KALB, Roland (Gösserstrasse 44, Leoben, A-8700, AT)
Patentansprüche
1. Verwendung einer ionischen Flüssigkeit als Extraktionsmedium für eine Extraktion, wobei ein Abtrennen eines Extraktes auf einer Wechselwirkung zwischen dem Extraktionsmedium und einem magnetischen Feld beruht.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei die ionische Flüssigkeit eine paramagnetische ionische Flüssigkeit ist.
3. Verwendung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Extraktion eine flüssig/flüssig oder flüssig/fest oder flüssig/gasförmig Extraktion ist.
4. Verwendung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die paramagnetische ionische Flüssigkeit ein Anion aufweist, dass eine übergangsmetallverbindung aufweist.
5. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die paramagnetische ionische Flüssigkeit ein Kation aufweist, dass ein übergangsmetall und/oder eine übergangsmetallverbindung aufweist.
6. Verwendung gemäß Anspruch 5, wobei die paramagnetische ionische Flüssigkeit einer der allgemeinen
Formeln
[A] + [M +V X V+1 ] " ,
([A] + ) 2 [M +v X v+2 ] 2" , oder ([A] + ) 3 [M +v X v+3 ] 3 - entspricht, wobei [A] + für ein quaternäres Ammonium-Kation [R 1 R 1 R 2 R 3 N] + , ein Phosphonium-Kation [R 17 R 1 R 2 R 3 P] + , ein Sulfonium-Kation [R 17 R 1 R 2 S] + oder ein heteroaromatisches Kation steht, wobei M +v ein übergangsmetallatom mit der Oxidationszahl +v und wobei X ein Ion bzw. ein Ligand mit der Ladungszahl -1 ist.
7. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die paramagnetische ionische Flüssigkeit eine Lösung eines paramagnetischen anorganischen und/oder organischen Salzes in einer nicht paramagnetischen ionischen Flüssigkeit aufweist.
8. Verwendung gemäß Anspruch 7, wobei die nicht paramagnetische ionische Flüssigkeit der allgemeinen Formel ([A] + ) a [B] a" entspricht, wobei [A] + für ein quaternäres Ammonium-Kation [R 1 R 1 R 2 R 3 N] + , ein Phosphonium-Kation [R 17 R 1 R 2 R 3 P] + , ein Sulfonium-Kation [R 17 R 1 R 2 S] + oder ein heteroaromatisches Kation steht.
9. Verwendung gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das paramagnetische Salz einen Schmelzpunkt von unter 200 0 C aufweist.
10. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die paramagnetische ionische Flüssigkeit eine Lösung eines paramagnetischen anorganischen und/oder paramagnetischen organischen
Salzes in einer ionischen Flüssigkeit aufweist, und wobei die paramagnetische ionische Flüssigkeit einen Schmelzpunkt von unter 200 0 C aufweist.
11. Verfahren zum Extrahieren einer Komponente aus einem Extraktionsgut, wobei das Verfahren aufweist:
Erzeugen eines Extrakts der Komponente und eines Extraktionsmediums mittels in Kontaktbringens des Extraktionsgutes mit dem Extraktionsmedium, welches eine ionische Flüssigkeit aufweist, und Abtrennen des Extrakts mittels eines magnetischen Feldes.
12. Vorrichtung zum Extrahieren einer Komponente aus einem Extraktionsgut, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Extraktionsmedium zum Extrahieren einer Komponente aus einem
Extraktionsgut, wobei das Extraktionsmedium eine ionische Flüssigkeit aufweist, und eine Einheit zum Erzeugen eines magnetischen Feldes zum Abtrennen eines Extraktes.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die ionische Flüssigkeit eine paramagnetische Flüssigkeit ist.
14. Extraktionsmedium zum Extrahieren einer Komponente aus einem Extraktionsgut, wobei das Extraktionsmedium eine paramagnetische ionische Flüssigkeit aufweist. |
Anwendung magnetischer, ionischer Flüssigkeiten als Extraktionsmittel
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, welches ionische Flüssigkeiten, insbesondere magnetische ionische Flüssigkeiten, zur Extraktion, insbesondere zur flüssigflüssig, flüssig-fest oder flüssig-gasförmig Extraktion, einsetzt, wobei die Trennung der Phasen in einem Magnetfeld stattfindet.
Gebiet der Erfindung
Ionische Flüssigkeiten sind - im Sinne der anerkannten Literatur (z.B. Wasserscheid, Peter; Welton, Tom (Eds.); „Ionic Liquids in Synthesis", Verlag Wiley-VCH 2003; ISBN 3-527-30515-7; Rogers, Robin D.; Seddon, Kenneth R. (Eds.); „Ionic Liquids - Industrial Applications to Green Chemistry", ACS Symposium Series 818, 2002; ISBN 0841237891") - flüssige organische Salze oder Salzgemische bestehend aus organischen Kationen und organischen oder anorganischen Anionen, mit Schmelzpunkten von unter 100 0 C. In diesen Salzen können zusätzlich anorganische Salze gelöst sein und des Weiteren auch molekulare Hilfsstoffe. Im Sinne dieser Anmeldung sehen wir die willkürlich mit 100 0 C festgelegte Grenze des Schmelzpunktes ionischer Flüssigkeiten in weiterem Sinne und schließen somit auch solche Salzschmelzen ein, die einen Schmelzpunkt von über 100 0 C, aber unter 200 0 C haben. Sie unterscheiden sich nämlich ansonsten nicht in Ihren Eigenschaften.
Ionische Flüssigkeiten weisen äußerst interessante Eigenschaften auf, wie beispielsweise einen sehr geringen bis nahezu nicht messbaren Dampfdruck, einen sehr großen Liquidusbereich, gute elektrische Leitfähigkeit und ungewöhnliche Solvatations-Eigenschaften. Diese Eigenschaften prädestinieren sie für den Einsatz in verschiedenen Bereichen technischer Anwendungen. So können sie beispielsweise als Lösungsmittel (bei organischer und anorganischer Synthese im Allgemeinen, bei der übergangsmetallkatalyse, der Biokatalyse, der Phasentransfer-Katalyse, bei Mehrphasen-Reaktionen, in der Photochemie, in der
Polymersynthese und der Nanotechnologie), als Extraktionsmittel (bei der flüssig-flüssig- und der flüssig-gasförmigen-Extraktion im Allgemeinen, der Entschwefelung von Rohöl, der Entfernung von Schwermetallen aus Abwässern, der Flüssigmembranextraktion), als Elektrolyte (in Batterien, Brennstoffzellen, Kondensatoren, Solarzellen, Sensoren, in der Elektrochromie, der Galvanotechnik, in der elektrochemischen Metallbearbeitung, in der elektrochemischen Synthese im Allgemeinen, bei der elektroorganischen Synthese, der Nanotechnologie), als Schmierstoffe, als Thermofluide, als Gele, als Reagenzien zur organischen Synthese, in der „Green Chemistry" (Ersatz für Volatile Organic Compounds), als Antistatika, in Spezialanwendungen der Analytik (Gaschromatographie, Massenspektroskopie,
Kapillarzonenelektrophorese), als Flüssigkristalle, etc. (unvollständige Aufzählung) eingesetzt werden. Diesbezüglich wird beispielsweise auf „Rogers, Robin D.; Seddon, Kenneth R. (Eds.); Ionic Liquids - Industrial Applications to Green Chemistry, ACS Symposium Series 818, 2002; ISBN 0841237891" und „Wasserscheid, Peter; Welton, Tom (Eds.); Ionic Liquids in Synthesis, Verlag Wiley-VCH 2003; ISBN 3527305157" verwiesen.
Kurzdarstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung mag es sein, flüssige Extraktionsmedien zu finden, welche unabhängig von der Einwirkung der Gravitationskraft und/oder der Zentrifugalkraft und unabhängig vom Dichteunterschied der beiden Phasen getrennt werden können und welche möglicherweise zudem in Ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften in breitem Umfang an ein gegebenes Trennproblem anpassbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die Verwendung einer ionischen Flüssigkeit, einer Vorrichtung zum Extrahieren, einem Verfahren zum Extrahieren und Extraktionsmedium gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere beispielhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem beispielhaften Aspekt wird die Verwendung einer ionischen
Flüssigkeit als Extraktionsmedium für eine Extraktion bereitgestellt, wobei die Extraktion auf einer Wechselwirkung zwischen dem Extraktionsmedium und
einem magnetischen Feld beruht. Insbesondere mag die ionische Flüssigkeit einen Schmelzpunkt von unter 200 0 C aufweisen. Bevorzugt weist die ionische Flüssigkeit einen Schmelzpunkt von unter 100 0 C und besonders bevorzugt von unter 20 0 C auf.
Gemäß einem beispielhaften Aspekt wird ein Verfahren zum Extrahieren einer Komponente aus einem Extraktionsgut bereitgestellt, wobei das Verfahren auf ein Erzeugen eines Extrakts der Komponente und eines Extraktionsmediums mittels in Kontaktbringens des Extraktionsgutes mit dem Extraktionsmedium, welches eine ionische Flüssigkeit aufweist, und ferner ein Abtrennen des Extrakts mittels eines magnetischen Feldes aufweist.
Gemäß einem beispielhaften Aspekt wird eine Vorrichtung zum Extrahieren einer Komponente aus einem Extraktionsgut bereitgestellt, wobei die Vorrichtung ein Extraktionsmedium zum Extrahieren einer Komponente aus einem Extraktionsgut, wobei das Extraktionsmedium eine ionische Flüssigkeit aufweist, und eine Einheit zum Erzeugen eines magnetischen Feldes zum Abtrennen eines Extraktes aufweist. Insbesondere mag die ionische Flüssigkeit eine paramagnetische Flüssigkeit ist.
Gemäß einem beispielhaften Aspekt wird ein Extraktionsmedium zum Extrahieren einer Komponente aus einem Extraktionsgut bereitgestellt, wobei das Extraktionsmedium eine paramagnetische ionische Flüssigkeit aufweist.
Im Folgenden werden Ausgestaltungen der Verwendung eines Extraktionsmediums beschrieben. Die Merkmale der Ausgestaltungen gelten jedoch ebenso für das Verfahren zum Extrahieren, die Vorrichtung zum Extrahieren und das Extraktionsmittel.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die ionische Flüssigkeit eine paramagnetische ionische Flüssigkeit.
Unter einer paramagnetischen ionischen Flüssigkeit mag insbesondere eine ionische Flüssigkeit verstanden werden, welche zusätzlich die Eigenschaft aufweißt, bei Anlegen eines äußeren, inhomogenen Magnetfeldes eine Kraft zu
erfahren, welche diese in das Magnetfeld hineinzieht, sodass diese also eine magnetische Suszeptibilität > 1 hat.
Bei einer solchen Anwendung von ionischen Flüssigkeiten mag die Optimierung der Eigenschaften für die jeweilige extraktive Anwendung in weiten Grenzen durch eine Variation der Struktur von Anion und Kation bzw. eine Variation ihrer Kombination erfolgen, was den ionischen Flüssigkeiten übrigens ganz allgemein die Bezeichnung „Designer Solvents" (siehe beispielsweise Freemantle, M.; Chem. Eng. News, 78, 2000, 37) eingebracht hat.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Extraktion eine flüssig/flüssig oder flüssig/fest oder flüssig/gasförmig Extraktion.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die paramagnetische ionische Flüssigkeit ein Anion auf, dass eine übergangsmetallverbindung aufweist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die paramagnetische ionische Flüssigkeit ein Kation auf, dass ein übergangsmetall und/oder eine übergangsmetallverbindung aufweist.
Der Vollständigkeit sei hierbei darauf hingewiesen, dass unter übergangsmetallen It. der IUPAC-Regel 1.21 insbesondere die Elemente der Ordnungszahlen 21-30, 39-48, 57-80, 89-103, 104 bis zum hypothetischen 112 verstanden werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform entspricht die paramagnetische ionische Flüssigkeit einer der allgemeinen Formeln [A] + [M +v X v+ i] ~ , ([A] + ) 2 [M +v X v+2 ] 2" , oder ([A] + ) 3 [M +v X v+3 ] 3" , wobei [A] + für ein quaternäres Ammonium-Kation [R 1 R 1 R 2 R 3 N] + , ein Phosphonium-Kation [R 1 R 1 R 2 R 3 P] + , ein Sulfonium-Kation [R 1 R 1 R 2 S] + oder ein heteroaromatisches Kation steht, wobei M +v ein übergangsmetallatom mit der Oxidationszahl +v und wobei X ein Ion bzw. ein Ligand mit der Ladungszahl -1 ist. R 1 , R 1 , R 2 und R 3 mögen hierbei Reste sein, welche nachfolgend genauer beschrieben werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die paramagnetische ionische
Flüssigkeit eine Lösung eines paramagnetischen anorganischen und/oder organischen Salzes in einer nicht paramagnetischen ionischen Flüssigkeit auf. D.h. die paramagnetische ionische Flüssigkeit mag dadurch erzeugt werden, indem ein paramagnetisches anorganisches oder paramagnetisches organisches Salz in einer an sich nicht paramagnetischen ionischen Flüssigkeit gelöst oder mit dieser gemischt wird.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform entspricht die nicht paramagnetische ionische Flüssigkeit der allgemeinen Formel ([A] + ) a [B] a~ , wobei [A] + für ein quaternäres Ammonium-Kation [R 1 R 1 R 2 R 3 N] + , ein Phosphonium- Kation [R 17 R 1 R 2 R 3 P] + , ein Sulfonium-Kation [R 17 R 1 R 2 S] + oder ein heteroaromatisches Kation steht. R 1' , R 1 , R 2 und R 3 mögen hierbei Reste sein, welche nachfolgend genauer beschrieben werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist das paramagnetische Salz einen Schmelzpunkt von unter 200 0 C auf. Insbesondere mag das paramagnetische Salz einen Schmelzpunkt von unter 100 0 C und bevorzugt von unter 20 0 C aufweisen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die paramagnetische ionische Flüssigkeit eine Lösung eines paramagnetischen anorganischen und/oder paramagnetischen organischen Salzes in einer ionischen Flüssigkeit auf und die paramagnetische ionische Flüssigkeit weist einen Schmelzpunkt von unter 200 0 C auf. Insbesondere mag die paramagnetische Flüssigkeit einen Schmelzpunkt von unter 100 0 C und bevorzugt von unter 20 0 C aufweisen. D.h. die paramagnetische ionische Flüssigkeit, welche dann als Extraktionsmedium verwendet wird, mag dadurch erzeugt werden, indem ein paramagnetisches anorganisches oder paramagnetisches organisches Salz in einer an sich nicht paramagnetischen ionischen Flüssigkeit oder in einer bereits selber paramagnetischen Flüssigkeit gelöst oder mit dieser gemischt wird.
Paramagnetische Salze mögen insbesondere Salze (und Ihre Lösungen in molekularen Lösungsmitteln) sein, welche in ein inhomogenes äußeres
Magnetfeld hineingezogen werden. Beispiele hierfür mögen z.B. FeCI 3 und viele Verbindungen der seltenen Erden und der Actinoide. Ihnen gemeinsam ist die
Existenz von einsamen Elektronen, z. B. in so genannten „High Spin" Komplexen.
Als Beispiele für magnetische Flüssigkeiten mögen so genannte Ferrofluide genannt werden, welche keine echten Flüssigkeiten sind, sondern Suspensionen von bis zu Nano fein vermahlenen Ferrit-Partikeln, d .h. Ferrit-Partikeln (feste Stoffe), welche bis auf wenige Mikrometer bis einige Nanometer vermählen sind, in diversen Lösungsmitteln. Sie zeigen starke Reaktion auf äußere Magnetfelder.
Ein Beispiel für eine magnetische ionische Flüssigkeit ist l-Butyl-3- methylimidazolium-tetrachloroferrat (III) publiziert (Hayashi, Satoshi; Hamaguchi, Hiro-o. Chemistry Letters (2004), 33(12), 1590-1591.). Diese Substanz weißt eine verhältnismäßig große magnetische Suszeptibilität von χ = 40 10 "6 emu/g (electro magnetic units) auf und ist paramagnetisch.
Gemäß einem beispielhaften Aspekt werden paramagnetische ionische Flüssigkeiten als Extraktionsmedien für die flüssig/flüssig oder flüssig/fest oder flüssig/gasförmig Extraktion eingesetzt und in einem magnetischen Feld abgetrennt.
Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden und im Folgenden beschrieben werden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen bzw. Verwendungsansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
Grundvoraussetzung einer paramagnetischen Wechselwirkung mit einem Magnetfeld, ist die Anwesenheit von Atomen, Molekülen oder Ionen mit „einsamen" Elektronen. Prinzipiell kommen dabei a.) Radikale b.) oder chemische Verbindungen der übergangsmetalle (It. IUPAC-Regel 1.21
Elemente der Ordnungszahlen 21-30, 39-48, 57-80, 89-103, 104 bis zum hypothetischen 112) in Frage.
Exemplarische Ausführungsbeispiel von paramagnetischen ionischen Flüssigkeiten weisen folgende Strukturmerkmale auf:
a. übergangsmetallverbindung als Anion, b. oder übergangsmetall bzw. übergangsmetallverbindung als Kation, c. oder Lösung eines paramagnetischen anorganischen oder organischen Salzes in einer ionischen Flüssigkeit mit den Strukturmerkmalen a. und/oder b. oder in einer nicht paramagnetischen ionischen Flüssigkeit, wobei es unerheblich ist, ob das paramagnetische Salz dabei mit der ionischen Flüssigkeit reagiert oder nicht, d. oder beliebige Mischung von ionischen Flüssigkeiten mit den Strukturmerkmalen a.-c,
- wobei die nicht paramagnetische ionische Flüssigkeit in c. der allgemeinen Formel I
([A] + ) a [B] a - (I),
entspricht, in der
[A] + für ein quaternäres Ammonium-Kation [R 1 R 1 R 2 R 3 N] + , ein Phosphonium-Kation [R 17 R 1 R 2 R 3 P] + , ein Sulfonium-Kation [R 17 R 1 R 2 S] + oder ein heteroaromatisches Kation steht,
R 1 , R 1' , R 2 , R 3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, ggf. sub. Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl oder Heteroaryl stehen; oder zwei der Reste R 1 , R 1' , R 2 , R 3 bilden gemeinsam mit dem Heteroatom, an welchem sie gebunden sind einen Ring aus, wobei dieser gesättigt oder ungesättigt, unsubstituiert oder substituiert ist und wobei diese Kette durch ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe O, S, NH oder N-Ci-C 4 -Alkyl unterbrochen sein kann, und [B] a~ ein beliebiges Anion mit der negativen Ladung a sein kann.
Der Heteroaromat der Formel ist üblicherweise ein 5- oder 6-gliedriger Heteroaromat, der mindestens ein Stickstoffatom sowie gegebenenfalls ein Sauerstoff- oder Schwefelatom aufweist, und der unsubstituiert oder substituiert ist und/oder anneliert ist, vorzugsweise ist der Heteroaromat der Formel IIb ausgewählt aus der Gruppe:
wobei die Reste folgende Bedeutung haben :
R für Wasserstoff, Ci-C 30 -Alkyl, C 3 -Ci 2 -Cycloalkyl, C 2 -C 30 -Alkenyl, C 3 -Ci 2 -
Cycloalkenyl, C 2 -C 3 o-Alkinyl, Aryl oder Heteroaryl, wobei die 7 letztgenannten Reste ein oder mehrere Halogenreste tragen können und/oder 1 bis 3 Reste ausgewählt aus der Gruppe Ci-Ce-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, C 3 -C 7 -Cycloalkyl, Halogen, OR C , SR C , NR c R d , COR C , COOR C , CO-NR c R d , wobei R c und R d für Wasserstoff, Ci-C 6 -Alkyl, Ci-C 6 -
Halogenalkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, ToIyI oder Benzyl steht;
R 1 , R 1 , R 2 , R 3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, ggf. sub. Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl oder Heteroaryl stehen; oder zwei der Reste R 1 , R 1' , R 2 , R 3 bilden gemeinsam mit dem Heteroatom, an welchem sie gebunden sind einen Ring aus, wobei dieser gesättigt oder ungesättigt, unsubstituiert oder substituiert ist und wobei diese Kette durch ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe O, S, NH oder N-Ci-C 4 -Alkyl unterbrochen sein kann;
R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, Nitro, Cyano, OR C , SR C , NR c R d , COR C , COOR C , CO-NR c R d , Ci-C 3 o-Alkyl, C 3 -Ci 2 - Cycloalkyl, C 2 -C 30 -Alkenyl, C 3 -Ci 2 -Cycloalkenyl, Aryl oder Heteroaryl, wobei die 6 letztgenannten Reste ein oder mehrere Halogenreste tragen können und/oder 1 bis 3 Reste ausgewählt aus der Gruppe Ci-
Ce-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, C 3 -C 7 -Cycloalkyl, Halogen, OR C , SR C , NR c R d , COR C , COOR C , CO-NR c R d , wobei R c und R d unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci-C 6 -Alkyl, Ci-C 6 -Halogenalkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, ToIyI oder Benzyl stehen; oder zwei der Reste R, R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , welche benachbart sind, bilden gemeinsam mit dem Atom, an welchem sie gebunden sind einen Ring aus, wobei dieser ungesättigt oder aromatisch, unsubstituiert oder substituiert ist und wobei die durch die betreffenden Reste gebildetete Kette durch ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe O, S, N, NH oder N-Ci-C 4 -Alkyl unterbrochen sein kann,
R e , R f , R 9 , R h unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci-C 6 - AI ky I, Aryl-,
Heteroaryl-, C 3 -C 7 -Cycloalkyl, Halogen, OR C , SR C , NR c R d , COOR C , CO-
NR c R d oder COR C substituiert ist, wobei R c , R d unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci-Ce-Alkyl, Ci-Ce-Halogenalkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, ToIyI oder Benzyl stehen;
vorzugsweise für
Wasserstoff, Halogen oder Ci-Ce-Alkyl, insbesondere Wasserstoff oder
[B] 3" ist vorzugsweise
Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid; Hexafluorophosphat; Hexafluoroarsenat; Hexafluoroantimonat; Trifluoroarsenat; Nitrit; Nitrat; Sulfat; Hydrogensulfat; Carbonat; Hydrogencarbonat; Alkylcarbonat;
Arylcarbonat; Phosphat; Hydrogenphosphat; Dihydrogenphosphat; tetrasubstituiertes Borat der allgemeinen Formel (Va) [BR 1 R^R 1 ] " , wobei R 1 bis R 1 unabhängig voneinander für Fluor oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit
1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, stehen;
organisches Sulfonat der allgemeinen Formel (Vb) [R m -SC>3] ~ , wobei R m für einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
organisches Sulfat der allgemeinen Formel (Vc) [R m -OSθ3] ~ , wobei R m für einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder
mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
Carboxylat der allgemeinen Formel (Vd) [R n -COO] ~ , wobei R n für Wasserstoff oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
(Fluoralkyl)fluorphosphat der allgemeinen Formel (Ve) [PF x (CyF 2 y + i -z H z ) 6-x ] ~ , wobei 1 ≤x ≤6, 1 ≤y ≤8 und 0 ≤z ≤ 2y+ l; oder
Imid der allgemeinen Formeln (Vf) [R°-SO 2 -N-SO 2 -R P ] " , (Vg) [R r -SO 2 -N-
CO-R 5 ] " oder (Vh) [R t -CO-N-CO-R"] " , wobei R 0 bis R u unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, stehen; steht.
Organisches Phosphat der allgemeinen Formel (Vi) [R m -OPO 4 ] 2" oder (Vj)
[R m -OPO 2 -OR n ] ~ wobei R m für einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, und wobei R n für Wasserstoff oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten
und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
Die Ladung "a-" des Anions [Bf " beträgt "1-", "2-" oder "3-". Als Beispiele zweifach negativ geladener Anionen seien Sulfat, Hydrogenphosphat und
Carbonat genannt. Als Beispiel eines dreifach negativ geladenen Anions sei Phosphat genannt.
Als Kohlenstoff enthaltende organische, gesättigte oder ungesättigte, acyclische oder cyclische, aliphatische, aromatische oder araliphatische
Reste mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen die Reste R 1 bis R 1 beim tetrasubstituiertes Borat (Va), der Rest R m beim organischen Sulfonat (Vb) und Sulfat (Vc), der Rest R n beim Carboxylat (Vd) und die Reste R 0 bis R u bei den Imiden (Vf), (Vg) und (Vh) unabhängig voneinander bevorzugt für
Ci- bis C 30 -Alkyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO-, - CO-O- oder -CO-N< substituierte Komponenten, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2- Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-l-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-l-butyl, 3-Methyl-l- butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-l-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-l-pentyl, 3-Methyl-l-pentyl, 4-Methyl-l- pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2- Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-l- butyl, 3,3-Dimethyl-l-butyl, 2-Ethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3-
Dimethyl-2-butyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl, Icosyl, Henicosyl, Docosyl, Tricosyl, Tetracosyl, Pentacosyl, Hexacosyl, Heptacosyl, Octacosyl, Nonacosyl, Triacontyl, Phenylmethyl (Benzyl), Diphenylmethyl, Triphenylmethyl, 2-Phenylethyl, 3-Phenylpropyl,
Cyclopentylmethyl, 2-Cyclopentylethyl, 3-Cyclopentylpropyl,
Cyclohexylmethyl, 2-Cyclohexylethyl, 3-Cyclohexylpropyl, Methoxy, Ethoxy, Formyl, Acetyl oder CnF 2 (n-a) + (i-b)H 2 a + b mit n ≤30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1 (beispielsweise CF 3 , C 2 F 5 , CH 2 CH 2 -C(n- 2 )F 2(n - 2 ) + i, C 6 Fi 3 , C 8 Fi 7 , C I QF 2I , Ci 2 F 25 );
C 3 - bis Ci 2 -Cycloalkyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-O-substituierte Komponenten, wie beispielsweise Cyclopentyl, 2-Methyl-l-cyclopentyl, 3- Methyl-1-cyclopentyl, Cyclohexyl, 2-Methyl-l-cyclohexyl, 3-Methyl-l- cyclohexyl, 4-Methyl-l-cyclohexyl oder CnF2(n-a)-(i-b)H 2a -b mit n ≤30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1;
C 2 - bis C 30 -Alkenyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-O-substituierte
Komponenten, wie beispielsweise 2-Propenyl, 3-Butenyl, cis-2-Butenyl, trans-2-Butenyl oder CnF2(n-a)-(i-b)H 2a -b mit n ≤30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder
1;
C 3 - bis Ci 2 -Cycloalkenyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-O-substituierte Komponenten, wie beispielsweise 3-Cyclopentenyl, 2-Cyclohexenyl, 3- Cyclohexenyl, 2,5-Cyclohexadienyl oder CnF2(n-a)-3(i-b)H 2a - 3 b mit n ≤30, 0 ≤ a
≤ n und b = 0 oder 1; und
Aryl oder Heteroaryl mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen und deren alkyl-, aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-O-substituierte Komponenten, wie beispielsweise Phenyl, 2-Methyl-phenyl (2-ToIyI), 3-Methyl-phenyl (3-
ToIyI), 4-Methyl-phenyl, 2-Ethyl-phenyl, 3-Ethyl-phenyl, 4-Ethyl-phenyl, 2,3-Dimethyl-phenyl, 2,4-Dimethyl-phenyl, 2,5-Dimethyl-phenyl, 2,6- Dimethyl-phenyl, 3,4-Dimethyl-phenyl, 3,5-Dimethyl-phenyl, 4-Phenyl- phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, 1-Pyrrolyl, 2-Pyrrolyl, 3-Pyrrolyl, 2- Pyridinyl, 3-Pyridinyl, 4-Pyridinyl oder C 6F (5-a)H a mit 0 ≤a ≤5.
Handelt es sich bei dem Anion [B] 3" um ein tetrasubstituiertes Borat (Va) [BR 1 R 1 R 1 ^ 1 ] " , so sind bei diesem bevorzugt alle vier Reste R 1 bis R 1 identisch, wobei diese bevorzugt für Fluor, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, Phenyl, 3,5-Bis(trifluormethyl)phenyl stehen. Besonders bevorzugte tetrasubstituierte Borate (Va) sind Tetrafluoroborat, Tetraphenylborat und Tetra[3,5-bis(trifluormethyl)phenyl]borat.
Handelt es sich bei dem Anion [B] 3" um ein organisches Sulfonat (Vb) [R m - SO 3 ] " oder Sulfat (Vc) [R m -OSO 3 ] " so steht der Rest R m bevorzugt für
Methyl, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, p-Tolyl oder C 9 Fi 9 . Besonders bevorzugte organische Sulfonate (Vb) sind Trifluormethansulfonat (Triflat), Methansulfonat, Nonadecafluorononansulfonat (Nonaflat) und p- Toluolsulfonat; besonders bevorzugte organische Sulfate (Vc) sind Methylsulfat, Ethylsulfat, n-Propylsulfat, i-Propylsulfat, Butylsulfat,
Pentylsulfat, Hexylsulfat, Heptylsulfat, Octylsulfat, Nonylsulfat und Decylsulfat sowie längerkettige n-Alkylsulfate; Benzylsulfat, Alkylarlysulfat.
Handelt es sich bei dem Anion [B] 3" um ein Carboxylat (Vd) [R n -COO] ~ , so steht der Rest R n bevorzugt für Wasserstoff, Trifluormethyl,
Pentafluorethyl, Phenyl, Hydroxy-phenyl-methyl, Trichlormethyl, Dichlormethyl, Chlormethyl, Trifluormethyl, Difluormethyl, Fluormethyl oder unverzweigtes oder verzweigtes Ci- bis Ci 2 -Alkyl, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-l-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-
Methyl-1-butyl, 3-Methyl-l-butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2- Dimethyl-1-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-l-pentyl, 3- Methyl-1-pentyl, 4-Methyl-l-pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2-Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-l- butyl, 2,3-Dimethyl-l-butyl, 3,3-Dimethyl-l-butyl, 2-Ethyl-l-butyl, 2,3-
Dimethyl-2-butyl, 3,3-Dimethyl-2-butyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl. Besonders bevorzugte Carboxylate (Vc) sind Formiat, Acetat, Propionat, Butyrat, Valeriat, Benzoat, Mandelat, Trichloracetat, Dichloracetat, Chloracetat, Trifluoracetat, Difluoracetat, Fluoracetat.
Handelt es sich bei dem Anion [B] 3" um ein (Fluoralkyl)fluorphosphat (Ve) [PF x (C y F 2y+ i -z H z ) 6-x ] ~ , so ist z bevorzugt 0. Besonders bevorzugt sind (Fluoralkyl)fluorphosphate (Ve), bei denen z = 0, x = 3 und 1 ≤ y ≤ 4, konkret [PF 3 (CFs) 3 ] " , [PF 3 (C 2 Fs) 3 ] " , [PF 3 (C 3 Fy) 3 ] " und [PF 3 (C 4 Fy) 3 ] " .
Handelt es sich bei dem Anion [B] 3" um ein Imid (Vf) [R°-SO 2 -N-SO 2 -R P ] " ,
(Vg) [R 1- -SO 2 -N-CO-R 5 ] " oder (Vh) (R'-CO-N-CO-R"] " , so stehen die Reste R 0 bis R u unabhängig voneinander bevorzugt für Wasserstoff, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, Phenyl, Trichlormethyl, Dichlormethyl, Chlormethyl,
Trifluormethyl, Difluormethyl, Fluormethyl oder unverzweigtes oder verzweigtes Ci- bis Ci 2 -Alkyl, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2- Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-l-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-l-butyl, 3-Methyl-l- butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-l-propyl, 1-Hexyl,
2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-l-pentyl, 3-Methyl-l-pentyl, 4-Methyl-l- pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2- Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-l- butyl, 3,3-Dimethyl-l-butyl, 2-Ethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3- Dimethyl-2-butyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl .
Besonders bevorzugte Imide (Vf), (Vg) und (Vh) sind [F 3 C-SO 2 -N-SO 2 - CF 3 ] " , [F 3 C-SO 2 -N-CO-CF 3 ] " , [F 3 C-CO-N-CO-CF 3 ] " und jene, in denen die Reste R 0 bis R u unabhängig voneinander für Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Phenyl, Trichlormethyl, Dichlormethyl, Chlormethyl, Trifluormethyl, Difluormethyl oder Fluormethyl stehen.
- wobei das paramagnetische anorganische oder org . Salz bevorzugt ausgewählt ist aus
CeS, CeCI 3 , CeF 3 , Ce 2 S 3 , CeO 2 , CsO 2 , CrCI 2 , CrCI 3 , CrF 3 , Cr 2 O 3 , Cr 2 (SO 4 ) 3 , CrO 3 , CoBr 2 , CoCI 2 , CoCI 2 - 6 H 2 0, Co(CN) 2 , CoF 2 , CoI 2 , CoSO 4 , CoS, Co 3 O 4 ,
CoF 3 , Co 2 O 3 , CuBr 2 , CuCI 2 , CuCI 2 -2H 2 O, CuF 2 , CuF 2 - 2 H 2 O, Cu(OH) 2 , Cu(NO 3 ) 2 -3H 2 O, Cu(NO 3 ) 2 -6H 2 O, CuO, CuSO 4 , CuSO 4 -5H 2 O, Dy 2 O 3 , Dy 2 S 3 , Er 2 O 3 , Er 2 (SO 4 ) 3 -8H 2 O, Er 2 S 3 , EuBr 2 , EuCI 2 , EuF 2 , EuI 2 , EuS, Eu 2 O 3 , Eu 2 (SO 4 ) 3 , GdCI 3 , Gd 2 O 3 , Gd 2 (SO 4 ) 3 -8H 2 O, Gd 2 S 3 , Ho 2 O 3 , IrO 2 , FeBr 2 , FeCO 3 , FeCI 2 , FeCI 2 -4H 2 O, FeF 2 , FeI 2 , FeO, FeSO 4 , FeSO 4 - H 2 O, FeSO 4 - 7 H 2 O,
FeS, FeCI 3 , FeCI 3 -OH 2 O, FeF 3 , FeF 3 -3H 2 O, Fe(NO 3 ) 3 -9H 2 O, MnBr 2 , MnCO 3 , MnCI 2 , MnCI 2 -4H 2 O, MnF 2 , Mn(OH) 2 , MnI 2 , MnO, MnSO 4 , MnSO 4 - H 2 O, MnSO 4 - 4 H 2 O, MnS(α), MnS(b), Mn 3 O 4 , MnF 3 , Mn 2 O 3 , MnO 2 , MoBr 3 , MoCI 3 , MoBr 4 , MoCI 4 , MoO 2 , MoCI 5 , NdF 3 , Nd 2 O 3 , Nd 2 (SO 4 ) 3 , Nd 2 S 3 , NiBr 2 , NiCI 2 , NiCI 2 -6H 2 O, NiF 2 , Ni(OH) 2 , NiI 2 , Ni(NO 3 ) 2 -6H 2 O, NiO, NiSO 4 , NiS, Ni 3 S 2 , PtF 4 ,
PuF 4 , PuO 2 , PuF 6 , K 3 Fe(CN) 6 , KO 2 , Pr 2 O 3 , Pr 2 S 3 , ReO 2 , ReS 2 , ReCI 5 , ReO 3 , Rh 2 O 3 , RbO 2 , RuCI 3 , RuO 2 , SmBr 2 , SmBr 3 , Sm 2 O 3 , Sm 2 (SO 4 ) 3 -8H 2 O, Sm 2 S 3 , Na 2 Cr 2 O 7 , TaCI 5 , Tb 2 O 3 , Tm 2 O 3 , TiBr 2 , TiCI 2 , TiI 2 , TiS, TiBr 3 , TiCI 3 , TiF 3 , Ti 2 O 3 , WS 2 , WBr 5 , WCI 5 , UBr 3 , UCI 3 , UH 3 , UI 3 , UBr 4 , UCI 4 , UF 4 , UO 2 , UF 6 , UO 3 , VBr 2 , VCI 2 , VBr 3 , VCI 3 , VF 3 , V 2 O 3 , V 2 S 3 , VCI 4 , VO 2 , V 2 O 5 , Y 2 O 3 , Y 2 S 3
oder einem anorganischen oder organischen übergangsmetallsalz mit analogen Kationen und dem Anion [B] 3" , welches vorzugsweise ausgewählt ist aus
Hexafluorophosphat; Hexafluoroarsenat; Hexafluoroantimonat;
Trifluoroarsenat; Nitrit; Nitrat; Sulfat; Hydrogensulfat; Carbonat; Hydrogencarbonat; Alkylcarbonat; Arylcarbonat; Phosphat;
Hydrogenphosphat; Dihydrogenphosphat; tetrasubstituiertes Borat der allgemeinen Formel (Va) [BR 1 R^R 1 ] " , wobei R 1 bis R 1 unabhängig voneinander für Fluor oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, stehen;
organischem Sulfonat der allgemeinen Formel (Vb) [R m -Sθ 3 ] ~ , wobei R m für einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
organischem Sulfat der allgemeinen Formel (Vc) [R m -OSO 3 ] ~ , wobei R m für einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
Carboxylat der allgemeinen Formel (Vd) [R n -COO] ~ , wobei R n für Wasserstoff oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine
oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
(Fluoralkyl)fluorphosphat der allgemeinen Formel (Ve) [PF x (CyF 2 y + i -z H z ) 6-x ] ~ , wobei 1 ≤x ≤6, 1 ≤y ≤8 und 0 ≤z ≤ 2y+l; oder
Imid der allgemeinen Formeln (Vf) [R°-SO 2 -N-SO 2 -R P ] " , (Vg) [R r -SO 2 -N- CO-R 5 ] " oder (Vh) [R t -CO-N-CO-R"] " , wobei R 0 bis R u unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, stehen; steht.
Organischem Phosphat der allgemeinen Formel (Vi) [R m -OPO 4 ] 2" oder (Vj) [R m -OPO 2 -OR n ] ~ wobei R m für einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, und wobei R n für Wasserstoff oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30
Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
Die Ladung "a-" des Anions [Bf " beträgt "1-", "2-" oder "3-". Als Beispiele zweifach negativ geladener Anionen seien Sulfat, Hydrogenphosphat und Carbonat genannt. Als Beispiel eines dreifach negativ geladenen Anions sei Phosphat genannt.
Als Kohlenstoff enthaltende organische, gesättigte oder ungesättigte, acyclische oder cyclische, aliphatische, aromatische oder araliphatische Reste mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen die Reste R bis R 1 beim tetrasubstituiertes Borat (Va), der Rest R m beim organischen Sulfonat (Vb) und Sulfat (Vc), der Rest R n beim Carboxylat (Vd) und die Reste R 0 bis R u bei den Imiden (Vf), (Vg) und (Vh) unabhängig voneinander bevorzugt für
Ci- bis C 3 o-Alkyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO-, - CO-O- oder -CO-N< substituierte Komponenten, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-
Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-l-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-l-butyl, 3-Methyl-l- butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-l-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-l-pentyl, 3-Methyl-l-pentyl, 4-Methyl-l- pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2-
Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-l- butyl, 3,3-Dimethyl-l-butyl, 2-Ethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3- Dimethyl-2-butyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl, Icosyl, Henicosyl, Docosyl, Tricosyl, Tetracosyl, Pentacosyl, Hexacosyl,
Heptacosyl, Octacosyl, Nonacosyl, Triacontyl, Phenylmethyl (Benzyl), Diphenylmethyl, Triphenylmethyl, 2-Phenylethyl, 3-Phenylpropyl, Cyclopentylmethyl, 2-Cyclopentylethyl, 3-Cyclopentylpropyl,
Cyclohexylmethyl, 2-Cyclohexylethyl, 3-Cyclohexylpropyl, Methoxy, Ethoxy, Formyl, Acetyl oder CnF 2 (n-a) + (i-b)H 2 a + b mit n ≤30, 0 ≤ a ≤ n und b
= 0 oder 1 (beispielsweise CF 3
, C 2
F 5
, CH 2
CH 2
-C(n- 2
)F 2(n
- 2
) +
i, C 6
Fi 3
, C 8
Fi 7
,
C 3 - bis Ci 2 -Cycloalkyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-0-substituierte Komponenten, wie beispielsweise Cyclopentyl, 2-Methyl-l-cyclopentyl, 3-
Methyl-1-cyclopentyl, Cyclohexyl, 2-Methyl-l-cyclohexyl, 3-Methyl-l- cyclohexyl, 4-Methyl-l-cyclohexyl oder Cn F2 (n-a)-(i-b)H 2a -b mit n ≤30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1; C 2 - bis C 30 -Alkenyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-0-substituierte
Komponenten, wie beispielsweise 2-Propenyl, 3-Butenyl, cis-2-Butenyl, trans-2-Butenyl oder CnF2(n-a)-(i-b)H 2a -b mit n ≤30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder
1;
C 3 - bis Ci 2 -Cycloalkenyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-O-substituierte
Komponenten, wie beispielsweise 3-Cyclopentenyl, 2-Cyclohexenyl, 3- Cyclohexenyl, 2,5-Cyclohexadienyl oder C nF2 ( n -a)-3(i-b)H 2a -3b mit n ≤30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1; und Aryl oder Heteroaryl mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen und deren alkyl-, aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-O-substituierte Komponenten, wie beispielsweise Phenyl, 2-Methyl-phenyl (2-ToIyI), 3-Methyl-phenyl (3- ToIyI), 4-Methyl-phenyl, 2-Ethyl-phenyl, 3-Ethyl-phenyl, 4-Ethyl-phenyl, 2,3-Dimethyl-phenyl, 2,4-Dimethyl-phenyl, 2,5-Dimethyl-phenyl, 2,6- Dimethyl-phenyl, 3,4-Dimethyl-phenyl, 3,5-Dimethyl-phenyl, 4-Phenyl- phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, 1-Pyrrolyl, 2-Pyrrolyl, 3-Pyrrolyl, 2- Pyridinyl, 3-Pyridinyl, 4-Pyridinyl OdCr C 6 F(S -3 )H 3 mit 0 ≤a ≤5.
Handelt es sich bei dem Anion [B] 3" um ein tetrasubstituiertes Borat (Va) [BR 1 R 1 R 1 ^ 1 ] " , so sind bei diesem bevorzugt alle vier Reste R bis R 1 identisch, wobei diese bevorzugt für Fluor, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, Phenyl, 3,5-Bis(trifluormethyl)phenyl stehen. Besonders bevorzugte tetrasubstituierte Borate (Va) sind Tetrafluoroborat, Tetraphenylborat und Tetra[3,5-bis(trifluormethyl)phenyl]borat.
Handelt es sich bei dem Anion [B] 3" um ein organisches Sulfonat (Vb) [R m - SO 3 ] " oder Sulfat (Vc) [R m -OSO 3 ] " so steht der Rest R m bevorzugt für Methyl, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, p-Tolyl oder C 9 F 19 . Besonders bevorzugte organische Sulfonate (Vb) sind Trifluormethansulfonat (Triflat), Methansulfonat, Nonadecafluorononansulfonat (Nonaflat) und p-
Toluolsulfonat; besonders bevorzugte organische Sulfate (Vc) sind Methylsulfat, Ethylsulfat, n-Propylsulfat, i-Propylsulfat, Butylsulfat, Pentylsulfat, Hexylsulfat, Heptylsulfat, Octylsulfat, Nonylsulfat und Decylsulfat sowie längerkettige n-Alkylsulfate; Benzylsulfat, Alkylarlysulfat.
Handelt es sich bei dem Anion [B] 3" um ein Carboxylat (Vd) [R n -COO] ~ , so steht der Rest R n bevorzugt für Wasserstoff, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, Phenyl, Hydroxy-phenyl-methyl, Trichlormethyl, Dichlormethyl, Chlormethyl, Trifluormethyl, Difluormethyl, Fluormethyl oder unverzweigtes oder verzweigtes Ci- bis Ci 2 -Alkyl, wie beispielsweise
Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-l-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2- Methyl-1-butyl, 3-Methyl-l-butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2- Dimethyl-1-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-l-pentyl, 3- Methyl-1-pentyl, 4-Methyl-l-pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl,
4-Methyl-2-pentyl, 2-Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-l- butyl, 2,3-Dimethyl-l-butyl, 3,3-Dimethyl-l-butyl, 2-Ethyl-l-butyl, 2,3- Dimethyl-2-butyl, 3,3-Dimethyl-2-butyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl. Besonders bevorzugte Carboxylate (Vc) sind Formiat, Acetat, Propionat, Butyrat, Valeriat, Benzoat, Mandelat,
Trichloracetat, Dichloracetat, Chloracetat, Trifluoracetat, Difluoracetat, Fluoracetat.
Handelt es sich bei dem Anion [B] 3" um ein (Fluoralkyl)fluorphosphat (Ve) [PFχ(C y F 2y+ i -z H z ) 6-x ] ~ , so ist z bevorzugt 0. Besonders bevorzugt sind
(Fluoralkyl)fluorphosphate (Ve), bei denen z = 0, x = 3 und 1 ≤ y ≤ 4, konkret [PF 3 (CF 3 ) 3 ] " , [PF 3 (C 2 Fs) 3 ] " , [PF 3 (C 3 F 7 ) 3 ] " und [PF 3 (C 4 F 7 ) 3 ] " .
Handelt es sich bei dem Anion [B] 3" um ein Imid (Vf) [R°-SO 2 -N-SO 2 -R P ] " , (Vg) [R 1- -SO 2 -N-CO-R 5 ] " oder (Vh) (R'-CO-N-CO-R"] " , so stehen die Reste R 0 bis R u unabhängig voneinander bevorzugt für Wasserstoff, Trifluormethyl,
Pentafluorethyl, Phenyl, Trichlormethyl, Dichlormethyl, Chlormethyl,
Trifluormethyl, Difluormethyl, Fluormethyl oder unverzweigtes oder verzweigtes Ci- bis Ci 2 -Alkyl, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2- Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-l-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl
(tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-l-butyl, 3-Methyl-l- butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-l-propyl, 1-Hexyl,
2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-l-pentyl, 3-Methyl-l-pentyl, 4-Methyl-l- pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2- Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-l-
butyl, 3,3-Dimethyl-l-butyl, 2-Ethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3- Dimethyl-2-butyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl. Besonders bevorzugte Imide (Vf), (Vg) und (Vh) sind [F 3 C-SO 2 -N-SO 2 - CF 3 ] " , [F 3 C-SO 2 -N-CO-CF 3 ] " , [F 3 C-CO-N-CO-CF 3 ] " und jene, in denen die Reste R 0 bis R u unabhängig voneinander für Wasserstoff, Methyl, Ethyl,
Propyl, Butyl, Phenyl, Trichlormethyl, Dichlormethyl, Chlormethyl, Trifluormethyl, Difluormethyl oder Fluormethyl stehen,
oder einem anorganischen oder organischen komplexen übergangsmetallsalz mit zu den Kationen analogen Zentralatomen und
Anionen [B] 3" oder F " , Cl " , Br " , I " , CN " , SCN " Cyclopentadienyl " , Aromaten, Chelatbildner oder anderen Anionen oder Molekülen als Liganden enthält,
oder einem Gemisch aller bis jetzt beschriebenen übergangsmetallsalze, wobei es unerheblich ist, ob das übergangsmetallsalz wie z.B. in
Cl FeCIc, FeCL
zu einem Komplex reagiert oder wie z.B. in
nur physikalisch in Lösung geht,
- wobei die paramagnetische ionische Flüssigkeit in a. den allgemeinen Formeln
[A] + [M +V X V+1 ] " oder ([A] + ) 2 [M +v X v+2 ] 2" oder ([A] + ) 3 [M +v X v+3 ] 3"
entspricht, in der
[A] + für ein quaternäres Ammonium-Kation [R 1 R 1 R 2 R 3 N] + , ein
Phosphonium-Kation [R 17 R 1 R 2 R 3 P] + , ein Sulfonium-Kation [R 17 R 1 R 2 S] + oder ein heteroaromatisches Kation steht,
R 1 , R 1' , R 2 , R 3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, ggf. sub. Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl oder Heteroaryl stehen; oder zwei der Reste R 1 , R 1' , R 2 , R 3 bilden gemeinsam mit dem Heteroatom, an welchem sie gebunden sind einen Ring aus, wobei dieser gesättigt oder ungesättigt, unsubstituiert oder substituiert ist und wobei diese Kette durch ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe O, S,
NH oder N-Ci-C 4 -Alkyl unterbrochen sein kann, und
M +V ein übergangsmetallatom mit der Oxidationszahl +v und X ein Ion bzw. ein Ligand mit der Ladungszahlzahl -1 ist.
Der Heteroaromat der Formel ist üblicherweise ein 5- oder 6-gliedriger Heteroaromat, der mindestens ein Stickstoffatom sowie gegebenenfalls ein Sauerstoff- oder Schwefelatom aufweist, und der unsubstituiert oder substituiert ist und/oder anneliert ist, vorzugsweise ist der Heteroaromat ausgewählt aus der Gruppe:
wobei die Reste folgende Bedeutung haben :
R für Wasserstoff, Ci-C 30 -Alkyl, C 3 -Ci 2 -Cycloalkyl, C 2 -C 3 o-Alkenyl, C 3 -Ci 2 - Cycloalkenyl, C 2 -C 30 -Alkinyl, Aryl oder Heteroaryl, wobei die 7 letztgenannten Reste ein oder mehrere Halogenreste tragen können und/oder 1 bis 3 Reste ausgewählt aus der Gruppe Ci-Ce-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, C 3 -C 7 -Cycloalkyl, Halogen, OR C , SR C , NR c R d , COR C , COOR C , CO-NR c R d , wobei R c und R d für Wasserstoff, Ci-C 6 -Alkyl, Ci-C 6 - Halogenalkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, ToIyI oder Benzyl steht;
R 1 , R 1 , R 2 , R 3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, ggf. sub. Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl oder Heteroaryl stehen; oder zwei der Reste R 1 , R 1 , R 2 , R 3 bilden gemeinsam mit dem Heteroatom, an welchem sie gebunden sind einen Ring aus, wobei dieser gesättigt oder ungesättigt, unsubstituiert oder substituiert ist und wobei diese Kette
durch ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe O, S, NH oder N-Ci-C 4 -Alkyl unterbrochen sein kann;
R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, Nitro, Cyano, OR C , SR C , NR c R d , COR C , COOR C , CO-NR c R d , Ci-C 30 -Alkyl, C 3 -Ci 2 - Cycloalkyl, C 2 -C 30 -Alkenyl, C 3 -Ci 2 -Cycloalkenyl, Aryl oder Heteroaryl, wobei die 6 letztgenannten Reste ein oder mehrere Halogenreste tragen können und/oder 1 bis 3 Reste ausgewählt aus der Gruppe Ci- Ce-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, C 3 -C 7 -Cycloalkyl, Halogen, OR C , SR C , NR c R d , COR C , COOR C , CO-NR c R d , wobei R c und R d unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci-Ce-Alkyl, Ci-Ce-Halogenalkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl,
Phenyl, ToIyI oder Benzyl stehen; oder zwei der Reste R, R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , welche benachbart sind, bilden gemeinsam mit dem Atom, an welchem sie gebunden sind einen Ring aus, wobei dieser ungesättigt oder aromatisch, unsubstituiert oder substituiert ist und wobei die durch die betreffenden Reste gebildete
Kette durch ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe
O, S, N, NH oder N-Ci-C 4 -Alkyl unterbrochen sein kann,
R e , R f , R 9 , R h unabhängig voneinander für Wasserstoff,Ci-C 6 -Alkyl, Aryl-,
Heteroaryl-, C 3 -C 7 -Cycloalkyl, Halogen, OR C , SR C , NR c R d , COOR C , CO- NR c R d oder COR C substituiert ist, wobei R c , R d unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci-Ce-Alkyl, Ci-Ce-Halogenalkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, ToIyI oder Benzyl stehen;
vorzugsweise für Wasserstoff, Halogen oder Ci-Ce-Alkyl, insbesondere Wasserstoff oder
Ci-C 6 -Alkyl;
M +v ist ausgewählt aus den Elementen der übergangsmetalle, bevorzugt ausgewählt aus den Elementen Ce, Cs, Cr, Co, Cu, Dy, Er, Eu, Gd, Ho, Ir, Fe, Mn, Mo, Nd, Ni, Pt, Pu, Pr, Re, Rh, Rb, Ru, Sm, Ta, Tb, Tm, Ti, W, U, V, und Y besonders bevorzugt in den Oxidationsstufen Ce +2 , Ce +3 , Ce +4 , Cs +1 , Cr +2 , Cr +3 , Cr +6 , Co +2 , Co +3 , Cu +1 , Cu +2 , Dy +3 , Er +2 , Eu +3 , Eu +3 , Gd +2 , Gd +3 , Ho +2 , Ho +3 , Ir +4 , Fe +2 , Fe +3 , Mn +2 , Mn +3 , Mo +2 , Mo +3 , Mo +4 , Mo +5 , Nd +2 , Nd +3 , Ni +2 , Ni +3 , Pt +4 , Pu +4 , Pu +6 , Pr +2 , Pr +3 , Re +4 , Re +5 , Re +6 , Rh +2 , Rh +3 , Rb +4 , Ru +3 , Ru +4 , Sm +2 , Sm +3 , Ta +5 , Tb +3 , Tm +3 , Ti +2 , Ti +3 , W +4 , W +5 , U +3 ,
U +4 , U +6 , V +2 , V +3 , V +4 , V +5 , Y +2 und Y +3 .
Jedes einzelne der v+1, v+2 oder v+3 Ionen oder Liganden X ist voneinander unabhängig bevorzugt ausgewählt aus
Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid, Thiocyanat, Hexafluorophosphat; Hexafluoroarsenat; Hexafluoroantimonat; Trifluoroarsenat; Nitrit; Nitrat; Sulfat; Hydrogensulfat; Carbonat; Hydrogencarbonat; Alkylcarbonat; Arylcarbonat; Phosphat; Hydrogenphosphat; Dihydrogenphosphat; tetrasubstituiertes Borat der allgemeinen Formel (Va) [BR 1 R 1 F^R 1 ] " , wobei R 1 bis R 1 unabhängig voneinander für Fluor oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, stehen;
organischem Sulfonat der allgemeinen Formel (Vb) [R m -SO 3 ] ~ , wobei R m für einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
organischem Sulfat der allgemeinen Formel (Vc) [R m -OSO 3 ] ~ , wobei R m für einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
Carboxylat der allgemeinen Formel (Vd) [R n -COO] ~ , wobei R n für
Wasserstoff oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen,
aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
(Fluoralkyl)fluorphosphat der allgemeinen Formel (Ve) [PF x (CyF 2 y + i -z H z ) 6-x ] ~ , wobei 1 ≤x ≤6, 1 ≤y ≤8 und 0 ≤z ≤ 2y+ l; oder
Imid der allgemeinen Formeln (Vf) [R°-SO 2 -N-SO 2 -R P ] " , (Vg) [R r -SO 2 -N- CO-R 5 ] " oder (Vh) [R t -CO-N-CO-R"] " , wobei R 0 bis R u unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30
Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, stehen;
Organischem Phosphat der allgemeinen Formel (Vi) [R m -OPO 4 ] 2" oder (Vj) [R m -OPO 2 -OR n ] ~ wobei R m für einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, und wobei R n für Wasserstoff oder einen Kohlenstoff enthaltenden organischen, gesättigten oder ungesättigten, acyclischen oder cyclischen, aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest mit 1 bis 30
Kohlenstoffatomen, welcher ein oder mehrere Heteroatome enthalten und/oder durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen oder Halogen substituiert sein kann, steht;
Als Kohlenstoff enthaltende organische, gesättigte oder ungesättigte, acyclische oder cyclische, aliphatische, aromatische oder araliphatische
Reste mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen stehen die Reste R 1 bis R 1 beim tetrasubstituiertes Borat (Va), der Rest R m beim organischen Sulfonat (Vb)
und Sulfat (Vc), der Rest R n beim Carboxylat (Vd) und die Reste R 0 bis R u bei den Imiden (Vf), (Vg) und (Vh) unabhängig voneinander bevorzugt für
Ci- bis C 30 -AIkVl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO-, - CO-O- oder -CO-N< substituierte Komponenten, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2- Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-l-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-l-butyl, 3-Methyl-l- butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-l-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-l-pentyl, 3-Methyl-l-pentyl, 4-Methyl-l- pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2- Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-l- butyl, 3,3-Dimethyl-l-butyl, 2-Ethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3- Dimethyl-2-butyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl,
Icosyl, Henicosyl, Docosyl, Tricosyl, Tetracosyl, Pentacosyl, Hexacosyl, Heptacosyl, Octacosyl, Nonacosyl, Triacontyl, Phenylmethyl (Benzyl), Diphenylmethyl, Triphenylmethyl, 2-Phenylethyl, 3-Phenylpropyl, Cyclopentylmethyl, 2-Cyclopentylethyl, 3-Cyclopentylpropyl, Cyclohexylmethyl, 2-Cyclohexylethyl, 3-Cyclohexylpropyl, Methoxy,
Ethoxy, Formyl, Acetyl oder CnF 2
(n-a) +
(i-b)H 2
a +
b mit n ≤30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1 (beispielsweise CF 3
, C 2
F 5
, Ch 2
Ch 2
-C^ 2
)F 2
{ n
-2) +
u C 6
F 13
, C 8
F 17
,
Komponenten, wie beispielsweise Cyclopentyl, 2-Methyl-l-cyclopentyl, 3- Methyl-1-cyclopentyl, Cyclohexyl, 2-Methyl-l-cyclohexyl, 3-Methyl-l- cyclohexyl, 4-Methyl-l-cyclohexyl oder C n F 2 (n-a)-(i-b)H 2a -b mit n ≤30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1; C 2 - bis C 30 -Alkenyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-0-substituierte Komponenten, wie beispielsweise 2-Propenyl, 3-Butenyl, cis-2-Butenyl, trans-2-Butenyl oder C n F 2 (n-a)-(i-b)H 2a -b mit n ≤30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1;
C 3 - bis Ci 2 -Cycloalkenyl und deren aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-O-substituierte Komponenten, wie beispielsweise 3-Cyclopentenyl, 2-Cyclohexenyl, 3- Cyclohexenyl, 2,5-Cyclohexadienyl oder CnF 2 (n-a)-3(i-b)H 2 a-3b mit n ≤30, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1; und
Aryl oder Heteroaryl mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen und deren alkyl-, aryl-, heteroaryl-, cycloalkyl-, halogen-, hydroxy-, amino-, carboxy-, formyl-, -O-, -CO- oder -CO-O-substituierte Komponenten, wie beispielsweise Phenyl, 2-Methyl-phenyl (2-ToIyI), 3-Methyl-phenyl (3- ToIyI), 4-Methyl-phenyl, 2-Ethyl-phenyl, 3-Ethyl-phenyl, 4-Ethyl-phenyl,
2,3-Dimethyl-phenyl, 2,4-Dimethyl-phenyl, 2,5-Dimethyl-phenyl, 2,6- Dimethyl-phenyl, 3,4-Dimethyl-phenyl, 3,5-Dimethyl-phenyl, 4-Phenyl- phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, 1-Pyrrolyl, 2-Pyrrolyl, 3-Pyrrolyl, 2- Pyridinyl, 3-Pyridinyl, 4-Pyridinyl oder C 6 F (5-a) H a mit 0 ≤a ≤5.
Handelt es sich bei X um ein tetrasubstituiertes Borat (Va) [BR 1 R^R 1 ] " , so sind bei diesem bevorzugt alle vier Reste R 1 bis R 1 identisch, wobei diese bevorzugt für Fluor, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, Phenyl, 3,5- Bis(trifluormethyl)phenyl stehen. Besonders bevorzugte tetrasubstituierte Borate (Va) sind Tetrafluoroborat, Tetraphenylborat und Tetra[3,5- bis(trifluormethyl)phenyl]borat.
Handelt es sich bei X um ein organisches Sulfonat (Vb) [R m -SO 3 ] ~ oder Sulfat (Vc) [R m -OSO 3 ] ~ so steht der Rest R m bevorzugt für Methyl, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, p-Tolyl oder CgFi 9 . Besonders bevorzugte organische Sulfonate (Vb) sind Trifluormethansulfonat (Triflat), Methansulfonat, Nonadecafluorononansulfonat (Nonaflat) und p- Toluolsulfonat; besonders bevorzugte organische Sulfate (Vc) sind Methylsulfat, Ethylsulfat, n-Propylsulfat, i-Propylsulfat, Butylsulfat, Pentylsulfat, Hexylsulfat, Heptylsulfat, Octylsulfat, Nonylsulfat und
Decylsulfat sowie längerkettige n-Alkylsulfate; Benzylsulfat, Alkylarlysulfat.
Handelt es sich bei X um ein Carboxylat (Vd) [R n -COO] ~ , so steht der Rest
R n bevorzugt für Wasserstoff, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, Phenyl, Hydroxy-phenyl-methyl, Trichlormethyl, Dichlormethyl, Chlormethyl,
Trifluormethyl, Difluormethyl, Fluormethyl oder unverzweigtes oder verzweigtes Ci- bis Ci 2 -Alkyl, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2- Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-l-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-l-butyl, 3-Methyl-l- butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-l-propyl, 1-Hexyl,
2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-l-pentyl, 3-Methyl-l-pentyl, 4-Methyl-l- pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2- Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-l- butyl, 3,3-Dimethyl-l-butyl, 2-Ethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3- Dimethyl-2-butyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl .
Besonders bevorzugte Carboxylate (Vc) sind Formiat, Acetat, Propionat, Butyrat, Valeriat, Benzoat, Mandelat, Trichloracetat, Dichloracetat, Chloracetat, Trifluoracetat, Difluoracetat, Fluoracetat.
Handelt es sich bei X um ein (Fluoralkyl)fluorphosphat (Ve)
[PF x (CyF 2 y + i -z H z ) 6-x ] ~ , so ist z bevorzugt 0. Besonders bevorzugt sind (Fluoralkyl)fluorphosphate (Ve), bei denen z = 0, x = 3 und 1 ≤ y ≤ 4, konkret [PF 3 (CFa) 3 ] " , [PF 3 (C 2 Fs) 3 ] " , [PF 3 (C 3 Fy) 3 ] " und [PF 3 (C 4 Fy) 3 ] " .
Handelt es sich bei X um ein Imid (Vf) [R°-SO 2 -N-SO 2 -R P ] " , (Vg) [R r -SO 2 -N-
CO-R 5 ] " oder (Vh) (R'-CO-N-CO-R"] " , so stehen die Reste R 0 bis R u unabhängig voneinander bevorzugt für Wasserstoff, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, Phenyl, Trichlormethyl, Dichlormethyl, Chlormethyl, Trifluormethyl, Difluormethyl, Fluormethyl oder unverzweigtes oder verzweigtes Ci- bis Ci 2 -Alkyl, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-
Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-l-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-l-butyl, 3-Methyl-l- butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-l-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-l-pentyl, 3-Methyl-l-pentyl, 4-Methyl-l- pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2-
Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-l- butyl, 3,3-Dimethyl-l-butyl, 2-Ethyl-l-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3- Dimethyl-2-butyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl . Besonders bevorzugte Imide (Vf), (Vg) und (Vh) sind [F 3 C-SO 2 -N-SO 2 - CF 3 ] " , [F 3 C-SO 2 -N-CO-CF 3 ] " , [F 3 C-CO-N-CO-CF 3 ] " und jene, in denen die
Reste R 0 bis R u unabhängig voneinander für Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Phenyl, Trichlormethyl, Dichlormethyl, Chlormethyl, Trifluormethyl, Difluormethyl oder Fluormethyl stehen.
Jedes X kann auch voneinander unabhängig ausgewählt sein aus der folgenden Gruppe an Komplexliganden :
Acetylaceton; Acyl; Adenin; 2,2'-Azobisisobutyronitril; Alanin; AIIyI; Allyloxycarbonyl; Wasser; Aryl; Arginin; Asparagin; Aspartat; BIABN; Biotinyl; 2,2 ' -bis(diphenyl-phosphino)-6,6 ' -dimethoxy-1,1 ' -biphenyl;
2,2'-Binaphtyldiphenyldiphosphin; l,2-Bis[4,5-dihydro-3H- binaphtho[l,2-c: 2 ' ,1 ' -e]phosphepino]benzen; 1,1 ' -Bis{4,5-dihydro- 3H-dinaphtho[l,2-c: 2 ' ,1 ' -e]phosphepino}ferrocen; 4,4 ' -Di-tert-butyl- 4,4 ' ,5,5 ' -tetrahydro-3,3 ' -bis-3H-di-naphtho[2,l-c: l ' ,2 ' - e]phosphepin; BINAL; 4,5-Dihydro-3H-dinaphtho[2,l-c; l ' ,2 ' - e]phosphepin; 2,2'-Binaphtyldiol; Bis-tert-butyl-bipyridin;
Benzylmethylphenylphosphin; Benzyl; tert-Butoxycarbonyl; Bis(2-((S)-4- iso-propyl-4,5-dihydrooxazol-2-yl)phenyl)amin; Bis(2-((S)-4-tert- butyl-4,5-dihydrooxazol-2-yl)phenyl)amin; l,2-Bis(2,5-diethyl- phospholano)-ethan; Butoxy-carbonyl-4-diphenylphosphino-2- diphenylphosphino-methyl-pyrrolidin; 2,2'-Bipyridin; Benzoyl;
Benzyloxycarbonyl; CO; Cycloheptatrienyl; Citrullin; Citrat; Cyanid; Cyclooctadien; Cyclooctatetraen; Cyclopentadienyl;
Pentamethylcyclopentadienyl; Cyclohexyl; Cytidin; Cystein; Cytosin; Dibenzilidenaceton; 0-Isopropyliden-2,3-dihydroxy-l,4- bis(diphenylphosphino)butan; (lR,2R)-Bis[(2-methoxyphenyl)phenyl- phosphino]ethan; 4-Dimethylaminopyridin; Dimethylglyoxim
Dipivaloylmethanat; Dess-Martin-Periodinan; 1,4,7,10-Tetraaza- cyclododecan- 1,4,7, 10-tetraacetat; Diphenylphosphenylethan; Diphenylphosphenylmethan; Diphenylphosphenylpropan; desoxy-Ribose;
Diethylentriamin-Pentaacetat; Bis(2,5-dimethylphospholano)-benzene; Ethylendiamintetraacetat; Ethylendiamin; Fluorenylmethoxycarbonyl; 7,7- dimethyl-l,l,l,2,2,3,3-heptafluorooctan-4,6-dionato; Galactose;
Galactosamin; N-Acetylgalactosamin, Glycolyl; Glucose; Glucosamin, N- Acetyl-Glucosamin, Glutamin, Glutamat, Glycin, Guanin; Guanosin;
Hämoglobin; Hexafluoroacetylacetonat; Histidin;
Hexamethylphosphorsäuretriamid; Hydroxyprolin; Isoleucin; Leucin; Lysin;
2,2 ' -Bis[(N,N-dimethylamino)(phenyl)methyl]-l,l ' -bisdicyclohexyl- phosphino)ferrocen; Myoglobin; Methionin; Methämoglobin; Metmyoglobin; 3,5-Dioxa-4-phosphacyclohepta[2,l-a;3,4- a ' ]dinapthalen-4-yl)dimethylamin; Methylphenyln-propyl phosphin;
Methylsulfon; Bicyclo[2.2.1]hepta-2,5-; Neuraminsäure; N-Acetyl-
Neuraminsäure; N-Glycolyl-Neuraminsäure; 2,3-Bis(diphenylphosphino)- bicyclo[2.2.1]hept-5-en; Nitrilo-triessigsäure; Ornithin; Succinat; Oxalat; Phenyl o-anisylmethylphosphin; Phthalocyanin; Phenylalanin;
Phenanthrolin; Picolylamin; Piperidin; para-Nitro-Benzoesäure; Porphyrin;
Prolin; Pyridyl; PYBOX; Pyroglutamat ; Pyrazin; Ribose; Sarcosin; Sälen;
Serin; Succinyl; 1,4,7-Triazacyclononan; tert-butyl-di-methyl-silyl;
Tartrat; Terpyridin; Thymidin; Threonin; Thymin; Tetramethylethylendiamin; Trimesinsäure ; Tris(pyrazolyl)borat;
Triphenylphosphan; Tryptophan; Tyrosin; Tetrazol; Ubiquitin; Uracil;
Uridin; Valin.
- wobei die in b. beschriebene paramagnetische ionische Flüssigkeit mit übergangsmetall-Kation im wesentlichen den in c. beschriebenen paramagnetischen Salzen entspricht, so fern diese einen Schmelzpunkt von unter 200 0 C, bevorzugt von unter 100 0 C, besonders bevorzugt von unter 20 0 C aufweisen, da ansonsten der hohe Schmelzpunkt nur durch Lösen wie in c. beschrieben ausgeglichen werden kann.
Diese Strukturmerkmale sind eine notwendige Grundvoraussetzung eines paramagnetischen Verhaltens, also einer anziehenden Wechselwirkung mit einem äußeren Magnetfeld, die aber nicht hinreichend ist:
übergangsmetallverbindungen können, müssen aber nicht paramagnetisch sein, da die mit einsamen Elektronen besetzen Orbitale der übergangsmetallatome z.B. mit Komplex-Liganden-Elektronen voll besetzt werden können, sodass der Paramagnetismus verschwindet („Low-Spin Komplexe").
Zusätzlich können diese paramagnetischen ionischen Flüssigkeiten mit weiteren funktionellen Gruppen ausgestattet und/oder mit Additiven versetzt sein, um die
physikalisch-chemischen Eigenschaften an das jeweilige Extraktionsproblem anzupassen.
Das magnetische Feld kann über einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten eingebracht werden, wobei auch supraleitende Elektromagneten eingesetzt werden können. über die Geometrie des eingebrachten Feldes kann die Phasentrennung räumlich genau definiert werden, über die Stärke des Feldes die Geschwindigkeit reguliert werden.
Im Falle einer flüssig/flüssig Extraktion kann sogar noch dann extrahiert werden, wenn der Dichteunterschied der beiden Phasen gleich Null ist. Dies ermöglicht auch Aerospace-Anwendungen im schwerelosen Raum.
Im Falle einer fest/flüssig Extraktion kann ebenfalls auch bei gleicher Dichte ohne Anwendung einer Filtration eine Trennung erzielt werden. Im Falle einer flüssig/gasförmig Extraktion kann die Phasenseparierung beschleunigt werden und können auch Aerosole effektiv abgetrennt werden.
