KR101847909B1 - 이온성 액체, 부가물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법 및 이의 응용분야를 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 적어도 하나의 전자쌍 수용체 및 적어도 하나의 전자쌍 공여체를 반응시켜 부가물을 형성하는 단계 및 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 반응시켜 상기 염을 제조하는 단계를 포함하여 이온성 액체를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 본 발명에서 제조된 이온성 액체의 응용분야를 제공한다.

Description

이온성 액체, 부가물 및 이의 제조 방법{IONIC LIQUID, ADDUCT AND METHODS THEREOF}
본 발명은 일반적으로 유기 화학 및 특히 유기 화합물의 반응에 관한 것이다. 본 발명은 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 적어도 하나의 전자쌍 수용체 및 적어도 하나의 전자쌍 공여체를 반응시켜 부가물을 형성하는 것을 포함하는 방법에 관한 것이다. 부가물은 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 차례로 반응하여 본 발명의 상기 액체 염을 제조한다. 따라서, 본 발명의 방법은 반응물에 가열을 가하지 않고 이온성 액체를 제공한다. 본 발명은 또한 다양한 유기 반응에 걸쳐 본 발명의 이온성 액체의 응용분야에 관한 것이다.
염은 산 및 염기의 중화 반응으로부터 생성되는 이온성 화합물이다. 이들은 관련된 숫자의 양이온(양으로 하전된 이온)과 음이온(음이온)으로 구성되어 생성물은 전기적으로 중성(알짜 전하 없음)이다. 이들 성분 이온은 무기 또는 유기일 수 있으며, 전체로서 염은 단일원자 또는 다원자일 수 있다. 염은 고체 형태 또는 액체 형태일 수 있고, 액체 상태의 염은 이온성 액체로 알려져 있다.
따라서, 이온성 액체는 전적으로 이온 또는 양이온 및 음이온의 조합으로 구성된 액체이다. 이른바 "저온" 이온성 액체는 100℃ 미만, 일반적으로 대개 실온보다 더 낮은 융점을 갖는 유기 염이다. 이온성 액체는, 예를 들어, 알킬화 및 중합 반응뿐만 아니라 다이머화, 올리고머화, 아세틸화, 복분해 및 공중합 반응에서 촉매 및 용매로 사용하기에 적합할 수 있다.
이온성 액체의 한 부류는 저온에서 용융되고 촉매, 용매 및 전해질로서 유용한 융합된 염 조성물이다. 이러한 조성물은 성분의 개별 융점 이하의 온도에서 액체인 성분의 혼합물이다. 가장 일반적인 이온성 액체는 유기계 양이온 및 무기 또는 유기 음이온으로 제조된 것들이다. 가장 일반적인 유기 양이온은 암모늄 양이온이다. 피리디늄 및 이미다졸륨의 이온성 액체가 아마도 가장 일반적으로 사용되는 양이온이다. 음이온은 BF4-, PF6-, Al2Cl7- 및 Al2Br7-와 같은 할로알루미네이트, [(CF3SO2)2N]]-, 알킬 설페이트 (RSO3-), 카복실레이트(RCO2-) 및 여러 다른 것들을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 가장 촉매적으로 흥미로운 이온성 액체는 암모늄 할로겐화물 및 루이스 산(AlCl3, TiCl4, SnCl4, FeCl3 등과 같은)으로부터 유도된 것이다. 클로로알루미네이트 이온성 액체가 아마도 가장 일반적으로 사용되는 이온성 액체 촉매 시스템이다.
전자쌍 수용체인 루이스 산 및 전자쌍 공여체인 루이스 염기는 반응하여 배위 공유 결합이 형성되는 부가물을 형성한다. 이런 형태의 결합은 일반적으로 화살표로 표시된다. 루이스 산과 루이스 염기 사이의 상호작용의 강도는 전자 및 입체의 적어도 2가지 인자에 의해 조절된다. 원자 상의 전자 공여 그룹은 그 원자의 루이스 염기성을 증가시킬 수 있는 반면 전자 당김 그룹은 루이스 산성을 증가시킬 수 있다.
종종 금속 착물은 루이스 염기와의 상호 작용에 의해 배위수를 확장시킨다. 이것은 분자간 결합에 의해, 또는 필적하는 결찰 능력의 용매 또는 허용가능한 리간드와의 부가물 형성에 의해 일어날 수 있다. 생성된 착물의 물리적 특성은 종종 확장된 배위수를 갖지 않는 착물의 물리적 특성과 현저하게 다르다. 염기와 상호 작용하는 능력은 금속에 결합된 원자뿐만 아니라 전체적으로 리간드의 전자 특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 보인다.
WO/2011/064556은 1mol의 AlX3(여기서 X는 Cl, Br, F 일 수 있다)를 1 또는 2mol의 R1-C(O)-N(R2)(R3)(여기서 R1 내지 R3는 알킬, 아릴, 또는 치환된 알킬 및 아릴일 수 있다)과 접촉시킴으로 형성되는 100℃까지의 빙점을 갖는 혼합물의 형성을 개시한다. 이 혼합물은 알루미늄 금속을 생산하기 위해 혼합물의 전기환원에 사용될 수 있다. 또한, WO/2011/064556은 3mol의 아마이드에 의한 AlX3의 고체 형성을 개시한다. 그러나, 이 혼합물은 100℃까지의 빙점을 갖는 양호한 혼합물을 형성하기 위해 가열을 필요로 한다.
종래 기술의 방법에 따라, 약 루이스 염기에 대한 루이스 산의 첨가는 이온성 액체를 형성하기 위한 반응을 개시하기 위해 열을 필요로 한다. 따라서, 종래 기술의 방법은 번거롭고 이온성 액체를 얻기 위해 과도한 가열을 필요로 한다. 또한, 종래 기술의 방법으로 수득한 이온성 액체는 점성이 높기 때문에, 반응 용기 내에서 취급, 이송, 내보내기가 어렵고 산업 공정에서 사용하기가 어렵다.
본 발명은 현재 이용 가능한 기술에서 관찰된 단점을 극복하고 이온성 액체를 제조하기 위한 쉽고 편리한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 적어도 하나의 전자쌍 수용체 및 적어도 하나의 전자쌍 공여체를 반응시켜 부가물을 형성하고, 추가로 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 추가로 반응시켜 염을 제조함으로써 액체 염, 바람직하게는 이온성 액체와 같은 염을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 이온성 액체를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 부가물을 수득하는 단계 및 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 접촉시켜 이온성 액체를 수득하는 단계를 포함한다.
다양한 실시태양에서, 본 발명은 하나 이상의 전자쌍 수용체 또는 루이스 산 및 하나 이상의 전자쌍 공여체 또는 루이스 염기를 반응시켜 부가물을 형성시킴으로써 액체 염, 바람직하게는 이온성 액체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 그런 후에, 상기 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체 또는 루이스 산과 추가로 반응시켜 상기 액체 염을 제조한다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 부가물을 수득하는 단계 및 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 접촉시켜 이온성 액체를 수득하는 단계를 포함하는 본 발명의 방법에 의해 제조된 이온성 액체에 관한 것이다. 비 제한적인 실시태양에서, 본 발명의 방법은 반응물을 가열하지 않고 수행된다. 본 발명의 다른 비 제한적인 실시태양에서, 전자쌍 공여체는 아민이 아니다.
본 발명은 또한 본 발명의 방법에 의해 제조된 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염의 응용분야에 관한 것이다. 한 실시태양에서, 이온성 액체는 촉매 작용, 알킬화, 트랜스-알킬화, 아실화, 중합, 다이머화, 올리고머화, 아세틸화, 복분해, 고리협동 반응 및 공중합 반응을 포함하나 이에 제한되지 않는 유기 반응을 포함하는 응용분야에 적합하다.
본 발명은 또한 전자쌍 수용체 및 전자쌍 공여체의 부가물을 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 부가물을 수득하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 부가물을 수득하는 단계를 포함하는 본 발명의 방법에 따라 제조된 부가물에 관한 것이다. 한 실시태양에서, 상기 부가물은 전자쌍 수용체와 추가로 반응하여 이온성 액체를 형성할 수 있다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
본 발명은 이온성 액체를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
a) 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 부가물을 얻는 단계; 및
b) 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 접촉시켜 이온성 액체를 수득하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 상기 방법에 따라 제조된 이온성 액체에 관한 것이다.
본 발명은 또한 화학 반응에서의 응용분야를 위한 상기 이온성 액체의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 전자쌍 수용체 및 전자쌍 공여체의 부가물을 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 부가물을 수득하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 상기 방법에 따라 제조된 부가물에 관한 것이다.
본 발명의 한 실시태양에서, 이온성 액체를 제조하는 방법은
a) 제 1 용매의 존재 또는 부존재하에서, 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 혼합물을 수득하는 단계;
b) 단계 (a)의 혼합물을 선택적으로 혼합 및 여과하여 여과물을 수득하고 여과물 또는 (a)의 혼합물을 제 2 용매로 선택적으로 세척한 후 건조하여 부가물을 수득하는 단계; 및
c) 제 3 용매의 존재 또는 부존재하에서 단계 (b)의 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 접촉시킨 후 혼합하여 이온성 액체를 수득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 실시태양에서, 부가물을 제조하는 방법은
a) 제 1 용매의 존재 또는 부존재하에서, 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 혼합물을 수득하는 단계; 및
b) 단계 (a)의 혼합물을 선택적으로 혼합 및 여과하여 여과물을 수득하고 여과물 또는 (a)의 혼합물을 제 2 용매로 선택적으로 세척한 후 건조하여 부가물을 수득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시태양에서, 단계 a) 또는 단계 b) 또는 이의 조합은 용매의 존재하에서 실행되고; 단계 b)에서 사용된 전자쌍 수용체는 단계 a)에서 사용된 전자쌍 수용체와 동일하거나 다르며; 용매의 첨가는 혼합과 함께 실행되고; 단계 a)에서 전자쌍 수용체 대 전자쌍 공여체의 비는 약 1:1 내지 약 1:5의 범위이고; 단계 b)에서 부가물의 농도는 약 0.001mol 내지 약 0.9mol의 범위이고; 단계 b)에서 상기 전자쌍 수용체에 대한 부가물의 비율은 약 1:1 내지 약 1:6의 범위이다.
본 발명의 또 다른 실시태양에서, 상기 방법은 용매의 존재하에서 실행되고; 용매의 첨가는 혼합과 함께 실행되며; 전자쌍 수용체 대 전자쌍 공여체의 비는 약 1:1 내지 약 1:5의 범위이다.
본 발명의 또 다른 실시태양에서, 이온성 액체를 제조하는 방법은 가열 없이 실행되며; 상기 방법은 비활성 분위기하에서 실행되며; 비활성 분위기는 질소 분위기이다.
본 발명의 또 다른 실시태양에서, 전자쌍 수용체는 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 갈륨, 게르마늄, 지르코늄, 스칸듐, 바나듐, 몰리부덴, 루테늄, 로듐, 인듐, 주석, 티타늄, 납, 카드뮴 및 수은 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 양이온의 염이며; 전자쌍 수용체는 아세트산염, 탄산염, 염화물, 시트르산염, 시안화물, 플루오르화물, 질산염, 아질산염, 인산염 및 황산염 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 양이온의 염이며; 전자쌍 수용체의 농도는 약 0.001mol 내지 약 0.9mol의 범위이다.
제 1 항 또는 제 4 항에서, 전자쌍 공여체가 아민이 아니며; 전자쌍 공여체는 포스핀, 아마이드, 알킬 설폭사이드, 에스터 및 알코올 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되며; 포스핀은 트라이페닐포스핀, 트라이페닐포스핀 옥사이드, 트라이메틸 포스핀 및 트라이부틸포스핀 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되며; 아마이드는 우레아, 디메틸 포름아마이드, 아세트 아마이드, N-메틸 피롤리딘, 티오우레아, 페닐티오우레아, 아세트아닐리드, 프로판아마이드, 3-메틸부탄아마이드, 디메틸아세트아마이드 및 부탄아마이드 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되고; 알킬 설폭사이드는 디메틸 설폭사이드이며; 에스터는 아밀 아세테이트, 에틸 아세테이트 및 프로필 아세테이트 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되고; 알코올은 사이클로헥산올 및 아이소프로필 알코올 또는 이들의 임의의 조합이며; 전자쌍 공여체의 농도는 약 0.001mol 내지 약 0.9mol의 범위이다.
본 발명의 또 다른 실시태양에서, 제 1 용매, 제 2 용매 또는 제 3 용매는 동일하거나 다르며; 여기서 용매는 에틸 아세테이트, 벤젠, 톨루엔, 에탄올, 아세트산, 아세토니트릴, 부탄올, 카본 테트라클로라이드, 클로로벤젠, 클로로포름, 사이클로헥세인; 1,2-디클로로에테인, 헵테인, 헥세인, 메탄올, 메틸렌 클로라이드, 니트로메테인, 펜테인, 프로판올 및 자일렌 또는 이의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되며; 용매의 양은 약 1% 내지 약 80%의 범위이다.
본 발명의 또 다른 실시태양에서, 단계 a)에서 용매는 상기 접촉 전에 전자쌍 수용체 또는 전자쌍 공여체에 첨가되고; 접촉은 혼합과 함께 실행되며; 혼합 단계는 약 5℃ 내지 약 50℃ 범위의 온도에서 약 1분 내지 약 12시간 범위의 시간 동안 실행되고; 혼합은 교반, 밀링, 블렌딩, 정적 혼합 및 분쇄 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 기술에 의해 실행된다.
본 발명의 또 다른 실시태양에서, 화학 반응은 촉매 작용, 알킬화 반응, 트랜스-알킬화 반응, 아실화 반응, 중합 반응, 다이머화 반응, 올리고머화 반응, 아세틸화 반응, 복분해 반응, 고리협동 반응 및 공중합 반응 또는 이들의 임의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 실시태양에서, 용어 '촉매', '이온성 액체', '이온성 액체 촉매'및 '이온성 촉매'는 상호 교환가능하게 사용된다.
본 발명은 적어도 하나의 전자쌍 수용체 및 적어도 하나의 전자쌍 공여체를 반응시켜 부가물을 형성하고 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 추가로 반응시켜 염을 제조하는 방법에 관한 것이다.
비 제한적인 실시태양에서, 본 발명은 적어도 하나의 전자쌍 수용체 및 적어도 하나의 전자쌍 공여체를 반응시켜 부가물을 형성하고 부가물을 하나 이상의 전자쌍 수용체와 추가로 반응시켜 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 염 바람직하게는 액체 염을 제조하는 방법에 관한 것이다.
바람직한 실시태양에서, 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법에 사용된 전자쌍 수용체는 루이스 산이고 상기 방법에 사용된 전자쌍 공여체는 루이스 염기이다. 따라서, 본 발명은 적어도 하나의 루이스 산을 하나 이상의 루이스 염기와 반응시켜 부가물을 형성하고 부가물을 하나 이상의 루이스 산과 추가로 반응시켜 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법을 제공한다.
비 제한적인 실시태양에서, 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하기 위한 본 발명의 방법은 반응물을 가열하지 않고 실행된다.
본 발명의 실시태양에서, 중간 부가물을 통한 이온성 액체의 형성을 위해, 우레아와 같으나 이에 제한되지 않는 약 루이스 염기의 사용은 반응물을 가열하는 것을 필요로 하지 않는다.
본 발명의 비 제한적인 실시태양에서, 본 발명의 방법에서 부가물과 반응한 루이스 산은 처음에 루이스 염기와 반응하여 부가물을 형성하는 동일한 루이스 산이다. 본 발명의 다른 비 제한적인 실시태양에서, 본 발명의 방법에서 부가물과 반응한 루이스 산은 처음에 루이스 염기와 반응하여 부가물을 형성하는 루이스 산과는 다르다.
한 실시태양에서, 전자쌍 수용체(루이스 산)의 전자쌍 공여체(루이스 염기)에 대한 첨가는 배위 공유 결합이 형성되는 부가물을 형성하도록 반응한다. 이런 형태의 결합은 일반적으로 화살표로 표시된다. 전자쌍 수용체와 전자쌍 공여체 사이의 상호 작용의 강도는 전자 및 입체의 적어도 2가지 인자에 의해 제어된다. 원자 상의 전자 공여 그룹은 그 원자의 루이스 염기성을 증가시키는 반면 전자 흡인 그룹은 루이스 산성을 증가시킨다. 금속 착물은 루이스 염기와 상호 작용함으로써 그들의 배위수를 확장시킨다. 이것은 용매와의 분자간 결합에 의해, 또는 용매와의 부가물 형성 또는 필적할만한 결찰 능력의 리간드의 허용가능성에 의해 발생한다. 생성된 착물의 물리적 특성은 종종 확장된 배위수를 갖지 않는 착물의 물리적 특성과 상당히 다르다. ML4(M = 금속, L = 리간드) 착물은 루이스 염기와 상호 작용하는 능력이 실질적으로 다양하다. 염기와 상호작용하는 능력은 단지 금속에 결합된 원자가 아니라 전체적으로 리간드의 전자 특성과 밀접하게 관련이 있다.
M1Xm + nLB → [M1(LB)nXm]
여기서 M1은 금속이며, X는 할로겐화물이며, LB는 루이스 염기이며, n은 M1의 배위 능력에 의존한다. M1은 Cu, Zn, Fe, Al, Ga, In, Zr, Sc, Ti, V, Ca, Mg, Mn, Co, Ru, Rh, Sn, Pb, Mb, Hg 등일 수 있다.
한 실시태양에서, 부가물 형성은 금속의 유형 및 이에 부착된 리간드에 의존한다. 예를 들어, CaCl2는 2개 전자 도너를 갖는 부가물을 형성하지만, AlCl3는 3개 전자 도너를 갖는 부가물을 형성한다. 본 발명은 전자 결핍 분자의 빈 오비탈과 겹치는 전자 풍부 분자의 채워진 오비탈 사이의 배위 결합의 이론에 기초한다. 이런 결합에 관여하는 π 전자는 알킬화와 같은 화학 반응에 유리한 산성 부위를 물려받은 분자를 분극화시킨다.
본 발명의 한 실시태양에서, 다른 형태의 이온성 액체는 사용된 금속 염뿐만 아니라 루이스 염기를 변화시킴으로써 형성된다. 한 예시적인 실시태양에서, 수득 된 이온성 액체는 다음과 같다 :
1) 산성 IL: AlCl3-UREA : + AlCl3
2) 염기성 IL: MgCl2-UREA + MnCl2
3) 중성 IL: ZnCl2-UREA + ZnCl2
한 실시태양에서, 본 발명의 이온성 액체는 전자쌍 수용체를 전자쌍 공여체와 특정 순서로 반응시킴으로써 형성된다.
한 실시태양에서, 전자쌍 수용체 및 전자쌍 공여체의 부가물은 안정화되며 이온성 액체의 형성을 유도한다. 한 실시태양에서, 안정성은 루이스 염기와 루이스 산 사이의 비에 정비례한다. 부가물 안정성은 또한 전자쌍 공여체뿐만 아니라 전자쌍 수용체의 유형에 의존한다.
본 발명의 한 실시태양에서, 이온성 액체는 루이스 염기 및 브뢴스테드 산의 염을 루이스 산과 반응시키지 않고, 루이스 염기 및 루이스 산의 부가물을 루이스 산과 반응시킴으로써 형성된다. 브뢴스테드 산은 루이스 염기와의 부가물이 아니라 염을 형성한다.
1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드([BMIM][Cl])와 같은 루이스 염기 및 브뢴스테드 산의 염에 의한 이온성 액체의 형성을 위해, 염은 1:1 및 최대 1:3의 염: AlCl3비로 AlCl3와 같은 금속 할로겐화물와 반응된다. 상기 비가 1:3보다 큰 경우, AlCl3은 형성된 이온성 액체로부터 침전되기 시작하므로, 형성된 이온성 액체 속의 AlCl3의 농도는 염의 농도의 3배를 초과해서는 안 된다. 그러나, 본 발명의 경우에서와 같이, 이온성 액체가 전자쌍 수용체(AlCl3와 같은 금속 할로겐화물) 및 전자쌍 공여체로부터 형성된 부가물로부터 형성될 때, 약 3mol의 AlCl3를 필요로 할 것이며 일단 이온성 액체가 형성되면 AlCl3의 약 3 초과 mol을 더 취하여 부가물:AlCl3의 비를 약 1:6으로 만들 수 있다. 따라서 부가물의 mol당 더 높은 농도의 AlCl3가 염을 통해 형성될 때보다 부가물을 통해 형성된 이온성 액체에 용해된다.
한 실시태양에서, 본 발명의 부가물 기반 이온성 액체는 더 많은 금속 할로겐화물을 용해할 수 있다. 이러한 특성으로 인해, 부가물 기반 이온성 액체는 또한 금속 침착을 위한 응용분야에 유용하다. 또한, 부가물 기반 이온성 액체는 고 활성 촉매의 존재로 인해 촉매로서 더 높은 활성을 가진다.
본 발명의 한 실시태양에서, 부가물의 형성은, 루이스 산의 중심 금속 원자 상의 빈 오비탈에 따라, 하나의 루이스 산을 하나의 루이스 염기, 하나의 루이스 산과 2개의 루이스 염기, 하나의 루이스 산과 3개의 루이스 염기, 하나의 루이스 산과 4개의 루이스 염기 등과 반응시킴으로써 실행된다. 본 발명의 한 실시태양에서, 부가물은 전자쌍 수용체 대 전자쌍 공여체의 비가 약 1:1 내지 약 1:5의 범위일 때 전자쌍 수용체(루이스 산) 및 전자쌍 공여체(루이스 염기) 사이에서 형성된다.
한 실시태양에서, 형성된 부가물에 대한 더 많은 루이스 산의 첨가는 부가물의 구조에 붕괴를 초래하여 이온성 액체의 형성을 유도한다.
본 발명의 한 실시태양에서, 이온성 액체는 부가물 대 전자쌍 수용체의 비가 약 1:1 내지 약 1:6의 범위일 때 상기 부가물 대 전자쌍 수용체(루이스 산) 사이에 형성된다.
한 실시태양에서, 본 발명의 이온성 액체는 안정하고, 양호한 열 전도성, 생체적합성 및 증가된 활성 표면적을 갖는다. 이것은 산업적으로 그리고 다른 분야에서 여러 응용분야를 가진다. 한 실시태양에서, 본 발명의 이온성 액체는 재생되고 재사용될 수 있다.
비 제한적인 실시태양에서, 본 발명에서 사용된 루이스 산은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge), 인듐(In), 지르코늄(Zr), 스칸듐(Sc), 바나듐(V), 몰리브덴(Mb), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 납(Pb), 카드뮴(Cd) 및 수은(Hg)을 포함하나 이에 제한되지 않는 양이온의 염이다.
비 제한적인 실시태양에서, 본 발명에서 사용된 루이스 산은 양이온의 염이고, 여기서 염의 음이온성 모이어티는 무기, 유기, 단원자 및 다원자 모이어티를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 예시적인 실시태양에서, 염 속의 음이온성 모이어티는 탄산염, 염화물, 시트르산염, 시안화물, 플루오르화물, 질산염, 아질산염, 인산염 및 황산염을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
비 제한적인 실시태양에서, 본 발명에 사용된 루이스 염기는 포스핀계 화합물, 아마이드계 화합물, 알킬 설폭사이드계 화합물, 에스터계 화합물, 알코올계 화합물 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 본 발명의 예시적인 실시태양에서, 포스핀계 화합물은 트라이페닐포스핀, 트라이페닐포스핀 옥사이드 및 트라이부틸 포스핀 또는 트라이메틸포스핀(PMe3) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되며; 아마이드계 화합물은 우레아, 디메틸 포름아마이드(DMF), 아세트아미드, N-메틸 피롤리딘(NMP), 티오우레아, 페닐티오우레아, 아세트아닐리드, 프로판아마이드, 3-메틸부탄아마이드 및 부탄아마이드, 디메틸아세트아마이드(DMA) 또는 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되며; 알킬 설폭사이드계 화합물은 디메틸설폭사이드(DMSO)이고; 에스터계 화합물은 아밀 아세테이트 및 프로필 아세테이트 및 에틸 아세테이트(EtOAc) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되며; 알코올은 사이클로헥산올 및 아이소프로필 알코올(IPA) 또는 이들의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된다.
한 바람직한 실시태양에서, 본 발명의 방법은 루이스 염기로서 아민을 사용하지 않고 실행된다.
아민은 독성이며 아마이드, 알코올, 에스터 등과 같은 다른 루이스 염기와 비교할 때 느린 생분해성을 가진다. 따라서, 이온성 액체의 형성을 위한 아민의 사용은 본 발명의 이온성 액체를 보다 사용자 및 환경 친화적으로 만들도록 피한다.
한 예시적 실시태양에서, 본 발명의 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법은
a) 용매의 존재 또는 부존재하에서 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 부가물을 얻는 단계; 및
b) 용매의 존재 또는 부존재하에서 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 접촉시켜 본 발명의 액체 염을 제조하는 단계를 포함한다.
한 바람직한 실시태양에서, 적어도 하나의 전자쌍 수용체는 질소 분위기하의 용매 존재하에서 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉되어 슬러리를 수득시킨다. 슬러리는 교반된 후, 여과하고, 용매로 세정함으로써 부가물을 수득시킨다.
부가물은 질소 분위기하의 용매 존재하에서 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 접촉되어 덩어리를 수득시킨다. 덩어리는 추가로 교반되어 본 발명의 액체 염을 수득시킨다.
한 예시적 실시태양에서, 본 발명의 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법은
a) 질소 분위기하에서 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 제 1 용매와 접촉시켜 혼합물을 수득하는 단계;
b) 단계 (a)의 혼합물에 적어도 하나의 전자쌍 공여체를 첨가하여 슬러리를 수득하는 단계;
c) 단계 (b)의 슬러리를 교반하고 여과하고 제 2 용매로 세척한 후 교반하여 부가물을 수득하는 단계;
d) 질소 분위기하에서 단계 (c)의 부가물을 제 3 용매와 접촉시킨 후 교반하여 혼합물을 수득하는 단계; 및
e) 교반하면서 단계 (d)의 혼합물에 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 첨가한 후 교반하여 액체 염을 제조하는 단계를 포함한다.
바람직한 실시태양에서, 적어도 하나의 전자쌍 공여체는 교반하에서 혼합물에 첨가되어 슬러리를 수득시킨다. 또 다른 바람직한 실시태양에서, 부가물은 교반하에서 용매와 접촉되어 혼합물을 수득시킨 후, 혼합물은 적어도 하나의 전자쌍 수용체의 첨가 전에 수조에 노출된다.
다른 바람직한 실시태양에서, 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법에 사용된 전자쌍 수용체는 루이스 산이고 상기 방법에 사용된 전자쌍 공여체는 루이스 염기이다. 본 발명의 비 제한적인 실시태양에서, 본 발명의 방법에서 부가물과 반응한 루이스 산은 처음에 루이스 염기와 반응하여 부가물을 형성하는 동일한 루이스 산이다. 본 발명의 다른 비 제한적인 실시태양에서, 본 발명의 방법에서 부가물과 반응한 루이스 산은 처음에 루이스 염기와 반응하여 부가물을 형성하는 루이스 산과 다르다.
비 제한적인 실시태양에서, 본 발명의 방법의 부가물은 제 3 용매 없이 질소 분위기에 직접 노출된다.
비 제한적인 실시태양에서, 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법에 사용되는 전자쌍 수용체 또는 루이스 산은 약 0.001mol 내지 약 0.9mol, 바람직하게는 약 0.3mol 내지 약 0.8mol 범위의 양으로 존재한다.
비 제한적인 실시태양에서, 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법에 사용되는 전자쌍 공여체 또는 루이스 염기는 약 0.001mol 내지 약 0.9mol, 바람직하게는 약 0.3mol 내지 약 0.8mol 범위의 양으로 존재한다.
비 제한적인 실시태양에서, 본 발명의 액체 염을 제조하기 위한 적어도 하나의 전자쌍 수용체와의 반응에 사용된 부가물은 약 0.01mol 내지 약 0.9mol, 바람직하게는 약 0.1mol 내지 약 0.7mol 범위의 양으로 존재한다.
한 예시적 실시태양에서, 본 발명의 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법은
a) 약 0.001mol 내지 약 0.9mol 범위의 양의 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 질소 분위기하에서 제 1 용매와 접촉시켜 혼합물을 수득하는 단계;
b) 단계 (a)의 혼합물에 약 0.001mol 내지 약 0.9mol 범위의 양의 적어도 하나의 전자쌍 공여체를 첨가하여 슬러리를 수득하는 단계;
c) 단계 (b)의 슬러리를 교반하고 여과하고 제 2 용매로 세척한 후 교반하여 부가물을 수득하는 단계; 및
d) 질소 분위기하에서 약 0.001mol 내지 약 0.9mol 범위의 양의 단계 (c)의 부가물을 제 3 용매와 접촉시킨 후 교반하여 혼합물을 수득하는 단계
e) 단계 (d)의 혼합물에 약 0.001mol 내지 약 0.9mol 범위의 양의 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 첨가한 후 추가로 교반하여 액체 염을 제조하는 단계를 포함한다.
비 제한적인 실시태양에서, 적어도 하나의 전자쌍 공여체는 본 발명의 방법의 단계 (a)의 혼합물에 약 1분 내지 60분의 범위의 시간 동안 약 10℃ 내지 약 50℃의 범위 온도로 첨가된다.
비 제한적인 실시태양에서, 본 발명의 방법의 슬러리의 교반은 약 1시간 내지 약 10시간 범위의 시간 동안 실행된다.
다른 비 제한적인 실시태양에서, 부가물은 교반하에서 용매와 접촉되어 혼합물을 수득시킨 후, 혼합물은 적어도 하나의 전자쌍 수용체의 첨가 전에, 약 30℃ 내지 약 50℃ 범위의 온도를 갖는 수조에 노출된다.
다른 비 제한적인 실시태양에서, 적어도 하나의 전자쌍 수용체는 약 1분 내지 60분 범위의 시간 동안 교반하에서 본 발명의 방법의 단계 (d)의 혼합물에 첨가된다. 다른 비 제한적인 실시태양에서, 액체 염을 제조하기 위한 혼합물의 추가의 교반은 약 1시간 내지 약 10시간 범위의 시간 동안 실행된다.
본 발명의 또 다른 비 제한적인 실시태양에서, 적어도 하나의 전자쌍 수용체(제 1 용매)와 처음에 접촉된 용매, 본 발명의 슬러리를 세척하기 위해 사용된 용매(제 2 용매) 및 본 발명의 액체 염을 얻기 위한 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 접촉된 용매(제 3 용매)는 모두 동일하거나 또는 모두 다르거나 이들의 조합이다.
비 제한적인 실시태양에서, 본 발명의 액체 염을 제조하는 방법은 용매, 바람직하게는 극성 및 비극성 용매를 포함하나 이에 제한되지 않는 유기 용매의 존재 하에서 실행된다. 한 예시적인 실시태양에서, 용매는 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 벤젠, 톨루엔, 에탄올, 아세트산, 아세토나이트릴, 부탄올, 사염화탄소, 클로로 벤젠, 클로로포름, 사이클로헥세인, 1,2-디클로로에테인, 헵테인, 헥세인, 메탄올, 메틸렌 클로라이드, 니트로메테인, 펜테인, 프로판올 및 자일렌을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 선택적으로, 본 발명의 액체 염을 제조하는 방법은 임의의 용매의 부존재하에서 실행된다.
한 예시적인 실시태양에서, 부가물을 제조하는 방법은 용매의 존재 또는 부존하에서 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 부가물을 수득하는 단계를 포함한다.
한 예시적인 실시태양에서, 적어도 하나의 전자쌍 수용체는 질소 분위기하의 용매의 존재 또는 부존재하에서 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉되어 슬러리를 수득시킨다. 슬러리는 교반된 후, 여과되고, 용매로 세척되어 부가물을 수득시킨다.
한 예시적인 실시태양에서, 부가물을 제조하는 방법은
a) 질소 분위기하에서 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 제 1 용매와 접촉시켜 혼합물을 수득하는 단계;
b) 단계 (a)의 혼합물에 적어도 하나의 전자쌍 공여체를 첨가하여 슬러리를 수득하는 단계; 및
c) 단계 (b)의 슬러리를 교반하고 여과하고 제 2 용매로 세척한 후 건조하여 부가물을 수득하는 단계를 포함한다.
비 제한적인 실시태양에서, 부가물을 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법에 사용되는 전자쌍 수용체 또는 루이스 산은 약 0.001mol 내지 약 0.9mol, 바람직하게는 약 0.3mol 내지 약 0.8mol 범위의 양으로 존재한다.
비 제한적인 실시태양에서, 부가물을 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하는 방법에 사용되는 전자쌍 공여체 또는 루이스 염기는 약 0.001mol 내지 약 0.9mol, 바람직하게는 약 0.3mol 내지 약 0.8mol 범위의 양으로 존재한다.
한 비 제한적인 실시태양에서, 부가물을 제조하는 방법은
a) 질소 분위기하에서 약 0.001mol 내지 약 0.9mol 범위의 양의 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 제 1 용매와 접촉시켜 혼합물을 수득하는 단계;
b) 단계 (a)의 혼합물에 약 0.001mol 내지 약 0.9mol 범위의 양의 적어도 하나의 전자쌍 공여체를 교반하에서 첨가하여 슬러리를 수득하는 단계; 및
c) 단계 (b)의 슬러리를 교반하고 여과하고 제 2 용매로 세척한 후 건조하여 부가물을 수득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 실시태양에서, 제 1 용매는 바람직하게는 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 에탄올 및 메탄올 또는 이들의 임의의 조합이다. 본 발명의 한 실시태양에서, 제 1 용매의 양은 약 1 w/w% 내지 약 80 w/w%, 바람직하게는 약 30 w/w% 내지 약 50 w/w%의 범위이다.
본 발명의 한 실시태양에서, 제 2 용매는 바람직하게는 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 에탄올, 메탄올 및 헥세인 또는 이들의 임의의 조합이다. 본 발명의 한 실시태양에서, 제 2 용매의 양은 약 1 w/w% 내지 약 80 w/w%, 바람직하게는 약 5 w/w% 내지 약 30 w/w%의 범위이다.
본 발명의 한 실시태양에서, 제 3 용매는 벤젠, 톨루엔 및 자일렌 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 본 발명의 한 실시태양에서, 제 3 용매의 양은 약 1 w/w% 내지 약 80 w/w%, 바람직하게는 약 30 w/w% 내지 약 70 w/w% 범위이다.
비 제한적인 실시태양에서, 본 발명의 방법의 부가물은 제 3 용매 없이 질소 분위기에 직접 노출된다. 따라서, 한 실시태양에서, 전자쌍 수용체는 임의의 용매의 부존재하에서 부가물에 첨가된다.
본 발명의 실시태양에서, 액체 포접 화합물은 방향족 용매 분자와 이온성 액체(이온성 고체) 이온 사이의 상호작용에 의해 형성되며, 이 상호작용은 양이온-음이온 패킹 상호작용을 충분한 정도로 분리하여 국부적인 케이지형 구조가 형성된다. 상호작용이 매우 낮은 경우, 이온성 액체는 방향족 화합물과 완전히 혼화성 또는 비혼화성이다. 이온-이온 상호 작용이 매우 높은 경우, 염/이온성 액체의 결정화가 일어난다. 따라서, 액체 포접화합물 형성은 유기 염의 물리적 특성에 의존한다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 전자쌍 수용체 및 적어도 하나의 전자쌍 공여체를 반응시켜 부가물을 형성하고, 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 반응하는 단계를 필요로 하는 본 발명의 방법에 의해 제조된 염에 관한 것이다.
비 제한적인 실시태양에서, 본 발명은 또한 적어도 하나의 전자쌍 수용체 및 적어도 하나의 전자쌍 공여체를 반응시켜 부가물을 형성하고, 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 반응시켜 액체 염을 제조하는 단계를 필요로 하는 본 발명의 방법에 의해 제조된 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 염 바람직하게는 액체 염에 관한 것이다.
본 발명의 한 실시태양에서, 이온성 액체의 밀도는 비중 방법에 의해 측정된다. 본 발명의 다른 실시태양에서, 이온성 액체의 점도는 오스왈드 점도계에 의해 측정된다.
본 발명의 한 실시태양에서, 이온성 액체는 화학 반응을 필요로 하는 응용분야에 적합하다. 본 발명의 한 실시태양에서, 화학 반응은 유기 반응이다.
한 예시적인 실시태양에서, 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염은 촉매작용, 알킬화, 트랜스-알킬화, 아실화, 중합, 다이머화, 올리고머화, 아세틸화, 복분해, 고리협동 반응 및 공중합 반응을 포함하나 이에 제한되지 않는 유기 반응을 필요로 하는 응용분야에 적합하다. 한 예시적인 실시태양에서, 이온 성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염은 디엘스-알더 반응을 포함하나 이에 제한되지 않는 유기 반응에 적합하다.
본 발명의 추가적인 실시태양 및 특징은 본 발명에 제공된 설명에 기초하여 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명의 실시태양은 상세한 설명에서 다양한 특징 및 이점을 제공한다. 주지된/종래의 방법 및 기술에 대한 설명은 본 발명의 실시태양을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 생략된다. 본 발명에 제공된 실시예들은 단지 본 실시태양이 실시될 수 있는 방법의 이해를 용이하게 하고 당업자가 본 발명의 실시태양을 실시할 수 있도록 하기 위한 것이다. 따라서, 하기 실시예는 본 발명의 실시태양의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
실시예 1: DMSO -염화 알루미늄 부가물로부터 이온성 액체의 제조
(a) DMSO -염화 알루미늄 부가물의 제조
약 2.7g(0.020mol)의 AlCl3 및 약 20ml의 에틸 아세테이트를 N2 분위기하에서 250ml RB 플라스크에 채운다. 천천히 교반하면서, 약 5g(0.064mol)의 DMSO를 약 15℃ 내지 약 20℃ 범위의 온도에서 약 10분 동안 첨가하여 슬러리를 수득한다. 전체 덩어리를 약 4시간 동안 추가로 교반한다. 그런 후에, 생성된 혼합물을 여과에 의해 분리한다. 수득된 고체를 약 25ml의 새로운 에틸 아세테이트로 세척한 후 건조하여 약 6.8g의 DMSO-염화 알루미늄 부가물을 수득한다.
(b) 전자쌍 수용체로서 염화 알루미늄에 의한 이온성 액체의 제조(용매 없음)
위에서 수득한 약 15g(0.040mol)의 DMSO-염화 알루미늄 부가물을 자성 교반기 상에 고정된 100ml의 단일구 RB 플라스크에 채운다. N2 흐름은 플라스크 내부에서 보장된다. 플라스크를 약 30℃ 내지 약 35℃ 범위의 온도의 수조에 유지한다. 자성 바늘을 교반하는 동안 플라스크 내부에 유지한다. 천천히, 약 32.7g(0.245 mol)의 AlCl3를 약 30분 동안 교반하에서 플라스크에 첨가한다. 수득된 덩어리를 약 3시간 내지 약 4시간 동안 교반한다. 생성된 이온성 액체를 밀폐된 조건에서 질소하에서 유지한다. IL의 밀도는 비중법으로 측정하며 약 1.62인 것으로 발견되며 이의 점도는 오스왈드 점도계로 측정하며 약 220cp인 것으로 확인된다.
(c) 용매의 존재하에서 전자쌍 수용체로서 염화 알루미늄에 의한 이온성 액체의 제조
위에서 수득한 약 15g(0.040mol)의 DMSO-염화 알루미늄 부가물과 약 20ml 벤젠을 자성 교반기 상에 고정된 100ml의 단일구 RB 플라스크에 채운다. N2 흐름은 플라스크 내부에서 보장된다. 플라스크를 약 30℃ 내지 약 35℃ 범위의 온도의 수조에 유지한다. 자성 바늘을 교반하는 동안 플라스크 내부에 유지한다. 천천히, 약 32.7g(0.245mol)의 AlCl3를 약 30분 동안 교반하에서 플라스크에 첨가한다. 수득된 덩어리를 약 3시간 내지 약 4시간 동안 교반한다. 생성된 이온성 액체를 밀폐된 조건에서 질소하에서 유지한다. 수득한 IL의 밀도는 약 1.40이며 이의 점도는 약 25cp이다.
실시예 2: DMF -염화 알루미늄 부가물로부터 이온성 액체의 제조
(a) DMF -염화 알루미늄 부가물의 제조
약 2.7g(0.020mol)의 AlCl3 및 약 20ml의 에틸 아세테이트를 N2 분위기하에서 250ml RB 플라스크에 채운다. 천천히 교반하면서, 약 4.5g(0.063mol)의 DMF를 약 15℃ 내지 약 20℃ 범위의 온도에서 약 10분 동안 첨가하여 덩어리를 수득한다. 전체 덩어리를 약 4시간 동안 추가로 교반한다. 그런 후에, 생성된 혼합물을 여과에 의해 분리한다. 수득된 고체를 약 25ml의 새로운 에틸 아세테이트로 세척한 후 건조하여 약 6.5g의 DMF-염화 알루미늄 부가물을 수득한다.
(b) 전자쌍 수용체로서 염화 알루미늄에 의한 이온성 액체의 제조(용매 없음)
위에서 수득한 약 14.1g(0.040mol)의 DMF-염화 알루미늄 부가물을 자성 교반기 상에 고정된 100ml의 단일구 RB 플라스크에 채운다. N2 흐름은 플라스크 내부에서 보장된다. 플라스크를 약 30℃ 내지 약 35℃ 범위의 온도의 수조에 유지한다. 자성 바늘을 교반하는 동안 플라스크 내부에 유지한다. 천천히, 약 32.7g(0.245mol)의 AlCl3를 약 30분 동안 교반하에서 플라스크에 첨가한다. 수득된 덩어리를 약 3시간 내지 약 4시간 동안 교반한다. 생성된 이온성 액체를 밀폐된 조건에서 질소하에서 유지한다.
(c) 용매의 존재하에서 전자쌍 수용체로서 염화 알루미늄에 의한 이온성 액체의 제조
위에서 수득한 약 14.1g(0.040mol)의 DMF-염화 알루미늄 부가물과 약 20ml 벤젠을 자성 교반기 상에 고정된 100ml의 단일구 RB 플라스크에 채운다. N2 흐름은 플라스크 내부에서 보장된다. 플라스크를 약 30℃ 내지 약 35℃ 범위의 온도의 수조에 유지한다. 자성 바늘을 교반하는 동안 플라스크 내부에 유지한다. 천천히, 약 32.7g(0.245mol)의 AlCl3를 약 30분 동안 교반하에서 플라스크에 첨가한다. 수득된 덩어리를 약 3시간 내지 약 4시간 동안 교반한다. 생성된 이온성 액체를 밀폐된 조건에서 질소하에서 유지한다. 수득한 IL의 밀도는 약 1.45이며 이의 점도는 약 32cp이다.
실시예 3: IPA-염화 알루미늄 부가물로부터 이온성 액체의 제조
(a) 아이소프로필 알코올-염화 알루미늄 부가물의 제조
약 2.7g(0.020mol)의 AlCl3 및 약 20ml의 에틸 아세테이트를 N2 분위기하에서 250ml RB 플라스크에 채운다. 천천히 교반하면서, 약 3.8g(0.063mol)의 IPA를 약 15℃ 내지 약 20℃ 범위의 온도에서 약 10분 동안 첨가하여 덩어리를 수득한다. 전체 덩어리를 약 4시간 동안 추가로 교반한다. 그런 후에, 생성된 혼합물을 여과에 의해 분리한다. 수득된 고체를 약 25ml의 새로운 에틸 아세테이트로 세척한 후 건조하여 약 5.04g의 IPA-염화 알루미늄 부가물을 수득한다.
(b) 전자쌍 수용체로서 염화 알루미늄에 의한 이온성 액체의 제조
위에서 수득한 약 12.53g(0.040mol)의 IPA-염화 알루미늄 부가물과 약 20ml 벤젠을 자성 교반기 상에 고정된 100ml의 단일구 RB 플라스크에 채운다. N2 흐름은 플라스크 내부에서 보장된다. 플라스크를 약 30℃ 내지 약 35℃ 범위의 온도의 수조에 유지한다. 자성 바늘을 교반하는 동안 플라스크 내부에 유지한다. 천천히, 약 32.7g(0.245mol)의 AlCl3를 약 30분 동안 교반하에서 플라스크에 첨가한다. 수득된 덩어리를 약 3시간 내지 약 4시간 동안 교반한다. 생성된 이온성 액체를 밀폐된 조건에서 질소하에서 유지한다.
실시예 4: 전자쌍 수용체로서 DMSO -염화 알루미늄 부가물 및 염화 아연으로부터 이온성 액체의 제조
(a) DMSO -염화 알루미늄 부가물의 제조
DMSO-염화 알루미늄 부가물을 본 발명에 기술된 방법과 상기 실시예 1 및 실시예 3을 포함하나 이에 제한되지 않는 실시예의 프로토콜을 기초로 하여 제조한다.
(b) 전자쌍 수용체로서 염화 아연에 의한 이온성 액체의 제조
약 14.7g(0.04mol)의 DMSO-염화 알루미늄 부가물을 30-35℃의 수조에 놓인 오버헤드 교반기하에 유지되는 100ml 유리 반응기에 채운다. 그런 후에, 약 32.7g(0.24mol)의 염화 아연(ZnCl2)을 일정하게 교반하면서 천천히 첨가하였다. N2 흐름은 반응기 내부에서 보장된다. 혼합물을 약 3시간 동안 교반하여 이온성 액체를 수득한다.
실시예 5: 전자쌍 수용체로서 DMSO -염화 알루미늄 부가물 및 염화 제이철로부터 이온성 액체의 제조
(a) DMSO -염화 알루미늄 부가물의 제조
약 22.8g(0.17mol)의 AlCl3 및 약 100ml의 에탄올을 수조에 놓인 오버헤드 교반기하에 유지되는 250ml 유리 반응기에 채운다. 그런 후에, 약 40.9g(0.17mol)의 DMSO를 일정하게 교반하면서 천천히 첨가하였다. N2 흐름은 반응기 내부에서 보장된다. 혼합물을 약 4시간 동안 교반하여 백색의 고체를 수득한다. 반응 덩어리를 약 10분 동안 침전시킨다. 그런 후에 고체를 분리하고 약 100℃에서 건조하여 DMSO-염화 알루미늄 부가물을 수득한다.
(b) 전자쌍 수용체로서 염화 제이철에 의한 이온성 액체의 제조
약 14.7g(0.04mol)의 DMSO-염화 알루미늄 부가물을 30-35℃의 수조에 놓인 오버헤드 교반기하에 유지되는 100ml 유리 반응기에 채운다. 그런 후에, 약 39g(0.24mol)의 염화 제이철(FeCl3)을 일정하게 교반하면서 천천히 첨가하였다. N2 흐름은 반응기 내부에서 보장된다. 혼합물을 약 3시간 동안 교반하여 이온성 액체를 수득한다.
실시예 6: 전자쌍 공여체로서 우레아 -염화 알루미늄 부가물 및 염화 알루미늄으로부터 이온성 액체의 제조
(a) 우레아 -염화 알루미늄 부가물의 제조
약 13.84g(0.22mol)의 우레아 및 약 60ml의 에탄올을 1-2시간 동안 N2 분위기하에서 250ml RB 플라스크에 채운다. 천천히 교반하면서, 약 9.62g(0.072mol)의 AlCl3를 약 15℃-20℃에서 약 30분 동안 첨가하여 덩어리를 수득한다. 전체 덩어리를 약 4시간 동안 추가로 교반한다. 그런 후에, 생성된 혼합물을 여과에 의해 분리한다. 고체를 약 50ml의 새로운 에탄올로 세척한 후 건조하여 약 22.3g의 우레아-염화 알루미늄 염을 수득한다.
AlCl3 + 3 우레아 → [Al 우레아3 Cl3]
(b) (용매에 의한) 전자쌍 수용체로서 염화 알루미늄에 의한 이온성 액체의 제조
실시예 6-a에서 수득한 약 10g(0.030mol)의 전체 고체 분말 및 20ml 벤젠을 자성 교반기 상에 고정된 100ml의 단일구 RB 플라스크에 채운다. N2 흐름은 플라스크 내부에서 보장된다. 플라스크를 약 30-35℃의 수조에 유지한다. 자성 바늘을 교반하는 동안 플라스크 내부에 유지한다. 천천히, 약 24.4g(0.18mol)의 AlCl3를 약 30분 동안 교반하에서 플라스크에 첨가한다. 수득한 덩어리를 실온에서 약 3-4시간 동안 교반한다. 형성된 이온성 액체를 비활성 분위기에 저장한다. IL의 밀도는 1.25이며 점도는 9Cp이다.
(c) 전자쌍 수용체로서 염화 알루미늄에 의한 이온성 액체의 제조(용매 없음)
실시예 6-a에서 수득한 약 10g(0.030mol)의 전체 고체 분말을 자성 교반기 상에 고정된 100ml의 단일구 RB 플라스크에 채운다. N2 흐름은 플라스크 내부에서 보장된다. 플라스크를 약 30-35℃의 수조에 유지한다. 자성 바늘을 교반하는 동안 플라스크 내부에 유지한다. 천천히, 약 24.4g(0.18mol)의 AlCl3를 약 30분 동안 교반하에서 플라스크에 첨가한다. 수득한 덩어리를 실온에서 약 3-4시간 동안 교반한다. 형성된 이온성 액체를 비활성 분위기에 저장한다. IL의 밀도는 1.61이다.
실시예 7: 전자쌍 수용체로서 DMF -염화 알루미늄 부가물 및 염화 제이철로부터 이온성 액체의 제조
(a) DMF -염화 알루미늄 부가물의 제조
약 2.7g(0.020mol)의 AlCl3 및 약 20ml의 에틸 아세테이트를 N2 분위기하에서 250ml RB 플라스크에 채운다. 천천히 교반하면서, 약 4.65g(0.063mol)의 DMF를 약 15-20℃ 범위의 온도에서 약 10분 동안 첨가하여 덩어리를 수득한다. 전체 덩어리를 약 4시간 동안 교반한다. 생성된 혼합물을 여과에 의해 분리하고 수득된 고체를 약 25ml의 새로운 에틸 아세테이트로 세척한 후 약 100℃에서 건조하여 약 6.5g의 DMF-염화 알루미늄 부가물을 수득한다.
(b) 전자쌍 수용체로서 염화 제이철에 의한 이온성 액체의 제조
약 14.2g(0.04mol)의 DMF-염화 알루미늄 부가물을 30-35℃의 수조에 놓인 오버헤드 교반기하에 유지되는 100ml 유리 반응기에 채운다. 그런 후에, 약 39g(0.24mol)의 염화 제이철(FeCl3)을 일정하게 교반하면서 천천히 첨가하였다. N2 흐름은 반응기 내부에서 보장된다. 혼합물을 약 3시간 동안 교반하여 이온성 액체를 수득한다.
실시예 8: 전자쌍 수용체로서 N- 메틸피롤리돈 -염화 알루미늄 부가물 및 염화 제이철로부터 이온성 액체의 제조
(a) N- 메틸피롤리돈 -염화 알루미늄 부가물의 제조
약 13.36g(0.1mol)의 무수 AlCl3을 둥근 바닥 플라스크 내의 약 10g(0.1mol)의 N-메틸피롤리돈에 서서히 교반하면서 첨가하고 혼합물을 실온에서 약 240분 동안 수조에 유지한다. 2개의 반응물을 혼합하고, 두 반응물이 융합하여 N-메틸피롤리돈-염화 알루미늄(1:1 부가물)의 백색 고체 부가물을 형성하는 발열 반응이 관찰된다.
(b) 전자쌍 수용체로서 염화 알루미늄에 의한 이온성 액체의 제조
약 5(0.021mol)g의 N-메틸피롤리돈-알루미늄 클로라이드의 고체 첨가 생성물을 실온에서 질소 퍼지하면서 RB 플라스크 내의 약 2.86(0.021mol)g의 염화 알루미늄과 혼합한다. 상기 혼합물을 약 3.5시간 동안 교반하고 형성된 균질한 공융 액체가 이온성 액체 화합물이다.
실시예 9: NMP -염화 알루미늄 부가물로부터 이온성 액체의 제조
(a) NMP -염화 알루미늄 부가물의 제조
약 13.36g(0.1mol)의 AlCl3 및 약 20ml의 에틸 아세테이트를 N2 분위기하에서 250ml RB 플라스크에 채운다. 천천히 교반하면서, 약 10g(0.1mol)의 NMP를 약 15℃ 내지 약 20℃ 범위의 온도에서 약 10분 동안 첨가하여 슬러리를 수득한다. 전체 덩어리를 약 4시간 동안 추가로 교반한다. 그런 후에, 생성된 혼합물을 여과에 의해 분리한다. 수득된 고체를 약 25ml의 새로운 에틸 아세테이트로 세척한 후 건조하여 약 20g의 NMP-염화 알루미늄 부가물(1:1 부가물)을 수득한다.
(b) 전자쌍 수용체로서 염화 알루미늄에 의한 이온성 액체의 제조(용매 없음)
위에서 수득한 약 5g(0.021mol)의 NMP-염화 알루미늄 부가물을 자성 교반기 상에 고정된 100ml의 단일구 RB 플라스크에 채운다. N2 흐름은 플라스크 내부에서 보장된다. 플라스크를 약 30℃ 내지 약 35℃ 범위의 온도의 수조에 유지한다. 자성 바늘을 교반하는 동안 플라스크 내부에 유지한다. 천천히, 약 2.86g(0.021mol)의 AlCl3를 약 30분 동안 교반하에서 플라스크에 첨가한다. 수득된 덩어리를 약 3시간 내지 약 4시간 동안 교반한다. 생성된 이온성 액체를 밀폐된 조건에서 질소하에서 유지한다.
(c) 용매의 존재하에서 전자쌍 수용체로서 염화 알루미늄에 의한 이온성 액체의 제조
위에서 수득한 약 5g(0.021mol)의 NMP-염화 알루미늄 부가물과 약 5ml 벤젠을 자성 교반기 상에 고정된 100ml의 단일구 RB 플라스크에 채운다. N2 흐름은 플라스크 내부에서 보장된다. 플라스크를 약 30℃ 내지 약 35℃ 범위의 온도의 수조에 유지한다. 자성 바늘을 교반하는 동안 플라스크 내부에 유지한다. 천천히, 약 2.86g(0.021mol)의 AlCl3를 약 30분 동안 교반하에서 플라스크에 첨가한다. 수득된 덩어리를 약 3시간 내지 약 4시간 동안 교반한다. 생성된 이온성 액체를 밀폐된 조건에서 질소하에서 유지한다.
실시예 10:
(a) 전자쌍 수용체-전자쌍 공여체 부가물의 제조
약 13.35g(0.1mol)의 AlCl3 및 약 20ml의 에틸 아세테이트를 N2 분위기하에서 250ml RB 플라스크에 채운다. 천천히 교반하면서, 약 22.2g(0.3mol)의 다이에틸 에터를 약 15℃ 내지 약 20℃ 범위의 온도에서 약 10분 동안 첨가하여 슬러리를 수득한다. 전체 덩어리를 약 4시간 동안 추가로 교반한다. 그런 후에, 생성된 혼합물을 여과에 의해 분리한다. 수득된 고체를 약 25ml의 새로운 에틸 아세테이트로 세척한 후 건조하여 약 20g의 다이에틸 에터-염화 알루미늄 부가물을 수득하며 형성된 부가물은 1:1 부가물이다.
유사하게, 약 19g의 테트라하이드로푸란-염화 알루미늄 부가물은 전자쌍 공여체로서 다이에틸 에터 대신에 약 13.35g(0.1mol)의 AlCl3 및 21.6g(0.3mol)의 테트라하이드로푸란을 사용하여 형성된다. 이 경우에 형성된 부가물은 또한 1:1 부가물이다.
유사하게, 약 18g의 에틸렌 글리콜-염화 알루미늄 부가물은 전자쌍 공여체로서 다이에틸 에터 대신에 약 13.35g(0.1mol)의 AlCl3 및 6.2g(0.1mol)의 에틸렌 글리콜을 사용하여 형성된다. 이 경우에 형성된 부가물은 또한 1:1 부가물이다.
유사하게, 약 22g의 글리세롤-염화 알루미늄 부가물은 전자쌍 공여체로서 다이에틸 에터 대신에 약 13.35g(0.1mol)의 AlCl3 및 9.2g(0.1mol)의 글리세롤을 사용하여 형성된다. 이 경우에 형성된 부가물은 또한 1:1 부가물이다.
유사하게, 약 20g의 프로필렌 글리콜-염화 알루미늄 부가물은 전자쌍 공여체로서 다이에틸 에터 대신에 약 13.35g(0.1mol)의 AlCl3 및 7.6g(0.1mol)의 프로필렌 글리콜을 사용하여 형성된다. 이 경우에 형성된 부가물은 또한 1:1 부가물이다.
유사하게, 약 21g의 사이클로펜타논-염화 알루미늄 부가물은 전자쌍 공여체로서 다이에틸 에터 대신에 약 13.35g(0.1mol)의 AlCl3 및 8.4g(0.1mol)의 사이클로펜타논을 사용하여 형성된다. 이 경우에 형성된 부가물은 또한 1:1 부가물이다.
유사하게, 약 22.5g의 사이클로헥사논-염화 알루미늄 부가물은 전자쌍 공여체로서 다이에틸 에터 대신에 약 13.35g(0.1mol)의 AlCl3 및 9.8g(0.1mol)의 사이클로헥사논을 사용하여 형성된다. 이 경우에 형성된 부가물은 또한 1:1 부가물이다.
(b) 전자쌍 수용체의 첨가에 의한 이온성 액체의 제조
위에서 수득한 약 10g(0.048mol)의 부가물을 자성 교반기에 놓인 100ml의 단일구 RB 플라스크에 개별적으로 채운다. N2 흐름은 플라스크 내부에서 보장된다. 플라스크를 약 30℃ 내지 약 35℃ 범위의 온도의 수조에 유지한다. 자성 바늘을 교반을 위해 플라스크 내부에 유지한다. 천천히, 약 33.7g(0.29 mol)의 AlCl3을 약 30분 동안 교반하면서 플라스크에 첨가한다. 수득된 덩어리를 약 3시간 내지 약 4시간 동안 교반한다. 그러나, 이온성 액체는 형성되지 않고 혼합물은 고체로서 남았다. 상기 모든 화합물은 제 1 단계(단계 a)에서 1:1 비율로 AlCl3와 함께 안정한 부가물을 형성하고 제 2 단계(단계 b)에서 이온성 액체를 형성하지 않는 것으로 밝혀졌다. 단계 a) 또는 단계 b)에서 여분의 시약의 첨가는 아무런 차이를 나타내지 않는다.
실시예 11: DMSO -염화 알루미늄 부가물로부터의 이온성 액체( 실시예 1에서 제조)에 의한 알킬화 반응
약 10% 내지 약 13%의 C10-C14 올레핀 및 약 87% 내지 약 90% 파라핀을 함유하는 약 52.02리터의 탄화수소 흐름 및 약 20.02리터의 벤젠을 가열 맨틀에 놓인 오버헤드 교반기하에 유지되는 250L 유리 반응기에 채운다. N2 흐름은 반응기 내부에서 보장된다. 그런 후에, 반응기를 약 38℃ 내지 약 39℃ 범위의 온도로 가열한다. 일단 온도가 달성되면, 실시예 1에 따라 제조된 약 0.7kg의 이온성 액체 촉매를 반응기에 첨가하고 약 5분 동안 교반한다. 약 5분 후에, 반응 덩어리를 약 10분 동안 침전시킨다. 그런 후에 층을 분리한다.
그런 후에, 상부 탄화수소층을 적정을 사용하여 분석한다. 올레핀의 전환율은 선형 알킬 벤젠을 형성하여 98%인 것으로 확인된다.
하부층은 상기 절차에 따라 새로운 탄화수소 흐름 및 벤젠으로 재순환된다. 파라핀 흐름에 존재하는 올레핀의 선형 알킬 벤젠으로의 전환율을 분석하면 약 98%인 것으로 확인된다.
실시예 12: DMSO -염화 알루미늄 부가물로부터의 이온성 액체( 실시예 1에 제조)에 의한 알킬화 반응
약 141.5ml(124.3gm)의 벤젠을 N2 분위기하에서 오버헤드 교반기하에 유지되는 250ml RB 플라스크에 첨가한다. 실시예 1에 따라 제조된 약 7.5g의 이온성 액체 촉매를 플라스크에 첨가하였다. 약 23.4ml 벤질 클로라이드를 약 45℃ 내지 약 46℃ 범위의 온도에서 플라스크에 첨가하고 약 15분 동안 교반하였다. 반응 완료 후, 촉매 및 탄화수소층을 분리한다. 그런 후에 상부 탄화수소층을 염화 벤질 전환을 위한 기체 크로마토그래피로 분석한다. 염화 벤질의 바이페닐 메테인으로의 전환율을 기체 크로마토그래피로 분석하면 약 92%인 것으로 확인된다.
실시예 13: DMSO -염화 알루미늄 부가물로부터의 이온성 액체( 실시예 1b에서 제조)에 의한 올리고머화 반응
약 10% 내지 약 13%의 C10-C14 올레핀 및 약 87% 내지 약 90%의 파라핀을 함유하는 약 100ml의 탄화수소 흐름을 가열 맨들에 놓인 오버헤드 교반기하에 유지되는 250ml 유리 반응기에 채운다. N2 흐름은 반응기 내부에서 보장된다. 그런 후에 반응기를 약 45℃로 가열한다. 일단 온도가 달성되면, 실시예 1에 따라 제조된 약 0.1g의 이온성 액체 촉매를 반응기에 첨가하고 약 10분 동안 교반한다. 약 10분 후에 반응 덩어리를 약 10분 동안 침전시킨다. 그런 후에 층을 분리한다. 그런 후에 상부 탄화수소층을 분석한다. 올레핀의 전환율은 적정을 사용하여 분석하면 약 97% 인 것으로 확인된다.
실시예 14: DMSO -염화 알루미늄 부가물로부터의 이온성 액체( 실시예 1b에 제조)에 의한 알킬화 반응
약 23.5g의 페놀 및 약 2.2g의 메틸 tert-부틸 에터(MTBE)를 가열 맨들에 놓인 오버헤드 교반기하에 유지되는 100ml 유리 반응기에 채운다. N2 흐름은 반응기 내부에서 보장된다. 그런 후에 반응기를 약 60℃의 온도로 가열한다. 일단 온도가 달성되면, 실시예 1에 따라 제조된 약 0.25g의 이온성 액체 촉매를 반응기에 첨가하고 약 3시간 동안 교반한다. 약 3시간 후, 반응을 25ml 증류수로 워크업한다. MTBE의 전환율을 분석하면 약 95%인 것으로 확인된다.
실시예 15: DMSO -염화 알루미늄 부가물로부터의 이온성 액체( 실시예 1b에 제조)에 의한 디엘스-알더 반응
약 2.76g의 아이소프렌 및 약 1.02g의 바이닐 아세테이트를 가열 맨들에 놓인 오버헤드 교반기하에 유지되는 100ml 유리 반응기에 채운다. N2 흐름은 반응기 내부에서 보장된다. 그런 후에 반응기를 약 60℃의 온도로 가열한다. 일단 온도가 달성되면, 실시예 1에 따라 제조된 약 0.03g의 이온성 액체 촉매를 반응기에 첨가하고 약 4시간 동안 교반한다. 약 4시간 후, 반응을 10ml 에틸 아세테이트로 워크업한다. 반응물의 전환율을 분석하면 약 96%인 것으로 확인된다.
실시예 16: DMSO -염화 알루미늄 부가물로부터의 이온성 액체( 실시예 1에 제조)에 의한 아실화 반응
약 19.5g의 벤젠 및 약 3.5g의 아세틸 클로라이드를 가열 맨들에 놓인 오버헤드 교반기하에 유지되는 100ml 유리 반응기에 채운다. N2 흐름은 반응기 내부에서 보장된다. 그런 후에 반응기를 약 60℃의 온도로 가열한다. 일단 온도가 달성되면, 실시예 1에 따라 제조된 약 0.21g의 이온성 액체 촉매를 반응기에 첨가하고 약 2시간 동안 교반한다. 약 2시간 후, 반응을 25ml 증류수로 워크업한다. 아세틸 클로라이드의 전환율을 분석하면 약 96%인 것으로 확인된다.
실시예 17: DMSO -염화 알루미늄 부가물로부터의 이온성 액체( 실시예 1에 제조)에 의한 아실화 반응
약 19.5g의 벤젠 및 약 1.95g의 벤조일 클로라이드를 가열 맨들에 놓인 오버헤드 교반기하에 유지되는 100ml 유리 반응기에 채운다. N2 흐름은 반응기 내부에서 보장된다. 그런 후에 반응기를 약 60℃의 온도로 가열한다. 일단 온도가 달성되면, 실시예 1에 따라 제조된 약 0.21g의 이온성 액체 촉매를 반응기에 첨가하고 약 3시간 동안 교반한다. 반응을 약 15ml 증류수와 15ml의 에틸 아세테이트로 워크업한다. 벤조일 클로라이드의 전환율을 분석하면 약 91%인 것으로 확인된다.
따라서, 상기한 설명 및 다양한 실시태양의 관점에서 본 발명은 선행 기술의 다양한 결점을 성공적으로 극복할 수 있고 이온성 액체를 포함하나 이에 제한되지 않는 액체 염을 제조하기 위한 개선된 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 추가의 실시태양 및 특징은 본 발명에 제공된 상세한 설명에 기초하여 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명의 실시태양은 상세한 설명에서 다양한 특징 및 이점을 제공한다. 주지된/종래의 방법 및 기술에 대한 설명은 본 명세서의 실시태양을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 생략된다.
특정 실시태양의 전술한 설명은 현재의 지식을 적용함으로써 다른 사람들이 일반적인 개념을 벗어나지 않고 이러한 특정 실시태양을 다양한 응용분야를 위해 용이하게 변형 및/또는 개조할 수 있는 본 발명의 실시태양의 일반적인 성질을 완전히 밝힐 것이며, 따라서, 그러한 적용 및 수정은 개시된 실시태양의 등가물의 의미 및 범위 내에서 이해되도록 의도되어야 하고 의도된다. 본 발명에 사용된 표현 또는 용어는 설명을 위한 것이지 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명의 실시태양이 바람직한 실시태양과 관련하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 실시태양은 본 발명에 기술된 실시태양의 취지 및 범위 내에서 변형하여 실시될 수 있음을 인식할 것이다.
본 명세서 전체에 걸쳐, 단어 "포함하다(comprise)" 또는 "포함하다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"과 같은 변형은 사용된 곳마다 명시된 요소, 정수 또는 단계, 또는 요소, 정수 또는 범위의 그룹을 포함을 의미하나 임의의 다른 요소, 정수 또는 단계, 또는 요소, 정수 또는 단계의 그룹의 배제를 의미하지 않는 것으로 이해될 것이다.
표현 "적어도" 또는 "적어도 하나"의 사용은 하나 이상의 요소 또는 성분 또는 양의 사용을 암시하는데, 이는 이 표현은 하나 이상의 원하는 목적 또는 결과를 성취하기 위해 본 발명의 실시태양에서 사용될 수 있기 때문이다.
본 명세서에 포함된 문서, 행위, 재료, 장치, 물품 등의 어떠한 논의는 전적으로 본 발명에 대한 내용을 제공하기 위한 것이다. 이러한 내용 중 일부 또는 전부가 선행 기술 근거의 일부를 구성하거나 본 출원의 우선일 이전의 어딘가에 존재한 것처럼 본 발명과 관련된 분야에서 일반적인 지식이었다는 것으로 인정될 수 없다.
본 발명의 특정한 특징에 대해 상당한 강조가 이루어졌지만, 다양한 변형이 이루어질 수 있고, 본 발명의 원리를 벗어나지 않고 바람직한 실시태양에서 많은 변화가 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 본 발명 또는 바람직한 실시태양의 본질에서의 이들 및 다른 변형은 본 발명으로부터 당업자에게 명백할 것이어서, 상기 서술 내용은 단지 본 발명의 예시로서 해석되어야 하고 제한으로 해석되지 않아야 한다는 것이 명백하게 이해되어야 한다.

Claims (15)

  1. a) 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 부가물을 수득하는 단계로서, 이때 전자쌍 수용체 대 전자쌍 공여체의 몰 비(molar ratio)는 1:1 내지 1:5의 범위인 단계; 및
    b) 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 접촉시켜 이온성 액체를 수득하는 단계로서, 이때 상기 부가물 대 전자쌍 수용체의 몰 비(molar ratio)는 1:1 내지 1:6의 범위인 단계
    를 포함하는 이온성 액체(ionic liquid)를 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    단계 a)는
    i. 제 1 용매의 존재 또는 부재하에서, 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 혼합물을 수득하고, 선택적으로 혼합물을 혼합하는 단계; 및
    ii. 단계 i.의 혼합물을 여과하여 여과물을 수득하고, 선택적으로 여과물 또는 단계 i.의 혼합물을 제 2 용매로 세정한 후 건조하여 부가물을 수득하는 단계
    를 포함하고,
    단계 b)에서 부가물을 적어도 하나의 전자쌍 수용체와 접촉시키는 것은 제 3 용매의 존재 또는 부재 하에서 실행된 후 혼합하여 이온성 액체를 수득하는 것인 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    단계 a) 또는 단계 b) 또는 그들의 조합은 용매의 존재하에서 실행되고; 단계 b)에서 사용된 전자쌍 수용체는 단계 a)에서 사용된 것과 동일하거나 상이하고; 용매의 부가는 혼합과 함께 실행되고; 이온성 용액을 제조하는 단계는 가열 없이 실행되고; 방법은 비활성 분위기하에서 실행되고; 비활성 분위기는 질소 분위기인 것인 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    전자쌍 수용체는 양이온과 음이온의 염이며, 여기서 양이온은 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 갈륨, 게르마늄, 지르코늄, 스칸듐, 바나듐, 몰리브덴, 루테늄, 로듐, 인듐, 주석, 티타늄, 납, 카드뮴, 수은 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고; 음이온은 아세트산염, 탄산염, 염화물, 시트르산염, 시안화물, 플루오르화물, 질산염, 아질산염, 인산염, 황산염 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    전자쌍 공여체는 아민이 아니며; 전자쌍 공여체는 포스핀, 아마이드, 알킬 설폭사이드, 에스터, 알코올 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되며; 포스핀은 트라이페닐포스핀, 트라이페닐포스핀 옥사이드, 트라이메틸포스핀, 트라이부틸포스핀 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되며; 아마이드는 우레아, 디메틸 포름아마이드, 아세트아마이드, N-메틸 피롤리딘, 티오우레아, 페닐티오우레아, 아세트아닐리드, 프로판아마이드, 3-메틸부탄아마이드, 디메틸아세트아마이드, 부탄아마이드 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고; 알킬 설폭사이드는 디메틸 설폭사이드이며; 에스터는 아밀 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고; 알코올은 사이클로헥산올, 아이소프로필 알코올 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    제 1 용매, 제 2 용매 또는 제 3 용매는 동일하거나 다르며; 용매는 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 벤젠, 톨루엔, 에탄올, 아세트산, 아세토니트릴, 부탄올, 카본 테트라클로라이드, 클로로벤젠, 클로로포름, 사이클로헥세인, 1,2-디클로로에테인, 헵테인, 헥세인, 메탄올, 메틸렌 클로라이드, 니트로메테인, 펜테인, 프로판올, 자일렌 및 이의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되며; 용매의 양은 1 w/w% 내지 80 w/w%의 범위이고; 단계 a)에서 용매는 상기 접촉 전에 전자쌍 수용체 또는 전자쌍 공여체에 첨가되고; 접촉은 혼합과 함께 실행되며; 혼합은 5℃ 내지 50℃ 범위의 온도에서 1분 내지 12시간 범위의 시간 동안 실행되고; 혼합은 교반, 밀링, 블렌딩, 정적 혼합, 분쇄 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 기술에 의해 실행되는 것인 방법.
  7. 제 1 항의 이온성 액체를 제조하는 방법에 따라 제조된 이온성 액체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이온성 액체는 화학 반응에서 적용하기 위한 것인 이온성 액체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    화학 반응은 촉매 작용, 알킬화 반응, 트랜스-알킬화 반응, 아실화 반응, 중합 반응, 다이머화 반응, 올리고머화 반응, 아세틸화 반응, 복분해 반응, 고리협동 반응, 공중합 반응 및 이들의 임의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 이온성 액체.
  10. 전자쌍 수용체 및 전자쌍 공여체의 부가물을 제조하는 방법으로,
    상기 방법은 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 부가물을 수득하는 단계를 포함하고,
    전자쌍 수용체 대 전자쌍 공여체의 몰 비(molar ratio)는 1:1 내지 1:5 범위이고,
    전자쌍 수용체는 양이온과 음이온의 염이며, 여기서 양이온은 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 갈륨, 게르마늄, 지르코늄, 스칸듐, 바나듐, 몰리브덴, 루테늄, 로듐, 인듐, 주석, 티타늄, 납, 카드뮴, 수은 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고; 음이온은 아세트산염, 탄산염, 염화물, 시트르산염, 시안화물, 플루오르화물, 질산염, 아질산염, 인산염, 황산염 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고,
    전자쌍 공여체는 포스핀, 아마이드, 알킬 설폭사이드, 에스터, 알코올 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 전자쌍 수용체 및 전자쌍 공여체의 부가물을 제조하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    접촉하는 단계는
    i) 제 1 용매의 존재 또는 부재 하에서 적어도 하나의 전자쌍 수용체를 적어도 하나의 전자쌍 공여체와 접촉시켜 혼합물을 수득하고, 선택적으로 혼합물을 혼합하는 단계; 및
    ii) 단계 i)의 혼합물을 여과하여 여과물을 수득하고, 선택적으로 여과물 또는 단계 i)의 혼합물을 제 2 용액으로 세정한 후 건조하여 부가물을 수득하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    방법은 용매의 존재하에서 실행되고; 용매의 부가는 혼합과 함께 실행되고; 방법은 가열 없이 실행되고; 방법은 비활성 분위기하에서 실행되고; 비활성 분위기는 질소 분위기인 것인 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    전자쌍 공여체는 아민이 아니며; 포스핀은 트라이페닐포스핀, 트라이페닐포스핀 옥사이드, 트라이메틸포스핀, 트라이부틸포스핀 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되며; 아마이드는 우레아, 디메틸 포름아마이드, 아세트아마이드, N-메틸 피롤리딘, 티오우레아, 페닐티오우레아, 아세트아닐리드, 프로판아마이드, 3-메틸부탄아마이드, 디메틸아세트아마이드, 부탄아마이드 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고; 알킬 설폭사이드는 디메틸 설폭사이드이며; 에스터는 아밀 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고; 알코올은 사이클로헥산올, 아이소프로필 알코올 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    제 1 용매, 제 2 용매 또는 제 3 용매는 동일하거나 다르며; 용매는 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 벤젠, 톨루엔, 에탄올, 아세트산, 아세토니트릴, 부탄올, 카본 테트라클로라이드, 클로로벤젠, 클로로포름, 사이클로헥세인, 1,2-디클로로에테인, 헵테인, 헥세인, 메탄올, 메틸렌 클로라이드, 니트로메테인, 펜테인, 프로판올, 자일렌 및 이의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되며; 용매의 양은 1 w/w% 내지 80 w/w%의 범위이고; 단계 a)에서 용매는 상기 접촉 전에 전자쌍 수용체 또는 전자쌍 공여체에 첨가되고; 접촉은 혼합과 함께 실행되며; 혼합은 5℃ 내지 50℃ 범위의 온도에서 1분 내지 12시간 범위의 시간 동안 실행되고; 혼합은 교반, 밀링, 블렌딩, 정적 혼합, 분쇄 및 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 기술에 의해 실행되는 것인 방법.
  15. 제 10 항의 전자쌍 수용체 및 전자쌍 공여체의 부가물을 제조하는 방법에 따라 제조된 부가물.
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