JP2010184902A - Purification method and recovery method for ionic liquid - Google Patents

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蓮貞 林
Yasushi Higuchi
泰 樋口
Kaname Tsuchii
加奈芽 槌井
Hideki Yamaguchi
日出樹 山口
Atsushi Mizusawa
厚志 水沢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for purifying an ionic liquid (imidazolium salt) containing impurities and a method for recovering the ionic liquid from a treated liquid containing the ionic liquid. <P>SOLUTION: The method for purifying the ionic liquid comprises dissolution of the ionic liquid (imidazolium salt) containing impurities in a polar aprotic organic solvent comprising a nitrogen-containing solvent and/or ketone solvent or a mixed solvent of the polar aprotic organic solvent comprising a nitrogen-containing solvent and/or a ketone solvent and a non-polar organic solvent, crystallization of the ionic liquid from the solution by lowering temperature of the solution, and separation of the crystallized ionic liquid from the solution. The method for recovering the ionic liquid comprises use of a treated material (impurity-containing ionic liquid) obtained by evaporating the solvent from the treated liquid containing the ionic liquid, treatment of the treated material by the method and recovery of the crystallized ionic liquid from the solution. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は不純物を含むイオン液体の精製する方法に関する。不純物を含むイオン液体としては、例えば合成後副反応生成物を含有するイオン液体、又はイオン液体を溶媒として利用した後の不純物を含有するイオン液体である。   The present invention relates to a method for purifying an ionic liquid containing impurities. The ionic liquid containing impurities is, for example, an ionic liquid containing a post-synthesis side reaction product or an ionic liquid containing impurities after using the ionic liquid as a solvent.

イオン液体は室温近傍で液体であり、蒸気圧を殆ど有せず、難溶化合物に対して優れた溶解力を持つため、クリーン溶媒として色々な分野で応用されている。
一方、イオン液体がほとんど測定可能な蒸気圧を有せず、溶剤として使用する場合に蒸発による溶剤の損失や環境問題を生じないことがメリットであるが、測定可能な蒸気圧を有しないイオン液体のデメリットは、イオン液体に含まれる高沸点不純物や副生成物をイオン液体の蒸留により再び分離することが困難なことである。また、溶解度差の小さい高沸点な不純物の除去には一般的な沈殿、洗浄や抽出方法も不適切である。
An ionic liquid is a liquid near room temperature, has almost no vapor pressure, and has an excellent dissolving power with respect to a hardly soluble compound. Therefore, it is applied in various fields as a clean solvent.
On the other hand, the ionic liquid has almost no measurable vapor pressure, and when used as a solvent, it has the advantage of not causing solvent loss or environmental problems due to evaporation, but it has no measurable vapor pressure The disadvantage is that it is difficult to separate high boiling point impurities and by-products contained in the ionic liquid again by distillation of the ionic liquid. In addition, general precipitation, washing, and extraction methods are also inappropriate for the removal of impurities with a high solubility and a small difference in solubility.

溶解や化学反応を実施するためにイオン液体を使用する場合に、使用されるイオン液体の純度が重要である。しかし、繰り返し利用されると不純物や副反応生成物の濃度が増加するため、イオン液体の再生と高純度化する方法が求められている。   When an ionic liquid is used to perform dissolution or chemical reaction, the purity of the ionic liquid used is important. However, since the concentration of impurities and side reaction products increases when used repeatedly, a method for regenerating and purifying the ionic liquid is required.

また、イオン液体は合成反応の工程または利用される工程において、黄色から褐色まで不純物によるいろいろな着色現象が発生しやすい。98%以上の純度を有するイオン液体でも目で見える黄色に着色している。発色物はイオン液体の化学特性や物理特性には影響しないが、光学特性には大きな影響を与えるため、それらの発色物を除去することが必要である。   In addition, ionic liquids are likely to generate various coloring phenomena due to impurities from yellow to brown in the process of synthesis reaction or the process used. Even an ionic liquid having a purity of 98% or more is colored yellow. Colored products do not affect the chemical properties and physical properties of the ionic liquid, but have a great influence on the optical properties, so it is necessary to remove these colored products.

イオン液体を精製する方法としては、再結晶法、膜分離法、熱分解分離法などが挙げられる。しかしながら、不純物の種類や含有率により必ず効果があるとは言えない。
例えば、特許文献1はイオン液体溶融物から部分的結晶化によりイオン液体を精製する方法を開示される。その方法によるとイオン液体を加熱により溶融させることが必要である。また不純物はイオン液体結晶体に包まれ、一緒に析出することがあり、特に不純物の濃度は高い場合には効率的に精製効果がより低いため、繰り返し結晶工程が必要である。
Examples of the method for purifying the ionic liquid include a recrystallization method, a membrane separation method, and a thermal decomposition separation method. However, it cannot be said that it is necessarily effective depending on the type and content of impurities.
For example, Patent Document 1 discloses a method for purifying an ionic liquid by partial crystallization from an ionic liquid melt. According to that method, it is necessary to melt the ionic liquid by heating. Impurities are also encased in ionic liquid crystals and may be precipitated together. In particular, when the concentration of impurities is high, the purification effect is lower, and therefore a repeated crystallization process is required.

また、特許文献2はイオン液体と汚染物を含む使用済みイオン液体組成物を加熱してその部分分解生成物を生成させ、該生成物を該汚染物から分離し、そして分離した生成物を反応体と反応させて該イオン液体を再生する方法を提案した。この方法は高コスト且つ高エネルギー消耗である。   Patent Document 2 also heats a used ionic liquid composition containing an ionic liquid and a contaminant to produce a partially decomposed product thereof, separates the product from the contaminant, and reacts the separated product. A method of regenerating the ionic liquid by reacting with the body was proposed. This method is costly and energy consuming.

更に特許文献3はイオン液体を蒸留することによりイオン液体を精製する方法を開示されるが、特許文献2と同じ高コスト且つ高エネルギー消耗の問題は残されている。   Furthermore, Patent Document 3 discloses a method for purifying an ionic liquid by distilling the ionic liquid, but the same high cost and high energy consumption problem as in Patent Document 2 remains.

更に特許文献4では、アルコール類溶媒の中に再結晶する方法も提案されているが、イオン液体の種類によっては、アルコールなどプロトン性有機溶媒は陰イオンと強い溶媒和作用をするため、イオン液体の結晶を妨害したり、イオン液体結晶体に溶媒を取り込む現象(包接化)したりするため、必ず効果があるとは言えない。   Furthermore, Patent Document 4 proposes a method of recrystallization in an alcohol solvent. However, depending on the type of ionic liquid, a protic organic solvent such as alcohol has a strong solvating action with an anion. This is not necessarily effective because it interferes with the crystal of the crystal and causes a phenomenon of inclusion of the solvent into the ionic liquid crystal (inclusion).

特表2008−523005Special table 2008-523005 特表2003−507185Special table 2003-507185 US2007/0095645A1US2007 / 0095645A1 特開2008−133248JP2008-133248

本発明は、下記化1化学式で表されるイオン液体に関して、工業的規模で容易に実施することができ、高沸点または発色性のある不純物を含有する前記イオン液体、特に、合成後副反応生成物を不純物として含有する前記イオン液体、又は前記イオン液体を溶媒として利用した後残留する不純物を含有する前記イオン液体から不純物を効率よく分離する方法を提供するものである。   The present invention relates to an ionic liquid represented by the following chemical formula 1 and can be easily carried out on an industrial scale, and the ionic liquid containing impurities having a high boiling point or coloring property, in particular, a side reaction product after synthesis. The present invention provides a method for efficiently separating impurities from the ionic liquid containing substances as impurities, or from the ionic liquid containing impurities remaining after using the ionic liquid as a solvent.

本発明に係る下記化1化学式で表されるイオン液体は、アルコール類などの極性プロトン性有機溶媒とは、強い溶媒和作用をするため極性プロトン性有機溶媒を溶媒とした場合に前記イオン液体の再結晶化は困難であった。   Since the ionic liquid represented by the following chemical formula 1 according to the present invention has a strong solvating action with polar protic organic solvents such as alcohols, when the polar protic organic solvent is used as a solvent, Recrystallization was difficult.

本発明は、以下に示すような特徴を有するイオン液体を精製する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for purifying an ionic liquid having the following characteristics.

(1)不純物を含有する化1化学式で表されるイオン液体を、含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒、又は含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒と無極性有機溶媒の混合溶媒に溶解した後、溶液の温度を下げて前記イオン液体を溶液中から結晶させ、結晶した前記イオン液体を溶液から分離することを特徴とするイオン液体の精製方法。

Figure 2010184902

式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基であり、R2は炭素数1〜4のアルキル基またはアリル基である。Xはハロゲン又は炭素数1〜10までのカルボキシル基である。 (1) An ionic liquid represented by chemical formula 1 containing impurities is converted into a polar aprotic organic solvent containing nitrogen and / or ketone, or a polar aprotic organic solvent containing nitrogen and / or ketone. A method for purifying an ionic liquid, comprising: dissolving a ionic liquid in a mixed solvent of a nonpolar organic solvent and lowering the temperature of the solution to crystallize the ionic liquid from the solution, and separating the crystallized ionic liquid from the solution.
Figure 2010184902

In the formula, R1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an allyl group. X is a halogen or a carboxyl group having 1 to 10 carbon atoms.

ここで、含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒とは、含窒素類の極性非プロトン性有機溶媒又はケトン類の極性非プロトン性有機溶媒の単一溶媒であっても良いし、含窒素類の極性非プロトン性有機溶媒の混合溶媒、ケトン類の極性非プロトン性有機溶媒の混合溶媒又は含窒素類の極性非プロトン性有機溶媒とケトン類の極性非プロトン性有機溶媒の混合溶媒であっても良い。   Here, the polar aprotic organic solvent of nitrogen-containing compounds and / or ketones may be a single solvent of a polar aprotic organic solvent of nitrogen-containing compounds or a polar aprotic organic solvent of ketones. A mixed solvent of nitrogen-containing polar aprotic organic solvents, a mixed solvent of ketones polar aprotic organic solvent, or a nitrogen-containing polar aprotic organic solvent and a polar aprotic organic solvent of ketones. A mixed solvent may be used.

(2)前記(1)記載の含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒が、ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ピリジン、1−メチル−2−ピロリドン、アセトニトリル又はアセトンから選ばれる1種または2種以上の溶媒からなる溶媒であることを特徴とする前記(1)に記載のイオン液体の精製方法。   (2) The polar aprotic organic solvent of nitrogen-containing compounds and / or ketones described in (1) above is from dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, pyridine, 1-methyl-2-pyrrolidone, acetonitrile or acetone. The method for purifying an ionic liquid according to (1) above, which is a solvent comprising one or two or more selected solvents.

(3)前記(1)記載の含窒素類若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒が、ジメチルアセトアミド、ピリジン、1−メチル−2−ピロリドン又はアセトンのいずれかであることを特徴とする前記(1)に記載のイオン液体の精製方法。   (3) The polar aprotic organic solvent of nitrogen-containing compounds or ketones described in (1) is any one of dimethylacetamide, pyridine, 1-methyl-2-pyrrolidone, or acetone ( The method for purifying an ionic liquid according to 1).

(4)前記(1)記載の無極性有機溶媒が炭素数2〜6のエステル又はエーテルからから選ばれる1種または2種以上の溶媒からなる溶媒であることを特徴とする前記(1)又前記(2)に記載のイオン液体の精製方法。   (4) The nonpolar organic solvent described in (1) above is a solvent composed of one or two or more solvents selected from esters or ethers having 2 to 6 carbon atoms. The method for purifying an ionic liquid according to (2) above.

(5)前記(1)記載の含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒、又は含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒と無極性有機溶媒の混合溶媒の溶解度パラメータが9.5〜11.5の範囲にあることを特徴とする前記(1)〜前記(4)のいずれかに記載のイオン液体の精製方法。   (5) The polar aprotic organic solvent of nitrogen-containing compounds and / or ketones described in (1) above, or the mixed solvent of a polar aprotic organic solvent and a non-polar organic solvent of nitrogen-containing compounds and / or ketones The method for purifying an ionic liquid according to any one of (1) to (4) above, wherein the solubility parameter is in the range of 9.5 to 11.5.

(6)前記(1)記載のイオン液体が、ハロゲン化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムであることを特徴とする前記(1)〜前記(5)のいずれかに記載のイオン液体の精製方法。   (6) The ionic liquid according to any one of (1) to (5) above, wherein the ionic liquid according to (1) is 1-butyl-3-methylimidazolium halide. Method.

(7)前記(1)記載のイオン液体を含有する処理液中から前記イオン液体を回収する方法であって、処理液中から溶媒を蒸発させた処理物に、含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒、又は含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン有機溶媒と無極性有機溶媒の混合溶媒に溶解した後、溶液の温度を下げて前記イオン液体を溶液中から結晶させ、結晶したイオン液体を溶液から分離することを特徴とするイオン液体の回収方法。   (7) A method for recovering the ionic liquid from the treatment liquid containing the ionic liquid according to (1), wherein a nitrogen-containing compound and / or ketones are added to a treated product obtained by evaporating the solvent from the treatment liquid. In a polar aprotic organic solvent or a mixed solvent of nitrogen-containing and / or ketone polar aprotic organic solvents and nonpolar organic solvents, the temperature of the solution is lowered to crystallize the ionic liquid from the solution. And recovering the crystallized ionic liquid from the solution.

(8)前記(7)記載の処理物に、前記(1)記載のイオン液体が溶解しない又は前記(1)記載のイオン液体の溶解度が低い溶媒を加えて、前記処理物に含まれる不純物を抽出した後、不溶解成分を前記(1)記載の方法によってイオン液体を精製すること特徴とする前記(7)記載のイオン液体の回収方法。   (8) An impurity contained in the treated product is added to the treated product described in (7) by adding a solvent in which the ionic liquid described in (1) is not dissolved or the ionic liquid described in (1) is low in solubility. After the extraction, the ionic liquid is purified by the method described in (1) above after extracting the insoluble component.

本発明によると、不純物を含む前記化1化学式で表されるイオン液体、特に、合成後副反応生成物を含有する前記イオン液体、又はイオン液体を溶媒として利用した後の不純物を含有するイオン液体を高純度且つ効率よく精製することができる。   According to the present invention, the ionic liquid represented by the chemical formula 1 containing impurities, particularly the ionic liquid containing a post-synthesis side reaction product, or the ionic liquid containing impurities after using the ionic liquid as a solvent. Can be purified with high purity and efficiency.

更に、前記精製法を用いることにより前記イオン液体を含有する処理液中から前記イオン液体を高純度且つ効率よく回収することができる。   Furthermore, by using the purification method, the ionic liquid can be recovered with high purity and efficiency from the treatment liquid containing the ionic liquid.

本発明の実施例1に係るBASF製95%BMIMCLの精製前後の光透過性を比較する図である。It is a figure which compares the light transmittance before and behind refinement | purification of 95% BMIM made from BASF which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るBASF製95%BMIMCL精製前の13C−NMRスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the 13C-NMR spectrum before 95% BMIMCL product made from BASF concerning Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るBASF製95%BMIMCL精製後の13C−NMRスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the 13C-NMR spectrum after 95% BMIMCL refinement | purification made from BASF which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例9で精製したBMIMCLとFluka製高純度BMIMCLのIRスペクトルを比較する図である。It is a figure which compares the IR spectrum of BMIMCL refine | purified in Example 9 of this invention, and the high purity BMIMCL made from Fluka.

以下に本発明をさらに詳細に説明する。
本発明は、前記化1化学式で表させるイオン液体を結晶化させることにより精製する方法である。
また、本発明は、前記イオン液体を含有する処理液を前処理した後、前記イオン液体を結晶化させることにより回収する方法である。
The present invention is described in further detail below.
The present invention is a method for purification by crystallizing an ionic liquid represented by the chemical formula (1).
Moreover, this invention is the method of collect | recovering by crystallizing the said ionic liquid after pre-processing the process liquid containing the said ionic liquid.

本発明に適するイオン液体は、前記化1化学式で表させるイオン液体、すなわちイミダゾリウム塩であって、イミダゾリウム塩のカチオンであるイミダゾリウムカチオンの1位が炭素数1〜10のアルキル基で、3位が炭素数1〜4のアルキル基またはアリル基、イミダゾリウム塩のアニオンがハロゲン又は炭素数1〜10までのカルボキシル基であることを特徴とする。
そして、その中でもイミダゾリウム塩のアニオンがハロゲンであるイミダゾリウム塩は、本発明の有機溶媒への溶解性が良く、結晶性が高いイオン液体であるので好ましい。
An ionic liquid suitable for the present invention is an ionic liquid represented by the chemical formula (1), that is, an imidazolium salt, wherein the imidazolium cation, which is a cation of the imidazolium salt, is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, The 3-position is characterized by being an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an allyl group, and an anion of an imidazolium salt being a halogen or a carboxyl group having 1 to 10 carbon atoms.
Among them, an imidazolium salt in which an anion of an imidazolium salt is a halogen is preferable because it is an ionic liquid having good solubility in the organic solvent of the present invention and high crystallinity.

本発明でイオン液体を溶解するために使用する有機溶媒は、含窒素類又はケトン類の極性非プロトン性有機溶媒、又は含窒素類若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒と無極性有機溶媒の混合溶媒が適している。   The organic solvent used for dissolving the ionic liquid in the present invention is a polar aprotic organic solvent of nitrogen-containing compounds or ketones, or a polar aprotic organic solvent and a non-polar organic solvent of nitrogen-containing compounds or ketones. Mixed solvents are suitable.

含窒素類の極性非プロトン性有機溶媒としては、ジメチルアセトアミド、1−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、ピリジンおよびアセトニトリル等が挙げられる。
その中でも、ジメチルアセトアミド、ピリジンおよび1−メチル−2−ピロリドンは、イオン液体に対する溶解度、溶解後の溶液の粘度、結晶回収率において特に好ましい。
Examples of the nitrogen-containing polar aprotic organic solvent include dimethylacetamide, 1-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, pyridine and acetonitrile.
Among them, dimethylacetamide, pyridine and 1-methyl-2-pyrrolidone are particularly preferable in terms of solubility in ionic liquid, viscosity of the solution after dissolution, and crystal recovery rate.

ケトン類の極性非プロトン性有機溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノンおよびシクロヘキサノン等が挙げられるが、その中でも、アセトンは、イオン液体に対する溶解度、溶解後の溶液の粘度、結晶回収率において特に好ましい。   Examples of polar aprotic organic solvents for ketones include acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone. Among them, acetone is particularly preferable in terms of solubility in an ionic liquid, viscosity of a solution after dissolution, and crystal recovery rate. preferable.

含窒素類又はケトン類の極性非プロトン性有機溶媒と混合する無極性有機溶媒としては、炭素数2〜6のエステル又はエーテルからから選ばれる1種または2種以上の溶媒が好ましい。   As the nonpolar organic solvent to be mixed with the nitrogen-containing or ketone polar aprotic organic solvent, one or more solvents selected from esters or ethers having 2 to 6 carbon atoms are preferable.

さらに、前記(1)記載の含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒、又は含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒と無極性有機溶媒の混合溶媒は、溶解度パラメータが9.5〜11.5の範囲にあることが好ましい。   Furthermore, the polar aprotic organic solvent of nitrogen-containing compounds and / or ketones described in (1) above, or the mixed solvent of a polar aprotic organic solvent and a non-polar organic solvent of nitrogen-containing compounds and / or ketones, The solubility parameter is preferably in the range of 9.5 to 11.5.

溶解度パラメータが、9.5から11.5の範囲以外の有機溶媒は、イオン液体に対する溶解度は低すぎたり高すぎたりするため、良好な精製効率が得られない。すなわち、溶解度パラメータは9.5以下であると、イオン液体とその不純物が有機溶媒に対する溶解性が低く、精製効率が低い。
一方、溶解度パラメータが11.5以上であると、イオン液体に対する溶解度が高すぎ、結晶化が困難であるか、結晶回収率が低くなる。
Organic solvents other than those having a solubility parameter in the range of 9.5 to 11.5 have too low or too high solubility in the ionic liquid, so that good purification efficiency cannot be obtained. That is, when the solubility parameter is 9.5 or less, the ionic liquid and its impurities have low solubility in organic solvents, and purification efficiency is low.
On the other hand, when the solubility parameter is 11.5 or more, the solubility in the ionic liquid is too high, and crystallization is difficult or the crystal recovery rate is low.

前記したジメチルアセトアミド、1−メチル−2−ピロリドン、ピリジン又はアセトンから選ばれる溶媒は、単一溶媒として上記の溶解度パラメータ範囲内にあり、イオン液体に対する溶解度、溶解後の溶液の粘度、結晶回収率において特に好ましい有機溶媒である。   The solvent selected from the above-mentioned dimethylacetamide, 1-methyl-2-pyrrolidone, pyridine or acetone is within the above solubility parameter range as a single solvent, the solubility in ionic liquid, the viscosity of the solution after dissolution, the crystal recovery rate Is a particularly preferred organic solvent.

単一溶媒として上記溶解度パラメータの範囲に入っていない含窒素類又はケトン類の極性非プロトン性有機溶媒は、精製効率を考慮しなければ、単一溶媒として使用可能であるが、溶解度パラメータの異なる含窒素類及び/又はケトン類の極性非プロトン性有機溶媒を2種以上混合することにより、溶解度パラメータを9.5〜11.5の範囲に調整することにより、精製効率の良い好ましい有機溶媒として使用することができる。   Polar aprotic organic solvents of nitrogen-containing or ketones that are not within the above solubility parameter range as a single solvent can be used as a single solvent if the purification efficiency is not considered, but the solubility parameters are different. As a preferable organic solvent with good purification efficiency, the solubility parameter is adjusted to a range of 9.5 to 11.5 by mixing two or more polar aprotic organic solvents such as nitrogen-containing compounds and / or ketones. Can be used.

ここで、混合溶媒の溶解度パラメータ(SPm)は、溶媒Aの溶解度パラメータをSPa、モル分率をXa、溶媒Bの溶解度パラメータをSPb、モル分率をXbとした場合に、以下のように計算することができる。
混合溶媒の溶解度パラメータ(SPm)=XaSPa+XbSPb
Here, the solubility parameter (SPm) of the mixed solvent is calculated as follows when the solubility parameter of solvent A is SPa, the molar fraction is Xa, the solubility parameter of solvent B is SPb, and the molar fraction is Xb. can do.
Solubility parameter of mixed solvent (SPm) = XaSPa + XbSPb

また、溶解度パラメータ値の高い含窒素類及び/又はケトン類の極性非プロトン性有機溶媒は、溶解度パラメータ値の低い極性非プロトン性有機溶媒及び/又は無極性有機溶媒と混合して、溶解度パラメータを9.5〜11.5の範囲に調整することにより、好ましい有機溶媒として精製効率よく使用することができる。この場合、溶解度パラメータ値の低い極性非プロトン性有機溶媒及び/又は無極性有機溶媒の混合比率は、50重量%以下であることが好ましい。溶解度パラメータ値の低い極性非プロトン性有機溶媒及び/又は無極性有機溶媒は、イオン液体の貧溶媒であるため、混合液の溶解度パラメータが上記範囲内にあってもその比率が高いとイオン液体の溶解度は低下する。その結果、イオン液体の良好な精製効率を得ることができない。   Also, polar aprotic organic solvents of nitrogen-containing compounds and / or ketones having high solubility parameter values are mixed with polar aprotic organic solvents and / or nonpolar organic solvents having low solubility parameter values, and solubility parameters are set. By adjusting to the range of 9.5 to 11.5, it can be efficiently used as a preferred organic solvent. In this case, the mixing ratio of the polar aprotic organic solvent and / or the nonpolar organic solvent having a low solubility parameter value is preferably 50% by weight or less. A polar aprotic organic solvent and / or a nonpolar organic solvent having a low solubility parameter value is a poor solvent for ionic liquids, so even if the solubility parameter of the mixed solution is within the above range, if the ratio is high, Solubility decreases. As a result, good purification efficiency of the ionic liquid cannot be obtained.

溶解度パラメータ値の低い極性非プロトン性有機溶媒としては、炭素数3〜6のケトン類が代表的な溶媒である。   As polar aprotic organic solvents having low solubility parameter values, ketones having 3 to 6 carbon atoms are typical solvents.

また、無極性有機溶媒は、常温で液体であれば特に限定されず、炭化水素類、エーテル類およびエステル類の中から適宜選択して使用することができる。良く用いる溶媒としては、エーテル系溶媒のテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、エステル系溶媒の酢酸エチルなどが挙げられる。   The nonpolar organic solvent is not particularly limited as long as it is liquid at room temperature, and can be appropriately selected from hydrocarbons, ethers and esters. Examples of frequently used solvents include ether solvents such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and ester solvents such as ethyl acetate.

また、メタノール、エタノール等のアルコール類および水等の極性プロトン性の溶媒と無極性有機溶媒と混合して、溶解度パラメータを9.5〜11.5の範囲に調整しても、結晶化は良好ではない。極性プロトン性の溶媒は、イオン液体と水素結合により結合するのが原因と考えられる。   In addition, crystallization is good even when a polar protic solvent such as methanol and ethanol and a polar protic solvent such as water are mixed with a nonpolar organic solvent and the solubility parameter is adjusted to the range of 9.5 to 11.5. is not. It is considered that the polar protic solvent is bonded to the ionic liquid through a hydrogen bond.

次に、前記(1)記載のイオン液体を含有する処理液中から前記イオン液体を回収する方法について説明する。   Next, a method for recovering the ionic liquid from the processing liquid containing the ionic liquid described in (1) will be described.

前記(1)記載のイオン液体を含有する処理液中に固形物又は懸濁性固形物を含む場合は、前処理として、沈殿、遠心分離およびろ過等の通常の個液分離方法によって前記固形物を除去することが望ましい。
その後、固形物を除去した処理液から溶媒を蒸発させてイオン液体と不純物を含むイオン液体処理物を得る。
When the treatment liquid containing the ionic liquid described in (1) includes a solid or a suspended solid, the solid is obtained by a conventional individual liquid separation method such as precipitation, centrifugation, and filtration as a pretreatment. It is desirable to remove.
Thereafter, the solvent is evaporated from the treatment liquid from which the solid matter has been removed to obtain an ionic liquid treatment product containing the ionic liquid and impurities.

前記イオン液体処理物に含まれる不純物としては、イオン液体の合成後イオン液体に含まれる発色物(着色物)、イミダゾリウム、塩化炭素等がある。
また、イオン液体をセルロースの溶解等のバイオマスに作用させた場合の不純物は、セルロース、ヘミセルロース、キチン、リグニンなどのバイオマス由来成分及び又はそれらの副反応生成物がある。
その他、イオン液体を溶媒として使用し化学反応をさせた場合の反応副生成物、反応化剤、修飾剤又は触媒等が、イオン液体処理物に含まれる場合がある。
Examples of impurities contained in the processed ionic liquid include a colored product (colored product), imidazolium, and carbon chloride contained in the ionic liquid after synthesis of the ionic liquid.
Impurities when the ionic liquid is allowed to act on biomass such as cellulose dissolution include biomass-derived components such as cellulose, hemicellulose, chitin, and lignin and / or their side reaction products.
In addition, a reaction by-product, a reaction agent, a modifier, a catalyst, or the like when a chemical reaction is performed using an ionic liquid as a solvent may be included in the processed ionic liquid.

これらの、イオン液体処理物に含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒、又は含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン有機溶媒と無極性有機溶媒の混合溶媒に溶解した後、溶液の温度を下げて前記イオン液体を溶液中から結晶させ、結晶したイオン液体を溶液から分離することができる。   These ionic liquid treatment products were dissolved in nitrogen-containing and / or ketone polar aprotic organic solvents, or nitrogen-containing and / or ketone polar aprotic organic solvents and non-polar organic solvents. Thereafter, the temperature of the solution is lowered to crystallize the ionic liquid from the solution, and the crystallized ionic liquid can be separated from the solution.

この場合、イオン液体処理物の中にイオン液体と相溶性のない不純物が含まれる場合は、前記結晶化処理をする前に沈殿、遠心分離及びろ過等の方法によって相溶性のない不純物を除去することにより、より効率的にイオン液体を回収することができる。   In this case, when impurities that are not compatible with the ionic liquid are contained in the processed ionic liquid, the impurities that are not compatible are removed by a method such as precipitation, centrifugation, and filtration before the crystallization treatment. Thus, the ionic liquid can be collected more efficiently.

また、イオン液体処理物又はイオン液体と相溶性のない不純物除去後のイオン液体処理物に、イオン液体が溶解しない又はイオン液体の溶解度が低い溶媒を加えて、前記イオン液体処理物に含まれる不純物を抽出した後、イオン液体を主成分とする不溶解成分を分離し、前記不溶解成分に含窒素類若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒、又は含窒素類若しくはケトン類の極性非プロトン有機溶媒と無極性有機溶媒の混合溶媒に溶解した後、溶液の温度を下げてイオン液体を溶液中から結晶させ、結晶したイオン液体を溶液から分離すれば、より効率的にイオン液体を回収することができる。   Impurities contained in the ionic liquid treatment product by adding a solvent in which the ionic liquid does not dissolve or the solubility of the ionic liquid is low to the ionic liquid treatment product or the ionic liquid treatment product after removal of impurities that are not compatible with the ionic liquid Is extracted, and then an insoluble component mainly composed of an ionic liquid is separated, and a polar aprotic organic solvent containing nitrogen or ketones or a polar aprotic organic containing nitrogen or ketones is separated into the insoluble components. After dissolving in a mixed solvent of solvent and non-polar organic solvent, the ionic liquid can be recovered more efficiently by lowering the temperature of the solution to crystallize the ionic liquid from the solution and separating the crystallized ionic liquid from the solution. Can do.

前記有機溶媒にイオン液体を溶解し結晶精製用イオン液体溶液の調製方法及び条件に関しては特に限定するものではなく、通常の攪拌溶解など公知な方法で、常温又は加熱下で溶解することができるが、イオン液体の溶解度、溶解速度、副反応の発生や有機溶媒の沸点などを考慮し、溶解温度は室温〜120℃が好ましい、より好ましくは30〜100℃、更に好ましくは45〜90℃である。溶解温度は25℃より低くなるとイオン液体の溶解度が低いから、精製効率低く好ましくない。120℃以上になると溶解度は無限になるが、熱によりイオン液体の分解や副反応の恐れがあるので好ましくない。   There are no particular restrictions on the method and conditions for preparing an ionic liquid solution for crystal purification by dissolving the ionic liquid in the organic solvent, and it can be dissolved at ordinary temperature or under heating by a known method such as ordinary stirring and dissolution. In consideration of the solubility of the ionic liquid, the dissolution rate, the occurrence of side reactions and the boiling point of the organic solvent, the dissolution temperature is preferably room temperature to 120 ° C, more preferably 30 to 100 ° C, and further preferably 45 to 90 ° C. . If the dissolution temperature is lower than 25 ° C., the solubility of the ionic liquid is low, so that the purification efficiency is low, which is not preferable. When the temperature is 120 ° C. or higher, the solubility becomes infinite, but it is not preferable because heat may cause decomposition of the ionic liquid or side reaction.

イオン液体溶液におけるイオン液体の濃度は特に限定するものではなく、5〜90重量%が好ましい、より好ましくは10〜80重量%である。イオン液体の濃度はこの範囲より低くなると結晶速度は遅すぎるため好ましくない。またこの濃度範囲より高くなると不純物は結晶体に包まれて一緒に析出する恐れがあるから好ましくない。   The concentration of the ionic liquid in the ionic liquid solution is not particularly limited, and is preferably 5 to 90% by weight, more preferably 10 to 80% by weight. If the concentration of the ionic liquid is lower than this range, the crystallization speed is too slow, which is not preferable. On the other hand, if the concentration is higher than this range, the impurities are not preferable because they are encapsulated in crystals and may be precipitated together.

イオン液体が含有する不純物の濃度は高い場合、結晶体を分離してから再び有機溶媒に溶解してから更に結晶させることが好ましい。再度結晶化することにより精製したイオン液体の純度は更に向上することができる。   When the concentration of the impurities contained in the ionic liquid is high, it is preferable to further crystallize after separating the crystal and dissolving it again in the organic solvent. The purity of the purified ionic liquid can be further improved by recrystallization.

本発明の有機溶媒に溶解したイオン液体は容易に結晶析出することができるものであるが、結晶粒子の均一性及び結晶速度制御のために、結晶核を添加することが好ましい。結晶温度は、イオン液体の種類、濃度、結晶核の添加などによるが、−20〜80℃が好ましい、より好ましくは−15〜60℃、更に好ましくは−10〜50℃である。   Although the ionic liquid dissolved in the organic solvent of the present invention can be easily crystallized, it is preferable to add crystal nuclei in order to control the uniformity of crystal grains and the crystal speed. The crystallization temperature depends on the type and concentration of the ionic liquid, the addition of crystal nuclei, etc., but is preferably -20 to 80 ° C, more preferably -15 to 60 ° C, still more preferably -10 to 50 ° C.

イオン液体を結晶させる方法及び条件は特に限定するものではなく、動態結晶法、静態結晶法など公知な方法を使用することが出来る。   The method and conditions for crystallizing the ionic liquid are not particularly limited, and known methods such as a dynamic crystal method and a static crystal method can be used.

溶液からイオン液体の結晶が析出した後、結晶体と残留溶液は遠心分離法またはろ過法などにより分離できる。結晶物を同じ溶媒またはより貧溶媒側に調製した溶媒で洗浄する。   After the ionic liquid crystals are precipitated from the solution, the crystals and the residual solution can be separated by a centrifugal separation method or a filtration method. The crystal is washed with the same solvent or a solvent prepared on the poorer solvent side.

以下、実施例および比較例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、特に記載のないかぎり、「部」は「重量部」、% は重量% を意味する。   Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention further, the present invention is not limited to this. Hereinafter, unless otherwise specified, “part” means “part by weight” and% means% by weight.

実施例1
塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム(BMIMCL)の合成後不純物の除去。
110mlのバイオル(サンプル瓶)にBASF製純度95%のBMIMCL30gとジメチルアセトアミド(DMAC)30gを加え、50℃で攪拌しながら均一に溶解した後、23℃の室温に戻ったら種結晶を加え、5℃の冷蔵庫に24時間放置した後、結晶体と残留溶液をろ過にて分離回収し、結晶を更に酢酸エチルで洗浄することにより高沸点のDMACを除去した。結晶体を更に50℃減圧下で残留酢酸エチルを留去し、25gのBMIMCLを得た。収率は83%であった。
Example 1
Removal of impurities after synthesis of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BMIMCL).
To 110 ml of viol (sample bottle), add 30 g of BASF purity 95% BMMCL and 30 g of dimethylacetamide (DMAC), dissolve uniformly with stirring at 50 ° C., and then return to room temperature of 23 ° C. and add seed crystals. After standing in a refrigerator at 0 ° C. for 24 hours, the crystal and the residual solution were separated and recovered by filtration, and the crystals were further washed with ethyl acetate to remove high boiling point DMAC. Residual ethyl acetate was distilled off from the crystal under reduced pressure at 50 ° C. to obtain 25 g of BMMCL. The yield was 83%.

精製前後のBMIMCLを溶融してから光透過率を測定した。結果は図1に示すように波長400から800nmの範囲内に光透過率は顕著に上がった。又その炭素NMR分析した結果から図2と図3に示すように精製前(図2)の不純物由来ピークは精製後(図3)には検出されなかった。更にDMACを30g一定としてBMIMCLの添加量を変えて結晶収率と外観の変化を検討した。結果は表1の実施例1の欄にまとめて示される。   The light transmittance was measured after melting BMMCL before and after purification. As a result, as shown in FIG. 1, the light transmittance rose remarkably in the wavelength range of 400 to 800 nm. From the results of carbon NMR analysis, as shown in FIGS. 2 and 3, the impurity-derived peak before purification (FIG. 2) was not detected after purification (FIG. 3). Further, the change in crystal yield and appearance was examined by changing the amount of BMICL added while keeping the DMAC constant at 30 g. The results are summarized in the column of Example 1 in Table 1.

実施例2.
DMACの代わりに1−メチル−2−ピロリドン(NMP)を用いた以外は実施1と同様に実施した。25.8gBMIMCLを得た。得られたBMIMCL結晶体の着色状況と収率は表1に示す。
Example 2
The same procedure as in Example 1 was performed except that 1-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was used instead of DMAC. 25.8 g BMIMCL was obtained. The coloring status and yield of the obtained BMMCL crystals are shown in Table 1.

実施例3.
DMACの代わりに、ピリジンを用いた以外は実施1と同様に実施した。26.7gBMIMCLを得た。得られたBMIMCL結晶体の着色状況と収率は表1に示す。
Example 3 FIG.
The same procedure as in Example 1 was performed except that pyridine was used instead of DMAC. 26.7 g BMIMCL was obtained. The coloring status and yield of the obtained BMMCL crystals are shown in Table 1.

実施例4.
DMACの代わりに、アセトン15gを用いた以外は実施1と同様に実施した。得られたBMIMCL結晶体の着色状況と収率は表1に示す。
Example 4
It implemented similarly to Example 1 except having used acetone 15g instead of DMAC. The coloring status and yield of the obtained BMMCL crystals are shown in Table 1.

実施例5
DMACの代わりにアセトニトリル15gを用いた以外は実施1と同様に実施した。得られたBMIMCL結晶体の着色状況と収率は表1に示す。
Example 5
The same procedure as in Example 1 was performed except that 15 g of acetonitrile was used instead of DMAC. The coloring status and yield of the obtained BMMCL crystals are shown in Table 1.

実施例6
DMACの代わりにN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)15gを用いた以外は実施1と同様に実施した。得られたBMIMCL結晶体の着色状況と収率は表1に示す。
Example 6
The same procedure as in Example 1 was performed except that 15 g of N, N-dimethylformamide (DMF) was used instead of DMAC. The coloring status and yield of the obtained BMMCL crystals are shown in Table 1.

実施例7
DMACの代わりにDMAC/酢酸エチル=8/2(wt/wt)の混合液を用いた以外は実施1と同様に実施した。得られたBMIMCL結晶体の着色状況と収率は表1に示す。
Example 7
It implemented like Example 1 except having used the liquid mixture of DMAC / ethyl acetate = 8/2 (wt / wt) instead of DMAC. The coloring status and yield of the obtained BMMCL crystals are shown in Table 1.

実施例8
DMACの代わりにDMAC/メチルエチルケトン(MEK)=7/3(wt/wt)の混合液を用いた以外は実施1と同様に実施した。得られたBMIMCL結晶体の着色状況と収率は表1に示す。
Example 8
It implemented similarly to Example 1 except having used the liquid mixture of DMAC / methyl ethyl ketone (MEK) = 7/3 (wt / wt) instead of DMAC. The coloring status and yield of the obtained BMMCL crystals are shown in Table 1.

比較例1
DMACの代わりにメタノールを用いた以外は実施例1と同じ条件でBMIMCLを再結晶させたが、結晶の形成を見られなかった。結果は表1に示す。
Comparative Example 1
BMMCL was recrystallized under the same conditions as in Example 1 except that methanol was used instead of DMAC, but no crystal formation was observed. The results are shown in Table 1.

比較例2
無極性の溶媒である酢酸エチル(SP値:9.0)を用いて、実施例1と同様に酢酸エチル30gにBMIMCL30gを加えたが、50℃にまで加温しても酢酸エチルにはBMIMCLはほとんど溶解しなかった。比較例2で用いた酢酸エチルは、無極性の有機溶媒であって、非プロトン性の溶媒である。
Comparative Example 2
Using ethyl acetate (SP value: 9.0), which is a nonpolar solvent, 30 g of BMMCL was added to 30 g of ethyl acetate in the same manner as in Example 1. Hardly dissolved. The ethyl acetate used in Comparative Example 2 is a nonpolar organic solvent and is an aprotic solvent.

比較例3
極性非プロトン性溶媒であるメチルエチルケトン(SP値:9.0)を用いて、実施例1と同様にメチルエチルケトン30gにBMIMCL30gを加えたが、50℃にまで加温してもメチルエチルケトンにはBMIMCLはほとんど溶解しなかった。
Comparative Example 3
Using methyl ethyl ketone (SP value: 9.0), which is a polar aprotic solvent, 30 g of BMIMCL was added to 30 g of methyl ethyl ketone in the same manner as in Example 1. Even when heated to 50 ° C., almost no BMIMCL was found in methyl ethyl ketone. It did not dissolve.

比較例2及び3より、非プロトン性の溶媒であってもSP値が低い溶媒にはBMIMCLは溶解せず、本発明の方法の溶媒としてSP値の低い溶媒は適していないことが解かった。   From Comparative Examples 2 and 3, it was found that BMMCL was not dissolved in a solvent having a low SP value even in an aprotic solvent, and a solvent having a low SP value was not suitable as a solvent for the method of the present invention. .

実施例1〜9及び比較例1の結果をまとめて表1に溶媒種、濃度と結晶収率、着色性との関係を示す。

Figure 2010184902
The results of Examples 1 to 9 and Comparative Example 1 are summarized and Table 1 shows the relationship between the solvent species, concentration, crystal yield, and colorability.
Figure 2010184902

表1から結晶溶媒として非プロトン性極性溶媒の中にBMIMCLを溶解させ再結晶することによりBMIMCLが効率よく結晶させることができることが分った。特にSP値が9.5〜11.5の範囲にある非プロトン性溶媒は、より高い収率を得た。一方、プロトン性溶媒のアルコール類のメタノールでは、BMIMCLが結晶化せず、BMIMCLの結晶溶媒として不適切であることが分った。   From Table 1, it was found that BMMCL can be efficiently crystallized by dissolving and recrystallizing BMMCL in an aprotic polar solvent as a crystal solvent. In particular, an aprotic solvent having an SP value in the range of 9.5 to 11.5 obtained a higher yield. On the other hand, it was found that in the case of methanol, which is an alcohol as a protic solvent, BMMCL does not crystallize and is inappropriate as a BMICL crystal solvent.

次に、実施例9〜11として、イオン液体を溶剤又は反応溶媒として使用した後の処理液中からイオン液体を回収した実施例を示す。   Next, as Examples 9 to 11, examples in which the ionic liquid was recovered from the treatment liquid after using the ionic liquid as a solvent or a reaction solvent are shown.

実施例9
セルロースの溶解溶剤として回収した塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムの精製。
200mlのビーカにFluka製高純度塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム(純度98%以上)60gとDMAC30gを加え、60℃で攪拌しながら均一に溶解させた後、微晶セルロース10gを加えて溶解し、得られたセルロース溶液を凝固液をメタノールとする湿式成形法によりフィルムを成形した。その後、回収した塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム及びDMACを含有するメタノール凝固液を減圧で蒸留してメタノールを除去することにより汚れた塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムとDMACの混合液を得た。そこにDMAC30gを加えて塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウの比率を約50:50に調整し、室温まで冷却して種結晶を加え、5℃までさらに冷やして、24時間後結晶体と残留液を分離した。得られた結晶体を酢酸エチルで洗浄、乾燥後重さとIR分析を行なった。塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム51gを得た。
回収したBMIMCLのIR分析結果を比較のために溶解に供したFluka製高純度BMIMCLのIR分析結果のチャート上に並べて図4に示す。図4から解るように回収したBMIMCLは利用前のものとほぼ類似した。
Example 9
Purification of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride recovered as a dissolving solvent for cellulose.
Add 200 g of Fluka high purity 1-butyl-3-methylimidazolium (purity 98% or more) and DMAC 30 g to a 200 ml beaker, dissolve uniformly with stirring at 60 ° C., then add 10 g of microcrystalline cellulose. The film was melt | dissolved and the film | membrane was shape | molded by the wet-molding method which used the coagulating liquid as methanol for the obtained cellulose solution. Thereafter, the methanol coagulating liquid containing 1-butyl-3-methylimidazolium chloride and DMAC recovered was distilled under reduced pressure to remove the methanol, thereby mixing the contaminated 1-butyl-3-methylimidazolium chloride and DMAC. A liquid was obtained. Thereto, 30 g of DMAC was added to adjust the ratio of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride to about 50:50, cooled to room temperature, added seed crystals, further cooled to 5 ° C., and after 24 hours, The residual liquid was separated. The obtained crystal was washed with ethyl acetate, dried and subjected to weight and IR analysis. 51 g of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride was obtained.
FIG. 4 shows the IR analysis results of the collected BMMCL arranged on a chart of the IR analysis results of Fluka high-purity BMMCL subjected to dissolution for comparison. As can be seen from FIG. 4, the recovered BMMCL was almost similar to that before use.

実施例10.
セルロースのアセチル化反応溶剤として回収した塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムの精製。
110mlのサンプル瓶に塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム30gとDMAC15gを加え、60℃で攪拌しながら溶解させた後、微晶セルロース5gを溶解し、得られたセルロース溶液に無水酢酸5gを加え、90℃で2時間反応させた後、メタノールに析出させ、ろ過により析出した酢酸セルロース又は未反応セルロースを分離した。回収したろ液を減圧でメタノールを除去することにより汚れた塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウとDMACの混合液を得た。そこにDMAC15gを加えDMACと塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウの比率を約50:50に調整し、室温で種結晶を加え、更に5℃まで冷やして24時間後結晶体と残留液を分離した。得られた結晶体を酢酸エチルで洗浄、乾燥後重さとIR分析を行なった。塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム26gを得た。
IR分析結果から精製したBMIMCLのIRスペクトルはほぼ利用前のものと同じだった。
Example 10
Purification of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride recovered as a solvent for cellulose acetylation reaction.
Add 110 g of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride and 15 g of DMAC to a 110 ml sample bottle, dissolve at 60 ° C. with stirring, dissolve 5 g of microcrystalline cellulose, and add 5 g of acetic anhydride to the resulting cellulose solution. In addition, after reacting at 90 ° C. for 2 hours, it was precipitated in methanol, and cellulose acetate or unreacted cellulose deposited by filtration was separated. By removing methanol from the collected filtrate under reduced pressure, a contaminated mixed solution of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride and DMAC was obtained. Thereto was added 15 g of DMAC, the ratio of DMAC and 1-butyl-3-methylimidazolium chloride was adjusted to about 50:50, seed crystals were added at room temperature, and further cooled to 5 ° C. After 24 hours, the crystals and residual liquid were separated. The obtained crystal was washed with ethyl acetate, dried and subjected to weight and IR analysis. 26 g of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride was obtained.
The IR spectrum of BMMCL purified from IR analysis results was almost the same as that before use.

実施例11.
木材の脱リグニンの溶剤として回収した塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムの精製。
110mlのサンプル瓶に塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム30gとDMAC10gを加え、60℃で攪拌しながら溶解させた後、日本杉の粉末3gを加え、更に硫酸0.5gと蒸留水0.5gを更に添加し、90℃で2時間処理させた後、50gのDMACに析出させ、ろ過により析出したリグノセルロースを分離した。回収したろ液を減圧で水を除去することにより汚された塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウとDMACの混合液を得た。混合液に種結晶を加え、5℃で結晶させ、24時間後結晶体と残留液を分離した。得られた結晶体を酢酸エチルで洗浄、乾燥後重さとIR分析を行なった。塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム24gを得た。
IRスペクトルは利用前のものとほぼ同じだった。
Example 11
Purification of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride recovered as a solvent for wood delignification.
After adding 30 g of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride and 10 g of DMAC to a 110 ml sample bottle and dissolving with stirring at 60 ° C., 3 g of Japanese cedar powder was added, and 0.5 g of sulfuric acid and distilled water 0. 5 g was further added and the mixture was treated at 90 ° C. for 2 hours, and then precipitated in 50 g of DMAC, and the lignocellulose precipitated by filtration was separated. The collected filtrate was contaminated by removing water under reduced pressure to obtain a mixture of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride and DMAC. A seed crystal was added to the mixed solution, and the mixture was crystallized at 5 ° C. After 24 hours, the crystal and the remaining solution were separated. The obtained crystal was washed with ethyl acetate, dried and subjected to weight and IR analysis. 24 g of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride was obtained.
The IR spectrum was almost the same as that before use.

本発明の精製方法によりイオン液体であるイミダゾリウム塩を簡単、効率よく且つ、高純度で精製回収することができ、イオン液体製造時のイオン液体の精製方法及びセルロースなどの天然ポリマーや合成ポリマーの溶解、成形、修飾反応等に用いられたイオン液体の回収再利用方法として有用である。   The imidazolium salt, which is an ionic liquid, can be easily and efficiently purified and recovered by the purification method of the present invention, and the purification method of the ionic liquid at the time of producing the ionic liquid, as well as natural polymers and synthetic polymers such as cellulose. It is useful as a method for recovering and reusing ionic liquids used for dissolution, molding, modification reactions and the like.

Claims (8)

不純物を含有する化1化学式で表されるイオン液体を、含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒、又は含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒と無極性有機溶媒の混合溶媒に溶解した後、溶液の温度を下げて前記イオン液体を溶液中から結晶させ、結晶した前記イオン液体を溶液から分離することを特徴とするイオン液体の精製方法。
Figure 2010184902

式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基であり、R2は炭素数1〜4のアルキル基またはアリル基である。Xはハロゲン又は炭素数1〜10までのカルボキシル基である。
An ionic liquid represented by the chemical formula 1 containing impurities is converted into a polar aprotic organic solvent containing nitrogen and / or ketone, or a polar aprotic organic solvent containing nitrogen and / or ketone. A method for purifying an ionic liquid, comprising: dissolving in a mixed solvent of an organic solvent, lowering the temperature of the solution to crystallize the ionic liquid from the solution, and separating the crystallized ionic liquid from the solution.
Figure 2010184902

In the formula, R1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an allyl group. X is a halogen or a carboxyl group having 1 to 10 carbon atoms.
請求項1記載の含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒が、ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ピリジン、1−メチル−2−ピロリドン、アセトニトリル又はアセトンから選ばれる1種または2種以上の溶媒からなる溶媒であることを特徴とする請求項1に記載のイオン液体の精製方法。 The polar aprotic organic solvent of nitrogen-containing compounds and / or ketones according to claim 1 is one selected from dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, pyridine, 1-methyl-2-pyrrolidone, acetonitrile or acetone. The method for purifying an ionic liquid according to claim 1, wherein the ionic liquid is a solvent composed of two or more kinds of solvents. 請求項1記載の含窒素類若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒が、ジメチルアセトアミド、ピリジン、1−メチル−2−ピロリドン又はアセトンのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載のイオン液体の精製方法。 The polar aprotic organic solvent of nitrogen-containing compounds or ketones according to claim 1 is dimethylacetamide, pyridine, 1-methyl-2-pyrrolidone, or acetone. Purification method of ionic liquid. 請求項1記載の無極性有機溶媒が炭素数2〜6のエステル又はエーテルからから選ばれる1種または2種以上の溶媒からなる溶媒であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のイオン液体の精製方法。 3. The nonpolar organic solvent according to claim 1, wherein the nonpolar organic solvent is a solvent composed of one or more solvents selected from esters or ethers having 2 to 6 carbon atoms. Purification method of ionic liquid. 請求項1記載の含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒、又は含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒と無極性有機溶媒の混合溶媒の溶解度パラメータが9.5〜11.5の範囲にあることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のイオン液体の精製方法。 The solubility parameter of the polar aprotic organic solvent of nitrogen-containing compounds and / or ketones according to claim 1 or the mixed solvent of a polar aprotic organic solvent and a non-polar organic solvent of nitrogen-containing compounds and / or ketones is 9 The method for purifying an ionic liquid according to any one of claims 1 to 4, wherein the method is in the range of 5 to 11.5. 請求項1記載のイオン液体が、ハロゲン化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のイオン液体の精製方法。 The method for purifying an ionic liquid according to any one of claims 1 to 5, wherein the ionic liquid according to claim 1 is 1-butyl-3-methylimidazolium halide. 請求項1記載のイオン液体を含有する処理液中から前記イオン液体を回収する方法であって、処理液中から溶媒を蒸発させた処理物に、含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン性有機溶媒、又は含窒素類及び/若しくはケトン類の極性非プロトン有機溶媒と無極性有機溶媒の混合溶媒に溶解した後、溶液の温度を下げて前記イオン液体を溶液中から結晶させ、結晶したイオン液体を溶液から分離することを特徴とするイオン液体の回収方法。 A method for recovering the ionic liquid from the treatment liquid containing the ionic liquid according to claim 1, wherein a polar aprotic compound of nitrogen-containing compounds and / or ketones is added to a treated product obtained by evaporating the solvent from the treatment liquid. After dissolving in a polar organic solvent or a mixed solvent of a polar aprotic organic solvent and a nonpolar organic solvent such as nitrogen-containing compounds and / or ketones, the temperature of the solution is lowered to crystallize the ionic liquid from the solution. A method for recovering an ionic liquid, comprising separating the ionic liquid from a solution. 請求項7記載の処理物に、請求項1記載のイオン液体が溶解しない又は請求項1記載のイオン液体の溶解度が低い溶媒を加えて、前記処理物に含まれる不純物を抽出した後、不溶解成分を請求項1記載の方法によってイオン液体を精製すること特徴とする請求項7記載のイオン液体の回収方法。 After adding the solvent which the ionic liquid of Claim 1 does not melt | dissolve to the processed material of Claim 7, or the solubility of the ionic liquid of Claim 1 is low, and extracts the impurity contained in the said processed material, it does not melt | dissolve The method for recovering an ionic liquid according to claim 7, wherein the ionic liquid is purified by the method according to claim 1.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016005920A3 (en) * 2014-07-09 2016-03-10 Reliance Industries Limited Method for recovery of ionic liquid and system thereof
JP2016516809A (en) * 2013-04-19 2016-06-09 リライアンス インダストリーズ リミテッドReliance Industries Ltd. Process for regeneration of ionic compounds
CN107501185A (en) * 2016-06-14 2017-12-22 赢创德固赛有限公司 The method for purifying ionic liquid
WO2023176944A1 (en) 2022-03-16 2023-09-21 国立大学法人金沢大学 Method for recovering ionic liquid
WO2023176945A1 (en) 2022-03-16 2023-09-21 国立大学法人金沢大学 Method for recovering ionic liquid
KR20230163380A (en) 2021-03-31 2023-11-30 다이이치 고교 세이야쿠 가부시키가이샤 Fluorine-based ionic liquid and method for producing the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002503820A (en) * 1998-02-11 2002-02-05 ブリティッシュ・ニュークリア・フューエルズ・パブリック・リミテッド・カンパニー Nuclear fuel reprocessing
JP2008088135A (en) * 2006-10-05 2008-04-17 Japan Carlit Co Ltd:The Method for purifying quaternary imidazolium tetrafluoroborate and electric double layer capacitor using quaternary imidazolium tetrafluoroborate purified thereby
JP2008133248A (en) * 2006-10-24 2008-06-12 Sanyo Chem Ind Ltd Method for producing imidazolium salt
JP2009062477A (en) * 2007-09-07 2009-03-26 Yokohama National Univ Photoresponsive ionic liquid

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002503820A (en) * 1998-02-11 2002-02-05 ブリティッシュ・ニュークリア・フューエルズ・パブリック・リミテッド・カンパニー Nuclear fuel reprocessing
JP2008088135A (en) * 2006-10-05 2008-04-17 Japan Carlit Co Ltd:The Method for purifying quaternary imidazolium tetrafluoroborate and electric double layer capacitor using quaternary imidazolium tetrafluoroborate purified thereby
JP2008133248A (en) * 2006-10-24 2008-06-12 Sanyo Chem Ind Ltd Method for producing imidazolium salt
JP2009062477A (en) * 2007-09-07 2009-03-26 Yokohama National Univ Photoresponsive ionic liquid

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016516809A (en) * 2013-04-19 2016-06-09 リライアンス インダストリーズ リミテッドReliance Industries Ltd. Process for regeneration of ionic compounds
WO2016005920A3 (en) * 2014-07-09 2016-03-10 Reliance Industries Limited Method for recovery of ionic liquid and system thereof
CN107501185A (en) * 2016-06-14 2017-12-22 赢创德固赛有限公司 The method for purifying ionic liquid
CN107501185B (en) * 2016-06-14 2022-08-16 赢创运营有限公司 Method for purifying ionic liquids
KR20230163380A (en) 2021-03-31 2023-11-30 다이이치 고교 세이야쿠 가부시키가이샤 Fluorine-based ionic liquid and method for producing the same
WO2023176944A1 (en) 2022-03-16 2023-09-21 国立大学法人金沢大学 Method for recovering ionic liquid
WO2023176945A1 (en) 2022-03-16 2023-09-21 国立大学法人金沢大学 Method for recovering ionic liquid

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