ES2239159T3 - Liquidos ionicos y su uso. - Google Patents

Liquidos ionicos y su uso.

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Raymond Kelvin Rasheed
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Abstract

Un compuesto iónico que tiene un punto de congelación no superior a 50ºC, formado por la reacción de al menos una sal de amina de la fórmula R1R2R3R4N+X-(I) con al menos una sal hidratada, que es un cloruro, nitrato, sulfato o acetato de Li, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Bi, La o Ce; en donde R1, R2 y R3 son cada uno independientemente un grupo alquilo C1 a C5 o un grupo cicloalquilo C6 a C10, o en donde R2 y R3 considerados conjuntamente representan un grupo alquileno C4 a C10, formando así con el átomo N de la fórmula I un anillo heterocíclico de 5 a 11 miembros, y en donde R4 es hidrógeno, o fenilo, o un grupo alquilo o cicloalquilo C1 a C12, opcionalmente sustituido con al menos un grupo seleccionado de OH, Cl, Br, F, I, fenilo, NH2, CN, NO2, COOR5, CHO, COR5 y OR5, en donde R5 es un grupo alquilo o cicloalquilo C1 a C10, y X- es un anión capaz de complejarse por la mencionada sal hidratada.

Description

Líquidos iónicos y su uso.
Esta invención se refiere a compuestos iónicos y a métodos para su preparación. En particular, la invención se refiere a compuestos iónicos formados entre sales metálicas hidratadas y sales de aminas, que son líquidas a temperaturas bajas, y en particular que tienen un punto de congelación de 50ºC o menos, y más preferentemente son líquidas a, o casi a, temperatura ambiente (20ºC).
Hay mucho interés actual en el campo de los líquidos iónicos. Tales sistemas, que son ejemplos de sales fundidas, tienen un número de propiedades químicas interesantes y útiles, y tienen utilidad por ejemplo como disolventes muy polares para usar en química preparativa, y como catalizadores. Tienen también aplicación particular en electroquímica, por ejemplo en baterías, células de combustible, dispositivos fotovoltaicos y procedimientos de electrodepósito, por ejemplo en baños para galvanoplastia de metales.
Los líquidos iónicos tienen presión de vapor muy baja y así, en contraste con muchos disolventes convencionales, no producen virtualmente vapores peligrosos. Por tanto son convenientes desde el punto de vista de la salud, seguridad y medio ambiente.
Un tal sistema que se ha conocido durante muchos años es el formado a partir de cloruro de 1-etil-3-metilimidazolio-cloruro de aluminio (EMIC-AlCl_{3}). Este sistema es un líquido estable térmicamente entre -100ºC y aproximadamente 200ºC, dependiente de la relación molar de EMICa a AlCl_{3} utilizada.
Tales sistemas EMIC-AlCl_{3} se han utilizado extensivamente como disolventes para diversas reacciones iónicas y como electrolitos, como se describe por ejemplo en los documentos US-A-5525567, FR-A-2611700, FR-A-2626572, W095/21872 y EP-A-838447. Hay un número de dificultades al utilizar tales compuestos. Estas surgen principalmente de su coste, y de su sensibilidad al agua.
En años recientes se han fabricado otros compuestos iónicos que son líquidos a temperaturas relativamente bajas. Por ejemplo, el documento US-A-4764440 describe composiciones fundidas a baja temperatura, formadas haciendo reaccionar por ejemplo cloruro de trimetilfenilamonio con tricloruro de aluminio. El compuesto iónico resultante tiene un punto de congelación bajo (alrededor de -75ºC), pero adolece de la misma sensibilidad al agua que EMIC-AlCl_{3} a causa de la presencia de tricloruro de aluminio.
Se han hecho propuestas para usar otros haluros metálicos en vez de tricloruro de aluminio. Por ejemplo, el documento US-A-5731101 describe el uso de haluros de hierro y cinc como la porción aniónica de una composición líquida iónica. La porción catiónica se forma por una sal hidrohaluro de amina, de la fórmula R_{3}N.H.X (en donde X es haluro). Sin embargo, esta referencia indica que se prefieren los compuestos de aluminio, y contiene realmente ejemplos comparativos que indican que no es posible sustituir tricloruro de aluminio por SnCl_{4}. Además, no sugiere el uso de compuestos de amonio cuaternario como cationes.
El documento FR-A-2757850 (equivalente a US-A-5892124) describe sales líquidas de la fórmula general Q^{+}A^{-}, en donde Q^{+} representa amonio o fosfonio cuaternario, y A^{-} representa diversos aniones que incluyen tetracloroaluminato y triclorocincato. Se sugiere que tales compuestos son útiles como vehículos para realizar reacciones de Diles-Alder.
F.N. Jones J. Org. Chem., 1967, 32, 1667-8 describe un compuesto iónico formado entre Et_{4}N y SnCl_{3} en una relación molar 1:1. El artículo indica que el sólido y sus disoluciones se descomponen lentamente en el aire.
El documento PCT/GB00/01090 describe sales líquidas en donde el anión es un haluro complejo de cinc, hierro o estaño y el catión se elige de ciertos compuestos de amonio cuaternarios específicos. Tales sales son líquidas a temperaturas relativamente bajas (es decir, por debajo de 60ºC), relativamente baratas y relativamente insensibles al agua.
Como los líquidos iónicos de esta clase son generalmente sensibles al agua, la sabiduría convencional ha sido que todos los materiales usados en su preparación deben estar libres de agua, y en todas las referencias anteriores las sales metálicas usadas son anhidras o se secan antes de usar.
Sin embargo, sorprendentemente hemos encontrado ahora que formando el anión de un compuesto iónico a partir de una sal metálica hidratada y el catión a partir de ciertas sales de aminas específicas, es posible producir compuestos que son líquidos a temperaturas bajas (es decir, 50ºC y por debajo), relativamente baratos y relativamente insensibles al agua.
En consecuencia, en un primer aspecto de la invención, se proporciona un compuesto iónico que tiene un punto de congelación no superior a 50ºC, formado por la reacción de al menos una sal de amina de la fórmula
(I)R^{1}R^{2}R^{3}R^{4}N^{+}X^{-}
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con al menos una sal hidratada, que es un cloruro, nitrato, sulfato o acetato de Li, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Sn, Pb, Bi, La o Ce; en donde R^{1}, R^{2} y R^{3}son cada uno independientemente un alquilo C_{1} a C_{5} o un grupo cicloalquilo C_{6} a C_{10}, o en
donde R^{2} y R^{3}considerados conjuntamente representan un grupo alquileno C_{4} a C_{10}, formando así con el átomo N de la fórmula I un anillo heterocíclico de 5 a 11 miembros,
y en donde R^{4} es hidrógeno, o fenilo, o un grupo alquilo o cicloalquilo C_{1} a C_{12}, opcionalmente sustituido con al menos un grupo seleccionado de OH, Cl, Br, F, I, fenilo, NH_{2}, CN, NO_{2}, COOR^{5}, CHO, COR^{5} y OR^{5}, en donde R^{5} es un grupo alquilo o cicloalquilo C_{1} a C_{10}, y X^{-} es un anión capaz de complejarse por la mencionada sal hidratada.
En las sales de amina (I) usadas en la preparación, preferentemente R^{1}, R^{2} y R^{3} son independientemente grupos alquilo o cicloalquilo C_{1} a C_{5}, y más preferentemente R^{1}, R^{2} y R^{3} son independientemente metilo, etilo o butilo. En particular se prefiere que R^{1}, R^{2}, R^{3} sean cada uno metilo, que R^{1}, R^{2}, R^{3} sean cada uno etilo, o que R^{1}, R^{2}, R^{3} sean cada uno butilo.
R^{4} es preferentemente un grupo alquilo o cicloalquilo C_{1} a C_{10}, sustituido con al menos un grupo seleccionado de OH, Cl, Br, F, I, fenilo, NH_{2}, CN, NO_{2}, COOR^{5}, CHO, COR^{5} y OR^{5}. El contraión X^{-} del compuesto (I) es preferentemente un haluro, por ejemplo bromuro o cloruro. Ejemplos específicos de sales de amina que se han encontrado que son adecuadas son cloruro de colina, cloruro de tetraetilamonio, cloruro de trietilamonio y cloruro de benciltrimetilamonio.
La sal metálica hidratada es preferentemente una de ZnCl_{2}\cdot2H_{2}O, CaCl_{2}\cdot6H_{2}O, MgCl_{2}\cdot6H_{2}O, CrCl_{3}\cdot6H_{2}O, CoCl_{2}\cdot
6H_{2}O, LaCl_{3}\cdot6H_{2}O, CuCl_{2}\cdot2H_{2}O, LiCl\cdot5H_{2}O, Ca(NO_{3})_{2}\cdot4H_{2}O, Cr(NO_{3})_{3}\cdot9H_{2}O, Mn(NO_{3})_{2}\cdot4H_{2}O, Fe(NO_{3})_{3}\cdot9H_{2}O, Co(NO_{3})_{2}\cdot6H_{2}O, Ni(NO_{3})_{2}\cdot6H_{2}O, Cu(NO_{3})_{2}\cdot3H_{2}O, Li(NO_{3})\cdotH_{2}O, Mg(NO_{3})_{2}\cdot6H_{2}O, La(NO_{3})_{3}\cdot6H_{2}O, Cd(NO_{3})_{2}\cdot
4H_{2}O, Ce(NO_{3})_{3}\cdot6H_{2}O, Bi(NO_{3})_{3}\cdot5H_{2}O, Zn(NO_{3})_{2}\cdot4H_{2}O, Cd(OAc)_{2}\cdot2H_{2}O, Pb(OAc)_{2}\cdot3H_{2}O, o Cr_{2}(SO_{4})_{3}\cdot15H_{2}O, y generalmente se ha encontrado que el punto de congelación más favorable se obtiene cuando la relación molar de la sal de amina a la sal metálica hidratada es de 1:1 a 1:2,5, más preferentemente alrededor de 1:2.
Los compuestos iónicos de acuerdo con la invención se pueden preparar simplemente mezclando conjuntamente la sal de amina (I) y la sal metálica hidratada. La reacción es generalmente endotérmica, y se realiza normalmente por calentamiento, por ejemplo a una temperatura de 100ºC o más. No se usa disolvente adicional alguno.
Los compuestos iónicos de acuerdo con la invención encuentran aplicación particular cuando se requiere un disolvente polar, pero no acuoso. En particular, se pueden usar como medios inertes, para disolver especies iónicas tales como complejos de metales de transición y, o bien solos o tras complejarse con otros iones metálicos, como catalizadores (en particular para reacciones de cicloadición), o como reactivos químicos.
Se pueden utilizar por ejemplo como electrolitos en dispositivos electroquímicos tales como baterías o células de combustible, en dispositivos fotovoltaicos o electrocrómicos, y como disolventes para reacciones electroquímicas, en particular para depósito electroquímico o electrorrefinado. Se puede preferir electrodepósito de un líquido iónico que contiene una mezcla de sales metálicas hidratadas. En particular, compuestos de la invención que incorporan iones cromo (III) se han encontrado muy convenientes como disolventes en la galvanoplastia de cromo. En tales procedimientos que usan los compuestos iónicos de acuerdo con la invención se ha encontrado que la adición de agentes abrillantadores y el uso de posible funcionamiento cíclico mejoran el aspecto de los revestimientos obtenidos. Los baños convencionales de galvanoplastia de cromo requieren el uso de ácidos fuertes, lo que presenta problemas significativos de disposición, y el uso de los compuestos de la invención permite que se minimicen o eliminen tales dificultades de disposición.
Los compuestos iónicos de acuerdo con la invención también encuentran aplicación en el electropulido. Por ejemplo, tanto el aluminio como el acero inoxidable se pueden pulir usando compuestos de acuerdo con la invención. Los aceros inoxidables forman la mayor aplicación comercial para el electropulido, y tradicionalmente los baños de pulido contienen mezclas basadas en ácido sulfúrico y fosfórico concentrados. Estos son altamente tóxicos, y corrosivos y propensos a formar "nieblas" tóxicas y corrosivas durante el electropulido como resultado de gran desprendimiento de gas debido a las altas densidades de corriente usadas. Una ventaja importante de los procedimientos preferidos de electropulido de acuerdo con la invención es que son generalmente más favorables para el medio ambiente en comparación con los métodos convencionales. Se ofrecen ventajas adicionales de que se pueden realizar a temperatura ambiente y pueden funcionar con menor consumo de potencia, mientras que proporcionan acabados reflectores brillantes comparables a las técnicas tradicionales.
Una ventaja adicional de los materiales de acuerdo con la invención es que cuando se usan en baños electrolíticos, en particular baños de galvanoplastia o electropulido, se reduce significativamente el desprendimiento de hidrógeno, en comparación con los baños ácidos usados convencionalmente. Esto tiene un número de consecuencias importantes. Primero, da por resultado rendimiento de corriente muy alto. Se pueden obtener rendimientos de corriente tan grandes como 90% o más en circunstancias favorables. El reducido desprendimiento de hidrógeno es también conveniente desde el punto de vista de la seguridad y reduce significativamente la cantidad de fisuración por hidrógeno que ocurre en el material sustrato durante el procedimiento electroquímico. Da también por resultado materiales galvanoplastiados que tienen un acabado superficial mejorado, con microfisuramiento muy disminuido con respecto al caso de galvanoplastia producida por métodos convencionales. Esto a su vez puede mejorar la resistencia a la corrosión de los revestimientos, y/o permiten el uso de revestimientos que son más delgados, y sin embargo proporcionan resistencia a la corrosión comparable a la de revestimientos convencionales, y así son más baratos de producir, menos consumidores de materias primas y más favorables al medio ambiente.
En los Ejemplos siguientes se determinó que todos los puntos de congelación de las mezclas de sales hidratadas están por debajo de 50ºC. Se midieron las conductividades de las mezclas de sales hidratadas para determinar su naturaleza iónica. En cada caso, la conductividad fue al menos 10 microsiemens cm^{-1} a 10ºC por encima del punto de congelación del material.
En los Ejemplos siguientes se ilustra un número de realizaciones preferidas de la invención, y con referencia a los Ejemplos que acompañan, en los que:
La Figura 1 es un voltamograma de un líquido iónico formado a partir de una relación molar 2:1 de cloruro de cromo (III) hexahidrato y cloruro de colina;
La Figura 2 es un diagrama esquemático de la célula de Hull usada para depósito de cromo; y
La Figura 3 es una gráfica de voltaje/corriente obtenida en un experimento de galvanoplastia de cromo usando un líquido iónico como el usado en la Figura 1.
Ejemplo 1
Se añadió una sal de amina cuaternaria (cloruro de colina, 1,40 g (0,01 mol)) a una sal metálica hidratada (CrCl_{3}.
6H_{2}O, 5,33 g (0,02 moles)) en un tubo de ensayo de laboratorio. La mezcla se calentó a una temperatura de 120ºC durante un periodo de 20 minutos. El producto es un líquido que inicialmente es de color púrpura a 120ºC y un líquido verde a 60ºC.
Ejemplos 2 a 15
Se repitió el Ejemplo 1 usando diversos cloruros hidratados como se muestra en la Tabla 1, en una relación molar de 1:2 (sal de amina:MCl_{x}.yH_{2}O) como en el Ejemplo 1 o en una relación molar de 1:1. En cada caso se preparó un compuesto iónico que tenía un punto de congelación no superior a 50ºC. Los puntos de congelación (f. p.) se muestran en la Tabla 1.
TABLA 1
1
Ejemplos 16 a 40
Se repitió el Ejemplo 1 usando diversos nitratos hidratados como se muestra en la Tabla 2, en una relación molar de 1:2 (sal de Amina:MCl_{x}.yH_{2}O) como en el Ejemplo 1 o en una relación molar de 1:1. En cada caso se preparó un compuesto iónico que tenía un punto de congelación no superior a 50ºC.
TABLA 2
2
Ejemplos 41 a 46
Se repitió el Ejemplo 1 usando diversas sales hidratadas (excepto cloruros o nitratos) como se muestra en la Tabla 3, en una relación molar de 1:2 (sal de Amina:MCl_{x}.yH_{2}O) como en el Ejemplo 1 o en una relación molar de 1:1. En cada caso se preparó un compuesto iónico que tenía un punto de congelación no superior a 50ºC.
TABLA 3
4
Ejemplos 47 a 49
Se repitió el Ejemplo 1 usando como la sal de amina cloruro de tetraetilamonio (47), cloruro de trietilamonio (48) y cloruro de benciltrimetilamonio (49), en una proporción molar 1:2 (sal de Amina MCl_{x}.yH_{2}O).
Ejemplo 50 Propiedades físicas, electroquímicas y químicas de la mezcla salina 2:1 de cloruro de cromo (III) hexahidrato-cloruro de colina hidratado
Por debajo de 80ºC la mezcla de sal hidratada de cromo es un líquido neto verde oscuro y a temperaturas moderadas (40ºC a 60ºC) es razonablemente fluida. Cuando se calienta a 80ºC el líquido se vuelve púrpura. Se cree que el cambio de color es debido a la pérdida de agua de la esfera de coordinación del Cr.
La conductividad de la mezcla de sal hidratada de cromo varía con la temperatura. La dependencia con la temperatura se determinó con la ayuda de un conductímetro y una sonda de medida de la conductividad Jenway 4071. La sonda se sumergió en cloruro de cromo (III) hexahidrato-cloruro de colina 2:1 contenidos en un tubo de muestras que a su vez se suspendió en un baño de aceite. La mezcla de sales hidratadas se calentó a temperaturas diferentes y se registraron los valores resultantes de la conductividad. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 4.
TABLA 4
Temperatura / ºC Conductividad /mScm^{-1}
20,4 0,12
35,6 1,34
42,1 2,17
54,3 3,41
63,3 4,02
69,8 5,08
73,4 5,41
84,9 6,92
96,4 8,21
La composición química de la mezcla salina 2:1 de cloruro de cromo (III) hexahidrato-cloruro de colina hidratado se estudió usando espectrometría de masas. El instrumento usado en este estudio fue un Espectrómetro de Masas Kratos Concept Sector equipado con bombardeo iónico rápido de iones negativos (FAB). Los espectros de masas FAB se obtuvieron introduciendo una pequeña cantidad de mezcla de sal de cromo hidratada en la cámara de muestras y bombardeándola con átomos de Xe acelerados por un potencial de 4 kV. Los espectros resultantes revelaron evidencia de la existencia de [CrCl4]^{-} (m/z 194).
Ejemplo 51 Electrodepósito de cromo
Se preparó una mezcla salina (\sim5 ml) 2:1 de cloruro de cromo (III) hexahidrato-cloruro de colina por el método del Ejemplo 1, y se vertió en una célula electroquímica mantenida en un baño de aceite a 60ºC. Se realizó voltametría usando un electrodo de trabajo, de platino, de 10 \mum de diámetro, un contraelectrodo de hilo de Pt y una varilla de cromo inmersa en la mezcla de sal hidratada de cromo electrodo de referencia. Se usó un potenciostato PGSTAT20 controlado por software GPES para realizar la voltametría cíclica. Los resultados de este estudio se muestran en la Figura 1.
El efecto de la densidad de corriente sobre el depósito de cromo se investigó usando una célula Hull. La estructura de la célula Hull permite el depósito de un metal en un intervalo de densidades de corriente a obtenerse en un solo cátodo. En la Figura 2 se muestra un diagrama esquemático de la célula de Hull usada.
Para demostrar el depósito de cromo se preparó una mezcla salina hidratada de cloruro de cromo (III)-cloruro de colina por el método del Ejemplo 1, y se vertió en una célula Hull como se muestra en la Figura 2, que tiene las dimensiones
A = 4,0 cm
B = 5,0 cm
C = 5,3 cm
D = 1,3 cm
a una profundidad de aproximadamente 1 cm.
La placa catódica (sustrato) de 50 mm por 42 mm y 0,5 mm de espesor, se raspó suavemente con papel de lija, se limpió con acetona y se recoció a la llama con soplete. La placa catódica se colocó después en la célula Hull a lo largo del borde C. La placa anódica, de 40 mm por 40 mm y 1 mm de espesor, se limpió de manera similar y se colocó después en la célula Hull a lo largo del borde A. La célula Hull se suspendió después en un baño de agua fijado a una temperatura para mantener la mezcla de sal hidratada de cromo 60ºC. El depósito de cromo se realizó conectando el sustrato metálico y las placas contraelectrodo a los bornes negativo y positivo, respectivamente, de una fuente de energía Thurlby Thander. Con el fin de controlar con exactitud la corriente que fluye en el circuito, se conectó en serie un Voltímetro Digital ISO-TECH IDM 66. Se electrodepositó cromo sobre sustratos de níquel, acero suave y aluminio. En todos los experimentos el tiempo de depósito fue 2 horas, tiempo tras el cual los sustratos se separaron de la célula Hull, se lavaron con acetona y se secaron. Se investigaron los efectos de la composición de mezcla salina hidratada y el material anódico (cobre, níquel, grafito o aluminio). Los resultados obtenidos se describen en las secciones siguientes.
Depósito de cromo sobre níquel
Usando un contraelectrodo de cobre y una composición de mezcla salina hidratada de CrCl_{3}-cloruro de colina (2:1) se obtuvo un depósito grueso homogéneo gris/verde oscuro con densidades de corriente entre 0,39 y 0,25 mAcm^{-2}. Se obtuvo un depósito más gris y más delgado con densidades de corriente entre 0,25 y 0,19 mAcm^{-2}. Por debajo de 0,19 mAcm^{-2} el depósito de cromo era débil y no homogéneo. Se añadieron numerosos agentes abrillantadores a las mezclas salinas hidratadas para mejorar el acabado superficial del material electrodepositado. La adición de tiourea (0,75% en peso) al electrolito produjo un depósito más débil no homogéneo. Se produjo también hidrógeno en la superficie catódica y esto tuvo un efecto perjudicial sobre la calidad del depósito de cromo. La adición de sacarina (0,75% en peso) no tuvo efecto significativo sobre el aspecto del cromo depositado, sin embargo se debe observar que la sacarina se disuelve solo parcialmente en el electrolito. Se obtuvieron depósitos de cromo similares a partir del electrolito CrCl_{3}.6H_{2}O-cloruro de colina (2:1) cuando se usaron níquel o grafito como un ánodo en vez de cobre.
Depósito de cromo sobre acero suave
Se electrodepositó exitosamente cromo sobre acero suave y en general los depósitos eran gruesos y adherentes. La principal ventaja del procedimiento descrito en esta memoria es que no se requiere pretratamiento de sustratos de acero suave. Usando un ánodo de níquel y una composición electrolítica de CrCl_{3}.6H_{2}O-cloruro de colina (2:1) se obtuvo un depósito grueso gris/verde oscuro con densidades de corriente entre 0,39 y 0,24 mAcm^{-2}. Se obtuvo un depósito azul/gris más claro con densidades de corriente entre 0,24 y 0,21 mAcm^{-2}. Entre 0,21 y 0,18 mAcm^{-2} la película de cromo depositada era débil y no homogénea. Cuando el contraelectrodo de níquel se reemplazó con carbón o aluminio los depósitos de cromo obtenidos eran más débiles, más delgados y menos homogéneos. Se obtuvieron depósitos de cromo más oscuros cuando una pequeña cantidad del CrCl_{3}.6H_{2}O del electrolito se sustituyó por LiCl o MgCl_{2}.6H_{2}O para dar CrCl_{3}.6H_{2}O-LiCl-cloruro de colina (1,5:0,5:1) y CrCl_{3}.6H_{2}O-MgCl_{2}.6H_{2}O-cloruro de colina (1,8:0,2:1) respectivamente. Con un contraelectrodo de níquel y una densidad de corriente entre 0,33 y 0,21 mAcm^{-2} se obtuvo un depósito liso de cromo adherente gris/marrón oscuro a partir del electrolito CrCl_{3}.6H_{2}O-LiCl-cloruro de colina (1,5:0,5:1). Se probaron varios materiales como abrillantadores en el anterior experimento. En cada experimento se usó un ánodo de níquel. Algunos de los materiales probados fueron inmiscibles con el electrolito (vanillina - 3,58% en peso y alilurea - 4,11% en peso) y no tuvieron efecto sobre el electrodepósito de cromo. Se disolvió ácido nítrico (4,11% en peso) y ácido cítrico (1,82% en peso) en el electrolito y los depósitos de cromo resultantes fueron ligeramente más claros - sin embargo estos materiales condujeron a desprendimiento de hidrógeno en la superficie del sustrato, lo que a su vez redujo la homogeneidad de la película de cromo electrodepositada. Se disolvió gelatina solo parcialmente (3,58% en peso) en el electrolito CrCl_{3}.6H_{2}O-cloruro de colina (2:1) a 60ºC y después de aproximadamente 10 minutos ello causó que el electrolito se espesara y se hiciera menos conductor. La película de cromo obtenida fue predominantemente verde/gris, pero en diversos sitios era no adherente. Se obtuvo un depósito similar cuando se probó 2-mercaptobenzotiazol (2,34% en peso) como un abrillantador.
Hemos encontrado que la presencia de aditivos específicos, generalmente no reconocidos como abrillantadores, en cloruro de cromo (III) hexahidrato-cloruro de colina 2:1 puede abrillantar significativamente el electrodepósito. Por ejemplo, cuando se sustituye 10% de cloruro de colina por floruro de tetraetilamonio dihidrato o hidróxido de tetrametilamonio pentahidrato se pueden obtener depósitos delgados de cromo azul claro semibrillantes. Se prepararon aproximadamente 6 ml de cloruro de cromo (III) hexahidrato-[cloruro de colina (90%) fluoruro de tetraetilamonio dihidrato (10%)] 2:1 combinando los reactivos en un vaso de precipitados y calentando a 80ºC. El líquido verde se vertió en una célula electroquímica (diámetro interno de 23 mm) mantenida en un baño de aceite a 60ºC. Se fijó acero blando (50 mm por 10 mm y 1 mm de espesor), limpio por el procedimiento usual, al borde interno de la célula frente a un contraelectrodo de níquel. La placa de acero blando y contraelectrodo se conectaron después a los bornes negativo y positivo, respectivamente, de una fuente de energía Thurlby Thander. Usando densidades de corriente entre 8 y 16 mAcm^{-2} y tiempos de depósito de entre 10 y 30 minutos se obtuvieron depósitos de cromo semibrillantes. El procedimiento se repitió usando aproximadamente 6 ml de cloruro de cromo (III) hexahidrato-[cloruro de colina (90%) hidróxido de tetrametilamonio (10%)] 2:1. Con una densidad de corriente de 2 mAcm^{-2} se obtuvieron después de 30 minutos depósitos delgados homogéneos de cromo azul claro semibrillantes.
Se obtuvieron electrodepósitos similares cuando se añadió dicromato potásico (1,74% en peso) o permanganato potásico (1,41% en peso) a la mezcla salina 2:1 de cloruro de cromo hexahidrato-cloruro de colina hidratado. Usando el equipo experimental descrito anteriormente, una densidad de corriente de 2 mAcm^{-2} y un tiempo de depósito de 30 minutos, se electrodepositaron sobre acero suave películas delgadas de cromo homogéneas semibrillantes.
Depósito de cromo sobre aluminio
El electrolito CrCl_{3}.6H_{2}O-cloruro de colina (2:1) se pudo usar también para electrodepositar cromo sobre una superficie de aluminio no tratada. Con un contraelectrodo de níquel y una densidad de corriente entre 0,47 y 0,30 mAcm^{-2} se obtuvo un depósito gris/azul. Entre 0,30 y 0,25 mAcm^{-2} el depósito fue ligeramente más claro y más gris y entre 0,25 y 0,22 mAcm^{-2} la película de cromo se hizo no homogénea. Como lo fue el caso de electrodepositar cromo sobre acero suave, se obtuvieron depósitos más oscuros cuando se incorporó LiCl en el electrolito. Con la composición electrolítica CrCl_{3}.6H_{2}O-LiCl-cloruro de colina (2,25:0,75:1) y una densidad de corriente entre 0,47 y 0,28 mAcm^{-2} se obtuvo un depósito grueso negro homogéneo. Entre 0,28 y 0,22 mAcm^{-2} el depósito fue gris oscuro y menos homogéneo. Por debajo de 0,22 mAcm^{-2} no se electrodepositó cromo sobre la superficie de aluminio.
Ejemplo 52 Condiciones de electrodepósito potenciodinámico
Los Ejemplos anteriores demuestran que se puede electrodepositar cromo desde el electrolito CrCl_{3}.6H_{2}O-cloruro de colina (2:1) sobre níquel, acero suave y aluminio usando condiciones potenciostáticas. Los depósitos obtenidos son gruesos, adherentes y homogéneos, pero en general carecen de brillantez. El acabado superficial de los depósitos de cromo se mejoró usando una técnica potenciodinámica mejor que una técnica potenciostática. Se estudió y optimizó el régimen de oscilación de potencial de manera que se pudo obtener cromo semibrillante. Para estos estudios se usaron condiciones potenciodinámicas con dos electrodos paralelos que estuvieron separados 17 mm. La célula tiene una profundidad de 3,5 cm.
Para cada experimento se preparó una mezcla salina hidratada de cloruro de Cr(III)-colina, por el método del Ejemplo 1, y se vertió en la célula a una profundidad de aproximadamente 2,5 cm. Los electrodos, de 52 x 42 x 0,5 mm de espesor, se prepararon por el mismo método descrito anteriormente. Los límites de potencial y las velocidades de barrido de potencial para los estudios potenciodinámicos se controlaron usando un Potenciostato PGSTAT20. El potenciostato se usó en una configuración de "dos electrodos". Se electrodepositó cromo sobre acero suave y se probó una variedad de materiales anódicos.
Usando una mezcla de CrCl_{3}.6H_{2}O-cloruro de colina (1,8:1) con un ánodo de cobre y un intervalo de oscilación de potencial de 0 V a -1,5 V a 20 mVs^{-1} se obtuvo un depósito de cromo azul/plateado semibrillante después de 28 ciclos. Cuando el intervalo de oscilación se aumentó a 0 V a -1,8 V se obtuvo un depósito gris plateado ligeramente más grueso. Un aumento adicional en el intervalo de oscilación a 0 V a -2,1 V produjo un depósito más gris. Se obtuvieron también películas semibrillantes de cromo azul/plateado a partir del electrolito CrCl_{3}.6H_{2}O-cloruro de colina (1,8:1) con contraelectrodos de níquel y plomo. Se obtuvieron depósitos en gris/plateado cuando se usó aluminio, acero inoxidable y cinc como material anódico. Cuando se usó acero suave o grafito como ánodos, las películas de cromo resultantes fueron débiles y no homogéneas.
Post-tratamiento y estudios de corrosión
La resistencia a la corrosión, proporcionada por cromo electrodepositado sobre acero suave usando condiciones potenciodinámicas, se valoró manteniendo las muestras aproximadamente 5 cm por encima de una disolución, en ebullición, de sal al 10% en peso. Las regiones no protegidas comenzaron a oxidarse después de aproximadamente 40 minutos y pronto después aparecieron manchas de herrumbre en las películas de cromo. Se realizó análisis EDX sobre películas de cromo recién electrodepositado y los análisis mostraron que se había incorporado cloruro al depósito metálico desde el electrolito. Se cree que la presencia de cloruro reduce la cristalinidad del depósito metálico y en presencia de humedad éstos contribuyen a la rotura de películas con pasivación en la superficie de cromo. Con el fin de mejorar la resistencia a la corrosión de las películas de cromo se realizó una etapa de post-tratamiento adicional. Esto implicó sumergir la muestra revestida de cromo, junto con un contraelectrodo, en KNO_{3} 0,1 M y aplicando una diferencia de potencial de 1,5 V durante 30 minutos, permitiendo así que se separen los iones cloruro y que se pasive la superficie. Las películas de cromo preparadas a partir del electrolito CrCl_{3}.6H_{2}O-cloruro de colina (1,8:1) con contraelectrodos de cobre, níquel, plomo o aluminio y un intervalo de oscilación de potencial de 0 a -1,5 V se trataron de esta manera. La protección frente a la corrosión ofrecida por estos depósitos de cromo fue excelente. La prueba de corrosión mencionada se repitió con diversas muestras y no hubo signo obvio de corrosión tras 24 horas - solamente apareció ligera tinción de las películas de cromo.
Se usó también una técnica electroquímica para determinar la eficacia del electrodepósito de cromo. Un electrodo de hierro de 1 mm de diámetro se pulió con pasta de alúmina hasta 0,3 \mum. Junto con un electrodo de platino pulido y un electrodo de referencia de calomelanos saturado (SCE), el electrodo de hierro se sumergió en 50 ml de disolución de nitrato potásico 0,1 M. El potencial del electrodo de hierro fue barrido desde -1 V a 1 V frente a SCE a 20 mVs^{-1}. El registro (curva A) que incluye la corriente que surge de la oxidación del hierro se muestra en la Figura 3.
El electrodo de hierro se limpió después, se secó y sumergió en mezcla salina 2:1 de cloruro de cromo (III) hexahidrato-cloruro de colina hidratado contenida en un tubo de ebullición. Usando un electrodo de platino como un contador y una varilla de cromo como una referencia, se depositó cromo sobre el hierro a -0,25 V frente al cromo durante 60 minutos. El depósito se realizó a 60ºC. El electrodo de hierro se separó después de la mezcla salina hidratada, se lavó con acetona, se secó y se volvió a sumergir en disolución de nitrato potásico 0,1 M. Como anteriormente el potencial del electrodo de hierro fue barrido desde -1 V a 1 V frente a SCE a 20 mVs^{-1} (curva B). Se puede ver claramente que el electrodepósito de cromo ha reducido la corriente de corrosión por aproximadamente 250 veces.
Ejemplo 53 Electrodepósito de cobalto
Se preparó una mezcla salina 2:1 (\sim 5 ml) de cloruro de cobalto (II) hexahidrato-cloruro de colina hidratado por el método del Ejemplo 1, y se vertió en una célula electroquímica mantenida en un baño de aceite a 60ºC. Se realizó voltametría usando un microelectrodo de platino (10 \mum de diámetro), un contraelectrodo de platino y un electrodo de referencia de cobalto. Se usó un Potenciostato Autolab PGSTAT12 controlado por software GPES para realizar la voltametría cíclica.
Para demostrar el depósito de cobalto se preparó una mezcla salina 2:1 (\sim 7 ml) de cloruro de cobalto (II) hexahidrato-cloruro de colina hidratado y se vertió en una célula electroquímica (23 mm de diámetro interior) mantenida en un baño de hielo a 60ºC. Una placa de acero suave, de 50 mm por 10 mm y 1 mm de espesor, se raspó suavemente con papel de lija, se limpió con acetona y se recoció a la llama con soplete. La placa de acero suave se fijó después al borde interior de la célula. Una placa de níquel de dimensiones iguales se limpió de manera similar y se fijó también al borde interior de la célula frente a la placa de acero suave. El depósito de cobalto se realizó conectando las placas de acero suave y de níquel a los bornes negativo y positivo, respectivamente, de una fuente de energía Thurlby Thander respectivamente. Se aplicó un potencial y se ajustó para mantener una densidad de corriente de 2 mAcm^{-2} durante 30 minutos. Se usó un Voltímetro ISO-TECH IDM 66 Digital conectado en serie para controlar la corriente. Después de 30 minutos la placa de acero suave se separó de la célula, se enjuagó con y acetona y se secó. Se obtuvo un depósito homogéneo gris/marrón semibrillante con una densidad de corriente de 2 mAcm^{-2}.
Ejemplo 54 Depósito de plata
Se preparó una mezcla salina 2:1 (6,94 g) de cloruro de estaño (II) dihidrato-cloruro de colina hidratado, por el método del ejemplo 1, y se vertió en una célula electroquímica mantenida en un baño de aceite a 60ºC. Se añadió cloruro de plata (0,3% en peso) a la hornada clara incolora y se disolvió. Se realizó voltametría usando un microelectrodo de platino (10 \mum de diámetro), un contraelectrodo de platino y un electrodo de referencia de estaño. Se usó un Potenciostato Autolab PGSTAT12 controlado por software GPES para realizar la voltametría cíclica. Se pudo usar esta técnica como la base para un dispositivo electrocrómico en donde se depositó una placa de plata sobre una ventana de vidrio.
Para demostrar el depósito de plata se fijó vidrio ITO (65 mm por 13 mm) y un contraelectrodo de níquel (50 mm por 10 mm) al borde interior de la célula electroquímica uno frente a otro. El alambre de estaño se sumergió en el líquido iónico y usando el Potenciostato Autolab PGSTAT12 se electrodepositó plata sobre el vidrio ITO a 0,25 V frente a estaño. Después de 30 minutos se obtuvo una película gris mate semitransparente.
También se ha depositado plata a partir de nitrato de litio hidrato-cloruro de colina 2:1. Se preparó la mezcla salina hidratada por el método del ejemplo 1, se vertió en una célula electroquímica a la que se añadió cloruro de plata (0,3% en peso) y se disolvió, y el líquido resultante se sometió a voltametría cíclica usando un microelectrodo de platino y un alambre de plata como un electrodo de referencia. Para demostrar el depósito de plata se fijó vidrio de óxido de indio-estaño (ITO) (65 mm por 13 mm) y un contraelectrodo de níquel (50 mm por 10 mm) al borde interior de la célula electroquímica uno frente a otro y se conectaron a los bornes negativo y positivo respectivamente de una fuente de energía Thurlby Thander. Se aplicó una diferencia de potencial de 2 voltios y tras 20 minutos se obtuvo una película gris mate semitransparente.
Ejemplo 55 Electropulido de aluminio
Se preparó un líquido iónico a partir de una mezcla 2:1 de nitrato de cinc (II) tetrahidrato y cloruro de colina (\sim 5 ml), por el método del Ejemplo 1. El material se enfrió a 20ºC y se vertió en una célula electroquímica. Un electrodo de aluminio (52 mm por 7 mm y 1 mm de espesor) se limpió, se desgrasó y fijó al borde interno de la célula electroquímica. Un contraelectrodo de carbón se limpió con un paño humedecido con acetona y se fijó al borde interno de la célula electroquímica frente al electrodo de aluminio. Los electrodos de aluminio y carbón se conectaron a los bornes positivo y negativo respectivamente de una fuente de energía Thurlby Thander. Se aplicaron diversos potenciales durante 6 minutos y se registraron las densidades de corriente iniciales en el electrodo de aluminio para ilustrar la relación densidad de corriente/potencial para electropulir aluminio en mezcla salina nitrato de cinc (II) tetrahidrato-cloruro de colina hidratado. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 5.
TABLA 5
5
Ejemplo 56 Electropulido de acero inoxidable
Se preparó una mezcla salina 2:1 de cloruro de estaño (II) dihidrato-cloruro de colina hidratado, por el método del Ejemplo 1, y se vertió en una célula electroquímica mantenida en un baño de aceite a 40ºC. Para demostrar electropulido de acero inoxidable se limpió una placa de acero inoxidable (50 mm por 10 mm y 1 mm de espesor), se desgrasó y se fijó al borde interno de la célula electroquímica. Se raspó suavemente con papel de lija un contraelectrodo de acero inoxidable (50 mm por 10 mm y 1 mm de espesor), se limpió con acetona y recoció a la llama con soplete. El contraelectrodo de acero inoxidable se fijó después al borde interno de la célula electroquímica frente a la placa de acero inoxidable. El electropulido se realizó conectando los electrodos de acero inoxidable a los bornes positivo y negativo de una fuente de energía Thurlby Thander. Se aplicó una diferencia de potencial a través del electrolito 2:1 de cloruro de estaño (II) dihidrato-cloruro de colina y se ajustó para mantener una densidad de corriente de 65 mAcm^{-2} durante 6 minutos en el ánodo de acero inoxidable. Después de 6 minutos el ánodo se separó de la célula, se enjuagó con acetona y se secó. Se encontró que la placa de acero inoxidable era lisa, brillante y muy reflectora. Se realizó microscopía electrónica de barrido y esto reveló una superficie cristalina muy ordenada, necesaria para buena reflectividad y mayor resistencia a la corrosión.
Ejemplo 57 Batería
Se prepararon dos mezclas salinas hidratadas, cloruro de cromo (III) hexahidrato-cloruro de colina 2:1 y cloruro de cobre (II) dihidrato-cloruro de colina 2:1 a 70ºC. Se vertieron 2 ml de cada una en compartimentos separados de una célula de vidrio pequeña. Los compartimentos se separaron por vidrio poroso. La célula se suspendió en un baño de aceite a 50ºC y se sumergieron tiras de cinc y cobre (2 mm por 30 mm) en las mezclas de sales hidratadas de cromo y cobre respectivamente. Se usó un Voltímetro ISO-TECH IDM66 Digital para medir la diferencia de potencial resultante - el máximo valor registrado fue 1,04 V.
Ejemplos 58 a 67
Reacciones de Diles-Alder Procedimiento general para las reacciones de Diles-Alder
Una mezcla de dieno (0,012 mol) y dienofilo (0,012 mol) en mezcla salina hidratada (0,5 ml) de ZnCl_{2}.2H_{2}O:cloru-
ro de colina (2:1) se agitó (tiempo de reacción indicado más abajo) y se separó cicloaducto puro. Para la mayor parte de las reacciones no fue necesaria purificación adicional, pero siempre que fue apropiado se usó cromatografía flash en columna para más purificación. En los Ejemplos 54 a 64 "ta" indica 20ºC. Para cada reacción investigada se siguió el esquema de reacción mostrado usando el procedimiento como se indica en la referencia citada, y se midieron desplazamientos químicos (\delta) de NMR usando un instrumento de 250 MHz.
Ejemplo 58
7
\delta 9,67 (s, 1H, CHO), 2,46 (m, 1H, CHCHO), 2,12-1,81 (m, 5H, 2xCH_{2}, CHH), 1,55 (s, 3H, Me), 1,5 (s, 3H, Me) y 1,53 (m, 1H, CHH).
Ref: Odenkirk, W.; Rheingold, A.L.; Bosnich, B., J. Am. Chem. Soc., 1992, 114, 6392.
Tras haber separado el ciclo-aducto y lavado la mezcla salina hidratada con hexano, se repitió la reacción en la misma muestra de mezcla salina hidratada. La mezcla salina hidratada usada mostró actividad catalítica comparable en cinco reacciones subsiguientes.
Ejemplo 59
8
\delta 9,46 (s, 1H, CHO), 2,25-1,38 (m, 6H, 3xCH_{2}), 1,62 (s, 3H, Me), 1,58 (s, 3H, Me) y 1,01 (s, 3H, Me).
Ref: Balwin, J. E. and Lusch, M. J. J. Org. Chem. 1979, 44, 1923.
Ejemplo 60
9
\delta 2,55 (m, 1H, CHMe), 2,18 (s, 3H, Me), 2,15-1,84 (m, 4H, 2xCH_{2}), 1,57 (bs, 6H, 2xMe) y 1,57-1,42 (m, 2H, CH_{2}).
Ref: Crabtree, R.H. and Davis, M.H., J. Org. Chem., 1986, 51, 2655.
Ejemplo 61
10
Aducto (1,4): \delta 9,69 (d, 1H, J 1,15Hz, CHO), 5,4 (m, 1H, HC=C), 2,46 (m, 1H, CHCHO), 2,21-1,6 (m, 6H, 3xCH_{2}) y 1,65 (s, 3H, Me).
Ref: Bonnesen, P. V.; Puckett, C. L.; Honeychuck, R. V. and Hersch, W. H., J. Am. Chem. Soc., 1989, 111, 6070.
Ejemplo 62
11
Aducto (1,4): \delta 9,67 (s,1H, CHO), 5,5 (bs, 1H, HC=C), 2,6-1,6 (m, 6H, 3xCH_{2}), 1,83 (s, 3H, Me) y 1,25 (s, 3H, Me).
Ref: Balwin, J. E. and Lusch, M. J., J. Org. Chem., 1979, 44, 1923.
Ejemplo 63
12
Aducto (1,4): \delta 5,33 (bs, 1H, HC=C), 2,54 (m, 1H, CHCO), 2,19 (s, 3H, Me), 2,19-1,9 (m, 4H, 2xCH_{2}), 1,64 (s, 3H, Me) y 1,62 (m, 2H, CH_{2}).
Ref: Bonnesen, P.V.; Puckett, C.L.; Honeychuck, R.V. and Hersh, W.H. J. Am. Chem. Soc., 1989, 111, 6070.
Ejemplo 64
13
Aducto endo: \delta 9,45 (d, 1H, J 1,3 Hz, CHO), 6,33 ( dt, 1H, J 0,9 y 7,5 Hz, HC=C), 6,11 (dt, 1H, J 0,9 y 7,5 Hz, HC=C), 2,94 (m, 1H, H-alifático), 2,65 (m, 1H, H-alifático), 2,54 (m, 1H, H-alifático) y 1,7-1,1 (m, 6H, H-alifático).
Ref: Krantz, A. and Lin, C.Y., J. Am. Chem. Soc., 1973, 95, 5662.
Ejemplo 65
14
Aducto endo: \delta 9,42 (s, 1H, CHO), 6,18 (m, 1H, HC=), 5,96 (m, 1H, HC=), y 1,93-1,2 (m, 5H, 2xCH_{2} y CH) con el pico del aducto exo a \delta 9,78 (s, 1H, CHO).
Ref: Martín, A.; Reyes, B.; Jose, B.L.; Pedro, C. and Jose, J.L., Tetrahedron Lett., 1998, 39, 2013.
Ejemplo 66
15
Aducto exo: \delta 9,67 (s, 1H, CHO), 6,3 (m, 1H, HC=), 6,08 (m, 1H, HC=), 2,26 (m, 1H, CH), 2,21 (m, 1H, CH), 1,4-1,2 (m, 3H, GH_{2}, CHH), 0,98 (s, 3H, Me) y 1,74 (d, 1H, J 8,8 Hz, CHH) con el pico del aducto endo a \delta 9,38 (s, 1H, CHO).
Ref: Narasaka, K.; Inoue, M. And Okada, N., Chem. Lett., 1986, 1109.
Ejemplo 67
16
Aducto endo: \delta 6,14 (m, 1H, HC=), 5,86)m, 1H, HC=), 3,25 (bs, 1H, CH), 3,0 (m, 1H, HCCHO), 2,88 (bs, 1H, CH), 2,1 (s, 3H, Me), 1,5-1,4 (m, 3H, CH_{2} y CHH) y 1,31 (d, 1H, J 8,8 Hz, CHH).
Ref: Stork, G. and Guthikonda, R.N., Tetrahedron Lett., 1972, 13, 2755.
Ejemplo 68
Polimerización radical de a) estireno b) metacrilato de metilo en presencia de catalizador AIBN realizada en líquido iónico de cloruro de cinc.2H_{2}O : cloruro de colina : agua (2:1) bajo las condiciones siguientes:
a)
17
1. a 80ºC durante 4,5 h
2. a 80ºC durante 16 h
b)
18
1. a 80ºC durante 4,5 h
2. a 80ºC durante 16 h

Claims (20)

1. Un compuesto iónico que tiene un punto de congelación no superior a 50ºC, formado por la reacción de al menos una sal de amina de la fórmula
(I)R^{1}R^{2}R^{3}R^{4}N^{+}X^{-}
con al menos una sal hidratada, que es un cloruro, nitrato, sulfato o acetato de Li, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Bi, La o Ce;
en donde R^{1}, R^{2} y R^{3} son cada uno independientemente un grupo alquilo C_{1} a C_{5} o un grupo cicloalquilo C_{6} a C_{10}, o en donde R^{2} y R^{3} considerados conjuntamente representan un grupo alquileno C_{4} a C_{10}, formando así con el átomo N de la fórmula I un anillo heterocíclico de 5 a 11 miembros,
y en donde R^{4} es hidrógeno, o fenilo, o un grupo alquilo o cicloalquilo C_{1} a C_{12}, opcionalmente sustituido con al menos un grupo seleccionado de OH, Cl, Br, F, I, fenilo, NH_{2}, CN, NO_{2}, COOR^{5}, CHO, COR^{5} y OR^{5}, en donde R^{5} es un grupo alquilo o cicloalquilo C_{1} a C_{10}, y X^{-} es un anión capaz de complejarse por la mencionada sal hidratada.
2. Un compuesto iónico como se reivindica en la reivindicación 1, en donde cada uno de R^{1}, R^{2}, R^{3} es independientemente un alquilo C_{1} a C_{5} o un grupo cicloalquilo.
3. Un compuesto iónico como se reivindica en la reivindicación 2, en donde cada uno de R^{1}, R^{2}, R^{3} es independientemente metilo, etilo o butilo.
4. Un compuesto iónico como se reivindica en la reivindicación 3, en donde R^{1}, R^{2}, R^{3} son cada uno metilo, R^{1}, R^{2}, R^{3} son cada uno etilo, o R^{1}, R^{2}, R^{3} son cada uno butilo.
5. Un compuesto iónico como se reivindica en la reivindicación 4, en donde R^{1}, R^{2}, R^{3}, y R^{4}, son cada uno etilo.
6. Un compuesto iónico como se reivindica en la reivindicación 4, en donde R^{1}, R^{2}, R^{3}, son cada uno etilo, y R^{4} es hidrógeno.
7. Un compuesto iónico como se reivindica en la reivindicación 1, en donde R^{4} es un alquilo C_{1} a C_{10} o un grupo cicloalquilo, sustituido con al menos un grupo seleccionado de OH, Cl, Br, F, I, fenilo, NH_{2}, CN, NO_{2}, COOR^{5}, CHO, COR^{5} y OR^{5}, en donde R^{5} es como se ha definido en la reivindicación 1.
8. Un compuesto iónico como se reivindica en la reivindicación 7, en donde R^{1}, R^{2}, R^{3}, son cada uno metilo, y R^{4} es 2-hidroxietilo.
9. Un compuesto iónico como se reivindica en la reivindicación 7, en donde R^{1}, R^{2}, R^{3}, son cada uno metilo, y R^{4} es bencilo.
10. Un compuesto iónico como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde X^{-} es Cl^{-} o Br^{-}.
11. Un compuesto iónico como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la sal metálica hidratada es ZnCl_{2}.2H_{2}O, CaCl_{2}.6H_{2}O, MgCl_{2}.6H_{2}O, CrCl_{3}.6H_{2}O, CoCl_{2}.6H_{2}O, LaCl_{3}.6H_{2}O, CuCl_{2}.2H_{2}O, LiCl.5H_{2}O, Ca(NO_{3})_{2}.4H_{2}O, Cr(NO_{3})_{3}.9H_{2}O, Mn(NO_{3})_{2}.4H_{2}O, Fe(NO_{3})_{3}.9H_{2}O, Co(NO_{3})_{2}.6H_{2}O, Ni(NO_{3})_{2}.6H_{2}O, Cu(NO_{3})_{2}.3H_{2}O, Li(NO_{3}).H_{2}O, Mg(NO_{3})_{2}.6H_{2}O, La(NO_{3})_{3}.6H_{2}O, Cd(NO_{3})_{2}.4H_{2}O, Ce(NO_{3})_{3}.6H_{2}O, Bi(NO_{3})_{3}.
5H_{2}O, Zn(NO_{3})_{2}.4H_{2}O, Cd(OAc)_{2}.2H_{2}O, Pb(OAc)_{2}.3H_{2}O, o Cr_{2}(SO_{4})_{3}.15H_{2}O.
12. Un compuesto iónico como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la relación molar de la sal de amina a la sal metálica hidratada es desde 1:1 a 1:2,5.
13. Un método para preparar un compuesto iónico, método que comprende hacer reaccionar al menos una sal de amina de la fórmula
(I)R^{1}R^{2}R^{3}R^{4}N^{+}X^{-}
con al menos una sal hidratada, que es un cloruro, nitrato, sulfato o acetato de Li, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Bi, La o Ce;
en donde R^{1}, R^{2} y R^{3} son cada uno independientemente un grupo alquilo C_{1} a C_{5} o un grupo cicloalquilo C_{6} a C_{10}, o en donde R^{2} y R^{3} considerados conjuntamente representan un grupo alquileno C_{4} a C_{10}, formando así con el átomo N de la fórmula I un anillo heterocíclico de 5 a 11 miembros,
y en donde R^{4} es hidrógeno, o fenilo, o un grupo alquilo o cicloalquilo C_{1} a C_{12}, opcionalmente sustituido con al menos un grupo seleccionado de OH, Cl, Br, F, I, fenilo, NH_{2}, CN, NO_{2}, COOR^{5}, CHO, COR^{5} y OR^{5}, en donde R^{5} es un grupo alquilo o cicloalquilo C_{1} a C_{10}, y X^{-} es un anión capaz de complejarse por la mencionada sal hidratada.
14. Un método como se reivindica en la reivindicación 13, en donde la reacción se realiza calentando el compuesto de la fórmula (I) con la mencionada sal hidratada.
15. Un método como se reivindica en la reivindicación 13, en el que la relación molar de la sal de amina a la sal metálica hidratada es desde 1:1 1:2,5.
16. Un método de realizar una reacción electrolítica, método que comprende usar como un disolvente para la reacción electrolítica un compuesto iónico como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.
17. Un método como se reivindica en la reivindicación 16, en donde la reacción es una reacción de electrodepósito o de electropulido.
18. El uso de un compuesto iónico como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, como un disolvente, como un electrolito o como un catalizador.
19. El uso de un compuesto iónico como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, como un electrolito en electrodepósito, como un electrolito en electropulido, o como un catalizador de cicloadición.
20. Un método para formar una disolución de un soluto, método que comprende disolver el soluto en un compuesto iónico que tiene un punto de congelación no superior a 50ºC, formado por la reacción de al menos una sal de amina de la fórmula
(I)R^{1}R^{2}R^{3}R^{4}N^{+}X^{-}
con al menos una sal hidratada, que es un cloruro, nitrato, sulfato o acetato de Li, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Bi, La o Ce;
en donde R^{1}, R^{2} y R^{3} son cada uno independientemente un grupo alquilo C_{1} a C_{5} o un grupo cicloalquilo C_{6} a C_{10}, o en donde R^{2} y R^{3} considerados conjuntamente representan un grupo alquileno C_{4} a C_{10}, formando así con el átomo N de la fórmula I un anillo heterocíclico de 5 a 11 miembros,
y en donde R^{4} es hidrógeno, o fenilo, o un grupo alquilo o cicloalquilo C_{1} a C_{12}, opcionalmente sustituido con al menos un grupo seleccionado de OH, Cl, Br, F, I, fenilo, NH_{2}, CN, NO_{2}, COOR^{5}, CHO, COR^{5} y OR^{5}, en donde R^{5} es un grupo alquilo o cicloalquilo C_{1} a C_{10}, y X^{-} es un anión capaz de complejarse por la mencionada sal hidratada.
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