DE102004027196A1 - Verfahren und Lösemittel für die Kristallisation von Polymeren und Biopolymeren - Google Patents

Verfahren und Lösemittel für die Kristallisation von Polymeren und Biopolymeren Download PDF

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Andreas BÖSMANN
Thomas Jürgen Siegfried Dr. Schubert
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IOLITEC A BOESMANN DR T SCHUBE
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Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und die dazugehörigen Lösemittel für die Kristallisation von Polymeren und Biopolymeren zur Verfügung zu stellen. Bei den Lösemitteln handelt es sich um ionische Flüssigkeiten, die aufgrund ihrer Lösemitteleigenschaften geeignet sind, durch Mischungsverfahren mit anderen Lösemitteln ein kontrolliertes Kristallwachstum auch ansonsten schwer kristallisierbarer Substanzen zu ermöglichen.

Description

  • Stand der Technik der Kristallisation von Polymeren, insbesondere der Kristallisations von Biopolymeren, ist die Anwendung der sogenannten "hanging drop"-Methode (machmal auch als "sitting-drop" ausgeführt).
  • Dazu wird eine relativ konzentrierte Lösung der zu kristallisierenden Substanz mit Puffersubstanzen wie Natriumcitrat oder Imidazol Detergenzien wie z.B. Triton X100 oder Zwittergent und Salzen wie Lithiumsulfat oder Calciumchlorid versehen und das Lösemittel langsam verdampft. Mitunter werden auch Salze von Schwermetallen wie z.B. Ni2+ oder Cu2+ hinzugegeben, um die Kristallisation positiv zu beeinflussen.
  • Die Verdampfung des Lösemittels wird in der Regel durch eine im selben abgeschlossenen Gasraum wie die Probenlösung untergebrachte Reservoirlösung erzielt, die die selben Substanzen ohne die zu kristallisierende Spezies in größerer Konzentration als die Probenlösung enthält., so das das Lösemittel von der Probenlösung in die Reservoirlösung diffundiert. Durch die Aufkonzentration der Probenlösung kann es zur Ausbildung von Kristallen kommen. Bei der "hanging drop"-Methode wird ein Tropfen der Probenlösung unter ein Glasplättchen gehängt, das einen Behälter der Reservoirlösung abdeckt. Die "sitting drop"-Metode unterscheidet sich hiervon lediglich dadurch, das der Tropfen auf einer Fläche liegt, die im selben Gasraum wie die Reservoirlösung untergebracht ist.
  • Beiden Methoden gemein sind eine Reihe von Problemen.
  • Ein häufig vorkommender Fehler ist das Auftreten von Salzkristallen, die aus den zugegebenen Salzen und Puffersubstanzen entstehen können. Durch diese Kristalle kann insbesondere automatischen Überwachungssystemen die Entstehung von Polymerkristallen vorgetäuscht werden.
  • Ein weiteres Problem betrifft die schwerlöslichen Polymere. Um diese in Lösung zu bringen, werden löslichkeitssteigernde Substanzen wie z.B. Glycerin zugefügt. Da diese Substanzen schwerflüchtig sind, reichern sie sich in der Probenlösung während der Verdampfung an und erhöhen die Löslichkeit des Polymers weiter. Dies ist kontraproduktiv, da eine Ausfällung des Polymers erreicht werden soll. In anderen Fällen gelingt es nicht oder nur schwer, ein geeignetes Lösemittel für die Kristallisation zu finden. Ein Beispiel hierfür ist die Cellulose, die als schwerlöslich in den meisten Lösemitteln gilt.
  • Schließlich ist die große Anzahl unterschiedlicher zugesetzter Substanzen für die Auffindung der optimalen Kristallisationsparameter problematisch. Wenn z.B. in einem System ein Tensid, ein Salz und eine Puffersubstanz in ihren Konzentrationen optimiert werden sollen, steigt die Probenzahl P in einem Optimierungsdurchgang wie P = A·B·Cmit
    • A:
    Anzahl der zu prüfenden Tensidkonzentrationen
    B:
    Anzahl der zu prüfenden Salzkonzentrationen
    C:
    Anzahl der zu prüfenden Pufferkonzentrationen
  • Neben diesen Methoden sind andere Methoden wie die Dialyseverfahren weniger gängig, insbesondere da sie nur mit verhältnismäßig hohem Aufwand automatisierbar sind.
  • Beschreibung
  • Seit Ende der vierziger Jahre sind ionische Flüssigkeiten (engl. „ionic liquids") bekannt. Es handelt sich dabei um bei Raumtemperatur und darunter flüssige Salzschmelzen, die eine neuartige Klasse von Lösungsmitteln mit nicht-molekularem, ionischem Charakter darstellen. Eine gängige Definition Ionischer Flüssigkeiten mit Abgrenzung gegen die bekannten Salzschmelzen ist ein Schmelzpunkt unter 80°C. Andere Stellen nennen hier einen Schmelzpunkt unterhalb Raumtemperatur. Im Rahmen dieses Patentes sollen unter Ionischen Flüssigkeiten solche Salze verstanden werden, die im Reinzustand einen Schmelzpunkt von unterhalb 80°C, bevorzugt unterhalb Raumtemperatur besitzen.
  • Typische Kation-/Anion Kombinationen, die zu ionischen Flüssigkeiten führen sind z.B. Dialkylimidazolium, Pyridinium, Ammonium und Phosphonium mit Halogenid, Tetrafluoroborat, Methylsulfat. Daneben sind viele weitere Kombinationen von Kationen und Anionen denkbar, die zu solchen niedrigschmelzenden Salzen führen.
  • Im Hinblick auf den Einsatz in technischen Verfahren sind die grundlegenden Eigenschaften dieser Materialklasse von Interesse:
    • – Gute Lösungseigenschaften für viele Stoffe
    • – Praktisch kein Dampfdruck (dadurch keine Azeotropbildung)
    • – Unbrennbarkeit
  • Liquids (NATO Science Series. Ii. Mathematics, Physics and Chemistry, 92), Ionic Liquids: Industrial Applications for Green Chemistry (Acs Symposium Series, 818) by Robin D. Rogers (Editor).
  • Ionische Flüssigkeiten können eine weite Spanne an Substanzen homogen lösen. Die Lösungseigenschaften lassen sich in weitem Rahmen auf das zu lösende Material hin maßschneidern. So ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, die Mischbarkeit der Ionischen Flüssigkeiten mit einem zweiten Lösemittel von vollständig mischbar bis hin zur Ausbildung von zwei Phasen durch Änderung der Struktur der Anionen und Kationen der Ionischen Flüssigkeit zu steuern.
  • Da Ionische Flüssigkeiten aufgrund ihres ionischen Charakters einen zu vernachlässigenden Dampfdruck besitzen, können in Ionischen Flüssigkeiten gelöste flüchtige Stoffe durch Verdunsten oder durch Destillation problemlos von der Ionischen Flüssigkeit getrennt werden. Besonders vorteilhaft wirkt sich der nicht vorhandene Dampfdruck bei dem Einsatz Ionischer Flüssigkeiten Systemem Ionische Flüssigkeit/Gasphase aus. In solchen Systemen ist es möglich, durch Änderung der Zusammensetzung der Gasphase eine korrespondierende Zusammensetzung der Gasphasenkomponenten in der Ionischen Flüssigkeit zu erzielen, ohne einen Austrag der Ionischen Flüssigkeit durch Verdampfen befürchten zu müssen. In der Ionischen Flüssigkeit stellt sich jeweils eine Aktivität eines Stoffes aus der Gasphase ein, die der Aktivität dieses Stoffes in der Gasphase entspricht. So ist es z.B. möglich, über den Partialdruck einer Komponente der Gasphase direkt eine Aktivität dieses Stoffes in der Ionischen Flüssigkeit einzustellen.
  • Ionische Flüssigkeiten besitzen einen weiten Flüssigbereich, d.h. die Temperaturspanne zwischen Schmelzpunkt und Zersetzungspunkt kann bis zu 400°C betragen. Hierdurch eröffnet sich für alle Verfahren, die thermisch kontrollierbar sind, ein wesentlich größerer Temperaturspielraum als bei herkömmlichen, molekularen Lösemitteln. Insbesondere die Löslichkeit von Substanzen in Ionischen Flüssigkeiten lässt sich problemlos ohne Druckaufbau durch Temperaturänderung in weiten Bereichen beeinflussen.
  • Diese Eigenschaften der Stoffklasse der Ionischen Flüssigkeiten führen zu der überraschenden Erkenntnis, das die Kristallisation von Stoffen aus diesen Flüssigkeiten äußerst einfach und effizient zu gestalten ist.
  • Unter Ionischen Flüssigkeiten sollen im Rahmen dieses Patentes solche Substanzen verstanden werden, die aus Kationen und Anionen bestehen, wobei auch Mischungen von mehreren Kationen und Anionen möglich sind, und in ihrer Reinform einen Schmelzpunkt unterhalb von 80°C, bevorzugt unterhalb von 25°C haben. Die Reinform ist dabei gekennzeichnet durch die Abwesenheit von nichtionischen Bestandteilen.
  • Unter Polymeren sollen im Rahmen dieses Patentes solche Stoffe verstanden werden, die aus einer Aneinanderkettung von Monomereinheiten, die gleich oder verschieden sein können, bestehen, die untereinander in unterschiedlichen Maße vernetzt sein können und ein Molekulargewicht von mehr als 1000g/mol besitzen. Hierzu zählen z.B. Polyolefine, Polyamide, Polyether, Polyurethane und Polyester.
  • Unter Biopolymer sollen solche Polymere verstanden werden, die in der Natur vorkommen oder vorkommen könnten. Hierzu zählen z.B. Stärke, Cellulose, Proteine, Lignin, Chitin, Glycogen und Nucleotide.
  • Es sind bei der Kristallisation von Polymeren oder Biopolymeren aus Ionischen Flüssigkeiten zwei Varianten möglich, die beide auf Löslichkeitsänderungen der gelösten und zu kristallisierenden Spezies beruhen.
  • Ein Verfahren, das besonders bei temperaturunempfindlichen Substanzen Anwendung finden kann, beruht auf der Löslichkeitsänderung der zu kristallisierenden Spezies bei Temperaturänderung.
  • Dazu wird die betreffende Substanz in der erhitzten Ionischen Flüssigkeit so gelöst, das eine bei der betreffenden Temperatur gesättigte oder nahezu gesättigte Lösung entsteht. Diese wird kontrolliert abgekühlt auf eine geeignete konstante Temperatur oder es wird ein festgelegtes Temperaturprogramm abgefahren. Bei geeigneter Temperaturführung kommt es zur Ausbildung von Kristallen.
  • Bei entsprechender Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit der zu kristallisierenden Spezies kann die gesättigte Lösung bei einer niedrigen Temperatur hergestellt werden und die Kristallisation durch Temperaturerhöhung eingeleitet werden.
    •
  • Bei Anwendung dieses Verfahrens bieten Ionische Flüssigkeiten den Vorteil gegenüber herkömmlichen Lösemitteln, drucklos über einen weiten Temperaturbereich einsetzbar zu sein. Des weiteren können für viele als schwerlöslich geltende Substanzen wie z.B. Cellulose sehr einfach Ionische Flüssigkeiten aufgefunden werden, die als Lösemittel geeignet sind.
  • Des weiteren bieten Ionische Flüssigkeiten besonders bei der Anwendung in der Kristallisation von Proteinen den Vorteil, das sie stabilisierend auf die Proteine wirken und somit auch temperaturempfindliche Substanzen dieser Methode zugänglich werden. So konnten z.B. Baker et al. (Chem. Commun., 2004, 940-941.) eine Stabilisierung von Monellin bis 105°C in einer Ionischen Flüssigkeit im Gegensatz zu 40°C in Wasser zeigen.
  • Ein weiteres Verfahren beruht auf der Löslichkeitsänderung der zu kristallisierenden Spezies bei Änderung der Zusammensetzung der Lösemittelphase. Dieses Verfahren kann bevorzugt bei thermisch instabilen Substanzen Anwendung finden.
  • Bei diesem Verfahren sind zwei Varianten zu unterscheiden: Bei der ersten Variante ist die zu kristallisierende Spezies in einer Ionischen Flüssigkeit gut löslich und in einem zweiten Lösemittel (Fällungsmittel) wenig löslich. Es wird eine gesättigte oder annähernd gesättigte Lösung der zu kristallisierenden Spezies in der Ionischen Flüssigkeit hergestellt. Diese Lösung wird dann in einen Gasraum gebracht, der eine bestimmte Konzentration eines Fällungsmittels enthält. Dies kann im Falle von hydrophoben Spezies z.B. Wasserdampf sein; andere Fällungsmittel wie Diethylether, Alkane oder Aromaten sind in derselben Weise für z.B. hydrophile Spezies einsetzbar. Im Falle von Wasser als Fällungsmittel kann eine konzentrierte Salzlösung zur Einstellung einer bestimmten Wasserkonzentration im Gasraum dienen. Die Lösung der zu kristallisierenden Spezies in der Ionischen Flüssigkeit sättigt sich aus dem Gasraum langsam mit dem Fällungsmittel bis zur Gleichgewichtseinstellung. Wenn die Gleichgewichtskonzentration des Fällungsmittels für eine Ausfällung ausreicht, finden sich in der Ionischen Flüssigkeit Kristalle der zu kristallisierenden Spezies.
  • Bei der zweiten Variante ist die zu kristallisierende Spezies in einer Ionischen Flüssigkeit wenig löslich, dagegen in einem mit der Ionischen Flüssigkeit mischbaren Cosolvens gut löslich. In einer Mischung von Ionischer Flüssigkeit und Cosolvens wird eine gesättigte oder annähernd gesättigte Lösung der zu kristallisierenden Spezies hergestellt. Diese Mischung wird in einen Gasraum gebracht, der arm an gasförmigen Cosolvens ist. Das Cosolvens verdampft langsam aus dem Gemisch mit der Ionischen Flüssigkeit und hinterlässt die Ionische Flüssigkeit mit Kristallen der zu kristallisierenden Spezies. Die Verdampfung des Cosolvens kann auf unterschiedliche Arten kontrolliert werden. Bei einer Ausführung des Verfahrens kann der Gasraum über der Mischung durch eine für das Cosolvens durchlässige Membran in Kontakt mit der Umgebungsluft gebracht werden. Die Verdampfung des Cosolvens wird dann über den Durchtritt des gasförmigen Cosolvens durch die Membran gesteuert. In einer anderen Ausführung des Verfahrens kann in einem geschlossenen Gasraum über der Mischung ein geeigneter Absorber angebracht sein, der die Konzentration des Cosolvens in der Gasphase konstant auf einem Niveau hält, das die Verdampfung aus der Mischung ermöglicht. Im Falle von Wasser als Cosolvens kann dies eine konzentrierte Salzlösung sein.
  • Bei Anwendung dieses Verfahrens bieten Ionische Flüssigkeiten den Vorteil gegenüber herkömmlichen Lösemitteln, in ihrer Mischbarkeit mit anderen Löse- bzw. Fällungsmitteln einstellbar zu sein und daneben eine geeignete Löslichkeit für die zu kristallisierende Spezies aufzuweisen. Bei beiden Verfahren bieten die Ionischen Flüssigkeiten aufgrund ihres vernachlässigbar geringen Dampfdruckes die Sicherheit, das die eingebrachte Menge an Ionischer Flüssigkeit konstant bleibt und sich keinesfalls durch Verdampfung verringert. Dies ist insbesondere bei dem Verfahren der zweiten Variante vorteilhaft, da ein völliges Verdampfen aller Lösemittelbestandteile und damit ein Trockenfallen des gesamten Ansatzes unmöglich ist.
  • Allen hier beschriebenen Verfahrensformen ist gemeinsam, das sie die Verwendung der Ionischen Flüssigkeiten als Lösemittel bzw. Lösemittelkomponente beinhalten, aber nicht auf einem Fällungseffekt beruhen wie z.B. in WO 2001070240 beschrieben.
  • Die Ionischen Flüssigkeiten bieten für die Kristallisation von Polymeren und -biopolymeren gegenüber den herkömmlich verwendeten System einige Vorteile.
  • So sind für viele als schwerlöslich geltende Substanzen wie z.B. Cellulose problemlos Ionische Flüssigkeiten zu finden, die diese Substanzen lösen. Dadurch können nun Substanzen kristallisiert werden, die vorher aufgrund von Lösemittelproblemen der Kristallisation nicht zugänglich waren.
  • Des weiteren kann im Regelfall die Zugabe von Salzen in die Probenlösung entfallen, da die Ionischen Flüssigkeiten bereits eine Salzkomponente darstellen. Somit entfällt auch die Bildung von Salzkristallen in der Probenlösung, die zu den oben beschriebenen Problemen führt.
  • Auch die Zugabe von Tensiden erübrigt sich in vielen Fällen, da die Ionischen Flüssigkeiten tensidartigen Charakter haben und die Aufgaben der Tenside übenehmen können.
  • Durch den Wegfall von einer oder mehrerer Komponenten der üblichen Kristallisationsansätze vermindert sich die Zahl der Versuche im Screening erheblich.
  • Wenn die Ionische Flüssigkeit den Salzzusatz und den Tensidzusatz überflüssig macht, muss nach obigen Beispiel lediglich die Pufferkonzentration variiert werden. Somit vermindert sich die Anzahl der nötgen Versuche um den Faktor 1/(A·B).
  • Letztlich ist die Stabilisierung empfindlicher Probenmoleküle wie z.B. Proteine durch die Ionischen Flüssigkeiten ein wesentlicher Vorteil. Gegenüber den herkömmlichen wäßrigen Medien kann die Probenlösung über wesentlich längere Zeiträume und bei höheren Temperaturen gelagert werden, ohne das Zersetzungserscheinungen der Probensubstanz auftreten.
    •
  • Beispiel 1: In einem trockenen Gemisch aus 1.0g Octymethylimidazoliumbromid und 0.75 Ethylmethylimidazoliumtosylat wurden 15mg Cellulose gelöst. Diese Mischung wurde bei 25°C einer Athmosphäre ausgestzt, deren relative Feuchte innerhalb von 48h gleichmäßig von 30% auf 80% gesteigert wurde. Es wurden Kristalle von Cellulose erhalten.
  • Beispiel 2: In einer Mischung aus 30μl Wasser und 270mg Butylmethylpyrrolidiniumbis(trifluormethansulfon)-imid wurden 1.1mg Lysozym gelöst. Diese Mischung wurde 10 Tage offen bei Raumtemperatur stehengelassen.
  • Es wurden Kristalle von Lysozym erhalten.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Kristallisation von Polymeren und Biopolymeren, dadurch gekennzeichnet, das eines oder mehrere der verwendeten Lösemittel eine Ionische Flüssigkeit ist.
  2. Verfahren zur Kristallisation von Polymeren und Biopolymeren, dadurch gekennzeichnet, das das Polymer oder Biopolymer bei einer Temperatur T1 in einem Lösemittelgemisch, das mindestens eine Ionische Flüssigkeit beinhaltet, gelöst wird und bei einer anderen Temperatur T2, die von T1 um mindestens 10 Kelvin verschieden ist, wieder auskristallisiert wird.
  3. Verfahren zur Kristallisation von Polymeren und Biopolymeren, dadurch gekennzeichnet, das das Polymer oder Biopolymer in einer Ionischen Flüssigkeit oder einem Gemisch aus Ionischen Flüssigkeiten gelöst wird und durch Eindiffusion eines Fällungsmittels aus der Gasphase in die Lösung auskristallisiert wird.
  4. Verfahren zur Kristallisation von Polymeren und Biopolymeren, dadurch gekennzeichnet, das das Polymer oder Biopolymer in einem Gemisch eines oder mehrerer Lösemittels mit einer oder mehreren Ionischen Flüssigkeiten gelöst wird und die Löslichkeit des Polymers oder Biopolymers durch Anwendung von Druck verändert wird.
  5. Verfahren zur Kristallisation von Polymeren und Biopolymeren, dadurch gekennzeichnet, das das Polymer oder Biopolymer in einem Gemisch eines oder mehrerer Lösemittels mit einer oder mehreren Ionischen Flüssigkeiten gelöst wird und durch Verdampfen des oder der Lösemittel aus dem Gemisch auskristallisiert wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das der Anteil der Ionischen Flüssigkeiten in den Gemischen größer als 50 Volumenprozent, bevorzugt größer als 80 Volumenprozent ist.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das ein äußeres elektrisches Feld angelegt wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, das ein äußeres magnetisches Feld angelegt wird.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, das es sich bei den Polymeren und Biopolymeren um Substanzen mit einem Molekulargewicht größer als 1000 g/mol handelt.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, das es sich bei den Biopolymeren um Substanzen ausgewählt aus der Gruppe Stärke, Cellulose, Proteine, Lignin, Chitin, Glycogen, Nucleotide in natürlicher, synthetischer oder modifizierter natürlicher Form handelt.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, das es sich bei den Polymeren um Substanzen ausgewählt aus der Gruppe Polyolefine, Polyamide, Polyether, Polyurethane, Polyester, und deren Copolymere und Derivate handelt.
  12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, das es sich um ein automatisiertes Verfahren handelt.
  13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, das es sich bei den Ionischen Flüssigkeiten um Substanzen handelt, die der allgemeinen Formel aAm+ bXn– entsprechen, wobei n=1 oder n=2 und m=1 oder m=2 und a·m=b·n ist und das Kation A ausgewählt ist aus quarternären Ammonium-Kationen der allgemeinen Formel [R'''][N+]([R'])([R''])[R] quarternären Phosphonium-Kationen der allgemeinen Formel [R'''][P+]([R'])([R''])[R] Imidazoliumkationen der allgemeinen Formel [R]N1C=C[N+]([R'])=C1, wobei der Imidazoliumkern substituiert sein kann durch wenigsten eine Gruppe, die ausgewählt ist aus Halogeniden, Hydroxyl, linearen oder verzweigten substituierten oder unsubstituierten Alkylresten bis 20 Kohlenstoffatomen die mit einer oder mehreren Gruppen ausgewählt aus den Halogeniden, Hydroxyl, Nitril, Amin, Thiol substituiert sein können, Resten der allgemeinen Formel -(R-X)n-R' mit n=1-10, wobei R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, R' Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe ist und X eine Ethergruppe, Thioethergruppe, Estergruppe, Siloxangruppe oder Amidgruppe ist. Morpholiniumkationen der allgemeinen Formel [R][N+]1CC[O]CC1, wobei der Morpholiniumkern substituiert sein kann durch wenigsten eine Gruppe, die ausgewählt ist aus Halogeniden, Hydroxyl, linearen oder verzweigten substituierten oder unsubstituierten Alkylresten bis 20 Kohlenstoffatomen die mit einer oder mehreren Gruppen ausgewählt aus den Halogeniden, Hydroxyl, Nitril, Amin, Thiol substituiert sein können, Resten der allgemeinen Formel -(R-X)n-R' mit n=1-10, wobei R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, R' Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe ist und X eine Ethergruppe, Thioethergruppe, Estergruppe, Siloxangruppe oder Amidgruppe ist. Oxazoliniumkationen der allgemeinen Formel [R][N+]1=COCC1, wobei der Oxazoliniumkern substituiert sein kann durch wenigsten eine Gruppe, die ausgewählt ist aus Halogeniden, Hydroxyl, linearen oder verzweigten substituierten oder unsubstituierten Alkylresten bis 20 Kohlenstoffatomen die mit einer oder mehreren Gruppen ausgewählt aus den Halogeniden, Hydroxyl, Nitril, Amin, Thiol substituiert sein können, Resten der allgemeinen Formel -(R-X)n-R' mit n=1-10, wobei R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, R' Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe ist und X eine Ethergruppe, Thioethergruppe, Estergruppe, Siloxangruppe oder Amidgruppe ist. Pyridinium-Kationen der allgemeinen Formel [R][N+]1=CC=CC=C1, wobei der Pyridiniumkern substituiert sein kann durch wenigsten eine Gruppe, die ausgewählt ist aus Halogeniden, Hydroxyl, linearen oder verzweigten substituierten oder unsubstituierten Alkylresten bis 20 Kohlenstoffatomen die mit einer oder mehreren Gruppen ausgewählt aus den Halogeniden, Hydroxyl, Nitril, Amin, Thiol substituiert sein können, Resten der allgemeinen Formel -(R-X)n-R' mit n=1-10, wobei R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, R' Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe ist und X eine Ethergruppe, Thioethergruppe, Estergruppe, Siloxangruppe oder Amidgruppe ist. Pyrrolidinium-Kationen der allgemeinen Formel [R][N+]1([R'])CCCC1, wobei der Pyrrolidiniumkern substituiert sein kann durch wenigsten eine Gruppe, die ausgewählt ist aus Halogeniden, Hydroxyl, linearen oder verzweigten substituierten oder unsubstituierten Alkylresten bis 20 Kohlenstoffatomen die mit einer oder mehreren Gruppen ausgewählt aus den Halogeniden, Hydroxyl, Nitril, Amin, Thiol substituiert sein können, Resten der allgemeinen Formel -(R-X)n-R' mit n=1-10, wobei R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, R' Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe ist und X eine Ethergruppe, Thioethergruppe, Estergruppe, Siloxangruppe oder Amidgruppe ist. Pyrazolium-Kationen der allgemeinen Formel [R][N+]1C=CC=N1, wobei Pyrazoliumkern substituiert sein kann durch wenigsten eine Gruppe, die ausgewählt ist aus Halogeniden, Hydroxyl, linearen oder verzweigten substituierten oder unsubstituierten Alkylresten bis 20 Kohlenstoffatomen die mit einer oder mehreren Gruppen ausgewählt aus den Halogeniden, Hydroxyl, Nitril, Amin, Thiol substituiert sein können, Resten der allgemeinen Formel -(R-X)n-R' mit n=1-10, wobei R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, R' Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe ist und X eine Ethergruppe, Thioethergruppe, Estergruppe, Siloxangruppe oder Amidgruppe ist. Triazolium-Kationen der allgemeinen Formeln [R][N+]1([R'])N=CC=N1 oder [R][N+]1([R'])C=NC=N1, wobei der Triazoliumkern substituiert sein kann durch wenigsten eine Gruppe, die ausgewählt ist aus Halogeniden, Hydroxyl, linearen oder verzweigten substituierten oder unsubstituierten Alkylresten bis 20 Kohlenstoffatomen die mit einer oder mehreren Gruppen ausgewählt aus den Halogeniden, Hydroxyl, Nitril, Amin, Thiol substituiert sein können, Resten der allgemeinen Formel -(R-X)n-R' mit n=1-10, wobei R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, R' Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe ist und X eine Ethergruppe, Thioethergruppe, Estergruppe, Siloxangruppe oder Amidgruppe ist. Guanidinium-Kationen der allgemeinen Formel [R']N([R])C(N([R''])[R''])=[N+]([R'''])[R'''], wobei der Guanidiniumkern substituiert sein kann durch wenigsten eine Gruppe, die ausgewählt ist aus Halogeniden, Hydroxyl, linearen oder verzweigten substituierten oder unsubstituierten Alkylresten bis 20 Kohlenstoffatomen die mit einer oder mehreren Gruppen ausgewählt aus den Halogeniden, Hydroxyl, Nitril, Amin, Thiol substituiert sein können, Resten der allgemeinen Formel -(R-X)n-R' mit n=1-10, wobei R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, R' Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe ist und X eine Ethergruppe, Thioethergruppe, Estergruppe, Siloxangruppe oder Amidgruppe ist. und in den allgemeinen Formeln die Reste R, R', R'' , R''' unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Wasserstoff; Halogeniden; Hydroxyl; linearen oder verzweigten substituierten oder unsubstituierten Alkylresten bis 20 Kohlenstoffatomen die mit einer oder mehreren Gruppen ausgewählt aus den Halogeniden, Hydroxyl, Nitril, Amin, Thiol substituiert sein können; Resten der allgemeinen Formel -(R-X)n-R' mit n=1-10, wobei R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, R' Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe ist und X eine Ethergruppe, Thioethergruppe, Estergruppe, Siloxangruppe oder Amidgruppe ist und das Anion X– ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den Halogeniden, Tetrafluoroborat, RBF3 –, Hexafluorophoshat, RRR'PF3 –, Phosphat, RR'PO4 –, Dicyanamid, Carboxylat R-COO–, Sulfonat R-SO3 –, Benzolsulfonat, Toluolsulfonat, organischen Sulfaten R-O-SO3 –, bis(sulfon)imiden R-SO2-N–-SO2-R', Imiden der Struktur [R']S([N-]C([R])=O)(=O)=O, SCN–, CN–, Nitrat, Nitrit, Chlorat, Perchlorat wobei R und R' unabhängig voneinander ein linearer oder verzweigter 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthaltender aliphatischer oder alicyclischer Alkyl- oder ein C5-C15-Aryl-, C5-C15-Aryl-C1-C6-alkyl- oder C1-C6-Alkyl-C5-C15-aryl-Rest sein können, die durch Halogenatome und/oder Hydroxylgruppen substituiert sein können.
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