JP2005314332A - イオン性液体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 各種電気デバイス用材料、各種反応用溶媒として広く使用が可能な、水と相分離する疎水性を示すイオン性液体およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 フルオロアルキル硫酸アニオン、フルオロシクロアルキル硫酸アニオンおよびフルオロベンジル硫酸アニオンからなる群から選ばれる少なくとも１つのアニオンを含有し、水と相分離する疎水性を示すイオン性液体。このイオン性液体中のハロゲン化物イオンの含有濃度を７０ｐｐｍ以下とすることができる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、水と相分離する疎水性を示すイオン性液体およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、ハロゲン化物イオンの含有濃度が少なく、電気デバイス用材料、各種反応用溶媒などに好ましく適用できるイオン性液体およびその製造方法に関する。

イオン性液体は、一般にイミダゾリウムなどのカチオンと、適当なアニオン（Ｂｒ^-、Ｃｌ^-、ＲＳＯ₄ ^-、ＢＦ₄ ^-、ＰＦ₆ ^-、(ＣＦ₃ＳＯ₂)₂Ｎ^-など）との組み合わせで構成され、高いイオン伝導性や優れた熱安定性を示すため電池やコンデンサなどの電解液、各種化学反応の溶媒などへの応用が広く研究されている。

一般にイオン性液体は、ＰＦ₆ ^-、(ＣＦ₃ＳＯ₂)₂Ｎ^-など一部の高価なアニオンを有するものを除いて親水性である。たとえば、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムカチオンとＢＦ₄ ^-とを含有するイオン性液体は、親水性を有する。かかる親水性のイオン性液体は、吸湿性が大きく、用途が限定される。

かかるイオン性液体の合成方法としては、目的とするイオン性液体を構成するカチオンを含むハロゲン化物と、目的とするイオン性液体を構成するアニオンを含む塩とを反応させるイオン交換反応が最も一般的である（たとえば、非特許文献１の４頁参照）。しかし、この場合には反応途中で生じるハロゲン化物イオンがイオン性液体中に残る欠点がある。

イオン性液体は高温でも気化しない特性を有するために蒸留による精製が行えないので、一度合成されたイオン性液体からハロゲン化物イオンなどの不純物を取り除くことは容易ではない（たとえば、非特許文献１の２５頁参照）。したがって、同一種のイオン性液体であっても、不純物として含有されるハロゲン化物イオンの濃度が異なることがしばしばあり、このため融点、密度などの物性値が異なってくる。このようにイオン性液体の品質は十分に保証されているとは言えない状況がある。

たとえば、同一種の１−エチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートであっても、融点が−１６.１５℃、−１７.１５℃、密度が１.５２ｇ／ｃｍ³（２１.８５℃）、１.５１８ｇ／ｃｍ³などの複数の異なった値が報告されている（たとえば、非特許文献２〜非特許文献５参照）。

また、イオン性液体は有機合成反応溶媒として使用することも可能であると報告されている。しかし、イオン性液体中でたとえば酵素反応を行う場合には、不純物であるハロゲン化物イオンの含有濃度が問題となる。酵素反応の溶媒としてイオン性液体を用いた場合、溶媒中に含まれる不純物であるハロゲン化物イオンにより酵素が失活してしまい、反応が十分進行しないことがある。最近、イオン液体を反応媒体として用いた酵素反応についての報告がされているが，酵素活性は微量の不純物のために大きく影響を受けるため、同じ酵素を使いながら異なった結果が報告されている（たとえば、非特許文献６参照）。
大野弘幸監修、「イオン性液体」シーエムシー出版（２００３年） P.Bonhote，他４名、Inorg. Chem., 35, p1168 (1996) A. Noda，他２名、J. Phys. Chem. B, 105, p4603 (2001) A. B. McEwen，他３名、Journal of The ElectrachemicalSociety, 146, p1687 (1999) H. L. Ngo，他３名、Thermochim. Acta, 97, p357 (2000) R. A. Sheldon，他４名、Green Chem. 4, p147 (2002)

上記の状況を鑑みて、本発明は、各種電気デバイス用材料、各種反応用溶媒として広く使用が可能な、水と相分離する疎水性を示すイオン性液体およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、フルオロアルキル硫酸アニオン、フルオロシクロアルキル硫酸アニオンおよびフルオロベンジル硫酸アニオンからなる群から選ばれる少なくとも１つアニオンを含有し、水と相分離する疎水性を示すイオン性液体である。

本発明にかかるイオン性液体において、１以上の窒素原子を含む複素環骨格を有するカチオンおよびアンモニウム類カチオンからなる群から選ばれる少なくとも１つのカチオンを含有することができ、ハロゲン化物イオンの含有濃度を７０ｐｐｍ以下、さらには、４５ｐｐｍ以下とすることができる。

また、本発明は、フルオロアルキル硫酸アンモニウム、フルオロシクロアルキル硫酸アンモニウムおよびフルオロベンジル硫酸アンモニウムからなる群から選ばれる少なくとも１つのアンモニウム塩と、１以上の窒素原子を含む複素環骨格を有するハロゲン化物およびアンモニウム類ハロゲン化物からなる群から選ばれる少なくとも１つのハロゲン化物とを反応させて、生成したハロゲン化アンモニウムを除去して、イオン性液体を合成する合成工程と、イオン性液体をアルミナ粉末に接触させることによって、イオン性液体に含まれるハロゲン化物イオンを除去する精製工程とを含むイオン性液体の製造方法である。

本発明にかかるイオン性液体の製造方法における精製工程において、アルミナ粉末を充填したカラムを備えるカラムクロマトグラフィーを用いて、イオン性液体に含まれるハロゲン化物イオンを除去することができる。また、アルミナ粉末を中性のアルミナ粉末とすることができる。

上記のように、本発明によれば、水と相分離する疎水性を示すイオン性液体およびその製造方法を提供することができる。

本発明にかかるイオン性液体は、イオン性液体を構成するアニオンとして、フルオロアルキル硫酸アニオン、フルオロシクロアルキル硫酸アニオンおよびフルオロベンジル硫酸アニオンからなる群から選ばれる少なくとも１つのアニオンを含有し、水と相分離する疎水性を示すものである。イオン性液体を構成するアニオンとして、上記の少なくともいずれかのアニオンを含有することにより、水と相分離する疎水性が得られる。ここで、水と相分離する疎水性を示す液体とは、室温（２５℃）下で純水と混合した後、１２時間放置すれば水と相分離し、２相に分かれる液体をいう。また、親水性を示す液体とは、室温（２５℃）で純水と混合した後、１２時間放置しても水と相分離せず、混ざり合ったままである液体をいう。

ここで、フルオロアルキル硫酸アニオンには、特に制限はないが、疎水性を高める観点から、フルオロアルキル基の炭素数は４以上が好ましく、フルオロアルキル基のフッ素原子数は４以上が好ましい。フルオロアルキル硫酸アニオンとしては、たとえば、４，４，５，５，５−ペンタフルオロ−１−ペンタン硫酸アニオン、２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブチル硫酸アニオン、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンタン硫酸アニオン、１Ｈ，１Ｈ−ペンタデカフルオロ−１−オクタン硫酸アニオンなどが挙げられる。

また、フルオロシクロアルキル硫酸アニオンには、特に制限はないが、疎水性を高める観点から、フルオロシクロアルキル基の炭素数は４以上が好ましく、フルオロシクロアルキル基のフッ素原子数は４以上が好ましい。フルオロシクロアルキル硫酸アニオンとしては、たとえば、２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−デカフルオロシクロへキシル硫酸アニオンなどが挙げられる。

また、フルオロベンジル硫酸アニオンには、特に制限はないが、疎水性を高める観点から、フルオロベンジル基のフッ素原子数は３以上が好ましい。フルオロベンジル硫酸アニオンとしては、たとえば、２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンジル硫酸アニオンなどが挙げられる。

本発明にかかるイオン性液体は、イオン性液体を構成するカチオンとして、１以上の窒素原子を含む複素環骨格を有するカチオンおよびアンモニウム類カチオンからなる群から選ばれる少なくとも１つのカチオンを含有していることが好ましい。上記の少なくともいずれかのカチオンを含有し、上記いずれかのアニオンと組み合わせることにより、高いイオン伝導性と優れた熱安定性を有するイオン性液体が得られる。

ここで、１以上の窒素原子を含む複素環骨格を有するカチオンには、特に制限はないが、高いイオン伝導性と優れた熱安定性を有する観点から、化学式（１）に示すイミダゾリウム類カチオン、化学式（２）に示すピリジニウム類カチオン、化学式（３）に示すピロリジニウム類カチオン、化学式（４）に示すトリアジン誘導体カチオンなどが好ましく挙げられる。化学式（１）〜化学式（４）において、Ｒ₁〜Ｒ₁₉は、それぞれ独立に、Ｈ、アルキル基、アルケニル基またはアルコキシ基を示す。

また、アンモニウム類カチオンには、特に制限はないが、化学式（５）に示すアンモニウム類カチオンが挙げられる。化学式（５）において、Ｒ₂₀〜Ｒ₂₃は、それぞれ独立に、Ｈ、アルキル基、アルケニル基またはアルコキシ基を示す。

イミダゾリウム類カチオンとしては、たとえば、１−エチルイミダゾリウムカチオン、１，３−ジエチルイミダゾリウムカチオン、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−イソブチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムカチオン、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムカチオン、１−（２，２，２−トリフルオロエチル）−３−メチルイミダゾリウムカチオンなどが挙げられる。

ピリジニウム類カチオンとしては、ピリジニウムカチオン、Ｎ−エチルピリジニウムカチオン、Ｎ−ブチルピリジニウムカチオンなどが挙げられる。

ピロリジニウム類カチオンとしては、ピロリジニウムカチオン、２−メチルピロリジニウムカチオン、３−エチルピロリジニウムカチオン、３−ブチルピロリジニウムカチオン、２−ブチルピロリジニウムカチオンなどが挙げられる。

トリアジン誘導体カチオンとしては、１，３−ジエチル−５−メチルトリアジニウムカチオン、１，３−ジメチル−５−エチルトリアジニウムカチオン、１，３−ジエチル−５−ブチルトリアジニウムカチオン、１，３−ジブチル−５−メチルトリアジニウムカチオン、１，３、５−トリブチルトリアジニウムカチオン＝ビス((トリフルオロメチル)スルホニル)アミドなどが挙げられる。

アンモニウム類カチオンとしては、テトラメチルアンモニウムカチオン、トリメチルエチルアンモニウムカチオン、トリメチルブチルアンモニウムカチオン、トリメチルオクチルアンモニウムカチオン、トリエチルブチルアンモニウムカチオン、テトラブチルアンモニウムカチオンなどが挙げられる。

本発明にかかるイオン性液体において、イオン性液体を構成するアニオンとして、フルオロアルキル硫酸アニオン、フルオロシクロアルキル硫酸アニオンおよびフルオロベンジル硫酸アニオンからなる群から選ばれる少なくとも１つのアニオンを含有し、イオン性液体を構成するカチオンとして１以上の窒素原子を含む複素環骨格を有するカチオンおよびアンモニウム類カチオンからなる群から選ばれる少なくとも１つのカチオンを含有するイオン性液体は、以下のようにして製造する。

まず、フルオロアルキル硫酸アンモニウム、フルオロシクロアルキル硫酸アンモニウムおよびフルオロベンジル硫酸アンモニウムからなる群から選ばれる少なくとも１つのアンモニウム塩[ＮＨ₄ ⁺][ＲＦ-ＯＳＯ₃ ^-]と、１以上の窒素原子を含む複素環骨格を有するハロゲン化物およびアンモニウム類ハロゲン化物からなる群から選ばれる少なくとも１つのハロゲン化物[Ｒ(Ｎ)⁺][Ｘ^-]とを反応させると、以下の化学反応式（６）に示すようなイオン交換反応が起こり、ハロゲン化アンモニウム（[ＮＨ₄ ⁺][Ｘ^-]）と[Ｒ(Ｎ)⁺][ＲＦ-ＯＳＯ₃ ^-]とが生成し、ハロゲン化アンモニウムが沈殿する。次に、沈殿したハロゲン化アンモニウムを除去して、[Ｒ(Ｎ)⁺][ＲＦ-ＯＳＯ₃ ^-]からなるイオン性液体が得られる。これが、イオン性液体の合成工程である。

上記イオン性液体には、ハロゲン化アンモニウムとして沈殿しなかったハロゲン化物イオン（[Ｘ^-]）が残存しているため、このイオン性液体をアルミナ粉末に接触させることによって、ハロゲン化物イオンを除去する。これが、イオン性液体の精製工程である。

上記のイオン性液体の精製方法において、イオン性液体とアルミナ粉末との接触方法については特に制限はなく、イオン性液体を溶媒に溶かした後アルミナ粉末を添加して攪拌することも可能であり、イオン性液体を溶媒に溶かしてアルミナ粉末を充填したカラムを通過させることも可能である。除去効率および作業効率に優れる観点から、アルミナ粉末を充填したカラムを備えるカラムクロマトグラフィーを用いることが好ましい。

さらに、除去効率の観点から、アルミナ粉末としては、中性のアルミナ粉末を用いることが好ましい。

上記の精製工程を含む製造方法によって、イオン性液体中のハロゲン化物イオンの含有濃度を７０ｐｐｍ以下、さらには４５ｐｐｍ以下にすることができる。ハロゲン化物イオンの含有濃度が７０ｐｐｍ以下のイオン性液体は、酵素反応において酵素活性の低減が少なく、酵素反応用溶媒としても好ましく用いることができる。さらに、ハロゲン化物イオンの含有濃度が４５ｐｐｍ以下のイオン性液体は、酵素反応において酵素活性の低減がより少なく、酵素反応用溶媒としてもより好ましく用いることができる。

（実施例１）
（１）イオン性液体の合成
まず、よく乾燥した５００ｃｍ³のセパラブルフラスコに、攪拌ペラとリービッヒ還流管を取りつけ、３５.１ｇ（０.１８ｍｏｌ）の３−ブチル−１−メチルイミダゾリウムクロライドと２０ｃｍ³のＤＭＦを入れ、よく攪拌した。次に、５９.１ｇ（０.１８ｍｏｌ）の２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンタン硫酸アンモニウムと１００ｃｍ³のアセトンを、上記セパラブルフラスコ中にすばやく加えた。添加終了後、室温（２５℃）で１２時間攪拌した。沈殿した塩化アンモニウムをセライト上で取り除き、回収されたアセトン溶液から、エバポレーターでアセトンを減圧留去した。ｎ−ヘキサン／酢酸エチル（体積比：３／１）の混合溶媒で洗浄・濃縮した後、再度、アセトンに溶解し、活性炭で脱色した。再度回収されたアセトン溶液から、エバポレーターでアセトンを減圧留去し、８０.６ｇ（収率：９５．２％）の淡褐色のイオン性溶液として１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム＝２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンタン硫酸）を回収した。室温（２５℃）下で、得られた１０ｃｍ³のイオン性液体を、３０ｃｍ³のサンプル瓶に入れられた１０ｃｍ³のイオン交換水に加えてキャップをした後、振とう幅３０ｃｍ、振とう回数６０往復／分で５分間振とうし、１０分間放置すると、図１（ａ）に示すように、水相（上側）とイオン性液体相（下側）とが完全に分離して２相となり、イオン性液体は疎水性を示した。

（２）イオン性液体の精製
次に、上記で得られたイオン性液体５ｃｍ³をアセトン１０ｃｍ³に溶解させ、中性の活性アルミナ（タイプＩ）を５ｃｍ程度充填した円筒型滴下ロート（２０ｃｍ³）に注ぎ、アセトンを洗浄液としてエアーポンプで加圧して通し、さらにアセトンで３回洗浄した。次に、得られたアセトン溶液をエバポレーターで濃縮し、次いで２６６Ｐａ（２ｔｏｒｒ）まで減圧して完全に溶媒を除去した。この方法で精製したイオン性液体中のハロゲン化物イオンの含有濃度をイオンクロマトグラム法（測定機機種：ダイオネクス製ＤＸ−５００（ＧＰ４０、ＥＤ４０）、カラム：ＩｏｎＰａｃ ＡＧ１２Ａ、ＡＳ１２Ａ（直径４ｍｍ×長さ２５０ｍｍ）、溶離液：ＮａＨＣＯ₃（０．３ｍＭ）＋Ｎａ₂ＣＯ₃（２．７ｍＭ）、用離液流量：１．２ｃｍ³／ｍｉｎ、資料注入量：２５×１０^-3ｃｍ³、検出器：電気伝導度検出器)により測定したところ、４３ｐｐｍであった。

以下の実施例７〜実施例９で示すように、中性の活性アルミナによる精製を行わないイオン性液体では、ハロゲン化物イオンの含有濃度は８８ｐｐｍ以上であった。すなわち、中性の活性アルミナはイオン性液体中のハロゲン化物イオンの除去に極めて効果的である。

（３）イオン性液体の特性評価
精製後のイオン性液体のイオン伝導度を、インピーダンス法を用いて測定したところ（測定機器種：ＡＬＳ社製電気化学アナラオザーＡＬＳ６０８Ｂ）、３×１０^-3Ｓ／ｃｍと良好であった。

また、精製後のイオン性液体を１．５ｃｍ³とり、これにＮｏｖｏｚｙｍ ４３５（多孔質アクリル樹脂固定化リパーゼ酵素、Ｎｏｖｏ Ｎｏｒｄｉｓｋ社製）を２５ｃｍ³とラセミ体 ５−フェニル−１−ペンテン−３−オール（（±）−１）（４９．０ｍｇ，０．３０ｍｍｏｌ）、酢酸ビニル（３９．０ｍｇ，０．４５ｍｍｏｌ）を加えて３５℃で撹拌した。２時間後、ジエチルエーテル２ｃｍ³を加えて２相に分離させ、エーテル相をピペットで吸出して分離する操作を２０回行った。集めたエーテル相を減圧濃縮し、シリカゲル薄層クロマトグラフィーで精製し、生成物であるアセタート（Ｓ）−２と未反応の５−フェニル−１−ペンテン−３−オール（Ｒ）−１を単離した。この反応の反応スキームを図２に示す。得られたアセタート（Ｓ）−２と５−フェニル−１−ペンテン−３−オール（Ｒ）−１の光学純度（％ee）を測定し、これらの値から転化率ｃ（％conv）を算出した。算出した転化率ｃ（％conv）を反応時間（ｈｒ）で割った値を相対速度（relative rate）と定義し、この値により酵素活性の評価を行うことにした。この場合の相対速度は２１％conv／ｈｒと大きな値が得られた。

以下で示すように、中性の活性アルミナによる精製を行わないイオン性液体ではハロゲン化物イオン不純物の含有率が高くなる。また、ここで得られた相対速度の値（２１％conv／ｈｒ）は、中性の活性アルミナによる精製を行っていないイオン性液体中で上と同様のＮｏｖｏｚｙｍ ４３５による酵素反応を行った場合に比べて大きな値である。すなわち、中性の活性アルミナによる精製は、イオン性液体中のハロゲン化物イオンの除去に極めて効果的である。これらの結果を表１にまとめた。

（実施例２）
２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンタン硫酸アンモニウムの代わりに、２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブチル硫酸アンモニウムを用いた他は、実施例１と同様にして、イオン性液体である１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム＝２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブチル硫酸を合成した。得られたイオン性液体は疎水性であり、精製後のハロゲン化物イオンの含有濃度は４４ｐｐｍ、イオン伝導度は２．５×１０^-3Ｓ／ｃｍであった。また、精製後のイオン性液体を用いて実験例１と同様の酵素反応を行ったところ、相対速度は２２％conv／ｈｒと大きな値であった。これらの結果を表１にまとめた。

（実施例３）
２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンタン硫酸アンモニウムの代わりに、４，４，５，５，５−ペンタフルオロ−１−ペンタン硫酸アンモニウムを用いた他は、実施例１と同様にして、イオン性液体である１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム＝４，４，５，５，５−ペンタフルオロ−１−ペンタン硫酸を合成した。得られたイオン性液体は疎水性であり、精製後のハロゲン化物イオンの含有濃度は６６ｐｐｍ、イオン伝導度は３．１×１０^-3Ｓ／ｃｍであった。また、精製後のイオン性液体を用いて実験例１と同様の酵素反応を行ったところ、相対速度は１６％conv／ｈｒと大きな値であった。これらの結果を表１にまとめた。

（実施例４）
２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンタン硫酸アンモニウムの代わりに、１Ｈ，１Ｈ−ペンタデカフルオロ−１−オクタン硫酸アンモニウムを用いた他は、実施例１と同様にして、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム＝１Ｈ，１Ｈ−ペンタデカフルオロ−１−オクタン硫酸を合成した。得られたイオン性液体は疎水性であり、精製後のハロゲン化物イオンの含有濃度は６８ｐｐｍ、イオン伝導度は２．４×１０^-3Ｓ／ｃｍであった。また、精製後のイオン性液体を用いて実験例１と同様の酵素反応を行ったところ、相対速度は１７％conv／ｈｒと大きな値であった。これらの結果を表１にまとめた。

（実施例５）
２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンタン硫酸アンモニウムの代わりに、２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンジル硫酸アンモニウムを用いた他は、実施例１と同様にして、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム＝２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンジル硫酸を合成した。得られたイオン性液体は疎水性であり、精製後のハロゲン化物イオンの含有濃度は５１ｐｐｍ、イオン伝導度は２．９×１０^-3Ｓ／ｃｍであった。また、精製後のイオン性液体を用いて実験例１と同様の酵素反応を行ったところ、相対速度は１９％conv／ｈｒと大きな値であった。これらの結果を表１にまとめた。

（実施例６）
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロライドの代わりに、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライドを用いた他、は実施例２と同様にして、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム＝２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブチル硫酸を合成した。得られたイオン性液体は疎水性であり、精製後のハロゲン化物イオンの含有濃度は４０ｐｐｍ、イオン伝導度は２．３×１０^-3Ｓ／ｃｍであった。また、精製後のイオン性液体を用いて実験例１と同様の酵素反応を行ったところ、相対速度は２５％conv／ｈｒと大きな値であった。これらの結果を表１にまとめた。

（実施例７）
実施例１において中性の活性アルミナ（タイプＩ）によるイオン性液体の精製の代わりにＨ₂Ｏによる洗浄を行ったところ、洗浄後のハロゲン化物イオンの含有濃度は１２４ｐｐｍ、イオン伝導度は０．９×１０^-3Ｓ／ｃｍであった。また、洗浄後のイオン性液体を用いて実験例１と同様の酵素反応を行ったところ、相対速度は４．２％conv／ｈｒと非常に小さな値であった。ハロゲン化物イオンと酵素活性の因果関係はまだ完全に明らかではないが、イオン性液体は上記酵素反応を起こさせるのに十分なだけ精製されていない。これらの結果を表２にまとめた。

（実施例８）
実施例１において中性の活性アルミナ（タイプＩ）によるイオン性液体の精製の代わりに飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（室温（２５℃））およびＨ₂Ｏによる洗浄を行ったところ、精製後のハロゲン化物イオンの含有濃度は９８ｐｐｍ、イオン伝導度は２．１×１０^-3Ｓ／ｃｍであった。また、精製後のイオン性液体を用いて実験例１と同様の酵素反応を行ったところ、相対速度は４．２％conv／ｈｒと非常に小さな値であった。これらの結果を表２にまとめた。

（実施例９）
実施例１において中性の活性アルミナ（タイプＩ）の代わりにＭｇＯ／ＳｉＯ₂（Ｆｌｏｒｉｄｉｎ社製Ｆｌｏｒｉｓｉｌ）を用いてイオン性液体の精製を行ったところ、精製後のハロゲン化物イオンの含有濃度は８８ｐｐｍ、イオン伝導度は２．２×１０^-3Ｓ／ｃｍであった。また、精製後のイオン性液体を用いて実験例１と同様の酵素反応を行ったところ、相対速度は５．５％conv／ｈｒと非常に小さな値であった。これらの結果を表２にまとめた。

（実施例１０）
実施例１において中性の活性アルミナ（タイプＩ）の代わりにシリカゲル（和光純薬工業社製Ｗａｋｏｇｅｌ）を用いてイオン性液体の精製を行ったところ、精製後のハロゲン化物イオンの含有濃度は９８ｐｐｍ、イオン伝導度は２．０×１０^-3Ｓ／ｃｍであった。また、精製後のイオン性液体を用いて実験例１と同様の酵素反応を行ったところ、相対速度は３．１％conv／ｈｒと小さな値であった。これらの結果を表２にまとめた。

（比較例１）
２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンタン硫酸アンモニウムの代わりに、アミル硫酸アンモニウムを用いた他は、実施例１と同様にして、イオン性液体である１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムアミル硫酸を合成した。室温（２５℃）下で、得られた１０ｃｍ³のイオン性液体を、３０ｃｍ³のサンプル瓶に入れられた１０ｃｍ³のイオン交換水に加えてキャップをした後、振とう幅３０ｃｍ、振とう回数６０往復／分で５分間振とうし、１２時間放置しても、図１（ｂ）に示すように、イオン性液体はイオン交換水に完全に溶解し、１相の液体となり、イオン性液体は親水性を示した。中性の活性アルミナによる精製を行わない場合には、イオン性液体のハロゲン化物イオン不純物の含有濃度は１５５ｐｐｍであった。また、この未精製のイオン性液体を用いて実験例１と同様の酵素反応を行ったところ、相対速度は２．９％conv／ｈｒと非常に小さな値であった。これらの結果を表２にまとめた。

表１および表２から明らかなように、フルオロアルキル硫酸アニオン、フルオロシクロアルキル硫酸アニオンおよびフルオロベンジル硫酸アニオンからなる群から選ばれる少なくとも１つのアニオンを含有するイオン性液体は、水と相分離する疎水性を示し、電気デバイス用材料、各種反応溶媒として広く使用することができる。

また、表１の実施例１〜６に示すように、ハロゲン化物イオンの含有濃度が７０ｐｐｍ以下のイオン性液体を用いた酵素反応の相対速度は大きく、表１の実施例１、２、６に示すように、ハロゲン化物イオンの含有濃度が４５ｐｐｍ以下のイオン性液体を用いた酵素反応の相対速度は大きくなる。これらのことから、ハロゲン化物イオンの含有濃度が７０ｐｐｍ以下のイオン性液体は、酵素反応において酵素活性の低減が少なく、酵素反応用溶媒としても好ましいことがわかる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

上記のように、本発明にかかるイオン性液体は、水と相分離する疎水性を示し、各種電気デバイス用材料、各種反応用溶媒として広く利用することができる。

イオン性液体の疎水性、親水性を示す写真である。ここで、（ａ）は疎水性を示すイオン性液体が水と相分離する様子を示し、（ｂ）は親水性を示すイオン性液体が水に溶解して１相となる様子を示す。 酵素反応の反応スキームを示す模式図である。

Claims (7)

1. フルオロアルキル硫酸アニオン、フルオロシクロアルキル硫酸アニオンおよびフルオロベンジル硫酸アニオンからなる群から選ばれる少なくとも１つのアニオンを含有し、水と相分離する疎水性を示すイオン性液体。
2. １以上の窒素原子を含む複素環骨格を有するカチオンおよびアンモニウム類カチオンからなる群から選ばれる少なくとも１つのカチオンを含有する請求項１に記載のイオン性液体。
3. ハロゲン化物イオンの含有濃度が７０ｐｐｍ以下である請求項１または請求項２に記載のイオン性液体。
4. ハロゲン化物イオンの含有濃度が４５ｐｐｍ以下である請求項１または請求項２に記載のイオン性液体。
5. フルオロアルキル硫酸アンモニウム、フルオロシクロアルキル硫酸アンモニウムおよびフルオロベンジル硫酸アンモニウムからなる群から選ばれる少なくとも１つのアンモニウム塩と、１以上の窒素原子を含む複素環骨格を有するハロゲン化物およびアンモニウム類ハロゲン化物からなる群から選ばれる少なくとも１つのハロゲン化物とを反応させて、生成したハロゲン化アンモニウムを除去して、イオン性液体を合成する合成工程と、
   前記イオン性液体をアルミナ粉末に接触させることによって、前記イオン性液体に含まれるハロゲン化物イオンを除去する精製工程とを含むイオン性液体の製造方法。
6. 前記精製工程において、前記アルミナ粉末を充填したカラムを備えるカラムクロマトグラフィーを用いて、前記イオン性液体に含まれるハロゲン化物イオンを除去する請求項５に記載のイオン性液体の製造方法。
7. 前記アルミナ粉末が中性のアルミナ粉末である請求項５または請求項６に記載のイオン性液体の製造方法。

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