ПРИМЕНЕНИЕ МАГНИТНЫХ ИОННЫХ ЖИДКОСТЕЙ В КАЧЕСТВЕ ЭКСТРАГИРУЮЩЕГО СРЕДСТВА
APPLICATION OF MAGNETIC IONIC LIQUIDS AS EXTRACTING MEANS

Изобретение относится к способу, которым ионные жидкости, в частности магнитные ионные жидкости, применяются для экстракции, в частности для жидкостно-жидкостной, жидкостно-твердофазной и жидкостно-газовой экстракции, причем разделение фаз происходит в магнитном поле.
Область техники, к которой относится изобретение
Ionic Liquids in Synthesis
Ionic Liquids - Industrial Applications to Green Chemistry
Ионные жидкости представляют собой - как это является общепризнанным в литературе (например, “” («Ионные жидкости в синтезе»), под редакцией Wasserscheid, Peter; Welton, Tom; издательство Verlag Wiley-VCH, 2003; ISBN (Международный стандартный номер книги) 3-527-30515-7; “” («Ионные жидкости - Промышленное применение для экологически чистой химии»), под редакцией Rogers, Robin D.; Seddon, Kenneth R., ACS Symposium (Материалы Симпозиумов Американского Химического Общества), Серия 818, 2002; ISBN 0841237891) - жидкие органические соли или смеси солей, состоящие из органических катионов и органических или неорганических анионов, с температурами плавления ниже 100°С. В этих солях могут быть дополнительно растворены неорганические соли, и, кроме того, также вспомогательные вещества с молекулярной структурой. В объеме настоящей заявки авторы изобретения произвольно трактуют выбранную границу температур плавления ионных жидкостей при 100°С в более широком смысле и тем самым включают также такие солевые расплавы, которые имеют температуру плавления свыше 100°С, но ниже 200°С. В остальном же они по своим свойствам не различаются.
Ионные жидкости имеют исключительно интересные свойства, например, давление паров от очень незначительного до практически не поддающегося измерению, весьма обширную область ликвидуса, хорошую электропроводность и необычные сольватационные характеристики. Эти свойства предопределяют их использование в различных областях технического применения. Так, они могут быть использованы, например, в качестве растворителей (в органическом и неорганическом синтезе в целом, в катализе переходными металлами, в биокатализе, в межфазном катализе, в многофазных реакциях, в фотохимии, в синтезе полимеров и в нанотехнологии), в качестве экстрагирующих средств (при жидкостно-жидкостной и жидкостно-газовой экстракции в целом, при обессеривании сырой нефти, для удаления тяжелых металлов из сточных вод, для мембранной жидкостной экстракции), в качестве электролита (в батареях, топливных элементах, конденсаторах, солнечных батареях, датчиках, в электрохромии, в гальванической технике, в электрохимической металлообработке, в электрохимическом синтезе в целом, в электроорганическом синтезе, в нанотехнологии), в качестве смазочных материалов, текучих теплоносителей, в качестве гелей, в качестве реагентов для органического синтеза, в «зеленой химии» (замена летучих органических соединений), в качестве антистатиков, в специальных вариантах применения для аналитических нужд (газовая хроматография, масс-спектрометрия, капиллярный зонный электрофорез), в качестве жидких кристаллов и т.д. (неполное перечисление). В этом отношении следует сослаться, например, на работы “Ionic Liquids - Industrial Applications to Green Chemistry” («Ионные жидкости - Промышленное применение для экологически чистой химии»), под редакцией Rogers, Robin D.; Seddon, Kenneth R., ACS Symposium (Материалы Симпозиумов Американского Химического Общества), Серия 818, 2002; ISBN 0841237891; и “Ionic Liquids in Synthesis” («Ионные жидкости в синтезе»), под редакцией Wasserscheid, Peter; Welton, Tom; издательство Verlag Wiley-VCH, 2003; ISBN 3527305157.
Сущность изобретения
Задача изобретения состоит в нахождении жидкостных экстракционных сред, в которых обе фазы могут быть разделены независимо от действия силы тяжести и/или центробежной силы и независимо от разности плотностей, и которые к тому же по своим химическим и физическим свойствам могут быть по возможности максимально применимыми для решения конкретной задачи разделения.
Эта задача решена применением ионной жидкости, устройства для экстрагирования, способа экстрагирования и экстракционной среды в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения. Дополнительные примерные варианты исполнения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно одному примерному аспекту представлено применение ионной жидкости в качестве экстракционной среды для экстракции, причем экстракция основывается на взаимодействии между экстракционной средой и магнитным полем. В особенности, ионная жидкость может иметь температуру плавления ниже 200°С. Предпочтительно, ионная жидкость имеет температуру плавления ниже 100°С, и в особенности предпочтительно ниже 20°С.
Согласно одному примерному аспекту, представлен способ экстрагирования компонента из экстрагируемого материала, причем способ включает получение экстракта компонента в экстракционной среде путем приведения экстрагируемого материала в контакт с экстракционной средой, которая содержит ионную жидкость, и затем отделения экстракта с помощью магнитного поля.
Согласно одному примерному аспекту, представлено устройство для экстрагирования компонента из экстрагируемого материала, причем устройство включает экстракционную среду для экстрагирования компонента из экстрагируемого материала, причем экстракционная среда содержит ионную жидкость, и устройство для создания магнитного поля, чтобы отделять экстракт. В частности, ионная жидкость может представлять собой парамагнитную жидкость.
Согласно одному примерному аспекту, представлена экстракционная среда для экстрагирования компонента из экстрагируемого материала, причем экстракционная среда содержит парамагнитную ионную жидкость.
Далее описаны варианты исполнения, касающиеся применения экстракционной среды. Однако характерные особенности вариантов исполнения в равной мере применимы к способу экстрагирования, устройству для экстрагирования и экстрагирующему средству.
Согласно одному примерному варианту осуществления, ионная жидкость представляет собой парамагнитную ионную жидкость.
В частности, под парамагнитной ионной жидкостью можно понимать ионную жидкость, которая имеет такое дополнительное свойство, что при приложении внешнего неоднородного магнитного поля она испытывает воздействие силы, которая втягивает ее в магнитное поле, так что она также имеет значение магнитной восприимчивости >1.
При таком использовании ионных жидкостей можно в широких пределах оптимизировать свойства для данного экстракционного применения путем вариации структур аниона и катиона, или соответственно вариацией их комбинации, для чего, впрочем, в отношении ионных жидкостей предложено общее обозначение «конструирование растворителей» (например, см. статью автора Freemantle, M.; Chem. Eng. News, том 78, 2000, стр.37).
Согласно одному примерному варианту осуществления, экстракция представляет собой жидкостно-жидкостную, или жидкостно-твердофазную, или жидкостно-газовую экстракцию.
Согласно одному примерному варианту осуществления, парамагнитная ионная жидкость имеет анион, который включает соединение переходного металла.
Согласно одному примерному варианту осуществления, парамагнитная ионная жидкость имеет катион, который включает переходный металл и/или соединение переходного металла.
При этом для ясности следует указать, что согласно Правилу 1.21 Номенклатуры ИЮПАК к переходным металлам относят, в частности, элементы с порядковыми номерами 21-30, 39-48, 57-80, 89-103, от 104 до гипотетического 112.
+
+v
-
+
+v
2-
+
+v
3-
+
1'
1
2
3
+
1'
1
2
3
+
1'
1
2
+
+v
1'
1
2
3
v+1
2
v+2
3
v+3
Согласно одному примерному варианту осуществления, парамагнитная ионная жидкость соответствует общим формулам [A][MX], ([A])[MX] или ([A])[MX], причем [A] представляет четвертичный аммониевый катион [RRRRN], фосфониевый катион [RRRRP], сульфониевый катион [RRRS] или гетероароматический катион, причем фрагмент M представляет атом переходного металла с окислительным числом +v и причем фрагмент Х представляет ион или лиганд с зарядовым числом -1. При этом радикалы R, R, R и Rмогли бы представлять собой остатки, которые подробнее будут описаны далее.
Согласно одному примерному варианту осуществления, парамагнитная ионная жидкость представляет собой раствор парамагнитной неорганической и/или органической соли в непарамагнитной ионной жидкости. То есть парамагнитная ионная жидкость может быть получена таким образом, что парамагнитную неорганическую или парамагнитную органическую соль растворяют в ионной жидкости, которая сама по себе не является парамагнитной, или смешивают с таковой.
+
a-
+
1'
1
2
3
+
1'
1
2
3
+
1'
1
2
+
1'
1
2
3
a
Согласно одному примерному варианту осуществления, непарамагнитная ионная жидкость соответствует общей формуле ([A])[B], причем [A]представляет четвертичный аммониевый катион [RRRRN], фосфониевый катион [RRRRP], сульфониевый катион [RRRS] или гетероароматический катион. При этом радикалы R, R, R и Rмогли бы представлять собой остатки, которые подробнее будут описаны далее.
Согласно одному примерному варианту осуществления, парамагнитная соль имеет температуру плавления ниже 200°С. В частности, парамагнитная соль может иметь температуру плавления ниже 100°С, и предпочтительно ниже 20°С.
Согласно одному примерному варианту осуществления, парамагнитная ионная жидкость представляет собой раствор парамагнитной неорганической и/или парамагнитной органической соли в ионной жидкости, и парамагнитная ионная жидкость имеет температуру плавления ниже 200°С. В частности, парамагнитная жидкость может иметь температуру плавления ниже 100°С и предпочтительно ниже 20°С. То есть парамагнитная ионная жидкость, которую затем используют в качестве экстракционной среды, может быть получена таким образом, что парамагнитную неорганическую или парамагнитную органическую соль растворяют в ионной жидкости, которая сама по себе не является парамагнитной, или в уже обладающей парамагнитными свойствами жидкости, или же смешивают с таковыми.
3
Парамагнитные соли могут, в частности, представлять собой соли (и их растворы в растворителях с молекулярной структурой), которые втягиваются в неоднородное внешнее магнитное поле. Примерами тому могут быть, например, хлорид железа (FeCl) и многие соединения редкоземельных металлов и актиноидов. Общей характеристикой таковых является наличие неспаренных электронов, например, в так называемых «высокоспиновых» комплексах.
В качестве примера магнитных жидкостей можно упомянуть так называемые феррофлюиды, которые не являются истинными жидкостями, но представляют собой суспензии тонко измельченных, вплоть до наномасштаба, ферритовых частиц, то есть ферритовых частиц (твердых веществ), которые измельчены до размеров от нескольких микрометров до нескольких нанометров, в разнообразных растворителях. Они интенсивно реагируют на внешние магнитные поля.
.
-6
Примером магнитной ионной жидкости является тетрахлорферрат(III) 1-бутил-3-метилимидазолия, описанный в публикации авторов Hayashi, Satoshi; Hamaguchi, Hiro-o. Chemistry Letters (2004), том 33 (№ 12), стр.1590-1591. Это вещество имеет относительно высокое значение магнитной восприимчивости χ=4010 emu/g (электромагнитных единиц) и является парамагнитным.
Согласно одному примерному аспекту, парамагнитные ионные жидкости используют в качестве экстракционных сред для жидкостно-жидкостной, или жидкостно-твердофазной, или жидкостно-газовой экстракции с разделением в магнитном поле.
Следует отметить, что были описаны и в дальнейшем будут описаны варианты осуществления изобретения в отношении различных предметов изобретения. В частности описаны некоторые варианты осуществления изобретения, в которых заявлено устройство, и другие варианты осуществления, в которых заявлен способ, и, соответственно, варианты осуществления, в которых заявлено применение. Однако специалисту по прочтении настоящей заявки сразу же станет ясно, что, если недвусмысленно не оговорено нечто иное, в дополнение к комбинации признаков, которые имеют отношение к одному типу предмета изобретения, возможна также любая комбинация признаков, которая относится к различным типам предметов изобретения.
Основным условием парамагнитного взаимодействия с магнитным полем является присутствие атомов, молекул или ионов с «неспаренными» электронами. В принципе сюда могут входить
а) радикалы,
b) или химические соединения переходных металлов (согласно правилу 1.21 Номенклатуры ИЮПАК, элементов с порядковыми номерами 21-30, 39-48, 57-80, 89-103, от 104 до гипотетического 112).
Показательные примеры исполнения парамагнитных ионных жидкостей имеют следующие структурные признаки:
а) соединение переходного металла в качестве аниона,
b) или переходный металл, или соединение переходного металла в качестве катиона,
с) или раствор парамагнитной неорганической или органической соли в ионной жидкости со структурными признаками “а” и/или “b”, или в непарамагнитной ионной жидкости, причем несущественно, реагирует ли при этом парамагнитная соль с ионной жидкостью или нет,
d) или любая смесь ионных жидкостей со структурными признаками “а-с”,
- причем непарамагнитная ионная жидкость в пункте «с» соответствует общей формуле I
([A]
)
[B]
(I),
+
a-
a
в которой
+
1'
1
2
3
+
1'
1
2
3
+
1'
1
2
+
[A]представляет четвертичный аммониевый катион [RRRRN], фосфониевый катион [RRRRP], сульфониевый катион [RRRS] или гетероароматический катион;
1
1'
2
3
радикалы R, R, R, Rнезависимо друг от друга представляют водород, при необходимости замещенный алкил, алкенил, алкинил, циклоалкил, циклоалкенил, арил или гетероарил; или
1
1'
2
3
1
4
два из остатков R, R, R, Rобразуют цикл совместно с гетероатомом, с которым они связаны, причем таковой является насыщенным или ненасыщенным, незамещенным или замещенным, и причем в эти цепи могут быть включены один или более гетероатомов, выбранных из группы О, S, NH или N-С-С-алкил, и
a-
[B] может представлять любой анион с отрицательным зарядом “a”.
Гетероароматический фрагмент в формуле обычно представляет собой 5- или 6-членный гетероароматический фрагмент, который имеет по меньшей мере один атом азота, а также при необходимости один атом кислорода или серы, и который является незамещенным или замещенным и/или конденсированным, предпочтительно представляет собой гетероароматический фрагмент формулы IIb, выбранный из группы:
причем остатки имеют следующее значение:
1
30
3
12
2
30
3
12
2
30
1
6
3
7
,
1
6
1
6
C
C
c
d
C
C
c
d
c
d
R представляет водород, C-C-алкил, C-C-циклоалкил, C-C-алкенил, C-C-циклоалкенил, C-C-алкинил, арил или гетероарил, причем 7 названных последними остатков могут нести один или более атомов галогенов и/или 1-3 остатка, выбранных из группы, включающей C-C-алкил, арил, гетероарил, C-C-циклоалкил, галоген, OR  SR, NRR, COR, COOR, CO-NRR, причем радикалы R и R представляют водород, C-C-алкил, C-C-галогеналкил, циклопентил, циклогексил, фенил, толил или бензил;
1
1'
2
3
R, R, R, R независимо друг от друга представляют водород, при необходимости замещенный алкил, алкенил, алкинил, циклоалкил, циклоалкенил, арил или гетероарил; или
1
1'
2
3
1
4
два из остатков R, R, R, Rобразуют цикл совместно с гетероатомом, с которым они связаны, причем таковой является насыщенным или ненасыщенным, незамещенным или замещенным, и причем в эти цепи могут быть включены один или более гетероатомов, выбранных из группы О, S, NH или N-С-С-алкил;
4
5
6
7
8
C
C
c
d
C
C
c
d
C
C
c
d
C
C
c
d
c
d
1
30
3
12
2
30
3
12
1
6
3
7
,
1
6
1
6
R, R, R, R, Rнезависимо друг от друга представляют водород, галоген, нитрогруппу, цианогруппу, OR, SR, NRR, COR, COOR, CO-NRR, C-C-алкил, C-C-циклоалкил, C-C-алкенил, C-C-циклоалкенил, арил или гетероарил, причем 6 названных последними остатков могут нести один или более атомов галогенов и/или 1-3 остатка, выбранных из группы, включающей C-C-алкил, арил, гетероарил, C-C-циклоалкил, галоген, OR  SR, NRR, COR, COOR, CO-NRR, причем радикалы R и R независимо друг от друга представляют водород, C-C-алкил, C-C-галогеналкил, циклопентил, циклогексил, фенил, толил или бензил; или
4
5
6
7
8
1
4
два из остатков R, R, R, R, R, R, которые являются соседними, образуют цикл совместно с атомом, с которым они связаны, причем таковой является ненасыщенным или ароматическим, незамещенным или замещенным, и причем в цепи, образованные указанными остатками, могут быть включены один или более гетероатомов, выбранных из группы О, S, N, NH или N-С-С-алкил,
e
f
g
h
C
C
c
d
C
c
d
C
c
d
1
6
3
7
,
1
6
1
6
R, R, R, R независимо друг от друга замещены водородом, C-C-алкильной, арильной, гетероарильной группой, C-C-циклоалкилом, галогеном, фрагментами OR  SR, NRR, COOR, CO-NRR или COR, причем радикалы R, R независимо друг от друга представляют водород, C-C-алкил, C-C-галогеналкил, циклопентил, циклогексил, фенил, толил или бензил;
предпочтительно представляют
1
6
1
6
водород, галоген или C-C-алкил, в особенности водород или C-C-алкил;
а-
[B] предпочтительно представляет
i
j
k
l
-
i
l
фторид, хлорид, бромид, иодид; гексафторфосфат; гексафторарсенат; гексафторантимонат; трифторарсенат; нитрит; нитрат; сульфат; гидросульфат; карбонат; гидрокарбонат; алкилкарбонат; арилкарбонат; фосфат; гидрофосфат; дигидрофосфат; тетразамещенный борат общей формулы (Va) [BRRRR], причем радикалы R-R независимо друг от друга представляют фтор или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
m
-
m
3
органический сульфонат общей формулы (Vb) [R-SO], причем радикал R представляет углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
m
-
m
3
органический сульфат общей формулы (Vc) [R-OSO], причем радикал R представляет углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
n
-
n
карбоксилат общей формулы (Vd) [R-СОО], причем радикал R представляет водород или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
x
y
2y+1-z
z
6-x
-
(фторалкил)фторфосфат общей формулы (Ve) [PF(CFH)], причем 1≤ x ≤6, 1≤ y ≤8, и 0≤ z ≤2y+1; или
o
P
-
r
s
-
t
u
-
o
u
2
2
2
имид с общими формулами (Vf) [R-SO-N-SO-R], (Vg) [R-SO-N-CO-R] или (Vh) [R-CO-N-CO-R], причем радикалы R-R независимо друг от друга представляют водород или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
m
2-
m
n
-
m
n
4
2
органический фосфат общей формулы (Vi) [R-OPO] или (Vj) [R-OPO-OR], причем радикал Rпредставляет углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов, и причем радикал Rпредставляет водород или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
-
а-
-
-
-
Заряд «а» аниона [B] составляет «1», «2» или «3». В качестве примеров двухзарядных отрицательно заряженных анионов следует назвать сульфат, гидросульфат и карбонат. В качестве примера трехзарядного отрицательно заряженного аниона следует назвать фосфат.
i
l
m
n
o
u
В качестве углеродсодержащего органического, насыщенного или ненасыщенного, ациклического или циклического, алифатического, ароматического или арилалифатического остатка с 1-30 атомами углерода, представлены остатки R-R при тетразамещенном борате (Va), остаток R при органическом сульфонате (Vb) и сульфате (Vc), остаток R при карбоксилате (Vd) и остатки R-R при имидах (Vf), (Vg) и (Vg), независимо друг от друга, предпочтительно такие, как
1
30
n
2(n-a)+(1-b)
2a+b
3
2
5
2
2
(n-2)
2(n-2)+1
6
13
8
17
10
21
12
25
C-C-алкил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO-, -CO-O- или -CO-N<, например, такие как метил, этил, 1-пропил, 2-пропил, 1-бутил, 2-бутил, 2-метил-1-пропил (изобутил), 2-метил-2-пропил (трет-бутил), 1-пентил, 2-пентил, 3-пентил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-2-бутил, 3-метил-2-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 1-гексил, 2-гексил, 3-гексил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2-метил-3-пентил, 3-метил-3-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 2,3-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, 2,3-диметил-2-бутил, 3,3-диметил-2-бутил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил, додецил, тридецил, тетрадецил, пентадецил, гексадецил, гептадецил, октадецил, нонадецил, икозил, генэйкозил, докозил, трикозил, тетракозил, пентакозил, гексакозил, гептакозил, октакозил, нонакозил, триаконтил, фенилметил (бензил), дифенилметил, трифенилметил, 2-фенилэтил, 3-фенилпропил, циклопентилметил, 2-циклопентилэтил, 3-циклопентилпропил, циклогексилметил, 2-циклогексилэтил, 3-циклогексилпропил, метоксигруппа, этоксигруппа, формил, ацетил или CFH, причем индекс n ≤30, 0≤ a ≤n, и b=0 или 1 (например, CF, CF, CHCH-CF, CF, CF, CF, CF);
3
12
n
2(n-a)-(1-b)
2a-b
C-C-циклоалкил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как циклопентил, 2-метил-1-циклопентил, 3-метил-1-циклопентил, циклогексил, 2-метил-1-циклогексил, 3-метил-1-циклогексил, 4-метил-1-циклогексил, или CFH, причем индекс n ≤30, 0≤ a ≤n, и b=0 или 1;
2
30
n
2(n-a)-(1-b)
2a-b
C-C-алкенил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как 2-пропенил, 3-бутенил, цис-2-бутенил, транс-2-бутенил, или CFH, причем индекс n ≤30, 0≤ a ≤n, и b=0 или 1;
3
12
n
2(n-a)-3(1-b)
2a-3b
C-C-циклоалкенил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как 3-циклопентенил, 2-циклогексенил, 3-циклогексенил, 2,5-циклогексадиенил, или CFH, причем индекс n ≤30, 0≤ a ≤n, и b=0 или 1; и
6
(5-a)
a
арил или гетероарил с 2-30 атомами углерода и компонентами в качестве их заместителей, такими как алкил-, арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как фенил, 2-метилфенил (2-толил), 3-метилфенил (3-толил), 4-метилфенил, 2-этилфенил, 3-этилфенил, 4-этилфенил, 2,3-диметилфенил, 2,4-диметилфенил, 2,5-диметилфенил, 2,6-диметилфенил, 3,4-диметилфенил, 3,5-диметилфенил, 4-фенилфенил, 1-нафтил, 2-нафтил, 1-пирролил, 2-пирролил, 3-пирролил, 2-пиридил, 3-пиридил, 4-пиридил, или CFH, причем 0≤ a ≤5.
а-
i
j
k
l
-
i
l
Если в случае аниона [B] речь идет о тетразамещенном борате (Va) [BRRRR], то для такового все четыре остатка R-R предпочтительно являются идентичными, причем таковые предпочтительно представляют атом фтора, трифторметильную, пентафторэтильную, фенильную, 3,5-бис(трифторметил)фенильную группу. В особенности предпочтительными тетразамещенными боратами (Va) являются тетрафторборат, тетрафенилборат и тетра[3,5-бис(трифторметил)фенил]борат.
а-
m
-
m
-
m
3
3
9
19
Если в случае аниона [B] речь идет об органическом сульфонате (Vb) [R-SO] или сульфате (Vc) [R-OSO], то остаток R предпочтительно представляет метил, трифторметил, пентафторэтил, пара-толил или CF. В особенности предпочтительными органическими сульфонатами (Vb) являются трифторметансульфонат (трифлат), метансульфонат, нонадекафторнонансульфонат (нонафлат) и пара-толуолсульфонат; в особенности предпочтительными органическими сульфатами (Vc) являются метилсульфат, этилсульфат, н-пропилсульфат, изопропилсульфат, бутилсульфат, пентилсульфат, гексилсульфат, гептилсульфат, октилсульфат, нонилсульфат и децилсульфат, а также длинноцепочечные н-алкилсульфаты; бензилсульфат, алкиларилсульфат.
а-
n
-
n
1
12
Если в случае аниона [B] речь идет о карбоксилате (Vd) [R-СОО], то остаток R предпочтительно представляет водород, трифторметил, пентафторэтил, фенил, гидроксифенилметил, трихлорметил, дихлорметил, хлорметил, трифторметил, дифторметил, фторметил или неразветвленный, или разветвленный С-С-алкил, например, такой как метил, этил, 1-пропил, 2-пропил, 1-бутил, 2-бутил, 2-метил-1-пропил (изобутил), 2-метил-2-пропил (трет-бутил), 1-пентил, 2-пентил, 3-пентил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-2-бутил, 3-метил-2-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 1-гексил, 2-гексил, 3-гексил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2-метил-3-пентил, 3-метил-3-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 2,3-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, 2,3-диметил-2-бутил, 3,3-диметил-2-бутил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил или додецил. В особенности предпочтительными карбоксилатами (Vc) являются формиат, ацетат, пропионат, бутират, валерат, бензоат, манделат, трихлорацетат, дихлорацетат, хлорацетат, трифторацетат, дифторацетат, фторацетат.
а-
-
-
-
-
-
x
y
2y+1-z
z
6-x
3
3
3
3
2
5
3
3
3
7
3
3
4
7
3
Если в случае аниона [B] речь идет о (фторалкил)фторфосфате (Ve) [PF(CFH)], то индекс z предпочтительно равен 0. В особенности предпочтительными являются (фторалкил)фторфосфаты (Ve), в которых z=0, x=3 и 1 ≤y ≤4, более конкретно [PF(CF)], [PF(CF)], [PF(CF)] и [PF(CF)].
а-
o
P
-
r
s
-
t
u
-
o
u
-
-
-
o
u
2
2
2
1
12
3
2
2
3
3
2
3
3
3
Если в случае аниона [B] речь идет об имиде (Vf) [R-SO-N-SO-R], (Vg) [R-SO-N-CO-R] или (Vh) [R-CO-N-CO-R], то радикалы R-R независимо друг от друга предпочтительно представляют водород, трифторметил, пентафторэтил, фенил, трихлорметил, дихлорметил, хлорметил, трифторметил, дифторметил, фторметил, или неразветвленный или разветвленный С-С-алкил, например, такой как метил, этил, 1-пропил, 2-пропил, 1-бутил, 2-бутил, 2-метил-1-пропил (изобутил), 2-метил-2-пропил (трет-бутил), 1-пентил, 2-пентил, 3-пентил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-2-бутил, 3-метил-2-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 1-гексил, 2-гексил, 3-гексил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2-метил-3-пентил, 3-метил-3-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 2,3-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, 2,3-диметил-2-бутил, 3,3-диметил-2-бутил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил или додецил. В особенности предпочтительными имидами (Vf), (Vg) и (Vh) являются [FC-SO-N-SO-CF], [FC-SO-N-CO-CF], [FC-CO-N-CO-CF]и те, в которых остатки R-R независимо друг от друга представляют водород, метил, этил, пропил, бутил, фенил, трихлорметил, дихлорметил, хлорметил, трифторметил, дифторметил или фторметил,
- причем парамагнитную неорганическую или органическую соль предпочтительно выбирают из
3
3
2
3
2
2
2
3
3
2
3
2
4
3
3
2
2
2
2
2
2
2
4
3
4
3
2
3
2
2
2
2
2
2
2
2
3
2
2
3
2
2
4
4
2
2
3
2
3
2
3
2
4
3
2
2
3
2
2
2
2
2
3
2
4
3
3
2
3
2
4
3
2
2
3
2
3
2
2
3
2
2
2
2
2
4
4
2
4
2
3
3
2
3
3
2
3
3
2
2
3
2
2
2
2
2
2
4
4
2
4
2
3
4
3
2
3
2
3
3
4
4
2
5
3
2
3
2
4
3
2
3
2
2
2
2
2
2
2
3
2
2
4
3
2
4
4
2
6
3
6
2
2
3
2
3
2
2
5
3
2
3
2
3
2
2
3
2
3
2
4
3
2
2
3
2
2
7
5
2
3
2
3
2
2
2
3
3
3
2
3
2
5
5
3
3
3
3
4
4
4
2
6
3
2
2
3
3
3
2
3
2
3
4
2
2
5
2
3
2
3
CeS, CeCl, CeF, CeS, CeO, CsO, CrCl, CrCl, CrF, CrO, Cr(SO), CrO, CoBr, CoCl, CoCl·6HO, Co(CN), CoF, CoI, CoSO, CoS, CoO, CoF, CoO, CuBr, CuCl, CuCl·2HO, CuF, CuF·2HO, Cu(OH), Cu(NO)·3HO, Cu(NO)·6HO, CuO, CuSO, CuSO·5HO, DyO, DyS, ErO, Er(SO)·8HO, ErS, EuBr, EuCl, EuF, EuI, EuS, EuO, Eu(SO), GdCl, GdO, Gd(SO)·8HO, GdS, HoO, IrO, FeBr, FeCO, FeCl, FeCl·4HO, FeF, FeI, FeO, FeSO, FeSO·HO, FeSO·7HO, FeS, FeCl, FeCl·6HO, FeF, FeF·3HO, Fe(NO)·9HO, MnBr, MnCO, MnCl, MnCl·4HO, MnF, Mn(OH), MnI, MnO, MnSO, MnSO·HO, MnSO·4HO, MnS(α), MnS(b), MnO, MnF, MnO, MnO, MoBr, MoCl, MoBr, MoCl, MoO, MoCl, NdF, NdO, Nd(SO), NdS, NiBr, NiCl, NiCl·6HO, NiF, Ni(OH), NiI, Ni(NO)·6HO, NiO, NiSO, NiS, NiS, PtF, PuF, PuO, PuF, KFe(CN), KO, PrO, PrS, ReO, ReS, ReCl, ReO, RhO, RbO, RuCl, RuO, SmBr, SmBr, SmO, Sm(SO)·8HO, SmS, NaCrO, TaCl, TbO, TmO, TiBr, TiCl, TiI, TiS, TiBr, TiCl, TiF, TiO, WS, WBr, WCl, UBr, UCl, UH, UI, UBr, UCl, UF, UO, UF, UO, VBr, VCl, VBr, VCl, VF, VO, VS, VCl, VO, VO, YO, YS
а-
или неорганическую или органическую соль переходного металла с аналогичными катионами и анионом [В], который предпочтительно выбирают из:
i
j
k
l
-
i
l
гексафторфосфата; гексафторарсената; гексафторантимоната; трифторарсената; нитрита; нитрата; сульфата; гидросульфата; карбоната; гидрокарбоната; алкилкарбоната; арилкарбоната; фосфата; гидрофосфата; дигидрофосфата; тетразамещенного бората общей формулы (Va) [BRRRR], причем радикалы R-R независимо друг от друга представляют фтор или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
m
-
m
3
органического сульфоната общей формулы (Vb) [R-SO], причем радикал R представляет углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
m
-
m
3
органического сульфата общей формулы (Vc) [R-OSO], причем радикал R представляет углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
n
-
n
карбоксилата общей формулы (Vd) [R-СОО], причем радикал R представляет водород или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
x
y
2y+1-z
z
6-x
-
(фторалкил)фторфосфата общей формулы (Ve) [PF(CFH)], причем 1≤ x ≤6, 1≤ y ≤8, и 0≤ z ≤2y+1; или
o
P
-
r
s
-
t
u
-
o
u
2
2
2
имида с общими формулами (Vf) [R-SO-N-SO-R], (Vg) [R-SO-N-CO-R] или (Vh) [R-CO-N-CO-R], причем радикалы R-R независимо друг от друга представляют водород или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
m
2-
m
n
-
m
n
4
2
органического фосфата общей формулы (Vi) [R-OPO] или (Vj) [R-OPO-OR], причем радикал Rпредставляет углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов, и причем радикал Rпредставляет водород или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов.
-
а-
-
-
-
Заряд «а» аниона [B] составляет «1», «2» или «3». В качестве примеров двухзарядных отрицательно заряженных анионов следует назвать сульфат, гидросульфат и карбонат. В качестве примера трехзарядного отрицательно заряженного аниона следует назвать фосфат.
i
l
m
n
o
u
В качестве углеродсодержащего органического, насыщенного или ненасыщенного, ациклического или циклического, алифатического, ароматического или арилалифатического остатка с 1-30 атомами углерода представлены остатки R-R при тетразамещенном борате (Va), остаток R при органическом сульфонате (Vb) и сульфате (Vc), остаток R при карбоксилате (Vd) и остатки R-R при имидах (Vf), (Vg) и (Vg), независимо друг от друга, предпочтительно такие, как
1
30
n
2(n-a)+(1-b)
2a+b
3
2
5
2
2
(n-2)
2(n-2)+1
6
13
8
17
10
21
12
25
C-C-алкил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO-, -CO-O- или -CO-N-, например, такие как метил, этил, 1-пропил, 2-пропил, 1-бутил, 2-бутил, 2-метил-1-пропил (изобутил), 2-метил-2-пропил (трет-бутил), 1-пентил, 2-пентил, 3-пентил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-2-бутил, 3-метил-2-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 1-гексил, 2-гексил, 3-гексил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2-метил-3-пентил, 3-метил-3-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 2,3-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, 2,3-диметил-2-бутил, 3,3-диметил-2-бутил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил, додецил, тридецил, тетрадецил, пентадецил, гексадецил, гептадецил, октадецил, нонадецил, икозил, генэйкозил, докозил, трикозил, тетракозил, пентакозил, гексакозил, гептакозил, октакозил, нонакозил, триаконтил, фенилметил (бензил), дифенилметил, трифенилметил, 2-фенилэтил, 3-фенилпропил, циклопентилметил, 2-циклопентилэтил, 3-циклопентилпропил, циклогексилметил, 2-циклогексилэтил, 3-циклогексилпропил, метоксигруппа, этоксигруппа, формил, ацетил или CFH, причем индекс n ≤30, 0≤ a ≤n, и b=0 или 1 (например, CF, CF, CHCH-CF, CF, CF, CF, CF);
3
12
n
2(n-a)-(1-b)
2a-b
C-C-циклоалкил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как циклопентил, 2-метил-1-циклопентил, 3-метил-1-циклопентил, циклогексил, 2-метил-1-циклогексил, 3-метил-1-циклогексил, 4-метил-1-циклогексил, или CFH, причем индекс n≤30, 0≤a≤n, и b=0 или 1;
2
30
n
2(n-a)-(1-b)
2a-b
C-C-алкенил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как 2-пропенил, 3-бутенил, цис-2-бутенил, транс-2-бутенил, или CFH, причем индекс n≤30, 0≤a≤n, и b=0 или 1;
3
12
n
2(n-a)-3(1-b)
2a-3b
C-C-циклоалкенил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как 3-циклопентенил, 2-циклогексенил, 3-циклогексенил, 2,5-циклогексадиенил, или CFH, причем индекс n≤30, 0≤a≤n, и b=0 или 1; и
6
(5-a)
a
арил или гетероарил с 2-30 атомами углерода и компонентами в качестве их заместителей, такими как алкил-, арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как фенил, 2-метилфенил (2-толил), 3-метилфенил (3-толил), 4-метилфенил, 2-этилфенил, 3-этилфенил, 4-этилфенил, 2,3-диметилфенил, 2,4-диметилфенил, 2,5-диметилфенил, 2,6-диметилфенил, 3,4-диметилфенил, 3,5-диметилфенил, 4-фенилфенил, 1-нафтил, 2-нафтил, 1-пирролил, 2-пирролил, 3-пирролил, 2-пиридил, 3-пиридил, 4-пиридил, или CFH, причем 0≤a≤5.
а-
i
j
k
l
-
i
l
Если в случае аниона [B] речь идет о тетразамещенном борате (Va) [BRRRR], то для такового все четыре остатка R-R предпочтительно являются идентичными, причем таковые предпочтительно представляют атом фтора, трифторметильную, пентафторэтильную, фенильную, 3,5-бис(трифторметил)фенильную группу. В особенности предпочтительными тетразамещенными боратами (Va) являются тетрафторборат, тетрафенилборат и тетра[3,5-бис(трифторметил)фенил]борат.
а-
m
-
m
-
m
3
3
9
19
Если в случае аниона [B] речь идет об органическом сульфонате (Vb) [R-SO] или сульфате (Vc) [R-OSO], то остаток R предпочтительно представляет метил, трифторметил, пентафторэтил, пара-толил или CF. В особенности предпочтительными органическими сульфонатами (Vb) являются трифторметансульфонат (трифлат), метансульфонат, нонадекафторнонансульфонат (нонафлат) и пара-толуолсульфонат; в особенности предпочтительными органическими сульфатами (Vc) являются метилсульфат, этилсульфат, н-пропилсульфат, изопропилсульфат, бутилсульфат, пентилсульфат, гексилсульфат, гептилсульфат, октилсульфат, нонилсульфат и децилсульфат, а также длинноцепочечные н-алкилсульфаты; бензилсульфат, алкиларилсульфат.
а-
n
-
n
1
12
Если в случае аниона [B] речь идет о карбоксилате (Vd) [R-СОО], то остаток R предпочтительно представляет водород, трифторметил, пентафторэтил, фенил, гидроксифенилметил, трихлорметил, дихлорметил, хлорметил, трифторметил, дифторметил, фторметил, или неразветвленный, или разветвленный С-С-алкил, например, такой как метил, этил, 1-пропил, 2-пропил, 1-бутил, 2-бутил, 2-метил-1-пропил (изобутил), 2-метил-2-пропил (трет-бутил), 1-пентил, 2-пентил, 3-пентил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-2-бутил, 3-метил-2-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 1-гексил, 2-гексил, 3-гексил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2-метил-3-пентил, 3-метил-3-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 2,3-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, 2,3-диметил-2-бутил, 3,3-диметил-2-бутил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил или додецил. В особенности предпочтительными карбоксилатами (Vc) являются формиат, ацетат, пропионат, бутират, валерат, бензоат, манделат, трихлорацетат, дихлорацетат, хлорацетат, трифторацетат, дифторацетат, фторацетат.
а-
-
-
-
-
-
x
y
2y+1-z
z
6-x
3
3
3
3
2
5
3
3
3
7
3
3
4
7
3
Если в случае аниона [B] речь идет о (фторалкил)фторфосфате (Ve) [PF(CFH)], то индекс z предпочтительно равен 0. В особенности предпочтительными являются (фторалкил)фторфосфаты (Ve), в которых z=0, x=3 и 1≤y ≤4, более конкретно [PF(CF)], [PF(CF)], [PF(CF)] и [PF(CF)].
а-
o
P
-
r
s
-
t
u
-
o
u
-
-
-
o
u
2
2
2
1
12
3
2
2
3
3
2
3
3
3
Если в случае аниона [B] речь идет об имиде (Vf) [R-SO-N-SO-R], (Vg) [R-SO-N-CO-R] или (Vh) [R-CO-N-CO-R], то радикалы R-R независимо друг от друга предпочтительно представляют водород, трифторметил, пентафторэтил, фенил, трихлорметил, дихлорметил, хлорметил, трифторметил, дифторметил, фторметил, или неразветвленный, или разветвленный С-С-алкил, например, такой как метил, этил, 1-пропил, 2-пропил, 1-бутил, 2-бутил, 2-метил-1-пропил (изобутил), 2-метил-2-пропил (трет-бутил), 1-пентил, 2-пентил, 3-пентил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-2-бутил, 3-метил-2-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 1-гексил, 2-гексил, 3-гексил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2-метил-3-пентил, 3-метил-3-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 2,3-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, 2,3-диметил-2-бутил, 3,3-диметил-2-бутил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил или додецил. В особенности предпочтительными имидами (Vf), (Vg) и (Vh) являются [FC-SO-N-SO-CF], [FC-SO-N-CO-CF], [FC-CO-N-CO-CF]и те, в которых остатки R-R независимо друг от друга представляют водород, метил, этил, пропил, бутил, фенил, трихлорметил, дихлорметил, хлорметил, трифторметил, дифторметил или фторметил,
а-
-
-
-
-
-
-
-
или неорганическую, или органическую комплексную соль переходного металла с центральными атомами, аналогичными катионам, и содержащую анионы [B] или F, Cl, Br, I, CN, SCN, (циклопентадиенил), ароматические фрагменты, хелатообразующие вещества или другие анионы, или молекулы в качестве лигандов,
или смесь всех до сих пор описанных солей переходных металлов, причем несущественно, реагирует ли соль переходного металла, например, как в схеме
с образованием комплекса, или же только физически переходит в раствор, как в схеме
- причем парамагнитная ионная жидкость в пункте «а» соответствует общим формулам
+
+V
-
+
+v
2-
+
+v
3-
v+1
2
v+2
3
v+3
[A][MX] или ([A])[MX] или ([A])[MX],
в которых
+
1'
1
2
3
+
1'
1
2
3
+
1'
1
2
+
[A] представляет четвертичный аммониевый катион [RRRRN], фосфониевый катион [RRRRP], сульфониевый катион [RRRS] или гетероароматический катион,
1
1'
2
3
радикалы R, R, R, Rнезависимо друг от друга представляют водород, при необходимости замещенный алкил, алкенил, алкинил, циклоалкил, циклоалкенил, арил или гетероарил; или
1
1'
2
3
1
4
два из остатков R, R, R, Rобразуют цикл совместно с гетероатомом, с которым они связаны, причем таковой является насыщенным или ненасыщенным, незамещенным или замещенным, и причем в эти цепи могут быть включены один или более гетероатомов, выбранных из группы О, S, NH или N-С-С-алкил, и
+v
фрагмент M представляет атом переходного металла с окислительным числом +v, и
фрагмент Х представляет ион или лиганд с зарядовым числом -1.
Гетероароматический фрагмент в формуле обычно представляет собой 5- или 6-членный гетероароматический фрагмент, который имеет по меньшей мере один атом азота, а также при необходимости один атом кислорода или серы, и который является незамещенным или замещенным и/или конденсированным, предпочтительно представляет собой гетероароматический фрагмент, выбранный из группы:
причем остатки имеют следующее значение:
1
30
3
12
2
30
3
12
2
30
1
6
3
7
,
1
6
1
6
C
C
c
d
C
C
c
d
c
d
R представляет водород, C-C-алкил, C-C-циклоалкил, C-C-алкенил, C-C-циклоалкенил, C-C-алкинил, арил или гетероарил, причем 7 названных последними остатков могут нести один или более атомов галогенов и/или 1-3 остатка, выбранных из группы, включающей C-C-алкил, арил, гетероарил, C-C-циклоалкил, галоген, OR  SR, NRR, COR, COOR, CO-NRR, причем радикалы R и R представляют водород, C-C-алкил, C-C-галогеналкил, циклопентил, циклогексил, фенил, толил или бензил;
1
1'
2
3
R, R, R, R независимо друг от друга представляют водород, при необходимости замещенный алкил, алкенил, алкинил, циклоалкил, циклоалкенил, арил или гетероарил; или
1
1'
2
3
1
4
два из остатков R, R, R, Rобразуют цикл совместно с гетероатомом, с которым они связаны, причем таковой является насыщенным или ненасыщенным, незамещенным или замещенным, и причем в эти цепи могут быть включены один или более гетероатомов, выбранных из группы О, S, NH или N-С-С-алкил;
4
5
6
7
8
C
C
c
d
C
C
c
d
C
C
c
d
C
C
c
d
c
d
1
30
3
12
2
30
3
12
1
6
3
7
,
1
6
1
6
R, R, R, R, Rнезависимо друг от друга представляют водород, галоген, нитрогруппу, цианогруппу, OR, SR, NRR, COR, COOR, CO-NRR, C-C-алкил, C-C-циклоалкил, C-C-алкенил, C-C-циклоалкенил, арил или гетероарил, причем 6 названных последними остатков могут нести один или более атомов галогенов и/или 1-3 остатка, выбранных из группы, включающей C-C-алкил, арил, гетероарил, C-C-циклоалкил, галоген, OR  SR, NRR, COR, COOR, CO-NRR, причем радикалы R и R независимо друг от друга представляют водород, C-C-алкил, C-C-галогеналкил, циклопентил, циклогексил, фенил, толил или бензил; или
4
5
6
7
8
1
4
два из остатков R, R, R, R, R, R, которые являются соседними, образуют цикл совместно с атомом, с которым они связаны, причем таковой является ненасыщенным или ароматическим, незамещенным или замещенным, и причем в цепи, образованные указанными остатками, могут быть включены один или более гетероатомов, выбранных из группы О, S, N, NH или N-С-С-алкил,
e
f
g
h
C
C
c
d
C
c
d
C
c
d
1
6
3
7
,
1
6
1
6
R, R, R, R независимо друг от друга замещены водородом, C-C-алкильной, арильной, гетероарильной группой, C-C-циклоалкилом, галогеном, фрагментами OR  SR, NRR, COOR, CO-NRR или COR, причем радикалы R, R независимо друг от друга представляют водород, C-C-алкил, C-C-галогеналкил, циклопентил, циклогексил, фенил, толил или бензил;
предпочтительно представляют
1
6
1
6
водород, галоген или C-C-алкил, в особенности водород или C-C-алкил;
+v
+2
+3
+4
+1
+2
+3
+6
+2
+3
+1
+2
+3
+2
+3
+3
+2
+3
+2
+3
+4
+2
+3
+2
+3
+2
+3
+4
+5
+2
+3
+2
+3
+4
+4
+6
+2
+3
+4
+5
+6
+2
+3
+4
+3
+4
+2
+3
+5
+3
+3
+2
+3
+4
+5
+3
+4
+6
+2
+3
+4
+5
+2
+3
M выбирают из элементов переходных металлов, предпочтительно выбирают из элементов 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, и Y, в особенности предпочтительно со степенями окисления Ce, Ce, Ce, Cs, Cr, Cr, Cr, Co, Co, Cu, Cu, Dy, Er, Eu, Eu, Gd, Gd, Ho, Ho, Ir, Fe, Fe, Mn, Mn, Mo, Mo, Mo, Mo, Nd, Nd, Ni, Ni, Pt, Pu, Pu, Pr, Pr, Re, Re, Re, Rh, Rh, Rb, Ru, Ru, Sm, Sm, Ta, Tb, Tm, Ti, Ti, W, W, U, U, U, V, V, V, V, Y и Y.
Каждый отдельный из ионов “v+1”, “v+2” или “v+3”, или лигандов Х, независимых друг от друга, предпочтительно выбирают из
i
j
k
l
-
i
l
фторида, хлорида, бромида, иодида, тиоцианата, гексафторфосфата; гексафторарсената; гексафторантимоната; трифторарсената; нитрита; нитрата; сульфата; гидросульфата; карбоната; гидрокарбоната; алкилкарбоната; арилкарбоната; фосфата; гидрофосфата; дигидрофосфата; тетразамещенного бората общей формулы (Va) [BRRRR], причем радикалы R-R независимо друг от друга представляют фтор или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
m
-
m
3
органического сульфоната общей формулы (Vb) [R-SO], причем радикал R представляет углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
m
-
m
3
органического сульфата общей формулы (Vc) [R-OSO], причем радикал R представляет углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
n
-
n
карбоксилата общей формулы (Vd) [R-СОО], причем радикал R представляет водород или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
x
y
2y+1-z
z
6-x
-
(фторалкил)фторфосфата общей формулы (Ve) [PF(CFH)], причем 1≤x≤6, 1≤y≤8, и 0≤z≤2y+1; или
o
P
-
r
s
-
t
u
-
o
u
2
2
2
имида с общими формулами (Vf) [R-SO-N-SO-R], (Vg) [R-SO-N-CO-R] или (Vh) [R-CO-N-CO-R], причем радикалы R-R независимо друг от друга представляют водород или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
m
2-
m
n
-
m
n
4
2
органического фосфата общей формулы (Vi) [R-OPO] или (Vj) [R-OPO-OR], причем радикал Rпредставляет углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов, и причем радикал Rпредставляет водород или углеродсодержащий органический, насыщенный или ненасыщенный, ациклический или циклический, алифатический, ароматический или арилалифатический остаток с 1-30 атомами углерода, который может включать один или более гетероатомов и/или быть замещенным одной или несколькими функциональными группами или атомами галогенов;
i
l
m
n
o
u
В качестве углеродсодержащего органического, насыщенного или ненасыщенного, ациклического или циклического, алифатического, ароматического или арилалифатического остатка с 1-30 атомами углерода, представлены остатки R-R при тетразамещенном борате (Va), остаток R при органическом сульфонате (Vb) и сульфате (Vc), остаток R при карбоксилате (Vd) и остатки R-R при имидах (Vf), (Vg) и (Vg), независимо друг от друга, предпочтительно такие, как
1
30
n
2(n-a)+(1-b)
2a+b
3
2
5
2
2
(n-2)
2(n-2)+1
6
13
8
17
10
21
12
25
C-C-алкил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO-, -CO-O- или -CO-N-, например, такие как метил, этил, 1-пропил, 2-пропил, 1-бутил, 2-бутил, 2-метил-1-пропил (изобутил), 2-метил-2-пропил (трет-бутил), 1-пентил, 2-пентил, 3-пентил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-2-бутил, 3-метил-2-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 1-гексил, 2-гексил, 3-гексил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2-метил-3-пентил, 3-метил-3-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 2,3-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, 2,3-диметил-2-бутил, 3,3-диметил-2-бутил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил, додецил, тридецил, тетрадецил, пентадецил, гексадецил, гептадецил, октадецил, нонадецил, икозил, генэйкозил, докозил, трикозил, тетракозил, пентакозил, гексакозил, гептакозил, октакозил, нонакозил, триаконтил, фенилметил (бензил), дифенилметил, трифенилметил, 2-фенилэтил, 3-фенилпропил, циклопентилметил, 2-циклопентилэтил, 3-циклопентилпропил, циклогексилметил, 2-циклогексилэтил, 3-циклогексилпропил, метоксигруппа, этоксигруппа, формил, ацетил или CFH, причем индекс n≤30, 0≤a≤n, и b=0 или 1 (например, CF, CF, CHCH-CF, CF, CF, CF, CF);
3
12
n
2(n-a)-(1-b)
2a-b
C-C-циклоалкил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как циклопентил, 2-метил-1-циклопентил, 3-метил-1-циклопентил, циклогексил, 2-метил-1-циклогексил, 3-метил-1-циклогексил, 4-метил-1-циклогексил, или CFH, причем индекс n≤30, 0≤a≤n, и b=0 или 1;
2
30
n
2(n-a)-(1-b)
2a-b
C-C-алкенил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как 2-пропенил, 3-бутенил, цис-2-бутенил, транс-2-бутенил, или CFH, причем индекс n≤30, 0≤a≤n, и b=0 или 1;
3
12
n
2(n-a)-3(1-b)
2a-3b
C-C-циклоалкенил и компоненты в качестве его заместителей, такие как арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как 3-циклопентенил, 2-циклогексенил, 3-циклогексенил, 2,5-циклогексадиенил, или CFH, причем индекс n≤30, 0≤a≤n, и b=0 или 1; и
6
(5-a)
a
арил или гетероарил с 2-30 атомами углерода и компонентами в качестве их заместителей, такими как алкил-, арил-, гетероарил-, циклоалкил-, галоген-, гидроксигруппа, аминогруппа, карбоксигруппа, формил-, -O-, -CO- или -CO-O-, например, такие как фенил, 2-метилфенил (2-толил), 3-метилфенил (3-толил), 4-метилфенил, 2-этилфенил, 3-этилфенил, 4-этилфенил, 2,3-диметилфенил, 2,4-диметилфенил, 2,5-диметилфенил, 2,6-диметилфенил, 3,4-диметилфенил, 3,5-диметилфенил, 4-фенилфенил, 1-нафтил, 2-нафтил, 1-пирролил, 2-пирролил, 3-пирролил, 2-пиридил, 3-пиридил, 4-пиридил, или CFH, причем 0≤a≤5.
i
j
k
l
-
i
l
Если в случае фрагмента Х речь идет о тетразамещенном борате (Va) [BRRRR], то для такового все четыре остатка R-R предпочтительно являются идентичными, причем таковые предпочтительно представляют атом фтора, трифторметильную, пентафторэтильную, фенильную, 3,5-бис(трифторметил)фенильную группу. В особенности предпочтительными тетразамещенными боратами (Va) являются тетрафторборат, тетрафенилборат и тетра[3,5-бис(трифторметил)фенил]борат.
m
-
m
-
m
3
3
9
19
Если в случае фрагмента Х речь идет об органическом сульфонате (Vb) [R-SO] или сульфате (Vc) [R-OSO], то остаток R предпочтительно представляет метил, трифторметил, пентафторэтил, пара-толил или CF. В особенности предпочтительными органическими сульфонатами (Vb) являются трифторметансульфонат (трифлат), метансульфонат, нонадекафторнонансульфонат (нонафлат) и пара-толуолсульфонат; в особенности предпочтительными органическими сульфатами (Vc) являются метилсульфат, этилсульфат, н-пропилсульфат, изопропилсульфат, бутилсульфат, пентилсульфат, гексилсульфат, гептилсульфат, октилсульфат, нонилсульфат и децилсульфат, а также длинноцепочечные н-алкилсульфаты; бензилсульфат, алкиларилсульфат.
n
-
n
1
12
Если в случае фрагмента Х речь идет о карбоксилате (Vd) [R-СОО], то остаток R предпочтительно представляет водород, трифторметил, пентафторэтил, фенил, гидроксифенилметил, трихлорметил, дихлорметил, хлорметил, трифторметил, дифторметил, фторметил, или неразветвленный или разветвленный С-С-алкил, например, такой как метил, этил, 1-пропил, 2-пропил, 1-бутил, 2-бутил, 2-метил-1-пропил (изобутил), 2-метил-2-пропил (трет-бутил), 1-пентил, 2-пентил, 3-пентил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-2-бутил, 3-метил-2-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 1-гексил, 2-гексил, 3-гексил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2-метил-3-пентил, 3-метил-3-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 2,3-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, 2,3-диметил-2-бутил, 3,3-диметил-2-бутил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил или додецил. В особенности предпочтительными карбоксилатами (Vc) являются формиат, ацетат, пропионат, бутират, валерат, бензоат, манделат, трихлорацетат, дихлорацетат, хлорацетат, трифторацетат, дифторацетат, фторацетат.
x
y
2y+1-z
z
6-x
3
3
3
3
2
5
3
3
3
7
3
3
4
7
3
-
-
-
-
-
Если в случае фрагмента Х речь идет о (фторалкил)фторфосфате (Ve) [PF(CFH)], то индекс z предпочтительно равен 0. В особенности предпочтительными являются (фторалкил)фторфосфаты (Ve), в которых z=0, x=3 и 1≤y≤4, более конкретно [PF(CF)], [PF(CF)], [PF(CF)] и [PF(CF)].
o
P
-
r
s
-
t
u
-
o
u
-
-
-
o
u
2
2
2
1
12
3
2
2
3
3
2
3
3
3
Если в случае фрагмента Х речь идет об имиде (Vf) [R-SO-N-SO-R], (Vg) [R-SO-N-CO-R] или (Vh) [R-CO-N-CO-R], то радикалы R-R независимо друг от друга предпочтительно представляют водород, трифторметил, пентафторэтил, фенил, трихлорметил, дихлорметил, хлорметил, трифторметил, дифторметил, фторметил или неразветвленный, или разветвленный С-С-алкил, например, такой как метил, этил, 1-пропил, 2-пропил, 1-бутил, 2-бутил, 2-метил-1-пропил (изобутил), 2-метил-2-пропил (трет-бутил), 1-пентил, 2-пентил, 3-пентил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-2-бутил, 3-метил-2-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 1-гексил, 2-гексил, 3-гексил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2-метил-3-пентил, 3-метил-3-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 2,3-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, 2,3-диметил-2-бутил, 3,3-диметил-2-бутил, гептил, октил, нонил, децил, ундецил или додецил. В особенности предпочтительными имидами (Vf), (Vg) и (Vh) являются [FC-SO-N-SO-CF], [FC-SO-N-CO-CF], [FC-CO-N-CO-CF]и те, в которых остатки R-R независимо друг от друга представляют водород, метил, этил, пропил, бутил, фенил, трихлорметил, дихлорметил, хлорметил, трифторметил, дифторметил или фторметил.
Каждый фрагмент Х может быть также независимо друг от друга выбран из группы лигандов комплексных соединений, включающей:
ацетилацетон; ацил; аденин; 2,2'-азобисизобутиронитрил; аланин; аллил; аллилоксикарбонил; воду; арил; аргинин; аспарагин; аспартат; BIABN; биотинил; 2,2'-бис(дифенилфосфино)-6,6'-диметокси-1,1'-бифенил; 2,2'-бинафтилдифенилдифосфин; 1,2-бис[4,5-дигидро-3Н-бинафто[1,2-с:2',1'-е]фосфепино]бензол; 1,1'-бис{4,5-дигидро-3Н-динафто[1,2-с:2',1'-е]фосфепино}ферроцен; 4,4'-ди-трет-бутил-4,4',5,5'-тетрагидро-3,3'-бис-3Н-динафто[2,1-с:1',2'-е]фосфепин; BINAL; 4,5-дигидро-3Н-динафто[2,1-с:1',2'-е]фосфепин; 2,2'-бинафтилдиол; бис-трет-бутил-бипиридин; бензилметилфенилфосфин; бензил; трет-бутоксикарбонил; бис-(2-((S)-4-изопропил-4,5-дигидрооксазол-2-ил)фенил)амин; бис-(2-((S)-4-трет-бутил-4,5-дигидрооксазол-2-ил)фенил)амин; 1,2-бис(2,5-диэтилфосфолано)этан; бутоксикарбонил-4-дифенилфосфино-2-дифенилфосфино-метилпирролидин; 2,2'-бипиридин; бензоил; бензилоксикарбонил; СО; циклогептатриенил; цитруллин; цитрат; цианид; циклооктадиен; циклооктатетраен; циклопентадиенил; пентаметилциклопентадиенил; циклогексил; цитидин; цистеин; цитозин; дибензилиденацетон; О-изопропилиден-2,3-дигидрокси-1,4-бис(дифенилфосфино)бутан; (1R,2R)-бис[(2-метоксифенил)фенилфосфино]этан; 4-диметиламинопиридин; диметилглиоксим; дипивалоилметанат; периодинан Десса-Мартина; 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетраацетат; дифенилфосфенилэтан; дифенилфосфенилметан; дифенилфосфенилпропан; дезоксирибозу; пентаацетат диэтилентриамина; бис(2,5-диметилфосфолано)бензол; этилендиаминтетраацетат; этилендиамин; флуоренилметоксикарбонил; 7,7-диметил-1,1,1,2,2,3,3-гептафтороктан-4,6-дионат; галактозу; галактозамин; N-ацетилгалактозамин; гликолил; глюкозу; глюкозамин, N-ацетилглюкозамин, глутамин, глутамат, глицин, гуанин; гуанозин; гемоглобин; гексафторацетилацетонат; гистидин; триамид гексаметилфосфорной кислоты; гидроксипролин; изолейцин; лейцин; лизин; 2,2'-бис[(N,N-диметиламино)(фенил)метил]-1,1'-бисдициклогексилфосфино)ферроцен; миоглобин; метионин; метгемоглобин; метмиоглобин; 3,5-диокса-4-фосфациклогепта[2,1-а;3,4-a']динафтален-4-ил)диметиламин; метилфенил-н-пропилфосфин; метилсульфон; бицикло[2.2.1]гепта-2,5-; нейраминовую кислоту; N-ацетилнейраминовую кислоту; N-гликолилнейраминовую кислоту; 2,3-бис(дифенилфосфино)бицикло[2.2.1]гепт-5-ен; нитрилотриуксусную кислоту; орнитин; сукцинат; оксалат; фенил-орто-анизилметилфосфин; фталоцианин; фенилаланин; фенантролин; пиколиламин; пиперидин; пара-нитробензойную кислоту; порфирин; пролин; пиридил; PYBOX; пироглутамат; пиразин; рибозу; саркозин; сален; серин; сукцинил; 1,4,7-триазациклононан; трет-бутил-диметилсилил; тартрат; терпиридин; тимидин; треонин; тимин; тетраметилэтилендиамин; тримезиновую кислоту; трис(пиразолил)борат; трифенилфосфан; триптофан; тирозин; тетразол; убихитин; урацил; уридин; валин.
- причем описанная в п.“b” парамагнитная ионная жидкость с катионом переходного металла в основном соответствует описанным в п.“c” парамагнитным солям, если таковые имеют температуру плавления ниже 200°С, предпочтительно ниже 100°С, в особенности предпочтительно ниже 20°С, так как в противном случае высокая температура плавления может быть скомпенсирована только растворением, как описано в п.“c”.
Эти структурные признаки представляют собой необходимое базовое условие парамагнитного поведения, а также притягивающее взаимодействие с внешним магнитным полем, но которое не является достаточным: соединения переходных металлов могут быть, должны быть, но не являются парамагнитными, поскольку занятые неспаренными электронами орбитали в атомах переходных металлов, например, могут быть полностью заполнены электронами лигандов комплексных соединений так, что парамагнетизм исчезает («низкоспиновые комплексы»).
Дополнительно, эти парамагнитные ионные жидкости могут быть оснащены дополнительными функциональными группами и/или смешаны с добавками, чтобы приспособить физико-химические свойства к конкретной экстракционной задаче.
Магнитное поле может быть наложено постоянными магнитами или электромагнитами, причем могут быть применены также сверхпроводящие электромагниты. Разделение фаз может быть точно сориентировано в пространстве геометрией налагаемого поля, причем скорость разделения можно регулировать напряженностью поля.
В случае жидкостно-жидкостной экстракции экстракция может быть проведена даже тогда, когда разница плотностей обеих фаз равна нулю. Это обеспечивает возможность применения в аэрокосмической технике в условиях невесомости.
В случае твердофазно-жидкостной экстракции разделение может быть также достигнуто при равной плотности без применения фильтрования. В случае жидкостно-газовой экстракции разделение фаз может быть ускорено, и могут быть также эффективно отделены аэрозоли.