(57)【要約】第一反応条件で、アミン化合物と、好ましくはガス状形態にあるハロゲン化水素とを接触させ、第一反応混合物を与え、その第一反応混合物を、次に第二反応条件で金属ハロゲン化物化合物と接触させてイオン性液体最終生成物を形成することを含む二段階法を使用することによりイオン性液体組成物を製造する方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一反応条件でアルキルアミンとハロゲン化水素ガスとを接触させ、第一反応混合物を形成し、然る後、
前記第一反応混合物を第二反応条件で金属ハロゲン化物と接触させ、イオン性液体触媒を形成する、
ことを含む方法。
【請求項２】
アルキルアミンと接触させるハロゲン化水素の量が、前記アルキルアミンの実質的部分をアルキルアミンとハロゲン化水素との塩へ転化し、それにより固体を含む第一反応混合物を与えるのに充分な量である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第一反応条件が、約−２０°Ｆ〜約６０°Ｆの範囲内に維持された第一反応温度、及び少なくともほぼ大気圧に維持された第一反応圧力を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
アルキルアミンが、一般式、Ｒ３Ｎ（式中、Ｒ基は、水素か、又は１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）を有する化合物である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ハロゲン化水素が塩化水素であり、アルキルアミンがトリメチルアミンである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第二反応条件が、約４０°Ｆ〜約２５０°Ｆの範囲内に維持された第二反応温度を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
金属ハロゲン化物の金属が、アルミニウム、ガリウム、鉄、銅、亜鉛、及びインジウムからなる群から選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
アルキルアミンと接触させるハロゲン化水素の量が、約０．１：１〜約５：１の範囲のアルキルアミン対ハロゲン化水素モル比を与えるような量である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第一反応混合物がアルキルアミンとハロゲン化水素との塩を含み、前記第一反応混合物と接触させる金属ハロゲン化物の量が、約０．１：１〜約２：１の範囲の前記第一反応混合物の金属ハロゲン化物とアルキルアミン塩のモル比を与えるような量である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
イオン性液体触媒を製造する方法において、
アルキルアミンと、ガス状ハロゲン化水素を含有する流体とを混合することにより第一反応混合物を形成し、そして
前記第一反応混合物と、金属ハロゲン化物を含む材料とを混合し、それにより前記イオン性液体触媒を含む第二反応混合物を形成する、
工程を含むイオン性液体触媒製造方法。
【請求項１１】
アルキルアミンと接触させるハロゲン化水素の量が、前記アルキルアミンの実質的部分をアルキルアミンとハロゲン化水素との塩へ転化し、それにより固体を含む第一反応混合物を与えるのに充分な量である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第一反応条件が、約−２０°Ｆ〜約６０°Ｆの範囲内に維持された第一反応温度、及び少なくともほぼ大気圧に維持された第一反応圧力を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
アルキルアミンが、一般式、Ｒ３Ｎ（式中、Ｒ基は、水素か、又は１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）を有する化合物である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ハロゲン化水素が塩化水素であり、アルキルアミンがトリメチルアミンである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第二反応条件が、約４０°Ｆ〜約２５０°Ｆの範囲内に維持された第二反応温度を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
金属ハロゲン化物の金属が、アルミニウム、ガリウム、鉄、銅、亜鉛、及びインジウムからなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
アルキルアミンと接触させるハロゲン化水素の量が、約０．１：１〜約５：１の範囲のアルキルアミン対ハロゲン化水素モル比を与えるような量である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
第一反応混合物がアルキルアミンとハロゲン化水素との塩を含み、前記第一反応混合物と接触させる金属ハロゲン化物の量が、約０．１：１〜約２：１の範囲の前記第一反応混合物の金属ハロゲン化物とアルキルアミン塩のモル比を与えるような量である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
イオン性液体触媒を製造する方法において、
第一反応領域内で第一反応条件で、液体アルキルアミンと第一希釈剤とを混合し、それにより前記第一希釈剤及びトリメチルアミンを含む第一混合物を形成し、
前記第一反応条件で前記第一混合物中にガス状塩化水素を導入し、それにより第一反応を起こし、それにより前記第一希釈剤と混合されたアルキルアミンと塩化水素との塩を含む第一反応生成物を形成し、
前記第一反応を行わせ、そして
第二反応条件で、前記第一反応生成物と金属ハロゲン化物とを混合し、それにより第二反応を起こし、それによりイオン性液体触媒を含む第二反応生成物を形成する、
工程を含むイオン性液体触媒製造方法。
【請求項２０】
第一反応条件が、約−２０°Ｆ〜約６０°Ｆの温度範囲内に維持された温度、及び少なくともほぼ大気圧に維持された圧力を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
第一希釈剤が、第一反応条件で液体であるアルカンであり、前記第一希釈剤と前記液体アルキルアミンとの重量比が、約５００：１〜約１：１の範囲にある、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
第一混合物中へ導入される塩化水素の量が、液体アルキルアミンの実質的部分をアルキルアミンと塩化水素との塩へ転化するのに充分な量を与えるような量である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
第一混合物中へ導入されるガス状塩化水素の量が、約０．１：１〜約５：１の範囲の液体アルキルアミン対塩化水素モル比を与えるような量である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
第二反応条件が、約４０°Ｆ〜約２５０°Ｆの範囲に温度を維持するような条件である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
金属ハロゲン化物の金属が、アルミニウム、ガリウム、鉄、銅、亜鉛、及びインジウムからなる群から選択され、第二希釈剤が、第二反応条件で液体であるアルカンであり、前記第二希釈剤対金属ハロゲン化物の重量比が、約１００：１〜約１：１の範囲にある、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
液体アルキルアミンが、一般式、Ｒ３Ｎ（式中、Ｒ基は、水素か、又は１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）を有するアルキルアミンである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
イオン性液体の組成を決定する方法において、
（ａ）  前記イオン性液体の複数の試料の比重及びモル組成を測定し、
（ｂ）  前記複数の試料の前記比重を前記モル組成に関係付け、
（ｃ）  前記イオン性液体の更に別の試料の比重を測定し、そして
（ｄ）  前記工程（ｃ）による前記別の試料の比重を前記工程（ｂ）で得られた相関関係に照合することにより、前記別の試料のモル比を決定する、
ことを含む組成決定法。
【請求項２８】
照合する工程を、複数の試料の比重とモル組成とをグラフに描き、曲線を得ることにより行う、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
曲線が、比重をモル比へ関係付ける数学的式を与えるのに適合する曲線である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
モル組成が、アルキルアミンとハロゲン化水素との塩に対する金属ハロゲン化物のモル比である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
イオン性液体が、三塩化アルミニウム、及びトリメチルアミンと塩化水素との塩を含む触媒である、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
参考関連出願
本願は、２００２年４月２２日に出願された「イオン性液体触媒の製造方法」と題する暫定米国特許出願Ｎｏ．６０／３７４，５２９の利益及び優先権を主張するものであり、同時に出願された「イオン性液体触媒を用いた高粘度ポリαオレフィンを製造するための方法」と題する米国特許出願Ｎｏ． （代理人文書番号４０８１−０２１０１／２１００１８ＵＳ１）に関する。上記出願の各々は、全ての目的について参考のため全体的にここに入れてある。
【０００２】
本発明は、例えば、αオレフィンのオリゴマー化を含めた或る反応に触媒作用を与えること及び他の目的に有用なイオン性液体組成物を製造する方法に関する。イオン性液体組成物には、例えば、イオン性液体、イオン性液体触媒、及び溶融塩が含まれる。
【背景技術】
【０００３】
或る低温イオン性液体は、それらを触媒として使用するのに適したものにする性質を有することが知られている。米国特許第５，７３１，１０１号明細書には、金属ハロゲン化物と、各成分の固体を一緒にし、その混合物の液体を形成することにより製造されたアルキル含有アミンハロゲン化水素塩(alkyl-containing amine hydrohalide salt)との混合物である或る低温溶融イオン性液体組成物が記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
触媒として低温イオン性液体の有用性を考慮すると、商業的量のそのような低温イオン性液体を製造する商業的に経済的な方法を有することが望ましい。従って、本発明の目的は、そのような製造方法を与えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、触媒として有用な液体イオン性組成物を製造する方法に関する。その方法は、第一反応条件で、アルキルアミンと、ガス状形態になっているのが好ましいハロゲン化水素とを接触させて第一反応混合物を形成し、その第一反応混合物を、第二反応条件でハロゲン化金属化合物と接触させて、それによりイオン性液体最終生成物を形成することを含む二段階法である。
【０００６】
詳細な記述
ここに記載する新規な処理又は方法により製造されたイオン性液体組成物は、低温溶融組成物を形成する二種類の成分の錯体である。一つの成分は金属ハロゲン化物であり、他の成分はアルキル含有アミンハロゲン化水素塩である。本発明の方法により製造されるイオン性液体組成物は、標準圧力で約１２０°Ｆより低い温度で液体状態になっているのが好ましい。しかし、そのイオン性液体組成物は、標準圧力で約１００°Ｆより低く、一層好ましくは８０°Ｆより低い温度で液体であるのが一層好ましい。
【０００７】
上で述べたように、米国特許第５，７３１，１０１号明細書には、前記二種類成分の固体を一緒に混合し、もし必要ならば、混合物が液体になるまで加熱することによりイオン性液体組成物を製造する方法が記載されている。ここに記載する本発明の方法は、米国特許第５，７３１，１０１号明細書に記載されている二種類の固体成分を混合する一段階法とは著しく異なった二段階法である。そのイオン性液体組成物は、効果的な第一反応条件でアルキルアミンと、好ましくはガス状になっているハロゲン化水素とを先ず接触させ、それにより第一反応混合物を形成し、次にその第一反応混合物を効果的な第二反応条件で金属ハロゲン化物と接触させ、イオン性液体組成物を形成することにより製造する。
【０００８】
本発明で有用な金属ハロゲン化物は、アルキル含有アミンハロゲン化水素塩と一緒にした時、上で述べた温度で液体状態になっているイオン性液体錯体を形成することができる化合物である。好ましい金属ハロゲン化物は共有結合した金属ハロゲン化物である。ここで使用するため選択することができる適当な可能な金属には、ＣＡＳ式、元素周期表の第VIII、IＢ、IIＢ、及びIIIＡ族からのものが含まれる。一層特別には、金属ハロゲン化物の金属は、アルミニウム、ガリウム、鉄、銅、亜鉛、及びインジウムからなる群から選択することができる。これらの金属の中で好ましいのは、アルミニウム及びガリウムであり、最も好ましいのはアルミニウムである。好ましい金属ハロゲン化物には、ハロゲン化アルミニウム、ハロゲン化アルキルアルミニウム、ハロゲン化ガリウム、ハロゲン化アルキルガリウムからなる群から選択されたものが含まれ、それらの中で特に好ましいのは、ハロゲン化アルミニウム又はハロゲン化アルキルアルミニウムである。本発明の方法で用いるための反応物として最も好ましい金属ハロゲン化物は三塩化アルミニウムである。
【０００９】
本発明で有用なアルキル含有アミンハロゲン化水素塩には、モノアミン、ジアミン、トリアミン、及び環式アミンが含まれ、それらの全てが一つ以上のアルキル基及びハロゲン化水素陰イオンを含有する。用語アルキルとは、１〜９個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖アルキル基を包含するものとする。本発明で有用な好ましいアルキル含有アミンハロゲン化水素塩は、少なくとも一つのアルキル置換基を有し、三つ迄のアルキル置換基を含むことができる。それらは、それらの四つの置換位置が全てヒドロカルビル基により占められている第四級アンモニウム塩とは区別することができる。ここで考慮されている好ましい化合物は、一般式Ｒ３Ｎ・ＨＸ〔式中、「Ｒ」基の少なくとも一つはアルキルであり、好ましくは１〜８個の炭素原子を有するアルキル（好ましくは１〜４個の炭素原子を有する低級アルキル）であり、Ｘはハロゲン、好ましくは塩素である〕を有する。三つのＲ基の各々が、夫々、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３として指定されている場合、或る態様では次の可能性が存在する：Ｒ１〜Ｒ３の各々は、場合により窒素又は酸素で中断されているか、又はアリールで置換されている低級アルキルにすることができ；Ｒ１とＲ２は、Ｒ３をＲ１について前に記述したようなものとして、それと環を形成することができ；Ｒ２とＲ３は、Ｒ１を前に記載したようなものとして、水素にすることができ；又はＲ１、Ｒ２、及びＲ３は二環式環を形成することができる。一層好ましくは、これらの基はメチルか又はエチル基である。もし望むならば、ジ−及びトリ−アルキル物質を用いることができる。Ｒ基の一つ又は二つはアリールにすることができるが、これは好ましくない。アルキル基及びアリールがもし存在するならば、それらはハロゲンのような他の基と置換されていてもよい。フェニル及びベンジルは、選択することができるアリール基の代表的例である。しかし、そのような一層の置換は、溶融物の粘度を増大することがあり望ましくない。従って、アルキル基、及び存在した場合のアリールは、炭素と水素基だけから構成されているのが極めて望ましい。そのような短鎖は、粘稠性が最も低く、最も伝導性の溶融物を形成するので好ましい。これらのアルキル含有アミンハロゲン化水素塩の混合物を使用することもできる。
【００１０】
最も好ましいアルキル含有アミンハロゲン化水素塩は、Ｒ基が、水素、又は１〜４個の炭素原子を有するアルキル基であり、ハロゲン化水素が塩化水素である場合の化合物であり、その一例はトリメチルアミン塩酸塩である。
【００１１】
本発明の二段階法は、触媒として適切に用いることができるイオン性液体組成物を商業的量で経済的に製造する手段を与える点で有利である。本発明の方法の第一段階は、本発明の第一段階の反応条件で液体であるのが好ましいアルキルアミンと、第一希釈剤とを反応領域中へ導入することを必要とする。第一希釈剤と液体アルキルアミンとは、一緒によく混合した後、それらを反応領域中へ導入するか、又は反応領域内に入れたままよく混合するが、いずれにせよ本発明の方法の第一反応段階を最も良く遂行するためには、第一希釈剤と液体アルキルアミンとを実質的に均質な混合物とし、然る後、ハロゲン化水素流体をその方法の第一反応段階の反応領域中へ導入するのが好ましい。
【００１２】
第一希釈剤及び液体アルキルアミンを第一反応領域中へ導入した後、又はそれと同時に、ハロゲン化水素、好ましくは塩化水素を含む流体を第一反応領域中へ制御された速度で導入し、その中の液体アルキルアミンと接触させる。第一反応領域中へ導入されたハロゲン化水素の少なくとも一部分がガス状態になっているのが好ましい。導入したハロゲン化水素が実質的にガス状態になっているのが最も好ましい。
【００１３】
ハロゲン化水素流体を導入する間の第一反応領域内の温度は、約−２０°Ｆ〜約６０°Ｆ、好ましくは約０°Ｆ〜約５０°Ｆ、最も好ましくは５°Ｆ〜４０°Ｆの温度範囲内に維持する。第一反応段階中の第一反応領域内に維持される圧力は、一般に少なくともほぼ大気圧に維持されるべきであり、好ましくは圧力は約２０ｐｓｉａ〜約１５０ｐｓｉａの範囲内に制御し、最も好ましくは圧力は２５ｐｓｉａ〜１００ｐｓｉａの範囲にある。圧力は、当分野で知られているどのような適当な手段によって制御してもよい。そのような可能な手段の一つは、希望の圧力を内部に維持する必要に応じ、第一反応領域の蒸気空間中へ、窒素のような不活性ガスを導入するか又は除去することによる。
【００１４】
アルキルアミンとハロゲン化水素との反応は発熱的であり、従って、ハロゲン化水素とアルキルアミンとを接触させる間、第一反応領域から反応熱を除去し、温度を希望の温度範囲内に維持するための手段が必要である。希望の温度範囲内に反応温度を制御することは、本発明の方法の重要な特徴であり、ハロゲン化水素流体の導入速度は、第一反応領域内の温度を、ハロゲン化水素とアルキルアミンとの接触中に希望の範囲内に維持するのに役立つようなやり方で制御する。
【００１５】
本発明の方法の第一反応段階で用いられる第一希釈剤は、アルキルアミンのための適当な溶媒として働くことができ、第一反応段階の反応条件で液体であり、本発明の方法のアルキルアミン、ハロゲン化水素、及び金属ハロゲン化物の供給原料に対して不活性であるどのような化合物でもよい。一般に、４〜１２個の炭素原子を有するアルカンを用いることができる。好ましくは、第一希釈剤として適切に用いることができるアルカン化合物には、シクロヘキサンのようなヘキサン、及びヘプタンが含まれる。第一希釈剤として用いるのに最も好ましい材料にはポリαオレフィンが含まれ、それはαオレフィンの二量体、三量体、オリゴマー、又はポリマーにすることができ、或はαオレフィンの二量体、三量体、オリゴマー、又はポリマーの混合物にすることもでき、それらは全て第一反応段階の反応条件で液体であり、アルキルアミンのための溶媒として適切に働くべきである。第一希釈剤対アルキルアミンの重量比は、約５００：１〜約１：１の範囲にあるのがよい。好ましくは第一希釈剤対アルキルアミンの重量比は、約２０：１〜約１：１、最も好ましくは１５：１〜５：１の範囲にある。
【００１６】
アルキルアミンの実質的部分をアルキルアミンとハロゲン化水素との塩へ転化するのに充分な量のハロゲン化水素を第一反応領域中へ導入するのが望ましく、それにより希釈剤中に固体スラリーを形成し、第一反応混合物を形成する。典型的には、第一反応領域へ導入されるハロゲン化水素の量は、約０．１：１〜約５：１。好ましくは約０．５：１〜約２：１の範囲のアルキルアミン対ハロゲン化水素のモル比を与えるような量である。最も好ましくは、第一反応領域中へ導入されるハロゲン化水素の量は、０．８：１〜１．２：１のアルキルアミン対ハロゲン化水素のモル比を与える。
【００１７】
第一反応段階の反応が実質的に完了した時、第一反応混合物を第二反応条件で、反応領域内で、好ましくは三塩化アルミニウムである金属ハロゲン化物と接触させ、或はそれと混合し、それによりイオン性液体最終生成物を含む第二反応生成物を形成する。第二段階は、第一反応段階の領域と同じ反応領域内で行なってもよく、別法として、且つ好ましくは、第一希釈剤内にスラリー化した固体アルキルアミンハロゲン化水素塩を含む第一反応生成物を別の第二反応領域内へ移し、そこで本発明の方法の第二段階を行う。
【００１８】
本方法の第二段階を行う場合、金属ハロゲン化物を第一反応混合物中へ導入するか、又はそれと混合する。金属ハロゲン化物は乾燥固体の形態になっているか、又は第二希釈剤と固体金属ハロゲン化物とのスラリーの形態になっているであろう。しかし、金属ハロゲン化物は、乾燥固体の形態で第一反応混合物へ添加するのが好ましい。乾燥固体金属ハロゲン化物は、それが極めて僅かな水しか含まず、好ましくは水の濃度が１重量％未満、最も好ましくは０．１重量％未満であると言う意味で乾燥されている。乾燥固体金属ハロゲン化物はどのような形態になっていてもよいが、第一反応混合物の反応生成物と反応してイオン性液体触媒を形成する能力を増大する微粉砕粉末になっているのが好ましい。
【００１９】
固体金属ハロゲン化物のスラリーを形成するのに用いられる第二希釈剤は、第一希釈剤として用いられたものと同じ材料にすることができるが、但しそれはスラリーを与えるのに適切であり、本発明の方法の反応条件で液体であり、本発明の方法の反応物に対して不活性であるものとする。一般に、４〜１２個の炭素原子を有するアルカンを用いることができる。好ましくは、第二希釈剤として適切に用いることができるアルカン化合物は、シクロヘキサンのようなヘキサン、及びヘプタンである。第二希釈剤として用いるのに最も好ましい材料にはポリαオレフィンが含まれ、それは、αオレフィンの二量体、三量体、オリゴマー、又はポリマーのいずれにでもすることができ、それらは全て希望のスラリーを形成するのに適切であるべきであり、第二反応段階の反応条件で液体である。第二希釈剤対金属ハロゲン化物の重量比は、約１００：１〜約１：１の範囲にあるべきである。好ましくは、スラリー中の第二希釈剤対金属ハロゲン化物の重量比は、約１０：１〜約１：１、最も好ましくは３：１〜１：１の範囲にある。
【００２０】
第二反応段階で、第一反応段階で生成したアルキルアミンとハロゲン化水素との塩と、その少なくとも一部分、好ましくは実質的部分をイオン性液体最終生成物へ転化するのに充分な量の金属ハロゲン化物と接触させる。上で述べたように、金属ハロゲン化物は、好ましくは粉末状態である固体として、又は第二希釈剤と金属ハロゲン化物とのスラリーの一成分として、第一反応段階から得られた生成物中へ導入するか、又はそれと接触させることができる。典型的には、本発明の方法の第二反応段階で一緒にされる金属ハロゲン化物とアルキルアミン塩とモル比は、約０．１：１〜約２：１の範囲にあるが、好ましくは、その範囲は、約０．５：１〜約２：１である。第二反応段階で一緒にされる金属ハロゲン化物とアルキルアミン塩とのモル比についての最も好ましい範囲は、約１：１〜２：１であり、特に酸性触媒を製造したい場合にはそうである。１：１か又はそれに近いモル比を使用すると、中性イオン性液体であるイオン性液体生成物を与える傾向があるであろう。前記モル比の範囲の上限では、沈澱が起きる傾向がある。金属ハロゲン化物とアルキルアミン塩とのモル比が更に低下するにつれて、得られた形成されたイオン性液体生成物は、中性イオン性液体から塩基性イオン性液体へ移行する傾向があり、それらの両方共イオン性液体触媒としての用途以外の用途を有することがある。
【００２１】
第二反応段階中に維持される温度は、約４０°Ｆ〜約２５０°Ｆの範囲にあるべきである。しかし、第二反応段階の温度は、約５０°Ｆ〜約２２５°Ｆの範囲に維持されるのが好ましく、最も好ましくは、温度反応は７０°Ｆ〜２００°Ｆである。第二反応段階の温度条件は、本発明の方法の操作に重要であるが、第二反応段階の反応圧力はそれ程重要ではない。しかし、第二反応段階中に維持される圧力は、一般に大気圧より僅かに低いところから約１５０ｐｓｉａの範囲にあり、好ましくは大気圧から５０ｐｓｉａまでの範囲内にあるべきである。
【００２２】
本発明の方法の第二段階が完了した時、形成されたイオン性液体組成物を、当分野で既知の適当な手段により、例えば、相分離手段により希釈剤から分離することができる。
【００２３】
ここにはイオン性液体の組成を決定する方法も開示するが、その方法は、（ａ）イオン性液体の複数の試料の比重及びモル組成を測定し、（ｂ）その比重を、複数の試料のモル組成と関係付け、（ｃ）イオン性液体の追加の試料の比重を測定し、そして（ｄ）工程（ｃ）からの追加試料の比重を工程（ｂ）からの相関関係と照合して追加試料のモル比を決定することを含む。
【００２４】
一つの態様として、イオン性液体触媒の組成を、イオン性液体触媒の比重に対する相関関係により決定する。与えられたイオン性液体触媒の試料を複数の異なった製造ロット又はバッチからとり、分析して各バッチの比重、及びアルキルアミンとハロゲン化水素との塩に対する金属ハロゲン化物のモル比を決定する。比重は１９℃で読取った液体比重計により決定する。１．５〜１．９の既知のモル比を調製し、１９℃での比重を測定した。別の態様として、金属ハロゲン化物対アルキルアミンとハロゲン化水素との塩のモル比は、約０．１〜約３．０でもよく、或は約０．１〜約２．５でもよく、或は約０．１〜約２、或は約０．５〜約２、或は約１〜約２でもよい。モル比と比重とのデーターをグラフにプロットする。与えられた液体イオン性触媒の続くバッチの試料の組成を決定するため、試料の比重を、前に述べたようにして決定し、その比重を、曲線を用いてモル比に関係付ける。図１は、三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）、及びトリメチルアミン（ＴＭＡ）と塩化水素（ＨＣｌ）との塩を含むイオン性液体触媒についてのモル比対比重のグラフである。図１にプロットしたデーターを表１に列挙する。そのような分析法は、例えば、イオン性液体触媒バッチの品質制御に有用であり、そのような方法は、液体比重計管による比重の決定が、元素分析によるモル比分析と比較して、比較的簡単で迅速である点で利点を有する。
【００２５】
表１
ＡｌＣｌ３:ＴＭＡ−ＨＣｌモル比      １９℃での比重
1.9                        1.397
1.8                        1.392
1.7                        1.388
1.6                        1.374
1.5                        1.362
【００２６】
次の実施例は、本発明を単に例示するために与えられており、それらが本発明を限定するものと考えるべきではない。
【００２７】
例１
この例１は、上に記載した新規な二段階法で、反応物としてトリメチルアミン、ガス状塩化水素、及び三塩化アルミニウムを用いることにより、触媒として有用なイオン性液体を製造するための方法を例示する。
【００２８】
５５０ポンドのシンフルイド(Synfluid)（登録商標名）ＰＡＯ２を、５００ガロンのガラス裏打撹拌タンク型反応器中へ入れた。次に反応器を、窒素でパージし、２０°Ｆへ内容物を冷却しながら５ｐｓｉｇへ窒素で加圧した。２２°Ｆより低い温度を維持しながら、５２ポンドのトリメチルアミンを液体添加により添加した。これを、反応器の過剰圧力を防ぐため段階的に行なった。反応器の条件は、７ｐｓｉｇ及び２２°Ｆになった。
【００２９】
３３ポンドのガス状塩化水素の添加は、反応器を緩やかに加圧することにより達成された。これは、２２°Ｆより低い温度及び８ｐｓｉｇより低い最終的圧力を維持するために行なった。
【００３０】
第二ガラス裏打撹拌タンク型反応器へ、５５０ポンドのシンフルイドＰＡＯ２を入れ、窒素でパージした。２００ポンドの粉末状塩化アルミニウムを、撹拌しながら滴下し、スラリーを生成させた。
【００３１】
二つの反応混合物を、撹拌しながら一つの反応器中で一緒にした。その反応器の内容物を１２０°Ｆへ加熱した。加熱した時、発熱が起き、そして反応温度の低下は反応の終点を示していた。撹拌を止め、イオン性液体触媒と希釈剤とを分離した。下方の相から採取した試料は、２４℃での比重が１．３７８である赤褐色液体であることを示していた。これは、約２７ガロンのイオン性液体を与える結果になった。
【００３２】
例２
この例２は、アルキルアミン塩と金属ハロゲン化物とを一つの段階で一緒にするイオン性液体の一段階製造方法を例示する。
【００３３】
シクロヘキサンと固体トリメチルアミン塩酸塩とのスラリー、及びシクロヘキサンと塩化アルミニウムとのスラリーを用いて、イオン性液体生成物を形成した。シクロヘキサンスラリーは、二重管滴下漏斗中で調製した。反応物の重量は、１．０１ｇのトリメチルアミン塩酸塩及び２．４７ｇのＡｌＣｌ３であった。無水シクロヘキサンは、二重管滴下漏斗の夫々の側へ過剰に入れた。シクロヘキサンは過剰に入れ、測定しなかった。なぜなら、それは容易に触媒混合物から分離することができたからである。トリメチルアミン塩酸塩／シクロヘキサンスラリー及びＡｌＣｌ３／シクロヘキサンスラリーを、受け取るビーカー中へ同時に入れた。最初反応は明らかではなかった。手で混合物をかき回すと、半粘稠性黄色液体が形成された。２５分混合した後でも幾らかの固体が残っていた。その物質を、触媒として用いる前に、濾過するか又は傾瀉することができた。
【００３４】
例１に例示した二段階法に対するこの例２で例示した一段階製造方法の一つの欠点は、アルキルアミンを取扱うのに比較しして、アルキルアミンハロゲン化水素塩を取扱うのが困難なことである。二段階法は反応物の一層容易な取扱いを与え、一段階法と比較して、商業的に一層将来性のある製造方法である。
【００３５】
例３
この例３は、二段階法を用いるが、金属ハロゲン化物のスラリーを用いず、即ち、第二工程で固体状態の金属ハロゲン化物を用いてイオン性液体生成物を製造することができることを実証する。
【００３６】
イオン性液体触媒を製造する手順を、例１の場合と同様に繰り返した。但し塩化アルミニウムを、スラリーとしてではなく、固体として固体滴下漏斗により導入した。イオン性液体生成物が生成した。
【００３７】
上記実施例は、本発明を例示する目的でのみ与えられており、従って、それらは限定する意味に解釈すべきではない。求める保護範囲は、次の特許請求の範囲に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、三塩化アルミニウム、及びトリメチルアミンと塩化水素との塩を含むイオン性液体触媒についての、比重に対する金属ハロゲン化物対アルキルアミン塩比のグラフである。
【図１】
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【国際調査報告】
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