JP4740835B2 - 硫酸アルキルおよび官能基を持つ硫酸アルキルのアニオンを有するイオン性液体の調製のためのプロセス - Google Patents

硫酸アルキルおよび官能基を持つ硫酸アルキルのアニオンを有するイオン性液体の調製のためのプロセス Download PDF

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Description

本発明は、一般式［カチオン］［Ｒ’−Ｏ−ＳＯ３］のイオン性液体を調製するためのプロセスに関する。本発明に係るプロセスは、技術的に利用可能な原材料から出発し、未だかつてない品質でかかるイオン性液体の調製を可能とし、工業生産のスケールまで容易にスケールアップできるものである。
硫酸アルキルおよび官能基を持つ硫酸アルキルを有するイオン性液体はハロゲンを含まない溶媒、抽出溶媒、および伝熱媒体として技術的に非常に重要である。硫酸メチルアニオンおよびエチルアニオンを有するイオン性液体は、硫酸ジメチルまたは硫酸ジエチルでイミダゾール、ピリジン、アミンまたはホスフィン（phosphans）をアルキレート化することによって簡単に得られることが知られている（P. Wasserscheid, C. Hilgers, EP-A-1182196）が、公知の方法によって他のすべての代表例を調製することは非常に複雑であり、しばしば多かれ少なかれ汚染された生成物をもたらす。
従来技術によると、１−ブチル−３−硫酸メチルイミダゾリウムオクチルの調製の際には、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムカチオンの塩化物塩を、塩化ナトリウムの析出物または抽出物を有する硫酸オクチルナトリウムと反応させる（P. Wasserscheid, R. van Hal, A. Bosmann, Green Chem. 2002年, 4(4), 400-404頁）。理論的に、このメタセシス反応は硫酸アルキルイオンおよび官能基を持つ硫酸アルキルイオンを有する他のイオン性液体の調製にも適しているものの、アルカリ金属ハロゲン化合物の分離は面倒な抽出およびろ過工程を必要とする。さらに、たとえ無水溶媒を使って作業する場合でも、ハロゲン化合物および／またはアルカリ金属イオンによる汚染が生成物中に見出されてしまうことを避けることはできない。
欧州特許公開公報1182196 P. Wasserscheid, R. van Hal, A. Bosmann, Green Chem. 2002年, 4(4), 400-404頁
従来技術から出発して、本発明の目的は一般式［カチオン］［Ｒ’−Ｏ−ＳＯ３］のイオン性液体の調製のための方法を提供することであり、この方法によってイオン性液体を高品質すなわち高純度で、簡単に入手できる原材料から困難をともなうことなく大規模に調製することができる。
本発明によると、この目的は、Ｒ’が一般式Ｒ４−［Ｘ（−ＣＨ２−）ｎ］ｍ基である一般式［カチオン］［Ｒ’−Ｏ−ＳＯ３］のイオン性液体の調製のためのプロセスであって、ｎは０または２の数字を表わし、ｍはｎとは独立に０または２の数字を表わし、Ｘは酸素であり、Ｒ４ は炭素数が１から１２の、直鎖または分岐のアルキル基であり、
一般式［カチオン］［ＣＨ３−Ｏ−ＳＯ３］または［カチオン］［ＣＨ３−ＣＨ２−Ｏ−ＳＯ３］の塩を一般式Ｒ’−ＯＨの少なくとも１つのアルコールと反応させることを特徴とするものであり、ここで
前記［カチオン］は、
−一般式

のイミダゾリウムカチオンであって、
残基Ｒ １ は、炭素数１から２０の、直鎖または分岐のアルキル基であり、
残基Ｒは、炭素数１から２０の、直鎖または分岐のアルキル基である。
本発明によるプロセスの好ましい実施態様および他の態様は特許請求の範囲から理解することができる。
反応は、［カチオン］［ＣＨ３−Ｏ−ＳＯ３］または［カチオン］［ＣＨ３−ＣＨ２−Ｏ−ＳＯ３］のいずれの塩を採用しているかによるが、メタノールまたはエタノールを放出するよう好ましくは高温で行なわれる。形成されるエタノールまたはメタノールは蒸留等の単純な方法で反応混合物から分離することができる。特に、本発明によるプロセスはピリジニウム、イミダゾリウム、アンモニウムおよびホスホニウムイオンを有する硫酸メチル塩および硫酸エチル塩について使用できる。
従来技術と比較して、本発明によるプロセスは、不揮発性で分離の困難なアルカリ金属ハロゲン化合物ではなく、蒸留によって生成物から非常に単純にそして完全に取り除くことができる揮発性化合物メタノールまたはエタノールが硫酸アルキルおよび官能基を持つ硫酸アルキルを有するイオン性液体を形成するための反応の副生物として形成されることを特徴とする。このようにして、本発明によるプロセスは高純度の状態、すなわち従来にない品質で一般式［カチオン］［Ｒ’−Ｏ−ＯＳ３］のイオン性液体の調製ができるようになる。
本発明によるプロセスの他の利点は、従来技術による旧来のプロセスでは入手が困難な硫酸モノエステルのアルカリ金属塩を繰り返し使わなければならないのに対して、本プロセスが数多くの工業的に利用可能な官能基を有するおよび官能基を有さないアルコールＲ’−ＯＨにより非常に普遍的に採用できる点である。
本発明によるプロセスの他の利点は、従来技術とは対照的に、調製中に面倒な抽出およびろ過工程を省くことができるという事実である。従って補助的な薬剤および溶媒の使用をかなり少なくでき、その結果生産コストを大幅に削減でき、また環境負荷を最小とすることができる。さらに本発明によるプロセスはイオン性液体をより大きなスケールで、より簡素に調製できるようにする。
好ましい実施態様では、Ｒ４は炭素数が１から１２、好ましくは１から６、より好ましくは１から４の直鎖または分岐のアルキル基である。メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基またはtert-ブチル基が例として挙げられる。
好ましい実施態様では、ｎは２から１０の整数であり、より好ましくは３から７の整数である。これとは独立に、好ましい実施態様では、ｍは１から７の整数であり、より好ましくは２から５の整数である。
好ましい実施態様では、Ｘは酸素、ｎは２、およびｍは１から６、好ましくは５、Ｒ４は炭素数が１から１２、好ましくは１から６、より好ましくは１から４の直鎖または分岐のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基またはtert-ブチル基である。
さらに好ましい実施態様では、Ｘは単結合であり、ｎは２から１２、好ましくは３から７であり、ｍは１から６、好ましくは５であり、Ｒ４は炭素数が１から１２、好ましくは１から６、より好ましくは１から４の直鎖または分岐のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基またはtert-ブチル基である。
好ましい実施態様では、Ｒ’’は炭素数が１から８、好ましくは１から６、より好ましくは１から４の直鎖または分岐のアルキル基である。メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基またはtert-ブチル基が例として挙げられる。
当然ながら、Ｒ’はメチル基またはエチル基以外である。
本発明による好ましいカチオン［カチオン］は、［１，３−ジメチルイミダゾリウム］、［１，２，３−トリメチルイミダゾリウム］、［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］、［１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム］、［１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム］、［１−メチルピリジニウム］、および［トリオクチルメチルアンモニウム］からなる群から選択される。本発明による好ましいアニオン［Ｒ’−Ｏ−ＳＯ３］は、［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］、［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］、［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）４−Ｏ−ＳＯ３］、［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）５−Ｏ−ＳＯ３］、［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］、［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］、［ＣＨ３−（ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］および［ＣＨ３−（ＣＨ２）７−Ｏ−ＳＯ３］からなる群から選択される。
本発明によるプロセスの好ましい実施態様では、［カチオン］［ＣＨ３−ＯＳＯ３］塩または［カチオン］［ＣＨ３ＣＨ２−ＯＳＯ３］塩は、０から２５０℃、好ましくは６０から１８０℃、より好ましくは８０から１６０℃の温度で、１から１０当量、好ましくは１から３当量、より好ましくは１から２当量の官能基を有するかまたは官能基を有さないアルコールＲ’−ＯＨと反応され、反応の後または反応と同時に、形成された副生物メタノールまたはエタノールが蒸留によって取り除かれる。アルコールＲ’−ＯＨが過剰に使用される場合は、この余剰分もまた蒸留によって取り除かれる。
本発明によるプロセスの特定の実施態様では、［カチオン］［ＣＨ３−ＯＳＯ３］塩または［カチオン］［ＣＨ３ＣＨ２−ＯＳＯ３］塩と、と官能基を有するかまたは官能基を有さないアルコールＲ’−ＯＨとの反応時に、反応を促進させるために触媒が添加される。適切な触媒は固体または液体のルイスまたはブレンステッド塩基ならびに固体または液体のルイスまたはブレンステッド酸である。特に好ましい触媒はアンバリスト（Amberlyst）またはダウエックス型（Dowex-Typ）のイオン交換樹脂、ゼオライトならびにチタニウム、ジルコニウム、鉄または銅の遷移金属錯体ならびにホスフィン（phosphane）である。
本発明によるプロセスの特定の実施態様では、本発明によるプロセスでいくつかの、好ましくは少なくとも２つの、式Ｒ’−ＯＨの異なるアルコールが同時に反応される。この方法は異なる官能基を有するおよび官能基を有さない硫酸アルキルの混合物を含む反応生成物としてイオン性液体をもたらす。
本発明によるプロセスを使うことによって調製されうるイオン性液体（Ｍｅ−＝メチル基、Ｅｔ−＝エチル基）が以下に述べられる。
［１，３−ジメチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１，３−ジメチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１，３−ジメチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）４−Ｏ−ＳＯ３］
［１，３−ジメチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）５−Ｏ−ＳＯ３］
［１，３−ジメチルイミダゾリウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１，３−ジメチルイミダゾリウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１，３−ジメチルイミダゾリウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１，３−ジメチルイミダゾリウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）７−Ｏ−ＳＯ３］
［１，２，３−トリメチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１，２，３−トリメチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１，２，３−トリメチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）４−Ｏ−ＳＯ３］
［１，２，３−トリメチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）５−Ｏ−ＳＯ３］
［１，２，３−トリメチルイミダゾリウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１，２，３−トリメチルイミダゾリウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１，２，３−トリメチルイミダゾリウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１，２，３−トリメチルイミダゾリウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）７−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）４−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）５−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）４−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）５−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−エチル−３−メチルイミダゾリウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）７−Ｏ−ＳＯ３］
［１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）４−Ｏ−ＳＯ３］
［１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）５−Ｏ−ＳＯ３］
［１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）７−Ｏ−ＳＯ３］
［１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）４−Ｏ−ＳＯ３］
［１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）５−Ｏ−ＳＯ３］
［１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）７−Ｏ−ＳＯ３］
［１−メチルピリジニウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１−メチルピリジニウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−メチルピリジニウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）４−Ｏ−ＳＯ３］
［１−メチルピリジニウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）５−Ｏ−ＳＯ３］
［１−メチルピリジニウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［１−メチルピリジニウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−メチルピリジニウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［１−メチルピリジニウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）７−Ｏ−ＳＯ３］
［トリオクチルメチルアンモニウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［トリオクチルメチルアンモニウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［トリオクチルメチルアンモニウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）４−Ｏ−ＳＯ３］
［トリオクチルメチルアンモニウム］［Ｍｅ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）５−Ｏ−ＳＯ３］
［トリオクチルメチルアンモニウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）２−Ｏ−ＳＯ３］
［トリオクチルメチルアンモニウム］［Ｅｔ−（Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［トリオクチルメチルアンモニウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）３−Ｏ−ＳＯ３］
［トリオクチルメチルアンモニウム］［ＣＨ３−（ＣＨ２）７−Ｏ−ＳＯ３］
本発明は以下の実施例によって説明されるが、これに限定されない。
実施例
実施例１：１−エチル−３−メチルイミダゾリウム ２−（２−メトキシエトキシ）硫酸エチル（［ＥＭＩＭ］［Ｍｅ（ＥＧ）２ＯＳＯ３］）
１００ｍｌのシュレンクフラスコ中、氷冷及び不活性ガス下で１２．４０ｇ（０．１２９モル）のエチルイミダゾールに１６．２７ｇ（０．１２９モル）の硫酸ジメチルがゆっくりと滴下された。室温で一晩混合物の攪拌が続けられた。３０．９２ｇ（０．２５８モル；２当量）のジエチレングリコールモノメチルエーテルが添加された後、蒸留装置にて５時間１６０℃で揮発性成分が取り除かれた。高真空で混合物を乾燥後、定量的に低粘度で微黄色の液体として１−メチル−３−エチルイミダゾリウム ２−（２−メトキシエトキシ）硫酸エチルが得られた。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：
９．０６（ｓ,１Ｈ，ＮＣＨＮ），７．３７（ｍ，２Ｈ，ＮＣＨＣＨＮ），４．０７（ｑ，３Ｊ＝７．５Ｈｚ，２Ｈ，ＮＣＨ ２ＣＨ３），３．９２（ｍ，２Ｈ，ＣＨ ２ＯＳＯ３），３．７６（ｓ，３Ｈ，ＮＣＨ ３），３．４９（ｍ，２Ｈ，ＣＨ ２ＣＨ２ＯＳＯ３），３．３８（ｍ，２Ｈ，ＣＨ ２ＣＨ２ＯＣＨ３），３．２７（ｍ，２Ｈ，ＣＨ ２ＯＣＨ３），３．０７（ｓ，３Ｈ，ＯＣＨ ３），１．３１（ｔ，３Ｊ＝７．５Ｈｚ，３Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ ３）ｐｐｍ．
１３Ｃ−ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：
１３６．９（ＮＣＨＮ），１２４．１／１２２．４（ＮＣＨＣＨＮ），７２．０／７０．４／７０．０／６６．５（ＣＨ２ ＣＨ２ＯＣＨ２ ＣＨ２ＯＳＯ３），５９．０（ＯＣＨ３），４５．２（ＮＣＨ２ＣＨ３），３６．４（ＮＣＨ３），１５．７（ＮＣＨ２ ＣＨ３）ｐｐｍ．
実施例２：１、３−ジメチルイミダゾリウム ２−硫酸メトキシエチル（［ＭＭＩＭ］［Ｍｅ（ＥＧ）ＯＳＯ３］）
１００ｍｌのシュレンクフラスコ中、氷冷及び不活性ガス下で２０．９４ｇ（０．２５５モル）のメチルイミダゾールに３２．１６ｇ（０．２５５モル）の硫酸ジメチルがゆっくりと滴下された。室温で一晩混合物の攪拌が続けられた。３０．８２ｇ（０．５１０モル；２当量）の２−メトキシ−エタノールの添加後、混合物が還流にて４８時間１３０℃で加熱された。８０℃の高真空下で揮発性成分が取り除かれた。生成物である１，３−ジメチル−イミダゾリウム ２−硫酸メトキシエチルが、定量的に低粘度で微黄色の液体として得られた。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）：
８．８９（ｓ，１Ｈ，ＮＣＨＮ），７．４７（ｄ，３Ｊ＝１．５Ｈｚ，２Ｈ，ＮＣＨＣＨＮ），３．９４（ｍ，２Ｈ，ＣＨ ２ＯＳＯ３），３．８７（ｓ，６Ｈ，ＮＣＨ ３），３．５３（ｍ，２Ｈ，ＣＨ ２ＣＨ２ＯＳＯ３），３．２７（ｓ，３Ｈ，ＣＨ ３Ｏ）ｐｐｍ．
１３Ｃ−ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）：
１３７．０（ＮＣＨＮ），１１７．２（ＮＣＨＣＨＮ），７０．６（ＣＨ２ ＣＨ２ＯＳＯ３），６５．２（ＣＨ２ＣＨ２ＯＳＯ３），５７．４（ＣＨ３Ｏ），３５．３（ＮＣＨ３）ｐｐｍ．
実施例３：１−エチル−３−メチルイミダゾリウム 硫酸オクチル（［ＥＭＩＭ］［ＯｃＯＳＯ３］）の調製
２５０ｍｌのシュレンクフラスコ中、氷冷及び不活性ガス下で３１．２８ｇ（０．３８１モル）のメチルイミダゾールに５８．７５ｇ（０．３８１モル）の硫酸ジエチルがゆっくりと滴下された。室温で一晩混合物の攪拌が続けられた。６２．７２ｇ（０．４８２モル；１．２６当量）の１−オクタノール、および、アセトンで洗浄され高真空下で乾燥させた０．６７ｇのＬｅｗａｔｉｔｅ Ｋ−２６２９（酸性イオン交換体）の添加後、混合物を一晩１４０℃で反応させると同時に、形成された副生物エタノールがアルゴンの通気を行なうことによって反応混合物から取り除かれた。残った揮発性成分は引き続き８０℃の高真空下で取り除かれた。生成物である１−エチル−３−メチルイミダゾリウム １−硫酸オクチルが、定量的に中粘度で微黄色の液体として得られた。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ｄ６−ＤＭＳＯ）：
９．１４（ｓ，１Ｈ，ＮＣＨＮ），７．８０／７．７１（２×ｓ，２×１Ｈ，ＮＣＨＣＨＮ），４．２０（ｑ，２Ｈ，ＮＣＨ ２ＣＨ３）、３．８６（ｓ，３Ｈ，ＮＣＨ ３），３．６９（ｔ，３Ｊ＝６．６Ｈｚ，２Ｈ，ＣＨ ２ＯＳＯ３），１．４７−１．３９（ｋ．Ｂ．，５Ｈ，ＮＣＨ２ＣＨ ３／ＣＨ ２ＣＨ２ＯＳＯ３），１．２４（ｂｒ．ｓ，１０Ｈ，ＣＨ３（ＣＨ ２）５ＣＨ２ＣＨ２ＯＳＯ３），０．８６（ｔ，３Ｊ＝６．８Ｈｚ，ＣＨ ３（ＣＨ２）７ＯＳＯ３）ｐｐｍ．
実施例４：１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム 硫酸オクチル（［ＢＭＩＭ］［ＯｃＯＳＯ３］）の調製
２５０ｍｌのシュレンクフラスコ中、氷冷及び不活性ガス下で４７．３１ｇ（０．３８１モル）のブチルイミダゾールに４８．０４ｇ（０．３８１モル）の硫酸ジメチルがゆっくりと滴下された。室温で一晩混合物の攪拌が続けられた。６２．７２ｇ（０．４８２モル；１．２６当量）の１−オクタノール、および、アセトンで洗浄され高真空下で乾燥させた０．６７ｇのダウエックス（Dowex）イオン交換体が添加された後、混合物は一晩１４０℃で反応させると同時に、形成された副生物エタノールがアルゴン通気を行なうことによって反応混合物から取り除かれた。残った揮発性成分は引き続き８０℃の高真空下で取り除かれた。生成物である１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム １−硫酸オクチルが、定量的に粘性で微黄色の液体として得られた。生成物は検出可能な量のＣｌ−を含んでいない（ＡｇＮＯ３テスト；＜３ｐｐｍ）。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ＝９．１６（ｓ，１Ｈ，Ｎ−ＣＨ−Ｎ），７．８０，７．７２（２つのｓ、２つの１Ｈ，Ｎ−ＣＨ），４．１８（ｔ，３Ｊ＝７．１Ｈｚ，２Ｈ，Ｎ−ＣＨ ２−），３．８６（ｓ，３Ｈ，Ｎ−ＣＨ ３），３．７１（ｔ，３Ｊ＝６．６Ｈｚ，２Ｈ，Ｓ−Ｏ−ＣＨ ２），３．７１（ｐ，３Ｊ＝７．３Ｈｚ，２Ｈ，Ｎ−ＣＨ２−ＣＨ ２−），１．４７（ｍｕｌｔ．，２Ｈ，Ｎ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ ２−），１．２２（ｍｕｌｔ．，１２Ｈ，Ｓ−Ｏ−ＣＨ２−（ＣＨ ２）６−），０．８１−０．９０（２つのｔｒ，２つの３Ｈ，−ＣＨ ３）ｐｐｍ．
１３Ｃ−ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ｄ６−ＤＭＳＯ）：δ＝１３６．９，１２３．９，１２２．６，６６．０，５５．２，４８．８，３６．０，３１．８，３１．６，２９．４，２９．１，２５．９，２２．４，１９．１，１４．２，１３．５ｐｐｍ．
従来技術による［ＢＭＩＭ］［ＯｃＯＳＯ３］の調製に関する比較例［Green Chem. 2002, 4(4), 400から404頁］
８４．５５ｇ（０．４８４モル）の１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド［ＢＭＩＭ］Ｃｌおよび１０１．１ｇのＮａ［ｎ−Ｃ８Ｈ１７Ｏ−ＳＯ３］が２００ｍｌの温水に溶解された。水は真空下でゆっくりと取り除かれ、白色の析出物が分離される。この析出物は２００ｍｌの無水ＣＨ２Ｃｌ２で抽出され、残留した析出物がろ過されて２回以上各回１００ｍｌの無水塩化メチレンで洗浄される。混合された塩化メチレン相は水３０ｍｌ量で、洗浄水の塩素含有量が検出限度（ＡｇＮＯ３テスト）を下回るまで３回洗浄される。塩化メチレン溶液はＮａ２ＳＯ４で乾燥され、真空下で濃縮されて、黄色液体の塩素を含まない１１１．０ｇ（０．３１９モル、歩留まり６６％）の生成物が得られる。
分析データは実施例４に示す通りである。

Claims (9)

  1. Ｒ’が一般式Ｒ４−［Ｘ（−ＣＨ２−）ｎ］ｍ基である一般式［カチオン］［Ｒ’−Ｏ−ＳＯ３］のイオン性液体の調製のためのプロセスであって、ｎは０または２の数字を表わし、ｍはｎとは独立に０または２の数字を表わし、Ｘは酸素であり、Ｒ４ は炭素数が１から１２の、直鎖または分岐のアルキル基であり、
    一般式［カチオン］［ＣＨ３−Ｏ−ＳＯ３］または［カチオン］［ＣＨ３−ＣＨ２−Ｏ−ＳＯ３］の塩を一般式Ｒ’−ＯＨの少なくとも１つのアルコールと反応させることを特徴とするものであり、ここで
    前記［カチオン］は、
    −一般式
    のイミダゾリウムカチオンであって、
    残基Ｒ １ は、炭素数１から２０の、直鎖または分岐のアルキル基であり、
    残基Ｒは、炭素数１から２０の、直鎖または分岐のアルキル基であるプロセス。
  2. 式［カチオン］［ＣＨ３−Ｏ−ＳＯ３］の塩は硫酸ジメチルでイミダゾールをアルキレート化することによって得られることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス。
  3. 式［カチオン］［ＣＨ３−ＣＨ２−Ｏ−ＳＯ３］の塩は硫酸ジエチルでイミダゾールをアルキレート化することによって得られることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス。
  4. 式［カチオン］［ＣＨ３−Ｏ−ＳＯ３］の塩および式［カチオン］［ＣＨ３−ＣＨ２−Ｏ−ＳＯ３］の塩の反応は、１から１０当量のアルコールＲ’−ＯＨによって行われることを特徴とする、請求項１から３に記載のプロセス。
  5. 式［カチオン］［ＣＨ３−Ｏ−ＳＯ３］の塩および式［カチオン］［ＣＨ３−ＣＨ２−Ｏ−ＳＯ３］の塩のアルコールＲ’−ＯＨとの反応は、０から２５０℃の温度で行われることを特徴とする、請求項１から４に記載のプロセス。
  6. 式［カチオン］［ＣＨ３−Ｏ−ＳＯ３］の塩および［カチオン］［ＣＨ３−ＣＨ２−Ｏ−ＳＯ３］の塩のアルコールＲ’−ＯＨとの反応は、触媒の存在下で行われることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載のプロセス。
  7. 前記触媒は固体または液体の塩基または固体または液体の酸であることを特徴とする、請求項６に記載のプロセス。
  8. 形成された副生物メタノールおよびエタノールは反応に引き続き蒸留によって取り除かれることを特徴とする、請求項１から７の１つ以上に記載のプロセス。
  9. 形成された副生物メタノールおよびエタノールは反応中に取り除かれることを特徴とする、請求項１から７の１つ以上に記載のプロセス。
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