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Cleaner solvents for sustainable chemistry

Technologie

Liquides ioniques : des solvants aux matériaux

Un peu d'histoire...

Le premier liquide ionique a été inventé en 1914, il s'agit du [EitNH3] [ NO3].

Définition

Les liquides ioniques (appelés aussi sels fondus à basse température ou encore solvants ioniques) sont une nouvelle classe de solvants offrant d'intéressantes opportunités comme milieu réactionnel pour une chimie plus propre.

Les liquides ioniques sont des sels constitués de cations organiques (par exemple des sels d'imidazolium ou de pyridinium), complexés avec des anions inorganiques ou organiques (comme par exemple Cl-, Br-, AlCl4-, PF6- et BF4-, NO3-, (CF3SO2)2N-, etc.) qui ont pour propriété d'être à l'état liquide autour de la température ambiante.

Schéma

Propriétés générales

Basés sur une technologie innovante les liquides ioniques ont pour caractéristiques d'être :

  • Non volatils,
  • Ininflammables,
  • Bonne stabilité thermique (jusqu'à 400 °C) et chimique (air, eau),
  • Hydrophobes ou Hydrophiles,
  • Bons conducteurs (jusqu'à 20 mS/cm),
  • Large fenêtre électrochimique (jusqu'à 6 Volts).

Les propriétés physico-chimiques des liquides ioniques dépendent de la nature et de la taille des deux ions qui les constituent. Par exemple les liquides ioniques contenant des anions chlorure, bromure ou trifluoroacétate sont très solubles dans l'eau (hydrophiles). Inversement lorsqu'ils sont associés à un anion tel que l'hexafluorophosphate ou le bis(triflyl)amidure la solubilité dans l'eau est très limitée (hydrophobes), formant deux phases liquides.

Avantages

  • Plus sûrs pour l'environnement et l'utilisateur (non volatils et ininflammables).
  • Optimisation des procédés : meilleures sélectivités et augmentation des rendements.
  • Immobilisation du catalyseur ou biocatalyseur dans les liquides ioniques.
  • Modulation des caractéristiques physico-chimiques pour une application donnée par changement de la nature du couple cation/anion et modifications structurelles aisées.
  • Fort pouvoir solvant sur une grande variété de composés : matériaux organiques, inorganiques, métaux de transition, enzymes, cellulose, polyols, polymères, etc.
  • Recyclages sans perte d'activité.