纤维素在添加胺碱的离子性液体中的溶解性制造技术

本发明专利技术涉及一种溶液，其包含纤维素、作为溶剂的含阴离子和阳离子的离子性溶液以及基于溶液总重计６－３０重量％的含氮碱，涉及该溶液的制备方法及其用于物理或化学处理纤维素的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维素在添加胺碱的离子性液体中的溶解性本专利技术涉及一种包含纤维素和作为溶剂的离子性液体的溶液、其制备 方法和用途。纤维素是一种用途非常广泛的原材料。在纺织工业中，纤维素是例如 纤维原材料、尤其是棉的重要成分。纤维素可以原样使用或经过物理或化学处理后使用。在后面所述的两 种情况下，纤维素有利地以在溶剂中完全溶解的形式使用。但是，纤维素 在多数溶剂中是不溶的。在某些铜溶液中，纤维素作为铜的螫合配合物溶解。通过沉淀纤维素 可获得再生纤维素。但是在纤维素的物理或化学处理中，此类铜溶液并不 非常适合用作纤维素的溶剂。为此，已经建议由文献获知的离子性液体体系用作纤维素的溶剂。因而，US-A 1 ，943,176描述了纤维素在氯化苯曱基吡啶総中的溶解。 作为离子性液体的实例，氯化苯甲基吡啶総是一种以熔融形式存在的盐，因此在较低的温度下处于液态。离子性液体作为溶剂日益重要，例如进行化学反应。例如，PeterWasserscheidt, Angew.Chem. 2000， 112, 3926-3945页对离子性液体在过渡金属催化方面的应用进行了综述。已经描述了甚至在室温下以液态存在的离子性液体，例如，K.N.Marsh等人在Fluid Phase Equilibria 219 (2004)， 93-98和J.G. Hunddleston等人在Green Chemistry 2001， 3， 156-164中。DE-A 102 02 838描述了离子性液体从化学混合物中分离酸的用途。归因于离子性液体的良好溶剂能力，最近的国际专利申请WO-A03/029329也提出了将其用于溶解纤维素的建议。但是，其中强调这种包含纤维素和作为溶剂的离子性液体的溶液必须基本不包含含氮碱。尽管WO-a 03/029329描述的含纤维素溶液的特性和其制备取得了良 好结果，但是仍然需要提供性能改善的溶液。因此，本专利技术的目的是提供一种显示出改进性能的溶解纤维素的溶液。上述目的通过一种溶液实现，所述溶液包含纤维素、作为溶剂的含阴 离子和阳离子的离子性液体以及基于溶液总重计6-30重量％的含氮碱。已经发现，当含氮碱以上述浓度添加时，溶液的性能，例如纤维素的 溶解率、较低的粘度以及离子性液体熔点的降低，至少可以达到部分改善。待溶解的纤维素可源于例如再生纤维素、纤维状纤维素、木质纤维、 棉绒、棉或纸。在本专利技术溶液中，优选基于溶液总重计超过l重量o/。的纤维素被完全 溶解。基于溶液总重计，更优选超过3重量o/。、特别优选超过5重量％、 特别优选至少7重量％完全溶解。有利地，基于溶液总重计，最高35重量％的纤维素完全溶解。而且， 基于溶液总重计，最高25重量％的纤维素可被完全溶解。其中最高15重 量％纤维素完全溶解的溶液特别适合于具体应用。对于本专利技术目的，离子性液体优选是下述通式的盐(a) 通式(I)的盐<formula>complex formula see original document page 11</formula> (I)其中n为1、 2、 3或4， [a+是季铵阳离子、氧鑰阳离子、銃阳离子或 鳞阳离子，[yn-是一价、二价、三价或四价阴离子；(B) 通式(II)的混合盐，<formula>complex formula see original document page 11</formula>，其中n = 2;<formula>complex formula see original document page 11</formula>，其中n = 3;或<formula>complex formula see original document page 11</formula>，其中n-4;而且其中a卞a2i+、 [a丫和[ay彼此独立地选自关于[a+提及的基团，y广如上述(a)中所定义；或(c) 通式(III)的混合盐， [a11+[a2+[a3+[mY [yn_(IIIa)，其中n = 4;+mY[mY [yn-(IIIb)，其中n = 4;n-(IIIe)，其中n = 3;A1+M丫Yjn-(IIIf)，其中n = 2;+[M42+ [Yn_(IIIg)，其中n-4;+[mY[mY十[yn-(IIIh)，其中n = 4;2+是 二价金属阳离子，[MY+是三价金属阳离子。离子性液体优选具有低于180'C的熔点。所述熔点更优选在-50'C至150 。C范围内，更优选在-2(TC至120'C范围内，最优选低于100。C。适合形成离子性液体的阳离子[A广的化合物是例如由DE 102 02 838 Al公知的那些。因而，这样的化合物可包含氧、磷、硫或尤其是氮原子， 例如至少l个氮原子，优选I-IO个氮原子，特别优选l-5个氮原子，非常 特别优选l -3个氮原子，特别是l-2个氮原子。如果合适的话，其它杂原 子如氧、硫或磷原子也可以存在。氮原子是离子性液体阳离子中的正电荷 的合适载体，由此质子或烷基可在平衡中转移到阴离子以产生电中性分子。如果氮原子是离子性液体阳离子中的正电荷的载体，则阳离子可首先 通过季铵化氮原子产生，例如离子性液体合成中胺或氮杂环中的氮原子。 季铵化可通过氮原子的烷基化实现。根据所用的烷基化试剂，可获得具有 不同阴离子的盐。在季铵化过程中不可能直接形成所需阴离子的情况下， 在另一个合成步骤中形成所需的阴离子。例如，由卣化铵开始，g化物可 以与路易斯酸反应，从而由囟化物与路易斯酸形成配合物阴离子。作为选 择，可以用所需的阴离子代替卣化物离子。这可以通过下述方式实现加 入金属盐形成金属氯化物沉淀，利用离子交换树脂或用强酸置换卣化物离子(释放囟化氢)。合适的方法已经例如描述在Angew. Chem. 2000,112，第 3926-3945页及其中引用的文献中。在胺或氮杂环中的氮原子可以例如被季铵化的情况下，合适的烷基可 以是CVds烷基，优选d-d。烷基，特别优选d-C6烷基，非常特别优选甲 基。所述烷基可以是未取代的或携带一个或多个相同或不同的取代基。优选包含至少一个5或6元杂环、特别是5元杂环的化合物，其中的杂环 具有至少l个氮原子和如果合适的话氧原子或硫原子；特别优选包含至少一 个具有l、 2或3个氮原子和硫或氧原子的5或6元杂环的化合物，非常特别优 选具有两个氮原子的那些。另外还优选芳族杂环。特别优选分子量低于1000 g/mo1、非常特别优选低于500 g/mo1、尤其 低于250g/mol的化合物。此外，优选选自式(IVa) -(IVw)化合物的阳离子，<formula>complex formula see original document page 13</formula><formula>complex formula see original document page 14</formula><formula>complex formula see original document page 15</formula>&l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溶液，其包含纤维素、作为溶剂的含阴离子和阳离子的离子性液体以及６－３０重量％的含氮碱，其中所述的重量百分比基于溶液的总重计。

【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：M马斯，V施泰格曼，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]