JP5588699B2 - Method for producing ionic liquid - Google Patents

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Description

本発明は、イオン液体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an ionic liquid.

イオン液体とは常温溶融塩とも呼ばれ、融点が100℃程度以下の溶融塩の総称であるが、その極めて低い蒸気圧のため近年潤滑油として、また高温反応において繰り返し使用可能な合成溶媒として注目されている(非特許文献1)。   Ionic liquid, also called room temperature molten salt, is a general term for molten salts with a melting point of about 100 ° C. or less. However, due to its extremely low vapor pressure, it has recently attracted attention as a lubricating oil and as a synthetic solvent that can be used repeatedly in high-temperature reactions. (Non-Patent Document 1).

イオン液体はカチオン部位とアニオン部位から構成されるが、代表的なカチオンとしては、ジアルキルイミダゾリウム、アルキルピリジニウム、テトラアルキルアンモニウム、環状のピロリジニウムなどが知られている。一方アニオンとしては塩化物、臭化物、ヨウ化物などのハロゲン化物やテトラフルホロボレート、テトラフルオロフォスフェート、トリフルオロメタンスルホン酸やビストリフルオロメタンスルホニルイミドなどの含フッ素系アニオンが多く報告されている(非特許文献2)。   The ionic liquid is composed of a cation moiety and an anion moiety. As typical cations, dialkylimidazolium, alkylpyridinium, tetraalkylammonium, cyclic pyrrolidinium, and the like are known. On the other hand, many anions such as halides such as chloride, bromide and iodide, and fluorine-containing anions such as tetrafluboroborate, tetrafluorophosphate, trifluoromethanesulfonic acid and bistrifluoromethanesulfonylimide have been reported. Patent Document 2).

水溶性イオン液体の合成法としては下記反応式(A)で示される反応を行い、これに続いて下記反応式(B)で示される反応を行う方法が一般的である(非特許文献3)。   As a method for synthesizing a water-soluble ionic liquid, a method is generally used in which a reaction represented by the following reaction formula (A) is performed, followed by a reaction represented by the following reaction formula (B) (Non-patent Document 3). .

Figure 0005588699

Figure 0005588699

(ここで、Rは陰イオン交換樹脂を示し、ROHはOH型の陰イオン交換樹脂を示し、Xはハロゲンイオン等のアニオンを示し、Aはイオン液体のカチオン部位を示し、Bはイオン液体のアニオン部位を示す。)
Figure 0005588699

Figure 0005588699

(Where R represents an anion exchange resin, R + OH represents an OH type anion exchange resin, X represents an anion such as a halogen ion, A represents a cation portion of an ionic liquid, and B Indicates an anion portion of the ionic liquid.)

J.S.Wilkes, Green Chemistry, 4, 73(2002)J.S.Wilkes, Green Chemistry, 4, 73 (2002) 大野弘幸、イオン液体II、2006、P16-22Hiroyuki Ohno, Ionic Liquid II, 2006, P16-22 Hiroyuki Ohno et al,J.Am.Chem.Soc.2005,127,2398-2399.Hiroyuki Ohno et al, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2398-2399.

しかしこの方法では以下の問題がある。   However, this method has the following problems.

1.反応ステップ数が多く収率が悪い。
2.式(A)で得られるカチオン部位のヒドロキシド中間体(AOH)が不安定なために単離が難しい。
3.式(B)で示される反応の反応性を上げるために式(A)で得られるカチオン部位のヒドロキシド中間体(AOH)の水溶液の水を濃縮する必要があるが、ヒドロキシド中間体が不安定なために濃縮しすぎると分解する。
3.溶媒である水を濃縮するステップが2回ありエネルギーがかかる。
4.ヒドロキシド中間体の分解物が混入するために精製が難しい。
5.式(B)の反応性が悪いため反応時間が長い(12時間)。
6.式(B)の反応は冷却しながら行う必要があるためエネルギー(冷熱)がかかる。
1. The number of reaction steps is large and the yield is poor.
2. Isolation is difficult because the hydroxide intermediate (A + OH ) at the cation site obtained by the formula (A) is unstable.
3. In order to increase the reactivity of the reaction represented by the formula (B), it is necessary to concentrate water in the aqueous solution of the hydroxide intermediate (A + OH ) at the cation site obtained by the formula (A). Decomposes if concentrated too much because the body is unstable.
3. There are two steps of concentrating the solvent water, which is energy intensive.
4). Purification is difficult because of the degradation product of the hydroxide intermediate.
5. Since the reactivity of Formula (B) is poor, the reaction time is long (12 hours).
6). Since the reaction of the formula (B) needs to be performed while cooling, energy (cold heat) is applied.

さらに、本発明者らは、上記Aとして、カウンターアニオンがハロゲンイオンであるテトラアルキルホスホニウム塩やテトラアルキルアンモニウム塩を用いた場合には、トリアルキルホスフィンやトリアルキルアミン等の臭気成分が発生し得るという問題があることを見出した。 Furthermore, when the present inventors use a tetraalkylphosphonium salt or a tetraalkylammonium salt whose counter anion is a halogen ion as the A + X , odorous components such as trialkylphosphine and trialkylamine are present We have found that there is a problem that can occur.

そこで、本発明は、上記の問題を解消することが可能なイオン液体の製造方法を提供することを目的とする。   Then, this invention aims at providing the manufacturing method of the ionic liquid which can eliminate said problem.

本発明は、OH型の陰イオン交換樹脂に、有機酸水溶液を接触させる第1工程と、第1工程で得られた有機酸アニオンが担持された陰イオン交換樹脂に、下記式(1)で表される塩を含む水溶液を接触させる第2工程と、第2工程で得られたイオン液体を脱臭する第3工程とを備えるイオン液体の製造方法であって、式(1)で表される塩に対して、OH型の陰イオン交換樹脂を10モル当量以上、有機酸を20モル当量以上用いる、イオン液体の製造方法である。   The present invention provides a first step in which an organic acid aqueous solution is brought into contact with an OH-type anion exchange resin, and an anion exchange resin in which an organic acid anion obtained in the first step is supported by the following formula (1): A method for producing an ionic liquid, comprising: a second step of contacting an aqueous solution containing a salt represented; and a third step of deodorizing the ionic liquid obtained in the second step, represented by formula (1): This is an ionic liquid production method using 10 mole equivalents or more of an OH type anion exchange resin and 20 mole equivalents or more of an organic acid with respect to a salt.

Figure 0005588699

[式(1)中、Zはリン原子又は窒素原子を示し、R〜Rはそれぞれ独立に炭素数1〜12の環状、直鎖又は分岐状のアルキル基を示し、Xはハロゲン原子を示す。]
Figure 0005588699

[In the formula (1), Z represents a phosphorus atom or a nitrogen atom, R 1 to R 4 each independently represents a cyclic, linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and X represents a halogen atom. Show. ]

ここで、第1工程においては、下記反応式(C)に示すように、OH型の陰イオン交換樹脂における水酸化物イオンが有機酸アニオンにより置換されることにより、下記一般式(2)で表される有機酸アニオンが担持された陰イオン交換樹脂が得られる。
第2工程においては、下記反応式(D)に示すように、一般式(2)で表される陰イオン交換樹脂における有機酸アニオンがハロゲンイオンにより置換されることにより、下記一般式(3)で表される塩からなるイオン液体が得られる。
第3工程においては、原料(1)に含まれる不純物であるトリアルキルホスフィンやトリアルキルアミン等の臭気成分が除去される。
Here, in the first step, as shown in the following reaction formula (C), the hydroxide ion in the OH-type anion exchange resin is replaced by an organic acid anion, whereby the following general formula (2) An anion exchange resin carrying the organic acid anion represented is obtained.
In the second step, as shown in the following reaction formula (D), the organic acid anion in the anion exchange resin represented by the general formula (2) is substituted with a halogen ion, whereby the following general formula (3) The ionic liquid which consists of a salt represented by this is obtained.
In the third step, odor components such as trialkylphosphine and trialkylamine, which are impurities contained in the raw material (1), are removed.

Figure 0005588699

(ここで、上記Rは陰イオン交換樹脂を、ROHはOH型の陰イオン交換樹脂を、B’−Hは有機酸を、B’は有機酸アニオンを示す。なお、Z、R〜R、Xは、それぞれ上記式(1)におけるものと同義である。)
Figure 0005588699

Here, R + represents an anion exchange resin, R + OH represents an OH type anion exchange resin, B′—H represents an organic acid, and B ′ represents an organic acid anion. , R 1 to R 4 and X have the same meanings as those in the above formula (1).)

本発明の製造方法によれば、イオン液体を高い収率で簡便に製造することができ、かつ発生する臭気成分を効率よく除去することができる。   According to the production method of the present invention, an ionic liquid can be easily produced at a high yield, and the generated odor component can be efficiently removed.

上記製造方法においては、第3工程における脱臭が、有機物吸着能を有する多孔質を接触させる方法、及び/又はガス気流下で加熱する方法により行われることが好ましい。   In the said manufacturing method, it is preferable that the deodorizing in a 3rd process is performed by the method of contacting the porous which has organic substance adsorption ability, and / or the method of heating in a gas stream.

上記製造方法においては、有機酸がスルホン酸又はアミノ酸であることが好ましい。   In the said manufacturing method, it is preferable that an organic acid is a sulfonic acid or an amino acid.

本発明は、原料に含まれる臭気成分を効率よく除去しながら、簡便に高収率でイオン液体を製造する方法を提供するものである。本発明によって、有用なイオン液体を短時間に、高収率で、エネルギーをかけずに得ることができるので、環境保護の観点で非常に好ましい。   The present invention provides a method for easily producing an ionic liquid in a high yield while efficiently removing odor components contained in a raw material. According to the present invention, a useful ionic liquid can be obtained in a short time, in a high yield and without applying energy, which is very preferable from the viewpoint of environmental protection.

また、本発明の製造方法により製造されるイオン液体は、親水性であり、かつ耐熱性に優れるので、気体のキャリア、水系切削油や水系作動油等の水系潤滑油、繰り返し使用可能な合成溶媒等として好適に使用することができる。   In addition, since the ionic liquid produced by the production method of the present invention is hydrophilic and has excellent heat resistance, a gaseous carrier, an aqueous lubricating oil such as an aqueous cutting oil or an aqueous hydraulic oil, or a synthetic solvent that can be used repeatedly. Etc. can be suitably used.

実施例1の第3工程の前に得られたテトラエチルホスホニウムタウリン塩のヘッドスペースガスのGC−MS分析結果を示す図である。6 is a diagram showing a GC-MS analysis result of a headspace gas of tetraethylphosphonium taurine salt obtained before the third step of Example 1. FIG. 実施例1の第3工程の前に得られたテトラエチルホスホニウムタウリン塩のヘッドスペースガスのGC−MS分析における6.6分のピークについての質量分析の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the mass spectrometry about the peak of 6.6 minutes in the GC-MS analysis of the head space gas of the tetraethylphosphonium taurine salt obtained before the 3rd process of Example 1. FIG. 実施例1の第3工程を経て得られたテトラエチルホスホニウムタウリン塩のヘッドスペースガスのGC−MS分析結果を示す図である。3 is a diagram showing a GC-MS analysis result of a headspace gas of tetraethylphosphonium taurine salt obtained through the third step of Example 1. FIG. 実施例1の第3工程を経て得られたテトラエチルホスホニウムタウリン塩のH−NMR分析結果を示す図である。2 is a diagram showing a 1 H-NMR analysis result of a tetraethylphosphonium taurine salt obtained through the third step of Example 1. FIG. 実施例3の第3工程を経て得られたテトラメチルホスホニウムタウリン塩のH−NMR分析結果を示す図である。4 is a diagram showing a 1 H-NMR analysis result of a tetramethylphosphonium taurine salt obtained through the third step of Example 3. FIG.

以下、本発明の一実施形態について詳述するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiment.

OH型の陰イオン交換樹脂としては、一般的なものを適用することができる。その具体例としては、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、シリカゲル,グリシジルメタクリレートとエチレングリコールジメタクリレートの共重合体粒子のグリシジル基を加水分解した粒子に代表されるメタクリル酸エステル系共重合体粒子などを前駆体とするものが挙げられるが、入手の容易性からスチレン−ジビニルベンゼン共重合体が使用されるのが一般的である。   As the OH type anion exchange resin, a general one can be applied. Specific examples thereof include styrene-divinylbenzene copolymer, silica gel, methacrylic acid ester copolymer particles represented by particles obtained by hydrolyzing glycidyl groups of glycidyl methacrylate and ethylene glycol dimethacrylate copolymer particles, and the like. Although what is made into a precursor is mentioned, a styrene divinylbenzene copolymer is generally used from the ease of acquisition.

OH型の陰イオン交換樹脂におけるイオン交換基は陰イオンを交換できるものであればよいが、一般的にはイオン交換基が四級アンモニウムであるものが使用される。その製造方法は、水性懸濁共重合法において三級アミンを反応させることにより四級アンモニウム化する方法が一般的である。
この際、イオン交換基の量は、イオン交換樹脂において0.01meq/g〜5.5meq/gとなるように官能化されていることが好ましい。
The ion exchange group in the OH-type anion exchange resin may be any ion exchange group as long as it can exchange anions. The production method is generally a quaternary ammonium method by reacting a tertiary amine in an aqueous suspension copolymerization method.
At this time, it is preferable that the amount of ion exchange groups is functionalized so as to be 0.01 meq / g to 5.5 meq / g in the ion exchange resin.

OH型の陰イオン交換樹脂の具体的な商品としては、三菱化学株式会社製、ダイヤイオンSA10AOH、SANUPなどが挙げられる。またCl化物などのハロゲン体として市販されているイオン交換樹脂をNaOH水溶液で処理することでOH体を得、それを使用することもできる。   Specific products of the OH type anion exchange resin include, for example, Diaion SA10AOH, SANUP manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. Further, an OH form can be obtained by treating an ion exchange resin commercially available as a halogen form such as a chloride with an aqueous NaOH solution, which can be used.

上記有機酸は、水に溶解して水溶液を形成するものであればよいが、例えばカルボン酸、スルホン酸、アミノ酸などを用いることができ、イオン液体の耐熱性が向上する点からスルホン酸、アミノ酸が好ましく、アミノスルホン酸、アミノ酸がより好ましい。   The organic acid is not particularly limited as long as it dissolves in water to form an aqueous solution. For example, carboxylic acid, sulfonic acid, amino acid and the like can be used, and sulfonic acid and amino acid can be used from the viewpoint of improving heat resistance of the ionic liquid. Are preferred, and aminosulfonic acid and amino acid are more preferred.

スルホン酸としては、例えば、アミノメタンスルホン酸、2−アミノエタンスルホン酸(タウリン)、3−アミノプロパンスルホン酸等のアミノスルホン酸が挙げられる。   Examples of the sulfonic acid include aminosulfonic acids such as aminomethanesulfonic acid, 2-aminoethanesulfonic acid (taurine), and 3-aminopropanesulfonic acid.

アミノ酸としては、例えば、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、システイン、メチオニン、アスパラギン、グルタミン酸、グルタミン、アルギニン、リシン、ヒスチジン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、アスパラギン酸、プロリン、2−アミノ酪酸、2−アミノイソ酪酸、2−アミノシクロペンタンカルボン酸が挙げられる。   Examples of amino acids include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, serine, threonine, cysteine, methionine, asparagine, glutamic acid, glutamine, arginine, lysine, histidine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, aspartic acid, proline, 2-amino. Examples include butyric acid, 2-aminoisobutyric acid, and 2-aminocyclopentanecarboxylic acid.

上記式(1)において、R〜Rは、炭素数1〜12の環状、直鎖又は分岐状のアルキル基であり、炭素数1〜6の直鎖又は分岐状のアルキル基であると好ましい。直鎖又は分岐状のアルキル基の炭素数は、1〜4個であると好ましく、1,2個であるとより好ましい。 In the above formula (1), R 1 to R 4 are a cyclic, linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. preferable. The linear or branched alkyl group preferably has 1 to 4 carbon atoms, and more preferably 1 or 2 carbon atoms.

炭素数1〜12の環状、直鎖又は分岐状のアルキル基としては、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、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、シクロヘキシル基が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基である。   Examples of the cyclic, linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms include, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, and pentyl group. Hexyl group, octyl group, dodecyl group and cyclohexyl group, preferably methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group and n-butyl group, more preferably methyl group and ethyl group.

上記Xにおけるハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、好ましくは臭素原子である。   As a halogen atom in said X, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom are mentioned, for example, Preferably it is a bromine atom.

上記式(1)で表される塩のうち、Zがリン原子であるものの具体例としては、テトラメチルホスホニウムブロミド、テトラエチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムブロミド、オクチルトリエチルホスホニウムブロミド、ドデシルトリメチルホスホニウムブロミド、トリオクチルエチルホスホニウムブロミド;これらのブロミドに対応するクロリドが挙げられ、テトラメチルホスホニウムブロミド、テトラエチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムブロミドが好ましい。   Specific examples of the salt represented by the above formula (1) in which Z is a phosphorus atom include tetramethylphosphonium bromide, tetraethylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium bromide, octyltriethylphosphonium bromide, dodecyltrimethylphosphonium bromide, tri Octylethylphosphonium bromide; chlorides corresponding to these bromides can be mentioned, and tetramethylphosphonium bromide, tetraethylphosphonium bromide, and tetrabutylphosphonium bromide are preferred.

上記式(1)で表される塩のうち、Zが窒素原子であるものの具体例としては、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムブロミド、オクチルトリエチルアンモニウムブロミド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、トリオクチルエチルアンモニウムブロミド;これらのブロミドに対応するクロリドが挙げられる。   Specific examples of the salt represented by the above formula (1) in which Z is a nitrogen atom include tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, octyltriethylammonium bromide, dodecyltrimethylammonium bromide, tri Examples include octylethylammonium bromide; chlorides corresponding to these bromides.

上記第1工程におけるOH型の陰イオン交換樹脂に、有機酸水溶液を接触させる方法は、バッチ式、流動式のいずれの方法であってもよい。   The method of bringing the organic acid aqueous solution into contact with the OH-type anion exchange resin in the first step may be either a batch method or a fluid method.

バッチ式で行う場合には、陰イオン交換樹脂と有機酸水溶液とをそのまま混合すればよい。流動式で行う場合には、例えば陰イオン交換樹脂をそのままカラムに導入して、有機酸水溶液を流入させることができる。バッチ式でイオン交換を行った後に、これをカラムに導入してもよい。   In the case of a batch method, the anion exchange resin and the organic acid aqueous solution may be mixed as they are. In the case of performing the flow method, for example, an anion exchange resin can be introduced into the column as it is, and an organic acid aqueous solution can be introduced. This may be introduced into the column after batch ion exchange.

OH型の陰イオン交換樹脂に有機酸水溶液を接触させた後には、不純物を取り除くために純水等で洗浄することが望ましい。   After the organic acid aqueous solution is brought into contact with the OH type anion exchange resin, it is desirable to wash with pure water or the like in order to remove impurities.

上記第2工程における有機酸アニオンが担持された陰イオン交換樹脂に、上記式(1)で表される塩を含む水溶液を接触させる方法も、バッチ式、流動式のいずれの方法であってもよい。   The method in which the aqueous solution containing the salt represented by the above formula (1) is brought into contact with the anion exchange resin carrying the organic acid anion in the second step may be either a batch type or a fluid type method. Good.

バッチ式で行う場合には、接触後の液体とイオン交換樹脂を分離した後に、液体から溶媒を除去することによりイオン液体を得ることができる。また、流動式で行う場合には、流出液を回収し、回収した流出液から溶媒を除去することによりイオン液体を得ることができる。なお、接触後の液体又は回収した流出液に有機酸が残っている場合には、適切な溶媒を加えたり冷却したりすることによりこれを析出させ、ろ過により除去してもよい。   In the case of performing the batch process, the ionic liquid can be obtained by separating the liquid after contact and the ion exchange resin and then removing the solvent from the liquid. Moreover, when it carries out by a flow type, an ionic liquid can be obtained by collect | recovering effluents and removing a solvent from the collect | recovered effluents. In addition, when organic acid remains in the liquid after contact or the collect | recovered effluent, this may be deposited by adding an appropriate solvent or cooling, and you may remove by filtration.

上記第3工程における脱臭方法としては、例えば有機物吸着能を有する多孔質を接触させる方法、ガス気流下で加熱する方法が挙げられる。   Examples of the deodorizing method in the third step include a method of bringing a porous material having an organic substance adsorbing ability into contact and a method of heating in a gas stream.

有機物吸着能を有する多孔質は、例えば孔の部分が疎水性であり、この孔の部分に有機物が吸着される多孔質である。その具体例としては、活性炭、ゼオライト、アルミナなどの多孔質セラミックスが挙げられる。   A porous material having an organic substance adsorption capacity is a porous material in which, for example, the pore portion is hydrophobic and the organic material is adsorbed in the pore portion. Specific examples thereof include porous ceramics such as activated carbon, zeolite, and alumina.

有機物吸着能を有する多孔質にイオン液体を接触させる方法としては、例えば原液又は水溶液の状態のイオン液体に多孔質を混ぜた上で攪拌する方法が挙げられる。   Examples of a method for bringing an ionic liquid into contact with a porous material having an organic substance adsorption ability include a method in which a porous material is mixed with an ionic liquid in the form of a stock solution or an aqueous solution and then stirred.

ガス気流下で加熱する方法におけるガスは、イオン液体に対して不活性なガスであればよく、例えば窒素、アルゴン、空気が挙げられる。   The gas in the method of heating under a gas stream may be any gas inert to the ionic liquid, and examples thereof include nitrogen, argon, and air.

ガス気流下で加熱する方法における加熱温度及び加熱時間は、生成する臭気成分の種類や量などにより適宜調節することができるが、例えば50〜250℃、1〜20時間、より好適には150〜220℃、3〜15時間とすることができる。   The heating temperature and heating time in the method of heating in a gas stream can be adjusted as appropriate depending on the type and amount of the odor component to be generated, but for example, 50 to 250 ° C., 1 to 20 hours, more preferably 150 to The temperature can be 220 ° C. and 3 to 15 hours.

上述のいずれの脱臭方法を用いた場合であっても、GC−MS分析によるヘッドスペースガス分析において、臭気成分が検出されず、現に人が臭気を感知できない状態となるまで脱臭することが望ましい。   Even when any of the above-described deodorizing methods is used, it is desirable to deodorize until no odor component is detected in the headspace gas analysis by the GC-MS analysis and the human being cannot actually sense the odor.

上記式(1)で表される塩に対して、OH型の陰イオン交換樹脂は10モル当量以上、好ましくは20モル当量以上用いられる。OH型の陰イオン交換樹脂の使用量の上限は特に限定されないが、経済性の観点から例えば30モル当量以下とすることができる。   The OH type anion exchange resin is used in an amount of 10 molar equivalents or more, preferably 20 molar equivalents or more based on the salt represented by the above formula (1). The upper limit of the usage amount of the OH type anion exchange resin is not particularly limited, but can be set to, for example, 30 molar equivalents or less from the viewpoint of economy.

また、上記式(1)で表される塩に対して、有機酸は20モル当量以上、好ましくは30モル当量以上用いられる。有機酸の使用量の上限は特に限定されないが、経済性の観点から例えば40モル当量以下とすることができる。   The organic acid is used in an amount of 20 molar equivalents or more, preferably 30 molar equivalents or more based on the salt represented by the above formula (1). Although the upper limit of the usage-amount of an organic acid is not specifically limited, From an economical viewpoint, it can be 40 mol equivalent or less, for example.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to this.

(実施例1)
タウリン50g(400mmol)に水500mLを加え、均一溶解させた後にこれを陰イオン交換樹脂(OH体)100g(活性点約200mmol)に通した(第1工程)。
Example 1
Water (500 mL) was added to taurine (50 g, 400 mmol) and uniformly dissolved, and then passed through 100 g (active site: about 200 mmol) of an anion exchange resin (OH form) (first step).

テトラエチルホスホニウムブロミド2.25g(10mmol)をイオン交換水20mLに均一溶解させ、先ほどの陰イオン交換樹脂に繰り返し通した(第2工程)。得られた水溶液の一部を分取して1規定硝酸銀水溶液を加えて白濁しないこと(臭素イオンが残っていないこと)を確認した後、元の水溶液を減圧乾燥し、これにアセトニトリル20mlとメタノール5mlを加えて氷冷し、沈殿した未反応のタウリンをろ別した。得られたろ液を減圧乾燥した。なお、得られた濃縮物のヘッドスペースガスをGC−MSで分析したところ、図1に示すように1.3分、1.4分、及び6.6分にそれぞれピークが観察された。6.6分のピークについて質量分析を行ったところ、臭気成分であるトリエチルホスフィンであることが確認された(図2参照)。   Tetraethylphosphonium bromide (2.25 g, 10 mmol) was uniformly dissolved in 20 mL of ion-exchanged water and repeatedly passed through the anion-exchange resin (second step). A portion of the resulting aqueous solution was collected and a 1N silver nitrate aqueous solution was added to confirm that it was not cloudy (no bromine ions remained), and then the original aqueous solution was dried under reduced pressure. 5 ml was added and ice-cooled, and the precipitated unreacted taurine was filtered off. The obtained filtrate was dried under reduced pressure. In addition, when the head space gas of the obtained concentrate was analyzed by GC-MS, peaks were observed at 1.3 minutes, 1.4 minutes, and 6.6 minutes, respectively, as shown in FIG. When mass spectrometry was performed on the peak at 6.6 minutes, it was confirmed to be triethylphosphine, which is an odor component (see FIG. 2).

上記濃縮物を再度イオン交換水10mLに溶解し、活性炭10gを加えて3時間攪拌(第3工程)し、その後ろ別して減圧乾燥することで、テトラエチルホスホニウムタウリン塩の精製品2.4g(収率90%,9mmol)を得た。   The above concentrate is dissolved again in 10 mL of ion-exchanged water, 10 g of activated carbon is added, and the mixture is stirred for 3 hours (the third step), followed by drying under reduced pressure to obtain 2.4 g of a purified tetraethylphosphonium taurine salt (yield) 90%, 9 mmol).

本品のH−NMR測定を行った結果は図4に示したとおりであり、プロトンの化学シフトと積分強度から目的物の生成が確認された。また、本品のヘッドスペースガスをGC−MSで分析したところ、図3に示すとおり、臭気成分であるトリエチルホスフィンは検出されなかった。 The result of 1 H-NMR measurement of this product is as shown in FIG. 4, and the production of the target product was confirmed from the chemical shift of proton and the integrated intensity. Moreover, when the head space gas of this product was analyzed by GC-MS, as shown in FIG. 3, triethylphosphine as an odor component was not detected.

(実施例2)
タウリン50g(400mmol)に水500mLを加え、均一溶解させた後にこれを陰イオン交換樹脂(OH体)100g(活性点約200mmol)に通した(第1工程)。
(Example 2)
Water (500 mL) was added to taurine (50 g, 400 mmol) and uniformly dissolved, and then passed through 100 g (active site: about 200 mmol) of an anion exchange resin (OH form) (first step).

テトラエチルホスホニウムブロミド2.25g(10mmol)をイオン交換水20mLに均一溶解させ、先ほどの陰イオン交換樹脂に繰り返し通した(第2工程)。得られた水溶液の一部を分取して1規定硝酸銀水溶液を加えて白濁しないことを確認した後、元の水溶液を減圧乾燥し、これにアセトニトリル20mlとメタノール5mlを加えて氷冷し、沈殿した未反応のタウリンをろ別した。得られたろ液を減圧乾燥した。   Tetraethylphosphonium bromide (2.25 g, 10 mmol) was uniformly dissolved in 20 mL of ion-exchanged water and repeatedly passed through the anion-exchange resin (second step). A portion of the resulting aqueous solution was collected and 1N silver nitrate aqueous solution was added to confirm that it was not cloudy. Then, the original aqueous solution was dried under reduced pressure, and 20 ml of acetonitrile and 5 ml of methanol were added to it and cooled with ice to precipitate. Unreacted taurine was filtered off. The obtained filtrate was dried under reduced pressure.

これについて200℃で10時間窒素流通を行う(第3工程)ことにより、精製されたイオン液体2.5g(収率92%,9.2mmol)を得た。   About this, nitrogen refinement | circulation was performed at 200 degreeC for 10 hours (3rd process), and the purified ionic liquid 2.5g (yield 92%, 9.2 mmol) was obtained.

本品のH−NMR測定を行った結果は図4と同一のものであり、プロトンの化学シフトと積分強度から目的物の生成が確認された。また本品のヘッドスペースガスをGC−MSで分析したところ、実施例1と同様に臭気成分であるトリエチルホスフィンは検出されなかった。 The result of 1 H-NMR measurement of this product is the same as that shown in FIG. 4, and the production of the target product was confirmed from the chemical shift of proton and the integrated intensity. Further, when the head space gas of this product was analyzed by GC-MS, triethylphosphine as an odor component was not detected as in Example 1.

(実施例3)
タウリン50g(400mmol)に水500mLを加え、均一溶解させた後にこれを陰イオン交換樹脂(OH体)100g(活性点約200mmol)に通した(第1工程)。
(Example 3)
Water (500 mL) was added to taurine (50 g, 400 mmol) and uniformly dissolved, and then passed through 100 g (active site: about 200 mmol) of an anion exchange resin (OH form) (first step).

テトラメチルホスホニウムブロミド1.71g(10mmol)をイオン交換水20mLに均一溶解させ、先ほどの陰イオン交換樹脂に繰り返し通した(第2工程)。得られた水溶液の一部を分取して1規定硝酸銀水溶液を加えて白濁しないことを確認した後、元の水溶液を減圧乾燥し、これにアセトニトリル20mlとメタノール5mlを加えて氷冷し、沈殿した未反応のタウリンをろ別した。得られたろ液を減圧乾燥した。   Tetramethylphosphonium bromide 1.71 g (10 mmol) was uniformly dissolved in 20 mL of ion-exchanged water, and repeatedly passed through the anion-exchange resin (second step). A portion of the resulting aqueous solution was collected and 1N silver nitrate aqueous solution was added to confirm that it was not cloudy. Then, the original aqueous solution was dried under reduced pressure, and 20 ml of acetonitrile and 5 ml of methanol were added to it and cooled with ice to precipitate. Unreacted taurine was filtered off. The obtained filtrate was dried under reduced pressure.

これを再度イオン交換水10mLに溶解し、活性炭10gを加えて3時間攪拌(第3工程)し、その後ろ別して減圧乾燥することで、テトラメチルホスホニウムタウリン塩の精製品1.9g(収率90%,9mmol)を得た。   This was dissolved again in 10 mL of ion-exchanged water, 10 g of activated carbon was added, and the mixture was stirred for 3 hours (the third step). After that, it was separated and dried under reduced pressure to obtain 1.9 g of purified tetramethylphosphonium taurate (yield 90%). %, 9 mmol).

本品のH−NMR測定を行った結果は図5に示したとおりであり、プロトンの化学シフトと積分強度から目的物の生成が確認された。また、第3工程の前のテトラメチルホスホニウムタウリン塩には臭いがあったが、本品については、臭いが残っていなかった。 The result of 1 H-NMR measurement of this product is as shown in FIG. 5, and the production of the target product was confirmed from the chemical shift of proton and the integrated intensity. Moreover, although the tetramethylphosphonium taurine salt before the third step had an odor, this product had no odor remaining.

Claims (3)

OH型の陰イオン交換樹脂に、有機酸水溶液を接触させる第1工程と、
前記第1工程で得られた有機酸アニオンが担持された陰イオン交換樹脂に、下記式(1)で表される塩を含む水溶液を接触させる第2工程と、
前記第2工程で得られたイオン液体を脱臭する第3工程と、を備えるイオン液体の製造方法であって、
前記式(1)で表される塩に対して、前記OH型の陰イオン交換樹脂を10モル当量以上、前記有機酸を20モル当量以上用いる、イオン液体の製造方法。
Figure 0005588699

[式(1)中、Zはリン原子又は窒素原子を示し、R〜Rはそれぞれ独立に炭素数1〜12の環状、直鎖又は分岐状のアルキル基を示し、Xはハロゲン原子を示す。]
A first step of bringing an organic acid aqueous solution into contact with an OH-type anion exchange resin;
A second step of bringing the aqueous solution containing a salt represented by the following formula (1) into contact with the anion exchange resin carrying the organic acid anion obtained in the first step;
A third step of deodorizing the ionic liquid obtained in the second step, and a method for producing the ionic liquid,
The manufacturing method of an ionic liquid using 10 mol equivalent or more of said OH type anion exchange resins, and 20 mol equivalent or more of said organic acids with respect to the salt represented by said Formula (1).
Figure 0005588699

[In the formula (1), Z represents a phosphorus atom or a nitrogen atom, R 1 to R 4 each independently represents a cyclic, linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and X represents a halogen atom. Show. ]
前記第3工程における脱臭が、有機物吸着能を有する多孔質を接触させる方法、及び/又はガス気流下で加熱する方法により行われる、請求項1記載のイオン液体の製造方法。   The method for producing an ionic liquid according to claim 1, wherein the deodorization in the third step is performed by a method of contacting a porous material having an organic substance adsorption ability and / or a method of heating in a gas stream. 前記有機酸がスルホン酸又はアミノ酸である、請求項1記載のイオン液体の製造方法。   The method for producing an ionic liquid according to claim 1, wherein the organic acid is a sulfonic acid or an amino acid.
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