DE102009051087A1

DE102009051087A1 - Arbeitsmedium für Kälte- und Wärmeprozesse, enthaltend ein Tetraalkylammoniumsalz

Info

Publication number: DE102009051087A1
Application number: DE102009051087A
Authority: DE
Inventors: Laszlo Dr. Szarvas; Dirk Dr.-Ing. Gerhard; Steffen Dr. Oehlenschläger; Aurelie Alemany
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2010-05-06

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsmedium für Kälte- und Wärmeprozesse, das als Absorptionsmittel wenigstens eine ionische Flüssigkeit enthält, die wenigstens ein Tetraalkylammoniumkation umfasst, sowie eine Vorrichtung in Form einer Absorptionswärmepumpe, einer Absorptionskältemaschine, eines absorptionsbasierenden Wärmetransformators oder einer Wärmekraftmaschine, die ein solches Arbeitsmedium enthält, ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung sowie die Verwendung eines solchen Arbeitsmediums zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsmedium für Kälte- und Wärmeprozesse, das als Absorptionsmittel wenigstens eine ionische Flüssigkeit enthält, die wenigstens ein Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkation umfasst, sowie eine Vorrichtung in Form einer Absorptionswärmepumpe, einer Absorptionskältemaschine, eines Absorptions-basierenden Wärmetransformators oder einer Wärmekraftmaschine, die ein solches Arbeitsmedium enthält, ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung sowie die Verwendung eines solchen Arbeitsmediums zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.
Absorptionskreisläufe bieten prinzipiell hervorragende Möglichkeiten der rationellen Energienutzung beim Heizen und Kühlen sowie bei der Wärmerückgewinnung, wobei nur ein minimaler Einsatz hochwertiger elektrischer Energie zum Betrieb von Flüssigkeitspumpen erforderlich ist.
Besonders sinnvolle und zukunftsträchtige Anwendungen dieser Technik liegen z. B. in der Klimatisierung von Gebäuden mittels regenerativer Energien wie der Solarenergie oder der Geothermie und in der Nutzung, bzw. Rückgewinnung von Abwärme aus einer Vielzahl technischer Prozesse. Kältemaschinen oder Wärmepumpen basieren auf dem Kreislauf eines Arbeitsmediums, wobei auf verschiedenen Druckniveaus Wärme zu- bzw. abgeführt wird. Die direkte Umkehrung des den Kältemaschinen und Wärmepumpen zu Grunde liegenden Prozesses ist die Wärmekraftmaschine.
Bei Absorptionswärmepumpen (AWP) und Absorptionskältemaschinen (AKM) wird Wärme bei einem höheren Temperaturniveau (Antriebswärme) dem Kreisprozess zugeführt, bei einem mittleren Temperaturniveau Wärme abgegeben (Heizwärme) und Wärme bei einem tiefen Temperaturniveau aus der Umgebung aufgenommen (Abkühlung der Umgebung). AWP und AKM unterscheiden sich nur durch die unterschiedlichen Temperaturniveaus, bei denen Wärme aus der Umgebung aufgenommen wird und somit in der Umgebung eine Abkühlung stattfindet, also ”Kälte” erzeugt wird.
Beim Absorptionswärmetransformator (AWT) wird eine bei einem mittleren Temperaturniveau anfallende Wärme in den Kreisprozess eingekoppelt, ein Teil davon auf ein höheres Temperaturniveau transformiert und als Nutzwärme abgegeben. Der andere Teil der zugeführten Wärme wird auf einem niedrigen Temperaturniveau an die Umgebung abgegeben.
Absorptionsprozesse zur Umwandlung von Wärme sind seit über 100 Jahren bekannt und technisch realisiert worden. Trotzdem ist bis heute der breite Durchbruch für diese Technik nicht gelungen, obwohl gerade im Zuge der zunehmenden Diskussion der Energie- und Klimaproblematik verstärkt nach sinnvollen Methoden des rationellen Energieeinsatzes gesucht wird. Der Hauptgrund hierfür ist der Mangel an Arbeitsmedien (Gemischen aus Absorptionsmitteln und Kälte- oder Wärmemitteln) für diese Art von Prozessen, die sich für den Einsatz im technischen Maßstab eignen.
Wichtige Kriterien für Arbeitsmedien für Absorptionswärmepumpen, Absorptionskältemaschinen, Wärmetransformatoren und Wärmekraftmaschinen sind folgende:

– keine Toxizität und Explosivität,
– chemische Beständigkeit, mindestens bis ca. 150°C,
– hohe Verdampfungsenthalpie des Arbeitsmittels, wie z. B. Wasser,
– hohe Löslichkeit des Arbeitsmittels im Absorptionsmittel,
– deutliche Dampfdruckerniedrigung des Arbeitsmittels beim Lösen im Absorptionsmittels
– verschwindend geringer Dampfdruck des Absorptionsmittels,
– möglichst vollständige Mischbarkeit des Arbeitsmittels und des Absorptionsmittels,
– gute Wärmeleitfähigkeit des Arbeitsmittels und des Absorptionsmittels,
– niedrige Viskosität des Absorptionsmittels und der Mischung aus dem Arbeitsmittel und dem Absorptionsmittel,
– weder das Arbeitsmittel noch das Absorptionsmittel dürfen korrosiv sein.

Für den praktischen Betrieb von Absorptionsanlagen haben sich letztendlich bis heute nur zwei Stoffsysteme (Arbeitsmedien) durchgesetzt, nämlich Lithiumbromid-Wasser und Ammoniak-Wasser, wobei letzteres überwiegend in AKM Verwendung findet. Alle bisher untersuchten Stoffgemische mit organischen Komponenten wurden aus technischen, ökologischen oder sicherheitsrelevanten Gründen verworfen. Die beiden hauptsächlich verwendeten Stoffsysteme haben allerdings auch gravierende Nachteile. So ist im Absorptionskreislauf beim Stoffsystem Ammoniak-Wasser aufgrund der Flüchtigkeit des Absorptionsmittels Wasser ein Rektifikator zur annähernd vollständigen Trennung beider Stoffe erforderlich, der die Gesamteffizienz des Prozesses verringert. Darüber hinaus ist der Druck, der zum Kondensieren des Ammoniaks benötigt wird, relativ hoch, so dass die Anlage entsprechend druckstabil ausgelegt werden muss. Das Arbeitsmedium Lithiumbromid-Wasser weist wie alle anorganisch-salzhaltigen Systeme eine ausgeprägte Mischungslücke auf. Bei zu tiefen unteren Temperaturniveaus kann das Salz aus der Lösung auskristallisieren und die Anlage durch Verstopfen von Leitungen, Ventilen und Pumpen schädigen. Um diesen Fall zu vermeiden, wird nur wenig Wasser aus der Lösung abgenommen, um die Konzentration des Lithiumbromids nicht zu sehr zu erhöhen. Dadurch sinkt die Ausgasungsbreite und senkt dadurch die Effizienz der Anlage. Neben diesem Effekt wird die Leistungsfähigkeit der Apparatur noch dadurch gemindert, dass relativ viel Wasser als Lösemittel zwischen Austreiber und Absorber transportiert und gekühlt werden muss. Zudem ist die konzentrierte wässrige Lösung von Lithiumbromid bei erhöhten Temperaturen sehr korrosiv, was die Verwendung spezieller Materialien erforderlich macht.
Es ist bekannt, in Arbeitsmedien für Kälte- und Wärmeprozesse als Absorptionsmittel ionische Flüssigkeiten einzusetzen.
A. Yokozeki und Mark B. Shiflett beschreiben in Applied Energy 84 (2007) Seiten 1258 bis 1273 die Gas-Flüssig-Gleichgewichte von Ammoniak und verschiedenen ionischen Flüssigkeiten, unter anderem N,N-Dimethylethanolammoniumacetat ((CH₃)₂NH(C₂H₄OH)⁺CH₃COO^–).
A. Yokozeki und M. B. Shiflett beschreiben in Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46, Seiten 1605 bis 1610 die Ammoniaklöslichkeit in verschiedenen ionischen Flüssigkeiten auf Basis von Imidazolium-Kationen.
K. -S. Kim et al. beschreien in Fluid-Phase Equilibria 218 (2004) Seiten 215 bis 220 unter anderem die Dampfdrücke von binären Systemen, die eine ionische Flüssigkeit auf Basis eines 1-Butyl-3-methylimidazolium-kations und Trifluorethanol umfassen.
Die US 2007/0089449 A1 beschreibt eine Absorptionswärmepumpe, wobei ganz allgemein auch der Einsatz einer ionischen Flüssigkeit im Arbeitsmedium erwähnt ist.
Die WO 2006/137957 A1 beschreibt ein Arbeitsmedium für Kälteprozesse, das eine ionische Flüssigkeit umfasst. Konkret werden 1-Butyl-3-methylimidazolium-hexafluorphosphat und 1-Butyl-3-methylimidazolium-tetrafluorborat genannt.
Die WO 2006/084262 A1 beschreibt Arbeitsmedien, die eine ionischen Flüssigkeit als Absorptionsmittel und ein Kältemittel enthalten, wobei die ionische Flüssigkeit einen quaternisierten Stickstoffheterocyclus als Kation aufweist. Bevorzugte Kältemittel sind Fluorkohlenwasserstoffe.
Die WO 2007/070607 A2 beschreibt eine als Arbeitsmedium für Kälteprozesse geeignete Zusammensetzung, die Wasser und wenigstens eine ionische Flüssigkeit umfasst. Unter einer Vielzahl verschiedener geeigneter Kationen der ionischen Flüssigkeit sind auch Ammoniumkationen erwähnt. Das Anion der ionischen Flüssigkeit kann ebenfalls aus einer umfangreichen Liste ausgewählt werden, die unter Anderem Acetat und Sulfat umfasst.
Die WO 2006/134015 A1 beschreibt ein Arbeitsmedium für Kälteprozesse, das mindestens ein nicht flüchtiges, unter Normalbedingungen flüssiges organisches Salz als Sorptionsstoff und mindestens ein Kältemittel umfasst. Als geeignete Sorptionsstoffe sind unter anderem auch Methyl-tri-n-butylammonium-methylsulfat, Tris-(2-hydroxyethyl)-methylammonium-methylsulfat, N-Hexyl-N,N,N-triethylammonium-dicyanamid und N-Hexyl-N,N,N-tributylammonium-dicyanamid erwähnt.
Die WO 2005/113702 A1 beschreibt ein Arbeitsstoffpaar zur Verwendung in Absorptionswärmepumpen, Absorptionskältemaschinen und Wärmetransformatoren, das einen Arbeitsstoff und eine ionische Flüssigkeit enthält. Als Kation der ionischen Flüssigkeit ist unter anderem Methyl-tri-(1-butyl)-ammonium erwähnt.
Die nachveröffentlichte PCT/EP 2008/55634 lehrt, Absorptionswärmepumpen, Absorptionskältemaschinen und Absorptions-basierende Wärmetransformatoren mit Schwefeldioxid als Kältemittel und einer Zusammensetzung, welche eine ionische Flüssigkeit enthält, als Absorptionsmittel zu betreiben.
Die zuvor genannten ionischen Flüssigkeiten sind in Bezug auf ihren Einsatz als Absorptionsmittel in Arbeitsmedien für Kälte- und Wärmeprozesse noch verbesserungswürdig. So weisen z. B. niedrigschmelzende Imidazoliumsalze, wie 1-Ethyl-3-methylimidazolium-acetat oder 1-Ethyl-3-methylimidazolium-ethylsulfat als wässrige Lösung eine zu geringe thermische Stabilität auf.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass sich ionische Flüssigkeiten auf Basis von Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkationen besonders vorteilhaft als Absorptionsmittel eignen. Dies gilt bevorzugt für ionische Flüssigkeiten auf Basis von Acetet, Sulfat oder Dihydrogenphosphat als Anionen. Dies gilt für eine Kombination mit einer Vielzahl von Arbeitsmedien, insbesondere für eine Kombination mit Wasser als Kälte- oder Wärmeflüssigkeit. Die erfindungsgemäß eingesetzten ionischen Flüssigkeiten zeichnen sich durch eine sehr gute Wasserlöslichkeit, eine deutliche Dampfdruckerniedrigung, eine hohe thermische Stabilität und/oder eine geringe Korrosivität aus.
Ein erster Gegenstand der Erfindung ist daher ein Arbeitsmedium für Kälte- und Wärmeprozesse, enthaltend

A) als Absorptionsmittel wenigstens eine ionische Flüssigkeit, die wenigstens ein Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkation umfasst, und
B) wenigstens ein Kälte- oder Wärmemittel.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Absorptionswärmepumpe, einer Absorptionskältemaschine, eines Absorptions-basierenden Wärmetransformators oder einer Wärmekraftmaschine, wobei ein solches Arbeitsmedium eingesetzt wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines solchen Arbeitsmediums zum Betrieb einer Absorptionswärmepumpe, einer Absorptionskältemaschine, eines Absorptions-basierenden Wärmetransformators oder einer Wärmekraftmaschine.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Absorptionswärmepumpe, eine Absorptionskältemaschine, ein Absorptions-basierender Wärmetransformator oder eine Wärmekraftmaschine, die/der ein solches Arbeitsmedium enthält.
Ionische Flüssigkeiten bezeichnen im Rahmen der vorliegenden Anmeldung organische Salze, die bereits bei Temperaturen unterhalb 180°C flüssig sind. Vorzugsweise besitzen die ionischen Flüssigkeiten einen Schmelzpunkt von weniger als 180°C. Weiterhin bevorzugt liegt der Schmelzpunkt in einem Bereich von –50°C bis 150°C, mehr bevorzugt im Bereich von –20°C bis 120°C und weiterhin mehr bevorzugt unter 100°C.
Ionische Flüssigkeiten, die bereits bei Raumtemperatur in flüssigem Aggregatszustand vorliegen, werden beispielsweise von K. N. Marsh et al., Fluid Phase Equilibria 219 (2004), 93–98 und J. G. Huddleston et al., Green Chemistry 2001, 3, 156–164 beschrieben.
In der ionischen Flüssigkeit liegen Kationen sowie Anionen vor. Dabei kann innerhalb der ionischen Flüssigkeit vom Kation z. B. ein Proton oder ein Alkylrest an das Anion übertragen werden, wodurch zwei neutrale Moleküle resultieren. In der erfindungsgemäß eingesetzten ionischen Flüssigkeit kann also ein Gleichgewicht von Anionen, Kationen sowie daraus gebildeten neutralen Molekülen vorliegen.
In den erfindungsgemäß als Absorptionsmittel A) eingesetzten ionischen Flüssigkeiten stehen die Alkylreste der Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkationen speziell nicht für Hydroxyalkylreste und Alkoxylate davon.
Geeignete Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkationen sind Kationen der Formel (NR¹R²R³R⁴)⁺, worin R¹ bis R⁴ unabhängig voneinander für unsubstituiertes C₁-C₃-Alkyl stehen. R¹ bis R⁴ sind dann vorzugsweise unabhängig voneinander ausgewählt unter Methyl, Ethyl, n-Propyl und Isopropyl.
Insbesondere bevorzugt ist ein Arbeitsmedium, wobei das Absorptionsmittel A) wenigstens eine ionische Flüssigkeit enthält, die wenigstens ein Tetramethylammoniumkation umfasst.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck ”Alkyl” geradkettiges oder verzweigtes Alkyl. Vorzugsweise handelt es sich um geradkettiges oder verzweigtes C₁-C₃₀-Alkyl, insbesondere um C₁-C₁₈-Alkyl und ganz besonders bevorzugt C₁-C₁₂-Alkyl. Beispiele für Alkylgruppen sind insbesondere Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, Isopentyl, 1-Methyl-butyl, tert.-Pentyl, Neopentyl, n-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-1-pentyl, 3-Methyl-1-pentyl, 4-Methyl-1-pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2-Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-1-butyl, 3,3-Dimethyl-1-butyl, 2-Ethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3-Dimethyl-2-butyl, n-Heptyl, n-Octyl, 1-Methylheptyl, 2-Etylhexyl, 2,4,4-Trimethyl-pentyl, 1,1,3,3-Tetramethylbutyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tridecyl, n-Tetradecyl, n-Pentadecyl, n-Hexadecyl, n-Heptadecyl, n-Octadecyl und n-Eicosyl.
Der Ausdruck Alkyl umfasst auch Alkylreste, deren Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere nicht benachbarte Heteroatome oder heteroatomhaltige Gruppen, die vorzugsweise ausgewählt sind unter -O-, -S-, -NR^a-, -PR^a-, -SiR^aR^aa und/oder -SO₂- unterbrochen sein kann. R^a steht vorzugsweise für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl, Aryl oder Hetaryl. R^aa steht vorzugsweise für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl oder Aryl.
Beispiele für Alkylreste, deren Kohlenstoffketten durch eine oder zwei nicht benachbarte Heteroatome -O- unterbrochen sein können, sind die Folgenden:
Methoxymethyl, Diethoxymethyl, 2-Methoxyethyl, 2-Ethoxyethyl, 2-Propoxyethyl, Diethoxyethyl, 2-Butoxyethyl, 2-Octyloxyethyl, 2-Methoxypropyl, 3-Methoxypropyl, 3-Ethoxypropyl, 3-Propoxypropyl, 2-Isopropoxyethyl, 2-Butoxypropyl, 3-Butoxypropyl, 4-Methoxybutyl, 4-Ethoxybutyl, 4-Propoxybutyl, 6-Methoxyhexyl, 3,6-Dioxa-heptyl (5-Methoxy-3-oxa-pentyl), 3,6-Dioxa-octyl (7-Methoxy-4-oxa-heptyl), 4,8-Dioxa-nonyl (7-Methoxy-4-oxa-heptyl), 3,7-Dioxa-octyl, 3,7-Dioxa-nonyl, 4,7-Dioxa-octyl, 4,7-Dioxa-nonyl, 2- und 4-Butoxybutyl, 4,8-Dioxadecyl, 9-Ethoxy-5-oxa-nonyl.
Beispiele für Alkylreste, deren Kohlenstoffketten durch drei oder mehr als drei nicht benachbarte Heteroatome -O- unterbrochen sein können, sind auch Oligo- und Polyoxyalkylene, d. h. Verbindungen mit Wiederholungseinheiten, die vorzugsweise ausgewählt sind unter (CH₂CH₂O)_x1, (CH(CH₃)CH₂O)_x2 und ((CH₂)₄O)_x3, wobei x1, x2 und x3 unabhängig voneinander für eine ganze Zahl von 3 bis 100, vorzugsweise 3 bis 80, stehen. Die Summe aus x1, x2 und x3 steht für eine ganze Zahl von 3 bis 300, insbesondere 3 bis 100. In Polyoxyalkylenen, die zwei oder drei verschiedenartige Wiederholungseinheiten aufweisen, ist die Reihenfolge beliebig, d. h. es kann sich um statistisch verteilte, alternierende oder blockförmige Wiederholungseinheiten handeln. Beispiele hierfür sind 3,6,9-Trioxadecyl, 3,6,9-Trioxaundecyl, 3,6,9-Trioxadodecyl, 4,8,12-Trioxatridecyl (11-Methoxy-4,8-dioxa-undecyl), 4,8,12-Trioxatetradecyl, 14-Methoxy-5,10-dioxa-tetradecyl, 5,10,15-Trioxaheptadecyl, 3,6,9,12-Tetraoxatridecyl, 3,6,9,12-Tetraoxatetradecyl, 4,8,12,16-Tetraoxaheptadecyl (15-Methoxy-4,8,12-trioxa-pentadecyl), 4,8,12,16-Tetraoxa-octadecyl und dergleichen.
Beispiele für Alkylreste, deren Kohlenstoffketten durch eine oder mehrere, z. B. 1, 2, 3, 4 oder mehr als 4, nicht benachbarte Heteroatome -S- unterbrochen sein kann, sind die Folgenden:
Butylthiomethyl, 2-Methylthioethyl, 2-Ethylthioethyl, 2-Propylthioethyl, 2-Butylthioethyl, 2-Dodecylthioethyl, 3-Methylthiopropyl, 3-Ethylthiopropyl, 3-Propylthiopropyl, 3-Butylthiopropyl, 4-Methylthiobutyl, 4-Ethylthiobutyl, 4-Propylthiobutyl, 3,6-Dithia-heptyl, 3,6-Dithia-octyl, 4,8-Dithia-nonyl, 3,7-Dithia-octyl, 3,7-Di-thia-nonyl, 2- und 4-Butylthiobutyl, 4,8-Dithia-decyl, 3,6,9-Trithia-decyl, 3,6,9-Trithia-undecyl, 3,6,9-Trithia-dodecyl, 3,6,9,12-Tetrathia-tridecyl und 3,6,9,12-Tetrathia-tetradecyl.
Beispiele für Alkylreste, deren Kohlenstoffketten durch eine oder zwei nicht benachbarte heteroatomhaltige Gruppen -NR^a- unterbrochen sind, sind die Folgenden:
2-Monomethyl- und 2-Monoethylaminoethyl, 2-Dimethylaminoethyl, 3-Methylaminopropyl, 2- und 3-Dimethylaminopropyl, 3-Monoisopropylaminopropyl, 2- und 4-Monopropylaminobutyl, 2- und 4-Dimethylaminobutyl, 6-Methylaminohexyl, 6-Dimethylaminohexyl, 6-Methyl-3,6-diazaheptyl, 3,6-Dimethyl-3,6-diazaheptyl, 3,6-Diazaoctyl und 3,6-Dimethyl-3,6-diazaoctyl.
Beispiele für Alkylreste, deren Kohlenstoffketten durch drei oder mehr als drei nicht benachbarte heteroatomhaltige Gruppen -NR^a- unterbrochen sein können, sind auch Oligo- und Polyalkylenimine. Das zuvor für die Polyoxyalkylene Gesagte gilt analog für Polyalkylenimine, wobei das Sauerstoffatom jeweils durch eine Gruppe NR^a ersetzt ist, worin R^a vorzugsweise für Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl steht. Beispiele hierfür sind 9-Methyl-3,6,9-triazadecyl, 3,6,9-Trimethyl-3,6,9-triazadecyl, 3,6,9-Triazaundecyl, 3,6,9-Trimethyl-3,6,9-triazaundecyl, 12-Methyl-3,6,9,12-tetraazatridecyl, 3,6,9,12-Tetramethyl-3,6,9,12-tetraazatridecyl und dergleichen.
Beispiele für Alkylreste, deren Kohlenstoffketten durch eine oder mehrere, z. B. 1 oder 2 nicht benachbarte Gruppen -SO₂- unterbrochen sind, sind 2-Methylsulfonylethyl, 2-Ethylsulfonylethyl, 2-Propylsulfonylethyl, 2-Isopropylsulfonylethyl, 2-Buthylsulfonylethyl, 2-Methylsulfonylpropyl, 3-Methylsulfonylpropyl, 2-Ethylsulfonylpropyl, 3-Ethylsulfonylpropyl, 2-Propylsulfonylpropyl, 3-Propylsulfonylpropyl, 2-Butylsulfonylpropyl, 3-Butylsulfonylpropyl, 2-Methylsulfonylbutyl, 4-Methylsulfonylbutyl, 2-Ethylsulfonylbutyl, 4-Ethylsulfonylbutyl, 2-Propylsulfonylbutyl, 4-Propylsulfonylbutyl und 4-Butylsulfonylbutyl.
Der Ausdruck Alkyl umfasst auch substituierte Alkylreste. Substituierte Alkylgruppen können in Abhängigkeit von der Länge der Alkylkette einen oder mehrere (z. B. 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr als 5) Substituenten aufweisen. Diese sind vorzugsweise unabhängig voneinander ausgewählt unter Cycloalkyl, Cycloalkyloxy, Polycyclyl, Polycyclyloxy, Heterocycloalkyl, Aryl, Aryloxy, Arylthio, Hetaryl, Halogen, Hydroxy, SH, =O, =S, =NR^a, COOH, Carboxylat, SO₃H, Sulfonat, NE¹E², Nitro und Cyano, wobei E¹ und E² unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl, Aryl oder Hetaryl stehen. Cycloalkyl-, Cycloalkyloxy, Polycycloalkyl-, Polycycloalkyloxy-, Heterocycloalkyl-, Aryl- und Hetarylsubstituenten der Alkylgruppen können ihrerseits unsubstituiert oder substituiert sein; geeignete Substituenten sind die nachfolgend für diese Gruppen genannten.
Die vorstehenden Ausführungen zu Alkyl gelten prinzipiell auch für die Alkylteile in Alkoxy, Alkylamino, Dialkylamino, Alkylthio (Alkylsulfanyl), Alkylsulfinyl, Alkylsulfonyl, etc.
Geeignete substituierte Alkylreste sind die Folgenden:
Alkyl, das durch Carboxy substituiert ist, wie z. B. Carboxymethyl, 2-Carboxyethyl, 3-Carboxypropyl, 4-Carboxybutyl, 5-Carboxypentyl, 6-Carboxyhexyl, 7-Carboxyheptyl, 8-Carboxyoctyl, 9-Carboxynonyl, 10-Carboxydecyl, 12-Carboxydodecyl und 14-Carboxytetradecyl;
Alkyl, das durch SO₃H substituiert ist, wie z. B. Sulfomethyl, 2-Sulfoethyl, 3-Sulfopropyl, 4-Sulfobutyl, 5-Sulfopentyl, 6-Sulfohexyl, 7-Sulfoheptyl, 8-Sulfooctyl, 9-Sulfononyl, 10-Sulfodecyl, 12-Sulfododecyl und 14-Sulfotetradecyl;
Alkyl, das durch Carboxylat substituiert ist, wie z. B. für Alkoxycarbonylalkyl, z. B. Methoxycarbonylmethyl, Ethoxycarbonylmethyl, n-Butoxycarbonylmethyl, 2-Methoxycarbonylethyl, 2-Ethoxycarbonylethyl, 2-Methoxycarbonylpropyl, 2-Ethoxycarbonylpropyl, 2-(n-Butoxycarbonyl)propyl, 2-(4-n-Butoxycarbonyl)propyl, 3-Methoxycarbonylpropyl, 3-Ethoxycarbonylpropyl, 3-(n-Butoxycarbonyl)propyl, 3-(4-n-Butoxycarbonyl)propyl, Aminocarbonylalkyl, z. B. Aminocarbonylmethyl, Aminocarbonylethyl, Aminocarbonylpropyl und dergleichen, Alkylaminocarbonylalkyl, wie Methylaminocarbonylmethyl, Methylaminocarbonylethyl, Ethylcarbonylmethyl, Ethylcarbonylethyl und dergleichen, oder Dialkylaminocarbonylalkyl, wie Dimethylaminocarbonylmethyl, Dimethylaminocarbonylethyl, Dimethylcarbonylpropyl, Diethylaminocarbonylmethyl, Diethylaminocarbonylethyl, Diethylcarbonylpropyl und dergleichen.
Alkyl, das durch Hydroxy substituiert ist, wie z. B. 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl, 3-Hydroxypropyl, 3-Hydroxybutyl, 4-Hydroxybutyl, 2-Hydroxy-2,2-dimethylethyl, 5-Hydroxy-3-oxa-pentyl, 6-Hydroxyhexyl, 7-Hydroxy-4-oxa-heptyl, 8-Hydroxy-4-oxa-octyl, 8-Hydroxy-3,6-dioxa-octyl, 9-Hydroxy-5-oxa-nonyl, 11-Hydroxy-4,8-dioxa- undecyl, 11-Hydroxy-3,6,9-trioxa-undecyl, 14-Hydroxy-5,10-dioxa-tetradecyl, 15-Hydroxy-4,8,12-trioxa-pentadecyl und dergleichen.
Alkyl, das durch Amino substituiert ist, wie z. B. 2-Aminoethyl, 2-Aminopropyl, 3-Aminopropyl, 4-Aminobutyl, 6-Aminohexyl und dergleichen.
Alkyl, das durch Cyano substituiert ist, wie z. B. 2-Cyanoethyl, 3-Cyanopropyl, 3-Cyanobutyl und 4-Cyanobutyl;
Alkyl, das durch Halogen, wie nachfolgend definiert, substituiert ist, wobei in der Alkylgruppe die Wasserstoffatome teilweise oder vollständig durch Halogenatome ersetzt sein können, wie C₁-C₁₈-Fluoralkyl, z. B. Trifluormethyl, Difluormethyl, Fluormethyl, Pentafluorethyl, Heptafluorpropyl, Heptafluorisopropyl, Nonafluorbutyl, Nonafluorisobutyl, Undecylfluorpentyl, Undecylfluorisopentyl und dergleichen, C₁-C₁₈-Chloralkyl, z. B. Chlormethyl, Dichlormethyl, Trichlormethyl, 2-Chlorethyl, 2- und 3-Chlorpropyl, 2-, 3- und 4-Chlorbutyl, 1,1-Dimethyl-2-chlorethyl und dergleichen, C₁-C₁₈-Bromalkyl, z. B. Bromethyl, 2-Bromethyl, 2- und 3-Brompropyl und 2-, 3- und 4-Brombutyl und dergleichen
Alkyl, das durch Nitro substituiert ist, wie z. B. 2-Nitroethyl, 2- und 3-Nitropropyl und 2-, 3- und 4-Nitrobutyl und dergleichen.
Alkyl, das durch Amino substituiert ist, wie z. B. 2-Aminoethyl, 2-Aminopropyl, 3-Aminopropyl, 4-Aminobutyl, 6-Aminohexyl und dergleichen.
Alkyl, das durch Cycloalkyl substituiert ist, wie z. B. Cyclopentylmethyl, 2-Cyclopentylethyl, 3-Cyclopentylpropyl, Cyclohexylmethyl, 2-Cyclohexylethyl, 3-Cyclohexylpropyl und dergleichen.
Alkyl, das durch =O (Oxogruppe) substituiert ist, wie z. B. 2-Oxopropyl, 2-Oxobutyl, 3-Oxobutyl, 1-Methyl-2-oxopropyl, 2-Oxopentyl, 3-Oxopentyl, 1-Methyl-2-oxobutyl, 1-Methyl-3-oxobutyl, 2-Oxohexyl, 3-Oxohexyl, 4-Oxohexyl, 2-Oxoheptyl, 3-Oxoheptyl, 4-Oxoheptyl, 4-Oxoheptyl und dergleichen.
Alkyl, das durch =S (Thioxogruppe) substituiert ist, wie z. B. 2-Thioxopropyl, 2-Thioxobutyl, 3-Thioxobutyl, 1-Methyl-2-thioxopropyl, 2-Thioxopentyl, 3-Thioxopentyl, 1-Methyl-2-thioxobutyl, 1-Methyl-3-thioxobutyl, 2-Thioxohexyl, 3-Thioxohexyl, 4-Thioxohexyl, 2-Thioxoheptyl, 3-Thioxoheptyl, 4-Thioxoheptyl, 4-Thioxoheptyl und dergleichen.
Alkyl, das durch =NR^a- substituiert ist, vorzugsweise solches, in denen R^a für Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl steht, wie z. B. 2-Iminopropyl, 2-Iminobutyl, 3-Iminobutyl, 1-Methyl-2-iminopropyl, 2-Iminopentyl, 3-Iminopentyl, 1-Methyl-2-iminobutyl, 1-Methyl-3-imino-butyl, 2-Iminohexyl, 3-Iminohexyl, 4-Iminohexyl, 2-Iminoheptyl, 3-Iminoheptyl, 4-Iminoheptyl, 4-Iminoheptyl, 2-Methyliminopropyl, 2-Methyliminobutyl, 3-Methyliminobutyl, 1-Methyl-2-methyliminopropyl, 2-Methyliminopentyl, 3-Methyliminopentyl, 1-Methyl-2-methyliminobutyl, 1-Methyl-3-methyliminobutyl, 2-Methyliminohexyl, 3-Methyliminohexyl, 4-Methyliminohexyl, 2-Methyliminoheptyl, 3-Methyliminoheptyl, 4-Methyliminoheptyl, 4-Methyliminoheptyl, 2-Ethyliminopropyl, 2-Ethyliminobutyl, 3-Ethyliminobutyl, 1-Methyl-2-ethyliminopropyl, 2-Ethyliminopentyl, 3-Ethyliminopentyl, 1-Methyl-2-ethyliminobutyl, 1-Methyl-3-ethyliminobutyl, 2-Ethyliminohexyl, 3-Ethyliminohexyl, 4-Ethyliminohexyl, 2-Ethyliminoheptyl, 3-Ethyliminoheptyl, 4-Ethyliminoheptyl, 4-Ethyliminoheptyl, 2-Propyliminopropyl, 2-Propyliminobutyl, 3-Propyliminobutyl, 1-Methyl-2-propyliminopropyl, 2-Propyliminopentyl, 3-Propyliminopentyl, 1-Methyl-2-propyliminobutyl, 1-Methyl-3-propyliminobutyl, 2-Propyliminohexyl, 3-Propyliminohexyl, 4-Propyliminohexyl, 2-Propyliminoheptyl, 3-Propyliminoheptyl, 4-Propyliminoheptyl, 4-Propyliminoheptyl und dergleichen.
Alkoxy steht für eine über ein Sauerstoffatom gebundene Alkylgruppe. Beispiele für Alkoxy sind: Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, 1-Methylethoxy, Butoxy, 1-Methylpropoxy, 2-Methylpropoxy, 1,1-Dimethylethoxy, n-Pentoxy, 1-Methylbutoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 1,1-Dimethylpropoxy, 1,2-Dimethylpropoxy, 2,2-Dimethylpropoxy, 1-Ethylpropoxy, Hexoxy, 1-Methylpentoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 4-Methylpentoxy, 1,1-Dimethylbutoxy, 1,2-Dimethylbutoxy, 1,3-Dimethylbutoxy, 2,2-Dimethylbutoxy, 2,3-Dimethylbutoxy, 3,3-Dimethylbutoxy, 1-Ethylbutoxy, 2-Ethylbutoxy, 1,1,2-Trimethylpropoxy, 1,2,2-Trimethylpropoxy, 1-Ethyl-1-methylpropoxy oder 1-Ethyl-2-methylpropoxy, Hexoxy sowie R^AO-(CH₂CH₂CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂CH₂CH₂O- mit R^A Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl, bevorzugt Wasserstoff, Methyl oder Ethyl und n 0 bis 10, bevorzugt 0 bis 3.
Alkylthio (Alkylsulfanyl) steht für eine über ein Schwefelatom gebundene Alkylgruppe. Beispiele für Alkylthio sind Methylthio, Ethylthio, Propylthio, Butylthio, Pentylthio und Hexylthio.
Alkylsulfinyl für eine über eine S(=O)-Gruppe gebundene Alkylgruppe.
Alkylsulfoynl steht für eine über eine S(=O)₂-Gruppe gebundene Alkylgruppe.
Durch Aryl substituierte Alkylreste (”Arylalkyl”) weisen wenigstens eine, wie nachfolgend definierte, unsubstituierte oder substituierte Arylgruppe auf. Geeignete Substituenten an der Arylgruppe sind die nachfolgend genannten. Dabei kann die Alkylgruppe in ”Arylalkyl” wenigstens einen weiteren Substituenten, wie vorstehend definiert, tragen und/oder durch eine oder mehrere nicht benachbarte Heteroatome oder heteroatomhaltige Gruppen, die ausgewählt sind unter -O-, -S-, -NR^a-, und/oder -SO₂- unterbrochen sein. Arylalkyl steht vorzugsweise für Phenyl-C₁-C₁₀-alkyl, besonders bevorzugt für Phenyl-C₁-C₄-alkyl, z. B. für Benzyl, 1-Phenethyl, 2-Phenethyl, 1-Phenprop-1-yl, 2-Phenprop-1-yl, 3-Phenprop-1-yl, 1-Phenbut-1-yl, 2-Phenbut-1-yl, 3-Phenbut-1-yl, 4-Phenbut-1-yl, 1-Phenbut-2-yl, 2-Phenbut-2-yl, 3-Phenbut-2-yl, 4-Phenbut-2-yl, 1-(Phenmeth)-eth-1-yl, 1-(Phenmethyl)-1-(methyl)-eth-1-yl oder -(Phenmethyl)-1-(methyl)-prop-1-yl; vorzugsweise für Benzyl und 2-Phenethyl.
Der Ausdruck ”Alkenyl” umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen, die in Abhängigkeit von der Kettenlänge eine oder mehrere Doppelbindungen (z. B. 1, 2, 3, 4 oder mehr als 4) tragen können. Bevorzugt sind C₂-C₁₈-, besonders bevorzugt C₂-C₁₂-Alkenylgruppen. Der Ausdruck ”Alkenyl” umfasst auch substituierte Alkenylgruppen, welche einen oder mehrere (z. B. 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr als 5) Substituenten tragen können. Geeignete Substituenten sind z. B. ausgewählt unter =O, =S, =NR^a, Cycloalkyl, Cycloalkyloxy, Polycyclyl, Polycyclyloxy, Heterocycloalkyl, Aryl, Aryloxy, Arylthio, Hetaryl, Halogen, Hydroxy, SH, COOH, Carboxylat, SO₃H, Sulfonat, Alkylsulfinyl, Alkylsulfonyl, NE³E⁴, Nitro und Cyano, wobei E³ und E⁴ unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl, Aryl oder Hetaryl stehen.
Der Ausdruck ”Alkenyl” umfasst auch Alkenylreste, deren Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere nicht benachbarte Heteroatome oder heteroatomhaltige Gruppen, die vorzugsweise ausgewählt sind unter -O-, -S-, -NR^a- und/oder -SO₂-, unterbrochen sein kann.
Alkenyl steht dann beispielsweise für Ethenyl (Vinyl), 1-Propenyl, 2-Propenyl, 1-Methylethenyl, 1-Butenyl, 2-Butenyl, 3-Butenyl, 1-Pentenyl, 2-Pentenyl, 3-Pentenyl, 4-Pentenyl, 1-Hexenyl, 2-Hexenyl, 3-Hexenyl, 4-Hexenyl, 5-Hexenyl, Penta-1,3-dien-1-yl, Hexa-1,4-dien-1-yl, Hexa-1,4-dien-3-yl, Hexa-1,4-dien-6-yl, Hexa-1,5-dien-1-yl, Hexa-1,5-dien-3-yl, Hexa-1,5-dien-4-yl, Hepta-1,4-dien-1-yl, Hepta-1,4-dien-3-yl, Hepta-1,4-dien-6-yl, Hepta-1,4-dien-7-yl, Hepta-1,5-dien-1-yl, Hepta-1,5-dien-3-yl, Hepta-1,5-dien-4-yl, Hepta-1,5-dien-7-yl, Hepta-1,6-dien-1-yl, Hepta-1,6-dien-3-yl, Hepta-1,6-dien-4-yl, Hepta-1,6-dien-5-yl, Hepta-1,6-dien-2-yl, Octa-1,4-dien-1-yl, Octa-1,4-dien-2-yl, Octa-1,4-dien-3-yl, Octa-1,4-dien-6-yl, Octa-1,4-dien-7-yl, Octa-1,5-dien-1-yl, Octa-1,5-dien-3-yl, Octa-1,5-dien-4-yl, Octa-1,5-dien-7-yl, Octa-1,6-dien-1-yl, Octa-1,6-dien-3-yl, Octa-1,6-dien-4-yl, Octa-1,6-dien-5-yl, Octa-1,6-dien-2-yl, Deca-1,4-dienyl, Deca-1,5-dienyl, Deca-1,6-dienyl, Deca-1,7-dienyl, Deca-1,8-dienyl, Deca-2,5-dienyl, Deca-2,6-dienyl, Deca-2,7-dienyl, Deca-2,8-dienyl und dergleichen.
Der Ausdruck ”Cycloalkyl” umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung unsubstituierte als auch substituierte monocyclische gesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit im Allgemeinen 3 bis 12 Kohlenstoffringgliedern, vorzugsweise C₃-C₁₂-Cycloalkylgruppen wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl, Cycloundecyl oder Cyclododecyl, insbesondere C₅-C₁₂-Cycloalkyl. Geeignete Substituenten sind in der Regel ausgewählt unter für Alkyl, den zuvor für die Alkylgruppen genannten Substituenten, Alkoxy sowie Alkylthio. Substituierte Cycloalkylgruppen können einen oder mehrere (z. B. 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr als 5) Substituenten aufweisen, wobei im Falle von Halogen der Cycloalkylrest partiell oder vollständig durch Halogen substituiert ist.
Beispiele für Cycloalkylgruppen sind Cyclopentyl, 2- und 3-Methylcyclopentyl, 2- und 3-Ethylcyclopentyl, Chlorpentyl, Dichlorpentyl, Dimethylcyclopentyl, Cyclohexyl, 2-, 3- und 4-Methylcyclohexyl, 2-, 3- und 4-Ethylcyclohexyl, 3- und 4-Propylcyclohexyl, 3- und 4-Isopropylcyclohexyl, 3- und 4-Butylcyclohexyl, 3- und 4-sec.-Butylcyclohexyl, 3- und 4-tert.-Butylcyclohexyl, Chlorhexyl, Dimethylcyclohexyl, Diethylcyclohexyl, Methoxycyclohexyl, Dimethoxycyclohexyl, Diethoxycyclohexyl, Butoxycyclohexyl, Methylthiocyclohexyl, Chlorcyclohexyl, Dichlorcyclohexyl, Cycloheptyl, 2-, 3- und 4-Methylcycloheptyl, 2-, 3- und 4-Ethylcycloheptyl, 3- und 4-Propylcycloheptyl, 3- und 4-Isopropylcycloheptyl, 3- und 4-Butylcycloheptyl, 3- und 4-sec.-Butylcycloheptyl, 3- und 4-tert.-Butylcycloheptyl, Cyclooctyl, 2-, 3-, 4- und 5-Methylcyclooctyl, 2-, 3-, 4- und 5-Ethylcyclooctyl, 3-, 4- und 5-Propylcyclooctyl, partiell fluoriertes Cycloalkyl und perfluoriertes Cycloalkyl der Formel C_nF_2(n-a)-(1-b)H_2a-b mit n = 5 bis 12, 0 ≤ a ≤ n und b = 0 oder 1.
Cycloalkyloxy steht für eine über Sauerstoff gebundene Cycloalkylgruppe, wie vorstehend definiert.
Der Ausdruck ”Cycloalkenyl” umfasst unsubstituierte und substituierte, einfach oder zweifach ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen mit 3 bis 5, bis 8, bis 12, vorzugsweise 5 bis 12 Kohlenstoffringgliedern, wie Cyclopent-1-en-1-yl, Cyclopent-2-en-1-yl, Cyclopent-3-en-1-yl, Cyclohex-1-en-1-yl, Cyclohex-2-en-1-yl, Cyclohex-3-en-1-yl, Cyclohexa-2,5-dien-1-yl und dergleichen. Geeignete Substituenten sind die zuvor für Cycloalkyl genannten.
Cycloalkenyloxy steht für eine über Sauerstoff gebundene Cycloalkenylgruppe, wie vorstehend definiert.
Der Ausdruck ”Polycyclyl” umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung im weitesten Sinn Verbindungen, die wenigstens zwei Ringe enthalten, unabhängig davon, wie diese Ringe verknüpft sind. Hierbei kann es sich um carbocyclische und/oder heterocyclische Ringe handeln. Die Ringe können gesättigt oder ungesättigt sein. Die Ringe können über Einfach- oder Doppelbindung verknüpft (”mehrkernige Ringsysteme”), durch Anellierung verbunden (”kondensierte Ringsysteme”) oder überbrückt (”überbrückte Ringsysteme”, ”Käfigverbindungen”) sein. Bevorzugte polycyclische Verbindungen sind überbrückte Ringsysteme und kondensierte Ringsysteme. Kondensierte Ringsysteme können durch Anellierung verknüpfte (ankondensierte) aromatische, hydroaromatische und cyclische Verbindungen sein. Kondensierte Ringsysteme bestehen aus zwei, drei oder mehr als drei Ringen. Je nach der Verknüpfungsart unterscheidet man bei kondensierten Ringsystemen zwischen einer ortho-Anellierung, d. h. jeder Ring hat mit jedem Nachbarring jeweils eine Kante bzw. zwei Atome gemeinsam, und einer peri-Anellierung, bei der ein Kohlenstoffatom mehr als zwei Ringen angehört. Bevorzugt unter den kondensierten Ringsystemen sind ortho-kondensierte Ringsysteme. Zu den überbrückten Ringsystemen zählen im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche, die nicht zu den mehrkernigen Ringsystemen und nicht zu den kondensierten Ringsystemen zählen und bei denen mindestens zwei Ringatome zumindest zwei verschiedenen Ringen angehören. Bei den überbrückten Ringsystemen unterscheidet man je nach Anzahl der Ringöffnungsreaktionen, die formal erforderlich sind, um zu einer offenkettigen Verbindung zu gelangen, Bi-, Tri-, Tetracyclo-Verbindungen usw., die aus zwei, drei, vier usw. Ringen bestehen. Der Ausdruck ”Bicycloalkyl” umfasst dabei bicyclische Kohlenwasserstoffreste mit vorzugsweise 5 bis 10 C-Atomen wie Bicyclo[2.2.1]hept-1-yl, Bicyclo[2.2.1]hept-2-yl, Bicyclo[2.2.1]hept-7-yl, Bicyclo[2.2.2]oct-1-yl, Bicyclo[2.2.2]oct-2-yl, Bicyclo[3.3.0]octyl, Bicyclo[4.4.0]decyl und dergleichen. Der Ausdruck ”Bicycloalkenyl” umfasst einfach ungesättigte, bicyclische Kohlenwasserstoffreste mit vorzugsweise 5 bis 10 C-Atomen, wie Bicyclo[2.2.1]hept-2-en-1-yl.
Der Ausdruck ”Aryl” umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein- oder mehrkernige aromatische Kohlenwasserstoffreste, die unsubstituiert oder substituiert sein können. Aryl steht in der Regel für Kohlenwasserstoffreste mit 6 bis 10, bis 14, bis 18, vorzugsweise 6 bis 10 Kohlenstoffringgliedern. Aryl steht vorzugsweise für unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl, Naphthyl, Anthracenyl, Phenanthrenyl, Naphthacenyl, Chrysenyl, Pyrenyl, etc., und besonders bevorzugt für Phenyl oder Naphthyl. Substituierte Aryle können in Abhängigkeit von der Anzahl und Größe ihrer Ringsysteme einen oder mehrere (z. B. 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr als 5) Substituenten aufweisen. Diese sind vorzugsweise unabhängig voneinander ausgewählt unter Alkyl, Alkoxy, Cycloalkyl, Cycloalkyloxy, Heterocycloalkyl, Aryl, Aryloxy, Arylthio, Hetaryl, Halogen, Hydroxy, SH, Alkylthio, Alkylsulfinyl, Alkylsulfonyl, COOH, Carboxylat, SO₃H, Sulfonat, NE⁵E⁶, Nitro und Cyano, wobei E⁵ und E⁶ unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Cycloalkyloxy, Polycyclylyl, Polycyclyloxy, Heterocycloalkyl, Aryl, Aryloxy oder Hetaryl stehen. Besonders bevorzugt steht Aryl für Phenyl, das im Falle einer Substitution im Allgemeinen 1, 2, 3, 4 oder 5, vorzugsweise 1, 2 oder 3 Substituenten tragen kann.
Aryl, das einen oder mehrere Reste trägt, steht beispielsweise für 2-, 3- und 4-Methylphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Dimethylphenyl, 2,4,6-Trimethylphenyl, 2-, 3- und 4-Ethylphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Diethylphenyl, 2,4,6-Triethylphenyl, 2-, 3- und 4-Propylphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Dipropylphenyl, 2,4,6-Tripropylphenyl, 2-, 3- und 4-Isopropylphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Diisopropylphenyl, 2,4,6-Triisopropylphenyl, 2-, 3- und 4-Butylphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Dibutylphenyl, 2,4,6-Tributylphenyl, 2-, 3- und 4-Isobutylphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Diisobutylphenyl, 2,4,6-Triisobutylphenyl, 2-, 3- und 4-sec-Butylphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Di-sec-butylphenyl, 2,4,6-Tri-sec-butylphenyl, 2-, 3- und 4-tert.-Butylphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Di-tert.-butylphenyl, 2,4,6-Tri-tert.-butylphenyl und 2-, 3-, 4-Dodecylphenyl; 2-, 3- und 4-Methoxyphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Dimethoxyphenyl, 2,4,6-Trimethoxyphenyl, 2-, 3- und 4-Ethoxyphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Diethoxyphenyl, 2,4,6-Triethoxyphenyl, 2-, 3- und 4-Propoxyphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Dipropoxyphenyl, 2-, 3- und 4-Isopropoxyphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Diisopropoxyphenyl, 2-, 3- und 4-Butoxyphenyl, 2-, 3-, 4-Hexyloxyphenyl; 2-, 3-, 4-Chlorphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Dichlorphenyl, Trichlorphenyl, 2-, 3-, 4-Fluorphenyl, 2,4-, 2,5-, 3,5- und 2,6-Difluorphenyl, Trifluorphenyl, wie z. B. 2,4,6-Trifluorphenyl, Tetrafluorphenyl, Pentafluorphenyl, 2-, 3- und 4-Cyanophenyl; 2-Nitrophenyl, 4-Nitrophenyl, 2,4-Dinitrophenyl, 2,6-Dinitrophenyl; 4-Dimethylaminophenyl; 4-Acetylphenyl;
Methoxyethylphenyl, Ethoxymethylphenyl; Methylthiophenyl, Isopropylthiophenyl oder tert.-Butylthiophenyl; Methylnaphthyl; Isopropylnaphthyl oder Ethoxynaphthyl. Beispiele für substituiertes Aryl, worin zwei Substituenten, die an benachbarte Kohlenstoffatome des Arylrings gebunden sind, einen kondensierten Ring oder kondensiertes Ringsystem bilden, sind Indenyl und Fluorenyl.
Der Ausdruck ”Aryloxy” steht im Rahmen der vorliegenden Erfindung für über ein Sauerstoffatom gebundenes Aryl.
Der Ausdruck ”Arylthio” steht im Rahmen der vorliegenden Erfindung für über ein Schwefelatom gebundenes Aryl.
Der Ausdruck ”Heterocycloalkyl” umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung nichtaromatische, ungesättigte oder vollständig gesättigte, cycloaliphatische Gruppen mit im Allgemeinen 5 bis 8 Ringatomen, vorzugsweise 5- oder 6 Ringatomen, in denen 1, 2 oder 3 der Ringkohlenstoffatome durch Heteroatome, ausgewählt unter Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und einer Gruppe -NR^a- ersetzt sind und das unsubstituiert ist oder mit einer oder mehreren, beispielsweise 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, C₁-C₆-Alkylgruppen substituiert ist. Beispielhaft für solche heterocycloaliphatischen Gruppen seien Pyrrolidinyl, Piperidinyl, 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyl, Imidazolidinyl, Pyrazolidinyl, Oxazolidinyl, Morpholidinyl, Thiazolidinyl, Isothiazolidinyl, Isoxazolidinyl, Piperazinyl, Tetrahydrothienyl, Dihydrothienyl, Tetrahydrofuranyl, Dihydrofuranyl, Tetrahydropyranyl, 1,2-Oxazolin-5-yl, 1,3-Oxazolin-2-yl und Dioxanyl genannt. Stickstoffhaltiges Heterocycloalkyl kann prinzipiell sowohl über ein Kohlenstoffatom als auch über ein Stickstoffatom gebunden sein.
Der Ausdruck ”Heteroaryl (Hetaryl)” umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung unsubstituierte oder substituierte, heteroaromatische, ein- oder mehrkernige Gruppen, mit im Allgemeine 5 bis 14 Ringatomen, vorzugsweise 5 oder 6 Ringatomen, in denen 1, 2 oder 3 der Ringkohlenstoffatome durch ein, zwei, drei oder vier Heteroatome, ausgewählt unter O, N, -NR^a- und S ersetzt sind, wie Furyl, Thienyl, Oxazolyl, Isoxazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, Benzofuranyl, Benzthiazolyl, Benzimidazolyl, Pyridyl, Chinolinyl, Acridinyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl, Pyrrolyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Indolyl, Purinyl, Indazolyl, Benzotriazolyl, 1,2,3-Triazolyl, 1,3,4-Triazolyl und Carbazolyl, wobei diese heterocycloaromatischen Gruppen im Falle einer Substitution im Allgemeinen 1, 2 oder 3 Substituenten, tragen können. Die Substituenten sind in der Regel ausgewählt unter C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Hydroxy, Carboxy, Halogen und Cyano.
5- bis 7-gliedrige Stickstoff enthaltende Heterocycloalkyl- oder Heteroarylreste, die gegebenenfalls weitere Heteroatome enthalten, stehen beispielsweise für Pyrrolyl, Pyrazolyl, Imidazolyl, Triazolyl, Pyrrolidinyl, Pyrazolinyl, Pyrazolidinyl, Imidazolinyl, Imidazolidinyl, Pyridinyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl, Triazinyl, Piperidinyl, Piperazinyl, Oxazolyl, Isooxazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, Indolyl, Chinolinyl, Isochinolinyl oder Chinaldinyl, das unsubstituiert oder substituiert, wie vorstehend genannt sein kann.
Halogen steht für Fluor, Chlor, Brom oder Iod.
Carboxylat und Sulfonat stehen im Rahmen dieser Erfindung vorzugsweise für ein Derivat einer Carbonsäurefunktion bzw. einer Sulfonsäurefunktion, insbesondere für ein Metallcarboxylat oder -sulfonat, eine Carbonsäureester- oder Sulfonsäureesterfunktion oder eine Carbonsäure- oder Sulfonsäureamidfunktion. Dazu zählen z. B. die Ester mit C₁-C₄-Alkanolen, wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec.-Butanol und tert.-Butanol.
Der Ausdruck ”Acyl” steht im Sinne der vorliegenden Erfindung für Alkanoyl-, Hetaroyl- oder Aroylgruppen mit im Allgemeinen 1 bis 11, vorzugsweise 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, beispielsweise für die Formyl-, Acetyl-, Propanoyl-, Butanoyl-, Pentanoyl-, Hexanoyl-, Heptanoyl-, 2-Ethylhexanoyl-, 2-Propylheptanoyl-, Benzoyl- oder Naphthoyl-Gruppe.
Die Reste E¹ und E², E³ und E⁴, E⁵ und E⁶ sind unabhängig voneinander ausgewählt unter Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl und Aryl. Die Gruppen NE¹E², NE³E⁴ und NE⁵E⁶ stehen vorzugsweise für N,N-Dimethylamino, N,N-Diethylamino, N,N-Dipropylamino, N,N-Diisopropylamino, N,N-Di-n-butylamino, N,N-Di-tert.-butylamino, N,N-Dicyclohexylamino oder N,N-Diphenylamino.
Bevorzugt umfasst das Absorptionsmittel A) wenigstens eine ionische Flüssigkeit, die ausgewählt ist unter

(I) Salzen der allgemeinen Formel (I) [A] + / n[Y]^n– (I),wobei n für 1, 2, 3 oder 4 steht, [A]⁺ für ein Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkation steht und [Y]^n– für ein ein-, zwei-, drei- oder vierwertiges Anion oder für Gemische dieser Anionen steht;
(II) gemischten Salzen der allgemeinen Formeln (II) [A¹]⁺[A²]⁺[Y]^n– (II.a), wobei n = 2 ist, [A¹]⁺[A²]⁺[A³]⁺[Y]^n– (II.b), wobei n = 3 ist, [A¹]⁺[A²]⁺[A³]⁺[A⁴]⁺[Y]^n– (II.c), wobei n = 4 ist, undwobei [A¹]⁺, [A²]⁺, [A³]⁺ und [A⁴]⁺ unabhängig voneinander unter Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkationen ausgewählt sind und [Y]^n– die unter (I) genannte Bedeutung besitzt; oder
(III) gemischten Salzen der allgemeinen Formeln (III) [A¹]⁺[A²]⁺[A³]⁺[M¹]⁺[Y]^n– (III.a), wobei n = 4 ist, [A¹]⁺[A²]⁺[M¹]⁺[M²]⁺[Y]^n– (III.b), wobei n = 4 ist, [A¹]⁺[M¹]⁺[M²]⁺[M³]⁺[Y]^n– (III.c), wobei n = 4 ist, [A¹]⁺[A²]⁺[M¹]⁺[Y]^n– (III.d), wobei n = 3 ist, [A¹]⁺[M¹]⁺[M²]⁺[Y]^n– (III.e), wobei n = 3 ist, [A¹]⁺[M¹]⁺[Y]^n– (III.f), wobei n = 2 ist, [A¹]⁺[A²]⁺[M⁴]²⁺[Y]^n– (III.g), wobei n = 4 ist, [A¹]⁺[M¹]⁺[M⁴]²⁺[Y]^n– (III.h), wobei n = 4 ist, [A¹]⁺[M⁵]³⁺[Y]^n– (III.i), wobei n = 4 ist, [A¹]⁺[M⁴]²⁺[Y]^n– (III.j), wobei n = 3 ist, undwobei [A¹]⁺, [A²]⁺ und [A³]⁺ unabhängig voneinander unter Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkationen ausgewählt sind, [Y]^n– die unter (I) genannte Bedeutung besitzt und [M¹]⁺, [M²]⁺, [M³]⁺ einwertige Metallkationen, [M⁴]²⁺ zweiwertige Metallkationen und [M⁵]³⁺ dreiwertige Metallkationen bedeuten.

Bevorzugt sind ionisch Flüssigkeiten der Gruppe I.
Bei den in den Formeln (III.a) bis (III.j) genannten Metallkationen [M¹]⁺, [M²]⁺, [M³]⁺, [M⁴]²⁺ und [M⁵]³⁺ handelt es sich im Allgemeinen um Metallkationen der 1., 2., 6., 7., 8., 9., 10., 11., 12., 13. oder 14. Gruppe des Periodensystems. Geeignete Metallkationen sind beispielsweise Li⁺, Na⁺, K⁺, Cs⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Cr³⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Co² ⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Ag⁺, Zn²⁺ und Al³⁺.
Das Anion, speziell [Y]^n– in den Formeln (I), (II) und (III), der ionischen Flüssigkeiten ist beispielsweise ausgewählt aus:
der Gruppe der Halogenide, Pseudohalogenide sowie halogen- und pseudohalogenhaltigen Verbindungen der Formeln:
F^–, Cl^–, Br^–, I^–, BF₄ ^–, PF₆ ^–, CF₃SO₃ ^–, (CF₃SO₃)₂N^–, (NC)₂N^–, CF₃CO₂ ^–, CCl₃CO₂ ^–, CN^–, SCN^–, OCN^–;
der Gruppe der Sulfate, Sulfite und Sulfonate der allgemeinen Formeln:
SO₄ ^2–, HSO₄ ^–, SO₃ ^2–, HSO₃ ^–, R^cOSO₃ ^–, R^cSO₃ ^–;
der Gruppe der Phosphate der allgemeinen Formeln:
PO₄ ^3–, HPO₄ ^2–, H₂PO₄ ^–, R^cPO₄ ^2–, HR^cPO₄ ^–, R^cR^dPO₄ ^–;
der Gruppe der Phosphonate und Phosphinate der allgemeinen Formeln:
R^cHPO₃ ^–, R^cR^dPO₂ ^–, R^cR^dPO₃ ^–;
der Gruppe der Phosphite der allgemeinen Formeln:
PO₃ ^3–, HPO₃ ^2–, H₂PO₃ ^–, R^cPO₃ ^2–, R^cHPO₃ ^–, R^cR^dPO₃ ^–;
der Gruppe der Phosphonite und Phosphinite der allgemeinen Formeln:
R^cR^dPO₂ ^–, R^cHPO₂ ^–, R^cR^dPO^–, R^cHPO^–;
der Gruppe der Carboxylate der allgemeinen Formel:
R^cCOO^–;
Anionen von Hydroxycarbonsäuren und Zuckersäuren;
Saccharinate (Salze des o-Benzoesäuresulfimids);
der Gruppe der Borste der allgemeinen Formeln:
BO₃ ^3–, HBO₃ ^2–, H₂BO₃ ^–, R^cR^dBO₃ ^–, R^cHBO₃ ^–, R^cBO₃ ^2–, B(OR^c)(OR^d)(OR^e)(OR^f)^–, B(HSO₄)₄ ^–, B(R^cSO₄)₄ ^–;
der Gruppe der Boronate der allgemeinen Formeln:
R^cBO₂ ^2–, R^cR^dBO^–;
der Gruppe der Carbonate und Kohlensäureester der allgemeinen Formeln:
HCO₃ ^–, CO₃ ^2–, R^cCO₃ ^–;
der Gruppe der Silikate und Kieselsäuresäureester der allgemeinen Formeln:
SiO₄ ^4–, HSiO₄ ^3–, H₂SiO₄ ^2–, H₃SiO₄ ^–, R^cSiO₄ ^3–, R^cR^dSiO₄ ^2–, R^cR^dR^eSiO₄ ^–, HR^cSiO₄ ^2–, H₂R^cSiO₄ ^–, HR^cR^dSiO₄ ^–;
der Gruppe der Alkyl- bzw. Arylsilanolate der allgemeinen Formeln:
R^cSiO₃ ^3–, R^cR^dSiO₂ ^2–, R^cR^dR^eSiO^–, R^cR^dR^eSiO₃ ^–, R^cR^dR^eSiO₂ ^–, R^cR^dSiO₃ ^2–;
der Gruppe der Carbonsäureimide, Bis(sulfonyl)imide und Sulfonylimide der allgemeinen Formeln:
der Gruppe der Methide der allgemeinen Formel:
der Gruppe der Alkoxide und Aryloxide der allgemeinen Formel R^cO^–;
der Gruppe der Hydrogensulfide, Polysulfide, Hydrogenpolysulfide und Thiolate der allgemeinen Formeln:
HS^–, [S_v]^2–, [HS_v]^–, [R^cS]^–, wobei v eine ganze positive Zahl von 2 bis 10 ist.
Die Rest R^c, R^d, R^e und R^f stehen vorzugsweise unabhängig voneinander für

– Wasserstoff;
– Alkyl, vorzugsweise C₁-C₃₀-Alkyl, besonders bevorzugt C₁-C₁₈-Alkyl, das unsubstituiert ist, oder wie eingangs definiert, substituiert ist, und/oder, wie eingangs definiert, durch wenigstens ein Heteroatom oder heteroatomhaltige Gruppe unterbrochen sein kann;
– Aryl, vorzugsweise C₆-C₁₄-Aryl, besonders bevorzugt C₆-C₁₀-Aryl, das unsubstituiert ist, oder wie eingangs definiert, substituiert ist;
– Cycloalkyl, vorzugsweise C₅-C₁₂-Cycloalkyl, das unsubstituiert ist, oder wie eingangs definiert, substituiert ist;
– Heterocycloalkyl, vorzugsweise Heterocycloalkyl mit 5 oder 6 Ringatomen, wobei der Ring neben Kohlenstoffringatomen 1, 2 oder 3 Heteroatome oder heteroatomhaltige Gruppen aufweist, das unsubstituiert ist, oder wie eingangs definiert, substituiert ist;
– Heteroaryl, vorzugsweise Heteroaryl mit 5 bis 10 Ringatomen, wobei der Ring neben Kohlenstoffringatomen 1, 2 oder 3 Heteroatome oder heteroatomhaltige Gruppen aufweist, die ausgewählt sind unter Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und NR^a, das unsubstituiert ist, oder wie eingangs definiert, substituiert ist; wobei in Anionen, die mehrere Reste R^c bis R^f aufweisen, auch jeweils zwei dieser Reste zusammen mit dem Teil des Anions, an das sie gebunden sind, für wenigstens einen gesättigten, ungesättigten oder aromatischen Ring oder ein Ringsystem mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen stehen können, wobei der Ring oder das Ringsystem 1 bis 5 nicht benachbarte Heteroatome oder heteroatomhaltige Gruppen aufweisen kann, die vorzugsweise ausgewählt sind unter Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und NR^a, und wobei der Ring oder das Ringsystem unsubstituiert ist oder substituierten sein kann.

Bezüglich geeigneter und bevorzugter C₁-C₃₀-Alkyle, insbesondere C₁-C₁₈-Alkyle, C₆-C₁₄-Aryle, insbesondere C₆-C₁₀-Aryle, C₅-C₁₂-Cycloalkyle, Heterocycloalkyle mit 5 oder 6 Ringatomen und Heteroaryle mit 5 oder 6 Ringatomen wird auf die eingangs gemachten Ausführungen Bezug genommen. Bezüglich geeigneter und bevorzugter Substituenten an C₁-C₃₀-Alkyl, speziell C₁-C₁₈-Alkyl, C₆-C₁₂-Aryl, C₅-C₁₂-Cycloalkyl, Heterocycloalkyl mit 5 oder 6 Ringatomen und Heteroaryl mit 5 oder 6 Ringatomen wird ebenfalls auf die eingangs gemachten Ausführungen zu Substituenten Bezug genommen.
Wenn wenigstens einer der Reste R^c bis R^f für gegebenenfalls substituiertes C₁-C₁₈-Alkyl steht, so steht er vorzugsweise für Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, tert.-Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, 2-Ethylhexyl, 2,4,4-Trimethylpentyl, Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hetadecyl, Octadecyl, 1,1-Dimethylpropyl, 1,1-Dimethylbutyl, 1,1,3,3-Tetramethylbutyl, Benzyl, 1-Phenylethyl, α,α-Dimethyl benzyl, Benzhydryl, p-Tolylmethyl, 1-(p-Butylphenyl)-ethyl, p-Chlorbenzyl, 2,4-Dichlorbenzyl, p-Methoxybenzyl, m-Ethoxybenzyl, 2-Cyanoethyl, 2-Cyanopropyl, 2-Methoxycarbonylethyl, 2-Ethoxycarbonylethyl, 2-Butoxycarbonylpropyl, 1,2-Di-(methoxycarbonyl)-ethyl, 2-Methoxyethyl, 2-Ethoxyethyl, 2-Butoxyethyl, Diethoxymethyl, Diethoxyethyl, 1,3-Dioxolan-2-yl, 1,3-Dioxan-2-yl, 2-Methyl-1,3-dioxolan-2-yl, 4-Methyl-1,3-dioxolan-2-yl, 2-Isopropoxyethyl, 2-Butoxypropyl, 2-Octyloxyethyl, Chlormethyl, Trichlormethyl, Trifluormethyl, 1,1-Dimethyl-2-chlorethyl, 2-Methoxyisopropyl, 2-Ethoxyethyl, Butylthiomethyl, 2-Dodecylthioethyl, 2-Phenylthioethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl, 3-Hydroxypropyl, 4-Hydroxybutyl, 6-Hydroxyhexyl, 2-Aminoethyl, 2-Aminopropyl, 4-Aminobutyl, 6-Aminohexyl, 2-Methylaminoethyl, 2-Methylaminopropyl, 3-Methylaminopropyl, 4-Methylaminobutyl, 6-Methylaminohexyl, 2-Dimethylaminoethyl, 2-Dimethylaminopropyl, 3-Dimethylaminopropyl, 4-Dimethylaminobutyl, 6-Dimethylaminohexyl, 2-Hydroxy-2,2-dimethylethyl, 2-Phenoxyethyl, 2-Phenoxypropyl, 3-Phenoxypropyl, 4-Phenoxybutyl, 6-Phenoxyhexyl, 2-Methoxyethyl, 2-Methoxypropyl, 3-Methoxypropyl, 4-Methoxybutyl, 6-Methoxyhexyl, 2-Ethoxyethyl, 2-Ethoxypropyl, 3-Ethoxypropyl, 4-Ethoxybutyl oder 6-Ethoxyhexyl.
Wenn wenigstens einer der Reste R^c bis R^f für durch ein oder mehrere nicht-benachbarte Heteroatome oder heteroatomhaltige Gruppen unterbrochenes C₁-C₁₈-Alkyl steht, so steht er vorzugsweise für 5-Hydroxy-3-oxapentyl, 8-Hydroxy-3,6-dioxa-octyl, 11-Hydroxy-3,6,9-trioxa-undecyl, 7-Hydroxy-4-oxa-heptyl, 11-Hydroxy-4,8-dioxa-undecyl, 15-Hydroxy-4,8,12-trioxa-pentadecyl, 9-Hydroxy-5-oxa-nonyl, 14-Hydroxy-5,10-oxa-tetradecyl, 5-Methoxy-3-oxa-pentyl, 8-Methoxy-3,6-dioxa-octyl, 11-Methoxy-3,6,9-trioxa-undecyl, 7-Methoxy-4-oxa-heptyl, 11-Methoxy-4,8-dioxa-undecyl, 15-Methoxy-4,8,12-trioxa-pentadecyl, 9-Methoxy-5-oxa-nonyl, 14-Methoxy-5,10-oxa-tetradecyl, 5-Ethoxy-3-oxa-pentyl, 8-Ethoxy-3,6-dioxa-octyl, 11-Ethoxy-3,6,9-trioxa-undecyl, 7-Ethoxy-4-oxa-heptyl, 11-Ethoxy-4,8-dioxa-undecyl, 15-Ethoxy-4,8,12-trioxa-pentadecyl, 9-Ethoxy-5-oxa-nonyl oder 14-Ethoxy-5,10-oxa-tetradecyl.
Bilden zwei Reste R^c bis R^f einen Ring, so können diese Reste gemeinsam beispielsweise einen anellierten Baustein 1,3-Propylen, 1,4-Butylen, 2-Oxa-1,3-propylen, 1-Oxa-1,3-propylen, 2-Oxa-1,3-propenylen, 1-Aza-1,3-propenylen, 1-C₁-C₄-Alkyl-1-aza-1,3-propenylen, 1,4-Buta-1,3-dienylen, 1-Aza-1,4-buta-1,3-dienylen oder 2-Aza-1,4-buta-1,3-dienylen bilden.
Die Anzahl der nicht-benachbarten Heteroatome oder heteroatomhaltigen Gruppen der Reste R^c bis R^f ist grundsätzlich nicht kritisch und wird in der Regel nur durch die Größe des jeweiligen Rests oder Ringbausteins beschränkt. In der Regel beträgt sie nicht mehr als 5 in dem jeweiligen Rest, bevorzugt nicht mehr als 4 oder ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 3. Weiterhin befinden sich zwischen zwei Heteroatomen in der Regel mindestens ein, bevorzugt mindestens zwei Kohlenstoffatome.
Substituierte und unsubstituierte Iminogruppen können beispielsweise Imino-, Methylimino-, iso-Propylimino, n-Butylimino oder tert-Butylimino sein.
Bevorzugte funktionelle Gruppen der Reste R^c bis R^f sind Carboxy, Carboxamid, Hydroxy, Di-(C₁-C₄-Alkyl)-amino, C₁-C₄-Alkyloxycarbonyl, Cyano oder C₁-C₄-Alkoxy. Von Alkyl verschiedene Reste R^c bis R^f können zudem ein- oder mehrfach durch C₁-C₄-Alkyl, vorzugsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl oder tert-Butyl, substituiert sein.
Wenn wenigstens einer der Reste R^c bis R^f für gegebenenfalls substituiertes C_6-0-Aryl steht, so steht er vorzugsweise für Phenyl, Methylphenyl (Tolyl), Xylyl, α-Naphthyl, β-Naphthyl, Chlorphenyl, Dichlorphenyl, Trichlorphenyl, Difluorphenyl, Dimethylphenyl, Trimethylphenyl, Ethylphenyl, Diethylphenyl, iso-Propylphenyl, tert.-Butylphenyl, Dodecylphenyl, Methoxyphenyl, Dimethoxyphenyl, Ethoxyphenyl, Hexyloxyphenyl, Methylnaphthyl, Isopropylnaphthyl, Chlornaphthyl, Ethoxynaphthyl, 2,6-Dimethylphenyl, 2,4,6-Trimethylphenyl, 2,6-Dimethoxyphenyl, 2,6-Dichlorphenyl, 4-Bromphenyl, 2- oder 4-Nitrophenyl, 2,4- oder 2,6-Dinitrophenyl, 4-Dimethylaminophenyl, 4-Acetylphenyl, Methoxyethylphenyl oder Ethoxymethylphenyl.
Wenn wenigstens einer der Reste R^c bis R^f für gegebenenfalls substituiertes C₅-C₁₂-Cycloalkyl steht, so steht er vorzugsweise für Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclooctyl, Cyclododecyl, Methylcyclopentyl, Dimethylcyclopentyl, Methylcyclohexyl, Dimethylcyclohexyl, Diethylcyclohexyl, Butylcyclohexyl, Methoxycyclohexyl, Dimethoxycyclohexyl, Diethoxycyclohexyl, Butylthiocyclohexyl, Chlorcyclohexyl, Dichlorcyclohexyl, Dichlorcyclopentyl sowie ein gesättigtes oder ungesättigtes bicyclisches System wie Norbornyl oder Norbornenyl.
Wenn wenigstens einer der Reste R^c bis R^f für einen gegebenenfalls substituierten fünf- oder sechsgliedrigen Heterocyclus steht, so steht er vorzugsweise für Furyl, Thienyl, Pyryl, Pyridyl, Indolyl, Benzoxazolyl, Dioxolyl, Dioxyl, Benzimidazolyl, Benzthiazolyl, Dimethylpyridyl, Methylchinolyl, Dimethylpyryl, Methoxifuryl, Dimethoxipyridyl, Diflourpyridyl, Methylthiophenyl, Isopropylthiophenyl oder tert-Butylthiophenyl.
Wenn in Anionen, die mehrere Reste R^c bis R^f aufweisen, auch jeweils zwei dieser Reste zusammen mit dem Teil des Anions, an das sie gebunden sind, für wenigstens einen gesättigten, ungesättigten oder aromatischen Ring oder ein Ringsystem mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen stehen können, wobei der Ring oder das Ringsystem 1 bis 5 nicht benachbarte Heteroatome oder heteroatomhaltige Gruppen aufweisen kann, die vorzugsweise ausgewählt sind unter Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und NR^a, so ist der Ring oder das Ringsystem unsubstituiert oder trägt 1, 2, 3, 4, 5 oder mehr als 5 Substituenten. Die Substituenten sind vorzugsweise unabhängig voneinander ausge wählt sind unter Alkyl, Alkoxy, Alkylsulfanyl, Cycloalkyl, Cycloalkoxy, Polycyclyl, Heterocycloalkyl, Aryl, Aryloxy, Arylthio und Heteroaryl.
Bevorzugt ist ein Arbeitsmedium, das als Absorptionsmittel A) wenigstens eine ionische Flüssigkeit enthält, die wenigstens ein Anion umfasst, das ausgewählt ist unter Carboxylaten, Sulfaten, Sulfiten, Sulfonaten, Phosphaten, Phosphonaten, Phosphinaten, Phosphiten, Phosphoniten, Phosphinite, Carbonaten oder Hydrogencarbonaten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Anion ausgewählt unter Acetat, Sulfat oder Dihydrogenphosphat.
Eine erste spezielle Ausführungsform ist ein Arbeitsmedium, wobei die Komponente A) Tetramethylammoniumacetat umfasst oder daraus besteht.
Eine erste spezielle Ausführungsform ist ein Arbeitsmedium, wobei die Komponente A) Tetramethylammoniumsulfat umfasst oder daraus besteht.
Das Arbeitsmedium kann gewünschtenfalls zusätzlich zu den zuvor beschriebenen ionischen Flüssigkeiten auf Basis von Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkationen noch wenigstens eine weitere, davon verschiedene ionische Flüssigkeit aufweisen. Geeignete weitere ionische Flüssigkeiten sind in der WO 2005/113702 beschrieben, worauf hier in vollem Umfang Bezug genommen wird. In einer speziellen Ausführungsform besteht das Absorptionsmittel A) nur aus solchen ionischen Flüssigkeiten, die wenigstens ein Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkation umfassen.
Vorzugsweise enthält das Absorptionsmittel A) wenigstens eine ionische Flüssigkeit, die wenigstens ein Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkation umfasst, in einer Menge von wenigstens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt wenigstens 50 Gew.-%, insbesondere wenigstens 90 Gew.-%, speziell wenigstens 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht an ionischer Flüssigkeit. Speziell enthält das Absorptionsmittel A) nur ionische Flüssigkeiten, die wenigstens ein Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkation umfassen.
Das Absorptionsmittel A) kann zusätzlich zu wenigstens einer ionischen Flüssigkeit noch wenigstens eine weitere Komponente enthalten. Dazu zählen z. B. Aluminiumchlorid, Alkohole, Amine und Wasser. Insbesondere kommen auch salzartige Zusätze in Betracht, welche korrosionsschützend wirken. Das Absorptionsmittel A) besteht vorzugsweise zu mehr als 50 Gew.-%, insbesondere zu mehr als 80 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mehr als 90 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt zu mehr als 95 Gew.-% aus einer ionischen Flüssigkeit. In einer besonderen Ausführungsform besteht das Absorptionsmittel A) ausschließlich aus wenigstens einer ionischen Flüssigkeit.
Die in den erfindungsgemäßen Arbeitsmedien eingesetzte Komponente B) ist vorzugsweise ausgewählt ist unter Wasser, Alkoholen, Aceton oder Ammoniak. Bevorzugt als Alkohol ist Methanol. Besonders bevorzugt wird als Komponente B) Wasser eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Arbeitsmedium für Kälte- und Wärmeprozesse, enthält die Komponente A) vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%, insbesondere 30 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Arbeitsmediums.
Das erfindungsgemäße Arbeitsmedium für Kälte- und Wärmeprozesse, enthält die Komponente B) vorzugsweise in einer Menge von 90 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 80 bis 20 Gew.-%, insbesondere 70 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Arbeitsmediums.
Das erfindungsgemäße Arbeitsmedium kann besonders vorteilhaft zum Betrieb einer Absorptionswärmepumpe, einer Absorptionskältemaschine, eines Absorptions-basierenden Wärmetransformators oder einer Wärmekraftmaschine eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäss verwendeten ionischen Flüssigkeiten A), die wenigstens ein Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkation umfassen, zeichnen sich durch eine hohe thermische Stabilität aus. Das gilt auch für die erfindungsgemäßen Arbeitsmedien insgesamt, die neben dem Absorptionsmittel A) noch wenigstens ein Kälte- oder Wärmemittel enthalten. Die Bestimmung der thermischen Stabilität kann durch dynamische Differenzkalorimetrie (differential scanning calorimetry, DSC) oder simultane dynamische Differenzkalorimetrie (Thermogravimetrie) erfolgen.
Vorzugsweise zeigen die erfindungsgemäß als Komponente A) eingesetzten ionischen Flüssigkeiten bei der dynamischen Differenzkalorimetrie eine Onset-Temperatur von wenigstens 150°C, besonders bevorzugt von wenigstens 170°C. So weist Bis(tetramethylammonium)sulfat z. B. unter Stickstoffatmosphäre bei einer Heizrate von 2,5 K/min eine Onset-Temperatur von 185°C auf. Tetramethylammoniumacetat weist sogar unter Stickstoffatmosphäre bei einer Heizrate von 2,5 K/min eine Onset-Temperatur von 345°C auf. Als Onset Temperatur wird dabei die Temperatur bezeichnet, bei der in der Probe eine merkliche exotherme Reaktion zeigt, d. h. eine optisch wahrnehmbare Auslenkung des Meßsignals von der Grundlinie.
Vorzugsweise zeigen die erfindungsgemäß eingesetzten Arbeitmedien bei der dynamischen Differenzkalorimetrie eine Onset-Temperatur von wenigstens 150°C, besonders bevorzugt von wenigstens 170°C. So weist eine 53%ige Lösung von Bis(tetramethylammonium)sulfat in Wasser z. B. unter Stickstoffatmosphäre bei einer Heizrate von 2,5 K/min eine Onset-Temperatur von 215°C auf.
Ein weiteres Maß für die Thermostabilität der erfindungsgemäß als Komponente A) eingesetzten ionischen Flüssigkeiten und/oder erfindungsgemäß eingesetzten Arbeitmedien ist die bei der Thermogravimetrie beobachtete Gewichtsabnahme. Vorzugsweise beträgt die Gewichtsabnahme bis 150°C höchstens 50%, besonders bevorzugt höchstens 30%, insbesondere höchstens 20%, speziell höchstens 10% und spezieller höchstens 5%, jeweils bezogen auf das Ausgangsgewicht.
Das erfindungsgemäße Arbeitsmedium zeichnet sich weiterhin durch seine hohe Lagerstabilität aus.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Arbeitsmedien zeichnen sich zudem durch ihr besonders vorteilhaftes fest-flüssig-Phasengleichgewicht aus. Dies gilt speziell für die Gemische aus Tetramethylammoniumacetat und Wasser sowie aus Bis(tetramethylammonium)sulfat und Wasser. So liegt eine Mischung aus 87 Gew.-% Tetramethylammoniumacetat und 13 Gew.-% Wasser bereits bei 22°C flüssig vor. Somit kann eine hohe Konzentration an ionischer Flüssigkeit ohne Kristallisation erzielt werden. Die erfindungsgemäßen Arbeitsmedien liegen in einem weiten Temperaturbereich flüssig vor. Damit kann dem Absorptionsmittel das gesamte Kälte- oder Wärmemittel entzogen werden und zur Kühlung/Heizung verwendet werden.
Die erfindungsgemäß eingesetzten ionischen Flüssigkeiten zeichnen sich zudem durch eine hohe Dampfdruckerniedrigung des Kältemittel aus. Die gilt speziell für Wasser.
Die Herstellung des erfindungsgemässen Arbeitsmediums kann durch Mischen der Komponenten auf an sich bekannte Weise erfolgen.
Mögliche Anwendungsgebiete des erfindungsgemässen Arbeitsmediums sind dem Fachmann bekannt. Es eignet sich prinzipiell für alle Kälteprozesse, Kältemaschinen oder Wärmekraftmaschinen. Dazu zählen Absorptionswärmepumpen, Absorptionskältemaschinen, Dampfstrahlkältemaschinen, Wärmepumpen, Wärmetransformatoren, Kompressionskältemaschinen, etc. Besonders geeignete Anwendungsgebiete schliessen die Lüftungs- und Klimatechnik, z. B. die Klimatisierung von Gebäuden, Kraftfahrzeugen, Zügen, Schiffen, Raumfahrzeugen, etc. und die Kühlhäuser, Container oder Kühltransporter, wie Kühlschiffe oder Kühllastkraftwagen (z. B. zum Transport von Tieren, Lebensmitteln, Gasen und/oder anderen Chemikalien) sowie die Verfahrenstechnik zur Lufttrocknung, vorzugsweise nach dem Kondensationsprinzip, zur Absorption von Gasen, zentrale oder mobile Anlagen zur Wärmerückgewinnung, wie Heizkraftwerke oder solarbetriebene Anlagen, Kühlschränke, Gefrierschränke und Klimaanlagen ein.
Das erfindungsgemäße Arbeitsmedium eignet sich besonders vorteilhaft für den einsatz in einer Absorptionswärmepumpe, Absorptionskältemaschine, einem Absorptions-basierenden Wärmetransformator oder einer Wärmekraftmaschine.
Zweckmässigerweise durchläuft mindestens eine Komponente des Arbeitsmediums unter Zu- oder Abfuhr von Wärme und/oder mechanischer Energie einen Kreisprozess. Die ionische Flüssigkeit dient vorteilhafterweise als Absorptionsmittel für die Absorption mindestens eines dampf- oder gasförmigen Kältemittels.
Eine einfache Kompressionskältemaschine nutzt die Verdampfungswärme beim Wechsel des Aggregatzustandes von flüssig zu gasförmig. In einem Kreislauf wird das gasförmige Kältemittel zunächst durch einen Kompressor komprimiert (verdichtet), im folgenden Wärmeübertrager (Verflüssiger) unter Wärmeabgabe kondensiert (verflüssigt). Anschließend wird das flüssige Kältemittel entspannt und in einem nachgeschalteten zweiten Wärmeübertrager (Verdampfer) unter Wärmeaufnahme bei niedriger Temperatur verdampft. Eine erfindungsgemäß einsetzbare Absorptionskältemaschine ist eine Kältemaschine, bei der im Gegensatz zur Kompressionskältemaschine die Verdichtung durch eine temperaturbeeinflusste Lösung des Kältemittels erfolgt. Das Kältemittel wird in einem Lösungsmittelkreislauf bei geringer Temperatur in dem Absorptionsmittel absorbiert und bei höheren Temperaturen desorbiert. Eine Absorptionskältemaschine umfaßt somit zumindest die folgenden Komponenten: Verdampfer, Kondensator, Absorber und Desorber.
Die Erfindung wird anhand der folgenden nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert.
Beispiele
Figurenbeschreibung
1 zeigt das fest-flüssig-Phasengleichgewicht für das System Tetramethylammoniumacetathydrat/Wasser.
2 zeigt die Siedelinie von Wasser in Tetramethylammoniumacetat bei 25°C.
3 zeigt die Siedelinie von Wasser in Tetramethylammoniumacetat bei 80°C.
4 zeigt die Siedelinie von Wasser in Tetramethylammoniumacetat bei 25°C.
5 zeigt eine DSC-Messung von Tetramethylammoniumacetat.
6 zeigt eine Thermogravimetrie-Messung von Tetramethylammoniumacetat.
7 zeigt eine DSC-Messung von Bis(tetramethylammonium)sulfat in Wasser.
8 zeigt eine Thermogravimetrie-Messung von Bis(tetramethylammonium)sulfat in Wasser.
9 zeigt die Siedelinie von Wasser in Bis(tetramethylammonium)sulfat bei 25°C.
10 zeigt die Siedelinie von Wasser in Bis(tetramethylammonium)sulfat bei 80°C.
11 zeigt eine DSC-Messung von Bis(tetramethylammonium)sulfat.
12 zeigt eine Thermogravimetrie-Messung von Bis(tetramethylammonium)sulfat.
Beispiel 1 (Tetramethylammoniumacetat):
a) fest-flüssig-Phasengleichgewicht von Tetramethylammoniumacetathydrat und Wasser

Der Phasenübergang von fest/flüssig nach flüssig wird visuell beobachtet.
Messfehler bei der Temperaturmessung: < ±0,2°C
Die visuelle Erkennbarkeit liegt bei ±0,2°C Tabelle 1

Temperatur [°C]	Massenanteil Tetramethylammoniumacetathydrat in der gesättigten Lösung ^a) [g/100 g]
11,7	85,5
21,6	87,6
38,8	92,1
51,5	94,4
55,3	95,3
79,7	95,9
115,3	98,1
117,3	98,1
135,4	100

a) Prüfsubstanz bezogen auf zugewogenen Wasseranteil

1 zeigt den Massenanteil Tetramethylammoniumacetathydrat in der gesättigten Lösung w/(g/100 g)
b) Siedelinie von Wasser in Tetramethylammoniumacetat
In einem Glasdruckbehälter (ca. 100 ml) wurde eine definierte Menge Tetramethylammoniumacetat vorgelegt und bei 80°C evakuiert. Nach Einstellung der Messtemperatur wurde stufenweise Wasser zudosiert. Aus Druck und Temperatur wurden nach Durchführung einer Gasraumkorrektur die Konzentrationsverhältnisse in der Flüssigkeit bestimmt. Tabelle 2: 25°C

Gesamtdruck [hPa] Wassergehalt in der Flüssigphase [g/100 g]

1,5 17,64*)

3,1 25,28

6,6 33,32

10,9 40,12

15,2 45,24

20,1 52,55

23,8 59,40

26,4 65,95

28,1 71,62

29,5 77,11

*) Die Ausgangskonzentration bezieht sich auf die Einwaage der Komponenten

2 zeigt die Daten aus Tabelle 2 Tabelle 3: 80°C

Gesamtdruck [hPa]	Wassergehalt in der Flüssigphase [g/100 g]
32,3	17,63*)
73,6	25,63
116,5	31,64
158,8	36,66
203,3	41,67
268,0	48,65
329,3	56,44
376,0	63,52
412,0	71,16
432,0	76,24
445,3	81,12

*) Die Ausgangskonzentration bezieht sich auf die Einwaage der Komponenten

3 zeigt die Daten aus Tabelle 3 Tabelle 4: 130°C

Gesamtdruck [hPa]	Wassergehalt in der Flüssigphase [g/100 g]
322	17,53*)
576	24,82
865	31,43
1140	37,10
1439	43,32
1748	50,67
1949	56,11
2143	62,32
2283	67,82
2410	73,84
2492	78,51
2513	80,08

*) Die Ausgangskonzentration bezieht sich auf die Einwaage der Komponenten

4 zeigt die Daten aus Tabelle 4
c) DSC/Thermogravimetrie von Tetramethylammoniumacetat
Die DSC-Messung erfolgte gemäß DIN 51007 in einem dynamischen Wärmestromdifferenz-Kalorimeter (Mettler TA 3000).

Probentiegel (innen): druckfest, Glas
Substanzmenge: 13,3 mg
Tiegelatmosphäre: Stickstoff
Referenz: leerer Tiegel
Temperaturbereich: 30 bis 500°C
Heizrate: 2,5 K/min
Messbereich: 20 mW

Ergebnis:

Onset-Temperatur: 345°C
Peak-Temperatur: 493°C
freigesetzte Wärmemenge: > 470 J/g

Die DSC-Messung ist in 5 wiedergegeben.
Die Thermogravimetrie-Messung erfolgte gemäß DIN 51006 und 51007 durch simultane Thermoanalyse, d. h. Kopplung von dynamischem Wärmestromdifferenz-Kalorimeter und kompensierender Thermowaage mit vertikalem Rohrofen (Netzsch STA 449 C).

Probentiegel: Al₂O₃, offen
Substanzmenge: 13,3 mg
Ofenatmosphäre: Stickstoff
Referenz: leerer Tiegel
Gasdurchfluss: 20 cm³/min
Temperaturbereich: 30 bis 500°C
Heizrate: 2,0 K/min

Ergebnis:

siehe 6

Beispiel 2 (Bis(tetramethylammonium)sulfat):
a) DSC/Thermogravimetrie von Tetramethylammoniumacetat/Wasser
Die Versuchsdurchführung erfolgte analog zu Beispiel 1 an einem Gemisch aus Bis(tetramethylammonium)sulfat und Wasser, Wasseranteil 47 Gew.-%.
Ergebnis DSC:

Onset-Temperatur: 215°C
Peak-Temperatur: 240°C
freigesetzte Wärmemenge: 50 J/g

Die DSC-Messung ist in 7 wiedergegeben. Die Thermogravimetrie ist in 8 wiedergegeben.
b) Siedelinie von Wasser in Tetramethylammoniumsulfat
Die Versuchsdurchführung erfolgte analog zu Beispiel 1. Tabelle 5: 25°C

Gesamtdruck [hPa] Wassergehalt in der Flüssigphase [g/100 g]

8,5 38,40

14,1 48,86

20,2 57,57

24,6 65,64

27,2 71,24

28,8 75,43

29,9 78,36
9 zeigt die Daten aus Tabelle 5. Tabelle 6: 80°C

Gesamtdruck [hPa] Wassergehalt in der Flüssigphase [g/100 g]

173,8 38,38

238,8 45,29

307,5 53,39

363,5 61,56

395,6 67,65

413,9 71,66

435,5 77,60
10 zeigt die Daten aus Tabelle 6
c) DSC/Thermogravimetrie von Tetramethylammoniumacetat
Die Versuchsdurchführung erfolgte analog zu Beispiel 1 mit Bis(tetramethylammonium)sulfat.
Ergebnis DSC:

Onset-Temperatur: 185°C
Peak-Temperatur: 227°C
freigesetzte Wärmemenge: 30 J/g

Die DSC-Messung ist in 11 wiedergegeben. Die Thermogravimetrie ist in 12 wiedergegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 2007/0089449 A1 [0013]
- WO 2006/137957 A1 [0014]
- WO 2006/084262 A1 [0015]
- WO 2007/070607 A2 [0016]
- WO 2006/134015 A1 [0017]
- WO 2005/113702 A1 [0018]
- EP 2008/55634 [0019]
- WO 2005/113702 [0096]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- A. Yokozeki und Mark B. Shiflett beschreiben in Applied Energy 84 (2007) Seiten 1258 bis 1273 [0010]
- A. Yokozeki und M. B. Shiflett beschreiben in Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46, Seiten 1605 bis 1610 [0011]
- K. -S. Kim et al. beschreien in Fluid-Phase Equilibria 218 (2004) Seiten 215 bis 220 [0012]
- K. N. Marsh et al., Fluid Phase Equilibria 219 (2004), 93–98 [0027]
- J. G. Huddleston et al., Green Chemistry 2001, 3, 156–164 [0027]
- DIN 51007 [0134]
- DIN 51006 [0136]
- 51007 [0136]

Claims

Arbeitsmedium für Kälte- und Wärmeprozesse, enthaltend A) als Absorptionsmittel wenigstens eine ionische Flüssigkeit, die wenigstens ein Tetra(C₁-C₃-alkyl)ammoniumkation umfasst, und B) wenigstens ein Kälte- oder Wärmemittel.
Arbeitsmedium nach Anspruch 1, das als Absorptionsmittel A) wenigstens eine ionische Flüssigkeit enthält, die wenigstens ein Tetramethylammoniumkation umfasst.
Arbeitsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das als Absorptionsmittel A) wenigstens eine ionische Flüssigkeit enthält, die wenigstens ein Anion umfasst, das ausgewählt ist unter: – der Gruppe der Halogenide, Pseudohalogenide sowie halogen- und pseudohalogenhaltigen Verbindungen der Formeln: F^–, Cl^–, Br^–, I^–, BF₄ ^–, PF₆ ^–, CF₃SO₃ ^–, (CF₃SO₃)₂N^–, (NC)₂N^–, CF₃CO₂ ^–, CCl₃CO₂ ^–, CN^–, SCN^–, OCN^–; – der Gruppe der Sulfate, Sulfite und Sulfonate der allgemeinen Formeln: SO₄ ^2–, HSO₄ ^–, SO₃ ^2–, HSO₃ ^–, R^cOSO₃ ^–, R^cSO₃ ^–; – der Gruppe der Phosphate der allgemeinen Formeln: PO₄ ^3–, HPO₄ ^2–, H₂PO₄ ^–, R^cPO₄ ^2–, HR^cPO₄ ^–, R^cR^dPO₄ ^–; – der Gruppe der Phosphonate und Phosphinate der allgemeinen Formeln: R^cHPO₃ ^–, R^cR^dPO₂ ^–, R^cR^dPO₃ ^–; – der Gruppe der Phosphite der allgemeinen Formeln: PO₃ ^3–, HPO₃ ^2–, H₂PO₃ ^–, R^cPO₃ ^2–, R^cHPO₃ ^–, R^cR^dPO₃ ^–; – der Gruppe der Phosphonite und Phosphinite der allgemeinen Formeln: R^cR^dPO₂ ^–, R^cHPO₂ ^–, R^cR^dPO^–, R^cHPO^–; – der Gruppe der Carboxylate der allgemeinen Formel: R^cCOO^–; – Anionen von Hydroxycarbonsäuren und Zuckersäuren; – Saccharinate (Salze des o-Benzoesäuresulfimids); – der Gruppe der Borste der allgemeinen Formeln: BO₃ ^3–, HBO₃ ^2–, H₂BO₃ ^–, R^cR^dBO₃ ^–, R^cHBO₃ ^–, R^cBO₃ ^2–, B(OR^c)(OR^d)(OR^e)(OR^f)^–, B(HSO₄)₄ ^–, B(R^cSO₄)₄ ^–; – der Gruppe der Boronate der allgemeinen Formeln: R^cBO₂ ^2–, R^cR^dBO^–; – der Gruppe der Carbonate und Kohlensäureester der allgemeinen Formeln: HCO₃ ^–, CO₃ ^2–, R^cCO₃ ^–; – der Gruppe der Silikate und Kieselsäuresäureester der allgemeinen Formeln: SiO₄ ^4–, HSiO₄ ^3–, H₂SiO₄ ^2–, H₃SiO₄ ^–, R^cSiO₄ ^3–, R^cR^dSiO₄ ^2–, R^cR^dR^eSiO₄ ^–, HR^cSiO₄ ^2–, H₂R^cSiO₄ ^–, HR^cR^dSiO₄ ^–; – der Gruppe der Alkyl- bzw. Arylsilanolate der allgemeinen Formeln: R^cSiO₃ ^3–, R^cR^dSiO₂ ^2–, R^cR^dR^eSiO^–, R^cR^dR^eSiO₃ ^–, R^cR^dR^eSiO₂ ^–, R^cR^dSiO₃ ^2–; – der Gruppe der Carbonsäureimide, Bis(sulfonyl)imide und Sulfonylimide der allgemeinen Formeln:
– der Gruppe der Methide der allgemeinen Formel:
– der Gruppe der Alkoxide und Aryloxide der allgemeinen Formel R^cO^–; – der Gruppe der Hydrogensulfide, Polysulfide, Hydrogenpolysulfide und Thiolate der allgemeinen Formeln: HS^–, [S_v]^2–, [HS_v]^–, [R^cS]^– wobei v eine ganze positive Zahl von 2 bis 10 ist; wobei die Reste R^c, R^d, R^e und R^f unabhängig voneinander ausgewählt sind unter Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocycloalkyl, Aryl und Heteroaryl, und im Falle der Carbonsäureimide, Bis(sulfonyl)imide, Sulfonylimide und Methide zusätzlich ausgewählt sind unter Fluorid, wobei in Anionen, die mehrere Reste R^c bis R^f aufweisen, auch jeweils zwei dieser Reste zusammen mit dem Teil des Anions, an das sie gebunden sind, für wenigstens einen gesättigten, ungesättigten oder aromatischen Ring oder ein Ringsystem mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen stehen können, wobei der Ring oder das Ringsystem 1 bis 5 nicht benachbarte Heteroatome oder heteroatomhaltige Gruppen aufweisen kann, die vorzugsweise ausgewählt sind unter Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und NR^a, und wobei der Ring oder das Ringsystem unsubstituiert oder substituiert sein kann, wobei R^a für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocylcoalkyl, Aryl oder Heteroaryl steht.
Arbeitsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponente A) Tetramethylammoniumacetat umfaßt oder daraus besteht.
Arbeitsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponente A) Tetramethylammoniumsulfat umfaßt oder daraus besteht.
Arbeitsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponente B) ausgewählt ist unter Wasser, Alkoholen, Aceton oder Ammoniak.
Arbeitsmedium, das aus einer Komponente A) und einer Komponente B), wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, besteht.
Verfahren zum Betrieb einer Absorptionswärmepumpe, einer Absorptionskältemaschine, eines Absorptions-basierenden Wärmetransformators oder einer Wärmekraftmaschine, wobei ein Arbeitsmedium, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, eingesetzt wird.
Verwendung eines Arbeitsmediums, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, zum Betrieb einer Absorptionswärmepumpe, einer Absorptionskältemaschine, eines Absorptions-basierenden Wärmetransformators oder einer Wärmekraftmaschine.
Absorptionswärmepumpe, Absorptionskältemaschine, Absorptions-basierender Wärmetransformator oder Wärmekraftmaschine, enthaltend ein Arbeitsmedium, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert.