KR101317069B1 - 아미노 염기가 첨가된 이온성 액체 중의 셀룰로오스의가용성 - Google Patents

아미노 염기가 첨가된 이온성 액체 중의 셀룰로오스의가용성 Download PDF

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Abstract

본 발명은 셀룰로오스, 음이온 및 양이온을 포함하는 용매로서의 이온성 액체, 및 용액의 전체 중량을 기준으로 6 내지 30 중량％의 질소질 염기를 포함하는 용액, 이의 제조 방법, 및 셀룰로오스의 물리적 또는 화학적 처리를 위한 이의 용도에 관한 것이다.
셀룰로오스, 이온성 액체, 질소 포함 염기,

Description

아미노 염기가 첨가된 이온성 액체 중의 셀룰로오스의 가용성 {SOLUBILITY OF CELLULOSE IN IONIC LIQUIDS WITH ADDITION OF AMINO BASES}
본 발명은 용매로서의 이온성 액체 및 셀룰로오스를 포함하는 용액, 이의 제조 방법 및 그의 용도에 관한 것이다.
셀룰로오스는 매우 다용도의 원료 물질이다. 텍스타일 공업에서, 셀룰로오스는 예를 들면 섬유 원료 물질, 특히 면의 가장 중요한 구성 성분이다.
셀룰로오스는 변화시키지 않고 사용되거나 물리적 또는 화학적 처리 후에 사용될 수 있다. 물리적 또는 화학적 처리 후 사용되는 경우에는, 셀룰로오스가 바람직하게는 용매 중에 완전하게 용해된 형태인 것이 유리하다. 그러나, 셀룰로오스는 대부분의 용매 중에 불용성이다.
셀룰로오스는 일부 구리 용액 중 구리 킬레이트 착물로서 가용성이다. 재생 셀룰로오스는 셀룰로오스의 침전에 의해 수득될 수 있다. 그러나, 셀룰로오스를 물리적 또는 화학적 처리하는 경우, 셀룰로오스용 용매로서의 이러한 구리 용액은 매우 적합하지 않다.
이로 인해, 셀룰로오스용 용매로서 문헌에 공지되어 있는 계 중에서도 특히 이온성 액체가 벌써 이미 제안되었다.
이에 따라, 미국 특허 US-A 제1,943,176호에는 벤질피리디늄 클로라이드 중 셀룰로오스의 용해가 기재되어 있다.
이온성 액체의 일 예로서, 벤질피리디늄 클로라이드는 용융된 형태로 존재하여 비교적 저온에서도 액체인 염이다.
이온성 액체는, 예를 들면 화학 반응을 수행하기 위해, 용매로서 점점 중요해지고 있다. 예를 들면, 문헌 [Peter Wasserscheidt, Angew. Chem. 2000, 112, 3926-3945]에는 전이 금속 촉매작용에서의 이온성 액체의 용도의 개관이 명시되어 있다.
심지어 실온에서도 액체 상태로 존재하는 이온성 액체는, 예를 들면 문헌 [K.N. Marsh et al., Fluid Phase Equilibria 219 (2004), 93-98; J.G. Huddleston et al., Green Chemistry 2001, 3, 156-164]에 기재되어 있다.
독일 특허 DE-A 제102 02 838호에는 화학적 혼합물로부터 산을 분리하기 위한 이온성 액체의 용도가 기재되어 있다.
이온성 액체의 양호한 용매 성능으로 인한, 셀룰로오스의 용해를 위한 이온성 액체의 용도는 보다 근래의 국제 특허 출원 WO-A 제03/029329호에 또한 제안되어 있다. 그러나, 여기서는 이러한 용액이 셀룰로오스를 포함하고 용매로서의 이온성 액체가 본질적으로 질소 포함 염기를 포함하지 않아야 함이 중요하다.
국제 특허 공개 WO-A 제03/029329호에 기재되어 있는 셀룰로오스 포함 용액의 특징 및 그의 제조는 결과가 양호하지만, 개선된 용액을 제공할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 개선된 특성을 나타내는 용해된 셀룰로오스의 용액을 제공하는 것이다.
상기 목적은 셀룰로오스, 음이온 및 양이온을 포함하는 용매로서의 이온성 액체, 및 용액의 전체 중량을 기준으로 6 내지 30 중량％의 질소 포함 염기를 포함하는 용액에 의해 달성된다.
본 발명자들은 질소 포함 염기가 명시한 농도 범위로 첨가되는 경우에 용액의 특성, 예를 들면 셀룰로오스의 가용 비율의 개선, 더 낮은 점도 및 이온성 액체의 융점의 감소가 적어도 일부 달성될 수 있음을 발견하였다.
용해시키고자 하는 셀룰로오스는, 예를 들면 재생 셀룰로오스, 섬유상 셀룰로오스, 목재 섬유, 조면, 면 또는 종이로부터 유래할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 용액 중에는 용액의 전체 중량을 기준으로 1 중량％ 초과의 셀룰로오스가 완전하게 용해된다. 용액의 전체 중량을 기준으로 더 바람직하게는 3 중량％ 초과, 특히 바람직하게는 5 중량％ 초과, 특히 7 중량％ 이상이 완전하게 용해된다.
유리하게는, 용액의 전체 중량을 기준으로 35 중량％까지의 셀룰로오스가 완전하게 용해될 수 있다. 또한, 용액의 전체 중량을 기준으로 25 중량％까지의 셀룰로오스가 완전하게 용해될 수 있다. 15 중량％까지의 셀룰로오스가 완전하게 용해된 용액은 특수 용도를 위해 특히 적합하다.
본 발명을 위해, 이온성 액체는 바람직하게는
(A) 하기 화학식 (I)의 염,
[A]n + [Y]n- (I)
(상기 식에서, n은 1, 2, 3 또는 4이며, [A]+는 4차 암모늄 양이온, 옥소늄 양이온, 술포늄 양이온 또는 포스포늄 양이온이며, [Y]n-은 1가, 2가, 3가 또는 4가 음이온임)
(B) 하기 화학식 (II)의 혼합 염, 또는
[A1]+[A2]+ [Y]n- (여기서, n은 2임) (IIa)
[A1]+[A2]+[A3]+ [Y]n- (여기서, n은 3임) (IIb) 또는
[A1]+[A2]+[A3]+[A4]+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIc)
(상기 식들에서, [A1]+, [A2]+, [A3]+ 및 [A4]+는 독립적으로 [A]+에 대해 언급한 군 중으로부터 선택되며, [Y]n-은 (A)하에 정의한 바와 같음)
(C) 하기 화학식 (III)의 혼합 염이다.
[A1]+[A2]+[A3]+[M1]+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIa)
[A1]+[A2]+[M1]+[M2]+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIb)
[A1]+[M1]+[M2]+[M3]+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIc)
[A1]+[A2]+[M1]+ [Y]n- (여기서, n은 3임) (IIId)
[A1]+[M1]+[M2]+ [Y]n- (여기서, n은 3임) (IIIe)
[A1]+[M1]+ [Y]n- (여기서, n은 2임) (IIIf)
[A1]+[A2]+[M4]2+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIg)
[A1]+[M1]+[M4]2+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIh)
[A1]+[M5]3+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIi) 또는
[A1]+[M4]2+ [Y]n- (여기서, n은 3임) (IIIj)
(상기 식들에서, [A1]+, [A2]+ 및 [A3]+은 독립적으로 [A]+에 대해 언급한 군 중으로부터 선택되며, [Y]n-은 (A)하에 정의한 바와 같으며, [M1]+, [M2]+, [M3]+은 1가 금속 양이온이며, [M4]2+는 2가 금속 양이온이며, [M5]3+은 3가 금속 양이온임)
이온성 액체는 바람직하게는 융점이 180℃ 미만이다. 융점은 더 바람직하게는 -50℃ 내지 150℃, 더욱 더 바람직하게는 -20℃ 내지 120℃, 가장 바람직하게는 100℃ 미만의 범위이다.
이온성 액체 중의 양이온 [A]+의 형성을 위해 적합한 화합물은, 예를 들면 독일 특허 제102 02 838 A1호에 공지되어 있다. 따라서, 이러한 화합물은 산소, 인, 황 또는 특히 질소 원자, 예를 들면 하나 이상의 질소 원자, 바람직하게는 1 내지 10개의 질소 원자, 특히 바람직하게는 1 내지 5개의 질소 원자, 매우 특히 바람직하게는 1 내지 3개의 질소 원자, 특히 1 또는 2개의 질소 원자를 포함할 수 있다. 적절한 경우, 산소, 황 또는 인 원자와 같은 추가의 헤테로원자가 또한 포함될 수 있다. 이온성 액체 중의 양이온 중에서는 질소 원자가 양전하의 적합한 담체이며, 그로부터 양성자 또는 알킬 라디칼이 전기적으로 중성인 분자를 생성하도록 음이온으로 평형상태로 이동될 수 있다.
이온성 액체 중의 양이온에서 질소 원자가 양전하의 담체인 경우, 양이온은 먼저 이온성 액체의 합성시 예를 들면 아민 또는 질소 헤테로사이클의 질소 원자의 4차화에 의해 생성될 수 있다. 4차화는 질소 원자의 알킬화에 의해 수행될 수 있다. 사용되는 알킬화제에 따라, 상이한 음이온이 있는 염이 수득된다. 4차화시 목적하는 음이온을 직접 형성시키는 것이 불가능한 경우, 이는 추가의 합성 단계에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 암모늄 할라이드로부터 출발하여, 할라이드를 루이스산과 반응시켜, 할라이드 및 루이스산으로부터 착물 음이온을 형성시킬 수 있다. 별법으로는, 할라이드 이온을 목적하는 음이온으로 대체하는 것이 가능하다. 이는 형성되는 금속 할라이드의 침전과 함께 금속 염을 첨가함으로써, 또는 이온교환제에 의해, 또는 할라이드 이온을 강산으로 치환함 (수소 할라이드가 유리됨)으로써 달성될 수 있다. 적합한 방법은, 예를 들면 문헌 [Angew. Chem. 2000, 112, pp. 3926-3945] 및 상기 문헌에 인용되어 있는 문헌에 기재되어 있다.
예를 들면, 아민 또는 질소 헤테로사이클의 질소 원자를 4차화시킬 수 있는 적합한 알킬 라디칼로는 C1-C18-알킬, 바람직하게는 C1-C10-알킬, 특히 바람직하게는 C1-C6-알킬, 매우 특히 바람직하게는 메틸이 있다. 알킬기는 비치환되거나 하나 이상의 동일한 또는 상이한 치환기를 포함할 수 있다.
하나 이상의 질소 원자, 및 적절한 경우 하나의 산소 또는 황 원자가 있는 하나 이상의 5원 또는 6원의 헤테로사이클, 특히 5원의 헤테로사이클을 포함하는 화합물이 바람직하며, 1 내지 3개의 질소 원자 및 하나의 황 또는 산소 원자가 있는 하나 이상의 5원 또는 6원의 헤테로사이클을 포함하는 화합물이 특히 바람직하며, 2개의 질소 원자가 있는 것이 매우 특히 바람직하다. 방향족 헤테로사이클도 또한 바람직하다.
특히 바람직한 화합물은 분자량이 1000 g/mol 미만, 매우 특히 바람직하게는 500 g/mol 미만, 특히 250 g/mol 미만인 것이다.
또한, 하기 화학식 (IVa) 내지 (IVw)의 화합물 및 이러한 구조를 포함하는 올리고머 중으로부터 선택되는 양이온이 바람직하다.
Figure 112007073204849-pct00001
Figure 112007073204849-pct00002
Figure 112007073204849-pct00003
Figure 112007073204849-pct00004
Figure 112007073204849-pct00005
Figure 112007073204849-pct00006
Figure 112007073204849-pct00007
Figure 112007073204849-pct00008
Figure 112007073204849-pct00009
Figure 112007073204849-pct00010
Figure 112007073204849-pct00011
또한 적합한 양이온으로는 하기 화학식 (IVx) 및 (IVy)의 화합물 및 이러한 구조를 포함하는 올리고머가 있다.
Figure 112007073204849-pct00012
상기한 화학식 (IVa) 내지 (IVy)에서, 라디칼 R은 수소, 또는 탄소 원자수가 1 내지 20이며 비치환되거나 1 내지 5개의 헤테로원자 또는 관능기가 개재되거나 치환된 탄소 포함 유기, 포화 또는 불포화, 비환형 또는 환형, 지방족, 방향족 또는 방향지방족 라디칼이며, 라디칼 R1 내지 R9는 각각 서로 독립적으로 수소, 술포기 또는 탄소 원자수가 1 내지 20이며 비치환되거나 1 내지 5개의 헤테로원자 또는 관능기가 개재되거나 치환된 탄소 포함 유기, 포화 또는 불포화, 비환형 또는 환형, 지방족, 방향족 또는 방향지방족 라디칼이며, 상기한 화학식 (IV)의 탄소 원자에 결합되어 있는 라디칼 R1 내지 R9 (헤테로원자에 결합되어 있지 않음)는 또한 할로겐 또는 관능기일 수 있거나, R1 내지 R9로 이루어진 군으로부터의 2개의 인접 라디칼은 함께 또한 탄소 원자수가 1 내지 30이며 비치환되거나 1 내지 5개의 헤테로원자 또는 관능기가 개재되거나 치환된 2가의 탄소 포함 유기, 포화 또는 불포화, 비환형 또는 환형, 지방족, 방향족 또는 방향지방족 라디칼일 수 있다.
화학식 (IVb) 내지 (IVy)의 양이온이 바람직하다.
라디칼 R 및 R1 내지 R9의 정의에서, 헤테로원자는 원칙적으로 -CH2-, -CH=, -C≡ 또는 =C= 기를 정식으로 대체할 수 있는 모든 헤테로원자이다. 탄소 포함 라디칼이 헤테로원자를 포함하는 경우에는, 산소, 질소, 황, 인 및 규소가 바람직하다. 바람직한 기로는, 특히 -O-, -S-, -SO-, -SO2-, -NR'-, -N=, -PR'-, -PR'2 및 -SiR'2- (여기서, 라디칼 R'은 탄소 포함 라디칼의 나머지 부분임)가 있다. 상기한 화학식 (IV)에서, 라디칼 R1 내지 R9가 탄소 원자에 결합되어 있는 경우 (그리고, 헤테로원자에 결합되지 않은 경우)에는, 또한 헤테로원자를 통해 직접 결합될 수 있다.
가능한 관능기는 원칙적으로 탄소 원자 또는 헤테로원자에 결합될 수 있는 모든 관능기이다. 적합한 관능기의 예로는 -OH (히드록시), =O (특히, 카르보닐기임), -NH2 (아미노), =NH (이미노), -COOH (카르복시), -CONH2 (카르복스아미드), -SO3H (술포) 및 -CN (시아노)이 있다. 또한, 관능기 및 헤테로원자는 바로 인접하여 복수의 인접 원자의 결합, 예를 들면 -O- (에테르), -S- (티오에테르), -COO- (에스테르), -CONH- (2차 아미드) 또는 -CONR'- (3차 아미드)가 또한 포함될 수 있으며, 예를 들면 디-(C1-C4-알킬)아미노, C1-C4-알킬옥시카르보닐 또는 C1-C4-알킬옥시가 있다.
할로겐은 불소, 염소, 브롬 및 요오드일 수 있다.
라디칼 R은 바람직하게는
- 비분지형 또는 분지형이며 비치환되거나 하나 이상의 히드록시, 할로겐, 페닐, 시아노, C1-C6-알콕시카르보닐 및/또는 술폰산 치환기로 치환되고 전체 탄소 원자수가 1 내지 20인 C1-C18-알킬, 예를 들면 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 2-메틸-1-프로필 (이소부틸), 2-메틸-2-프로필 (tert-부틸), 1-펜틸, 2-펜틸, 3-펜틸, 2-메틸-1-부틸, 3-메틸-1-부틸, 2-메틸-2-부틸, 3-메틸-2-부틸, 2,2-디메틸-1-프로필, 1-헥실, 2-헥실, 3-헥실, 2-메틸-1-펜틸, 3-메틸-1-펜틸, 4-메틸-1-펜틸, 2-메틸-2-펜틸, 3-메틸-2-펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 2-메틸-3-펜틸, 3-메틸-3-펜틸, 2,2-디메틸-1-부틸, 2,3-디메틸-1-부틸, 3,3-디메틸-1-부틸, 2-에틸-1-부틸, 2,3-디메틸-2-부틸, 3,3-디메틸-2-부틸, 1-헵틸, 1-옥틸, 1-노닐, 1-데실, 1-운데실, 1-도데실, 1-테트라데실, 1-헥사데실, 1-옥타데실, 2-히드록시에틸, 벤질, 3-페닐프로필, 2-시아노에틸, 2-(메톡시카르보닐)에틸, 2-(에톡시카르보닐)에틸, 2-(n-부톡시카르보닐)에틸, 트리플루오로메틸, 디플로오로메틸, 플루오로메틸, 펜타플루오로에틸, 헵타플루오로프로필, 헵타플루오로이소프로필, 노나플루오로부틸, 노나플루오로이소부틸, 운데실플루오로펜틸, 운데실플루오로이소펜틸, 6-히드록시헥실 및 프로필술폰산,
- 글리콜, 부틸렌 글리콜 및 단위수가 1 내지 100이며 말단기로서 수소 원자 또는 C1-C8-알킬기가 있는 이의 올리고머, 예를 들면 RAO-(CHRB-CH2-O)n-CHRB-CH2- 또는 RAO-(CH2CH2CH2CH2O)n-CH2CH2CH2CH2O- (여기서, RA 및 RB는 바람직하게는 수소, 메틸 또는 에틸이며, n은 바람직하게는 0 내지 3임), 특히 3-옥사부틸, 3-옥사펜틸, 3,6-디옥사헵틸, 3,6-디옥사옥틸, 3,6,9-트리옥사데실, 3,6,9-트리옥사운데실, 3,6,9,12-테트라옥사트리데실 및 3,6,9,12-테트라옥사테트라데실,
- 비닐, 및
- N,N-디-C1-C6-알킬아미노, 예를 들면 N,N-디메틸아미노 및 N,N-디에틸아미노이다.
양이온이 화학식 (IVa)의 피리디늄 이온인 경우에는, R이 벤질, 알릴, 에틸 또는 에톡시카르보닐메틸이 아니고, 여기서 R1 내지 R5는 H인 것이 바람직하다.
라디칼 R은 특히 바람직하게는 비분지형 및 비치환된 C1-C18-알킬, 예를 들면 메틸, 에틸, 1-프로필, 1-부틸, 1-펜틸, 1-헥실, 1-헵틸, 1-옥틸, 1-데실, 1-도데실, 1-테트라데실, 1-헥사데실, 1-옥타데실, 특히 메틸, 에틸, 1-부틸 및 1-옥틸 또는 CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2- 및 CH3CH2O-(CH2CH2O)n-CH2CH2- (여기서, n은 0 내지 3임)이다.
라디칼 R1 내지 R9는 바람직하게는 서로 독립적으로
- 수소,
- 할로겐,
- 관능기,
- 임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환되고/되거나 하나 이상의 산소 및/또는 황 원자 및/또는 하나 이상의 치환 또는 비치환 이미노기가 개재된 C1-C18-알킬,
- 임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환되고/되거나 하나 이상의 산소 및/또는 황 원자 및/또는 하나 이상의 치환 또는 비치환 이미노기가 개재된 C2-C18-알케닐,
- 임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 C6-C12-아릴,
- 임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 C5-C12-시클로알킬,
- 임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 C5-C12-시클로알케닐 또는
- 임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 5원 또는 6원의 산소, 질소 및/또는 황 포함 헤테로사이클이거나, 또는
2개의 인접 라디칼은 함께
- 임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환되고 임의로 하나 이상의 산소 및/또는 황 원자 및/또는 하나 이상의 치환 또는 비치환 이미노기가 개재된 불포화, 포화 또는 방향족 고리를 형성한다.
임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 C1-C18-알킬은 바람직하게는 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 2-메틸-1-프로필 (이소부틸), 2-메틸-2-프로필 (tert-부틸), 1-펜틸, 2-펜틸, 3-펜틸, 2-메틸-1-부틸, 3-메틸-1-부틸, 2-메틸-2-부틸, 3-메틸-2-부틸, 2,2-디메틸-1-프로필, 1-헥실, 2-헥실, 3-헥실, 2-메틸-1-펜틸, 3-메틸-1-펜틸, 4-메틸-1-펜틸, 2-메틸-2-펜틸, 3-메틸-2-펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 2-메틸-3-펜틸, 3-메틸-3-펜틸, 2,2-디메틸-1-부틸, 2,3-디메틸-1-부틸, 3,3-디메틸-1-부틸, 2-에틸-1-부틸, 2,3-디메틸-2-부틸, 3,3-디메틸-2-부틸, 헵틸, 옥틸, 2-에틸헥실, 2,4,4-트리메틸펜틸, 1,1,3,3-테트라메틸부틸, 1-노닐, 1-데실, 1-운데실, 1-도데실, 1-트리데실, 1-테트라데실, 1-펜타데실, 1-헥사데실, 1-헵타데실, 1-옥타데실, 시클로펜틸메틸, 2-시클로펜틸에틸, 3-시클로펜틸프로필, 시클로헥실메틸, 2-시클로헥실에틸, 3-시클로헥실프로필, 벤질 (페닐메틸), 디페닐메틸 (벤즈히드릴), 트리페닐메틸, 1-페닐에틸, 2-페닐에틸, 3-페닐프로필, α,α-디메틸벤질, p-톨릴메틸, 1-(p-부틸페닐)에틸, p-클로로벤질, 2,4-디클로로벤질, p-메톡시벤질, m-에톡시벤질, 2-시아노에틸, 2-시아노프로필, 2-메톡시카르보닐에틸, 2-에톡시카르보닐에틸, 2-부톡시카르보닐프로필, 1,2-디(메톡시카르보닐)에틸, 메톡시, 에톡시, 포르밀, 1,3-디옥솔란-2-일, 1,3-디옥산-2-일, 2-메틸-1,3-디옥솔란-2-일, 4-메틸-1,3-디옥솔란-2-일, 2-히드록시에틸, 2-히드록시프로필, 3-히드록시프로필, 4-히드록시부틸, 6-히드록시헥실, 2-아미노에틸, 2-아미노프로필, 3-아미노프로필, 4-아미노부틸, 6-아미노헥실, 2-메틸아미노에틸, 2-메틸아미노프로필, 3-메틸아미노프로필, 4-메틸아미노부틸, 6-메틸아미노헥실, 2-디메틸아미노에틸, 2-디메틸아미노프로필, 3-디메틸아미노프로필, 4-디메틸아미노부틸, 6-디메틸아미노헥실, 2-히드록시-2,2-디메틸에틸, 2-페녹시에틸, 2-페녹시프로필, 3-페녹시프로필, 4-페녹시부틸, 6-페녹시헥실, 2-메톡시에틸, 2-메톡시프로필, 3-메톡시프로필, 4-메톡시부틸, 6-메톡시헥실, 2-에톡시에틸, 2-에톡시프로필, 3-에톡시프로필, 4-에톡시부틸, 6-에톡시헥실, 아세틸, CnF2 (n-a)+(1-b)H2a +b (여기서, n은 1 내지 30이며, a는 0 이상 및 n 이하이며, b는 0 또는 1임) (예를 들면, CF3, C2F5, CH2CH2-C(n-2)F2(n-2)+1, C6F13, C8F17, C10F21, C12F25), 클로로메틸, 2-클로로에틸, 트리클로로메틸, 1,1-디메틸-2-클로로에틸, 메톡시메틸, 2-부톡시에틸, 디에톡시메틸, 디에톡시에틸, 2-이소프로폭시에틸, 2-부톡시프로필, 2-옥틸옥시에틸, 2-메톡시이소프로필, 2-(메톡시카르보닐)에틸, 2-(에톡시카르보닐)에틸, 2-(n-부톡시카르보닐)에틸, 부틸티오메틸, 2-도데실티오에틸, 2-페닐티오에틸, 5-히드록시-3-옥사펜틸, 8-히드록시-3,6-디옥사옥틸, 11-히드록시-3,6,9-트리옥사운데실, 7-히드록시-4-옥사헵틸, 11-히드록시-4,8-디옥사운데실, 15-히드록시-4,8,12-트리옥사펜타데실, 9-히드록시-5-옥사노닐, 14-히드록시-5,10-디옥사테트라데실, 5-메톡시-3-옥사펜틸, 8-메톡시-3,6-디옥사옥틸, 11-메톡시-3,6,9-트리옥사운데실, 7-메톡시-4-옥사헵틸, 11-메톡시-4,8-디옥사운데실, 15-메톡시-4,8,12-트리옥사펜타데실, 9-메톡시-5-옥사노닐, 14-메톡시-5,10-디옥사테트라데실, 5-에톡시-3-옥사펜틸, 8-에톡시-3,6-디옥사옥틸, 11-에톡시-3,6,9-트리옥사운데실, 7-에톡시-4-옥사헵틸, 11-에톡시-4,8-디옥사운데실, 15-에톡시-4,8,12-트리옥사펜타데실, 9-에톡시-5-옥사노닐 또는 14-에톡시-5,10-옥사테트라데실이다.
임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클 치환되고/되거나 하나 이상의 산소 및/또는 황 원자 및/또는 하나 이상의 치환 또는 비치환 이미노기가 개재된 C2-C18-알케닐은 바람직하게는 비닐, 2-프로페닐, 3-부테닐, 시스-2-부테닐, 트랜스-2-부테닐 또는 CnF2 (n-a)-(1-b)H2a -b (여기서, n은 30 이하이며, a는 0 이상 및 n 이하이며, b는 0 또는 1임)이다.
임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 C6-C12-아릴은 바람직하게는 페닐, 톨릴, 크실릴, α-나프틸, β-나프틸, 4-디페닐릴, 클로로페닐, 디클로로페닐, 트리클로로페닐, 디플루오로페닐, 메틸페닐, 디메틸페닐, 트리메틸페닐, 에틸페닐, 디에틸페닐, 이소프로필페닐, tert-부틸페닐, 도데실페닐, 메톡시페닐, 디메톡시페닐, 에톡시페닐, 헥실옥시페닐, 메틸나프틸, 이소프로필나프틸, 클로로나프틸, 에톡시나프틸, 2,6-디메틸페닐, 2,4,6-트리메틸페닐, 2,6-디메톡시페닐, 2,6-디클로로페닐, 4-브로모페닐, 2-니트로페닐, 4-니트로페닐, 2,4-디니트로페닐, 2,6-디니트로페닐, 4-디메틸아미노페닐, 4-아세틸페닐, 에톡시에틸페닐, 에톡시메틸페닐, 메틸티오페닐, 이소프로필티오페닐 또는 tert-부틸티오페닐 또는 C6F(5-a)Ha (여기서, a는 0 이상 및 5 이하임)이다.
임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 C5-C12-시클로알킬은 바람직하게는 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로옥틸, 시클로도데실, 메틸시클로펜틸, 디메틸시클로펜틸, 메틸시클로헥실, 디메틸시클로헥실, 디에틸시클로헥실, 부틸시클로헥실, 메톡시시클로헥실, 디메톡시시클로헥실, 디에톡시시클로헥실, 부틸티오시클로헥실, 클로로시클로헥실, 디클로로시클로헥실, 디클로로시클로펜틸, CnF2 (n-a)-(1-b)H2a -b (여기서, n은 30 이하이며, a는 0 이상 및 n 이하이며, b는 0 또는 1임), 또는 노르보닐 또는 노르보네닐과 같은 포화 또는 불포화 2환식계이다.
임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 C5-C12-시클로알케닐은 바람직하게는 3-시클로펜테닐, 2-시클로헥세닐, 3-시클로헥세닐, 2,5-시클로헥사디에닐 또는 CnF2 (n-a)-3(1-b)H2a-3b (여기서, n은 30 이하이며, a는 0 이상 및 n 이하이며, b는 0 또는 1임)이다.
임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 5원 또는 6원의 산소, 질소 및/또는 황 포함 헤테로사이클은 바람직하게는 푸릴, 티오페닐, 피릴, 피리딜, 인돌릴, 벤즈옥사졸릴, 디옥솔릴, 디옥실, 벤즈이미다졸릴, 벤즈티아졸릴, 디메틸피리딜, 메틸퀴놀릴, 디메틸피릴, 메톡시푸릴, 디메톡시피리딜 또는 디플루오로피리딜이다.
2개의 인접 라디칼이 함께 임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환되고 임의로 하나 이상의 산소 및/또는 황 원자 및/또는 하나 이상의 치환 또는 비치환 이미노기가 개재된 불포화, 포화 또는 방향족 고리를 형성하는 경우, 2개의 라디칼은 함께 바람직하게는 1,3-프로필렌, 1,4-부틸렌, 1,5-펜틸렌, 2-옥사-1,3-프로필렌, 1-옥사-1,3-프로필렌, 2-옥사-1,3-프로필렌, 1-옥사-1,3-프로페닐렌, 3-옥사-1,5-펜틸렌, 1-아자-1,3-프로페닐렌, 1-C1-C4-알킬-1-아자-1,3-프로페닐렌, 1,4-부타-1,3-디에닐렌, 1-아자-1,4-부타-1,3-디에닐렌 또는 2-아자-1,4-부타-1,3-디에닐렌이다.
상기한 라디칼이 산소 및/또는 황 원자 및/또는 치환 또는 비치환 이미노기를 포함하는 경우, 산소 및/또는 황 원자 및/또는 이미노기의 개수는 어떠한 제한도 받지 않는다. 일반적으로, 라디칼에는 5개 이하, 바람직하게는 4개 이하, 매우 특히 바람직하게는 3개 이하가 있다.
상기한 라디칼이 헤테로원자를 포함하는 경우, 임의의 두 헤테로원자 사이에는 하나 이상의 탄소 원자, 바람직하게는 2개 이상의 탄소 원자가 있다.
특히 바람직하게는, 라디칼 R1 내지 R9는 서로 독립적으로
- 수소,
- 비치환되거나 하나 이상의 히드록시, 할로겐, 페닐, 시아노, C1-C6-알콕시카르보닐 및/또는 술폰산 치환기로 치환되고 전체 탄소 원자수가 1 내지 20인 비분지형 또는 분지형 C1-C18-알킬, 예를 들면 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 1-부틸, 2-부틸, 2-메틸-1-프로필 (이소부틸), 2-메틸-2-프로필 (tert-부틸), 1-펜틸, 2-펜틸, 3-펜틸, 2-메틸-1-부틸, 3-메틸-1-부틸, 2-메틸-2-부틸, 3-메틸-2-부틸, 2,2-디메틸-1-프로필, 1-헥실, 2-헥실, 3-헥실, 2-메틸-1-펜틸, 3-메틸-1-펜틸, 4-메틸-1-펜틸, 2-메틸-2-펜틸, 3-메틸-2-펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 2-메틸-3-펜틸, 3-메틸-3-펜틸, 2,2-디메틸-1-부틸, 2,3-디메틸-1-부틸, 3,3-디메틸-1-부틸, 2-에틸-1-부틸, 2,3-디메틸-2-부틸, 3,3-디메틸-2-부틸, 1-헵틸, 1-옥틸, 1-노닐, 1-데실, 1-운데실, 1-도데실, 1-테트라데실, 1-헥사데실, 1-옥타데실, 2-히드록시에틸, 벤질, 3-페닐프로필, 2-시아노에틸, 2-(메톡시카르보닐)에틸, 2-(에톡시카르보닐)에틸, 2-(n-부톡시카르보닐)에틸, 트리플루오로메틸, 디플루오로메틸, 플루오로메틸, 펜타플루오로에틸, 헵타플루오로프로필, 헵타플루오로이소프로필, 노나플루오로부틸, 노나플루오로이소부틸, 운데실플루오로펜틸, 운데실플루오로이소펜틸, 6-히드록시헥실 및 프로필술폰산,
- 글리콜, 부틸렌 글리콜 및 단위수가 1 내지 100이며 말단기로서 수소 원자 또는 C1-C8-알킬기가 있는 이의 올리고머, 예를 들면 RAO-(CHRB-CH2-O)n-CHRB-CH2- 또는 RAO-(CH2CH2CH2CH2O)n-CH2CH2CH2CH2O- (여기서, RA 및 RB는 바람직하게는 수소, 메틸 또는 에틸이며, n은 바람직하게는 0 내지 3임), 특히 3-옥사부틸, 3-옥사펜틸, 3,6-디옥사헵틸, 3,6-디옥사옥틸, 3,6,9-트리옥사데실, 3,6,9-트리옥사운데실, 3,6,9,12-테트라옥사트리데실 및 3,6,9,12-테트라옥사테트라데실,
- 비닐, 및
- N,N-디-C1-C6-알킬아미노, 예를 들면 N,N-디메틸아미노 및 N,N-디에틸아미노이다.
매우 특히 바람직하게는, 라디칼 R1 내지 R9는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C18-알킬, 예를 들면 메틸, 에틸, 1-부틸, 1-펜틸, 1-헥실, 1-헵틸, 1-옥틸, 페닐, 2-히드록시에틸, 2-시아노에틸, 2-(메톡시카르보닐)에틸, 2-(에톡시카르보닐)에틸, 2-(n-부톡시카르보닐)에틸, N,N-디메틸아미노, N,N-디에틸아미노, 염소 또는 CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2- 및 CH3CH2O-(CH2CH2O)n-CH2CH2- (여기서, n은 0 내지 3임)이다.
매우 특히 바람직한 피리디늄 이온 (IVa)는 라디칼 R1 내지 R5 중 하나가 메틸, 에틸 또는 염소이고 나머지 라디칼 R1 내지 R5가 수소이거나, R3이 디메틸아미노이고 나머지 라디칼 R1, R2, R4 및 R5가 수소이거나, 모든 라디칼 R1 내지 R5가 수소이거나, R2가 카르복시 또는 카르복스아미드이고 나머지 라디칼 R1, R2, R4 및 R5가 수소이거나, R1과 R2 또는 R2와 R3이 함께 1,4-부타-1,3-디에닐렌이고 나머지 라디칼 R1, R2, R4 및 R5가 수소인 것이며, 특히 R1 내지 R5가 수소이거나, 라디칼 R1 내지 R5 중 하나가 메틸 또는 에틸이고 나머지 라디칼 R1 내지 R5가 수소인 것이다.
매우 특히 바람직한 피리디늄 이온 (IVa)는 1-메틸피리디늄, 1-에틸피리디늄, 1-(1-부틸)피리디늄, 1-(1-헥실)피리디늄, 1-(1-옥틸)피리디늄, 1-(1-헥실)피리디늄, 1-(1-옥틸)피리디늄, 1-(1-도데실)피리디늄, 1-(1-테트라데실)피리디늄, 1-(1-헥사데실)피리디늄, 1,2-디메틸피리디늄, 1-에틸-2-메틸피리디늄, 1-(1-부틸)-2-메틸피리디늄, 1-(1-헥실)-2-메틸피리디늄, 1-(1-옥틸)-2-메틸피리디늄, 1-(1-도데실)-2-메틸피리디늄, 1-(1-테트라데실)-2-메틸피리디늄, 1-(1-헥사데실)-2-메틸피리디늄, 1-메틸-2-에틸피리디늄, 1,2-디에틸피리디늄, 1-(1-부틸)-2-에틸피리디늄, 1-(1-헥실)-2-에틸피리디늄, 1-(1-옥틸)-2-에틸피리디늄, 1-(1-도데실)-2-에틸피리디늄, 1-(1-테트라데실)-2-에틸피리디늄, 1-(1-헥사데실)-2-에틸피리디늄, 1,2-디메틸-5-에틸피리디늄, 1,5-디에틸-2-메틸피리디늄, 1-(1-부틸)-2-메틸-3-에틸피리디늄, 1-(1-헥실)-2-메틸-3-에틸피리디늄 및 1-(1-옥틸)-2-메틸-3-에틸피리디늄, 1-(1-도데실)-2-메틸-3-에틸피리디늄, 1-(1-테트라데실)-2-메틸-3-에틸피리디늄 및 1-(1-헥사데실)-2-메틸-3-에틸피리디늄이다.
매우 특히 바람직한 피리다지늄 이온 (IVb)는 R1 내지 R4가 수소이거나, 라디칼 R1 내지 R4 중 하나가 메틸 또는 에틸이고 나머지 라디칼 R1 내지 R4가 수소인 것이다.
매우 특히 바람직한 피리미디늄 이온 (IVc)는 R1이 수소, 메틸 또는 에틸이고 R2 내지 R4가 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이거나, R1이 수소, 메틸 또는 에틸이고 R2 및 R4가 메틸이고 R3이 수소인 것이다.
매우 특히 바람직한 피라지늄 이온 (IVd)는 R1이 수소, 메틸 또는 에틸이고 R2 내지 R4가 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이거나, R1이 수소, 메틸 또는 에틸이고 R2 및 R4가 메틸이고 R3이 수소이거나, R1 내지 R4가 메틸이거나, R1 내지 R4가 메틸 또는 수소인 것이다.
매우 특히 바람직한 이미다졸륨 이온 (IVe)는 R1이 수소, 메틸, 에틸, 1-프로필, 1-부틸, 1-펜틸, 1-헥실, 1-옥틸, 2-히드록시에틸 또는 2-시아노에틸이고 R2 내지 R4가 각각 서로 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 이미다졸륨 이온 (IVe)는 1-메틸이미다졸륨, 1-에틸이미다졸륨, 1-(1-부틸)이미다졸륨, 1-(1-옥틸)이미다졸륨, 1-(1-도데실)이미다졸륨, 1-(1-테트라데실)이미다졸륨, 1-(1-헥사데실)이미다졸륨, 1,3-디메틸이미다졸륨, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-부틸)-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-부틸)-3-에틸이미다졸륨, 1-(1-헥실)-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-헥실)-3-에틸이미다졸륨, 1-(1-헥실)-3-부틸이미다졸륨, 1-(1-옥틸)-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-옥틸)-3-에틸이미다졸륨, 1-(1-옥틸)-3-부틸이미다졸륨, 1-(1-도데실)-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-도데실)-3-에틸이미다졸륨, 1-(1-도데실)-3-부틸이미다졸륨, 1-(1-도데실)-3-옥틸이미다졸륨, 1-(1-테트라데실)-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-테트라데실)-3-에틸이미다졸륨, 1-(1-테트라데실)-3-부틸이미다졸륨, 1-(1-테트라데실)-3-옥틸이미다졸륨, 1-(1-헥사데실)-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-헥사데실)-3-에틸이미다졸륨, 1-(1-헥사데실)-3-부틸이미다졸륨, 1-(1-헥사데실)-3-옥틸이미다졸륨, 1,2-디메틸이미다졸륨, 1,2,3-트리메틸이미다졸륨, 1-에틸-2,3-디메틸이미다졸륨, 1-(1-부틸)-2,3-디메틸이미다졸륨, 1-(1-헥실)-2,3-디메틸이미다졸륨, 1-(1-옥틸)-2,3-디메틸이미다졸륨, 1,4-디메틸이미다졸륨, 1,3,4-트리메틸이미다졸륨, 1,4-디메틸-3-에틸이미다졸륨, 3-부틸이미다졸륨, 1,4-디메틸-3-옥틸이미다졸륨, 1,4,5-트리메틸이미다졸륨, 1,3,4,5-테트라메틸이미다졸륨, 1,4,5-트리메틸-3-에틸이미다졸륨, 1,4,5-트리메틸-3-부틸이미다졸륨 및 1,4,5-트리메틸-3-옥틸이미다졸륨이다.
매우 특히 바람직한 피라졸륨 이온 (IVf), (IVg) 또는 (IVg')는 R1이 수소, 메틸 또는 에틸이고 R2 내지 R4가 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 피라졸륨 이온 (IVh)는 R1 내지 R4가 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 1-피라졸리늄 이온 (IVi)는 R1 내지 R6이 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 2-피라졸리늄 이온 (IVj) 또는 (IVj')는 R1이 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐이고 R2 내지 R6이 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 3-피라졸리늄 이온 (IVk) 또는 (IVk')는 R1 및 R2가 각각 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐이고 R3 내지 R6이 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 이미다졸리늄 이온 (IVl)은 R1 및 R2가 각각 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 1-부틸 또는 페닐이고 R3 및 R4가 각각 서로 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이고 R5 및 R6이 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 이미다졸리늄 이온 (IVm) 또는 (IVm')은 R1 및 R2가 각각 서로 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이고 R3 내지 R6이 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 이미다졸리늄 이온 (IVn) 또는 (IVn')은 R1 내지 R3이 각각 서로 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이고 R4 내지 R6이 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 티아졸륨 이온 (IVo) 또는 (IVo') 및 옥사졸륨 이온 (IVp)는 R1이 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐이고 R2 및 R3이 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 1,2,4-트리아졸륨 이온 (IVq), (IVq') 또는 (IVq")는 R1 및 R2가 각각 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐이고 R3이 수소, 메틸 또는 페닐인 것이다.
매우 특히 바람직한 1,2,3-트리아졸륨 이온 (IVr), (IVr') 또는 (IVr")은 R1이 수소, 메틸 또는 에틸이고 R2 및 R3이 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이거나, R2와 R3이 함께 1,4-부타-1,3-디에닐렌인 것이다.
매우 특히 바람직한 피롤리디늄 이온 (IVs)는 R1이 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐이고 R2 내지 R9가 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 이미다졸리디늄 이온 (IVt)는 R1 및 R4가 각각 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐이고 R2 및 R3 및 또한 R5 내지 R8이 각각 서로 독립적으로 수소 또는 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 암모늄 이온 (IVu)는 R1 내지 R3이 각각 서로 독립적으로 C1-C18-알킬이거나, R1와 R2가 함께 1,5-펜틸렌 또는 3-옥사-1,5-펜틸렌이고 R3이 C1-C18-알킬, 2-히드록시에틸 또는 2-시아노에틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 암모늄 이온 (IVu)는 메틸트리(1-부틸)암모늄, N,N-디메틸피페리디늄 및 N,N-디메틸모르폴리늄이다.
상기한 라디칼 R에 의한 4차화로부터 화학식 (IVu)의 4차 암모늄 이온이 유도되는 3차 아민의 예로는 디에틸-n-부틸아민, 디에틸-tert-부틸아민, 디에틸-n-펜틸아민, 디에틸헥실아민, 디에틸옥틸아민, 디에틸(2-에틸헥실)아민, 디-n-프로필부틸아민, 디-n-프로필-n-펜틸아민, 디-n-프로필헥실아민, 디-n-프로필옥틸아민, 디-n-프로필(2-에틸헥실)아민, 디이소프로필에틸아민, 디이소프로필-n-프로필아민, 디이소프로필부틸아민, 디이소프로필펜틸아민, 디이소프로필헥실아민, 디이소프로필옥틸아민, 디이소프로필(2-에틸헥실)아민, 디-n-부틸에틸아민, 디-n-부틸-n-프로필아민, 디-n-부틸-n-펜틸아민, 디-n-부틸헥실아민, 디-n-부틸옥틸아민, 디-n-부틸(2-에틸헥실)아민, N-n-부틸피롤리딘, N-sec-부틸피롤리딘, N-tert-부틸피롤리딘, N-n-펜틸피롤리딘, N,N-디메틸시클로헥실아민, N,N-디에틸시클로헥실아민, N,N-디-n-부틸시클로헥실아민, N-n-프로필피페리딘, N-이소프로필피페리딘, N-n-부틸피페리딘, N-sec-부틸피페리딘, N-tert-부틸피페리딘, N-n-펜틸피페리딘, N-n-부틸모르폴린, N-sec-부틸모르폴린, N-tert-부틸모르폴린, N-n-펜틸모르폴린, N-벤질-N-에틸아닐린, N-벤질-N-n-프로필아닐린, N-벤질-N-이소프로필아닐린, N-벤질-N-n-부틸아닐린, N,N-디메틸-p-톨루이덴, N,N-디에틸-p-톨루이덴, N,N-디-n-부틸-p-톨루이덴, 디에틸벤질아민, 디-n-프로필벤질아민, 디-n-부틸벤질아민, 디에틸페닐아민, 디-n-프로필페닐아민 및 디-n-부틸페닐아민이 있다.
바람직한 3차 아민 (IVu)는 디이소프로필에틸아민, 디에틸-tert-부틸아민, 디이소프로필부틸아민, 디-n-부틸-n-펜틸아민, N,N-디-n-부틸시클로헥실아민 및 펜틸 이성질체로부터 유도되는 3차 아민이다.
특히 바람직한 3차 아민은 디-n-부틸-n-펜틸아민 및 펜틸 이성질체로부터 유도되는 3차 아민이다. 3개의 동일한 라디칼이 있는 또한 바람직한 3차 아민으로는 트리알릴아민이 있다.
매우 특히 바람직한 구아니디늄 이온 (IVv)는 R1 내지 R5가 메틸인 것이다.
매우 특히 바람직한 구아니디늄 이온 (IVv)는 N,N,N',N',N",N"-헥사메틸구아니디늄이다.
매우 특히 바람직한 콜리늄 이온 (IVw)는 R1 및 R2가 각각 서로 독립적으로 메틸, 에틸, 1-부틸 또는 1-옥틸이고 R3이 수소, 메틸, 에틸, 아세틸, -SO2OH 또는 -PO(OH)2이거나, R1이 메틸, 에틸, 1-부틸 또는 1-옥틸이고 R2가 -CH2-CH2-OR4기이고 R3 및 R4가 각각 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 아세틸, -SO2OH 또는 -PO(OH)2이거나, R1이 -CH2-CH2-OR4기이고 R2가 -CH2-CH2-OR5기이고 R3 내지 R5가 각각 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 아세틸, -SO2OH 또는 -PO(OH)2인 것이다.
특히 바람직한 콜리늄 이온 (IVw)는 R3이 수소, 메틸, 에틸, 아세틸, 5-메톡시-3-옥사펜틸, 8-메톡시-3,6-디옥사옥틸, 11-메톡시-3,6,9-트리옥사운데실, 7-메톡시-4-옥사헵틸, 11-메톡시-4,8-디옥사운데실, 15-메톡시-4,8,12-트리옥사펜타데실, 9-메톡시-5-옥사노닐, 14-메톡시-5,10-옥사테트라데실, 5-에톡시-3-옥사펜틸, 8-에톡시-3,6-디옥사옥틸, 11-에톡시-3,6,9-트리옥사운데실, 7-에톡시-4-옥사헵틸, 11-에톡시-4,8-디옥사운데실, 15-에톡시-4,8,12-트리옥사펜타데실, 9-에톡시-5-옥사노닐 또는 14-에톡시-5,10-옥사테트라데실 중으로부터 선택되는 것이다.
매우 특히 바람직한 포스포늄 이온 (IVx)는 R1 내지 R3이 각각 서로 독립적으로 C1-C18-알킬, 특히 부틸, 이소부틸, 1-헥실 또는 1-옥틸인 것이다.
상기한 헤테로환형 양이온 중에서, 피리디늄 이온, 피라졸리늄 이온, 피라졸륨 이온 및 이미다졸리늄 이온 및 또한 이미다졸륨 이온이 바람직하다. 또한 암모늄 이온이 바람직하다.
1-메틸피리디늄, 1-에틸피리디늄, 1-(1-부틸)피리디늄, 1-(1-헥실)피리디늄, 1-(1-옥틸)피리디늄, 1-(1-헥실)피리디늄, 1-(1-옥틸)피리디늄, 1-(1-도데실)피리디늄, 1-(1-테트라데실)피리디늄, 1-(1-헥사데실)피리디늄, 1,2-디메틸피리디늄, 1-에틸-2-메틸피리디늄, 1-(1-부틸)-2-메틸피리디늄, 1-(1-헥실)-2-메틸피리디늄, 1-(1-옥틸)-2-메틸피리디늄, 1-(1-도데실)-2-메틸피리디늄, 1-(1-테트라데실)-2-메틸피리디늄, 1-(1-헥사데실)-2-메틸피리디늄, 1-메틸-2-에틸피리디늄, 1,2-디에틸피리디늄, 1-(1-부틸)-2-에틸피리디늄, 1-(1-헥실)-2-에틸피리디늄, 1-(1-옥틸)-2-에틸피리디늄, 1-(1-도데실)-2-에틸피리디늄, 1-(1-테트라데실)-2-에틸피리디늄, 1-(1-헥사데실)-2-에틸피리디늄, 1,2-디메틸-5-에틸피리디늄, 1,5-디에틸-2-메틸피리디늄, 1-(1-부틸)-2-메틸-3-에틸피리디늄, 1-(1-헥실)-2-메틸-3-에틸피리디늄, 1-(1-옥틸)-2-메틸-3-에틸피리디늄, 1-(1-도데실)-2-메틸-3-에틸피리디늄, 1-(1-테트라데실)-2-메틸-3-에틸피리디늄, 1-(1-헥사데실)-2-메틸-3-에틸피리디늄, 1-메틸이미다졸륨, 1-에틸이미다졸륨, 1-(1-부틸)이미다졸륨, 1-(1-옥틸)이미다졸륨, 1-(1-도데실)이미다졸륨, 1-(1-테트라데실)이미다졸륨, 1-(1-헥사데실)이미다졸륨, 1,3-디메틸이미다졸륨, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-부틸)-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-헥실)-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-옥틸)-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-도데실)-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-테트라데실)-3-메틸이미다졸륨, 1-(1-헥사데실)-3-메틸이미다졸륨, 1,2-디메틸이미다졸륨, 1,2,3-트리메틸이미다졸륨, 1-에틸-2,3-디메틸이미다졸륨, 1-(1-부틸)-2,3-디메틸이미다졸륨, 1-(1-헥실)-2,3-디메틸이미다졸륨 및 1-(1-옥틸)-2,3-디메틸이미다졸륨, 1,4-디메틸이미다졸륨, 1,3,4-트리메틸이미다졸륨, 1,4-디메틸-3-에틸이미다졸륨, 3-부틸이미다졸륨, 1,4-디메틸-3-옥틸이미다졸륨, 1,4,5-트리메틸이미다졸륨, 1,3,4,5-테트라메틸이미다졸륨, 1,4,5-트리메틸-3-에틸이미다졸륨, 1,4,5-트리메틸-3-부틸이미다졸륨 및 1,4,5-트리메틸-3-옥틸이미다졸륨이 매우 특히 바람직하다.
화학식 (IIIa) 내지 (IIIj)에서 언급한 금속 양이온 [M1]+, [M2]+, [M3]+, [M4]2+ 및 [M5]3+은 일반적으로 주기율표 중의 1, 2, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 및 13족의 금속 양이온이다. 적합한 금속 양이온은, 예를 들어 Li+, Na+, K+, Cs+, Mg2 +, Ca2+, Ba2 +, Cr3 +, Fe2 +, Fe3 +, Co2 +, Ni2 +, Cu2 +, Ag+, Zn2 + 및 Al3 +이다.
음이온으로서는, 원칙적으로 모든 음이온을 사용하는 것이 가능하다.
이온성 액체 중의 음이온 [Y]n-은, 예를 들면 하기 중으로부터 선택된다.
- 화학식 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, AlCl4 -, Al2Cl7 -, Al3Cl10 -, AlBr4 -, FeCl4 -, BCl4 -, SbF6 -, AsF6 -, ZnCl3 -, SnCl3 -, CuCl2 -, CF3SO3 -, (CF3SO3)2N-, CF3CO2 -, CCl3CO2 -, CN-, SCN-, OCN-의 할라이드 및 할로겐 화합물의 군,
- 화학식 SO4 2 -, HSO4 -, SO3 2 -, HSO3 -, RaOSO3 -, RaSO3 -의 술페이트, 술파이트 및 술포네이트의 군,
- 화학식 PO4 3 -, HPO4 2 -, H2PO4 -, RaPO4 2 -, HRaPO4 -, RaRbPO4 -의 포스페이트의 군,
- 화학식 RaHPO3 -, RaRbPO2 -, RaRbPO3 -의 포스포네이트 및 포스피네이트의 군,
- 화학식 PO3 3 -, HPO3 2 -, H2PO3 -, RaPO3 2 -, RaHPO3 -, RaRbPO3 -의 포스파이트의 군,
- 화학식 RaRbPO2 -, RaHPO2 -, RaRbPO-, RaHPO-의 포스포나이트 및 포스피나이트의 군,
- 화학식 RaCOO-의 카르복실산의 군,
- 화학식 BO3 3 -, HBO3 2 -, H2BO3 -, RaRbBO3 -, RaHBO3 -, RaBO3 2 -, B(ORa)(ORb)(ORC)(ORd)-, B(HSO4)-, B(RaSO4)-의 보레이트의 군,
- 화학식 RaBO2 2 -, RaRbBO-의 보로네이트의 군,
- 화학식 HCO3 -, CO3 2 -, RaCO3 -의 카르보네이트 및 탄산 에스테르의 군,
- 화학식 SiO4 4 -, HSiO4 3 -, H2SiO4 2 -, H3SiO4 -, RaSiO4 3 -, RaRbSiO4 2 -, RaRbRcSiO4 -, HRaSiO4 2-, H2RaSiO4 -, HRaRbSiO4 -의 실리케이트 및 규산 에스테르의 군,
- 화학식 RaSiO3 3 -, RaRbSiO2 2 -, RaRbRcSiO-, RaRbRcSiO3 -, RaRbRcSiO2 -, RaRbSiO3 2 -의 알킬 실란 및 아릴 실란 염의 군,
- 화학식
Figure 112007073204849-pct00013
의 카르복스이미드, 비스(술포닐)이미드 및 술포닐이미드의 군,
- 화학식
Figure 112007073204849-pct00014
의 메타이드의 군,
- 화학식 RaO-의 알콕사이드 및 아릴옥사이드의 군,
- 화학식 [MqHalr]s- (여기서, M는 금속이며, Hal은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드이며, q 및 r은 양의 정수이고 착물의 화학양수를 나타내며, s는 양의 정수이고 착물상의 전하를 나타냄)의 할로메탈레이트의 군,
- 화학식 S2 -, HS-, [Sv]2-, [HSv]-, [RaS]- (여기서, v는 2 내지 10의 양의 정수임)의 술파이드, 수소 술파이드, 폴리술파이드, 수소 폴리술파이드 및 티올레이트의 군, 및
- Fe(CN)6 3-, Fe(CN)6 4-, MnO4 -, Fe(CO)4 -와 같은 착물 금속 이온의 군.
여기서, Ra, Rb, Rc 및 Rd는 각각 서로 독립적으로 수소, C1-C30-알킬, 임의로 하나 이상의 비인접 산소 및/또는 황 원자 및/또는 하나 이상의 치환 또는 비치환 이미노기가 개재된 C2-C18-알킬, C6-C14-아릴, C5-C12-시클로알킬 또는 5원 또는 6원의 산소, 질소 및/또는 황 포함 헤테로사이클이며, 여기서 Ra, Rb, Rc 및 Rd 중 둘은 함께 임의로 하나 이상의 산소 및/또는 황 원자 및/또는 하나 이상의 비치환 또는 치환 이미노기가 개재된 불포화, 포화 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 여기서 언급한 라디칼은 각각 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 추가 치환될 수 있다.
여기서, 임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 C1-C18-알킬은, 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 2-에틸헥실, 2,4,4-트리메틸펜틸, 데실, 도데실, 테트라데실, 헥사데실, 옥타데실, 1,1-디메틸프로필, 1,1-디메틸부틸, 1,1,3,3-테트라메틸부틸, 벤질, 1-페닐에틸, α,α-디메틸벤질, 벤즈히드릴, p-톨릴메틸, 1-(p-부틸페닐)에틸, p-클로로벤질, 2,4-디클로로벤질, p-메톡시벤질, m-에톡시벤질, 2-시아노에틸, 2-시아노프로필, 2-메톡시카르보닐에틸, 2-에톡시카르보닐에틸, 2-부톡시카르보닐프로필, 1,2-디-(메톡시카르보닐)에틸, 2-메톡시에틸, 2-에톡시에틸, 2-부톡시에틸, 디에톡시메틸, 디에톡시에틸, 1,3-디옥솔란-2-일, 1,3-디옥산-2-일, 2-메틸-1,3-디옥솔란-2-일, 4-메틸-1,3-디옥솔란-2-일, 2-이소프로폭시에틸, 2-부톡시프로필, 2-옥틸옥시에틸, 클로로메틸, 트리클로로메틸, 트리플루오로메틸, 1,1-디메틸-2-클로로에틸, 2-메톡시이소프로필, 2-에톡시에틸, 부틸티오메틸, 2-도데실티오에틸, 2-페닐티오에틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 2-히드록시에틸, 2-히드록시프로필, 3-히드록시프로필, 4-히드록시부틸, 6-히드록시헥실, 2-아미노에틸, 2-아미노프로필, 4-아미노부틸, 6-아미노헥실, 2-메틸아미노에틸, 2-메틸아미노프로필, 3-메틸아미노프로필, 4-메틸아미노부틸, 6-메틸아미노헥실, 2-디메틸아미노에틸, 2-디메틸아미노프로필, 3-디메틸아미노프로필, 4-디메틸아미노부틸, 6-디메틸아미노헥실, 2-히드록시-2,2-디메틸에틸, 2-페녹시에틸, 2-페녹시프로필, 3-페녹시프로필, 4-페녹시부틸, 6-페녹시헥실, 2-메톡시에틸, 2-메톡시프로필, 3-메톡시프로필, 4-메톡시부틸, 6-메톡시헥실, 2-에톡시에틸, 2-에톡시프로필, 3-에톡시프로필, 4-에톡시부틸 또는 6-에톡시헥실이다.
임의로 하나 이상의 비인접 산소 및/또는 황 원자 및/또는 하나 이상의 치환 또는 비치환 이미노기로 치환된 C2-C18-알킬은, 예를 들면 5-히드록시-3-옥사펜틸, 8-히드록시-3,6-디옥사옥틸, 11-히드록시-3,6,9-트리옥사운데실, 7-히드록시-4-옥사헵틸, 11-히드록시-4,8-디옥사운데실, 15-히드록시-4,8,12-트리옥사펜타데실, 9-히드록시-5-옥사노닐, 14-히드록시-5,10-옥사테트라데실, 5-메톡시-3-옥사펜틸, 8-메톡시-3,6-디옥사옥틸, 11-메톡시-3,6,9-트리옥사운데실, 7-메톡시-4-옥사헵틸, 11-메톡시-4,8-디옥사운데실, 15-메톡시-4,8,12-트리옥사펜타데실, 9-메톡시-5-옥사노닐, 14-메톡시-5,10-옥사테트라데실, 5-에톡시-3-옥사펜틸, 8-에톡시-3,6-디옥사옥틸, 11-에톡시-3,6,9-트리옥사운데실, 7-에톡시-4-옥사헵틸, 11-에톡시-4,8-디옥사운데실, 15-에톡시-4,8,12-트리옥사펜타데실, 9-에톡시-5-옥사노닐 또는 14-에톡시-5,10-옥사테트라데실이다.
두 라디칼이 고리를 형성하는 경우, 이러한 라디칼은 함께 융합된 빌딩 블록으로서, 예를 들면 1,3-프로필렌, 1,4-부틸렌, 2-옥사-1,3-프로필렌, 1-옥사-1,3-프로필렌, 2-옥사-1,3-프로페닐렌, 1-아자-1,3-프로페닐렌, 1-C1-C4-알킬-1-아자-1,3-프로페닐렌, 1,4-부타-1,3-디에닐렌, 1-아자-1,4-부타-1,3-디에닐렌 또는 2-아자-1,4-부타-1,3-디에닐렌을 형성할 수 있다.
비인접 산소 및/또는 황 원자 및/또는 이미노기의 개수는 원칙적으로 어떠한 제한도 받지 않거나 라디칼 또는 환형 빌딩 블록의 크기에 의해 자동 제한된다. 일반적으로, 이는 각 라디칼에서 5개 이하, 바람직하게는 4개 이하, 매우 특히 바람직하게는 3개 이하이다. 또한, 임의의 두 헤테로원자 사이에는 일반적으로 하나 이상의 탄소 원자, 바람직하게는 2개 이상의 탄소 원자가 있다.
치환된 및 비치환된 이미노기는, 예를 들면 이미노, 메틸이미노, 이소프로필이미노, n-부틸이미노 또는 tert-부틸이미노일 수 있다.
본 발명을 위해, 용어 "관능기"는, 예를 들면 카르복시, 카르복스아미드, 히드록시, 디-(C1-C4-알킬)아미노, C1-C4-알킬옥시카르보닐, 시아노 또는 C1-C4-알콕시를 말한다. 여기서, C1-C4-알킬은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이다.
임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 C6-C14-아릴은, 예를 들면 페닐, 톨릴, 크실릴, α-나프틸, β-나프틸, 4-디페닐릴, 클로로페닐, 디클로로페닐, 트리클로로페닐, 디플루오로페닐, 메틸페닐, 디메틸페닐, 트리메틸페닐, 에틸페닐, 디에틸페닐, 이소프로필 페닐, tert-부틸페닐, 도데실페닐, 메톡시페닐, 디메톡시페닐, 에톡시페닐, 헥실옥시페닐, 메틸나프틸, 이소프로필나프틸, 클로로나프틸, 에톡시나프틸, 2,6-디메틸페닐, 2,4,6-트리메틸페닐, 2,6-디메톡시페닐, 2,6-디클로로페닐, 4-브로모페닐, 2- 또는 4-니트로페닐, 2,4- 또는 2,6-디니트로페닐, 4-디메틸아미노페닐, 4-아세틸페닐, 메톡시에틸페닐 또는 에톡시메틸페닐이다.
임의로 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 할로겐, 헤테로원자 및/또는 헤테로사이클로 치환된 C5-C12-시클로알킬은, 예를 들면 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로옥틸, 시클로도데실, 메틸시클로펜틸, 디메틸시클로펜틸, 메틸시클로헥실, 디메틸시클로헥실, 디에틸시클로헥실, 부틸시클로헥실, 메톡시시클로헥실, 디메톡시시클로헥실, 디에톡시시클로헥실, 부틸티오시클로헥실, 클로로시클로헥실, 디클로로시클로헥실, 디클로로시클로펜틸, 또는 노르보닐 또는 노르보네닐과 같은 포화 또는 불포화 2환식계이다.
5원 또는 6원의 산소, 질소 및/또는 황 포함 헤테로사이클은, 예를 들면 푸릴, 티오페닐, 피릴, 피리딜, 인돌릴, 벤즈옥사졸릴, 디옥솔릴, 디옥실, 벤즈이미다졸릴, 벤즈티아졸릴, 디메틸피리딜, 메틸퀴놀릴, 디메틸피릴, 메톡시푸릴, 디메톡시피리딜, 디플루오로피리딜, 메틸티오페닐, 이소프로필티오페닐 또는 tert-부틸티오페닐이다.
바람직한 음이온은 할라이드 및 할로겐 포함 화합물의 군, 카르복실산의 군, 술페이트, 술파이트 및 술포네이트의 군, 및 포스페이트의 군으로부터 선택된다.
바람직한 음이온은 클로라이드, 브로마이드, 요오다이드, SCN-, OCN-, CN-, 아세테이트, C1-C4-알킬술페이트, Ra-COO-, RaSO3 -, RaRbPO4 -, 메탄술포네이트, 토실레이트, C1-C4-디알킬포스페이트, 수소 술페이트 또는 테트라클로로알루미네이트이다.
특히 바람직한 음이온은 Cl-, CH3COO- 또는 CH3SO3 -이다.
양이온 및 음이온은 둘 다 이온성 액체 중에 존재한다. 이온성 액체 내에서, 양성자 또는 알킬 라디칼은 양이온에서 음이온으로 이동된다. 이는 두 비하전 분자를 형성한다. 이로써 음이온, 양이온 및 그로부터 형성된 두 비하전 분자가 존재하는 평형상태가 된다.
용액은 바람직하게는 온도가 180℃ 이하이다. 본 발명의 용액은 더 바람직하게는 온도가 160℃ 이하, 더욱 더 바람직하게는 120℃ 이하, 특히 바람직하게는 100℃ 이하이다.
바람직한 일 실시양태에서, 질소 포함 염기의 비율은 용액의 전체 중량을 기준으로 6 내지 20 중량％, 더 바람직하게는 6 내지 15 중량％, 더욱 더 바람직하게는 6 내지 14 중량％, 더더욱 더 바람직하게는 6 내지 13 중량％, 특히 바람직하게는 6 내지 10 중량％이다. 또한, 비율은 바람직하게는 7 내지 14 중량％, 특히 8 내지 13 중량％이다.
질소 포함 염기는 바람직하게는 질소 원자 또는 원자들이 1차, 2차 또는 3차이고 화학식 (IVa) 내지 (IVw)의 4차 화합물로부터 유도되는 화합물이며, 4차 질소를 형성하는 라디칼 R이 존재하지 않고, 다른 치환기는 서로 독립적으로 상기한 의미를 갖고 또한 적절한 경우 수소일 수 있다.
염기가 4차 질소 포함 화합물인 경우, 염기는 바람직하게는 이온성 액체 중에 존재하는 양이온으로부터 유도된다. 그러나, 이러한 경우가 아닌 것이 또한 가능하다.
또한 적합한 염기는 독일 특허 DE-A 제102 02 838호의 4 페이지 17 행 내지 7 페이지 51 행에 열거되어 있으며, 이의 개시내용 전체가 본원에 참조로 도입된다.
특히 바람직한 염기로는 아민, 이미다졸, 모노에틸아민, 이소프로필아민, 에틸헥실아민, 에탄올아민 또는 이미다졸이 있다.
본 발명은 또한
- 음이온 및 양이온을 포함하는 용매로서의 이온성 액체, 및 용액의 전체 중량을 기준으로 6 내지 30 중량％의 질소 포함 염기를 포함하는 용액에 셀룰로오스를 첨가하는 단계, 및
- 셀룰로오스가 완전히 용해될 때까지 용액을 혼합하는 단계
를 포함하는, 본 발명에 따른 용액의 제조 방법을 제공한다.
혼합은 바람직하게는 교반, 진탕 및/또는 마이크로파의 보조에 의해 수행된다.
용해는 바람직하게는 3일 이내, 더 바람직하게는 하루 이내, 특히 바람직하게는 12시간 이내에 발생한다.
본 발명은 또한 셀룰로오스의 물리적 또는 화학적 처리를 위한 본 발명에 따른 용액의 용도를 제공한다.
화학적 처리는 산화, 환원, 열분해, 가수분해, 이성질화, 에스테르화, 알콕시화 또는 공중합을 포함할 수 있다.
본 발명은 하기 실시예로 예시된다.
일정량의 이온성 액체 및 아민을 95℃의 반응 용기 내에 교반과 함께 넣고, 일정량의 셀룰로오스 분말과 혼합하였다. 셀룰로오스가 완전하게 용해될 때까지 혼합물을 95℃에서 교반하였다. 또한, 이를 위한 필요 시간을 결정하였다.
배치 크기 및 결과를 하기 표에 요약하였다.
Figure 112007073204849-pct00015

Claims (10)

  1. 셀룰로오스, 음이온 및 양이온을 포함하는 용매로서의 이온성 액체, 및 용액의 전체 중량을 기준으로 6 내지 20 중량％의 질소 포함 염기를 포함하며, 여기서 이온성 액체가 하기 화학식 (IVe)의 하나 이상의 양이온 및 이러한 구조를 포함하는 올리고머를 포함하는, 온도가 100℃ 이하인 용액.
    Figure 112013023350786-pct00030
    (상기 식에서, 라디칼 R은 수소, 또는 탄소 원자수가 1 내지 20이며 비치환되거나 1 내지 5개의 헤테로원자 또는 관능기가 개재되거나 치환된 탄소 포함 유기, 포화 또는 불포화, 비환형 또는 환형, 지방족, 방향족 또는 방향지방족 라디칼이며, 라디칼 R1 내지 R4는 각각 서로 독립적으로 수소, 술포기 또는 탄소 원자수가 1 내지 20이며 비치환되거나 1 내지 5개의 헤테로원자 또는 관능기가 개재되거나 치환된 탄소 포함 유기, 포화 또는 불포화, 비환형 또는 환형, 지방족, 방향족 또는 방향지방족 라디칼이며, 상기한 화학식 (IVe)의 탄소 원자에 결합되어 있는 라디칼 R2 내지 R4 (헤테로원자에 결합되어 있지 않음)는 또한 할로겐 또는 관능기일 수 있거나, R1 내지 R4로 이루어진 군으로부터의 2개의 인접 라디칼은 함께 또한 탄소 원자수가 1 내지 30이며 비치환되거나 1 내지 5개의 헤테로원자 또는 관능기가 개재되거나 치환된 2가의 탄소 포함 유기, 포화 또는 불포화, 비환형 또는 환형, 지방족, 방향족 또는 방향지방족 라디칼일 수 있음)
  2. 제1항에 있어서, 용액 중에, 용액의 전체 중량을 기준으로 1 중량％ 초과의 셀룰로오스가 포함된 용액.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 음이온 및 양이온이
    (A) 하기 화학식 (I)의 염
    [A]n + [Y]n- (I)
    (상기 식에서, n은 1, 2, 3 또는 4이며, [A]+는 4차 암모늄 양이온, 옥소늄 양이온, 술포늄 양이온 또는 포스포늄 양이온이며, [Y]n-은 1가, 2가, 3가 또는 4가 음이온임),
    (B) 하기 화학식 (II)의 혼합 염
    [A1]+[A2]+ [Y]n- (여기서, n은 2임) (IIa)
    [A1]+[A2]+[A3]+ [Y]n- (여기서, n은 3임) (IIb) 또는
    [A1]+[A2]+[A3]+[A4]+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIc)
    (상기 식들에서, [A1]+, [A2]+, [A3]+ 및 [A4]+는 독립적으로 [A]+에 대해 언급한 군 중으로부터 선택되며, [Y]n-은 (A)하에 정의한 바와 같음), 또는
    (C) 하기 화학식 (III)의 혼합 염
    [A1]+[A2]+[A3]+[M1]+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIa)
    [A1]+[A2]+[M1]+[M2]+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIb)
    [A1]+[M1]+[M2]+[M3]+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIc)
    [A1]+[A2]+[M1]+ [Y]n- (여기서, n은 3임) (IIId)
    [A1]+[M1]+[M2]+ [Y]n- (여기서, n은 3임) (IIIe)
    [A1]+[M1]+ [Y]n- (여기서, n은 2임) (IIIf)
    [A1]+[A2]+[M4]2+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIg)
    [A1]+[M1]+[M4]2+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIh)
    [A1]+[M5]3+ [Y]n- (여기서, n은 4임) (IIIi) 또는
    [A1]+[M4]2+ [Y]n- (여기서, n은 3임) (IIIj)
    (상기 식들에서, [A1]+, [A2]+ 및 [A3]+은 독립적으로 [A]+에 대해 언급한 군 중으로부터 선택되며, [Y]n-은 (A)하에 정의한 바와 같으며, [M1]+, [M2]+, [M3]+은 1가 금속 양이온이며, [M4]2+는 2가 금속 양이온이며, [M5]3+은 3가 금속 양이온임)
    을 형성하는 것인 용액.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이온성 액체가
    - 화학식 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, AlCl4 -, Al2Cl7 -, Al3Cl10 -, AlBr4 -, FeCl4 -, BCl4 -, SbF6 -, AsF6 -, ZnCl3 -, SnCl3 -, CuCl2 -, CF3SO3 -, (CF3SO3)2N-, CF3CO2 -, CCl3CO2 -, CN-, SCN-, OCN-의 할라이드 및 할로겐 화합물의 군,
    - 화학식 SO4 2-, HSO4 -, SO3 2-, HSO3 -, RaOSO3 -, RaSO3 -의 술페이트, 술파이트 및 술포네이트의 군,
    - 화학식 PO4 3-, HPO4 2-, H2PO4 -, RaPO4 2-, HRaPO4 -, RaRbPO4 -의 포스페이트의 군,
    - 화학식 RaHPO3 -, RaRbPO2 -, RaRbPO3 -의 포스포네이트 및 포스피네이트의 군,
    - 화학식 PO3 3-, HPO3 2-, H2PO3 -, RaPO3 2-, RaHPO3 -, RaRbPO3 -의 포스파이트의 군,
    - 화학식 RaRbPO2 -, RaHPO2 -, RaRbPO-, RaHPO-의 포스포나이트 및 포스피나이트의 군,
    - 화학식 RaCOO-의 카르복실산의 군,
    - 화학식 BO3 3-, HBO3 2-, H2BO3 -, RaRbBO3 -, RaHBO3 -, RaBO3 2-, B(ORa)(ORb)(ORC)(ORd)-, B(HSO4)-, B(RaSO4)-의 보레이트의 군,
    - 화학식 RaBO2 2-, RaRbBO-의 보로네이트의 군,
    - 화학식 HCO3 -, CO3 2-, RaCO3 -의 카르보네이트 및 탄산 에스테르의 군,
    - 화학식 SiO4 4-, HSiO4 3-, H2SiO4 2-, H3SiO4 -, RaSiO4 3-, RaRbSiO4 2-, RaRbRcSiO4 -, HRaSiO4 2-, H2RaSiO4 -, HRaRbSiO4 -의 실리케이트 및 규산 에스테르의 군,
    - 화학식 RaSiO3 3-, RaRbSiO2 2-, RaRbRcSiO-, RaRbRcSiO3 -, RaRbRcSiO2 -, RaRbSiO3 2-의 알킬 실란 및 아릴 실란 염의 군,
    - 화학식
    Figure 112011026672717-pct00031
    의 카르복스이미드, 비스(술포닐)이미드 및 술포닐이미드의 군,
    - 화학식
    Figure 112011026672717-pct00032
    의 메타이드의 군,
    - 화학식 RaO-의 알콕사이드 및 아릴옥사이드의 군,
    - 화학식 [MqHalr]s- (여기서, M는 금속이며, Hal은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드이며, q 및 r은 양의 정수이고 착물의 화학양수를 나타내며, s는 양의 정수이고 착물상의 전하를 나타냄)의 할로메탈레이트의 군,
    - 화학식 S2-, HS-, [Sv]2-, [HSv]-, [RaS]- (여기서, v는 2 내지 10의 양의 정수임)의 술파이드, 수소 술파이드, 폴리술파이드, 수소 폴리술파이드 및 티올레이트의 군, 및
    - Fe(CN)6 3-, Fe(CN)6 4-, MnO4 -, Fe(CO)4 -와 같은 착물 금속 이온의 군
    으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 음이온을 포함하며, 여기서 Ra, Rb, Rc 및 Rd는 각각 서로 독립적으로 수소, C1-C18-알킬, 임의로 하나 이상의 비인접 산소 원자, 하나 이상의 비인접 황 원자, 하나 이상의 치환 또는 비치환 이미노기, 또는 이들의 조합이 개재된 C2-C18-알킬, C6-C14-아릴, C5-C12-시클로알킬 또는 산소, 질소, 황 또는 이들의 조합을 포함하는 5원 또는 6원 헤테로사이클이며, Ra, Rb, Rc 및 Rd 중 둘은 함께 임의로 하나 이상의 산소 원자, 하나 이상의 황 원자, 하나 이상의 비치환된 또는 치환된 이미노기, 또는 이들의 조합이 개재된 불포화, 포화 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며, 여기서 언급한 라디칼은 각각 관능기, 아릴, 알킬, 아릴옥시, 알킬옥시, 할로겐, 헤테로원자, 헤테로사이클, 또는 이들의 조합으로 추가 치환될 수 있는 것인 용액.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 질소 포함 염기가 질소 원자 또는 원자들이 1차, 2차 또는 3차이고 화학식 (IVe)의 4차 화합물로부터 유도되는 화합물이며, 상기 4차 화합물의 4차 질소를 형성하는 라디칼 R이 존재하지 않고, 다른 치환기는 서로 독립적으로 제1항에서 명시한 의미를 갖는 것인 용액.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 질소 포함 염기가 질소 원자 또는 원자들이 1차, 2차 또는 3차이고 화학식 (IVe)의 4차 화합물로부터 유도되는 화합물이며, 상기 4차 화합물의 4차 질소를 형성하는 라디칼 R이 존재하지 않고, 다른 치환기는 수소가 되는 것인 용액.
  7. - 제1항에 정의된 음이온 및 양이온을 포함하는 용매로서의 이온성 액체, 및 용액의 전체 중량을 기준으로 6 내지 20 중량％의 질소 포함 염기를 포함하는 용액에 셀룰로오스를 첨가하는 단계, 및
    - 셀룰로오스가 완전히 용해될 때까지 용액을 혼합하는 단계
    를 포함하는, 제1항 또는 제2항에 따른 용액의 제조 방법.
  8. 셀룰로오스의 용액 또는 현탁액의 제조, 또는 셀룰로오스의 산화, 환원, 열분해, 가수분해, 이성질화, 에스테르화, 알콕시화 또는 공중합을 위해 제1항 또는 제2항에 따른 용액을 사용하는 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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