JP2002187892A - Addition compound of ionic metal complex - Google Patents

Addition compound of ionic metal complex

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JP2002187892A
JP2002187892A JP2000384112A JP2000384112A JP2002187892A JP 2002187892 A JP2002187892 A JP 2002187892A JP 2000384112 A JP2000384112 A JP 2000384112A JP 2000384112 A JP2000384112 A JP 2000384112A JP 2002187892 A JP2002187892 A JP 2002187892A
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Japan
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ion
metal complex
alkyl
ionic metal
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Application number
JP2000384112A
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Japanese (ja)
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Shoichi Tsujioka
辻岡  章一
Hiroshige Takase
高瀬  浩成
Mikihiro Takahashi
幹弘 高橋
Hiromi Sugimoto
博美 杉本
Makoto Koide
誠 小出
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Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an addition compound of an ionic metal complex excellently usable as an electrolyte for electrochemical devices such as lithium battery, lithium ion battery and electric double layer capacitor, a catalyst, etc. SOLUTION: The compound is an addition compound of a compound expressed by general formula II (M is a transition metal or an element of the group III, IV or V of the periodic table; and Aa+ is a metal ion, hydrogen ion or an onium ion) and an ester compound, an ether compound, a nitrile compound, an alcohol compound, an amide compound or a ketone compound.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、リチウム電池、リチウ
ムイオン電池、電気二重層キャパシタ等の電気化学ディ
バイス用電解質、ポリオレフィン等の重合触媒、また
は、有機合成用触媒として利用される新規の化学構造を
有するイオン性金属錯体の付加化合物に関する。
The present invention relates to a novel chemical structure used as an electrolyte for electrochemical devices such as lithium batteries, lithium ion batteries, electric double layer capacitors, polymerization catalysts such as polyolefins, or catalysts for organic synthesis. And an addition compound of an ionic metal complex having the formula:

【0002】[0002]

【従来技術】従来、PF6 -、BF4 -、AsF6 -のような
ルイス酸とFイオンの結合したイオン性錯体は、その溶
解性、イオン解離性が高いという特性のため、電気化学
ディバイス用支持電解質、ポリオレフィン等の重合触
媒、または有機合成用触媒等の用途に使用されてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, ionic complexes such as PF 6 , BF 4 , and AsF 6 in which a Lewis acid and F ion are bonded have high solubility and ion dissociation properties. It has been used for applications such as supporting electrolytes for polymerization, polymerization catalysts such as polyolefins, or catalysts for organic synthesis.

【0003】応用範囲が多種多様化している中で、それ
ぞれの用途に対する最適なイオン性錯体が探索されてお
り、その性質として耐熱性、耐加水分解性、低毒性、リ
サイクル性等が求められている。そうした経緯の中で本
発明者らは、これまでに一般式(1)で示される化学構
造式よりなる新規イオン性金属錯体を見出し、開示し
た。これらの錯体は、アニオンとカチオンの相互作用が
非常に弱いため、電解質としてはイオン解離性が高く、
触媒としては活性が高いという非常に優れた性質を有す
る。しかし、そのために水などの悪影響を及ぼす不純物
がカチオンに配位し、その不純物が特性を劣化させ、一
度配位した不純物は乾燥等の精製で除去することが非常
に困難であるという問題点を有する。
[0003] As the range of application is diversified, the most suitable ionic complex for each application is being sought. I have. In such circumstances, the present inventors have found and disclosed a novel ionic metal complex having the chemical structural formula represented by the general formula (1). These complexes have a very weak interaction between anions and cations, so they have high ionic dissociation properties as electrolytes,
As a catalyst, it has very excellent properties of high activity. However, because of this, impurities having adverse effects such as water coordinate to the cations, and the impurities deteriorate the characteristics, and the impurities once coordinated are very difficult to remove by purification such as drying. Have.

【0004】[0004]

【問題点を解決するための具体的手段】本発明者らは、
かかる従来技術の問題点に鑑み鋭意検討の結果、新規の
化学構造的な特徴を有するイオン性金属錯体に有機化合
物を付加させた付加化合物を見出し本発明に到達したも
のである。
[Specific means for solving the problem]
As a result of intensive studies in view of the problems of the prior art, the present inventors have found an additional compound obtained by adding an organic compound to an ionic metal complex having a novel chemical structural feature, and have reached the present invention.

【0005】すなわち本発明は、一般式(1)で示され
る化学構造式よりなる化合物と、該化合物1分子に対し
て、有機化合物が1から6分子配位していることを特徴
とするイオン性金属錯体付加化合物で、
That is, the present invention provides a compound having the chemical structural formula represented by the general formula (1), wherein one molecule of the compound is coordinated with one to six organic compounds. A metal complex adduct,

【0006】[0006]

【化2】 Embedded image

【0007】Mは、遷移金属、周期律表の III族、IV
族、またはV族元素、Aa+は、金属イオン、水素イオ
ン、またはオニウムイオン、aは、1〜3、bは、1〜
3、pは、b/a、mは1〜3、nは、0〜4、qは、
0または1をそれぞれ表し、X1は、O、S、NR5、ま
たはNR56で、R1とR2は、それぞれ独立で、H、ハ
ロゲン、C1〜C10のアルキル、またはC1〜C10のハロ
ゲン化アルキル、R3は、C1〜C10のアルキレン、C1
〜C10のハロゲン化アルキレン、C4〜C20のアリー
ル、またはC4〜C20のハロゲン化アリール、R4は、ハ
ロゲン、C1〜C10のアルキル、C1〜C10のハロゲン化
アルキル、C4〜C20のアリール、C4〜C20のハロゲン
化アリール、またはX27、X2は、O、S、NR5、ま
たはNR56、R5、R6は、H、またはC1〜C10のア
ルキル、R7は、C1〜C10のアルキル、C1〜C10のハ
ロゲン化アルキル、C4〜C20のアリール、またはC4
20のハロゲン化アリールをそれぞれ表すものであり、
付加する有機化合物が、エステル化合物、エーテル化合
物、ニトリル化合物、アルコール化合物、アミド化合
物、またはケトン化合物であることを特徴とするイオン
性金属錯体付加化合物を提供するものである。
M is a transition metal, group III of the periodic table, IV
Group or group V element, A a + is a metal ion, hydrogen ion, or onium ion, a is 1 to 3, b is 1 to
3, p is b / a, m is 1-3, n is 0-4, q is
X 1 is O, S, NR 5 , or NR 5 R 6 , and R 1 and R 2 are each independently H, halogen, C 1 -C 10 alkyl, or C alkyl halide 1 -C 10, R 3 is alkylene of C 1 ~C 10, C 1
Aryl halides -C halogenation of 10 alkylene, a C 4 -C 20 aryl or C 4 ~C 20,, R 4 is halogen, alkyl of C 1 -C 10, alkyl halide C 1 -C 10 , C 4 -C 20 aryl, C 4 -C 20 aryl halide, or X 2 R 7 , X 2 is O, S, NR 5 , or NR 5 R 6 , R 5 , R 6 is H Or C 1 -C 10 alkyl, R 7 is C 1 -C 10 alkyl, C 1 -C 10 halogenated alkyl, C 4 -C 20 aryl, or C 4 -C 20 aryl.
A C 20 aryl halide,
An object of the present invention is to provide an ionic metal complex addition compound, wherein the organic compound to be added is an ester compound, an ether compound, a nitrile compound, an alcohol compound, an amide compound, or a ketone compound.

【0008】なお、本発明で用いるアルキル、ハロゲン
化アルキル、アリール、ハロゲン化アリールは、分岐や
水酸基、エーテル結合等の他の官能基を持つものも含
む。
[0008] The alkyl, alkyl halide, aryl and aryl halide used in the present invention include those having other functional groups such as a branch, a hydroxyl group and an ether bond.

【0009】以下に、本発明をより詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0010】ここで、まず本発明で使用される一般式
(1)で示される化合物の具体例を次に示す。
First, specific examples of the compound represented by the general formula (1) used in the present invention are shown below.

【0011】[0011]

【化3】 Embedded image

【0012】[0012]

【化4】 Embedded image

【0013】[0013]

【化5】 Embedded image

【0014】[0014]

【化6】 Embedded image

【0015】[0015]

【化7】 Embedded image

【0016】[0016]

【化8】 Embedded image

【0017】[0017]

【化9】 Embedded image

【0018】[0018]

【化10】 Embedded image

【0019】[0019]

【化11】 Embedded image

【0020】ここではAa+としてリチウムイオンを挙げ
ているが、リチウムイオン以外のカチオンとして、例え
ば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウム
イオン、カルシウムイオン、バリウムイオン、セシウム
イオン、銀イオン、亜鉛イオン、銅イオン、コバルトイ
オン、鉄イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、チ
タンイオン、鉛イオン、クロムイオン、バナジウムイオ
ン、ルテニウムイオン、イットリウムイオン、ランタノ
イドイオン、アクチノイドイオン、テトラブチルアンモ
ニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テト
ラメチルアンモニウムイオン、トリエチルメチルアンモ
ニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、ピリジ
ニウムイオン、イミダゾリウムイオン、水素イオン、テ
トラエチルホスホニウムイオン、テトラメチルホスホニ
ウムイオン、テトラフェニルホスホニウムイオン、トリ
フェニルスルホニウムイオン、トリエチルスルホニウム
イオン、等も利用される。
Here, lithium ion is mentioned as A a + , but as cations other than lithium ion, for example, sodium ion, potassium ion, magnesium ion, calcium ion, barium ion, cesium ion, silver ion, zinc ion, copper ion Ion, cobalt ion, iron ion, nickel ion, manganese ion, titanium ion, lead ion, chromium ion, vanadium ion, ruthenium ion, yttrium ion, lanthanoid ion, actinoid ion, tetrabutylammonium ion, tetraethylammonium ion, tetramethylammonium Ion, triethylmethylammonium ion, triethylammonium ion, pyridinium ion, imidazolium ion, hydrogen ion, tetraethylphospho Ion, tetramethyl phosphonium ion, tetraphenylphosphonium ion, triphenylsulfonium ion, triethylsulfonium ion, etc. is also used.

【0021】電気化学的なディバイス等の用途を考慮し
た場合、リチウムイオン、テトラアルキルアンモニウム
イオン、水素イオンが好ましい。Aa+のカチオンの価数
aは、1から3が好ましい。3より大きい場合、結晶格
子エネルギーが大きくなるため、溶媒に溶解することが
困難になるという問題が起こる。そのため溶解度を必要
とする場合は1がより好ましい。アニオンの価数bも同
様に1から3が好ましく、特に1がより好ましい。カチ
オンとアニオンの比を表す定数pは、両者の価数の比b
/aで必然的に決まってくる。
In consideration of applications such as electrochemical devices, lithium ions, tetraalkylammonium ions and hydrogen ions are preferable. The valence a of the A a + cation is preferably from 1 to 3. If it is larger than 3, the crystal lattice energy becomes large, so that there is a problem that it becomes difficult to dissolve in a solvent. Therefore, when solubility is required, 1 is more preferable. Similarly, the valence b of the anion is preferably from 1 to 3, and particularly preferably 1. The constant p representing the ratio of the cation to the anion is the ratio b of the two valences.
/ A inevitably determines.

【0022】本発明の構成の一部である一般式(1)の
イオン性金属錯体は、その中心となるMは、遷移金属、
周期律表のIII族、IV族、またはV族元素から選ばれる。
好ましくは、Al、B、V、Ti、Si、Zr、Ge、
Sn、Cu、Y、Zn、Ga、Nb、Ta、Bi、P、
As、Sc、Hf、またはSbのいずれかであり、さら
に好ましくは、Al、B、またはPである。種々の元素
を中心のMとして利用することは可能であるが、Al、
B、V、Ti、Si、Zr、Ge、Sn、Cu、Y、Z
n、Ga、Nb、Ta、Bi、P、As、Sc、Hf、
またはSbの場合、比較的合成も容易であり、さらにA
l、B、またはPの場合、合成の容易性のほか、低毒
性、安定性、コストとあらゆる面で優れた特性を有す
る。
In the ionic metal complex of the general formula (1) which is a part of the constitution of the present invention, the center M is a transition metal,
It is selected from Group III, Group IV, or Group V elements of the periodic table.
Preferably, Al, B, V, Ti, Si, Zr, Ge,
Sn, Cu, Y, Zn, Ga, Nb, Ta, Bi, P,
It is any of As, Sc, Hf, or Sb, and is more preferably Al, B, or P. Although it is possible to use various elements as the central M, Al,
B, V, Ti, Si, Zr, Ge, Sn, Cu, Y, Z
n, Ga, Nb, Ta, Bi, P, As, Sc, Hf,
Alternatively, in the case of Sb, synthesis is relatively easy, and
In the case of l, B or P, in addition to ease of synthesis, it has excellent properties in all aspects such as low toxicity, stability and cost.

【0023】次に、本発明の構成の一部である一般式
(1)で示されるイオン性金属錯体の特徴となる配位子
の部分について説明する。以下、ここではMに結合して
いる有機または無機の部分を配位子と呼ぶ。
Next, a description will be given of a ligand part which is a feature of the ionic metal complex represented by the general formula (1) which is a part of the constitution of the present invention. Hereinafter, the organic or inorganic portion bonded to M is referred to as a ligand.

【0024】一般式(1)中のX1は、O、S、NR5
またはNR56であり、これらのヘテロ原子を介してM
に結合する。ここで、O、S、N以外で結合すること
は、不可能ではないが合成上非常に煩雑なものとなる。
この化合物の特徴として同一の配位子内にX1以外のカ
ルボキシル基(−COO−)によるMとの結合があるた
め、これらの配位子がMとキレート構造を構成してい
る。このキレートの効果により、この化合物の耐熱性、
化学的安定性、耐加水分解性が向上している。この配位
子中の定数qは0または1であるが、特に、0の場合は
このキレートリングが五員環になるため、キレート効果
が最も強く発揮され安定性が増すため好ましい。また、
カルボキシル基による電子吸引効果により中心のMの負
電荷が分散し、アニオンの電気的安定性が増すため、非
常にイオン解離しやすくなり、溶媒への溶解度やイオン
伝導度、触媒活性などが大きくなる。また、その他の耐
熱性、化学的安定性、耐加水分解性も向上する。
X 1 in the general formula (1) is O, S, NR 5 ,
Or NR 5 R 6 , and through these heteroatoms, M
To join. Here, bonding other than O, S, and N is not impossible but very complicated in synthesis.
As a feature of this compound, since the same ligand has a bond to M through a carboxyl group (—COO—) other than X 1 , these ligands form a chelate structure with M. Due to the effect of this chelate, the heat resistance of this compound,
Improved chemical stability and hydrolysis resistance. The constant q in the ligand is 0 or 1. Particularly, when it is 0, the chelating ring becomes a five-membered ring, so that the chelating effect is most strongly exerted and the stability is increased. Also,
The negative charge of the central M is dispersed due to the electron-withdrawing effect of the carboxyl group, and the electrical stability of the anion is increased. . Further, other heat resistance, chemical stability and hydrolysis resistance are also improved.

【0025】R1とR2は、それぞれ独立で、H、ハロゲ
ン、C1〜C10のアルキル、またはC1〜C10のハロゲン
化アルキルから選ばれるものよりなるが、好ましくはR
1とR2の少なくとも一方がフッ素化アルキルであり、さ
らに好ましくは、R1とR2の少なくとも一方がトリフル
オロメチル基である。R1とR2に電子吸引性のハロゲン
やハロゲン化アルキルが存在することにより、中心のM
の負電荷が分散し、アニオンの電気的安定性が増すた
め、非常にイオン解離しやすくなり、溶媒への溶解度や
イオン伝導度、触媒活性などが大きくなる。また、その
他の耐熱性、化学的安定性、耐加水分解性も向上する。
特にこのハロゲンがフッ素の場合がより効果が大きく、
さらにはトリフルオロメチル基の場合が最も効果が大き
くなる。
R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of H, halogen, C 1 -C 10 alkyl and C 1 -C 10 halogenated alkyl.
At least one of 1 and R 2 is a fluorinated alkyl, more preferably, at least one of R 1 and R 2 is a trifluoromethyl group. The presence of an electron-withdrawing halogen or alkyl halide in R 1 and R 2 allows the central M
Is dispersed, and the electrical stability of the anion is increased, so that the ion is easily dissociated, and the solubility in a solvent, ionic conductivity, catalytic activity, and the like are increased. Further, other heat resistance, chemical stability and hydrolysis resistance are also improved.
Especially when the halogen is fluorine, the effect is greater,
Further, the effect is the greatest in the case of a trifluoromethyl group.

【0026】R3は、C1〜C10のアルキレン、C1〜C
10のハロゲン化アルキレン、C4〜C 20のアリール、ま
たはC4〜C20のハロゲン化アリールから選ばれるもの
よりなるが、好ましくは中心のMとキレートリングを形
成したとき、5〜10員環を作るものが好ましい。10
員環よりも大きい場合はキレート効果が小さくなるた
め、好ましくない。また、R3が水酸基やカルボキシル
基を構造内に有する場合は、この部分でさらに、中心の
Mに結合を作ることも可能である。
RThreeIs C1~ CTenAlkylene, C1~ C
TenAlkylene halide, CFour~ C 20The aryl
Or CFour~ C20Selected from aryl halides of
But preferably with a central M and a chelating ring
When formed, those forming a 5- to 10-membered ring are preferred. 10
If it is larger than the member ring, the chelating effect will be smaller
Is not preferred. Also, RThreeIs hydroxyl or carboxyl
If a group is present in the structure,
It is also possible to make a bond to M.

【0027】R4は、ハロゲン、C1〜C4のアルキル、
1〜C4のハロゲン化アルキル、C4〜C20のアリー
ル、C4〜C20のハロゲン化アリール、またはX27
ら選ばれるものよりなるが、好ましくはフッ素が好まし
い。
[0027] R 4 is halogen, alkyl of C 1 -C 4,
Halogenated alkyl C 1 -C 4, aryl C 4 -C 20, an aryl halide of C 4 -C 20, or is made of one selected from X 2 R 7, preferably fluorine being preferred.

【0028】X2は、O、S、NR5、またはNR56
あり、これらのヘテロ原子を介してMに結合する。ここ
で、O、S、N以外で結合することは、不可能ではない
が合成上非常に煩雑なものとなる。
X 2 is O, S, NR 5 , or NR 5 R 6 and is bonded to M via these heteroatoms. Here, bonding other than O, S, and N is not impossible but very complicated in synthesis.

【0029】R5、R6は、H、またはC1〜C10のアル
キルから選ばれるものよりなる。この部分は、他の部分
と異なり電子吸引性基は必要ない。ここに電子吸引性基
を導入した場合、N上の電子密度が低下して、中心のM
に配位することができなくなる。
R 5 and R 6 are each selected from H or C 1 -C 10 alkyl. This part does not need an electron-withdrawing group unlike other parts. When an electron-withdrawing group is introduced here, the electron density on N decreases and the central M
Cannot be coordinated.

【0030】R7は、C1〜C10のアルキル、C1〜C10
のハロゲン化アルキル、C4〜C20のアリール、または
4〜C20のハロゲン化アリールから選ばれるものより
なるが、好ましくはC1〜C10のフッ素化アルキルであ
る。R7に電子吸引性のハロゲン化アルキルが存在する
ことにより、中心のMの負電荷が分散し、アニオンの電
気的安定性が増すため、非常にイオン解離しやすくな
り、溶媒への溶解度やイオン伝導度などが大きくなる。
また、その他の耐熱性、化学的安定性、耐加水分解性も
向上する。特にこのハロゲン化アルキルがフッ素化アル
キルの場合がより効果が大きくなる。また、ここまでに
説明した配位子の数に関係する定数mおよびnは、中心
のMの種類によって決まってくるものであるが、mは1
から3、nは0から4が好ましい。
R 7 is C 1 -C 10 alkyl, C 1 -C 10
Alkyl halides, aryl C 4 -C 20, or C 4 is formed of one selected from an aryl halide of -C 20, preferably fluorinated alkyl C 1 -C 10. The presence of an electron-withdrawing alkyl halide in R 7 disperses the negative charge of the central M, and increases the electrical stability of the anion. Conductivity etc. increase.
Further, other heat resistance, chemical stability and hydrolysis resistance are also improved. In particular, the effect is greater when the alkyl halide is a fluorinated alkyl. The constants m and n related to the number of ligands described so far are determined by the type of M at the center.
To 3, and n is preferably 0 to 4.

【0031】本発明において、一般式(1)のイオン性
金属錯体と付加化合物を形成する有機化合物は、比較的
配位性の高い化合物であり、エステル化合物、エーテル
化合物、ニトリル化合物、アルコール化合物、アミド化
合物、またはケトン化合物等が挙げられる。特に安定性
の面から考えると炭酸エステルまたは、酢酸エステルが
好ましい。具体例としてはプロピレンカ−ボネ−ト、エ
チレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチル
カーボネート、エチルメチルカーボネートが挙げられ
る。
In the present invention, the organic compound which forms an addition compound with the ionic metal complex of the general formula (1) is a compound having relatively high coordination, and is an ester compound, an ether compound, a nitrile compound, an alcohol compound, An amide compound, a ketone compound, or the like can be given. Particularly, from the viewpoint of stability, a carbonate ester or an acetate ester is preferable. Specific examples include propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate.

【0032】本発明のイオン性金属錯体付加化合物は、
一般式(1)で示したイオン性金属錯体を付加させる有
機化合物中に溶解し、その溶液を−20℃から150℃
の温度領域にて蒸発または冷却することにより結晶とし
て析出させる方法により得られる。−20℃より低い温
度では、有機物自体の凝固が起こるため好ましくない。
また、150℃以上の温度では付加化合物が安定に存在
できない。
The ionic metal complex addition compound of the present invention comprises
It is dissolved in an organic compound to which the ionic metal complex represented by the general formula (1) is added, and the solution is heated from -20 ° C to 150 ° C
By evaporating or cooling in the temperature range described above to precipitate as crystals. If the temperature is lower than −20 ° C., solidification of the organic substance itself occurs, which is not preferable.
At a temperature of 150 ° C. or higher, the addition compound cannot be stably present.

【0033】本発明のイオン性金属錯体付加化合物は、
有機化合物が、カチオンに配位しているため、純粋なイ
オン性金属錯体に比べ、熱に対する安定性、加水分解に
対する安定性、保存時の安定性ともに改善されており、
取り扱いが容易になっている。
The ionic metal complex addition compound of the present invention comprises
Since the organic compound is coordinated to the cation, the stability to heat, the stability to hydrolysis, and the stability during storage are both improved compared to the pure ionic metal complex.
Handling is easy.

【0034】また、イオン性金属錯体を溶媒に溶解し、
溶液を調製する際に溶解熱と溶媒和熱により、溶液の温
度が上昇し冷却が必要という問題点があったが、本発明
のイオン性金属錯体付加化合物を使用すれば、この付加
化合物は既に溶媒和した状態であるため、溶媒和熱は発
生しないので、温度上昇も従来の2分の1以下となると
いう長所もある。さらに、溶解速度についても従来のも
のよりも優れている。
Further, the ionic metal complex is dissolved in a solvent,
When preparing a solution, there was a problem that the temperature of the solution was raised due to heat of dissolution and solvation, and cooling was required. Since it is in a solvated state, no heat of solvation is generated, and there is also an advantage that the temperature rise is reduced to half or less of the conventional case. Furthermore, the dissolution rate is superior to the conventional one.

【0035】さらに、本発明のイオン性金属錯体付加化
合物は、有機化合物が、カチオンに配位しているため、
本来ならカチオンに配位した状態で残存する不純物であ
る水も追い出されるため単独の電解質よりも低水分のも
のが得られるという利点がある。
Further, in the ionic metal complex addition compound of the present invention, since the organic compound is coordinated to a cation,
Water, which is an impurity remaining in a state coordinated to a cation, is originally expelled, so that there is an advantage that a water having a lower moisture content than that of a single electrolyte can be obtained.

【0036】本発明のイオン性金属錯体付加化合物は、
純度、取り扱い易さ、それぞれの用途に対する特性にお
いて、従来のイオン性金属錯体より優れている。
The ionic metal complex addition compound of the present invention comprises
It is superior to conventional ionic metal complexes in purity, ease of handling, and properties for each application.

【0037】[0037]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はかかる実施例により限定されるものでは
ない。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0038】実施例1Embodiment 1

【0039】[0039]

【化12】 Embedded image

【0040】上記の構造を有するホウ酸リチウム誘導体
219gをジエチルカーボネート1000gに20℃で
溶解した。この溶液を100℃、150Paの減圧条件
で溶媒を除去することにより、白色の固体278gが得
られた。
219 g of the lithium borate derivative having the above structure was dissolved at 20 ° C. in 1000 g of diethyl carbonate. The solvent was removed from this solution at 100 ° C. under reduced pressure of 150 Pa to obtain 278 g of a white solid.

【0041】得られた固体を元素分析及びNMR分析で
確認したところ、ホウ酸リチウム誘導体1分子にジエチ
ルカーボネートが1分子付加した付加化合物であること
が確認された。
When the obtained solid was confirmed by elemental analysis and NMR analysis, it was confirmed that the obtained solid was an addition compound in which one molecule of lithium borate derivative was added with one molecule of diethyl carbonate.

【0042】実施例2 実施例1と同一のホウ酸リチウム誘導体219gをジメ
チルカーボネート1000gに20℃で溶解した。この
溶液を130℃、150Paの減圧条件で溶媒を除去す
ることにより、白色の固体264gが得られた。
Example 2 219 g of the same lithium borate derivative as in Example 1 was dissolved in 1000 g of dimethyl carbonate at 20 ° C. The solvent was removed from this solution at 130 ° C. and under a reduced pressure of 150 Pa to obtain 264 g of a white solid.

【0043】得られた固体を元素分析及びNMR分析で
確認したところ、ホウ酸リチウム誘導体1分子にジメチ
ルカーボネートが1分子付加した付加化合物であること
が確認された。また、付加化合物の水分をカールフィッ
シャー法により分析したところ、5ppmであった。
When the obtained solid was confirmed by elemental analysis and NMR analysis, it was confirmed that the solid was an addition compound in which one molecule of lithium borate derivative was added with one molecule of dimethyl carbonate. The water content of the additional compound was analyzed by the Karl Fischer method and found to be 5 ppm.

【0044】次に、この付加化合物に40℃のエチレン
カーボネートを添加して、1mol/lの濃度の溶液を
調製した。その際に、付加化合物は瞬時に溶解した。溶
液の温度が溶解熱により10℃上昇した。
Next, ethylene carbonate at 40 ° C. was added to the addition compound to prepare a solution having a concentration of 1 mol / l. At that time, the addition compound dissolved instantaneously. The temperature of the solution increased by 10 ° C. due to the heat of dissolution.

【0045】実施例3 実施例1と同一のホウ酸リチウム誘導体219gをエチ
ルメチルカーボネート1000gに20℃で溶解した。
この溶液を100℃、150Paの減圧条件で溶媒を除
去することにより、白色の固体271gが得られた。
Example 3 The same lithium borate derivative as in Example 1 (219 g) was dissolved in ethyl methyl carbonate (1000 g) at 20 ° C.
The solvent was removed from this solution at 100 ° C. under a reduced pressure of 150 Pa to obtain 271 g of a white solid.

【0046】得られた固体を元素分析及びNMR分析で
確認したところ、ホウ酸リチウム誘導体1分子にエチル
メチルカーボネートが1分子付加した付加化合物である
ことが確認された。
When the obtained solid was confirmed by elemental analysis and NMR analysis, it was confirmed that the obtained solid was an addition compound in which one molecule of ethyl methyl carbonate was added to one molecule of the lithium borate derivative.

【0047】実施例4 実施例1と同様のホウ酸リチウム誘導体219gをエチ
ルメチルカーボネート1000gとエチレンカーボネー
ト44gの混合溶媒に20℃で溶解した。この溶液から
150℃、150Paの減圧条件で溶媒を除去すること
により、白色の固体263gが得られた。
Example 4 219 g of the same lithium borate derivative as in Example 1 was dissolved at 20 ° C. in a mixed solvent of 1,000 g of ethyl methyl carbonate and 44 g of ethylene carbonate. The solvent was removed from this solution at 150 ° C. and under a reduced pressure of 150 Pa to obtain 263 g of a white solid.

【0048】得られた固体の元素分析及びNMR分析を
行いその組成を確認したところ、ホウ酸リチウム誘導体
1分子にエチレンカーボネートが1分子付加した付加化
合物であることが確認された。
The obtained solid was subjected to elemental analysis and NMR analysis to confirm the composition. As a result, it was confirmed that the solid was an addition compound obtained by adding one molecule of ethylene carbonate to one molecule of the lithium borate derivative.

【0049】実施例5Embodiment 5

【0050】[0050]

【化13】 Embedded image

【0051】上記の構造を有するホウ酸リチウム誘導体
133gをジエチルカーボネート1000gに20℃で
溶解した。この溶液を100℃、150Paの減圧条件
で溶媒を除去することにより、白色の固体192gが得
られた。
133 g of the lithium borate derivative having the above structure was dissolved at 20 ° C. in 1000 g of diethyl carbonate. The solvent was removed from this solution at 100 ° C. and under a reduced pressure of 150 Pa to obtain 192 g of a white solid.

【0052】得られた固体を元素分析及びNMR分析で
確認したところ、ホウ酸リチウム誘導体1分子にジエチ
ルカーボネートが1分子付加した付加化合物であること
が確認された。
When the obtained solid was confirmed by elemental analysis and NMR analysis, it was confirmed that the obtained solid was an addition compound in which one molecule of lithium borate derivative was added with one molecule of diethyl carbonate.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明のイオン性金属錯体付加化合物
は、リチウム電池、リチウムイオン電池、電気二重層キ
ャパシタ等の電気化学ディバイス用や触媒用として利用
され、従来のイオン性金属錯体に比べ、純度が高く、優
れた特性を有し、しかも取り扱いやすいイオン性金属錯
体付加化合物を提供することができる。
Industrial Applicability The ionic metal complex addition compound of the present invention is used for electrochemical devices such as lithium batteries, lithium ion batteries, electric double layer capacitors, and catalysts, and has a higher purity than conventional ionic metal complexes. It is possible to provide an ionic metal complex adduct having high properties, excellent properties, and easy handling.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08F 4/42 H01M 10/40 A H01M 10/40 H01G 9/00 301D (72)発明者 高橋 幹弘 埼玉県川越市今福中台2805番地 セントラ ル硝子株式会社化学研究所内 (72)発明者 杉本 博美 埼玉県川越市今福中台2805番地 セントラ ル硝子株式会社化学研究所内 (72)発明者 小出 誠 埼玉県川越市今福中台2805番地 セントラ ル硝子株式会社化学研究所内 Fターム(参考) 4H006 AA01 AB78 AB91 4H048 AA01 AB91 VA50 VA77 VB10 4J015 DA07 5H029 AJ01 AK00 AL00 AM03 AM06 DJ09 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08F 4/42 H01M 10/40 A H01M 10/40 H01G 9/00 301D (72) Inventor Mikihiro Takahashi Saitama 2805, Imafukunakadai, Kawagoe City Chemical Research Laboratory, Central Glass Co., Ltd. (72) Inventor Hiromi Sugimoto 2805, Imafukunakadai, Kawagoe City, Saitama Prefecture Chemical Research Laboratory, Central Glass Co., Ltd. 2805, Imafuku-Nakadai, Japan F-term (reference) in Chemical Laboratory, Central Glass Co., Ltd. 4H006 AA01 AB78 AB91 4H048 AA01 AB91 VA50 VA77 VB10 4J015 DA07 5H029 AJ01 AK00 AL00 AM03 AM06 DJ09

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式(1)で示される化学構造式より
なる化合物と、該化合物1分子に対して、有機化合物が
1から6分子配位していることを特徴とするイオン性金
属錯体付加化合物。 【化1】 Mは、遷移金属、周期律表の III族、IV族、またはV族
元素、Aa+は、金属イオン、水素イオン、またはオニウ
ムイオン、aは、1〜3、bは、1〜3、pは、b/
a、mは、1〜3、nは、0〜4、qは、0または1を
それぞれ表し、X1は、O、S、NR5、またはNR
56、R1とR2は、それぞれ独立で、H、ハロゲン、C
1〜C10のアルキル、またはC1〜C10のハロゲン化アル
キル、R3は、C1〜C10のアルキレン、C1〜C10のハ
ロゲン化アルキレン、C4〜C20のアリール、またはC4
〜C20のハロゲン化アリール、R4は、ハロゲン、C1
10のアルキル、C1〜C10のハロゲン化アルキル、C4
〜C20のアリール、C4〜C20のハロゲン化アリール、
またはX27、X2は、O、S、NR5、またはNR
56、R5、R6は、H、またはC1〜C10のアルキル、
7は、C1〜C10のアルキル、C1〜C10のハロゲン化
アルキル、C4〜C20のアリール、またはC4〜C20のハ
ロゲン化アリールをそれぞれ表す。
1. An ionic metal complex comprising a compound having the chemical structural formula represented by the general formula (1) and one to six organic compounds coordinated to one molecule of the compound. Addition compound. Embedded image M is a transition metal, a group III, IV, or V element of the periodic table, A a + is a metal ion, hydrogen ion, or onium ion, a is 1-3, b is 1-3, p Is b /
a and m represent 1 to 3; n represents 0 to 4; and q represents 0 or 1, and X 1 represents O, S, NR 5 , or NR.
5 R 6 , R 1 and R 2 are each independently H, halogen, C
Alkyl of 1 -C 10 halogenated alkyl of C 1 ~C 10,, R 3 is alkylene of C 1 -C 10, halogenated alkylene of C 1 -C 10, aryl of C 4 -C 20 or C, Four
Aryl halide to C 20 , R 4 is halogen, C 1 to
Alkyl of C 10, alkyl halide C 1 ~C 10, C 4
Aryl -C 20, an aryl halide of C 4 -C 20,
Or X 2 R 7 and X 2 are O, S, NR 5 , or NR
5 R 6 , R 5 , R 6 are H or C 1 -C 10 alkyl,
R 7 represents alkyl of C 1 -C 10, alkyl halide C 1 -C 10, of C 4 -C 20 aryl, or C 4 -C 20 in the aryl halide, respectively.
【請求項2】 Mが、Al、B、V、Ti、Si、Z
r、Ge、Sn、Cu、Y、Zn、Ga、Nb、Ta、
Bi、P、As、Sc、Hf、またはSbのいずれかで
あることを特徴とする請求項1記載のイオン性金属錯体
付加化合物。
2. M is Al, B, V, Ti, Si, Z
r, Ge, Sn, Cu, Y, Zn, Ga, Nb, Ta,
2. The ionic metal complex addition compound according to claim 1, wherein the compound is any one of Bi, P, As, Sc, Hf, and Sb.
【請求項3】 Aa+が、Liイオン、または4級アンモ
ニウムイオンのいずれかであることを特徴とする請求項
1記載のイオン性金属錯体付加化合物。
3. The ionic metal complex addition compound according to claim 1, wherein A a + is one of a Li ion and a quaternary ammonium ion.
【請求項4】 請求項1記載の有機化合物が、エステル
化合物、エーテル化合物、ニトリル化合物、アルコール
化合物、アミド化合物、またはケトン化合物であること
を特徴とするイオン性金属錯体付加化合物。
4. An ionic metal complex-added compound, wherein the organic compound according to claim 1 is an ester compound, an ether compound, a nitrile compound, an alcohol compound, an amide compound, or a ketone compound.
【請求項5】 エステル化合物が炭酸エステル、または
酢酸エステルであることを特徴とする請求項4記載のイ
オン性金属錯体付加化合物。
5. The ionic metal complex addition compound according to claim 4, wherein the ester compound is a carbonate ester or an acetate ester.
【請求項6】 炭酸エステルがプロピレンカ−ボネ−
ト、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ
メチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのいず
れかであることを特徴とする請求項5記載のイオン性金
属錯体付加化合物。
6. Carbonate is propylene carbonate.
6. The ionic metal complex addition compound according to claim 5, wherein the ionic metal complex addition compound is selected from the group consisting of ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006058465A1 (en) * 2004-12-03 2006-06-08 Institute Of Physics, Chinese Academy Of Sciences Complex plastic-crystal solid electrolyte and its application
CN100413137C (en) * 2003-06-19 2008-08-20 中国科学院物理研究所 Solid electrolyte and uses thereof
US10376868B2 (en) 2015-02-17 2019-08-13 Lg Chem, Ltd. Linear inorganic coordination polymer, metal complex compound, and metal nanostructure and catalyst composition comprising the same

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