JP2001172268A - 環状ポリエーテル化合物および電解質 - Google Patents
環状ポリエーテル化合物および電解質Info
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- Secondary Cells (AREA)
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディスコティック液晶材料として有用な新規
な環状ポリエーテル化合物及びイオン伝導率に異方性が
ある電解質を提供する。 【解決手段】 下記一般式（ＩＩ）で示される環状ポリ
エーテル化合物、及び該環状ポリエーテル化合物の少な
くとも１種と金属塩を含有してなる電解質。 【化１】 （式中、Ｘは−ＣＯ−または−ＣＨ2−を表し、Ｒは炭
素原子数１から２０である直鎖状または分岐状のアルキ
ル基を表す。但し、該アルキル基中の１つ以上の−ＣＨ
2−はＯ、ＣＯ、１，４−フェニレン、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−またはエポキシ基で置換されていてもよ
い。また、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子で置
換されていてもよい。）
な環状ポリエーテル化合物及びイオン伝導率に異方性が
ある電解質を提供する。 【解決手段】 下記一般式（ＩＩ）で示される環状ポリ
エーテル化合物、及び該環状ポリエーテル化合物の少な
くとも１種と金属塩を含有してなる電解質。 【化１】 （式中、Ｘは−ＣＯ−または−ＣＨ2−を表し、Ｒは炭
素原子数１から２０である直鎖状または分岐状のアルキ
ル基を表す。但し、該アルキル基中の１つ以上の−ＣＨ
2−はＯ、ＣＯ、１，４−フェニレン、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−またはエポキシ基で置換されていてもよ
い。また、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子で置
換されていてもよい。）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶材料として有
用な新規な環状ポリエーテル化合物および、それを用い
た、電池、センサデバイス等エレクトロニクス分野に用
いる電解質に関する。
用な新規な環状ポリエーテル化合物および、それを用い
た、電池、センサデバイス等エレクトロニクス分野に用
いる電解質に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディスコティック液晶相とは１９７７年
にＳ．Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈｅｒらにより発見された
（“Ｐｒａｍａｎａ”９，４７１頁（１９７７年））液
晶相である。例えば同著者らによって“Ｄｉｓｃｏｔｉ
ｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ”と題して“Ｒｅ
ｐ．Ｐｌｏｇ．Ｐｈｙｓ．”５３，５７頁（１９９０
年）に、あるいは竹中俊介によって“ディスコチック液
晶分子のデザインと合成”と題して日本化学会編・季刊
化学総説２２巻６０頁に解説されているように、ディス
ク（円盤）状のコアに比較的長い側鎖が複数個結合した
化合物にみられる。
にＳ．Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈｅｒらにより発見された
（“Ｐｒａｍａｎａ”９，４７１頁（１９７７年））液
晶相である。例えば同著者らによって“Ｄｉｓｃｏｔｉ
ｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ”と題して“Ｒｅ
ｐ．Ｐｌｏｇ．Ｐｈｙｓ．”５３，５７頁（１９９０
年）に、あるいは竹中俊介によって“ディスコチック液
晶分子のデザインと合成”と題して日本化学会編・季刊
化学総説２２巻６０頁に解説されているように、ディス
ク（円盤）状のコアに比較的長い側鎖が複数個結合した
化合物にみられる。
【０００３】化合物の種類は主にコアの構造によって類
別することができ、６置換ベンゼンおよび３置換ベンゼ
ンの誘導体、フタロシアニンおよびポルフィリンの誘導
体、トリフェニレン、トルクセン、ピリリウムの各誘導
体、トリベンゾシクロノネン誘導体、アザクラウン誘導
体、シクロヘキサン誘導体等があげられる。ディスコテ
ィック液晶の構造的な特徴から、過去、デバイスヘの応
用を示唆するいくつかの報告がなされている。フタロシ
アニンやトリフェニレンのような共役パイ電子を有する
系においては電子（またはホール）のチャネルを提供す
ることができる。（Ｐｉｅｃｈｏｃｋｉ ｅｔ ａｌ．
“Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．”１９８２，１０４，
ｐｐ５２４５）また、コアがアザクラウンのような環状
の場合には中心の空隙部を選択的に分子が通過する分子
チャネルを提供することができることが示唆されてい
る。（Ｌｅｈｎ ｅｔ ａｌ．：“Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．”，１９８５，ｐｐ１
７９４）
別することができ、６置換ベンゼンおよび３置換ベンゼ
ンの誘導体、フタロシアニンおよびポルフィリンの誘導
体、トリフェニレン、トルクセン、ピリリウムの各誘導
体、トリベンゾシクロノネン誘導体、アザクラウン誘導
体、シクロヘキサン誘導体等があげられる。ディスコテ
ィック液晶の構造的な特徴から、過去、デバイスヘの応
用を示唆するいくつかの報告がなされている。フタロシ
アニンやトリフェニレンのような共役パイ電子を有する
系においては電子（またはホール）のチャネルを提供す
ることができる。（Ｐｉｅｃｈｏｃｋｉ ｅｔ ａｌ．
“Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．”１９８２，１０４，
ｐｐ５２４５）また、コアがアザクラウンのような環状
の場合には中心の空隙部を選択的に分子が通過する分子
チャネルを提供することができることが示唆されてい
る。（Ｌｅｈｎ ｅｔ ａｌ．：“Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．”，１９８５，ｐｐ１
７９４）
【０００４】クラウンエーテル誘導体において、ディス
コティック液晶相を有する化合物については、“Ｊ．Ｃ
ｈｅｍ．Ｓｏｃ．”，Ｐｅｒｋｉｎ Ｔｒａｎｓ．１，
１９９３，ｐｐ１４１２、“Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉ
ｑ．Ｃｒｙｓｔ．”，１９９４，ｐｐ１３７及び“Ｉｎ
ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．”，１９
９８，ｐｐ２０５７などで知られているが、そのディス
コティック化合物は限られており、まだ多くの化合物が
知られるには至っていない。種々の目的に対応する為に
は、多種多様な化合物を用意する事が必要である。
コティック液晶相を有する化合物については、“Ｊ．Ｃ
ｈｅｍ．Ｓｏｃ．”，Ｐｅｒｋｉｎ Ｔｒａｎｓ．１，
１９９３，ｐｐ１４１２、“Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉ
ｑ．Ｃｒｙｓｔ．”，１９９４，ｐｐ１３７及び“Ｉｎ
ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．”，１９
９８，ｐｐ２０５７などで知られているが、そのディス
コティック化合物は限られており、まだ多くの化合物が
知られるには至っていない。種々の目的に対応する為に
は、多種多様な化合物を用意する事が必要である。
【０００５】一方、電解質については、１９７３年にＷ
ｒｉｇｈｔらによって、ポリエチレンオキシド（ＰＥ
Ｏ）とアルカリ金属塩の錯体イオン伝導が報告され、１
９７９年にＡｒｍａｎｄらにより電池に用いる電解質の
可能性が示された事により、固体電解質の研究が世界的
に広まった。固体電解質は形状が液体ではないので、部
外への漏れが無く、耐熱性、信頼性、安全性、デバイス
の小型化に対して液状電解質に比べ有利である。また、
有機物は無機物に比べ柔軟である為、加工し易いという
利点がある。
ｒｉｇｈｔらによって、ポリエチレンオキシド（ＰＥ
Ｏ）とアルカリ金属塩の錯体イオン伝導が報告され、１
９７９年にＡｒｍａｎｄらにより電池に用いる電解質の
可能性が示された事により、固体電解質の研究が世界的
に広まった。固体電解質は形状が液体ではないので、部
外への漏れが無く、耐熱性、信頼性、安全性、デバイス
の小型化に対して液状電解質に比べ有利である。また、
有機物は無機物に比べ柔軟である為、加工し易いという
利点がある。
【０００６】一般に電解質のイオン伝導率はキャリア密
度と電荷、イオン伝導度の積で表される為にイオンを解
離する為の高い極性と解離したイオンを移動させる為の
低い粘性が必要とされる。その観点では、ＰＥＯは固体
電解質として十分な特性を備えているとは言えない。そ
もそもＰＥＯのイオン輸送機構はドナー性極性基部分へ
の配位により解離されたイオンが熱によるセグメント運
動により次々に手渡される配位子交換によるものであ
る。その為に温度依存性を受け易い。また、キャリア密
度を増加させる為に金属イオンを多く溶解させると結晶
化が起こり、逆にイオン移動度が低下してしまう。この
結晶化を防ぐ為にウレタン架橋ＰＥＯ（Ｍ．Ｗａｔａｎ
ａｂｅ ｅｔ ａｌ．，“Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｉ
ｏｎｉｃｓ”，２８〜３０，９１１，１９８８）、更に
は低温でのイオン伝導度を向上させる為に架橋部分に側
鎖を導入したＰＥＯ（第４０回高分子討論会予稿集，３
７６６，１９９１）も開発されている。また最近ではＰ
ＥＯの末端基に塩を導入した溶融塩型のＰＥＯ（Ｋ．Ｉ
ｔｏ ｅｔ ａｌ．，“Ｅｌｅｃｔｏｌｏｃｈｉｍ．Ａ
ｃｔａ”，４２，１５６１，１９９７）も開発されてい
る。しかしながら、現状ではまだイオン伝導率が十分に
得られない為に高誘電率有機溶媒と低粘度溶媒を混合し
た電解液あるいは電解液を有機高分子で固定化したゲル
電解質が主流となっている。また、固体電解質を電池デ
バイスとして利用する場合、イオン輸送効率だけではな
く電極との接触面において電気化学反応の効率性が問題
となっている。
度と電荷、イオン伝導度の積で表される為にイオンを解
離する為の高い極性と解離したイオンを移動させる為の
低い粘性が必要とされる。その観点では、ＰＥＯは固体
電解質として十分な特性を備えているとは言えない。そ
もそもＰＥＯのイオン輸送機構はドナー性極性基部分へ
の配位により解離されたイオンが熱によるセグメント運
動により次々に手渡される配位子交換によるものであ
る。その為に温度依存性を受け易い。また、キャリア密
度を増加させる為に金属イオンを多く溶解させると結晶
化が起こり、逆にイオン移動度が低下してしまう。この
結晶化を防ぐ為にウレタン架橋ＰＥＯ（Ｍ．Ｗａｔａｎ
ａｂｅ ｅｔ ａｌ．，“Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｉ
ｏｎｉｃｓ”，２８〜３０，９１１，１９８８）、更に
は低温でのイオン伝導度を向上させる為に架橋部分に側
鎖を導入したＰＥＯ（第４０回高分子討論会予稿集，３
７６６，１９９１）も開発されている。また最近ではＰ
ＥＯの末端基に塩を導入した溶融塩型のＰＥＯ（Ｋ．Ｉ
ｔｏ ｅｔ ａｌ．，“Ｅｌｅｃｔｏｌｏｃｈｉｍ．Ａ
ｃｔａ”，４２，１５６１，１９９７）も開発されてい
る。しかしながら、現状ではまだイオン伝導率が十分に
得られない為に高誘電率有機溶媒と低粘度溶媒を混合し
た電解液あるいは電解液を有機高分子で固定化したゲル
電解質が主流となっている。また、固体電解質を電池デ
バイスとして利用する場合、イオン輸送効率だけではな
く電極との接触面において電気化学反応の効率性が問題
となっている。
【０００７】クラウンエーテル誘導体において、数分子
がクラウンエーテル環を内側に向けて、１つのディスク
を形成し、そのディスクが縦に連なる事によって形成さ
れるディスコティックカラムナー相を有する化合物につ
いては、“Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓ
ｔ．”，１９９４，ｐｐ１３７、“Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅ
ｍ．Ｓｏｃ．”，１９９６，ｐｐ９８５５及び“Ｉｎｏ
ｒｇ．Ｃｈｅｍ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．”，１９９
８，ｐｐ２０５７などで知られている。しかしながら、
そのディスコティック液晶相を有する化合物は限られて
おり、まだ多くの化合物が知られるには至っていない。
がクラウンエーテル環を内側に向けて、１つのディスク
を形成し、そのディスクが縦に連なる事によって形成さ
れるディスコティックカラムナー相を有する化合物につ
いては、“Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓ
ｔ．”，１９９４，ｐｐ１３７、“Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅ
ｍ．Ｓｏｃ．”，１９９６，ｐｐ９８５５及び“Ｉｎｏ
ｒｇ．Ｃｈｅｍ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．”，１９９
８，ｐｐ２０５７などで知られている。しかしながら、
そのディスコティック液晶相を有する化合物は限られて
おり、まだ多くの化合物が知られるには至っていない。
【０００８】また、クラウンエーテル環をイオン輸送の
チャネルとして利用する事は、特開平１０−１２０７３
０号公報などにおいて知られている。しかしながら、そ
れらの化合物は液晶性を備えてはおらず、磁場配向によ
りカラムナー構造を形成している。本発明の電解質に用
いられる化合物は液晶性を有している為、磁場配向等の
処理を必要とせず、クラウンエーテル環のチャネル構造
を形成する事が出来る。
チャネルとして利用する事は、特開平１０−１２０７３
０号公報などにおいて知られている。しかしながら、そ
れらの化合物は液晶性を備えてはおらず、磁場配向によ
りカラムナー構造を形成している。本発明の電解質に用
いられる化合物は液晶性を有している為、磁場配向等の
処理を必要とせず、クラウンエーテル環のチャネル構造
を形成する事が出来る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
様な従来技術に鑑みてなされたものであり、ディスコテ
ィック液晶材料として有用な新規な環状ポリエーテル化
合物および、それを用いた、電池、センサデバイス等エ
レクトロニクス分野に用いるイオン伝導率に異方性があ
る電解質を提供することを目的とするものである。
様な従来技術に鑑みてなされたものであり、ディスコテ
ィック液晶材料として有用な新規な環状ポリエーテル化
合物および、それを用いた、電池、センサデバイス等エ
レクトロニクス分野に用いるイオン伝導率に異方性があ
る電解質を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、酸素原
子１〜８個を含む６〜１８員環の環状ポリエーテルであ
り、その中の１から８個の酸素原子の少なくとも１個が
下記一般式（Ｉ）で示される置換基で置換されているこ
とを特徴とする環状ポリエーテル化合物である。
子１〜８個を含む６〜１８員環の環状ポリエーテルであ
り、その中の１から８個の酸素原子の少なくとも１個が
下記一般式（Ｉ）で示される置換基で置換されているこ
とを特徴とする環状ポリエーテル化合物である。
【００１１】
【化３】
【００１２】（式中、Ｘは−ＣＯ−または−ＣＨ2−を
表し、Ｒは炭素原子数１から２０である直鎖状または分
岐状のアルキル基を表す。但し、該アルキル基中の１つ
以上の−ＣＨ2−はＯ、ＣＯ、１，４−フェニレン、−
ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−またはエポキシ基で置換され
ていてもよい。また、該アルキル基中の水素原子はフッ
素原子で置換されていてもよい。） 本発明の環状ポリエーテル化合物は、下記一般式（Ｉ
Ｉ）で示される化合物からなる環状ポリエーテルが好ま
しい。
表し、Ｒは炭素原子数１から２０である直鎖状または分
岐状のアルキル基を表す。但し、該アルキル基中の１つ
以上の−ＣＨ2−はＯ、ＣＯ、１，４−フェニレン、−
ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−またはエポキシ基で置換され
ていてもよい。また、該アルキル基中の水素原子はフッ
素原子で置換されていてもよい。） 本発明の環状ポリエーテル化合物は、下記一般式（Ｉ
Ｉ）で示される化合物からなる環状ポリエーテルが好ま
しい。
【００１３】
【化４】
【００１４】（式中、Ｘは−ＣＯ−または−ＣＨ2−を
表し、Ｒは炭素原子数１から２０である直鎖状または分
岐状のアルキル基を表す。但し、該アルキル基中の１つ
以上の−ＣＨ2−はＯ、ＣＯ、１，４−フェニレン、−
ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−またはエポキシ基で置換され
ていてもよい。また、該アルキル基中の水素原子はフッ
素原子で置換されていてもよい。） 上記の環状ポリエーテル化合物は、液晶相を有するのが
好ましい。
表し、Ｒは炭素原子数１から２０である直鎖状または分
岐状のアルキル基を表す。但し、該アルキル基中の１つ
以上の−ＣＨ2−はＯ、ＣＯ、１，４−フェニレン、−
ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−またはエポキシ基で置換され
ていてもよい。また、該アルキル基中の水素原子はフッ
素原子で置換されていてもよい。） 上記の環状ポリエーテル化合物は、液晶相を有するのが
好ましい。
【００１５】また、本発明は、上記の環状ポリエーテル
化合物の少なくとも１種と金属塩を含有してなることを
特徴とする電解質である。前記電解質は、液晶相を有す
るのが好ましい。前記金属塩がアルカリ金属塩であるの
が好ましい。前記電解質は、重合反応によって固定化さ
れたものが好ましい。前記電解質は、イオン伝導性に異
方性があるのが好ましい。
化合物の少なくとも１種と金属塩を含有してなることを
特徴とする電解質である。前記電解質は、液晶相を有す
るのが好ましい。前記金属塩がアルカリ金属塩であるの
が好ましい。前記電解質は、重合反応によって固定化さ
れたものが好ましい。前記電解質は、イオン伝導性に異
方性があるのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の新規化合物の環状ポリエ
ーテル化合物は、酸素原子１〜８個を含む６〜１８員環
の環状ポリエーテルであり、その中の１から８個の酸素
原子の少なくとも１個が下記一般式（Ｉ）で示される置
換基で置換されていることを特徴とする。
ーテル化合物は、酸素原子１〜８個を含む６〜１８員環
の環状ポリエーテルであり、その中の１から８個の酸素
原子の少なくとも１個が下記一般式（Ｉ）で示される置
換基で置換されていることを特徴とする。
【００１７】
【化５】
【００１８】それらの環状ポリエーテル化合物の中で、
下記一般式（ＩＩ）で示される化合物が好ましい。
下記一般式（ＩＩ）で示される化合物が好ましい。
【００１９】
【化６】
【００２０】上記の一般式（Ｉ）および（ＩＩ）におい
て、Ｘは−ＣＯ−または−ＣＨ2−を表す。
て、Ｘは−ＣＯ−または−ＣＨ2−を表す。
【００２１】Ｒは炭素原子数１から２０である直鎖状ま
たは分岐状のアルキル基を表す。但し、該アルキル基中
の１つ以上の−ＣＨ2−はＯ、ＣＯ、１，４−フェニレ
ン、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−またはエポキシ基で置
換されていてもよい。また、該アルキル基中の水素原子
はフッ素原子で置換されていてもよい。
たは分岐状のアルキル基を表す。但し、該アルキル基中
の１つ以上の−ＣＨ2−はＯ、ＣＯ、１，４−フェニレ
ン、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−またはエポキシ基で置
換されていてもよい。また、該アルキル基中の水素原子
はフッ素原子で置換されていてもよい。
【００２２】また、Ｒは、好ましくは、炭素原子数４か
ら１６の直鎖状のアルコシキ基であり、例えばアルコキ
シ基としてはブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシル
オキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノナ
ニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、
ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシル
オキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ
基などが挙げられる。
ら１６の直鎖状のアルコシキ基であり、例えばアルコキ
シ基としてはブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシル
オキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノナ
ニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、
ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシル
オキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ
基などが挙げられる。
【００２３】また、本発明の電解質は重合化して固定化
することが望ましい。この場合には、Ｒの末端がアクリ
ル基、メタクリル基、エポキシ基、ビニル基といった重
合基をつけたものを重合する方法と他の重合性化合物と
の共重合する方法が望ましい。他の重合性化合物は特に
制限はないが、アクリル酸誘導体、メタクリル酸誘導
体、ビニル誘導体、スチレン誘導体、ウレタン誘導体、
エポキシ誘導体等が挙げられる。本発明の前記環状ポリ
エーテル化合物は、液晶化合物である事が望ましく、特
に好ましくはカラムナー相を有するディスコティック液
晶化合物である。
することが望ましい。この場合には、Ｒの末端がアクリ
ル基、メタクリル基、エポキシ基、ビニル基といった重
合基をつけたものを重合する方法と他の重合性化合物と
の共重合する方法が望ましい。他の重合性化合物は特に
制限はないが、アクリル酸誘導体、メタクリル酸誘導
体、ビニル誘導体、スチレン誘導体、ウレタン誘導体、
エポキシ誘導体等が挙げられる。本発明の前記環状ポリ
エーテル化合物は、液晶化合物である事が望ましく、特
に好ましくはカラムナー相を有するディスコティック液
晶化合物である。
【００２４】また、本発明の電解質は、上記の環状ポリ
エーテル化合物の少なくとも１種と金属塩を含有してな
ることを特徴とする。この前記環状ポリエーテル化合物
と金属塩からなる電解質は、イオン伝導性に異方性のあ
る電解質が提供される。
エーテル化合物の少なくとも１種と金属塩を含有してな
ることを特徴とする。この前記環状ポリエーテル化合物
と金属塩からなる電解質は、イオン伝導性に異方性のあ
る電解質が提供される。
【００２５】金属塩には、ＭＣｌＯ4 、ＭＢＦ4 、ＭＰ
Ｆ6 、ＭＣＦ3 ＳＯ3 （ＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋを示
す。）、ビス［１，２−ベンゼンジオラト（２−）−
Ｏ，Ｏ’］ホウ酸塩、ビス［２，３−ナフタレンジオラ
ト（２−）−Ｏ，Ｏ’］ホウ酸塩といったアルカリ金属
の他ＣｕＳＯ4 、Ｎｉ（ＮＯ3 ）2 、Ｎｉ（ＢＦ4 ）2
等の金属塩を含有している事が望ましい。好ましくはア
ルカリ金属塩であり、より好ましくはリチウム塩であ
る。また、２種類以上の金属塩を含有させる事が出来
る。
Ｆ6 、ＭＣＦ3 ＳＯ3 （ＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋを示
す。）、ビス［１，２−ベンゼンジオラト（２−）−
Ｏ，Ｏ’］ホウ酸塩、ビス［２，３−ナフタレンジオラ
ト（２−）−Ｏ，Ｏ’］ホウ酸塩といったアルカリ金属
の他ＣｕＳＯ4 、Ｎｉ（ＮＯ3 ）2 、Ｎｉ（ＢＦ4 ）2
等の金属塩を含有している事が望ましい。好ましくはア
ルカリ金属塩であり、より好ましくはリチウム塩であ
る。また、２種類以上の金属塩を含有させる事が出来
る。
【００２６】本発明の電解質に用いられるポリエーテル
と金属塩の割合に特に制限はなく、目的とする固体電解
質のイオン伝導度などによって、適宜決定されるもので
あるが、ポリエーテル１ｍｏｌに対し、金属塩０．４〜
１．０ｍｏｌがより好ましい。
と金属塩の割合に特に制限はなく、目的とする固体電解
質のイオン伝導度などによって、適宜決定されるもので
あるが、ポリエーテル１ｍｏｌに対し、金属塩０．４〜
１．０ｍｏｌがより好ましい。
【００２７】本発明の環状ポリエーテル化合物は液晶化
合物である事か、または金属塩を添加した時に液晶相を
有する事が望ましく、特に１分子が１つのディスクを形
成する、または、数分子がクラウンエーテル環を内側に
向けて、１つのディスクを形成し、そのディスクが縦に
連なる事によって形成されるディスコティックカラムナ
ー相を有している事が望ましい。また、イオンの通り道
であるチャネルを形成する為には、カラムナー相が基板
電極に対し、垂直に配向している事が望ましい。
合物である事か、または金属塩を添加した時に液晶相を
有する事が望ましく、特に１分子が１つのディスクを形
成する、または、数分子がクラウンエーテル環を内側に
向けて、１つのディスクを形成し、そのディスクが縦に
連なる事によって形成されるディスコティックカラムナ
ー相を有している事が望ましい。また、イオンの通り道
であるチャネルを形成する為には、カラムナー相が基板
電極に対し、垂直に配向している事が望ましい。
【００２８】以下、本発明で用いられる化合物の具体的
な構造式を表１〜５に示す。但し、本発明はこれらのみ
に限定されるものではない。なお、表中Ｐｈは、１，４
−フェニレンを示す。
な構造式を表１〜５に示す。但し、本発明はこれらのみ
に限定されるものではない。なお、表中Ｐｈは、１，４
−フェニレンを示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
【００３４】クラウンエーテル誘導体の化合物において
は、前述したように“Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．
Ｃｒｙｓｔ．”，１９９４，ｐｐ１３７、“Ｉｎｏｒ
ｇ．Ｃｈｅｍ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．”，１９９
８，ｐｐ２０５７及び特開平１０−１２０７３０号公
報で知られている。しかしながら、は窒素原子を含有
しないクラウンエーテル誘導体である。は側鎖の本数
が少ない為、スメクチック相あるいはカラムナー相を有
しても温度範囲が狭い。はトリフェニレン骨格にクラ
ウン環が直結したもので構造が異なり、液晶性も示さな
い。本発明の前述の一般式（ＩＩ）で示されるクラウン
エーテル誘導体は、他の液晶化合物、非液晶化合物１種
以上と適当な割合で混合する事により、液晶相、液晶転
移温度を調整する事が出来る。
は、前述したように“Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．
Ｃｒｙｓｔ．”，１９９４，ｐｐ１３７、“Ｉｎｏｒ
ｇ．Ｃｈｅｍ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．”，１９９
８，ｐｐ２０５７及び特開平１０−１２０７３０号公
報で知られている。しかしながら、は窒素原子を含有
しないクラウンエーテル誘導体である。は側鎖の本数
が少ない為、スメクチック相あるいはカラムナー相を有
しても温度範囲が狭い。はトリフェニレン骨格にクラ
ウン環が直結したもので構造が異なり、液晶性も示さな
い。本発明の前述の一般式（ＩＩ）で示されるクラウン
エーテル誘導体は、他の液晶化合物、非液晶化合物１種
以上と適当な割合で混合する事により、液晶相、液晶転
移温度を調整する事が出来る。
【００３５】固体電解質の代表的なＰＥＯのイオン輸送
機構は、エチレンオキシドセグメントが絡み合った状態
の中、イオン伝播される為に直線的に移動できる訳では
なく、かなり遠回りしながら移動すると思われる。ま
た、高分子鎖のセグメント運動により伝播される為に、
低温においてその運動性が損なわれると極端に移動度が
低下してしまう。本発明の電解質によるイオン輸送機構
は、ディスコティック液晶の自己集積性を利用する事で
イオンと相互作用するクラウンエーテル環の秩序度を増
大させ、イオンの移動するチャネルを形成させるもので
ある。イオンは、液晶状態により直線的に積み重なった
クラウンエーテル中を何の障害も受けずに、ホッピング
して直線的に移動すると思われる。イオン移動がセグメ
ント運動によらない事により、温度依存性の小さいイオ
ン輸送機構の可能性も示唆される。
機構は、エチレンオキシドセグメントが絡み合った状態
の中、イオン伝播される為に直線的に移動できる訳では
なく、かなり遠回りしながら移動すると思われる。ま
た、高分子鎖のセグメント運動により伝播される為に、
低温においてその運動性が損なわれると極端に移動度が
低下してしまう。本発明の電解質によるイオン輸送機構
は、ディスコティック液晶の自己集積性を利用する事で
イオンと相互作用するクラウンエーテル環の秩序度を増
大させ、イオンの移動するチャネルを形成させるもので
ある。イオンは、液晶状態により直線的に積み重なった
クラウンエーテル中を何の障害も受けずに、ホッピング
して直線的に移動すると思われる。イオン移動がセグメ
ント運動によらない事により、温度依存性の小さいイオ
ン輸送機構の可能性も示唆される。
【００３６】更に、本発明のイオン輸送機構にはイオン
移動に異方性を有する。即ち、カラムナー構造に平行な
方向と垂直な方向のイオン移動は異なり、チャネルが形
成されているカラムナー構造に平行な方向の移動度が高
くなる。これまで、クラウンエーテル環をイオン輸送の
チャネルとして利用する事は、特開平１０−１２０７３
０号公報などにおいて知られている。しかしながら、そ
れらの化合物は液晶性を示してはおらず、特開平１０−
１２０７３０号公報においては磁場配向によリカラムナ
ー構造を形成している。本発明に用いられる電解質は液
晶性を有している為、磁場配向等の処理を必要とせず、
容易にクラウンエーテル環のチャネル構造を形成する事
が出来る。
移動に異方性を有する。即ち、カラムナー構造に平行な
方向と垂直な方向のイオン移動は異なり、チャネルが形
成されているカラムナー構造に平行な方向の移動度が高
くなる。これまで、クラウンエーテル環をイオン輸送の
チャネルとして利用する事は、特開平１０−１２０７３
０号公報などにおいて知られている。しかしながら、そ
れらの化合物は液晶性を示してはおらず、特開平１０−
１２０７３０号公報においては磁場配向によリカラムナ
ー構造を形成している。本発明に用いられる電解質は液
晶性を有している為、磁場配向等の処理を必要とせず、
容易にクラウンエーテル環のチャネル構造を形成する事
が出来る。
【００３７】次に本発明に基づくイオンチャネルの製品
への応用例として、２次電池について述べる。図１は２
次電池の模式的な構成図である。１１は負電極、１２は
正電極である。１３がイオンチャネルを有する電解層で
あって、この電解層を通路として特定極性のイオンが負
電極から正電極へ、あるいは正電極から負電極へ伝達さ
れる。上記負および正の電極はイオンの放出と吸収の機
能、外部デバイスとの連携機能（例えば電子伝導性機
能）、機械的な支持機能等、多義に渉る機能が要求され
ることから通常機能分離された複数の部材からなる複合
体となる場合が多い。
への応用例として、２次電池について述べる。図１は２
次電池の模式的な構成図である。１１は負電極、１２は
正電極である。１３がイオンチャネルを有する電解層で
あって、この電解層を通路として特定極性のイオンが負
電極から正電極へ、あるいは正電極から負電極へ伝達さ
れる。上記負および正の電極はイオンの放出と吸収の機
能、外部デバイスとの連携機能（例えば電子伝導性機
能）、機械的な支持機能等、多義に渉る機能が要求され
ることから通常機能分離された複数の部材からなる複合
体となる場合が多い。
【００３８】負電極１１は外部回路との電子的接続機能
を兼ねた銅、アルミニウム、金、白金などの電子伝導性
支持体１１１に負極活物質１１２をコーティングしたも
のが用いられる。或いは支持体としての機能をかねた負
極活物質を用いることもできる。負極活物質材料として
はＬｉイオン、Ｎａイオン、Ｋイオン等のアルカリイオ
ン、アルカリ土類イオン、水素イオン等のカチオンを放
出する能力を有する材料として金属材料のなかからリチ
ウム金属箔、リチウム−アルミニウム合金等が、高分子
材料のなかから好ましくはｎ型にドープされたポリアセ
チレン、ポリチオフェン、ポリｐ−フェニレン、ポリア
セン等およびその誘導体が、また炭素系材料のなかから
グラファイト（黒鉛）、ピッチ、コークス、有機高分子
の焼結体、あるいはこれらの材料と有機高分子の複合体
が適宜選択的に用いられる。
を兼ねた銅、アルミニウム、金、白金などの電子伝導性
支持体１１１に負極活物質１１２をコーティングしたも
のが用いられる。或いは支持体としての機能をかねた負
極活物質を用いることもできる。負極活物質材料として
はＬｉイオン、Ｎａイオン、Ｋイオン等のアルカリイオ
ン、アルカリ土類イオン、水素イオン等のカチオンを放
出する能力を有する材料として金属材料のなかからリチ
ウム金属箔、リチウム−アルミニウム合金等が、高分子
材料のなかから好ましくはｎ型にドープされたポリアセ
チレン、ポリチオフェン、ポリｐ−フェニレン、ポリア
セン等およびその誘導体が、また炭素系材料のなかから
グラファイト（黒鉛）、ピッチ、コークス、有機高分子
の焼結体、あるいはこれらの材料と有機高分子の複合体
が適宜選択的に用いられる。
【００３９】正電極１２は外部回路との電子的接続機能
を兼ねた銅、アルミニウム、金、白金などの電子伝導性
支持体１２１に正極活物質１２２をコーティングしたも
のが用いられる。或いは支持体としての機能をかねた正
極活物質を用いることもできる。正極活物質材料として
は無機材料のなかからコバルト、バナジウム、チタン、
モリブデン、鉄、マンガンなど遷移金属のカルコゲン化
合物及び酸化物、さらにこれらとリチウムの複合体が、
炭素系材料のなかからグラファイト、弗化カーボンなど
一連の層状化合物、あるいはこれらの材料と有機高分子
の複合体が、高分子材料のなかから好ましくはｐ型また
はｎ型にドープされたポリアセチレン、ポリアニリン、
ポリピロール、ポリチオフェン、ポリｐ−フェニレン、
ポリアセン、ポリフタロシアニン、ポリピリジン等、お
よびこれらの誘導体が適宜選択的に用いられる。
を兼ねた銅、アルミニウム、金、白金などの電子伝導性
支持体１２１に正極活物質１２２をコーティングしたも
のが用いられる。或いは支持体としての機能をかねた正
極活物質を用いることもできる。正極活物質材料として
は無機材料のなかからコバルト、バナジウム、チタン、
モリブデン、鉄、マンガンなど遷移金属のカルコゲン化
合物及び酸化物、さらにこれらとリチウムの複合体が、
炭素系材料のなかからグラファイト、弗化カーボンなど
一連の層状化合物、あるいはこれらの材料と有機高分子
の複合体が、高分子材料のなかから好ましくはｐ型また
はｎ型にドープされたポリアセチレン、ポリアニリン、
ポリピロール、ポリチオフェン、ポリｐ−フェニレン、
ポリアセン、ポリフタロシアニン、ポリピリジン等、お
よびこれらの誘導体が適宜選択的に用いられる。
【００４０】
【実施例】以下、実施例により本発明について更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【００４１】実施例１ Ｎ，Ｎ’−ビス［３、４，５−トリ（ｐ−ドデシロキ
シ）ベンゾイル］−４，１３−ジアザ−１，７，１０，
１６−テトラヒドロシクロオクタデカン（例示化合物Ｎ
ｏ．９）の製造
シ）ベンゾイル］−４，１３−ジアザ−１，７，１０，
１６−テトラヒドロシクロオクタデカン（例示化合物Ｎ
ｏ．９）の製造
【００４２】 ３，４，５−トリドデシロキシベンゾ
イックアシッドの製造 窒素雰囲気下、反応容器に、ドデシロキシブロマイド
９．６２ｇ（３８．６０ｍｍｏｌ）、メチル−３，４，
５−トリヒドロキシベンゾエイト２．２６ｇ（１２．８
７ｍｍｏｌ）、無水炭酸カリウム１７．２ｇ、ジメチル
ホルムアミド１００ｍｌを仕込み、８０℃で２４時間撹
拌した。反応溶液を水に注ぎ、ろ過し、茶色結晶を得
た。結晶をエタノールで２回再結晶した後、７０ｍｌの
６Ｎ水酸化カリウムエタノール溶液を加え、還流下で３
時間撹拌した。反応終了後、６Ｎ塩酸を加え、酸性溶液
にした後、クロロホルムにて抽出した。乾燥後、濃縮
し、シリカゲルクロマトグラフィー（クロロホルム／メ
タノール＝１０／１）で分離精製した後、２−プロパノ
ールで再結晶し、白色固体３，４，５−トリドデシロキ
シベンジロキシベンゾイックアシッド５．５７ｇ（８．
２３ｍｍｏｌ）を得た。収率６３．９％
イックアシッドの製造 窒素雰囲気下、反応容器に、ドデシロキシブロマイド
９．６２ｇ（３８．６０ｍｍｏｌ）、メチル−３，４，
５−トリヒドロキシベンゾエイト２．２６ｇ（１２．８
７ｍｍｏｌ）、無水炭酸カリウム１７．２ｇ、ジメチル
ホルムアミド１００ｍｌを仕込み、８０℃で２４時間撹
拌した。反応溶液を水に注ぎ、ろ過し、茶色結晶を得
た。結晶をエタノールで２回再結晶した後、７０ｍｌの
６Ｎ水酸化カリウムエタノール溶液を加え、還流下で３
時間撹拌した。反応終了後、６Ｎ塩酸を加え、酸性溶液
にした後、クロロホルムにて抽出した。乾燥後、濃縮
し、シリカゲルクロマトグラフィー（クロロホルム／メ
タノール＝１０／１）で分離精製した後、２−プロパノ
ールで再結晶し、白色固体３，４，５−トリドデシロキ
シベンジロキシベンゾイックアシッド５．５７ｇ（８．
２３ｍｍｏｌ）を得た。収率６３．９％
【００４３】 窒素気流下、５０ｍｌナスフラスコ中
で３，４，５−トリドデシロキシベンゾイックアシッド
３ｇ（４．４４ｍｍｏｌ）に塩化チオニルを加え還流下
２時間撹拌した。塩化チオニルを減圧除去した後、ジメ
チルホルムアミド５ｍｌに加熱溶解し、４，１３−ジア
ザ−１，７，１０，１６−テトラヒドロシクロオクタデ
カン５８３ｍｇ（２．２２ｍｍｏｌ）とジメチルアミノ
ピリジン５４４ｍｇ（４．４４ｍｍｏｌ）を順に添加
し、８０℃で２４時間撹拌した。冷却後、冷水を加えク
ロロホルムで抽出、水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾
燥した。溶媒を減圧留去し、シリカゲルクロマト（溶離
液：クロロホルム／エタノール：１００／１）で精製
し、エタノールで再結晶してＮ，Ｎ’−ビス［３、４，
５−トリ（ｐ−ドデシロキシ）ベンゾイル］−４，１３
−ジアザ−１，７，１０，１６−テトラヒドロシクロオ
クタデカン２．０ｇ（収率５１．３％）を得た。構造を
ＩＲ、ＮＭＲを用いて同定した。
で３，４，５−トリドデシロキシベンゾイックアシッド
３ｇ（４．４４ｍｍｏｌ）に塩化チオニルを加え還流下
２時間撹拌した。塩化チオニルを減圧除去した後、ジメ
チルホルムアミド５ｍｌに加熱溶解し、４，１３−ジア
ザ−１，７，１０，１６−テトラヒドロシクロオクタデ
カン５８３ｍｇ（２．２２ｍｍｏｌ）とジメチルアミノ
ピリジン５４４ｍｇ（４．４４ｍｍｏｌ）を順に添加
し、８０℃で２４時間撹拌した。冷却後、冷水を加えク
ロロホルムで抽出、水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾
燥した。溶媒を減圧留去し、シリカゲルクロマト（溶離
液：クロロホルム／エタノール：１００／１）で精製
し、エタノールで再結晶してＮ，Ｎ’−ビス［３、４，
５−トリ（ｐ−ドデシロキシ）ベンゾイル］−４，１３
−ジアザ−１，７，１０，１６−テトラヒドロシクロオ
クタデカン２．０ｇ（収率５１．３％）を得た。構造を
ＩＲ、ＮＭＲを用いて同定した。
【００４４】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ／ＴＭＳ，σｐ
ｐｍ）：０．９（１８Ｈ，ｔ）、１．２−１．６（１２
０Ｈ，ｍ）、３．５−３．８（２４Ｈ，Ｂｒ）、７．６
（４Ｈ，ｓ） ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ-1）：２９２０，２８３０，１７２
０，１６２０，１６００，１５２０，１４８０，
ｐｍ）：０．９（１８Ｈ，ｔ）、１．２−１．６（１２
０Ｈ，ｍ）、３．５−３．８（２４Ｈ，Ｂｒ）、７．６
（４Ｈ，ｓ） ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ-1）：２９２０，２８３０，１７２
０，１６２０，１６００，１５２０，１４８０，
【００４５】得られた化合物の相転移温度を示す。 昇温過程 Ｍ1（１６℃）Ｍ2（６０℃）Ｉｓｏ 降温過程 Ｉｓｏ（４８℃）Ｍ2（５℃）Ｍ1 Ｍ1，Ｍ2：未同定の中間相、Ｉｓｏ：等方相
【００４６】実施例２ Ｎ，Ｎ’−ビス（３，４，５−トリドデシロキシベンジ
ル）−４，１３−ジアザ−１，７，１０，１６−テトラ
ヒドロシクロオクタデカン（例示化合物５５）の製造
ル）−４，１３−ジアザ−１，７，１０，１６−テトラ
ヒドロシクロオクタデカン（例示化合物５５）の製造
【００４７】５０ｍｌの２つ口ナスフラスコ中で、Ｎ，
Ｎ’−ビス［３、４，５−トリ（ｐ−ドデシロキシ）ベ
ンゾイル］−４，１３−ジアザ−１，７，１０，１６−
テトラヒドロシクロオクタデカン（例示化合物Ｎｏ．
９）１ｇ（０．６６ｍｍｏｌ）をジエチルエーテル２０
ｍｌに溶解し、溶液を０℃まで氷冷した。撹拌しながら
ＬｉＡｌＨ4 の１Ｍジエチルエーテル溶液５ｍｌを滴下
し、滴下終了後、ゆっくりと室温まで温度を上げ、さら
にオイルバスで３６時間還流した。冷却後、水０．１ｍ
ｌ、１５％ＮａＯＨａｑ．０．１ｍｌ、水０．５ｍｌを
順にゆっくりと加え反応を停止した。反応溶液をセライ
ト濾過し、クロロホルムで目的物を抽出し、無水硫酸マ
グネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去しアルミナクロ
マト（溶離液：クロロホルム／エタノール：１００／
１）で精製し、Ｎ，Ｎ’−ビス（３，４，５−トリドデ
シロキシベンジル）−４，１３−ジアザ−１，７，１
０，１６−テトラヒドロシクロオクタデカン（例示化合
物５５）０．４ｇ（収率４１．４％）を得た。構造をＩ
Ｒ、ＮＭＲを用いて同定した。
Ｎ’−ビス［３、４，５−トリ（ｐ−ドデシロキシ）ベ
ンゾイル］−４，１３−ジアザ−１，７，１０，１６−
テトラヒドロシクロオクタデカン（例示化合物Ｎｏ．
９）１ｇ（０．６６ｍｍｏｌ）をジエチルエーテル２０
ｍｌに溶解し、溶液を０℃まで氷冷した。撹拌しながら
ＬｉＡｌＨ4 の１Ｍジエチルエーテル溶液５ｍｌを滴下
し、滴下終了後、ゆっくりと室温まで温度を上げ、さら
にオイルバスで３６時間還流した。冷却後、水０．１ｍ
ｌ、１５％ＮａＯＨａｑ．０．１ｍｌ、水０．５ｍｌを
順にゆっくりと加え反応を停止した。反応溶液をセライ
ト濾過し、クロロホルムで目的物を抽出し、無水硫酸マ
グネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去しアルミナクロ
マト（溶離液：クロロホルム／エタノール：１００／
１）で精製し、Ｎ，Ｎ’−ビス（３，４，５−トリドデ
シロキシベンジル）−４，１３−ジアザ−１，７，１
０，１６−テトラヒドロシクロオクタデカン（例示化合
物５５）０．４ｇ（収率４１．４％）を得た。構造をＩ
Ｒ、ＮＭＲを用いて同定した。
【００４８】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ／ＴＭＳ，σｐ
ｐｍ）：０．９（１８Ｈ，ｔ）、１．２−１．６（１２
０Ｈ，ｍ）、３．４−３．８（２８Ｈ，Ｂｒ）、７．４
（４Ｈ，ｓ） ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ-1）：２９２０，２８５０，１６２
０，１４８０
ｐｍ）：０．９（１８Ｈ，ｔ）、１．２−１．６（１２
０Ｈ，ｍ）、３．４−３．８（２８Ｈ，Ｂｒ）、７．４
（４Ｈ，ｓ） ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ-1）：２９２０，２８５０，１６２
０，１４８０
【００４９】実施例３ 実施例１で合成した例示化合物Ｎｏ．９：８０ｍｇ
（０．０５１ｍｍｏｌ）に乾燥ジクロロメタン４ｍｌを
加え、撹拌し完全に溶解させた。それにトリフルオロメ
タンスルホン酸ナトリウム４．２６ｍｇ（０．０２５ｍ
ｍｏｌ）を溶解したＴＨＦ溶液０．７６ｍｌを加え２時
間撹拌した。溶媒をゆっくりと減圧留去した後、減圧乾
燥し、ナトリウム塩６０ｍｏｌ％含有電解質Ａを得た。
（０．０５１ｍｍｏｌ）に乾燥ジクロロメタン４ｍｌを
加え、撹拌し完全に溶解させた。それにトリフルオロメ
タンスルホン酸ナトリウム４．２６ｍｇ（０．０２５ｍ
ｍｏｌ）を溶解したＴＨＦ溶液０．７６ｍｌを加え２時
間撹拌した。溶媒をゆっくりと減圧留去した後、減圧乾
燥し、ナトリウム塩６０ｍｏｌ％含有電解質Ａを得た。
【００５０】得られた電解質Ａの相転移温度を示す。 昇温過程 Ｄｃｏｌ（４３．９℃）Ｉｓｏ 降温過程 Ｉｓｏ（３２．８℃）Ｄｃｏｌ Ｄｃｏｌ：ディスコティックカラムナー相、Ｉｓｏ：等
方相
方相
【００５１】実施例４ 実施例１で合成した例示化合物Ｎｏ．９：８０ｍｏｌ
（０．０５１ｍｍｏｌ）に乾燥ジクロロメタン４ｍｌを
加え、撹拌し完全に溶解させた。それにトリフルオロメ
タンスルホン酸ナトリウム３．２４ｍｇ（０．０１３ｍ
ｍｏｌ）とトリフルオロメタンスルホン酸リチウム２．
１２ｍｇ（０．０１３ｍｍｏｌ）を溶解したＴＨＦ溶液
０．７６ｍｌを加え２時間撹拌した。溶媒をゆっくりと
減圧留去した後、減圧乾燥し、リチウム塩３０ｍｏｌ
％、ナトリウム塩３０ｍｏｌ％含有電解質Ｂを得た。
（０．０５１ｍｍｏｌ）に乾燥ジクロロメタン４ｍｌを
加え、撹拌し完全に溶解させた。それにトリフルオロメ
タンスルホン酸ナトリウム３．２４ｍｇ（０．０１３ｍ
ｍｏｌ）とトリフルオロメタンスルホン酸リチウム２．
１２ｍｇ（０．０１３ｍｍｏｌ）を溶解したＴＨＦ溶液
０．７６ｍｌを加え２時間撹拌した。溶媒をゆっくりと
減圧留去した後、減圧乾燥し、リチウム塩３０ｍｏｌ
％、ナトリウム塩３０ｍｏｌ％含有電解質Ｂを得た。
【００５２】得られた電解質Ｂの相転移温度を示す。 昇温過程 Ｄｃｏｌ（４３．８℃）Ｉｓｏ 降温過程 Ｉｓｏ（３２．８℃）Ｄｃｏｌ Ｄｃｏｌ：ディスコティックカラムナー相、Ｉｓｏ：等
方相
方相
【００５３】実施例５ 実施例１で合成した例示化合物Ｎｏ．９：８０ｍｇ
（０．０５１ｍｍｏｌ）に乾燥ジクロロメタン４ｍｌを
加え、撹拌し完全に溶解させた。それにトリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム２．８８ｍｇ（０．０２５ｍｍ
ｏｌ）を溶解したＴＨＦ溶液０．７６ｍｌを加え２時間
撹拌した。溶媒をゆっくりと減圧留去した後、減圧乾燥
し、リチウム塩６０ｍｏｌ％含有電解質Ｃを得た。
（０．０５１ｍｍｏｌ）に乾燥ジクロロメタン４ｍｌを
加え、撹拌し完全に溶解させた。それにトリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム２．８８ｍｇ（０．０２５ｍｍ
ｏｌ）を溶解したＴＨＦ溶液０．７６ｍｌを加え２時間
撹拌した。溶媒をゆっくりと減圧留去した後、減圧乾燥
し、リチウム塩６０ｍｏｌ％含有電解質Ｃを得た。
【００５４】得られた電解質Ｃの相転移温度を示す。 昇温過程 Ｄｃｏｌ（４３．８℃）Ｉｓｏ 降温過程 Ｉｓｏ（３２．６℃）Ｄｃｏｌ Ｄｃｏｌ：ディスコティックカラムナー相、Ｉｓｏ：等
方相
方相
【００５５】実施例６ 透明電極として厚さ７００ÅのＩＴＯ膜を形成した、厚
さ１．１ｍｍの一対のガラス基板を用意した。一方の基
板上にスペーサーとして、平均粒径２．４μｍのシリカ
ビーズを散布し、一対のガラス基板を貼り合わせ均一な
セルギャップセルを作製した。このセルに実施例３で調
製した電解質Ａを加熱真空注入し、等方相から０．１℃
／ｍｉｎでディスコティックカラムナー相を示す温度ま
で冷却した。
さ１．１ｍｍの一対のガラス基板を用意した。一方の基
板上にスペーサーとして、平均粒径２．４μｍのシリカ
ビーズを散布し、一対のガラス基板を貼り合わせ均一な
セルギャップセルを作製した。このセルに実施例３で調
製した電解質Ａを加熱真空注入し、等方相から０．１℃
／ｍｉｎでディスコティックカラムナー相を示す温度ま
で冷却した。
【００５６】このセルを偏光顕微鏡下でクロスニコル
下、テクスチャーを観察したところ、暗視野が得られ、
ディスコティックカラムナー相がホメオトロピック配向
している事が分かった。次に０．００１〜１００ＫＨ
ｚ、１０ｍＶの交流電圧を印加した時の電流を測定して
複素インピーダンスを測定し、イオン伝導率を算出した
その結果を以下に示す。
下、テクスチャーを観察したところ、暗視野が得られ、
ディスコティックカラムナー相がホメオトロピック配向
している事が分かった。次に０．００１〜１００ＫＨ
ｚ、１０ｍＶの交流電圧を印加した時の電流を測定して
複素インピーダンスを測定し、イオン伝導率を算出した
その結果を以下に示す。
【００５７】 測定温度／℃ イオン伝導率／Ｓ／ｃｍ ２５ ４．０×１０-8
【００５８】次に平均粒径２４μｍのシリカビーズの代
わりに平均粒径２０μｍのシリカビーズを用いる以外
は、同様の手法によりセルを作成し、電解質Ａを注入
し、等方相から２０℃／ｍｉｎで冷却し、偏光顕微鏡下
でテクスチャーを観察したところ、マルチドメイン配向
観察され、ディスコティックカラムナー相がランダム配
向している事がわかった。また、同様な方法で複素イン
ピーダンスを測定し、イオン伝導率を算出した。その結
果を以下に示す。
わりに平均粒径２０μｍのシリカビーズを用いる以外
は、同様の手法によりセルを作成し、電解質Ａを注入
し、等方相から２０℃／ｍｉｎで冷却し、偏光顕微鏡下
でテクスチャーを観察したところ、マルチドメイン配向
観察され、ディスコティックカラムナー相がランダム配
向している事がわかった。また、同様な方法で複素イン
ピーダンスを測定し、イオン伝導率を算出した。その結
果を以下に示す。
【００５９】 測定温度／℃ イオン伝導率／Ｓ／ｃｍ ２５ １．０×１０-8
【００６０】実施例７ 電解質Ａの代わりに電解質Ｂを用いる以外は実施例６と
同様の手法により２種類のセルを作成し、電解質Ｂを注
入し偏光顕微鏡下でテクスチャーを観察したところ、平
均粒径２４μｍのシリカビーズで作成したセルは暗視野
が得られ、ディスコティックカラムナー相がホメオトロ
ピック配向している事が分かったが、平均粒径２０μｍ
のシリカビーズで作成したセルは、マルチドメイン配向
観察されディスコティックカラムナー相がランダム配向
している事が分かった。また、実施例６と同様の方法で
複素インピーダンスを測定し、イオン伝導率を算出し
た。その結果を以下に示す。
同様の手法により２種類のセルを作成し、電解質Ｂを注
入し偏光顕微鏡下でテクスチャーを観察したところ、平
均粒径２４μｍのシリカビーズで作成したセルは暗視野
が得られ、ディスコティックカラムナー相がホメオトロ
ピック配向している事が分かったが、平均粒径２０μｍ
のシリカビーズで作成したセルは、マルチドメイン配向
観察されディスコティックカラムナー相がランダム配向
している事が分かった。また、実施例６と同様の方法で
複素インピーダンスを測定し、イオン伝導率を算出し
た。その結果を以下に示す。
【００６１】平均粒径２．４μｍのシリカビーズ 測定温度／℃ イオン伝導率／Ｓ／ｃｍ ２５ ８．３×１０-7 平均粒径２０μｍのシリカビーズ 測定温度／℃ イオン伝導率／Ｓ／ｃｍ ２５ １．６×１０-7
【００６２】実施例８ 電解質Ａの代わりに電解質Ｃを用いる以外は実施例６と
同様の手法により２種類のセルを作成し、電解質Ｃを注
入し偏光顕微鏡下でテクスチャーを観察したところ、平
均粒径２．４μｍのシリカビーズで作成したセルは暗視
野が得られ、ディスコティックカラムナー相がホメオト
ロピック配向している事が分かったが、平均粒径２０μ
ｍのシリカビーズで作成したセルは、マルチドメイン配
向観察され、ディスコティックカラムナー相がランダム
配向している事が分かった。また、実施例６と同様の方
法で複素インピーダンスを測定し、イオン伝導率を算出
したその結果を以下に示す。
同様の手法により２種類のセルを作成し、電解質Ｃを注
入し偏光顕微鏡下でテクスチャーを観察したところ、平
均粒径２．４μｍのシリカビーズで作成したセルは暗視
野が得られ、ディスコティックカラムナー相がホメオト
ロピック配向している事が分かったが、平均粒径２０μ
ｍのシリカビーズで作成したセルは、マルチドメイン配
向観察され、ディスコティックカラムナー相がランダム
配向している事が分かった。また、実施例６と同様の方
法で複素インピーダンスを測定し、イオン伝導率を算出
したその結果を以下に示す。
【００６３】平均粒径２．４μｍのシリカビーズ 測定温度／℃ イオン伝導率／Ｓ／ｃｍ ２５ ５．５×１０-6 平均粒径２０μｍのシリカビーズ 測定温度／℃ イオン伝導率／Ｓ／ｃｍ ２５ １．０×１０-6
【００６４】実施例６〜８から、本発明の電解質はイオ
ン伝導率に異方性がある事が分かる。また、ディスコテ
ィックカラムナー相がホメオトロピック配向し、イオン
チャネルが形成されている方がイオン伝導率が高く、ま
た温度特性もよい事が分かる。
ン伝導率に異方性がある事が分かる。また、ディスコテ
ィックカラムナー相がホメオトロピック配向し、イオン
チャネルが形成されている方がイオン伝導率が高く、ま
た温度特性もよい事が分かる。
【００６５】
【発明の効果】以上発明した様に、本発明によれば、デ
ィスコティック液晶材料として有用な新規な環状ポリエ
ーテル化合物及び電池、センサデバイス等エレクトロニ
クス分野に用いる電解質においてイオン伝導率に異方性
がある電解質を提供する事が出来る。
ィスコティック液晶材料として有用な新規な環状ポリエ
ーテル化合物及び電池、センサデバイス等エレクトロニ
クス分野に用いる電解質においてイオン伝導率に異方性
がある電解質を提供する事が出来る。
【図１】２次電池の模式的な構成図である。
１１ 負電極 １１１ 電子伝導性支持体 １１２ 負極活物質 １２ 正電極 １２１ 電子伝導性支持体 １２２ 正極活物質 １３ 電解質
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C056 AA10 AB04 AB10 AC10 AD01 AE01 FC02 FC04 5H024 AA02 FF14 HH00 5H029 AJ01 AK02 AK03 AL06 AL12 AL16 AM02 AM04 AM07 BJ11 DJ17 EJ11 HJ02 HJ13
Claims (8)
- 【請求項１】 酸素原子１〜８個を含む６〜１８員環の
環状ポリエーテルであり、その中の１から８個の酸素原
子の少なくとも１個が下記一般式（Ｉ）で示される置換
基で置換されていることを特徴とする環状ポリエーテル
化合物。 【化１】 （式中、Ｘは−ＣＯ−または−ＣＨ2−を表し、Ｒは炭
素原子数１から２０である直鎖状または分岐状のアルキ
ル基を表す。但し、該アルキル基中の１つ以上の−ＣＨ
2−はＯ、ＣＯ、１，４−フェニレン、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−またはエポキシ基で置換されていてもよ
い。また、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子で置
換されていてもよい。） - 【請求項２】 下記一般式（ＩＩ）で示される化合物か
らなる請求項１記載の環状ポリエーテル化合物。 【化２】 （式中、Ｘは−ＣＯ−または−ＣＨ2−を表し、Ｒは炭
素原子数１から２０である直鎖状または分岐状のアルキ
ル基を表す。但し、該アルキル基中の１つ以上の−ＣＨ
2−はＯ、ＣＯ、１，４−フェニレン、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−またはエポキシ基で置換されていてもよ
い。また、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子で置
換されていてもよい。） - 【請求項３】 液晶相を有する請求項１または２記載の
環状ポリエーテル化合物。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の環状
ポリエーテル化合物の少なくとも１種と金属塩を含有し
てなることを特徴とする電解質。 - 【請求項５】 液晶相を有する請求項４記載の電解質。
- 【請求項６】 前記金属塩がアルカリ金属塩である請求
項４記載の電解質。 - 【請求項７】 重合反応によって固定化された請求項４
乃至６のいずれかの項に記載の電解質。 - 【請求項８】 イオン伝導性に異方性がある請求項４乃
至６のいずれかの項に記載の電解質。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35591499A JP2001172268A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 環状ポリエーテル化合物および電解質 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35591499A JP2001172268A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 環状ポリエーテル化合物および電解質 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001172268A true JP2001172268A (ja) | 2001-06-26 |
Family
ID=18446388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35591499A Pending JP2001172268A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 環状ポリエーテル化合物および電解質 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001172268A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010245034A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-28 | Sanyo Chem Ind Ltd | リチウム二次電池用電解液 |
| JP2016139585A (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Tdk株式会社 | イオン導電性固体電解質 |
| JP2018101621A (ja) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | 本田技研工業株式会社 | バッテリー用の液体電解質 |
-
1999
- 1999-12-15 JP JP35591499A patent/JP2001172268A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010245034A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-28 | Sanyo Chem Ind Ltd | リチウム二次電池用電解液 |
| JP2016139585A (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Tdk株式会社 | イオン導電性固体電解質 |
| JP2018101621A (ja) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | 本田技研工業株式会社 | バッテリー用の液体電解質 |
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