24小时后显示出均匀熔融。各试验液的凝固点示于表1。
[表1]
[表2]
[实施例13至实施例26]
在氮气气氛下以成为摩尔比为1:1的方式称量前述的氯化胆碱以及谷氨酸,投入至直径为1mm的试管中,使用油浴加热至150℃,由此制备了均匀地熔融的试验液。向各试验液中投入第三成分以形成下表3所示的量,使用油浴在110℃下加热了5小时。目视观察了第三成分的溶解状态的结果示于表3。表3中,将未能视觉辨别到粉末的沉淀或纤维的试验液(均匀熔融)表示为○。图3(a)是表示加热前的状态的照片,图3(b)是在110℃下加热5小时后的照片。
针对所得到的实施例26的液态组合物,进行了电子显微镜观察(500倍)。结果示于图4。图4(a)是针对溶解前的第三成分(Cotton linter:棉绒)而得到的图像,图4(b)是实施例26(20.0重量%)的图像。确认到在实施例26的液态组合物中几乎不存在纤维素纤维。
[实施例27]
除了代替谷氨酸而使用了前述的谷氨酰胺以外,与实施例14同样地进行,由此制备了均匀地熔融的试验液。针对该试验液评价了110℃下的第三成分的溶解性的结果示于下表3。
[参考例4]
除了代替谷氨酸而使用了前述的尿素以外,与实施例15同样地进行,由此制备了均匀地熔融的试验液。向该试验液中投入第三成分,使用油浴在110℃下加热了6小时,但纤维素纤维几乎未溶解。该结果在下表3中表示为×。
[表3]
表3中记载的第三成分的详细内容如以下所述。
Avicel(微晶纤维素):旭化成工业公司制造的微晶纤维素,重均聚合度为200-250,注册商标“Avicel”
纸浆:重均聚合度为1500-2000
天丝:LENZING公司制造的纯化纤维素,注册商标“天丝(TENCEL)”
Cotton linter:Southern Cellulose公司制造的棉短绒,重均聚合度为800-1800
如表1至表2所示,在实施例中,能够在不使用尿素作为材料的情况下,通过将材料进行混合并进行加热这一简单的手段,形成与参考例同样的均匀的液态的低共熔混合物。进一步地,在实施例7至实施例8以及实施例10至实施例12中,能够在150℃至25℃的广泛的温度区域中形成均匀的液态的低共熔混合物。
如表3所示,实施例的低共熔混合物能够均匀地溶解各种纤维素,由此形成在温度为110℃下具有流动性的液态组合物。进一步确认到,任一个实施例均在温度为25℃下显示出均匀的液态。由这些评价结果可知,本发明的优势明显。
工业利用性
以上所说明的低共熔混合物可作为安全性高的耐热性溶剂、植物系生物质用的溶剂而应用。此外,以上所说明的液态组合物可应用于各种植物系生物质的利用。
Claims (15)
1.一种低共熔混合物,其中,
所述低共熔混合物包含第一成分和第二成分作为主要成分,所述第一成分为季铵盐,
所述第二成分为在同一分子内具有-COOH基以及-NH-基的氨基羧酸和/或其衍生物,
所述低共熔混合物具有比所述第一成分的熔点T1以及所述第二成分的熔点T2低的熔点Tm,在高于该熔点Tm的温度下呈均匀的液态。
2.根据权利要求1所述的低共熔混合物,其中,所述第一成分与所述第二成分的总含量为所述低共熔混合物整体的99重量%以上。
3.根据权利要求1或2所述的低共熔混合物,其中,所述熔点Tm超过0且低于50℃。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的低共熔混合物,其中,所述第一成分的熔点T1与所述熔点Tm之差(T1-Tm)为100℃以上。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的低共熔混合物,其中,所述第一成分选自下述通式(1)所示的季铵盐:
[化学式1]
式中,n为1~3的整数,R1以及R2各自独立地为氢原子或碳数为1~5的烷基,R3、R4以及R5各自独立地为碳数为1~5的烷基,X为卤素基团。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的低共熔混合物,其中,所述第一成分为氯化胆碱。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的低共熔混合物,其中,所述第二成分为下述通式(2)所示的氨基羧酸和/或其衍生物。
[化学式2]
式中,R1以及R2各自独立地为氢原子或可具有取代基的烃基。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的低共熔混合物,其中,所述第二成分为下述通式(3)所示的氨基羧酸和/或其衍生物:
[化学式3]
式中,R1为氢原子或可具有取代基的烃基,Y为包含杂原子的官能团,Z为可具有不饱和键的碳数为5以下的亚烷基。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的低共熔混合物,其中,所述第二成分为所述氨基羧酸和/或其环化衍生物。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的低共熔混合物,其中,所述第二成分选自谷氨酰胺、谷氨酸以及焦谷氨酸。
11.一种液态组合物,其中,所述液态组合物包含权利要求1~10中的任一项所述的低共熔混合物以及溶解于该低共熔混合物的第三成分,
所述第三成分包含选自纤维素、半纤维素以及木质素中的一种或两种以上。
12.根据权利要求11所述的液态组合物,其中,所述第三成分包含木质纤维素。
13.根据权利要求11或12所述的液态组合物,其中,所述第三成分包含选自木材、纸浆以及棉绒中的一种或两种以上。
14.根据权利要求11~13中的任一项所述的液态组合物,其中,所述液态组合物在温度为25℃以下为液态。
15.一种成型品,其中,所述成型品由权利要求11~14中的任一项所述的液态组合物形成。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/012964 WO2022201519A1 (ja) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | 共融混合物及び液状組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117043137A true CN117043137A (zh) | 2023-11-10 |
Family
ID=83396565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180096289.XA Pending CN117043137A (zh) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | 低共熔混合物以及液态组合物 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240174862A1 (zh) |
EP (1) | EP4317127A1 (zh) |
JP (1) | JPWO2022201519A1 (zh) |
CN (1) | CN117043137A (zh) |
WO (1) | WO2022201519A1 (zh) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57148239A (en) | 1981-03-11 | 1982-09-13 | Hitachi Ltd | Detecting method for wiring pattern of printed circuit board |
GB201303666D0 (en) | 2013-03-01 | 2013-04-17 | Goldsborough Andrew S | Sample fixation and stabilisation |
ES2765453T3 (es) * | 2013-09-24 | 2020-06-09 | Nestle Sa | Solventes eutécticos profundos y generación de aroma |
WO2016192829A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Merck Patent Gmbh | Deep eutectic solvents and/or ionic liquids as feed media |
CN106086106A (zh) | 2016-06-14 | 2016-11-09 | 江南大学 | 一种多氢键供体低共熔溶剂预处理玉米秸秆及其循环利用方法 |
EP3490683A1 (en) | 2016-07-29 | 2019-06-05 | Tyco Fire Products LP | Firefighting foam compositions containing deep eutectic solvents |
-
2021
- 2021-03-26 CN CN202180096289.XA patent/CN117043137A/zh active Pending
- 2021-03-26 EP EP21931958.9A patent/EP4317127A1/en active Pending
- 2021-03-26 JP JP2023508393A patent/JPWO2022201519A1/ja active Pending
- 2021-03-26 US US18/283,830 patent/US20240174862A1/en active Pending
- 2021-03-26 WO PCT/JP2021/012964 patent/WO2022201519A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2022201519A1 (zh) | 2022-09-29 |
WO2022201519A1 (ja) | 2022-09-29 |
EP4317127A1 (en) | 2024-02-07 |
US20240174862A1 (en) | 2024-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI126757B (en) | EUTEXT SOLVENT MIXTURES AND THEIR USE | |
JP2017193718A (ja) | ポリエステル樹脂組成物の製造方法 | |
Xu et al. | Understanding the dissolution of cellulose in 1-butyl-3-methylimidazolium acetate+ DMAc solvent | |
Walther et al. | Chitin foils and coatings prepared from ionic liquids | |
GB2483427A (en) | Process for dissolving cellulose and casting films | |
Pu-You et al. | Properties of poly (vinyl alcohol) plasticized by glycerin | |
CN106188629B (zh) | 一种功能化纤维素复合材料及其制备方法 | |
GB2430675A (en) | Primary, secondary and tertiary ammonium salts as ionic liquids | |
US10926230B2 (en) | Semipermeable membrane | |
DE102011083976A1 (de) | Sorptionsmittel für Absorptionswärmepumpen | |
CN110975649A (zh) | 一种改性聚偏氟乙烯超滤膜及其制备方法 | |
Qiao et al. | Effect of water on the thermal transition in chitosan films | |
CN117043137A (zh) | 低共熔混合物以及液态组合物 | |
CN106540631B (zh) | 一种含酯基的阳离子双子表面活性剂及其制备方法和应用 | |
CN113583239B (zh) | 三嗪基氮磷系阻燃剂、阻燃水性丙烯酸涂料及其制备方法 | |
NO821071L (no) | Geldannende sammensetning paa basis av en celluloseeter, fremgangsmaate til fremstilling av en gel, fremgangsmaate til reversibel oppheving av gelen og dens anvendelse ved sekundaerbefordring av jordolje | |
KR0161706B1 (ko) | 셀룰로오스를 함유하는 안정한 성형 및 정방 조성물 | |
KR20110105386A (ko) | 담배 필터 | |
WO2023226344A1 (zh) | 离子液体组合物及其制备方法 | |
JPH03740A (ja) | 置換フェニルポリベンズイミダゾールポリマー | |
JP2018104314A (ja) | セルロースゲルの製造方法及びセルロースゲル | |
JP2016153114A (ja) | アミノ酸イオン液体、その製造方法、及びそれを用いた正浸透装置 | |
GB2444614A (en) | Alkanoyl ammonium salts as ionic liquids | |
CN106543024A (zh) | 一种双丙烯酰胺表面活性剂及其制备方法和应用 | |
EP0326632A1 (en) | Method for the preparation of perfluorosulfonate ionomer films |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |