元素的溶剂制造技术

离子液体作为用于元素比如磷、硒、碲和硫以及它们的化合物的溶剂的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】元素的溶剂本专利技术涉及离子液体作为用于元素比如磷、硒、碲和硫以及它们的化 合物的溶剂的用途。在化学工业中硫被认为是一种非常重要的原料，并且含硫化合物对于 所有生命都是不可或缺的。因此，它的化学具有极大的重要性，但是由于 缺乏提供良好的溶解度并且一起使用是环境安全的合适溶剂而受到限制。众所周知的溶剂是二硫化碳(CS2)(硫的溶解度在17。C为0.34gg")。 然而，由于其不利和有害的物理性质，包括高毒性、挥发性、可燃性和低 沸点，二硫化碳并不是一种普遍适合的溶剂。用于溶解硫还己知的是一氯化硫(Cl2S2)。然而，类似于二硫化碳，由于其毒性、低蒸汽压和对水分的敏感性(与水剧烈反应而形成氯化氢、二氧 化硫和硫化氢)，这种溶剂难于一起使用。因此，需要开发使硫(以及磷、硒和碲)化学的研究变得更容易和安全， 并且允许更环境友好的工业规模化过程的溶剂。离子液体是在过去几年中开发的新的一类溶剂。如在此所用的术语"离子液体"指能够通过熔化固体制备，并且在如此 制备时，只由离子组成的液体。离子液体可以衍生自有机盐。离子液体可以由包含一种阳离子和一种阴离子的均质(homogeneous) 物质形成，或者可以由多于一种的阳离子和/或阴离子组成。因此，离子液 体可以由多于一种的阳离子和一种阴离子组成。离子液体还可以由一种阳 离子和一种或多种阴离子组成。因此，本专利技术的混合盐可以包括含有阴离 子和阳离子的混合盐。总之，如在此所用的术语"离子液体"可以指由一种盐(一种阳离子种类 和一种阴离子种类)组成的均质混合物，或者它可以指含有多于一种的阳离 子和/或多于一种的阴离子的非均质混合物。相比于分子溶剂，离子液体的主要优点是它们的不挥发性、低毒性、低可燃性、在宽温度范围(200- 250。C)的可应用性以及再循环的可能性，这 些性质使得它们对环境友好。这样的溶剂对于工业过程当然是非常需要 的。此外，由于它们的离子结构，它们通常改变普通试剂的反应性或反应 的区域-或立体选择性，从而导致更快的反应和更高的收率。多种可允许的阳离子和阴离子使得它们的物理性质比如粘度、密度、 水溶解度等对于几乎全部反应都是"可调的"。本专利技术的专利技术人己经开发了一系列的离子液体，该离子液体可以用作 选自磷、硒、碲和/或硫中的元素的溶剂，从而避免了使用高毒性和迄今已 知对环境不友好的溶剂的需要。本专利技术描述了特别开发的离子液体作为用于磷、硒、碲和硫，优选硫 和硒并且最优选硫的溶剂的用途。通过将离子液体用作溶剂，能够进行元 素磷、硒、碲和硫，优选硫的化学反应以及纯化和重结晶。术语"元素的"指该元素不结合于含有任何其它元素的分子中。因此， 在硫的情况下，硫可以处于Ss的元素形式，即，处于八聚体(octomeric)分 子Ss的形式。此外，离子液体的使用避免了对危险的有毒溶剂如二硫化碳和一氯化 硫的需要。根据本专利技术的一个方面，提供离子液体作为用于磷、硒、碲和/或硫的 溶剂的用途，所述离子液体由至少一种阳离子和至少一种软阴离子构成。 优选将该离子液体用作硫或硒的溶剂，最优选用作硫溶剂。硬和软离子的原理在化学中是熟知的(参见，高等有机化学(A^v朋c^/ Ogam'c C7zem&^y), March J;以及d区化学(d-i /ocA: C/zem^^y), Winter MJ)。 软离子是低电负性和高极化性的离子。相反，硬离子具有高电负性和低极 化性，例如，—。尽管不受任何理论的束缚，但是本专利技术的专利技术人认为，当存在于阴离 子中时，与FX3〉N相比，元素S、 Se、 Te、 P、 As、 Sg和离子Br-、 r和(Cr-不同样多)增加溶解度，即，F具有最大的溶解度降低效应。优选地，软阴离子是芳族的。优选地，软阴离子是碱性的。还更优选地，软阴离子是芳族和碱性的。根据本专利技术，软阴离子可以选自'、 -、 ， —，其中R可以为氢、C,至C4o直链或支链烷基、C3至Cs环烷基 或Cs至d。芳基，并且其中所述垸基、环烷基或芳基可以是未取代的，或被选自如下基团中的1到3个基团所取代d至C6垸氧基、Cs至Ck)芳基、CN、 0H、 SH、 N02、 C7至C3o芳烷基或C7至C3Q烷芳基。更优选地，R选自C,至Ci。直链或支链烷基、C5至C7环垸基或C5至Cs芳基，其中所述烷基、环烷基或芳基是未取代的，或可以被选自如下基 团中的1到3个基团取代Q至C6烷氧基、C6至Cs芳基、CN、 0H、 SH、N02、 C8至C,5芳垸基或C8至C,5烷芳基。还更优选地，R选自Q至C6直链或支链垸基、Cs至C6环烷基或C5至C6芳基，其中所述垸基、环垸基或芳基是未取代的，或可以被选自如 下基团中的1到3个基团取代d至C6垸氧基、C6至Cs芳基、CN、 OH、SH、 N02、 C8至C,5芳烷基或Cs至d5烷芳基。R的另外的实例包括软阴离子还可以选自-，其中R为氢或d至C4。直链或支链 烷基，并且可以被l到3个OH基团取代。优选地，R是被个OH基团 取代的C,至C6直链烷基。更优选地，R为-CH(OH)CH3。备选地，R可以为C,至Ci5未取代的直链烷基，优选Cs至C!2垸基并且最优选为C9烷基。软阴离子还可以选自—，其中R是被1到3个SH基团取代的 C,至C4。直链或支链烷基。优选地，R为被1个OH基团取代的C,至C6 直链垸基。更优选地，R为-CH2-CH2-SH。其它实例包括-、 2-、 -、 -、 -、 -、 -、 —、 -、 .、 ，-，其中元素硫具有料想不到的高溶解度。用于本专利技术中的阴离子还可以为—。阳离子可以包含杂环结构或由杂环结构构成，所述杂环结构选自咪唑錄、吡啶絲、吡唑鑰、噻唑鑰、异噻唑啉鐵、氮杂噻唑鎗(azathiozolium)、 氧代噻唑鐵(oxothiazolium)、噁嗪鑰、噁唑総、氧硼杂环戊烯鐵 (oxaborolium) 、 二噻唑錄、三唑鎗、硒唑鐵、氧磷杂环戊烯鐵 (oxaphospholium)、吡咯鐵、硼杂环戊烯鐵(borolium)、呋喃鐵、噻吩錄、 磷杂环戊烯鐵、五唑鎗、吲哚鎗、二氢吲哚鎗、噁唑鐵、异噁唑鎿、异三 唑鐵、四唑鎗、苯并呋喃鎿、二苯并呋喃鐵、苯并噻吩鑰、二苯并噻吩鑰、 噻二唑総、嘧啶総、吡嗪総、哒嗪鎗、哌嗪錄、哌啶鐵、吗啉鐵、吡喃総、 苯胺正离子(annolinium)、酞嗪鐵、喹唑啉鎗、喹喔啉鏠(quinazalinium)、 喹啉鎗、异喹啉鎗、噻嗪鎗、噁嗪鎗、氮杂轮烯鎗和吡咯烷鎗。更优选地，阳离子包含杂环结构或由杂环结构构成，所述杂环结构选 自咪唑鐵、吡啶鎿、吡唑鑰、噻唑鎗、嘧啶鎗、哌嗪鐵、哌啶鐵、吗啉 鐵、喹啉鐵、异喹啉鐵和吡咯烷鐵。优选地，所述阳离子选自:<formula>formula see original document page 12</formula><formula>formula see original document page 13</formula>其中Ra、 Rb、 Re、 Rd、 Re、 Rf、 Rg和Rh可以相同或不同，并且各自独立地选自氢、Ci至C4Q直链或支链垸基、C3至C8环垸基、或C6至Ch)芳基，其中所述烷基、环烷基或芳基是未取代的本文档来自技高网...

【技术保护点】
离子液体作为用于选自硫、磷、硒和／或碲的元素的溶剂的用途，所述离子液体由至少一种阳离子和至少一种软阴离子构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁约翰厄尔，埃娃博罗什，肯尼斯理查德塞登，曼努埃拉A格莱亚，约瑟夫S维莱，
申请(专利权)人：女王大学离子液体实验室研究中心，
类型：发明
国别省市：GB[]