Procedimiento para la producción de líquidos iónicos mediante intercambio aniónico.

Procedimiento para la producción de sales de la Fórmula I

(B+)n x Aydonde

B es un catión,

que contiene un sistema anular heterocíclico con por lo menos un átomo de nitrógeno,

A es un anión y

n es un número entero de 1 a 3

x e y, en cada caso, representan un número entero de 1 a 3 y el producto de x e y es igual a n

mediante reacción de sales de la Fórmula II

(B+)n x C yen

donde B y n, x e y tienen el significado antes indicado y C representa un compuesto diferente de A con uno ovarios grupos carboxilato (denominado para abreviar carboxilatos),

con la sal amónica del anión A o con el ácido protónico del anión A en presencia de amoniaco.

Procedimiento para la producción de líquidos iónicos mediante intercambio aniónico Área técnica La invención hace referencia a un procedimiento para la producción de sales de la Fórmula I

(B+) n x 3 Ay

donde B es un catión que contiene un sistema anular heterocíclico con por lo menos un átomo de nitrógeno, A es un anión y n es un número entero de 1 a 3 x e y, en cada caso, son un número entero de 1 a 3 y el producto de x e es igual a n, mediante reacción de sales de la Fórmula II

(B+) n x Cy

donde B y n, x e y tienen el significado antes indicado y C representa un compuesto diferente de A, con uno o varios grupos carboxilato (denominados para abreviar carboxilatos) ,

con la sal amónica del anión A o con el ácido protónico del anión A en presencia de amoniaco. Las sales con un punto de fusión menor de 200 °C, en particular con un punto de fusión menor de 100 °C, se designan como líquidos iónicos. Particularmente interesantes son los líquidos iónicos, que sean líquidos ya a temperatura ambiente.

Para los líquidos iónicos existen diversos procedimientos de producción. Los líquidos iónicos con cationes amónicos y aniones carboxilato se pueden producir, por ejemplo, por los métodos descritos en la WO 2005/021484 (método del carbonato) o en la WO 91/14678 (procedimiento de Arduengo) . Los líquidos iónicos con otros aniones como aniones carboxilato pueden obtenerse mediante subsiguiente intercambio del anión.

La patente WO 2006/027070 describe uno de estos intercambios aniónicos con empleo de un ácido protónico con un valor del pKa º 14. Según el procedimiento descrito, no se puede obtener un intercambio aniónico completo o sólo mediante complejas medidas procedimentales, por ejemplo, mediante destilación múltiple.

Un objeto de la presente invención es, por consiguiente, un procedimiento simple y efectivo para la producción de sales, particularmente líquidos iónicos, mediante intercambio aniónico. El procedimiento inicialmente definido se ha observado conforme a esto. Para el catión B de las sales de la Fórmula I En el procedimiento conforme a la invención se elaboran sales de la Fórmula I indicada anteriormente.

Los cationes B contienen un sistema anular heterocíclico con por lo menos un átomo de nitrógeno. Los cationes B especialmente preferentes, contienen un sistema anular aromático, heterocíclico con por lo menos un átomo de nitrógeno y de una carga positiva deslocalizada.

Son cationes apropiados en particular, los derivados del imidazolio, del imidazolinio, del pirazolio, del pirazolinio y del piridinio.

Los cationes B contienen un sistema anular heterocíclico con por lo menos un átomo de nitrógeno. Los cationes B especialmente preferentes contienen un sistema anular aromático, heterocíclico con por lo menos un átomo de nitrógeno y una carga positiva deslocalizada.

Son cationes apropiados particularmente los derivados del imidazolio, del imidazolinio, del pirazolio, del pirazolinio y del piridinio.

Los cationes imidazolinio apropiados poseen preferentemente la Fórmula general (VI)

en la que los radicales R11 a R14 significan, independientemente unos de otros, un grupo sulfo o un radical que contiene carbono, orgánico, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos o grupos funcionales con de 1 a 20 átomos de carbono y los radicales R11 a R13 significan adicionalmente, aún independientemente unos de otros, hidrógeno, halógeno o un grupo funcional y el radical R14 puede representar adicionalmente también hidrógeno; o dos radicales adyacentes R11 junto con R12; o R12 junto con R14 ; o R14 junto con R13 significan un radical orgánico divalente, que contiene carbono (con de 1 a 30 átomos de carbono, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido, o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos o grupos funcionales, y los demás radicales son tal y como se han definido anteriormente; y

el radical R10 es un radical que contenie carbono orgánico, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos o grupos funcionales, con de 1 a 20 átomos de carbono.

Los cationes pirazolio apropiados poseen preferentemente la Fórmula general (VII)

en la que los radicales R16 a R19 significan, independientemente unos de otros un grupo sulfo o un radical que contiene carbono, orgánico, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos o grupos funcionales, con de 1 a 20 átomos de carbono y los radicales R16 a R18 significan adicionalmente, aún independientemente unos de otros, hidrógeno, halógeno o un grupo funcional, y el radical R19 puede ser adicionalmente también hidrógeno; o dos radicales adyacentes R16 junto con R17; o R17 junto con R18 ; o R18 junto con R19 significan un radical divalente que contenie carbono, orgánico, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos o grupos funcionales, con de 1 a 30 átomos de carbono y los demás radicales son tal y como se han definido anteriormente; y

el radical R15 es un radical que contiene carbono orgánico, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos o grupos funcionales, con de 1 a 20 átomos de carbono.

Los cationes pirazolinio apropiados poseen preferentemente la Fórmula general (VIII)

en la que los radicales R21 a R24 significan, independientemente unos de otros, un grupo sulfo o un radical que contiene carbono, orgánico, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos, o grupos funcionales con de 1 a 20 átomos de carbono, y los radicales R21 a R23 significan adicionalmente aún independientemente unos de otros hidrógeno, halógeno o un grupo funcional, y el radical R24 puede ser adicionalmente también hidrógeno; o dos radicales adyacentes R21 junto con R22; o R22 junto con R24 ; o R24 junto con R23 significan un radical divalente que contiene carbono, orgánico, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos, o grupos funcionales, con de 1 a 30 átomos de carbono y los demás radicales son tal y como se han definido anteriormente; y

el radical R20 es un radical que contiene carbono orgánico, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos o grupos funcionales, con de 1 a 20 átomos de carbono.

Los cationes piridinio apropiados poseen, de manera preferente, la Fórmula general (IX)

en la que los radicales R26 a R30 significan, independientemente unos de otros, hidrógeno, halógeno, un grupo funcional o un radical que contiene carbono, orgánico, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos, o grupos funcionales con de 1 a 20 átomos de carbono; o dos radicales adyacentes R26 junto con R27; o R27 junto con R28; o R28 junto con R29 o R29 junto con R30 significan un radical divalente que contiene carbono, orgánico, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos o grupos funcionales, con de 1 a 30 átomos de carbono y los demás radicales son tal y como se han definido anteriormente;

y el radical R25 es un radical que contiene carbono orgánico, saturado o insaturado, acíclico o cíclico, alifático, aromático o aralifático, no sustituido o interrumpido o sustituido por de 1 a 5 heteroátomos o grupos funcionales, con de 1 a 20 átomos de carbono.

Para obtener el anión A de las sales de la Fórmula I

En el procedimiento conforme a la invención se sustituye un anión carboxilato (véase la Fórmula II) por otro anión. Mientras A represente en la Fórmula I un carboxilato, éste debería ser un carboxilato diferente al de la Fórmula II.

El anión A puede ser mono-, di- o trivalente, preferentemente monovalente (y = 1) . Le corresponden entonces también x = 1 y n = 1.

El anión es particularmente fluoruro; hexafluorofosfato; hexafluoroarsenato;... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de sales de la Fórmula I Ay

(B+) n x

donde B es un catión, que contiene un sistema anular heterocíclico con por lo menos un átomo de nitrógeno, A es un anión y n es un número entero de 1 a 3 x e y, en cada caso, representan un número entero de 1 a 3 y el producto de x e y es igual a n mediante reacción de sales de la Fórmula II

(B+) n x Cy

en donde B y n, x e y tienen el significado antes indicado y C representa un compuesto diferente de A con uno o varios grupos carboxilato (denominado para abreviar carboxilatos) ,

con la sal amónica del anión A o con el ácido protónico del anión A en presencia de amoniaco.

2. Procedimiento conforme a la Reivindicación 1, caracterizado porque se trata de de un catión de imidazolio.

3. Procedimiento conforme a una de las Reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el anión es cloruro, trifluoracetato, metilsulfonato o Rhodanid.

4. Procedimiento conforme a una de las Reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la sal de la Fórmula I es una sal de imidazolio de la Fórmula III

donde A y n, x e y tienen el significado antes indicado, R1 y R3, independientemente unos de otros, representan un radical orgánico con de 1 a 20 átomos de carbono y R2, R4, y R5, independientemente unos de otros, representan un átomo de hidrógeno o representan un radical

orgánico con de 1 a 20 átomos de carbono.

5. Procedimiento conforme a una de las Reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los carboxilatos C en la Fórmula II son compuestos con de 1 a 20 átomos de carbono y de uno a tres grupos carboxilato.

6. Procedimiento conforme a una de las Reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los carboxilatos C en la Fórmula II son aniones de los ácidos C1 a C10-alcanocarboxílicos.

7. Procedimiento conforme a una de las Reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la sal de la Fórmula II 30 reacciona con la sal amónica del anión A.

8. Procedimiento conforme a una de las Reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la sal de la Fórmula II reacciona con el ácido protónico del anión A en presencia de amoniaco.

9. Procedimiento conforme a la Reivindicación 8, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo con una disolución que contiene amoniaco y el ácido protónico del anión A.

10. Procedimiento conforme a una de las Reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque, en o tras la reacción, se separa por destilación la sal amónica del anión C (carboxilato amónico) y/o amoniaco y el correspondiente ácido protónico del carboxilato.