MX2010012733A - Liquidos ionicos y metodos para usar los mismos. - Google Patents

Abstract

La presente solicitud describe composiciones que comprenden líquidos iónicos y un compuesto de amina, y métodos para usar y producir los mismos; en algunas modalidades, las composiciones descritas en la presente son útiles para reducir la cantidad de impurezas en un medio fluido o un sustrato sólido.

Description

LÍQUIDOS IÓNICOS Y MÉTODOS PARA USAR LOS MISMOS DECLARACIÓN CON RESPECTO A INVESTIGACIÓN APOYADA FEDERALMENTE El gobierno de EE. UU. tiene una licencia pagada sobre esta invención y el derecho a requerir otras licencias al poseedor de la patente, en circunstancias limitadas, sobre términos razonables de acuerdo con las condiciones de las subvenciones Nos. AB07CBT010 y HDTRA1 -08-1 -0028 concedidas por la oficina U.S. Army Research Office, y la subvención No. DMR-0552399 concedida por la fundación National Sciencie Foundation.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente solicitud describe composiciones que comprenden un liquido iónico y un compuesto de amina, y métodos para usar y producir los mismos. En algunas modalidades, las composiciones descritas en la presente son útiles para reducir la cantidad de una impureza de un medio fluido o un substrato sólido.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los líquidos iónicos son materiales "verdes" con gran potencial para reemplazar a los disolventes orgánicos volátiles usados en todas las instalaciones industriales y de laboratorio. Un líquido iónico es un líquido que contiene esencialmente solo iones. Algunos líquidos iónicos tales como nitrato de etilamonio, están en un equilibrio dinámico en el que en cualquier momento más de 99.99% del líquido está formado de especies iónicas más que moleculares. El término "líquido iónico" se usa comúnmente para sales cuyo punto de fusión es relativamente bajo (por ejemplo menor de 100° C). Las sales que son líquidas a temperatura ambiente se denominan líquidos iónicos de temperatura ambiente o RTIL's. Los RTIL's tienen ventajas obvias sobre los disolventes tradicionales al considerar la seguridad para el usuario y el impacto ambiental. Bajo muchas condiciones, los RTIL's tienen presiones de vapor despreciables, son principalmente inflamables y presentan estabilidad térmica y química. Sin embargo, lo que provee las características más útiles es la capacidad para ajustar la química y las propiedades de un disolvente RTIL en una variedad de formas, por ejemplo modificando el líquido iónico para modular la solubilidad de un compuesto de amina y/o la impureza.

Las separaciones mejoradas y altamente eficientes de gases "ligeros" (por ejemplo, C02, O2, N2, CH4, H2, e hidrocarburos) son importantes en cuanto al uso de combustible, demanda y elevación de los costos. Los RTIL's se han investigado en otras tecnologías que consumen mucha energía, tales como arrastre de amina, para la captura de gases "ácidos" (CO2, H2S, SO2, etc.). La presencia de gases ácidos en muchos campos de gas natural alrededor del mundo tiene un impacto negativo sobre la calidad y viabilidad de tales fuentes.

Recientemente ha habido un gran interés en la captura y secuestro de CO2 que surge de la necesidad inmediata de reducir las emisiones de gas de invernadero. Se estima que serían necesarias reducciones de más de 60% de dichas emisiones para estabilizar el clima. Actualmente la mayoría de los estudios de captura de C02 buscan capturar el C02 a presiones atmosféricas de plantas de gas de combustión de hulla o gas. También se ha buscado la remoción de impurezas adicionales del gas de chimenea, tal como CO, óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre. El método más viable a corto plazo para lograr esta captura poscombustión, particularmente de CO2, es mediante la absorción química, un proceso en donde existe un espacio sustancial para el mejoramiento.

La remoción de CO2 del gas natural es útil para aumentar el contenido de energía por volumen del gas natural y para reducir la corrosión de la tubería. La remoción del H2S del gas natural también es importante por que el H2S es muy peligroso e incluso puede ser letal; la combustión de H2S lleva a la formación de S02, otro gas tóxico y un componente que resulta en la lluvia acida. Se usa "arrastre" basado en amina en 95% de las operaciones de "dulcificación" del gas natural en los EE. UU. En este proceso, el C02 (y el H2S) reacciona con aminas para formar un carbamato acuoso. El CO2 (y H2S) puede ser liberado si la solución se calienta y/o se reduce la presión parcial.

Generalmente, la captura de gases ácidos del gas natural se realiza a presiones más altas que los procesos poscombustión. Típicamente, la presión de captura es mayor de 1 atm, y frecuentemente por lo menos aproximadamente 6 atm. En algunos casos, el tipo de amina efectiva en una aplicación dada está relacionado con la presión parcial del gas ácido en la corriente, siendo adecuadas las alcanolaminas primarias (1 o) (por ejemplo monoetanolamina (MEA)), alcanolaminas secundarias (2o) (por ejemplo dietanolamina (DEA)), y alcanolaminas terciarias (3°) (por ejemplo trietanolamina (TEA)) para presiones baja, moderada y alta, respectivamente. En algunos casos, las aminas terciarias también pueden separar H2S del CO2. Aunque el proceso de barrido basado en aminas es efectivo para separar el C02 de otros gases, consume mucha energía.

Por consiguiente, existe la necesidad de un método más eficiente para remover impurezas o sustancias no deseadas de un medio fluido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Algunos aspectos de la presente solicitud se refieren a composiciones y métodos para reducir o remover una impureza o material indeseable de una fuente, que comprenden en poner en contacto la fuente con dicha composición. Un aspecto es un método para reducir la cantidad de un gas de impureza de una corriente de fluido, el método comprendiendo poner en contacto la corriente de fluido con una mezcla removedora de impureza que comprende: un líquido iónico y un compuesto de amina, bajo condiciones suficientes para reducir la cantidad de impureza de gas de la corriente de fluido; en donde el liquido iónico comprende un anión que no es carboxilato; y el compuesto de amina es una monoamina, una diamina, una poliamina, una polietilenamina, un aminoácido, un N- eterociclo neutro, o una N-alquilamina heterocíclica neutra.

Otro aspecto de la presente solicitud es un método para reducir la cantidad de una o más impurezas de una corriente de emisión gaseosa, el método comprendiendo poner en contacto la corriente de emisión gaseosa con una mezcla removedora de impureza que comprende un líquido iónico y un Compuesto Oe amina, DajO condiciones suficientes para reducir la cantidad de una de más impurezas de la corriente gaseosa.

En un aspecto, la presente solicitud describe una composición que comprende un liquido iónico (IL) y un compuesto de heteroalquilamina, en donde el líquido iónico comprende un anión seleccionado del grupo que consiste en MeS0 , OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático.

En otro aspecto, la presente solicitud describe una composición que comprende un líquido iónico y un compuesto de amina, en donde el porcentaje relativo en volumen del líquido iónico en comparación con el volumen total del líquido iónico y el compuesto de amina, es de aproximadamente 60% en volumen o menor, en donde el liquido iónico comprende un anión seleccionado del grupo que consiste en MeSO4, OTf, BF4l PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático, y en donde el compuesto de amina es una monoamina, una diamina, una poliamina, una polietilenamina, un aminoácido, un N-heterociclo neutro o una N-alquilamina heterocíclica neutra.

En un aspecto adicional, la presente solicitud describe un método para remover una impureza de una superficie de un substrato sólido para producir una superficie limpia del substrato sólido, que comprende poner en contacto la superficie del substrato sólido con una mezcla removedora de impureza, bajo condiciones suficientes para remover la impureza de la superficie de substrato sólido y producir una superficie limpia del substrato sólido; la mezcla removedora de impureza comprende típicamente un liquido iónico y un compuesto de amina.

En otro aspecto, la presente solicitud describe un método para remover una impureza de un medio fluido para producir una corriente de fluido purificada. En general, el método comprende poner en contacto el medio fluido con una mezcla removedora de impureza descrita en la presente, bajo condiciones suficientes para remover la impureza del medio fluido para producir una corriente de fluido purificada.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una representación esquemática de una unidad típica de tratamiento acuoso de gas de amina.

La figura 2 es una gráfica de la captación de CO2 en función de la presión en 2a y en una solución equimolar del compuesto 2a-MDEA.

La figura 3A es una gráfica de datos de la presión de CO2 para la captación en una solución equimolar del compuesto 2a-MEA.

La figura 3B es una gráfica de la conversión de C02 a MEA-carbamato en función del tiempo.

La figura 4 es una gráfica de la liberación de CO2 de MEA-carbamato en el compuesto 2a a 100° C bajo presión reducida, en función del tiempo.

La figura 5 es una gráfica que muestra el aumento de la captación de C02 en el compuesto 2b-DEA a 100° C con una presión creciente de C02 La figura 6 es una gráfica del logaritmo natural promedio de la constante de Henry contra el volumen molar promedio medido de la mezcla a la potencia -4/3 a 40° C, en donde las líneas representan los modelos de la Teoría de Solución Regular (RST) (ecuación 6) para cada gas.

La figura 7A es una gráfica de selectividad de solubilidad contra el volumen molar promedio medido del IL a 40° C para C02 con N2, en donde las líneas representan la predicción del modelo de RST.

La figura 7B es una gráfica de selectividad de solubilidad contra el volumen molar promedio medido del IL a 40° C para CO2 con CH4, en donde las líneas representan la predicción del modelo de RST.

La figura 8A es una gráfica de la carga de gas a 1 atm y 40° C en función del volumen molar para C02, en donde la línea representa el modelo de RST desarrollado a partir de los datos de solubilidad del RTIL puro.

La figura 8B es una gráfica de la carga de gas a 1 atm y 40° C en función del volumen molar para N2, en donde la línea representa el modelo de RST desarrollado a partir de los datos de solubilidad del RTIL puro.

La figura 8C es una gráfica de la carga de gas a 1 atm y 40° C en función del volumen molar para CH4, en donde la línea representa el modelo de RST desarrollado a partir de los datos de solubilidad del RTIL puro.

La figura 9 es una gráfica que muestra la relación entre el punto de precipitación del carbamato y el porcentaje en volumen del compuesto IL.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Definiciones A menos que el contexto lo requiera de otra manera, los términos "secuestro", "reducción", "remoción" y "separación" se usan intercambiablemente en la presente y se refieren en general a las técnicas o prácticas cuyo efecto parcial o total es reducir la cantidad de, o remover, una o mas impurezas o sustancias no deseadas de un material dado (por ejemplo un medio fluido o un substrato sólido), tales como mezclas de gas, fuentes de gas o fuentes de emisiones de punto. En algunas modalidades, la impureza removida o la sustancia no deseada (en adelante, colectivamente "impureza" o "impurezas", a menos que el contexto lo requiera de otra manera) es guardada de alguna forma a fin de impedir su liberación. El uso de estos términos no excluye ninguna forma de considerar las modalidades descritas como técnicas de "secuestro", "reducción", "separación", o "remoción" de impurezas o sustancias no deseadas. Generalmente, los términos "secuestro", "reducción", "remoción" y "separación" se refieren a la remoción de por lo menos aproximadamente 60% de una impureza de una fuente; alternativamente es removida aproximadamente 75% de la impureza. En otras variaciones es removida de la fuente por lo menos aproximadamente 90%, o por lo menos aproximadamente 99% de una impureza.

A menos que el contexto lo requiera de otra manera, los términos "impureza", "material no deseado" y "sustancia no deseada", se usan aquí intercambiablemente y se refieren a una sustancia dentro de un liquido, gas o sólido, que difiere de la composición química deseada del material o compuesto. Las impurezas ocurren naturalmente o se agregan durante la síntesis de un producto químico o comercial. Durante la producción, las impurezas pueden ser agregadas a la sustancia intencionalmente, accidentalmente, inevitablemente o incidentalmente, o pueden ser producidas, o pueden estar presentes desde el comienzo. Los términos se refieren a una sustancia que está presente dentro de un líquido, gas o sólido, cuya cantidad se desea reducir o eliminar completamente.

El término "gas ácido" se refiere a cualquier gas que reacciona con una base. Algunos gases ácidos forman un ácido cuando se combinan con agua, y algunos ácidos tienen un protón ácido (por ejemplo el pKa menor que el agua). Los gases ácidos ejemplares incluyen, sin limitación, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno (H2S), COS, dióxido de azufre (S02), etc.

"Alquilo" se refiere a una porción de hidrocarburo monovalente lineal saturado de uno a doce átomos de carbono, típicamente de uno a doce, y frecuentemente de uno a seis, o una porción de hidrocarburo monovalente ramificado saturado de tres a veinte átomos de carbono, típicamente de tres a doce, y frecuentemente de tres a seis. Los grupos alquilo ejemplares incluyen, sin limitación, metilo, etilo, n-propilo, 2-propilo, ter-butilo, pentilo, hexilo, etc.

"Alquileno" se refiere a una porción de alquilo saturado lineal arriba definida, divalente. Los grupos alquílenos ejemplares incluyen, sin limitación, metileno, etileno, propileno, butileno, pentileno, hexileno, etc.

"Alquenilo" se refiere a una porción de hidrocarburo monovalente lineal de dos a veinte átomos de carbono, típicamente de dos a doce, y frecuentemente de dos a seis, o a una porción de hidrocarburo monovalente ramificado de tres a veinte átomos de carbono, típicamente de tres a doce, y frecuentemente de tres a seis, que contienen por lo menos un enlace doble carbono-carbono. Los alquenilos ejemplares incluyen, sin limitación, etenilo, propenilo, etc.

"Alquinilo" se refiere a una porción de hidrocarburo monovalente lineal de dos a veinte átomos de carbono, típicamente de dos a doce, y frecuentemente de dos a seis, o a una porción de hidrocarburo monovalente ramificado de tres a veinte átomos de carbono, típicamente de tres a doce, y frecuentemente de tres a seis, que contiene por lo menos un enlace triple carbono-carbono. Los alquinilos ejemplares incluyen, sin limitación, etinilo, propinilo, etc.

"Compuesto de amina" se refiere a un compuesto orgánico que comprende un sustituyente de la fórmula -NRaRb, en donde cada uno de Ra y R es, independientemente, hidrógeno, alquilo, heteroalquilo, haloalquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, (cicloalquil)alquilo, heteroarilo, heteroaralquilo, heterocicloalquilo, o (heterocicloalquil)alquilo. Típicamente, cada uno de Ra y Rb es, independientemente, hidrógeno, alquilo, heteroalquilo, haloalquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, o (cicloalquil)alquilo. Frecuentemente, cada uno de Ra y Rb es, independientemente, hidrógeno, alquilo, heteroalquilo o haloalquilo. Mas frecuentemente, cada uno de Ra y Rb es, independientemente, hidrógeno, alquilo o heteroalquilo. El compuesto de amina también puede incluir compuestos de amina heterocíclica tales como piperazina, imidazol, piridina, oxazol, tiazol, etc., cada uno de los cuales puede estar sustituido opcionalmente. El "compuesto de monoamina" se refiere a un compuesto orgánico que tiene un sustituyente -NRaRb y "compuesto de diamina" se refiere a un compuesto orgánico que tiene dos sustituyentes -NRaRb, en donde cada uno de Ra y Rb es, independientemente, los definidos en este párrafo.

El "compuesto de alquilamina" se refiere a un compuesto de hidrocarburo que comprende un sustituyente de la fórmula -NRaRb, en donde cada uno de Ra y Rb es, independientemente, hidrógeno, haloalquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, o (cicloalquil)alquilo. Típicamente, cada uno de Ra y R es, independientemente, hidrógeno, heteroalquilo, haloalquilo, arilo, aralquilo, ci'cloalquilo, o (cicloalquil)alquilo. Frecuentemente, cada uno de Ra y Rb es, independientemente, hidrógeno o alquilo.

El "compuesto de heteroalquilamina" se refiere a un compuesto de amina definido aquí en donde Ra es un grupo heteroalquilo. En particular, el compuesto de heteroalquilamina se refiere a un compuesto orgánico que comprende un sustituyente de la fórmula -NRaRb, en donde Ra es heteroalquilo y Rb es hidrógeno, alquilo, heteroalquilo, haloalquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, (cicloalquil)alquilo, heteroarilo, heteroaralquilo, heterocicloalquilo, o (heterocicloalquil)alquilo. Típicamente, Ra es heteroalquilo y Rb es hidrógeno, alquilo, heteroalquilo, haloalquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, o (cicloalquil)alquilo. Frecuentemente, Ra es heteroalquilo y Rb es hidrógeno, alquilo, heteroalquilo, o haloalquilo. Más frecuentemente, Ra es heteroalquilo y Rb es hidrógeno, alquilo, o heteroalquilo. Mas frecuentemente, Ra es heteroalquilo y Rb es hidrógeno o alquilo.

"Heterocíclico" y "heterociclo" se refieren a grupos cíclicos aromáticos o no aromáticos de tres a seis átomos, o de tres a diez átomos, que contienen por lo menos un heteroátomo. En una modalidad, estos grupos contienen de uno a tres heteroátomos. Los heteroátomos adecuados incluyen oxígeno, azufre y nitrógeno. Tales grupos pueden estar sustituidos opcionalmente. Los grupos heterocíclicos ejemplares incluyen, sin limitación, pirrolidinilo, piperidinilo, morfolinilo, piperazinilo, piridinilo, piridilo, furanilo, tiofenilo, tiazolilo, isotiazolilo, triazolilo, imidazolilo, isoxazolilo, pirrolilo, pirazolilo, pirimidinilo, benzofuranilo, isobenzofuranilo, benzotiazolilo, benzoisotiazolilo, benzotriazolilo, indolilo, isoindolilo, benzoxazolilo, quinolilo, isoquinolilo, bencimidazolilo, bencisoxazolilo, benzotiofenilo y dibenzofurano.

"N-heterociclo" y "N-heterociclo neutro", se refieren cada uno a grupos cíclicos aromáticos o no aromáticos de tres a seis átomos, o de tres a diez átomos, que contienen por lo menos un átomo de nitrógeno. En una modalidad, estos grupos contienen uno o dos heteroátomos adicionales; los heteroátomos adicionales adecuados incluyen oxígeno, azufre y nitrógeno. N-heterociclos ejemplares incluyen, sin limitación, pirrolidina, morfolina, morfolinetilo, píperazina, piridina, imidazol, tiazol, isotiazol, triazol, pirazol, oxazol, ¡soxazol, pirrol, pirazol, pirimidina, benzotiazol, benzoisotiazol, benzotriazol, indol, isoindol, benzoxazol, quinol, isoquinol, bencimidazol y benzoisoxazol.

La "N-alquilamina heterocíclica neutra" se refiere a Y-Rw-NRaRb, en donde Y es un N-heterociclo, Rw es un grupo alquileno y -NRaRb es como se define en la presente. El heterociclo que contiene nitrógeno puede estar unido al alquileno por medio de un átomo de carbono o un átomo de nitrógeno, generalmente por medio de un átomo de carbono. Generalmente el grupo alquileno comprende de uno a ocho átomos de carbono, alternativamente de tres a seis átomos de carbono, o de uno a cuatro átomos de carbono.

El "compuesto de alcanolamina" se refiere a un compuesto de amina aquí definido en donde Ra es un grupo alcanol. En particular, el compuesto de alcanolamina se refiere a un compuesto orgánico que comprende un sustituyente de la fórmula, -NRaRb en donde Ra es alcanol y Rb es hidrógeno, alquilo, heteroalquilo, haloalquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, (cicloalquil)alquilo, heteroarilo, heteroaralquilo, heterocicloalquilo o (heterocicloalquil)alquilo. Típicamente, Ra es alcanol y Rb es hidrógeno, alquilo, heteroalquilo, haloalquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo o (cicloalquil)alquilo. Frecuentemente, Ra es alcanol y Rb es hidrógeno, alquilo, heteroalquilo o haloalquilo. Mas frecuentemente, Ra es alcanol y Rb es hidrógeno, alquilo o heteroalquilo. Mas frecuentemente, Ra es alcanol y Rb es hidrógeno, alquilo o alcanol.

"Arilo" se refiere a una porción de hidrocarburo aromático monovalente mono-, bi- o tricíclico, de seis a quince átomos de anillo, que está sustituido opcionalmente con uno o más sustituyentes, típicamente uno, dos o tres sustituyentes, dentro de la estructura de anillo. Cuando están presentes dos o más sustituyentes en un grupo arilo, cada sustituyente se selecciona independientemente. Los grupos arilos ejemplares incluyen fenilo y naftilo. Frecuentemente, un grupo arilo es un grupo fenilo sustituido opcionalmente, mas frecuentemente no sustituido. Los sustituyentes ejemplares de un grupo arilo incluyen halogenuro, alcoxi y alquilo.

"Aralquilo" se refiere a una porción de la fórmula -R'-R" en donde R' es un grupo alquileno y R" es un grupo arilo como aquí se define. Los grupos aralquilos ejemplares incluyen, sin limitación, bencilo, feniletilo, 3-(3-clorofenil)-2-metilpentilo, etcétera.

El "cicloalquilo" se refiere a una porción de hidrocarburo no aromático monovalente, mono- o bicíclico, típicamente saturado, de 3 a 10 átomos de anillo. El cicloalquilo puede estar sustituido opcionalmente con uno o más sustituyentes, típicamente 1 , 2 o 3 sustituyentes, dentro de la estructura del anillo. Cuando están presentes dos o más sustituyentes en un grupo cicloalquilo, cada sustituyente se selecciona independientemente. Frecuentemente un grupo cicloalquilo es una porción de hidrocarburo monocíclico saturado; tales porciones incluyen, sin limitación, ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo y ciclohexilo.

El "(cicloalquil)alquilo" se refiere a una porción de la fórmula -R - Ry, en donde Ry es cicloalquilo y R* es alquileno o heteroalquileno como aquí se definen. Típicamente, R es alquileno.

Los términos "halo", "halógeno" y "halogenuro", se usan aquí intercambiablemente y se refieren a flúor, cloro, bromo o yodo.

El "haloalquilo" se refiere a un grupo alquilo como aquí se define en donde uno o más átomos de hidrógeno son reemplazados por átomos de halógeno iguales o diferentes. El término "haloalquilo" también incluye grupos alquilo per-halogenados, en donde todos los átomos de hidrógeno del alquilo están reemplazados por átomos de halógeno. Los grupos haloalquilos ejemplares incluyen, sin limitación, -CH2CI, -CF3, -CHFCH2F, -CH2CF3, -CH2CCI3, etcétera.

El "haloalquileno" se refiere a una porción de haloalquilo saturado ramificado o no ramificado, arriba definido, divalente.

El "heteroalquilo" se refiere a una porción de alquilo saturado ramificado o no ramificado que contiene carbono, hidrógeno y uno o más heteroátomos, tales como oxígeno, nitrógeno o azufre, en lugar de un átomo de carbono. Los heteroalquilos ejemplares incluyen, sin limitación, 2-metoxietilo, 2-aminoetilo, 3-hidroxipropilo, 3-tiopropilo, etcétera.

El "heteroalquileno" se refiere a una porción de heteroalquilo saturado ramificado o no ramificado, como se define anteriormente, divalente.

Los términos "alcanol" e "hidroxialquilo" se usan aquí intercambiablemente y se refieren a un grupo alquilo que tiene uno o más grupos hidroxilo (-OH), típicamente uno. Los hidroxialquilos ejemplares incluyen, sin limitación, 2-hidroxietilo, 6-hidroxihexilo, 3-hidroxihexilo, etcétera.

El "heteroarilo" se refiere a un grupo arilo como aquí se define en donde uno o más de los átomos de carbono del anillo, típicamente uno o dos, y frecuentemente uno, están reemplazados por un heteroátomo seleccionado O, N y S. Los heteroarilos ejemplares incluyen, sin limitación, piridilo, furanilo, tiofenilo, tiazolilo, isotiazolilo, triazolilo, imidazolilo, isoxazolilo, pirrolilo, pirazolilo, pirimidinilo, benzofuranilo, isobenzofuranilo, benzotiazolifo, benzoisotiazolilo, benzotriazolilo, indolilo, isoindolilo, benzoxazolilo, quinolilo, isoquinolilo, bencimidazolilo, benzoisoxazolilo, benzotiofenilo, dibenzofurano y benzodiazepin-2-on-5-ilo, etcétera.

El "heteroaralquilo" se refiere a una porción de la fórmula -Rm-Rn, en donde Rm es un grupo alquileno y Rn es un grupo heteroarilo como aquí se define.

El "hidrocarburo" se refiere a un compuesto lineal, ramificado, cíclico o aromático que tiene hidrógeno y carbono.

El "sililo" y "sililoxi" se refieren a una porción de la fórmula -SiReRfR9 y -OSiReRfR9, respectivamente, en donde cada uno de Re, Rf y R9 es, independientemente, hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, o (cicloalquil)alquilo, o dos o más de Re, Rf y R9 se combinan para formar un grupo cicloalquilo o (cicloalquil)alquilo.

El "aminoácido" se refiere al grupo de aminoácidos naturales y sus estereoisómeros, así como también aminoácidos no naturales. Los aminoácidos no naturales generalmente se sintetizan mediante reacciones enzimáticas especializadas partiendo de varios precursores metabólicos. Los ejemplos de aminoácidos no naturales incluyen los aminoácidos naturales (o sus derivados) que están fosforilados, acetilados, hidroxilados, alquilados o carboxilados. Además, en la definición de aminoácidos no naturales se incluyen análogos de ácido sulfónico tales como taurina. Adicionalmenté, en la definición de aminoácidos se incluyen formas zwitteriónícas de los aminoácidos y también las sales de aminoácidos, generalmente de la forma NHR'-CHR°-COO"M+, en donde M+ es un ion alcalino, tal como K+.

El "anión no carboxilato" se refiere a una porción cargada negativamente que no contiene un componente de carboxilato.

El "grupo protector" se refiere a una porción, excepto grupos alquilo, que cuando se une a un grupo reactivo enmascara, reduce o impide esa reactividad. Los ejemplos de grupos protectores se pueden encontrar en T. W. Greene y P. G. M. Wuts, "Protective Groups in Organic Synthesis", 3a edición, John Wiley & Sons, New York, 1999; y Harrison y Harrison et al., "Compendium of Synthetic Organic ethods", Vols. 1-8 (John Wiley and Sons, 1971-1996), que se incorporan aquí como referencia en su totalidad. Los grupos protectores de hidroxi representativos incluyen grupos acilo, éteres de bencilo y tritilo, éteres de tetrahidropiranilo, éteres de trialquilsililo y éteres de alilo. Los grupos protectores de amina representativos incluyen formilo, acetilo, trifluoroacetilo, bencilo, benciloxicarbonilo (CBZ), ter-butoxicarbonilo (Boc), trimetilsililo (TMS), 2-trimetilsilil-etanosulfonilo (SES), grupos tritilo y tritilo sustituidos, aliloxicarbonilo, 9-fluorenilmetiloxicarbonilo (FMOC), nitro-veratriloxicarbonilo (NVOC), etcétera.

El "grupo protector correspondiente" significa un grupo protector adecuado que corresponde al heteroátomo (esto es, N, O, P, o S) al que está unido.

Cuando se describe una reacción química, los términos "tratar", "poner en contacto" y "hacer reaccionar", se usan aquí intercambiablemente y se refieren a agregar o mezclar dos o más reactivos bajo condiciones adecuadas para producir el producto indicado o deseado. Se debe apreciar que la reacción que produce el producto indicado o deseado no necesariamente resulta directamente de la combinación de dos reactivos que se agregaron inicialmente, esto es, puede haber uno o más intermediarios producidos en la mezcla, que finalmente llevan a la formación del producto indicado o deseado.

Composiciones Un aspecto de la presente solicitud describe una composición que comprende un líquido iónico y un compuesto de amina, en donde el líquido iónico comprende un anión que no es carboxilato y el compuesto de amina es una monoamina, una diamina, una poliamina, una polietilenarnina, un aminoácido, un N-heterociclo neutro, o una N-alquilamina heterocíclica neutra. Alternativamente, el líquido iónico comprende un anión seleccionado del grupo que consiste en MeS04, OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático. Generalmente, el porcentaje relativo en volumen del líquido iónico en comparación con el volumen total de líquido iónico y compuesto de amina, es de aproximadamente 70% en volumen o menor. Alternativamente, el porcentaje relativo en volumen del líquido iónico es de aproximadamente 60% en volumen o menor. En algunos casos, el porcentaje relativo en volumen del líquido iónico es de aproximadamente 50% en volumen o menor, o incluso aproximadamente 40% en volumen o menor.

Los líquidos iónicos adecuados para las composiciones aquí descritas son sales cuyo punto de fusión es relativamente bajo (por ejemplo < 100 °C, típicamente < 50 °C). Las sales que son liquidas a temperatura ambiente se denominan líquidos iónicos de temperatura ambiente o RTIL's, que frecuentemente se usan en las composiciones aquí descritas. Típicamente se puede usar cualquier RTIL en dichas composiciones. Los líquidos iónicos ejemplares que son adecuados para usarse en las composiciones aquí descritas incluyen, sin limitación, RTIL's basados en imidazolio (véase por ejemplo Anthony et ai, Int. J. Environ. Technol. Manage., 2004, 4, 105; Baltus et al. , Sep. Sci. Technol., 2005, 40, 525, Zhang et al. , AlChE J, 2008, 54, 2717; Finotello et al., J. Phys. Chem. B, 2008, 1 12, 2335; Kilaru et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2008, 47, 910; Kilaru et al. , Ind. Eng. Chem. Res., 2008, 47, 900; Anderson et al., Acc. Chem. Res., 2007, 40, 1208; Hou et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2007, 46, 8166; Schilderman et al., Fluid Phase Equilibr., 2007, 260, 19; Finotello et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2008, 47, 3453; Jacquemin et al. , J. Solution Chem., 2007, 36, 967; Shiflett et al., J. Phys. Chem. B, 2007, 11 1 , 2070; Kumelan et al., J. Chem. Thermodyn., 2006, 38, 1396; Camper et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2006, 45, 6279; Kumelan et al., J. Chem. Eng. Data, 2006, 51 , 1802; Fu et al., J. Chem. Eng. Data, 2006, 51 , 371 ; Shiflett et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2005, 44, 4453; Anthony et al., J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 6366; Scovazzo et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2004, 43, 6855; Cadena et al., J. Am. Chem. Soc, 2004, 126, 5300; Camper et ai, Ind. Eng. Chem. Res., 2004, 43, 3049; Baltus et ai, J. Phys. Chem. B., 2004, 108, 721 ; Morgan et ai, Ind. Eng. Chem. Res., 2005, 44, 4815; Ferguson et ai, Ind. Eng. Chem. Res., 2007, 46, 1369; y Camper et ai, Ind. Eng. Chem. Res., 2006, 45, 445); RTIL's basados en fosfonio (véase por ejemplo Kilaru et ai, Ind. Eng. Chem. Res., 2008, 47, 910; Kilaru et ai , Ind. Eng. Chem. Res., 2008, 47, 900; y Ferguson et ai, Ind. Eng. Chem. Res., 2007, 46, 1369); RTIL's basados en amonio (véase por ejemplo Kilaru et ai, Ind. Eng. Chem. Res., 2008, 47, 900; y Jacquemin et ai, J. Solution Chem., 2007 , 36 , 967); RTIL's basados en piridinio (véase por ejemplo Anderson et al. , Acc. Chem. Res., 2007, 40, 1208; y Hou et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2007, 46, 8166); RTIL's basados en sulfonio; RTIL's basados en oxazolio; RTIL's basados en tiazolio; RTIL's basados en tiazolio; y RTIL's basados en tetrazolio. Las composiciones aquí descritas pueden incluir un compuesto líquido iónico único, o pueden ser una mezcla de dos o más compuestos iónicos diferentes, dependiendo de las propiedades particulares deseadas.

En una modalidad, el líquido iónico es un IL basado en ¡midazolio, típicamente un RTIL basado en imidazolio. Los métodos ejemplares para producir IL's basados en imidazolio se describen en una solicitud de patente de PCT asignada comúnmente titulada "Heteroaryl Salts and Methods for Producing and Using the Same", PCT/US08/86434, presentada el 11 de diciembre de 2008, que se incorpora aquí como referencia en su totalidad. Los RTIL's se pueden sintetizar como compuestos a la medida o "específicos de tarea" con grupos funcionales que mejoran las propiedades físicas, mejoran la interacción con los solutos, o por si solos son químicamente reactivos. Se tienen disponibles múltiples puntos de ajuste dentro del IL basado en imidazolio, que presentan un número de oportunidades aparentemente infinito para diseñar IL's adecuados a los solutos individuales de interés. Además, muchos IL's basados en imidazolio son miscibles entre sí o en otros disolventes; de esta manera, las mezclas de IL's sirven para multiplicar las posibilidades de crear un disolvente deseado para cualquier aplicación particular. Las separaciones que implican líquidos o gases son apenas un área en donde el diseño de IL's selectivos es de gran utilidad e interés.

En algunas modalidades, el líquido iónico comprende una porción de estructura de núcleo de imidazol. En una modalidad, el líquido iónico es un RTIL basado en imidazolio.

En un aspecto, la presente solicitud describe una composición que comprende un líquido iónico que comprende un anión no carboxilato y un compuesto de amina seleccionado del grupo que consiste en una monoamina, una diamina, una poliamina, una polietilenamina, un aminoácido, un N-heterociclo neutro y una N-alquilamina heterocíclica neutra.

En una modalidad de cualquiera de los aspectos descritos en la presente, el líquido iónico tiene la fórmula I: I en donde: a es un estado de oxidación de X; X es un anión; R1 y R2, cada uno independientemente, es alquilo, heteroalquilo, cicloalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; y R3, R4 y R5, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, heteroalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo.

Dentro del RTIL basado en imidazolio de fórmula I, en algunos casos X es un anión no carboxilato. En otros casos, a es 1 y X es un anión seleccionado del grupo que consiste en MeS04, OTf, BF4, PF6, TÍ2N, halogenuro, dicianamida, alquiisulfonato y sulfonato aromático, en otros casos X se selecciona del grupo que consiste en OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida (dea), alquiisulfonato y sulfonato aromático. En algunos casos, X se selecciona del grupo que consiste en OTf, BF , PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida (dea) y sulfonato. En una variación, X es mesilato o tosilato. En otra variación, X es OTf, BF4, PF6, Tf2N, o dea; alternativamente, X es Tf2N, OTf o dea.

Dentro del IL basado en imidazolio de fórmula I, en una modalidad R3, R4 y R5 son hidrógeno. En otros casos, por lo menos uno de R1 y R2 es alquilo. En otros casos, por lo menos uno de R1 y R2 es heteroalquilo; i en una variación, el heteroalquilo es un hidroxialquilo. En algunos casos, el hidroxialquilo es hidroxialquilo de C2-6. En otras modalidades, el haloalquilo es fluoroalquilo. En otras modalidades, R1 y R2, cada uno independientemente, es alquilo, haloalquilo o heteroalquilo. Típicamente R1 y R2, cada uno independientemente, es alquilo, fluoroalquilo, hidroxialquilo o nitril alquilo (esto es, -R-CN, en donde R es alquileno). Frecuentemente R1 y R2, cada uno independientemente, es alquilo o hidroxialquilo. Más frecuentemente, uno de R1 y R2 es alquilo y el otro es hidroxialquilo.

En otros casos, el IL basado en imidazolio tiene la fórmula IA: ?? en donde: q es un estado de oxidación de X; cada X es un anión; y cada R1 es independientemente alquilo, heteroalquilo, cicloalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; R3, R4 y R5, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, heteroalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; y Rq es alquileno, heteroalquileno o haloalquileno.

Típicamente, los compuestos de fórmula IA son RTIL's. Dentro del IL basado en imidazolio de fórmula IA, en algunos casos q es 1. En algunas modalidades X se selecciona del grupo que consiste en OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, y sulfonato. En otros casos, R3, R4 y R5 son hidrógeno. En otros casos por lo menos uno de cada R1 es, independientemente, alquilo, heteroalquilo o haloalquilo. En otros casos, por lo menos uno de R1 es heteroalquilo. En algunas modalidades particulares el heteroalquilo es hidroxialquilo. En algunos casos el hidroxialquilo es hidroxialquilo de C2-6- Típicamente, R1 es alquileno, generalmente alquileno de C2-Ci0 y frecuentemente alquileno de C2-6- En otras modalidades, cada R1 es independientemente alquilo, fluoroalquilo, hidroxialquilo, o nitril alquilo (esto es, -R-CN, en donde R1 es alquileno). Frecuentemente, cada R1 es independientemente alquilo o hidroxialquilo. Más frecuentemente, uno de R1 es alquilo y el otro es hidroxialquilo.

En una variación de cualquiera de los aspectos o modalidades descritos, el líquido iónico basado en imidazolio tiene la fórmula I o IA, en donde la fórmula I es: I en donde: a es un estado de oxidación de X; X es un anión seleccionado del grupo que consiste en MeS04, OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático; R1 y R2, cada uno independientemente, es alquilo, heteroalquilo, cicloalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; y R3, R4 y R5, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, heteroalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; la fórmula IA es: IA en donde: q es un estado de oxidación de X; X es un anión seleccionado del grupo que consiste en MeS04, OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático; R1 y R2, cada uno independientemente, es alquilo, heteroalquilo, cicloalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; R3, R4 y R5, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, heteroalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; y Rq es alquileno, heteroalquileno o haloalquileno.

Los líquidos iónicos ejemplares de la presente solicitud incluyen, sin limitación, hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio ([C4mim][PF6]), tetrafluoroborato de 1-butil-3-met¡limidazolio ([C4mim][BF4]), bis[(trifluorometil)sulfonil]imida de 1 -butil-3-metilimidazolio ([C4mim][Tf2N]), metilsulfato de 1 ,3-dimetilimidazolio ([C1mim][MeS04]), bis-[(trifluorometil)sulfonil]imida de 1-hexil-3-metilimidazolio ([C6mim][Tf2N]), trifluorometanosulfonato de 1 -etil-3-metilimidazolio ([C2mim][CF3S03]), dicianamida de 1-etil-3-metilimidazolio ([C2mim][dca]), trifluorometanosulfonato de 1-decil-3-metilimidazolio ([C 0mim][Tf2N]), tetrafluoroborato de 1-etil-3-metilimidazolio ([C2mim][BF4]), bis[(trifluorometil)sulfonil]imida de 1-etil-3-metilimidazolio ([C2mim][Tf2N]), dicianamida de 1-butil-3-metilimidazolio ([C4mim][dca]), y trifluorometanosulfonato de 1-butil-3-metilimidazolio ([C4mim][OTf]). En una modalidad, el líquido iónico se selecciona del grupo que consiste en bis[(trifluorometil)sulfonil]-imida de 1-hexil-3-metilimidazolio ([C6mim][Tf2N]), dicianamida de 1 -butil-3-metilimidazolio ([C4mim][dca]), trifluorometanosulfonato de 1-etil-3-metilimidazolio ([C2mim][CF3S03]), y trifluorometanosulfonato de 1-butil-3-metilimidazolio ([C4mim][OTf]).

En una modalidad, el compuesto de amina de la composición aquí descrita es: (a) un compuesto de monoamina de la fórmula A: (b) un compuesto de diamina de la fórmula B: a2 R R \ / N-R—N B / b1 R en donde: Ra Rai Ra2 Rb Rbi y Rb2 son independientemente, hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; Rc es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo, sililoxi, o un grupo protector de nitrógeno; y Rd es alquileno, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; (c) una poliamina de la fórmula C: en donde: Re1, Re2, Rf1, Rf2 y Rh1, cada uno independientemente, se selecciona del grupo de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; Rg1 y Rg2, cada uno independientemente, se selecciona del grupo de alquileno, arileno, aralquileno, cicloalquileno, haloalquileno, heteroalquileno, alquenileno, alquinileno, silileno y sililoxileno; y m es 1 , 2, 3, 4 o 5; (d) una poli(etilenamina) lineal de la fórmula D: en donde: cada R' se selecciona independientemente de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; y p es un entero entre 1 y 1000; (e) una polietilenamina ramificada de la fórmula E: en donde: Rk1, Rk2, Rk3 y Rk4, cada uno independientemente, se selecciona de -Rm1-NRn Rn2, -Rm1-NH(Rm1-NRn Rn2) y -Rm1-N(Rm1-NRn1Rn2)2; en donde Rm1 es alquileno y Rn y Rn2, cada uno independientemente, se selecciona de hidrógeno y alquilo; y q es un entero entre 1 y 1000; (f) un aminoácido; (g) un N-heterociclo neutro; o (h) una N-alqu¡lam¡na heterocíclica neutra.

En una variación, el compuesto de amina es una monoamina de la fórmula A, una diamina de la fórmula B, una poliamina de la fórmula C, una polietilenamina lineal de la fórmula D, una polietilenamina ramificada de la fórmula E, un aminoácido, un N-heterociclo neutro, una N-alquilamina heterocíclica neutra, o una combinación de las mismas.

Un aspecto de la presente solicitud es una composición que comprende un líquido iónico y un compuesto de amina, en donde el % relativo en volumen del liquido iónico en comparación con el volumen total del líquido iónico y el compuesto de amina es aproximadamente 60% en volumen o menor, en donde el líquido iónico comprende un anión seleccionado del grupo que consiste en MeS04, OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático, y en donde el compuesto de amina es una monoamina, una diamina, una poliamina, una polietilenamina, un aminoácido, un N-heterociclo neutro o una N-alquilamina heterocíclica neutra.

En una modalidad de cualquiera de los aspectos descritos, el compuesto de amina de la composición aquí descrita es: un compuesto de monoamina de la fórmula A: compuesto de diamina de la fórmula B: en donde: Ra, Ra1, Ra2, Rb, Rb1 y Rb2, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; R° es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo, sililoxi, o un grupo protector de nitrógeno; y Rd es alquileno, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi.

Una variación es una composición que comprende (a) un compuesto de monoamina de la fórmula A o un compuesto de diamina de la fórmula B; y (b) un RTIL basado en imidazolio o un liquido iónico de fórmula I o fórmula IA, en donde X se selecciona del grupo que consiste en MeS04, OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático.

En una modalidad, el compuesto de amina es un compuesto de heteroalquilamina; en otra modalidad, el compuesto de heteroalquilamina es un compuesto de alcanolamina. En algunos casos, el compuesto de monoamina se selecciona del grupo que consiste en mono(hidroxialquil)amina, di(hidroxialquil)amina, tri(hidroxialquil)amina, y una combinación de las mismas. En algunos casos, el compuesto de monoamina es monoetanolamina, diglicolamina, dietanolamina, düsopropanolarnina, trietanolamina, metildietanolamina, o una combinación de las mismas.

En una variación de cualquiera de los aspectos y modalidades descritas en la presente, la composición también comprende una segunda amina, en donde la segunda amina se selecciona del grupo que consiste en: (a) una poliamina de la fórmula C: en donde: Re1, Re2, Rf , Rf2 y Rh1, cada uno independientemente, se selecciona del grupo de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; Rg1 y R92, cada uno independientemente, se selecciona del grupo de alquileno, arileno, aralquileno, cicloalquileno, haloalquHeno, heteroalquileno, alquenileno, alquinileno, silileno y sililoxileno; y m es 1 , 2, 3, 4 o 5; (b) una poli(etilenamina) lineal de la fórmula D: en donde: cada Rj se selecciona independientemente de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; y p es un entero entre 1 y 1000; (c) una polietilenamina ramificada de la fórmula E: en donde: Rk1, Rk2, Rk3 y RM, cada uno independientemente, se selecciona de -Rm1-NRn1Rn2, -Rm1-NH(Rm -NRn1Rn2) y -Rm1-N(Rm -NRn1Rn2)2, en donde Rm1 es alquileno y Rn1 y Rn2, cada uno independientemente, se selecciona de hidrógeno y alquilo; y q es un entero entre 1 y 1000; (d) un aminoácido; (e) un N-heterociclo neutro; y (f) una N-alquilamina heterociclica neutra.

En algunas modalidades la mezcla removedora de impureza también comprende un disolvente. El disolvente puede ser uno o más de diferentes líquidos iónicos, un disolvente orgánico, agua, o una mezcla de los mismos. Típicamente, el disolvente es un disolvente orgánico. Los disolventes orgánicos ejemplares que se pueden usar con las composiciones y métodos descritos en la presente incluyen, sin limitación, metanol, etanol, propanol, glicoles, acetonitrilo, sulfóxido de dimetilo, sulfolano, dimetilformamida, acetona, diclorometano, cloroformo, tetrahidrofurano, acetato de etilo, 2-butanona, tolueno, y también otros disolventes orgánicos conocidos para el experto en la materia.

En algunas modalidades, el compuesto de amina de una composición de la presente solicitud es un compuesto de heteroalquilamina. En algunos casos, el compuesto de amina es un compuesto de alcanolamina. Típicamente, un compuesto de alcanolamina comprende un grupo amino primario. En otros casos el compuesto de alcanolamina comprende un grupo hidroxilo primario. Típicamente, el compuesto de alcanolamina comprende una cadena de alquilo de C2-C10 y frecuentemente una cadena de alquilo de C2-C6. Sin embargo, se debe apreciar que la longitud de la cadena de alquilo no se limita a estas escalas y los ejemplos específicos dados en la presente. La longitud de la cadena de alquilo puede variar para lograr una propiedad particular deseada.

En otras modalidades más, el compuesto de amina es un compuesto de monoamina. En algunos casos dentro de estas modalidades, el compuesto de monoamina tiene la fórmula A: A en donde: cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, (cicloalquil)alquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; y Rc es hidrógen i'o, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, (cicloalquil)alquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo, sililoxi, o un grupo protector de nitrógeno.

Típicamente, cada uno de Ra y Rb es, independientemente hidrógeno, alquilo o heteroalquilo; y Rc es hidrógeno, alquilo o heteroalquilo. Frecuentemente, el heteroalquilo es hidroxialquilo; frecuentemente el heteroalquilo es hidroxialquilo. Los hidroxialquilos ejemplares incluyen, sin limitación, 2-hidroxietilo, 3-hidroxipropilo, 2-hidroxipropilo, 4-hidroxibutiló, 3-hidroxibutilo, 2-hidroxibutilo, etcétera. En algunas modalidades particularés, el compuesto de monoamina se selecciona del grupo que consiste en mono(hidroxialquil)amina, di(hidroxialquil)amina, tri(hidroxialquil)amina, y una combinación de las mismas. Dentro de estas modalidades particulares, en algunos casos el compuesto de monoamina es monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, o una combinación de las mismas. Sin embargo, se debe apreciar que las composiciones descritas en la presenté no se limitan a estos compuestos de monoamina particulares y sus ejemplos presentados. El alcance de la presente solicitud incluye otro compuesto de monoamina para lograr una propiedad particular deseada.

En otras modalidades, el compuesto de amina es un compuesto de diamina. En algunos casos dentro de estas modalidades, el compuesto de diamina tiene la fórmula B: • d / N-R— B / h1 \ .bl R> R en donde: Ra1, Ra2, Rb1 y R 2, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, arito, aralquilo, cicloalquilo, (cicloalquil)alquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; Rc es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, (cicloalquil)alquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo, sililoxi, o un grupo protector de nitrógeno; y Rd es alquileno, arileno, aralquileno, cicloalquileno, haloalquileno, heteroalquileno, alquenileno, alquinileno, silileno o sililoxileno.

Típicamente, Ra1, Ra2, Rb1 y Rb2, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo o heteroalquilo; y Rc es hidrógeno, alquilo o heteroalquilo. Frecuentemente el heteroalquilo es hidroxialquilo. Los hidroxialquilos ejemplares incluyen, sin limitación, 2-hidroxietilo, 3-hidroxipropilo, 2-hidroxipropilo, 4-hidroxibutilo, 3-hidroxibutilo, 2-hidroxibutilo, etcétera. Generalmente Rd es alquileno, típicamente alquileno de C2-C10 y frecuentemente alquileno de C2-C6. Los alquílenos ejemplares incluyen, sin limitación, etileno, propileno, butilenos, pentileno, hexileno, 2-metiletileno, 2-metilbutileno, 2-etilpropileno, etcétera. Sin embargo, se debe apreciar que las composiciones descritas en la presente no se limitan a estos compuestos de diamina particulares y sus ejemplos presentados. El alcance de la presente solicitud incluye una composición que comprende otros compuestos de diamina para lograr una propiedad particular deseada.

En otras modalidades, el compuesto de amina es un compuesto de alquilamina que incluye compuestos de monoalquil-, dialquil- y trialquilamina. Típicamente, cada grupo alquilo dentro del compuesto de alquilamina es independientemente un grupo alquilo de CrC 0. Frecuentemente cada grupo alquilo es, independientemente, un grupo alquilo de C-I-C6, y más frecuentemente cada grupo alquilo es, independientemente, un grupo alquilo de C1-C3.

En algunas modalidades el compuesto de amina de las composiciones descritas en la presente es un compuesto de heteroalquilamina; en otras modalidades el compuesto de heteroalquilamina es un compuesto de alcanolamina. En algunos casos particulares, el compuesto de amina es una monoamina, en donde el compuesto de monoamina se selecciona del grupo que consiste en mono(hidroxialquil)amina, di(hídroxialquil)amina, trí(hidroxíalquil)am¡na, y una combinación de las mismas. En algunos casos particulares, el compuesto de monoamina es monoetanolamina, diglicolamina, dietanolamina, diisopropanolamina, trietanolamina, metildietanolamina, o una combinación de las mismas. En otra modalidad, el compuesto de amina es N-metildietanolamina, monoetanolamina, 2-amino-2-metil-1 -propanol, diglicolamina, dietanolamina, o combinaciones de las mismas.

En otras modalidades, el compuesto de amina es una poliamina que tiene más de dos grupos funcionales amino, tal como los compuestos de la fórmula C: en donde Re , Re2, Rf1, Rf2 y Rh1, cada uno independientemente, se selecciona del grupo de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; Rg1 y R92, cada uno independientemente, se selecciona del grupo de alquileno, arileno, aralquileno, cicloalquileno, haloalquileno, heteroalquileno, alquenileno, alquinileno, silileno y sililoxileno; y m es 1 , 2, 3, 4 o 5.

Tales poliaminas son ejemplificadas, sin limitación, por dietilentriamina, espermidina, trietilentetramina y espermina.

En otras modalidades, la poliamina es una polietilenamina lineal de la fórmula D: en donde cada RJ se selecciona independientemente de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; y p es un entero entre 1 y 1000.

Generalmente cada R' se selecciona independientemente de hidrógeno y alquilo; alternativamente, cada Rj se selecciona independientemente de hidrógeno y alquilo de C1-C4. Típicamente, la polietilenamina es (CH2CH2NH)P. Usualmente p es un entero entre 1 y 750; o un entero entre 1 y 500, o un entero entre 1 y 250, o un entero entre 1 y 100. Alternativamente, p es un entero entre 1 y 50; un entero entre 2 y 25, o incluso un entero entre 5 y 10.

Alternativamente, la poliamina es una polietilenamina ramificada de la fórmula E: en donde Rk1, Rk2, Rk3 y Rk4, cada uno independientemente, se selecciona de -Rm1-NRn1Rn2, -Rm1-NH(Rm1-NRn1Rn2) y -Rm -N(Rm1-NRn1Rn2)2, en donde Rm1 es alquileno, y Rn y Rn2, cada uno independientemente, se selecciona de hidrógeno y alquilo; y q es un entero entre 1 y 1000.

Generalmente Rm1 es un alquileno de CrC8, alternativamente un alquileno de CrC6 o un alquileno de C2-C4. Típicamente, Rn y Rn2, cada uno independientemente, se selecciona de hidrógeno y alquilo de C-i-Cs, alternativamente hidrógeno y alquilo de C C6 o alquilo de C2-C4. Usualménte, p es un entero entre 1 y 750; o un entero entre 1 y 500, o un entero entre 1 y 250, o un entero entre 1 y 100. Alternativamente, p es un entero entre 1 y 50; un entero entre 2 y 25, o incluso un entero entre 5 y 10.

Sin limitarse por la teoría, se cree que los múltiples grupos funcionales amino por molécula de una poliamina proveen más sitios de "captura" de CO2. Las poliaminas generalmente son mucho menos volátiles que otras aminas y en algunos ejemplos son completamente no volátiles.

En una modalidad adicional, el compuesto de amina es un aminoácido. Con los aminoácidos tanto naturales como no naturales se puede usar el zwitterión o una forma de sal. Los sitios de amina dentro de los aminoácidos y sales de aminoácido son útiles en la composición descrita en la presente porque los aminoácidos y sus sales son principalmente no volátiles. Generalmente se cree que el C02 puede reaccionar directamente con la porción amino de la sal de aminoácido. En combinación con los disolventes de RTIL-amina (por ejemplo un RTIL con monoetanolamina), la presencia de aminoácidos y/o sales de aminoácido también puede promover la absorción de C02 y reducir la corrosión.

En una modalidad adicional, el compuesto de amina es un compuesto heterociclico neutro que contiene nitrógeno, esto es, un N-heterociclo neutro. Los N-heterociclos neutros también pueden promover la absorción de CO2 y reducir la corrosión. Pueden ser más o menos volátiles que otras aminas como la MEA. Los compuestos como la piperazina actúan de forma análoga a las aminas secundarias para la captura de C02, mientras que los aromáticos como el imidazol o piridina o sus derivados pueden actuar de forma similar a las aminas terciarias, o como aceptores de protones, cuando se usan en combinación con aminas primarias y/o secundarias en la captura de una impureza tal como CO2. En una variación, tales N-heterociclos neutros están unidos a una amina colgante por medio de un enlazador de alquileno. Tales N-alquilaminas heterociclicas neutras incluyen, sin limitación: Sin limitarse por la teoría, se cree que estas moléculas capturan C02 de la siguiente manera: En el ejemplo anterior, es capturada una molécula de CO2 por molécula de heterociclo. Los heterociclos neutros que llevan grupos aminos colgantes son menos volátiles que otras aminas y también pueden reducir la corrosión y promover la absorción de C02.

También se contempla que las sales zwitteriónicas que comprenden un componente de imidazol unido a una porción de sulfato colgante, como saben los expertos en la materia y están ejemplificadas por: N(¿) N se pueden incluir en una composición de la presente solicitud. Las sales zwitteriónicas pueden promover la absorción de C02 o actuar como lanzaderas de protones en la captura de C02 durante la formación de sales de carbamato. También pueden reducir la corrosión.

Adicionalmente, se contempla que un heterociclo neutro unido a un anión colgante puede ser un componente de la composición que se describe en la presente; tales sales son muy conocidas para los expertos en la materia y están ejemplificadas por: Sin limitarse por la teoría, se cree que tales sales promueven la absorción de CO2; además, se cree que los átomos de nitrógeno dentro del anillo actúan como un aceptor de protones.

Un aspecto de la presente solicitud es una composición que comprende un líquido iónico y un compuesto de heteroalquilamina, en donde el líquido iónico comprende un anión seleccionado del grupo que consiste en MeSO4, OTf, BF4l PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático. En una modalidad, la composición comprende un líquido iónico de la fórmula I: I en donde: a es un estado de oxidación de X; X es un anión seleccionado del grupo que consiste en MeSO , OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático; R1 y R2, cada uno independientemente, es alquilo, heteroalquilo, cicloalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; R3, R4 y R5, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, heteroalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo.

En una variación, la heteroalquilamina es una alcanolamina. En otra variación, la heteroalquilamina comprende monoetanolamina, diglicolamina, dietanolamina, diisopropilamina, trietanolarnina, metildietanolamina, o una combinación de las mismas.

Una modalidad de la presente solicitud es una composición en donde el líquido iónico comprende [C6mim][Tf2N] y la heteroalquilamina comprende N-metildietanolamina; en otra modalidad, el líquido iónico comprende [C6mim][Tf2N] y la heteroalquilamina comprende N-metildietanolamina y monetanolamina; en otra modalidad, el líquido iónico comprende [C4mim][dca] y la heteroalquilamina comprende N-metildietanolamina y 2-amino-2-metil-1 -propanol; en una modalidad más, el líquido iónico comprende [C4mim][OTf] y la heteroalquilamina comprende diglicolamina y dietanolamina; en otra modalidad más, el líquido iónico comprende [C2mim][OTf] y la heteroalquilamina comprende diglicolamina y dietanolamina; en una modalidad alternativa el líquido iónico comprende [C4m¡m][dca] y la heteroalquilamina comprende monetanolamina.

La cantidad relativa de líquido iónico en comparación con la cantidad total de líquido iónico y compuesto de amina puede variar ampliamente. Se debe apreciar que, en general, la impureza o el compuesto no deseado que se desea remover de una fuente forma un complejo o un producto de adición con el compuesto de amina, o se solubiliza en la composición; por consiguiente, una mayor cantidad de compuesto de amina en la composición descrita en la presente provee una cantidad más alta del complejo, o la formación de un producto de adición. Sin limitarse por teoría alguna, se cree que, típicamente, una impureza forma un complejo o un producto de adición con un compuesto de amina. En algunos casos, se cree que el líquido iónico solubiliza la impureza. En algunas modalidades, el complejo o el producto de adición forman un precipitado. Típicamente, cuando el compuesto de amina es un compuesto de alquilamina, la cantidad relativa del compuesto líquido iónico en comparación con la cantidad total del líquido iónico y el compuesto de amina, es de aproximadamente 85% en volumen o menor, con frecuencia aproximadamente 60% en volumen o menor, y con más frecuencia aproximadamente 50% en volumen o menor. En una variación de cualquiera de los aspectos descritos, la composición comprende entre aproximadamente 20% en volumen y aproximadamente 70% en volumen de RTIL; en otra variación, la composición comprende entre aproximadamente 30% en volumen y aproximadamente 60% en volumen de RTIL; en otra variación, la composición comprende aproximadamente 50% en volumen de RTIL: En otra variación, la composición comprende entre aproximadamente 30% en volumen y aproximadamente 80% en volumen de una sola amina o una combinación de aminas; en otra variación, la composición comprende entre aproximadamente 40% en volumen y aproximadamente 70% en volumen de una sola amina o una combinación de aminas. En otra variación, la composición comprende aproximadamente 50% en volumen de una sola amina o una combinación de aminas. En una variación en donde está presente más de una amina, las dos aminas o más pueden estar presentes en el mismo porcentaje en volumen (% vol), por ejemplo cada una a aproximadamente 25% en volumen (cuando el % en volumen de la amina es de aproximadamente 50% en volumen), o las aminas pueden estar presentes en diferentes porcentajes en volumen, por ejemplo una a aproximadamente 40% en volumen y la otra a 30% en volumen (cuando el % en volumen de la amina es de aproximadamente 70% en volumen).

Alternativamente, la cantidad relativa del compuesto liquido iónico en comparación con la cantidad total del líquido iónico y el compuesto de amina, es de aproximadamente 85% en peso o menor, con frecuencia aproximadamente 70% en peso o menor, con más frecuencia aproximadamente 60% en peso o menor, y con más frecuencia aproximadamente 50% en peso o menor. Sin embargo, se debe apreciar que la cantidad relativa del líquido iónico en comparación con la cantidad total del compuesto iónico y el compuesto de amina no se limita a estas escalas particulares y los ejemplos presentados en la presente. El alcance de la presente solicitud incluye cualquier cantidad relativa del líquido iónico en comparación con la cantidad total del compuesto iónico y el compuesto de amina, siempre que la composición se pueda usar para remover las impurezas o material indeseable de una fuente.

En una modalidad, la composición de la presente solicitud comprende aproximadamente 60% en volumen de [C6mim][Tf2N] y aproximadamente 40% en volumen de N-metildietanolamina; en otra modalidad, la composición comprende aproximadamente 30% en volumen de [C6m¡m][Tf2N], aproximadamente 40% en volumen de N-metildietanolamina y aproximadamente 30% en volumen de monoetanolamina. En otra modalidad, la composición comprende aproximadamente 30% en volumen de [C4mim][dca], aproximadamente 40% en volumen de N-metildietanolamina y aproximadamente 30% en volumen de 2-amino-2-metil-1 -propanol; en otra modalidad, la composición comprende aproximadamente 50% en volumen de [C4mim][OTf], aproximadamente 25% en volumen de diglicolamina y aproximadamente 25% en volumen de dietanolamina. En otra modalidad, la composición comprende aproximadamente 50% en volumen de [C2mim][OTf], aproximadamente 25% en volumen de diglicolamina y aproximadamente 25% en volumen de dietanolamina; en otra modalidad, la composición comprende aproximadamente 60% de [C4inim][dca] y aproximadamente 40% de monoetanolamina.

Cuando el compuesto de amina es un compuesto de alcanolamina, la cantidad relativa del compuesto liquido iónico en comparación con la cantidad total de líquido iónico y compuesto de amina puede ser cualquier cantidad, siempre que la composición se pueda usar para remover una impureza o material no deseado de una fuente. Sin embargo, como se afirma en la presente, cuando la composición se usa para remover o separar una o más impurezas y/o materiales no deseados de una fuente, típicamente un compuesto de amina forma un complejo o un producto de adición ("producto de complejo" o "producto de adición", respectivamente) con dichas impurezas y/o materiales no deseados. De esta manera, en general, una cantidad más alta de un compuesto de amina en una composición provee una cantidad más alta de impurezas y/o materiales no deseados para remover de una fuente.

Además, las combinaciones de varios grupos aquí descritos forman otras modalidades. Por ejemplo, en una modalidad particular de un IL basado en imidazolio de fórmula I, R1 es alquilo, a es 1 , R2 es hidroxialquilo, y R3, R4 y R5 son hidrógeno. De esta manera, en la presente solicitud se incluye y se describe una variedad de compuestos y composiciones.

Utilidad Se omiten las descripciones de las técnicas de procesamiento, componentes y equipo que son muy conocidas, a fin de no hacer confusa la descripción de métodos y dispositivos con detalles innecesarios. Las descripciones de los métodos y dispositivos mencionados en la presente son ejemplares y no limitativas. Algunas sustituciones, modificaciones, adiciones y/o rearreglos que entran dentro del alcance de las reivindicaciones, pero no mencionadas explícitamente en esta descripción, se harán evidentes para los expertos en la materia basándose en esta descripción.

Cada una de las composiciones descritas en la presente se puede usar en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen su uso como sistemas catalíticos en varias reacciones, medios de extracción, composiciones de limpieza, y también otras aplicaciones para líquidos iónicos que son conocidas para el experto en la materia.

Un aspecto de la presente solicitud es un método para reducir la cantidad de gas de impureza de una corriente de fluido, el método comprendiendo poner en contacto la corriente de fluido con una mezcla removedora de impureza que comprende un liquido iónico descrito en la presente y un compuesto de amina descrito en la presente, bajo condiciones suficientes para reducir la cantidad de gas de impureza de la corriente de fluido.

Otro aspecto de la presente solicitud es un método para reducir la cantidad de gas de impureza de una corriente de fluido, el método comprendiendo poner en contacto la corriente de fluido con una mezcla removedora de impureza, que comprende: un líquido iónico; y un compuesto de amina, bajo condiciones suficientes para reducir la cantidad de gas de impureza de la corriente de fluido; en donde el liquido iónico comprende un anión no carboxilato; y en donde el compuesto de amina es una monoamina, una diamina, una poliamina, una polietilenamina, un aminoácido, un N-heterociclo neutro o una N-alquilamina heterocíclica neutra.

Otro aspecto de la presente solicitud es un método para remover una impureza de una superficie de un substrato sólido, para producir una superficie limpia de substrato sólido, el método comprendiendo: poner en contacto la superficie del substrato sólido con una mezcla removedora de impureza que comprende un líquido iónico descrito en la presente y un compuesto de amina descrito en la presente, bajo condiciones suficientes para remover la impureza de la superficie del substrato sólido y producir una superficie limpia de substrato sólido.

En una modalidad de cualquier aspecto descrito, el líquido iónico comprende un anión no carboxilato y el compuesto de amina es una monoamina, una diamina, una poliamina, una polietilenamina, un aminoácido, un N-heterociclo neutro, o una N-alquilamina heterocíclica neutra. En una variación, el compuesto de amina es una monoamina de la fórmula A o una diamina de la fórmula B, y el líquido iónico comprende MeS04, OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato o sulfonato aromático. En una modalidad, el substrato sólido comprende un semiconductor.

Cuando la fuente es un medio fluido, por ejemplo un gas o un líquido, la composición descrita en la presente se puede usar de acuerdo con el método descrito para remover, separar o extraer una o más impurezas y/o materiales no deseados de una fuente. Por ejemplo, aquí se describe un método para usar una composición de la presente solicitud para remover un gas no deseado tal como C02, CO, COS, H2S, SO2, NO, N2O, un mercaptano (por ejemplo, un alquilmercaptano), H2O, O2, H2, N2, metano, propano, un hidrocarburo de cadena relativamente corta, tal como un hidrocarburo de Cr C8, y/o un compuesto orgánico volátil.

En una modalidad, la impureza comprende CO2, CO, COS, H2S, SO2, NO, N2O, H2O, O2, H2, N2, un compuesto orgánico volátil, y una combinación de los mismos. Alternativamente, la impureza comprende CO2, CO, COS, H2S, SO2, NO, N2O, un alquilmercaptano, H2O, O2, H2, N2, un hidrocarburo de CrCe, o una combinación de los mismos. En una modalidad, el gas no deseado comprende CO2, H2S, CO, COS, NO, o N2O. Alternativamente, el gas de impureza comprende CO2, H2S, SO2, o una combinación de los mismos; en otra modalidad, el gas no deseado comprende CO2. En algunos casos, el material no deseado comprende un compuesto de organo-tiol, un hidrocarburo, o una mezcla de los mismos.

En una modalidad, por lo menos aproximadamente 60% de la impureza es removida por el contacto con la composición removedora de impureza que se describe en la presente. En otra modalidad es removida por lo menos aproximadamente 75% de la impureza; alternativamente es removida por lo menos aproximadamente 90% de la impureza. En algunos ejemplos, es removida hasta 99% de la impureza de una fuente tal como un medio fluido, por ejemplo, un gas combustible o petróleo, o de una superficie de un substrato sólido, por el contacto con las composiciones removedoras de impureza que se describen en la presente.

En algunas modalidades, las composiciones descritas se usan en los métodos de la presente solicitud bajo presión. Tal presión incrementada puede aumentar la velocidad de formación de complejo y/o producto de adición entre un compuesto de amina y una impureza de una fuente. En una modalidad, el paso de poner en contacto un medio fluido con una mezcla removedora de impureza se realiza bajo presión, por ejemplo, mayor de 1 atm. Cuando un medio fluido se pone en contacto con una mezcla removedora de impureza bajo presión, típicamente se usa una presión de por lo menos aproximadamente 6 atm, frecuentemente por lo menos aproximadamente 8 atm, y con más frecuencia por lo menos aproximadamente 10 atm.

En una modalidad de cualquiera de los aspectos descritos en la presente, un medio fluido comprende una fuente de hidrocarburo. Frecuentemente la fuente de hidrocarburo comprende gas natural, petróleo, o una combinación de los mismos. En otras modalidades, el paso de poner en contacto un medio fluido con una mezcla removedora de impureza produce un producto de adición o un complejo entre la impureza y el compuesto de amina.

Típicamente diferentes gases tienen diferentes solubilidades dependiendo de la naturaleza de los líquidos iónicos. En algunos casos, dos o más líquidos iónicos en combinación proveen mayor solubilidad para un gas no deseado. Por consiguiente, el alcance de la presente descripción incluye composiciones que tienen una mezcla de dos o más líquidos iónicos diferentes.

Sin limitarse por teoría alguna, se cree que el líquido iónico solubiliza una impureza y el compuesto de amina forma un complejo y/o un producto de adición con una impureza. Por consiguiente, se cree que tanto el líquido iónico como el compuesto de amina, cuyos ejemplos se describen en la presente, son responsables de remover eficientemente las impurezas. De esta manera, se cree que es importante la selección del compuesto de amina y el líquido iónico para remover las impurezas. Típicamente, las composiciones descritas en la presente son miscibles; esto es, el compuesto de amina y el líquido iónico no forman una capa separada sino que forman una sola capa miscible. En algunos casos se puede agregar a la mezcla removedora de impureza un disolvente, cuyos ejemplos se describen en la presente y otros son conocidos para el experto en la materia, para aumentar la miscibilidad del compuesto de amina y el líquido iónico. Típicamente, el compuesto de amina también es reactivo con una impureza, o es capaz de formar un complejo con dicha impureza con relativa facilidad. Generalmente, en las composiciones y métodos descritos en la presente se usa un compuesto de alquilamina o un compuesto de heteroalquilamina, en particular un compuesto de alcanolamina, debido a su alta reactividad con las impurezas y también por consideraciones de costo.

En algunas modalidades, el método para remover una impureza que se describe en la presente incluye presurizar la mezcla de la composición descrita en la presente (una mezcla removedora de impureza) y la fuente que se quiere purificar. Se cree que sometiendo dicha mezcla a condiciones presurizadas (esto es, a presiones mayores que la presión estándar, que es de 1 atm), aumenta la velocidad de formación de complejo y/o producto de adición entre la impureza y el compuesto de amina. Cuando se usan condiciones de presurización, típicamente se usa una presión mayor de 1 atm, más frecuentemente por lo menos 2 atm, más frecuentemente por lo menos 5 atm. Algunas veces se usa una presión de por lo menos aproximadamente 10 atm.

Como se menciona arriba, las composiciones descritas en la presente se pueden usar para remover una impureza de una amplia variedad de fuentes que incluyen, sin limitación, un sólido tal como un semiconductor y otros dispositivos electrónicos, un fluido tal como gas natural, emisión de desechos, petróleo, un gas desprendido de fuentes biológicas, gases respiratorios, productos de combustión, productos de descomposición, reacciones químicas, gases liberados como resultado de la despresurización, o cualquier otra fuente de medio fluido en el cual se desea la remoción o separación de gases no deseados. Generalmente los métodos descritos en la presente se usan para purificar un fluido, tal como gas natural, petróleo, o una combinación de los mismos. Alternativamente, los métodos descritos en la presente se usan para la purificación de un substrato de superficie sólida, tal como un semiconductor.

Para efectos de claridad y brevedad, los métodos se describen con respecto a la reducción de un gas de impureza de un medio fluido. Sin embargo, se debe apreciar que el experto en la materia, habiendo leído la presente descripción, puede adaptar fácilmente las composiciones y métodos aquí descritos para remover otras impurezas de varias fuentes.

Opcionalmente, los métodos de la presente solicitud que comprenden el uso de la composición descrita en la presente pueden incluir el uso de un disolvente, tal como agua, un disolvente orgánico, o una combinación de los mismos. Los disolventes orgánicos ejemplares que son adecuados en los métodos descritos en la presente incluyen, sin limitación, cloroformo, diclorometano, metanol, etanol, propanol, glicoles, acetonitrilo, sulfóxido de dimetilo, sulfolano, dimetilformamida, acetona, tetrahidrofurano, acetato de etilo, 2-butanona, tolueno, y otros disolventes orgánicos conocidos para el experto en la materia.

Los RTIL's tienen varias propiedades que los hacen útiles en separaciones de gas. Por ejemplo, generalmente los RTIL's no son volátiles, son principalmente inflamables, y tienen buena solubilidad de gas (por ejemplo, CO2) y selectividad de separación de C02/N2 y CO2/CH4. Se cree que la disolución de C02 (y otros gases) en los RTIL's (y otros disolventes) es un fenómeno físico sin reacción química apreciable, a diferencia de las soluciones de amina que se usan frecuentemente en otros métodos.

Los RTIL's funcionalizados con amina (los que contienen grupos amino unidos al anión y/o catión) no son factibles de usarse en una instalación industrial grande ni en dispositivos de captura de C02 de escala más pequeña como los de los submarinos. El uso de estos RTIL's funcionalizados con amina como disolventes puros (sin codisolvente) para la captura de C02 es una noción mal concebida. La viscosidad de los RTIL's funcionalizados con amina usados en la captura de C02 es muy alta, limitando con ello su uso en aplicaciones de lavado a gran escala. Además, los RTIL's funcionalizados con amina ya no se asemejan a un liquido tras la captura de C02, sino que más bien forman frecuentemente un alquitrán intratable.

Los presentes inventores han descubierto un método más barato y más atractivo para combinar un compuesto de amina y un líquido iónico sin el uso de enlaces covalentes. Tal combinación evita la formación de alquitrán intratable, que frecuentemente es el caso con los RTIL's unidos con amina. Las aminas baratas usadas comercialmente, tales como monoetanolamina (MEA) o dietanolamina (DEA) se pueden disolver fácilmente en los IL's. En la presente se describen compuestos de amina adicionales que son posibles componentes de la mezcla removedora de impureza. Estas soluciones de arnina-IL se pueden usar eficientemente para la captura de varias impurezas de gases que incluyen, sin limitación, C02, CO, COS, H2S, S02, NO, N20, un alquilmercaptano, H2O, O2, H2, N2, metano, propano, otro hidrocarburo de cadena relativamente corta, y/o un compuesto orgánico volátil. Generalmente, la impureza comprende CO2 > CO, COS, H2S, SO2, metano, propano, o una combinación de los mismos.

Actualmente se usan varias soluciones acuosas de amina en varias industrias para remover el CO2 y/o H2S. Las composiciones descritas en la presente ofrecen ventajas sobre sus contrapartes acuosas, por ejemplo, un uso de energía más bajo por volumen de CO2 capturado. Además, el volumen de fluido necesario para procesar el CO2 capturado y la capacidad de ajusfar el IL para aumentar la velocidad de captación de CO2, hacen a las composiciones que comprenden un IL y un compuesto de amina que se describen en la presente, muy atractivas como medio de captura de gas.

La remoción de CO2, H2S y otros gases del gas natural (por ejemplo, CH4) y el aire (incluso aire recirculado), es importante para la industria, la sociedad y el ambiente. Actualmente la separación de CO2 de otros gases se realiza mediante contacto y reacción subsiguiente con una solución acuosa de amina. A continuación se muestran compuestos de amina solubles en agua, típicos y usados ampliamente, y la presión de CO2 a la que generalmente son eficaces: ??^??> (??^ ?? (HO^ N monoetanolamina dietanolamina trietanolamina (MEA) (DEA) (TEA) *- baja Presión de C02 del proceso alta A continuación se ilustran los mecanismos de reacción para formar una sal de carbamato con MEA: C02 + H2N(CH2)2OH « ¾OCNH-(CH-)-OH (lenta) T © T © OOCNH2(CH2)2OH + H;N(CH2)2OH * -J» OOCNH(CH2)2OH + H3N(CH2)2OH (rápida) Sin limitarse por teoría alguna, se cree que el paso limitativo de velocidad de la formación del zwitterión es mantenido por la reacción de transferencia de protones para formar un carbamato. El aducto de CO2 permanece en solución a no ser que se caliente la solución, se reduzca la presión parcial, o una combinación de ambas cosas. Este proceso es eficaz para la separación de C02 de otros gases en escalas grandes y pequeñas.

Los presentes inventores han encontrado que las composiciones que comprenden un RTIL y un compuesto de amina ("soluciones de RTIL- amina", tales como RTIL-MEA como se describe en la presente), son eficaces para la captura de CO2. Tales mezclas muestran una captación de CO2 rápida y reversible y son capaces de capturar 1 mol de CO2 por 2 moles de amina disuelta.

Las composiciones de RTIL-amina descritas en la presente ofrecen muchas ventajas sobre las soluciones acuosas de amina convencionales, especialmente en la energía requerida para procesar gases ácidos (por ejemplo, C02). Por ejemplo, los RTIL's basados en imidazolio tienen menos de una tercera parte de la capacidad calorífica del agua (por ejemplo, 1.30 contra 4.18 J g" K'1), o menos de la mitad en volumen (por ejemplo, 1.88 contra 4.18 J cm"3 K" ). La separación de CO2 del complejo de carbamatos acuosos requiere el calentamiento de la solución a temperaturas elevadas, después de lo cual es necesario condensar o reemplazar el agua y algo de la amina. Aunque las alcanolaminas tienen presiones de vapor relativamente bajas, se cree que su volatilidad es suprimida adicionalmente debido a las propiedades coligativas de las soluciones de RTIL, minimizando las pérdidas de la amina de las composiciones de la presente solicitud cuando se usan de acuerdo con un método descrito en la presente. Además, a diferencia de otros disolventes, tanto la solubilidad como la selectividad de CO2 (o cualquier otro material no deseado) en los RTIL's pueden ser "ajustadas" fácilmente ajusfando las estructuras del catión y/o anión, o usando uno o más compuestos de amina adicionales para promover la miscibilidad.

En las soluciones acuosas, generalmente la MEA es el compuesto de amina usado más comúnmente para aplicaciones de gas ácido de presión parcial baja. La MEA es miscible en [C6mim][Tf2N] y [C20Hmim][Tf2N], cuyas estructuras se dan abajo, respectivamente: Tf2N [C6mim][Tf2N] [C2OHmim][Tf2N] pero el aducto de CO2 correspondiente, esto es, el carbamato mostrado abajo: no es soluble en [C6mim][Tf2N] ni en [C2OHmim][Tf2N]. También se debe notar que algunos compuestos de amina que son útiles para la captura de C02 no necesariamente son solubles en todos los RTIL's. Por ejemplo, se encontró que la DEA es inmiscible en RTIL's que contienen únicamente sustituyentes alquilo (esto es, [C6mim][Tf2N]). Para expandir las soluciones de RTIL-amina para que incluyan alcanolaminas 2o solubilizadas, se usó un RTIL que contiene un alcohol 1 o unido (por ejemplo, [C2OHmim][Tf2N]), que fue miscible en MEA y DEA. La capacidad para ajustar las propiedades de solubilidad y compatibilidad de los RTIL's es una herramienta poderosa para la optimización del proceso y permite usar estas soluciones para la captura de C02 a una escala de presiones. Esta amplia capacidad de las soluciones de RTIL-amina no es obtenible fácilmente con un líquido iónico "específico de tarea'' (TSIL, esto es, un "RTIL unido con amina").

Generalmente una amina secundaria tiene niveles de carga de C02 más altos que una amina terciaria, pero generalmente más bajas que una amina primaria. Una amina secundaria también tiene una energía de regeneración más baja que una amina primaria. Típicamente las aminas secundarias, tales como dietanolamina (DEA), son menos volátiles que las aminas primarias o terciarias.

Como el aducto de CO2 de carbamato generalmente no es soluble en las soluciones de RTIL-amina descritas en la presente, el equilibrio de la reacción se desplaza para favorecer más la formación del carbamato, haciendo posible remover incluso pequeñas cantidades de C02 y H2S de mezclas de gas muy diluidas, usando las composiciones aquí descritas. El carbamato basado en MEA no es soluble en [C6mim][Tf2N] ni en [C20Hmim][Tf2N], reduciendo con ello la concentración del carbamato en solución. Al reducir la concentración de carbamato en solución, el contenido de CO2 residual en el gas fuente se puede llevar a niveles muy bajos desplazando la reacción de transferencia de protones a la derecha, hacia la formación de producto. La solubilidad del carbamato en las soluciones de RTIL-amina descritas en la presente contrasta notablemente con el comportamiento de estas sales en soluciones acuosas (u orgánicas polares). Por ejemplo, las sales de carbamato de MEA son muy solubles en agua.

Como se menciona arriba, el compuesto de amina forma un carbamato con el CO2 y por lo tanto los métodos descritos en la presente también se pueden usar en la síntesis de carbamatos u otros productos de adición de un compuesto de amina y un compuesto que comprende un grupo funcional complementario que es reactivo con el grupo funcional amino. Alternativamente, se puede lograr la síntesis de una amplia variedad de compuestos usando otros compuestos funcionalízados en lugar de un compuesto de amina.

La figura 1 es una representación esquemática de una unidad típica de tratamiento acuoso de gas de amina, conocido para el experto en la materia. Los RTIL's se pueden usar de varias maneras con modificaciones mínimas de una unidad de tratamiento acuoso de gas de amina. Un método directo es reemplazar el disolvente (agua) identificado en la figura 1 , con una composición descrita en la presente. Típicamente, por ejemplo en la purificación de gas natural, el absorbedor de la figura 1 opera entre aproximadamente 35 °C y aproximadamente 50 °C, y entre aproximadamente 5 atm y aproximadamente 205 atm de presión absoluta; generalmente el regenerador opera entre aproximadamente 1 15 °C y aproximadamente 126 °C y entre aproximadamente 1.4 atm y aproximadamente 1.7 atm de presión absoluta, cuando se mide en el fondo de la torre. En la purificación del gas combustible, el regenerador opera generalmente entre aproximadamente 120 °C y aproximadamente 150 °C. La presión del gas combustible es generalmente de aproximadamente 1 atm a aproximadamente 5 atm, típicamente más cercana a aproximadamente 1 atm. Generalmente, una fuente que contiene una impureza entra en el fondo de absorbedor, que contiene una mezcla removedora de impureza como se describe en la presente que comprende un liquido iónico y un compuesto de amina. Una impureza, frecuentemente CO2 y/o H2S, es capturada por la mezcla. La fuente purificada sale entonces del absorbedor. La solución rica de impureza es transferida al regenerador, en donde es liberada la impureza capturada. Generalmente, la liberación de la impureza se logra calentando o reduciendo la presión parcial en el regenerador. La mezcla removedora de impureza, regenerada ("solución pobre"), se retroalimenta entonces al absorbedor. Como es conocido para el experto en la materia, el ciclo de purificación se puede repetir paso a paso o de manera continua. Generalmente, el uso de la composición removedora de impureza descrita en la presente recupera una impureza tal como C02 con rendimientos de por lo menos aproximadamente 60%, alternativamente por lo menos aproximadamente 70%. En algunos ejemplos se recupera la impureza con un rendimiento de por lo menos aproximadamente 90%, q incluso por lo menos aproximadamente 99%.

Puesto que muchos RTIL's tienen aproximadamente la mitad de la capacidad calorífica del agua en una base de volumen, cuando se usa una solución de RTIL-amina como la que se describe en la presente en lugar de las soluciones acuosas de amina actualmente usadas, hay un ahorro de energía del calentamiento y enfriamiento de la solución entre el absorbedor y regenerador. De acuerdo con un cálculo, para la captura de C02 en una planta de energía de combustión de hulla, el regenerador para un disolvente de amina acuoso requeriría aproximadamente 1 ,777.8 kcal/kg de CÜ2, mientras que la composición removedora de impureza de líquido iónico-amina descrita en la presente generalmente requiere aproximadamente 547.2 kcal/kg de C02. Además, puesto que los RTIL's tienen una presión de vapor muy baja no hay pérdidas significativas del RTIL debido a la vaporización durante el proceso. Generalmente las pérdidas de la amina (y un disolvente si se usa alguno) también son reducidas en comparación con el sistema acuoso debido a las propiedades coligativas, con lo que la presión de vapor de la amina/disolvente se reduce debido a la presión de vapor baja del RTIL.

Otro beneficio de la presión de vapor baja del RTIL es que si se requiere un gas de arrastre (en las soluciones acuosas de amina típicas el vapor de agua es el gas de arrastre), se puede practicar un método más eficiente de energía. Generalmente los sistemas que usan la mezcla IL-amina descrita en la presente pueden operar sin un gas de arrastre; sin un gas de arrastre el regenerador puede ser calentado a una temperatura más alta. Con la solución de IL-amina descrita en la presente se puede usar vapor de agua como el gas de arrastre, pero más frecuentemente se usa un vapor orgánico tal como vapor de hexano cuando se utiliza un gas de arrastre, ya que el vapor orgánico generalmente requiere mucho menos energía para condensarse.

Otra forma en la que se pueden usar los RTIL's para mejorar la eficiencia de energía en comparación con los sistemas acuosos es consecuencia de que mientras que la MEA es soluble en los RTIL's descritos en la presente, tal como [C6mim][rf2N], el carbamato correspondiente no lo es. Esto permite regenerar el carbamato separado sin el consumo de energía añadida de calentamiento de un volumen grande de disolvente a la temperatura necesaria para regenerar la amina. Generalmente el carbamato precipitado se puede separar para regeneración directa (al compuesto de amina y CO2). La solubilidad del carbamato formado en el proceso de purificación puede ser controlada escogiendo el líquido iónico y/o compuesto de amina. En los sistemas en donde se forma un precipitado (en donde el carbamato no es soluble en la mezcla removedora de impureza), la suspensión resultante se bombea al regenerador o el precipitado se separa de la solución por medio de centrifugación u otros métodos conocidos para los expertos en la materia. Cuando la mezcla de líquido iónico-amina se selecciona de modo que el carbamato sea soluble, la solución líquida rica de impureza puede ser transferida al regenerador como se describe arriba.

Se debe apreciar que los procesos descritos en la presente no se limitan al proceso mostrado en la figura 1. El experto en la materia fácilmente puede modificar, suprimir y/o agregar varios componentes y/o elementos mostrados en la figura 1. Por ejemplo, el proceso puede ser virtualmente un proceso continuo o puede ser un proceso por pasos. Además, los procesos descritos también pueden incluir un paso de premezclado en donde se mezcla un compuesto de amina y un líquido iónico antes de poner en contacto la mezcla con una corriente de fluido. Tal paso de premezclado se puede lograr en una cámara separada, o se puede inyectar en la cámara de extracción simultáneamente un compuesto de amina y un líquido iónico a través de entradas separadas (o separadamente o por pasos a través de entradas separadas o la misma entrada), bajo condiciones turbulentas para mezclar, por ejemplo bajo corriente de chorro.

Los procesos descritos en la presente también pueden incluir monitorear la extracción (por ejemplo la remoción de impureza). Por ejemplo, se puede monitorear la cantidad del compuesto de amina presente en la mezcla y proveer la adición de una cantidad extra del compuesto de amina conforme sea necesario. Tales procesos se pueden automatizar usando un sistema que comprende una unidad procesadora central (por ejemplo una computadora u otro dispositivo similar). El monitoreo del compuesto de amina en la mezcla se puede lograr mediante cualquiera de los procesos analíticos conocidos del experto en la materia. Por ejemplo, se puede muestrear la mezcla para analizar la presencia del compuesto de amina a intervalos predeterminados o aleatoriamente. Alternativamente, la presencia del compuesto de amina se puede monitorear continuamente, por ejemplo, suministrando una ventana de muestreo dentro del recipiente de extracción que permite monitorear la cantidad del compuesto de amina mediante una técnica analítica adecuada, tal como por ejemplo, sin limitación, análisis en infrarrojo, análisis en UV/Vis, resonancia magnética nuclear (RMN), etc. De esta manera, se puede mantener un nivel relativamente constante o de estado estable del compuesto de amina dentro del recipiente de extracción.

Los métodos descritos en la presente son adecuados para remover varias impurezas (por ejemplo gases tales como los gases ácidos) de cualquier medio fluido que incluye, sin limitación, corrientes de emisión gaseosas que comprenden un gas ácido o un gas no deseado, gases de fuentes naturales y también emisiones industriales y petróleo. Las industrias ejemplares que producen una cantidad significativa de gas ácido que se puede remover mediante los métodos de la presente solicitud, incluyen, sin limitación, la industria de energía (tal como las refinerías de petróleo, la industria de la hulla y las plantas de energía), plantas de cemento, y las industrias automotriz, aérea, minera, de alimentos, madera, papel y manufactura.

Algunas de las fuentes naturales de C02 incluyen el subproducto del metabolismo, combustión o descomposición de un organismo. En estos casos, tales fuentes pueden producir C02 con una aportación de isótopo de carbono diferente del C02 fabricado. Por ejemplo, el CO2 de una fuente natural (por ejemplo, boca de pozo, combustión de un combustible fósil, respiración de una planta o animal, o descomposición de basura, etc.) tendría una proporción de isótopo de carbono relativamente más alta en 1 C y/o 13C en comparación con el 12C. Tales fuentes proveen productos de adición del C02 (por ejemplo carbamato) que están enriquecidos en C y/o 13C con respecto a 12C. Los compuestos que están enriquecidos en 14C y/o 13C son productos útiles en una variedad de aplicaciones que incluyen, sin limitación, (i) usos de investigación general que rastrean el carbono in vivo; (ii) métodos de imagen para diagnóstico e investigación que pueden identificar el nuevo compuesto de un origen in vivo, tales como MRI (por ejemplo, detección de un tumor in vivo). Por consiguiente, la presente solicitud describe métodos para usar una fuente natural de CO2 y los productos creados usando tales fuentes naturales de CO2 (por ejemplo carbamato) que están enriquecidos en isótopos de 4C y/o 13C.

Objetos, ventajas y características novedosas adicionales descritas en la presente se harán evidentes para el experto en la materia después del examen de los siguientes ejemplos que no se consideran limitativos.

EJEMPLOS Materiales y procedimientos generales Todas las síntesis y manipulaciones se hicieron al aire libre. Todos los reactivos se le compraron a Sigma-Aldrich (Milwaukee, Wl), excepto la bis(thfluorometano)sulfonamida de litio (LiTf2N), que se obtuvo de 3M (San Pablo, MN). Todos los reactivos químicos se obtuvieron al grado de pureza más alto posible de estos proveedores y se usaron tal como se recibieron. Todos los gases incluso C02 tenían una pureza de por lo menos 99.99% y se le compraron a Air Gas (Radnor, PA).

Instrumentación Se obtuvieron datos de 1H RMN usando un espectrómetro Varían INOVA 400 (400 MHz). El contenido de agua (ppm) en [C6mim][Tf2N] y [C20Hmim][Tf2N] se determinó usando un valorador coulométrico Karl Fischer DL32 de Mettler Toledo. Se usó un mezclador vibrador Thermolyne MaxiMix Plus para homogeneizar las soluciones RTIL-amina. La celda de acero inoxidable usada en los experimentos de captación de CO2 fue fabricada a la medida. Se le compraron sensores de presión (PX303) a Omega. Se hizo adquisición automática de datos usando LabView (National Instruments) interconectado a través de un sistema a la medida.

Síntesis de bis(tr¡fluorometano)sulfonamida de 1 -hexil-3-metilimidazolio (2a) Se disolvió 1 -metilimidazol (103.50 g, 1 .2605 mol) en CH3CN (500 mL) en un matraz de fondo redondo de 1 L. Entonces se le agregó 1 -bromohexano (228.98 g, 1 .3872 mol) y la mezcla de reacción se calentó a reflujo durante 16 h. Después se detuvo la reacción, el disolvente se removió mediante evaporación rotativa, y se le agregó Et20 (300 mL), lo que resultó en la formación de dos fases. La fase oleosa más densa se agitó en Et20 durante varias horas a temperatura ambiente. Las dos fases se vaciaron entonces en H2O desionizada (1 L) y la fase acuosa se separó de la fase de Et20. La fase acuosa se lavó con EtOAc (3x500 mL) y después se recogió en un matraz de fondo redondo de 2 L. Se agregó LiTf2N (398.21 g, 1 .3871 mol) a la fase acuosa, e inmediatamente se separó una fase oleosa. Subsiguientemente la mezcla se agitó vigorosamente durante 24 h para asegurar un mezclado completo en este recipiente grande. Después de este tiempo, la fase oleosa se extrajo en CH2CI2 (750 mL) y se lavó con H2O desionizada (4x500 mL). El quinto lavado acuoso se expuso a AgNC>3 para confirmar que ya no estuviera presente el anión bromuro residual, por la ausencia del precipitado de AgBr. Entonces la fase orgánica se secó sobre MgSO anhidro, se trató con carbón activado, y se filtró a través de un tapón de AI2O3 básico. Después, el disolvente se removió por evaporación rotativa y el producto final se secó mientras se agitaba a 65 °C bajo vacio dinámico (< 133.32 Pa) durante 16 h. El producto 2a se obtuvo como un aceite amarillo claro pálido. Rendimiento: 464.05 g (82%). Por titulación de Karl-Fischer se encontró que el contenido de agua del producto era de 217 ppm.

Síntesis de bis(trifluorometano)sulfonimida de 1 -(2-hidroxietil)-3-metilimidazolio (2b) Se disolvió 1-metilimidazol (77.63 g, 0.9454 mol) en CH3CN (200 mL) en un matraz de fondo redondo de 1 L. Después se le agregó 2-cloroetanol (114.12 g, 1.4174 mol) y la reacción se agitó a reflujo durante 72 h. Después de este tiempo se detuvo la reacción y el disolvente se removió mediante evaporación rotativa. Se le agregó Et20 (500 mL), lo que resultó en la formación de dos fases. La mezcla se puso entonces en un congelador a -10 °C. Después de enfriar durante varias horas se formaron unos cristales incoloros. Después, estos cristales se recogieron, se lavaron con Et20 (1 L) y se secaron a temperatura ambiente bajo vacío dinámico (< 133.32 Pa) durante la noche, produciendo 124.35 g (81 %) de cloruro de 1 -(2-hidroxietil)-3-metilimidazolio. El cloruro de 1-(2-hidroxietil)-3-metilimidazolio (50.00 g, 0.3110 mol) se disolvió entonces en H20 desionizada (300 ml_), se le agregó LiTf2N (89.28 g, 0.3110 mol) e inmediatamente formó una fase oleosa separada. Después, la reacción se agitó durante la noche a temperatura ambiente y luego la fase oleosa se extrajo con EtOAc (500 mL) y se lavó con H2O desionizada (4 x 250 mL). La ausencia del anión cloruro se confirmó mediante la adición de AgNC>3 al cuarto lavado acuoso, sin formación de precipitado de AgCI. Entonces la fase orgánica se secó sobre MgS04 anhidro, se trató con carbón activado y se filtró a través de un tapón de AI2O3 básico. El disolvente se removió por evaporación rotativa y el producto final se secó bajo vacío dinámico (< 133.32 Pa) mientras se agitaba a 65 °C durante la noche, para producir 2b como un aceite claro incoloro. Rendimiento: 60.58 g (48%). Por titulación de Karl-Fischer se encontró que el contenido de agua del producto era de 225 ppm.

Procedimiento general para formular soluciones de RTIL-amina Se prepararon soluciones de RTIL's con aminas (50:50 (mol:mol)) para comparación con TSIL's funcionalizados con amina, que pueden contener un grupo amino 1 o por par iónico. El RTIL 2a (10.00 g, 22.35 mmol) se mezcló con MEA (1.365 g, 22.35 mmol) en un frasco de vidrio de 20 mL. El frasco se selló y el líquido se mantuvo en un mezclador vibratorio, típicamente por < 10 s, hasta obtener una solución homogénea. Este procedimiento se repitió para 2a-MDEA, 2b-MEA y 2b-DEA.

Preparación de mezclas RTIL-amina con un contenido de amina de > 50 moles % Los RTIL's 2a y 2b fueron miscibles en MEA en todas las proporciones. Se prepararon soluciones que contenían > 50 moles % de MEA de la misma manera que para un contenido de 50 moles % como se describió arriba. No se observó separación de fase para ninguna mezcla con > 50 moles % de MEA. De forma análoga, 2a fue miscible con MDEA en todas las . proporciones. Similarmente, 2b fue miscible en DEA, y también se prepararon soluciones de 2b-DEA con > 50 moles % de DEA. La MEA típicamente se disuelve en agua al 30% en peso (~5 mol/L) en procesos industriales.

Captación de CO? Para evaluar la captación de C02 en función de la presión en una mezcla de una amina terciaria y un RTIL, en comparación con RTIL puro, se disolvió MDEA en 2a como una solución 50:50 (mol:mol). En el estudio, las soluciones se cargaron en un recipiente sellado de volumen conocido, se calentaron a 40 °C y se expusieron a C02 a presiones que varían de 0.4 atm a más de 1 atm, con agitación. Como puede verse en la figura 2, la adición de MDEA a 2a aumentó la captación de C02 en comparación con la captación de 2a solo. El efecto fue particularmente notable a una presión de aproximadamente 1 atm.

Captura de CP? Se hicieron experimentos de captación de CO2 en soluciones de RTIL-amina usando un aparato de doble volumen, doble transductor.

Brevemente, una alícuota de la solución de RTIL-amina de masa y volumen conocidos se selló en una celda de acero inoxidable de volumen conocido. La celda se calentó a 40 °C y se purgó bajo vacío dinámico (< 1333.22 Pa) por un corto tiempo para remover cualquier aire residual del sistema. Después se introdujo C02 a ~1 atm. Conforme el C02 reaccionó con las aminas, se observó que la presión de la celda descendió y se registró electrónicamente en función del tiempo. La diferencia entre la presión inicial y final de C02 se convirtió a moles de C02 que reaccionaron con la amina, usando la ecuación de los gases ideales: ápy n - RP La complejación y descomplejación del C02 de las aminas se hicieron a 40 °C y 100 °C.

Captura y liberación de CQ? con soluciones equimolares de 2a- MEA La figura 3A es un ejemplo del descenso de presión de CO2 en una solución equimolar de 2a-MEA. La figura 3A muestra que la concentración de C02 en la alimentación de gas se redujo rápidamente y llegó eficientemente a cero usando una solución de 2a-MEA equimolar. Estas soluciones se pueden agitar rápidamente para aumentar la velocidad de reacción. La presión final de CO2 en la figura 3A es de 0 ± 1.034 x 10"4 MPa a, en donde 1.034 x 10"4 MPa a es el límite de precisión del sensor de presión utilizado. La reacción de C02 fue favorecida por la precipitación de MEA-carbamato de las soluciones de RTIL.

La figura 3B muestra la velocidad de conversión de C02 a MEA-sal de carbamato del sistema 2a-MEA. La captura de CO2 fue mayor de aproximadamente 90% en el transcurso de 15 minutos, y la reacción se terminó después de 25 minutos.

El C02 experimentó descomplejación del MEA-carbamato aumentando la temperatura de 40 °C a 100 °C y reduciendo la presión de 0.081 MPa a 0.037 MPa, lo que favorece la liberación de CO2 y la reformación de MEA neutro. La figura 4 muestra la velocidad de liberación de C02 de MEA-carbamato en 2a. Tras reducir la presión del sistema para remover algo de C02 del volumen de la celda, la proporción de C02 a la amina se redujo en dos minutos de 0.395 con una presión parcial de CO2 de 0.081 MPa a, a 0.350 con una presión parcial de C02 de 0.037 MPa a. El valor inicial de 0.395 es menor que la proporción de 0.500 que se obtuvo de la captura completa a 40 °C. Esto es una consecuencia del calentamiento de 40 °C a 100 °C, puesto que ya se había liberado algo de CO2.

Captura y liberación de COg con soluciones equimolares de 2b- DEA El C02 reacciona con la DEA en 2b con C02 a presión baja, para obtener niveles de carga similares a los obtenidos en soluciones acuosas. Se cree que el DEA-carbamato es un aducto de C02 más débil que el MEA-carbamato; de esta manera, los moles de CO2 capturados por DEA son menos de 1 :2 a la presión de equilibrio de 0.004 MPa a. Se requirió una presión de equilibrio de -0.021 MPa a para obtener una proporción 1 :2 de CO2.DEA.

Un beneficio agregado de las soluciones de 2b-DEA es que el aumento de la presión parcial de C02, incluso a temperaturas elevadas, resultó en un aumento de la captación de CO2 por soluciones equimolares de 2b-DEA; véase la figura 5. La proporción molar de C02 a DEA aumentó de 0.093 a 1.65 con una presión parcial de C02 creciente de 0.033 MPaa a 0.094 MPaa, a 100 °C. Aunque las soluciones acuosas de amina están cerca de sus puntos de ebullición a esta temperatura, los RTIL's son eficientemente no volátiles a 100 °C.

Solubilidad de varios gases en líquidos iónicos Se sintetizó tetrafluoroborato de 1-etil-3-metilimidazolio ([C2mim][BF4]) y bis-(trifluorometanosulfonil)imida de 1-etil-3-met¡lim¡dazolio ([C2m¡m][Tf2N]) de acuerdo con los procedimientos descritos en la presente. En el cuadro 1 se muestran las constantes físicas de los RTIL's (puros y en mezclas). Se midieron las densidades de [C2mim][BF4] y [C2mim][Tf2N]. También se midieron las densidades promedio de las mezclas de RTIL; estos RTIL's fueron fácilmente miscibles entre si al mezclarse y representan una escala de volúmenes molares.

CUADRO 1 Propiedades físicas de los líquidos iónicos a temperatura ambiente usados en este estudio Liquido iónico Peso mol. Densidad Volumen molar (g/mol) (g/cm3) (cm3/mol) [C2mim][Tf2N] 391 1.50 261 25 mol % [C2mim][BF4] + 343 1.52 226 75 mol % [C2mim][Tf2N] 50 mol % [C2mim][BF4] + 295 1.48 199 50 mol % [C2mim][Tf2N] 75 mol % [C2mim][BF4] + 246 1.42 174 25 mol % [C2mim][Tf2N] 90 mol % [C2mim][BF4] + 217 1.35 161 10 mol % [C2mim][Tf2N] 95 mol % [C2mim][BF4] + 208 1.30 159 5 mol % [C2mim][Tf2N] [C2mim][BF4] 198 1.28 155 Adicionalmente, observaciones experimentales y la RST han mostrado que todos los gases de interés tienen una solubilidad más alta en [C2m¡m][Tf2N] y una solubilidad más baja en [C2mim][BF4]. Sin embargo, la selectividad de solubilidad para C02 con respecto a N2 y CH4 es más alta en [C2mim][BF4] que en [C2mim][Tf2N]. Estos experimentos examinaron cómo la combinación de las propiedades de los dos RTIL's afecta la solubilidad del gas y cómo extender la teoría de solución regular (RST) para describir estos comportamientos en mezclas de RTIL.

Para determinar si se habla alcanzado el equilibrio del sistema gas-líquido, la presión del volumen de celda se gráfico en función del tiempo (una medición por minuto). Después de 30 min de lecturas de presión constante, se asumió que se había alcanzado el equilibrio. Todas las pruebas mostraron comportamiento similar de cambio de presión. Para cada prueba se determinó la constante de Henry ("Hc") de la ley de los gases ideales usando la diferencia entre Pt=o y Peq a cada temperatura.

El cuadro 2 muestra las constantes de Henry experimentales para cada combinación de la mezcla gas/RTIL. La constante de Henry para C02 y CH4 aumento con un contenido creciente de [C2mim][BF4]. La constante de Henry para N2 aumentó con un contenido creciente de [C2mim][BF4], excepto en [C2mim][BF4] puro, en donde disminuyó la constante de Henry.

CUADRO 2 Tendencias de la solubilidad del gas en las mezclas de RTIL Líquido iónico CO2/H0 (atm) N2/Hc (atm) CH4/HC (atm) |C2mim][Tf2N] 50±1 1200±60 560110 25 mol % [C2m¡m][BF„] + 58±3 1700±60 740110 75 mol % [C2mim][Tf2N] 50 mol % [C2mim][BF4] + 65±1 2400±100 980120 50 mol % [C2mim][Tf2N] 75 mol % [C2mim][BF4] + 85±5 4000±600 1600120 25 mol % [C2mim][Tf2N] 90 mol % [C2m¡m][BF4] + 91 ±1 4500±350 1800160 10 mol % [C2mim][Tf2N] 95 mol % [C2mim][BF4] + 94±1 50001300 1900120 5 mol % [C2mim][Tf2N] [C2mim][BF4] 100±2 38001100 20001200 La RST dicta que para sistemas de presión baja en donde es aplicable la ley de Henry, la solubilidad del gas (constante de Henry, Hi) puede ser descrita por parámetros de solubilidad usando la ecuación (1) para el soluto y el disolvente puro (1 = RTIL, 2 = gas), y en donde a y b son constantes determinadas empíricamente (dependiendo del gas usado y la temperatura). ln[H, , ] = <ar+ - &? (1) El parámetro de solubilidad (d-?) para los RTIL's puros basados en imidazolio se puede estimar usando la ecuación de Kapustinskii para densidad de energía de red cristalina y la definición de un parámetro de solubilidad. Esta sustitución resulta en un parámetro de solubilidad que es una función del volumen molar del RTIL puro (ecuación 2). ¿>' « [ l / ( ]"2 (2) Específicamente para mezclas, la RST establece el uso de un parámetro de solubilidad promediado por fracción de volumen (d?), y el volumen molar promediado de fracción de volumen relacionado (Vi) para el disolvente en los cálculos teóricos (ecuaciones 3 y 4), en donde f? es la fracción de volumen y V, de de cada disolvente puro. ¿, =?« (3) ?, - S f^ (4) Combinando las ecuaciones 1 y 2, el modelo de RST resulta en las ecuaciones 5 y 6, en donde a y ß o ß* son constantes determinadas experimentalmente que son dependientes de la temperatura y el gas probado. ln( #,., ) = )2 (5) Se mostró que los volúmenes molares más bajos tienden a tener selectividades de solubilidad ideal más altas para CO2. Sin embargo, en general la teoría es menos precisa en la escala de volumen molar bajo.

Para determinar si las mezclas pueden ser descritas por la RST, se hizo una gráfica de la constante de Henry contra el volumen molar promedio por fracción de volumen de las mezclas de RTIL, como lo dicta la RST (ecuaciones 3 y 4). Sin embargo, el uso del volumen molar promedio por fracción de volumen de la mezcla no resultó en un ajuste lineal de calidad para el modelo de RST, lo que indicó que la RST no fue un modelo perfecto. Sin limitarse por teoría alguna, se cree que esto se debió al cambio de volumen físico que resultó de la mezcla de los dos RTIL's. El volumen molar medido de la mezcla no fue el mismo que el volumen molar promedio por fracción de volumen de la mezcla (diferencia de 2-6% entre los valores medidos y calculados). La diferencia en los volúmenes molares de la mezcla indicaron que la RST no fue un modelo robusto; sin embargo, el uso del volumen molar medido de la mezcla (datos empíricos) y las ecuaciones de RST permitieron la investigación de las tendencias de solubilidad del gas en los RTIL's. Por lo tanto, en las siguientes gráficas se usó el volumen molar promedio medido de la mezcla porque permitió una descripción más precisa de los comportamientos observados experimentalmente mientras se usa el modelo de RST. Sin embargo, para el caso de un volumen molar desconocido de una mezcla, todavía sería posible usar el volumen molar promedio por fracción de volumen de la mezcla partiendo del volumen molar conocido del componente puro para obtener un cálculo inicial del comportamiento investigado de solubilidad de gas. Aunque la RST no es exacta, se puede usar para obtener predicciones iniciales de las solubilidades del gas en RTIL's nuevos.

La figura 6 muestra una tendencia lineal del logaritmo natural de las constantes de Henry para cada gas con respecto al volumen molar promedio medido de la mezcla a 40 °C. Todos los datos mostrados, que incluyen mezclas y componentes puros, estaban dentro de intervalos de confianza de 95% (no mostrado) de la línea teórica. Así, la RST fue válida para las combinaciones investigadas de las mezclas gas/RTIL. Puesto que la RST fue válida para estos sistemas, era de esperar que volúmenes molares de la mezcla más bajos resultaran en una selectividad de solubilidad más alta como se muestra en las figuras 7A y 7B. Como puede verse, la selectividad de solubilidad de la mezcla concuerda con la línea teórica, indicando que la RST se puede usar para describir el comportamiento de mezclas de RTIL usando volúmenes molares medidos. Todos los datos mostrados estuvieron dentro de intervalos de 95% de confianza (no mostrado) del modelo. La selectividad de solubilidad de [C2mim][BF4] puro por C02/N2 y C02/CH4 no concuerda estrechamente con la predicción teórica (en comparación con las otras mezclas y [C2mim][Tf2N]), mientras que las mezclas de 90 mol % y 95 mol % de [C2mim][BF4], a la escala de volumen molar más baja de este estudio, tuvieron la selectividad de solubilidad más alta, más cercana a la predicción de la RST. La adición de una pequeña cantidad de [C2mim][Tf2N] a [C2mim][BF4] mejoró el comportamiento de selectividad de solubilidad más cercano a la predicción teórica.

Para cada gas, también se examinó la carga de gas a 1 atm, o la fracción molar del gas disuelto en el RTIL que está en equilibrio con la fase de vapor. Las figuras 8A-8C muestran los resultados para cada gas. En estas gráficas se usaron los parámetros teóricos para mostrar que la teoría del componente puro se puede extender para describir los datos de la mezcla. Los datos de componente puro para C02 incluyen los siguientes RTIL's: hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio ([C4mim][PF6]), tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazolio ([C4mim][BF4]), bis[(trifluorometil)sulfonil]imida de 1-butil-3-metilimidazolio ([C4mim][Tf2N]), metilsulfato de 1 ,3-dimetilimidazolio ([Cimim][MeS04]), bis-[(trifluorometil)sulfonil]imida de 1-hexil-3-metilimidazolio ([C6mim][Tf2N]), trifluorometanosulfonato de 1-etil-3-metilimidazolio ([C2mim][CF3S03]), dicianamida de 1-etil-3-metilimidazolio ([C2mim][clca]), trifluorometanosulfonato de 1-decil-3-metilimidazolio ([Ci0mim][Tf2N]), [C2mim][BF4] y [C2mim]rrf2N]. Los datos de componentes puros para N2 y CH4 incluyeron los siguientes RTIL's: metilsulfato de 1 ,3-dimetilimidazolio ([C mim][MeSO4]), bis-[(trifluorometil)sulfonil]amida de 1-hexil-3-metilimidazolio ([C6mim][Tf2N]), trifluorometanosulfonato de 1-etil-3-metilimidazolio ([C2mim][CF3S03]), dicianamida de 1-etil-3-metilimidazolio ([C2mim][dca]), [C2mim][BF4]) y [C2mim][Tf2N]. En el cuadro 3 se muestra un resumen de los datos de componentes puros.

CUADRO 3 Carga de gas a 1 atm y 40 °C para varios RTIL's puros carga de gas a 1 atm (mol gas/RTIL) Liquido iónico Volumen molar (cmJ/mol) C02 N2 CH4 [C^imJIMeSO^ 157 0.037 1.1 E-03 2.1 E-03 [C2mim][dca] 167 0.063 1.2E-03 3.0E-03 [C2mim][CF3S03] 188 0.076 2.1 E-03 4.43-03 [C4m¡m][BF4] 189 0.073 [C4mim][PF6] 211 0.078 [C4mim][Tf2N] 293 0.082 [C6mim][Tf2N] 313 0.076 3.9E-03 9.3E-03 [CiOmimHTfjN] 382 0.078 Todos los puntos datos de la mezcla concordaron bien (dentro de los intervalos de 95% de confianza) con las predicciones teóricas para RTIL's puros, y cada gas mostró una carga de gas máxima a diferentes volúmenes molares.

Los resultados experimentales indicaron que el comportamiento de los gases en las mezclas de RTIL obedece la RST a temperatura constante y presión baja. La selectividad de solubilidad para C02 con N2 y CH4 fue más alta en las mezclas de 90 mol % y 95 mol % de [C2mim][BF4] en [C2m¡m][Tf2N], que en ambos componentes puros o las otras mezclas. Estas dos mezclas representan las mezclas de RTIL con los volúmenes molares más bajos en este estudio, y la selectividad de solubilidad fue más alta que en el [C2mim][BF4] puro, que tuvo un volumen molar aún más bajo. Estos datos mostraron que la RST se puede usar en las mezclas de RTIL's usando el volumen molar promedio medido de la mezcla. Los resultados mostraron que se pueden usar mezclas de RTIL's para aumentar la selectividad de solubilidad de CO2 debido al control sobre el volumen molar del RTIL. El C02 fue más soluble en comparación con N2 o CH4 en las mezclas probadas de RTIL's. Cada gas mostró una carga de gas máxima a 1 atm a diferentes volúmenes molares.

Mezcla de compuestos de amina Las mezclas de diferentes líquidos iónicos (IL's) y diferentes aminas se puede variar para ajustar el desempeño a diferentes presiones y composiciones de gas. Usando una combinación de diferentes IL's se puede ajustar la solubilidad y la selectividad de solubilidad de los gases (como se muestra arriba). Esta propiedad de los IL's se puede aplicar entonces para ajustar las velocidades de reacción y reducir la solubilidad de otros gases no deseados (por ejemplo, la solubilidad del hidrocarburo para la dulcificación del gas natural, o la solubilidad del oxígeno para el gas de chimenea) para aplicaciones de IL/amina. Se puede usar una combinación de aminas diferentes (por ejemplo, MEA y N-metildietanolamina (MDEA)) en aplicaciones de IL/amina para ajustar el punto de precipitación del carbamato o prevenir la precipitación del carbamato, dependiendo de la proporción. Esto tiene muchas ventajas que incluyen el control de la viscosidad, la velocidad de reacción, la carga de gas ácido de amina, el calor de reacción y la corrosión.

La figura 9 muestra un ejemplo del uso de más de una amina en una solución de IL/amina. Se hizo una solución inicial de 50% en volumen de MEA y 50% en volumen de [C6mim][Tf2N] (un valor de 0.0 MEA se refiere a una mezcla 50/50 % en volumen de [C6mim][Tf2N] y MEA). Cuando la solución se expuso a CO2 hubo precipitación inmediata del carbamato. Después se le agregó metildietanolamina a la solución para actuar como aceptor de protones, lo que aumentó la solubilidad del carbamato formando una solución homogénea. La solución se expuso una vez más a CO2 y ocurrió precipitación de carbamato a una carga elevada de gas ácido de amina. Se le agregó más MDEA y después se repitió el proceso. Los resultados se muestran en la figura 9, en donde la línea negra muestra el punto de precipitación y la linea gris muestra el porcentaje en volumen del IL en la solución. Controlando el punto de precipitación se puede controlar la velocidad de reacción, independientemente del equilibrio de la carga del gas ácido y la presión del gas ácido.

Además de los IL's basados en imidazolio, las aminas también son miscibles en IL's basados en piridinio y IL's basados en fosfonio.

La exposición anterior de la invención se ha presentado con fines ilustrativos y descriptivos. Se considera que lo anterior no limita la invención a las formas descritas. Aunque la descripción de la invención ha incluido la descripción de una o más modalidades y algunas variaciones y modificaciones, otras variaciones y modificaciones están dentro del alcance de la invención, por ejemplo las que pueden ser del dominio y conocimiento de los expertos en la materia después de entender la presente descripción. Se pretende obtener los derechos que incluyen las modalidades alternativas, a la extensión permitida, incluso estructuras, funciones, escalas o pasos alternos, intercambiables y/o equivalentes a los reclamados, hayan sido o no descritos en la presente, y sin desear dedicar públicamente ninguna materia patentable.

Las patentes y publicaciones citadas en la presente describen el conocimiento general en el campo y se incorporan como referencia en su totalidad para todo propósito y como si se indicara específica e individualmente que se incorporan como referencia. En el caso de conflicto entre una referencia citada y esta especificación, prevalecerá esta especificación.

Claims (38)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1 .- Un método para reducir la cantidad de una gas de impureza en una corriente de fluido, dicho método comprendiendo poner en contacto dicha corriente de fluido con una mezcla removedora de impureza que comprende un líquido iónico y un compuesto de amina, bajo condiciones suficientes para reducir la cantidad de gas de impureza de dicha corriente de fluido; en donde dicho líquido iónico comprende un anión no carboxilato, y en donde dicho compuesto de amina es una monoamina, una diamina, una poliamina, una polietilenamina, un aminoácido, un N-heterociclo neutro, o una N-alquilamina heterocíclica neutra.

2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho compuesto de amina es: (a) un compuesto de monoamina de la fórmula A: (b) un compuesto de diamina de la fórmula B: ai R R \ N-R-N B / b1 R en donde Ra, Ra1, Ra2, Rb, Rb1 y Rb2 son, cada uno independientemente, hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicioalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; Rc es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicioalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo, sililoxi, o un grupo protector de nitrógeno; y Rd es alquileno, arilo, aralquilo, cicioalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; (c) una poliamina de la fórmula C: en donde Re1, Re2, Rf , Rf2 y Rh1, cada uno independientemente, se selecciona del grupo de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicioalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; Rg y Rg2, cada uno independientemente, se selecciona del grupo de alquileno, arileno, aralquileno, cicloalquileno, haloalquileno, heteroalquileno, alquenileno, alquinileno, silileno y sililoxileno; y m es 1 , 2, 3, 4 o 5; (d) una poli(etilenamina) lineal de la fórmula D: en donde cada Rj se selecciona independientemente de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicioalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; y p es un entero entre 1 y 1000; (e) una polietilenamina ramificada de la fórmula E: N. .N. I R k2 en donde Rk1, Rk2, Rk3 y Rk4, cada uno independientemente, se selecciona de -Rm -NRn1Rn2, -Rm1-NH(Rm1-NRn1Rn2) y -Rm -N(Rm1-NRn1Rn2)2; en donde Rm1 es alquileno y Rn y Rn2, cada uno independientemente, se selecciona de hidrógeno y alquilo; y q es un entero entre 1 y 1000; (f) un aminoácido; (g) un N-heterociclo neutro; o (h) una N-alquilamina heterociclica neutra.

3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho compuesto de amina es un compuesto de monoamina de la fórmula A: R I b^ ,N compuesto de diamina de la fórmula B Ra1 R32 \ d N-R— N b1 R B en donde Ra, Ra , Ra2, R , Rb y Rb2, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; Rc es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo, sililoxi, o un grupo protector de nitrógeno; y Rd es alquileno, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi.

4.- El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque dicho liquido iónico tiene la fórmula I o IA, en donde la fórmula I es: I en donde a es un estado de oxidación de X; X es un anión seleccionado del grupo que consiste en MeSO4, OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquiisulfonato y sulfonato aromático; R1 y R2, cada uno independientemente, es alquilo, heteroalquilo, cicloalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; y R3, R4 y R5, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, heteroalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; y la fórmula IA es: ?? en donde q es un estado de oxidación de X; X es un anión seleccionado del grupo que consiste en MeS04, OTf, BF4, PF6l Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático; R1 y R2, cada uno independientemente, es alquilo, heteroalquilo, cicloalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; R3, R4 y R5, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, heteroalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; y Rq es alquileno, heteroalquileno o haloalquileno.

5.- El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque dicho compuesto de monoamina se selecciona del grupo que consiste en mono(hidroxialquil)amina, di(hidroxialquil)amina, tri(hidroxialquil)amina, y una combinación de las mismas.

6.- El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque dicho compuesto de monoamina se selecciona del grupo que consiste en monoetanolamina, diglicolamina, dietanolamina, diisopropilamina, trietanolamina, metildietanolamina, o una combinación de las mismas.

7. - El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque dicho liquido iónico es un liquido iónico a temperatura ambiente (RTIL) basado en imidazolio.

8. - El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque dicho líquido iónico tiene la fórmula I: donde a es un estado de oxidación de X; X es un anión seleccionado del grupo que consiste en MeSO4, OTf, BF4, PF6, TÍ2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático; R1 y R2, cada uno independientemente, es alquilo, heteroalquilo, cicloalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; R3, R4 y R5, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, heteroalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; y dicho compuesto de amina es monoetanolamina, diglicolamina, dietanolamina, diisopropilamina, trietanolamina, metildietanolamina, o una combinación de las mismas.

9.- El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque dicho gas de impureza comprende CO2, CO, COS, H2S, S02, NO, N2O, un alquilmercaptano, H2O, O2, H2, N2, un hidrocarburo de C Ce, o una combinación de los mismos.

10. - El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque dicho gas de impureza comprende CO2, H2S, S02, o una combinación de los mismos.

1 1. - El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque dicho gas de impureza comprende C02.

12. - El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque dicha mezcla removedora de impureza también comprende un segundo líquido iónico, en donde dicho segundo líquido iónico es un líquido iónico a temperatura ambiente .

13. - El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque dicha mezcla removedora de impureza también comprende una segunda amina, en donde dicha segunda amina se selecciona del grupo que consiste en: (a) una poliamina de la fórmula C: en donde Re1, Re2, Rf1, Rf2 y Rh , cada uno independientemente se selecciona del grupo de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; R91 y R92, cada uno independientemente, se selecciona del grupo de alquileno, arileno, aralquileno, cicloalquileno, haloalquileno, heteroalquileno, alquenileno, alquinileno, silileno y sililoxileno; y m es 1 , 2, 3, 4 o 5; (b) una poli(etilenamina) lineal de la fórmula D: en donde cada Rj se selecciona independientemente de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; y p es un entero entre 1 y 1000; (c) una polietilenamina ramificada de la fórmula E: en donde Rk1, Rk2, Rk3 y Rk4, cada uno independientemente, se selecciona de -Rm -NRn1Rn2, -Rm1-NH(Rm -NRn1Rn2) y -Rm1-N(Rml-NRn1Rn2)2, en donde Rm1 es alquileno y Rn1 y Rn2, cada uno independientemente, se selecciona de hidrógeno y alquilo; y q es un entero entre 1 y 1000; (d) un aminoácido; (e) un N-heterociclo neutro; y (f) una N-alquilamina heterociclica neutra.

14. - Una composición que comprende un liquido iónico y un compuesto de heteroalquilamina, en donde dicho líquido iónico comprende un anión seleccionado del grupo que consiste en eS04, OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático.

15. - La composición de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque dicho líquido iónico comprende un compuesto de fórmula I: I en donde a es un estado de oxidación de X; X es un anión seleccionado del grupo que consiste en MeS04, OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático; R1 y R2, cada uno independientemente, es alquilo, heteroalquilo, cicloalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo o alquinilo; y R3, R4 y R5, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, heteroalquilo, haloalquilo, sililo, sililoxi, arilo, alquenilo, o alquinilo.

16.- La composición de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque dicho compuesto de heteroalquilamina es un compuesto de alcanolamina.

17.- La composición de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque: (a) dicho líquido iónico comprende [C6mim][Tf2N] y dicha heteroalquilamina comprende N-metildietanolamina; (b) dicho líquido iónico comprende [C6mim][Tf2N] y dicha heteroalquilamina comprende N-metildietanolamina y monoetanolamina; (c), dicho líquido iónico comprende [C4mim][dca] y dicha heteroalquilamina comprende N- metildietanolamina y 2-amino-2-met¡l-1 -propanol; (d) dicho líquido iónico comprende [C4m¡m][OTf] y dicha heteroalquilamína comprende diglicolamina y dietanolamina; o (e) dicho líquido iónico comprende [C4mim][dca] y dicha heteroalquilamína comprende monoetanolamina.

Una composición que comprende un líquido iónico compuesto de amina, en donde el % relativo en volumen de dicho líquido iónico en comparación con el volumen total de dicho líquido iónico y dicho compuesto de amina, es de aproximadamente 60% en volumen o menor, en donde dicho líquido iónico comprende un anión seleccionado del grupo que consiste en MeS04, OTf, BF , PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático, y en donde dicho compuesto de amina es una monoamina, una diamina, una poliamina, una políetilenamina, un aminoácido, un N-heterociclo neutro o una N-alquilamina heterocíclica neutra.

19.- La composición de conformidad con la reivindicación 18 caracterizada además porque dicho compuesto de amina es un compuesto de monoamina de la fórmula A: o un compuesto de diamina de la fórmula B: ^a2 R R \ d N-R— N K B en donde Ra, Ra , Ra2, Rb, Rb1 y Rb2, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; Rc es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo, sililoxi, o un grupo protector de nitrógeno; y Rd es alquileno, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi.

20. - La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque dicho compuesto de amina es un compuesto de alcanolamina.

21 . - La composición de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada además porque comprende un segundo compuesto de alcanolamina.

22. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque es removida por lo menos aproximadamente 75% de la impureza de dicha corriente de fluido.

23.- El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque es removida por lo menos aproximadamente 90% de la impureza de dicha corriente de fluido.

24.- El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque dicho líquido iónico es un líquido iónico a temperatura ambiente (RTIL).

25. - El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque dicho compuesto de amina es un compuesto de heteroalquilamina.

26. - El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque dicho compuesto de heteroalquilamina es un compuesto de alcanolamina seleccionado del grupo que consiste en monoetanolamina, diglicolamina, dietanolamina, diisopropilamina, trietanolamina, metildietanolamina, o una combinación de las mismas.

27 - El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque dicho gas de impureza comprende C02, CO, COS, H2S, S02, NO, N2O, H2O, O, H2, N2, un compuesto orgánico volátil, o una combinación de las mismas.

28.- El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque dicho compuesto orgánico volátil es un compuesto de organo-tiol, un hidrocarburo, o una mezcla de los mismos.

29 - El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque dicho gas de impureza es CO2, SO2, H2S, o una combinación de las mismas.

30 - El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque dicho gas de impureza es CO2.

31 - El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque dicho paso de poner en contacto dicho medio fluido con dicha mezcla removedora de impureza se realiza bajo presión.

32. - El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque dicho medio fluido comprende gas natural, petróleo, o una mezcla de los mismos.

33. - El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque dicho paso de poner en contacto el medio fluido con la mezcla removedora de impureza produce un complejo entre la impureza y el compuesto de amina.

34.- Un método para remover una impureza de una superficie de un substrato sólido para producir una superficie limpia del substrato sólido, dicho método comprendiendo: poner en contacto la superficie del substrato sólido con una mezcla removedora de impureza, en donde la mezcla removedora de impureza comprende un líquido iónico y un compuesto de amina, bajo condiciones suficientes para remover dicha impureza de la superficie del substrato sólido para producir una superficie limpia del substrato sólido.

35. - El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque dicho líquido iónico comprende un anión no carboxilato; y en donde el compuesto de amina es una monoamina, una diamina, una poliamina, una políetilenamina, un aminoácido, un N-heterociclo neutro, o una N-alquilamina heterocíclica neutra.

36. - El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque dicho compuesto de amina se selecciona del grupo que consiste en: (a) un compuesto de monoamina de la fórmula A: (b) un compuesto de diamina de la fórmula B: a2 R -N R V en donde Ra, Ra1, Ra2, Rb, Rb1 y Rb2, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; Rc es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo, sililoxi, o un grupo protector de nitrógeno; y Rd es alquileno, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; (c) una poliamina de la fórmula C: en donde Re1, Re2, Rf , Rf2 y Rh1, cada uno independientemente, se selecciona del grupo de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; Rg1 y Rg2, cada uno independientemente, se selecciona del grupo de alquileno, arileno, aralquileno, cicloalquileno, haloalquileno, heteroalquileno, alquenileno, alquinileno, silileno y sililoxileno; y m es 1 , 2, 3, 4 o 5; (d) una poli(etilenamina) lineal de la fórmula D: en donde cada RJ se selecciona independientemente de hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo y sililoxi; y p es un entero entre 1 y 1000; (e) una polietilenamina ramificada de la fórmula E: en donde Rk1, Rk2, Rk3 y Rk4, cada uno independientemente, se selecciona de -Rm1-NRn1Rn2, -Rm1-NH(Rm1-NRn1Rn2) y -Rm1-N(Rm1-NRn Rn2)2, en donde Rm es alquileno y Rn1 y Rn2, cada uno independientemente, se selecciona de hidrógeno y alquilo; y q es un entero entre 1 y 1000; (f) un aminoácido; (g) un N-heterociclo neutro; y (h) una N-alquilamina heterocíclica neutra.

37 - El método de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado además porque dicho compuesto de amina es un compuesto de monoamina de la fórmula A: R3 Rb" C o un compuesto de diamina de la fórmula B: „a2 R R \ d N-R— N / \ b2 ,b1 R" en donde Ra, Ra\ Ra2, Rb, Rb1 y Rb2, cada uno independientemente, es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; Rc es hidrógeno, alquilo, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo, sililoxi, o un grupo protector de nitrógeno; y Rd es alquileno, arilo, aralquilo, cicloalquilo, haloalquilo, heteroalquilo, alquenilo, alquinilo, sililo o sililoxi; y dicho líquido iónico comprende un anión seleccionado del grupo que consiste en MeS04, OTf, BF4, PF6, Tf2N, halogenuro, dicianamida, alquilsulfonato y sulfonato aromático.

38 - El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque dicho substrato sólido comprende un semiconductor.