JP2006206456A - New amide salt and its utilization - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amide salt having an anion with a prescribed structure. <P>SOLUTION: The invention provides an amide salt represented by formula (1) (wherein Rf<SP>1</SP>is a group in which all hydrogen atoms of monovalent organic group having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of the chemical structure is substituted with fluorine atoms; Rf<SP>2</SP>is a group in which all hydrogen atoms of monovalent organic group containing or not containing an ether bond are substituted with fluorine atoms; Y+ is a cation other than a hydrogen ion). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、窒素原子にスルホニル基およびカルボニル基がそれぞれ結合した構造のアニオンを有する塩(アミド塩)に関する。また本発明は、かかるアミド塩の製造方法に関する。このようなアミド塩は、例えば、各種蓄電素子の電解質等に利用可能である。   The present invention relates to a salt (amide salt) having an anion having a structure in which a sulfonyl group and a carbonyl group are bonded to a nitrogen atom. The present invention also relates to a method for producing such an amide salt. Such an amide salt can be used, for example, as an electrolyte for various power storage elements.

常温域で液状を呈する塩(以下、「常温溶融塩」ともいう。)を構成し得るアニオンとして、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン[-N(SO2CF32、以下「TFSI」ともいう。]が知られている。かかるアニオンを有する常温溶融塩の代表例として、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオン(EMI)とTFSIとの塩が挙げられる。
また、下記特許文献1には、窒素原子にスルホニル基およびカルボニル基がそれぞれ結合した構造のアミドアニオンを有するオニウム塩が記載されている。そのようなアミドアニオンの例として、2,2,2−トリフルオロ−N−(トリフルオロメタンスルホニル)アセトアミドアニオン[-N(COCF3)(SO2CF3)]が記載されている。これは、TFSIに含まれる二つのトリフルオロメタンスルホニル基(SO2CF3)のうち一方をトリフルオロメタンカルボニル基(COCF3)に変更した化学構造に相当するアニオンである。このような非対称アミドアニオンのオニウム塩は、対応する対称アニオンの塩に比べて、より低融点のものとなり得るとされている。窒素原子にスルホニル基およびカルボニル基が結合した構造のアニオンを有する塩に関する他の従来技術文献として、下記特許文献2および3が挙げられる。
特開2003−201272号公報 特開2002−75443号公報 国際公開第03/012900号パンフレット
Liquid salt exhibiting (. Hereinafter, also referred to as "room temperature molten salt") in the normal temperature range as the anion, which may constitute, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion [- N (SO 2 CF 3 ) 2, hereinafter "TFSI" both Say. ]It has been known. A typical example of a room temperature molten salt having such an anion is a salt of 1-ethyl-3-methylimidazolium cation (EMI) and TFSI.
Patent Document 1 below describes an onium salt having an amide anion having a structure in which a sulfonyl group and a carbonyl group are bonded to a nitrogen atom. Examples of such amide anion, 2,2,2-trifluoro -N- (trifluoromethanesulfonyl) acetamide anion [- N (COCF 3) ( SO 2 CF 3)] have been described. This is an anion corresponding to a chemical structure in which one of two trifluoromethanesulfonyl groups (SO 2 CF 3 ) contained in TFSI is changed to a trifluoromethanecarbonyl group (COCF 3 ). Such an onium salt of an asymmetric amide anion is considered to have a lower melting point than the corresponding salt of a symmetric anion. Other prior art documents relating to a salt having an anion having a structure in which a sulfonyl group and a carbonyl group are bonded to a nitrogen atom include Patent Documents 2 and 3 below.
JP 2003-201272 A JP 2002-75443 A International Publication No. 03/012900 Pamphlet

ここで、窒素原子にスルホニル基(−SO2−)およびカルボニル基(−CO−)がそれぞれ結合した構造のアニオンを有するタイプの塩に関し、その特性(例えば、電気化学的安定性、イオン伝導度、融点の低さ、粘度の低さ等のうち一または二以上の特性)を改善することができれば有益である。
本発明は、窒素原子にスルホニル基およびカルボニル基が結合した構造のアニオンを有する新規な塩(アミド塩)を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、かかるアミド塩の製造方法を提供することである。また、そのようなアミド塩を製造するための原料(中間体)として好適な新規アミドおよびその製造方法を提供することである。本発明のさらに他の目的は、上記アミド塩を含む電解質および該電解質を備えた蓄電素子(電池、キャパシタ等)を提供することである。
Here, regarding a salt of a type having an anion having a structure in which a sulfonyl group (—SO 2 —) and a carbonyl group (—CO—) are bonded to a nitrogen atom, the characteristics (for example, electrochemical stability, ionic conductivity) It is beneficial if one or more of the properties of low melting point, low viscosity, etc. can be improved.
An object of the present invention is to provide a novel salt (amide salt) having an anion having a structure in which a sulfonyl group and a carbonyl group are bonded to a nitrogen atom. Another object of the present invention is to provide a process for producing such amide salts. Another object of the present invention is to provide a novel amide suitable as a raw material (intermediate) for producing such an amide salt and a method for producing the same. Still another object of the present invention is to provide an electrolyte containing the amide salt and a storage element (battery, capacitor, etc.) provided with the electrolyte.

本発明によると、下記式(1)で表されるアミド塩が提供される。

Figure 2006206456
According to the present invention, an amide salt represented by the following formula (1) is provided.
Figure 2006206456

上記式(1)中のRf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基(典型的には炭化水素基)の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。なお、本明細書中では、いずれかの有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基を、該有機基の名称に「パーフルオロ」を付して表すことがある。例えば、「アルキル基」に対して、その全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基を「パーフルオロアルキル基」ということがある。また、このように有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基を「パーフルオロ基」と総称することもある。同様に、アルキル鎖の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた構造部分を「パーフルオルアルキル鎖」ということがある。したがって、上記式(1)中のRf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むパーフルオロアルキル鎖(これを「パーフルオロアルキルエーテル鎖」という。)を有するパーフルオロ基であり得る。
ここに開示されるアミド塩におけるRf1の典型例としては、エーテル結合を含むパーフルオロアルキル基が挙げられる。例えば、メトキシメチル基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基(CF3OCF2−)は、エーテル結合を含むパーフルオロアルキル基(これを「パーフルオロアルキルエーテル基」という。)の一例である。
上記式(1)中のRf2は、一価の有機基(典型的には炭化水素基)の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基(すなわちパーフルオロ基)である。このRf2は、エーテル結合を含むパーフルオロ基であり得る。また、Rf2はエーテル結合を含まないパーフルオロ基であり得る。ここに開示されるアミド塩におけるRf2の典型例としては、エーテル結合を含まないアルキル基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基(すなわち、パーフルオロアルキル基)が挙げられる。
Rf 1 in the above formula (1) represents all hydrogen atoms of a monovalent organic group (typically a hydrocarbon group) having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure as fluorine atoms. It is a group that has been replaced. In the present specification, a group in which all hydrogen atoms of any organic group are replaced with fluorine atoms may be represented by adding “perfluoro” to the name of the organic group. For example, with respect to an “alkyl group”, a group in which all of its hydrogen atoms are replaced with fluorine atoms may be referred to as a “perfluoroalkyl group”. In addition, such a group in which all hydrogen atoms of an organic group are replaced with fluorine atoms may be collectively referred to as a “perfluoro group”. Similarly, a structure portion in which all hydrogen atoms in an alkyl chain are replaced with fluorine atoms may be referred to as a “perfluoroalkyl chain”. Therefore, Rf 1 in the above formula (1) may be a perfluoro group having a perfluoroalkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure (this is referred to as “perfluoroalkyl ether chain”). .
A typical example of Rf 1 in the amide salt disclosed herein includes a perfluoroalkyl group containing an ether bond. For example, a group (CF 3 OCF 2 —) in which all hydrogen atoms of a methoxymethyl group are replaced with fluorine atoms is an example of a perfluoroalkyl group containing an ether bond (this is referred to as “perfluoroalkyl ether group”). is there.
Rf 2 in the above formula (1) is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group (typically a hydrocarbon group) are replaced with fluorine atoms (ie, a perfluoro group). This Rf 2 may be a perfluoro group containing an ether bond. Rf 2 may be a perfluoro group containing no ether bond. A typical example of Rf 2 in the amide salt disclosed herein includes a group in which all hydrogen atoms of an alkyl group not containing an ether bond are replaced with fluorine atoms (that is, a perfluoroalkyl group).

上記式(1)中のY+は、水素イオン以外の一価のカチオンである。このY+は、無機のカチオンであり得る。例えばリチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)等のアルカリ金属のカチオンであり得る。 Y + in the above formula (1) is a monovalent cation other than hydrogen ions. This Y + can be an inorganic cation. For example, it may be an alkali metal cation such as lithium (Li), sodium (Na), or potassium (K).

また、上記カチオン(Y+)は有機のカチオンであり得る。例えば、窒素(N)、硫黄(S)、酸素(O)およびリン(P)から選択される少なくとも一つの元素を含む一価の有機カチオン(いわゆる有機化合物のカチオンをいう。以下同じ。)であり得る。また、上記以外の元素であって中性状態において孤立電子対を有する元素の少なくとも一個から成る有機カチオンであってもよい。
本発明におけるY+は、それぞれ置換基を有してもよいイミダゾリウムイオン(イミダゾール骨格を備えるカチオンをいう。以下同じ。)、チアゾリウムイオン、オキサゾリウムイオン、イソオキサゾリウムイオン、トリアゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、ピリダジニウムイオン、ピリミジニウムイオン、ピラジニウムイオン、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオンおよびスルホニウムイオンからなる群から選択されるいずれかのカチオンであり得る。例えば下記式(3)〜(7),(9)で表されるいずれかの有機カチオンであり得る。
The cation (Y + ) may be an organic cation. For example, a monovalent organic cation containing at least one element selected from nitrogen (N), sulfur (S), oxygen (O), and phosphorus (P) (referred to as a cation of an organic compound; the same shall apply hereinafter). possible. Further, it may be an organic cation composed of at least one element other than those described above and having a lone electron pair in a neutral state.
Y + in the present invention each has an imidazolium ion (which refers to a cation having an imidazole skeleton; the same shall apply hereinafter), thiazolium ion, oxazolium ion, isoxazolium ion, triazolium ion, which may have a substituent. It can be any cation selected from the group consisting of pyridinium ion, pyridazinium ion, pyrimidinium ion, pyrazinium ion, ammonium ion, phosphonium ion and sulfonium ion. For example, it may be any organic cation represented by the following formulas (3) to (7) and (9).

すなわち、Y+は下記式(3)で表される有機カチオンであり得る。

Figure 2006206456
ここで、上記式(3)中のR11〜R15は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子および炭素数1〜10の有機基から選択され得る。R11〜R15のうち二つ以上が相互に結合して環構造を形成していてもよい。 That is, Y + can be an organic cation represented by the following formula (3).
Figure 2006206456
Here, R 11 to R 15 in the above formula (3) can be independently selected from a hydrogen atom, a halogen atom and an organic group having 1 to 10 carbon atoms. Two or more of R 11 to R 15 may be bonded to each other to form a ring structure.

上記式(3)で表されるカチオンの好ましい一つの態様では、前記式(3)中のR11〜R15は、それぞれ独立に、水素原子および炭素数1〜10の置換(例えばハロゲン置換)または無置換のアルキル基から選択され得る。他の一つの好ましい態様では、前記式(3)中のR11〜R15のうち、R11およびR13はそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基から選択され、他は(すなわちR12,R14およびR15は)それぞれ独立に水素原子および炭素数1〜4のアルキル基から選択され得る。例えば、R11〜R13がそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基から選択され、他はそれぞれ独立に水素原子および炭素数1〜4のアルキル基から選択された構造のカチオンであり得る。R11〜R14がそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基から選択され、R15が水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であるカチオンであってもよい。さらに、R11〜R15の全てがそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基から選択されるカチオンであってもよい。 In one preferred embodiment of the cation represented by the above formula (3), R 11 to R 15 in the formula (3) are each independently a hydrogen atom and a C 1-10 substitution (eg, halogen substitution). Or it may be selected from unsubstituted alkyl groups. In another preferred embodiment, among R 11 to R 15 in the formula (3), R 11 and R 13 are each independently selected from alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and the other (ie, R 12 , R 14 and R 15 ) may each independently be selected from a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. For example, each of R 11 to R 13 may be independently selected from an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the other may be a cation having a structure selected from a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 11 to R 14 may be independently selected from an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 15 may be a cation having a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Further, all of R 11 to R 15 may be cations independently selected from alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms.

また、Y+は下記式(4)で表される有機カチオンであり得る。

Figure 2006206456
ここで、上記式(4)中のR21〜R26は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子および炭素数1〜10の有機基から選択され得る。R21〜R26のうち二つ以上が相互に結合して環構造を形成していてもよい。 Y + may be an organic cation represented by the following formula (4).
Figure 2006206456
Here, R 21 to R 26 in the above formula (4) can be independently selected from a hydrogen atom, a halogen atom and an organic group having 1 to 10 carbon atoms. Two or more of R 21 to R 26 may be bonded to each other to form a ring structure.

また、Y+は下記式(5)で表される有機カチオンであり得る。

Figure 2006206456
ここで、上記式(5)中のR31〜R34は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子および炭素数1〜10の有機基から選択され得る。R31〜R34のうち二つ以上が相互に結合して環構造を形成していてもよい。 Y + may be an organic cation represented by the following formula (5).
Figure 2006206456
Here, R 31 to R 34 in the above formula (5) can be independently selected from a hydrogen atom, a halogen atom, and an organic group having 1 to 10 carbon atoms. Two or more of R 31 to R 34 may be bonded to each other to form a ring structure.

また、Y+は下記式(6)で表される有機カチオンであり得る。

Figure 2006206456
ここで、上記式(6)中のR41〜R44は、それぞれ独立に、水素原子および炭素数1〜10の有機基から選択され得る。R41〜R44のうち二つ以上が相互に結合して非芳香族性の環を形成していてもよい。 Y + may be an organic cation represented by the following formula (6).
Figure 2006206456
Here, R 41 to R 44 in the above formula (6) can be independently selected from a hydrogen atom and an organic group having 1 to 10 carbon atoms. Two or more of R 41 to R 44 may be bonded to each other to form a non-aromatic ring.

また、Y+は下記式(7)で表される有機カチオンであり得る。

Figure 2006206456
ここで、上記式(7)中のR43およびR44は、それぞれ独立に、エーテル結合を含むまたは含まない炭素数1〜10の置換(例えばハロゲン置換)または無置換のアルキル基であり得る。pは、化学結合または炭素数1のアルキレン基であり得る。 Y + may be an organic cation represented by the following formula (7).
Figure 2006206456
Here, R 43 and R 44 in the above formula (7) may each independently be a substituted (for example, halogen-substituted) or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, including or not including an ether bond. p may be a chemical bond or a C 1 alkylene group.

好ましい一つの態様では、前記式(7)中のR43およびR44のうち一方または両方が、下記式(8):
−R1−O(−R2−O)m−R3 (8);
で表される基である。ここで、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜3の置換または無置換のアルキレン基であり得る。R3は炭素数1〜5の置換または無置換のアルキル基であり得る。mは0〜2であり得る。上記式(8)中に複数のR2が含まれる場合、それらのR2は同一であってもよく異なっていてもよい。
In one preferred embodiment, one or both of R 43 and R 44 in the formula (7) are represented by the following formula (8):
-R 1 -O (-R 2 -O) m -R 3 (8);
It is group represented by these. Here, R 1 and R 2 may each independently be a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. R 3 may be a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. m can be 0-2. When a plurality of R 2 are contained in the above formula (8), these R 2 may be the same or different.

また、Y+は下記式(9)で表される有機カチオンであり得る。

Figure 2006206456
ここで、上記式(9)中のR51〜R53は、それぞれ独立に、水素原子および炭素数1〜10の有機基から選択され得る。R51とR52とは相互に結合して非芳香族性の環を形成していてもよい。 Y + may be an organic cation represented by the following formula (9).
Figure 2006206456
Here, R 51 to R 53 in the above formula (9) can be independently selected from a hydrogen atom and an organic group having 1 to 10 carbon atoms. R 51 and R 52 may be bonded to each other to form a non-aromatic ring.

このような有機カチオンと上記アニオン[-N(CORf1)(SO2Rf2)]との塩は、例えば、少なくとも約30℃において液状の塩(すなわち、融点が凡そ30℃以下の塩)であり得る。また、融点が凡そ20℃以下の塩であり得る。さらに、融点が凡そ0℃以下(さらには−20℃以下)の塩であり得る。ここに開示されるアミド塩の好適な一例は、上記式(1)におけるY+が有機カチオンであって、常温付近の温度域(常温域)で液状のアミド塩である。ここで「常温域」とは、例えば、上限が凡そ80℃(典型的には凡そ60℃、場合によっては凡そ40℃)であり、下限が凡そ−20℃(典型的には凡そ0℃、場合によっては凡そ20℃)である温度域をいう。ここに開示されるアミド塩は、かかる温度域の少なくとも一部の範囲で、その少なくとも一部が液状(溶融状態)を呈するアミド塩であり得る。例えば、少なくとも凡そ20〜40℃(より好ましくは凡そ0〜60℃、さらに好ましくは凡そ−20〜+80℃)の温度域で、その少なくとも一部(好ましくは全部)が液状(溶融状態)の状態を維持し得るアミド塩が好ましい。 Such organic cations and the anion [- N (CORf 1) ( SO 2 Rf 2)] salts with, for example, at least about 30 liquid salt at ° C. (i.e., melting point approximately 30 ° C. The following salts) possible. Further, it may be a salt having a melting point of about 20 ° C. or less. Further, it may be a salt having a melting point of about 0 ° C. or lower (more preferably −20 ° C. or lower). A preferred example of the amide salt disclosed herein is an amide salt in which Y + in the above formula (1) is an organic cation and is liquid in a temperature range near room temperature (room temperature range). Here, the “room temperature range” is, for example, an upper limit of about 80 ° C. (typically about 60 ° C., and in some cases about 40 ° C.), and a lower limit of about −20 ° C. (typically about 0 ° C., In some cases, it refers to a temperature range of approximately 20 ° C. The amide salt disclosed herein may be an amide salt in which at least a part thereof is in a liquid state (molten state) in at least a part of the temperature range. For example, in a temperature range of at least about 20 to 40 ° C. (more preferably about 0 to 60 ° C., more preferably about −20 to + 80 ° C.), at least a part (preferably all) is in a liquid state (molten state). An amide salt capable of maintaining the above is preferred.

本発明によると、下記式(10)で表されるアミド塩を製造する方法が提供される。

Figure 2006206456
ここで、上記式(10)中のRf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基(典型的には炭化水素基)の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基(パーフルオロ基)であり得る。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基(パーフルオロ基)であり得る。Y+は水素イオン以外のカチオンであり得る。
そのアミド塩製造方法では、次式(11):(Rf1CO)2O;で表される酸無水物と、次式(12):Y+ -NH(SO2Rf2);で表されるスルホンアミド塩とを反応させる。ここで、上記式(11)および(12)中におけるRf1,Y+およびRf2は、それぞれ上記式(10)中のRf1,Y+およびRf2と同じである。 According to the present invention, a method for producing an amide salt represented by the following formula (10) is provided.
Figure 2006206456
Here, Rf 1 in the above formula (10) represents all the hydrogen atoms of a monovalent organic group (typically a hydrocarbon group) having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure. It may be a group (perfluoro group) substituted with a fluorine atom. Rf 2 may be a group (perfluoro group) in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group containing or not containing an ether bond are replaced with fluorine atoms. Y + can be a cation other than hydrogen ions.
In its amide salt manufacturing method, the following equation (11) :( Rf 1 CO) 2 O; and the acid anhydride represented by the following formula (12): Y + - NH (SO 2 Rf 2); represented by Reaction with a sulfonamide salt. Here, Rf 1, Y + and Rf 2 in the formula (11) and (12) in each is the same as Rf 1, Y + and Rf 2 in the above formula (10).

また、本発明によると、下記式(13)で表されるアミド塩を製造する方法が提供される。

Figure 2006206456
ここで、上記式(13)中のRf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基(典型的には炭化水素基)の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基(パーフルオロ基)であり得る。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基(パーフルオロ基)であり得る。Y +は金属のカチオンである。
そのアミド塩製造方法では、下記式(14):
Rf1COX (14);
で表される酸ハロゲン化物と、下記式(15):
+ -N(Si(R43)(SO2Rf2) (15);
で表されるシリルスルホンアミド塩とを反応させる。ここで、上記式(14)および(15)中のRf1,Y +およびRf2は、それぞれ上記式(13)中のRf1,Y +およびRf2と同じである。Xはハロゲン原子であり得る。R4は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基であり得る。 Moreover, according to this invention, the method of manufacturing the amide salt represented by following formula (13) is provided.
Figure 2006206456
Here, Rf 1 in the above formula (13) represents all the hydrogen atoms of a monovalent organic group (typically a hydrocarbon group) having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure. It may be a group (perfluoro group) substituted with a fluorine atom. Rf 2 may be a group (perfluoro group) in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group containing or not containing an ether bond are replaced with fluorine atoms. Y M + is a metal cation.
In the amide salt production method, the following formula (14):
Rf 1 COX (14);
An acid halide represented by the following formula (15):
Y M + - N (Si ( R 4) 3) (SO 2 Rf 2) (15);
Is reacted with a silylsulfonamide salt represented by the formula: Here, Rf 1, Y M + and Rf 2 in the formula (14) and (15) in are each the same as Rf 1, Y M + and Rf 2 in the above formula (13). X may be a halogen atom. Each R 4 may independently be an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

また、本発明によると、下記式(16)で表されるアミド塩を製造する方法が提供される。

Figure 2006206456
ここで、上記式(16)中のRf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基(典型的には炭化水素基)の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基(パーフルオロ基)であり得る。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基(パーフルオロ基)であり得る。Y+は水素イオン以外のカチオンである。
そのアミド塩製造方法では、下記式(17):
Figure 2006206456
(Rf1およびRf2は、それぞれ、式(16)中のRf1およびRf2と同じである。);
で表されるアミドと、下記式(18):
+ -OCOA (18);
で表される化合物とを反応させる。ここで、上記式(18)中のAは、置換または無置換のアルキル基、ヒドロキシ基、および−O-+基からなる群から選択される基であり得る。Y+は、上記式(16)中のY+と同じである。
ここに開示される製造方法の好ましい態様では、Y+がアルカリ金属のカチオン(リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等)である。他の好ましい態様では、上記式(18)で表される塩が炭酸塩および/または炭酸水素塩である。 Moreover, according to this invention, the method of manufacturing the amide salt represented by following formula (16) is provided.
Figure 2006206456
Here, Rf 1 in the above formula (16) represents all the hydrogen atoms of a monovalent organic group (typically a hydrocarbon group) having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure. It may be a group (perfluoro group) substituted with a fluorine atom. Rf 2 may be a group (perfluoro group) in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group containing or not containing an ether bond are replaced with fluorine atoms. Y + is a cation other than hydrogen ions.
In the amide salt production method, the following formula (17):
Figure 2006206456
(Rf 1 and Rf 2 are the same as Rf 1 and Rf 2 in formula (16), respectively);
An amide represented by the following formula (18):
Y + - OCOA (18);
The compound represented by these is made to react. Here, A in the formula (18) may be a group selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted alkyl group, a hydroxy group, and an —O Y + group. Y + is the same as Y + in the formula (16).
In a preferred embodiment of the production method disclosed herein, Y + is an alkali metal cation (lithium ion, sodium ion, potassium ion, etc.). In another preferred embodiment, the salt represented by the formula (18) is a carbonate and / or bicarbonate.

また、本発明によると、下記式(19)で表されるアミド塩を製造する方法が提供される。

Figure 2006206456
ここで、上記式(19)中のRf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基(典型的には炭化水素基)の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基(パーフルオロ基)であり得る。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基(パーフルオロ基)であり得る。Y +は有機カチオンである。
そのアミド塩製造方法では、下記式(20):
Figure 2006206456
(Rf1およびRf2は、それぞれ、式(19)中のRf1およびRf2と同じである。Y +は金属のカチオンである。);
で表されるアミド塩と、下記式(21):
+ -B (21);
で表される化合物とを反応させる。ここで、上記式(21)中のY +は、上記式(19)中のY +と同じである。-Bは無機または有機のアニオンであり得る。 Moreover, according to this invention, the method of manufacturing the amide salt represented by following formula (19) is provided.
Figure 2006206456
Here, Rf 1 in the above formula (19) represents all the hydrogen atoms of a monovalent organic group (typically a hydrocarbon group) having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure. It may be a group (perfluoro group) substituted with a fluorine atom. Rf 2 may be a group (perfluoro group) in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group containing or not containing an ether bond are replaced with fluorine atoms. Y 2 O + is an organic cation.
In the amide salt production method, the following formula (20):
Figure 2006206456
(Rf 1 and Rf 2 are the same as Rf 1 and Rf 2 in formula (19), respectively. Y M + is a metal cation.);
An amide salt represented by the following formula (21):
Y O + - B (21) ;
The compound represented by these is made to react. Here, Y O + is in the formula (21) is the same as Y O + in the formula (19). - B can be an anion of an inorganic or organic.

さらに、本発明によると、下記式(22)で表されるアミドが提供される。

Figure 2006206456
ここで、上記式(22)におけるRf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する有機基(典型的には炭化水素基)の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基であり得る。例えば、エーテル結合を含む炭素数2〜10(好ましくは2〜5)のパーフルオロアルキル基であり得る。ここに開示されるアミドの好ましい一つの態様では、Rf1が、下記式(23):
−Rf3−O(−Rf4−O)n−Rf5 (23);
で表される基である。式(23)中のRf3およびRf4は、それぞれ独立に、炭素数1〜3のパーフルオロアルキレン基であり得る。Rf5は、炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であり得る。nは0〜2の数であり得る。上記式(23)中に複数のRf4が含まれる場合、それらのRf4は同一であってもよく異なっていてもよい。
また、上記式(22)におけるRf2は、エーテル結合を含むまたは含まない有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基であり得る。Rf2の好適例としては、炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基(例えばトリフルオロメチル基)が挙げられる。
このようなアミドは、例えば、上記式(18)で表される化合物と反応させて上記式(16)で表されるアミド塩を製造する上記方法に使用するアミドとして好適である。換言すれば、アミド塩製造用の原料(中間体)として有用である。 Furthermore, according to the present invention, an amide represented by the following formula (22) is provided.
Figure 2006206456
Here, Rf 1 in the above formula (22) replaces all hydrogen atoms of an organic group (typically a hydrocarbon group) having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure with a fluorine atom. Group. For example, it may be a C 2-10 (preferably 2-5) perfluoroalkyl group containing an ether bond. In one preferred embodiment of the amide disclosed herein, Rf 1 is represented by the following formula (23):
-Rf 3 -O (-Rf 4 -O) n -Rf 5 (23);
It is group represented by these. Rf 3 and Rf 4 in formula (23) may each independently be a C 1 to C 3 perfluoroalkylene group. Rf 5 may be a C 1-5 perfluoroalkyl group. n may be a number from 0-2. When the formula (23) includes a plurality of Rf 4 , these Rf 4 may be the same or different.
In addition, Rf 2 in the above formula (22) may be a group in which all hydrogen atoms of an organic group including or not including an ether bond are replaced with fluorine atoms. Preferred examples of Rf 2, include perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms (e.g., trifluoromethyl group).
Such an amide is suitable, for example, as an amide used in the above method for producing an amide salt represented by the above formula (16) by reacting with a compound represented by the above formula (18). In other words, it is useful as a raw material (intermediate) for producing an amide salt.

本発明によると、下記式(24)で表されるアミドを製造する方法が提供される。

Figure 2006206456
ここで、上記式(24)中のRf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基(典型的には炭化水素基)の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基であり得る。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基であり得る。
そのアミド製造方法では、下記式(25):
Figure 2006206456
(Rf1およびRf2は、それぞれ、式(24)中のRf1およびRf2と同じである。Y+は水素イオン以外のカチオンである。);
で表されるアミド塩と酸(好ましくは強酸、例えば硫酸)とを反応させる。 According to the present invention, a method for producing an amide represented by the following formula (24) is provided.
Figure 2006206456
Here, Rf 1 in the above formula (24) represents all the hydrogen atoms of a monovalent organic group (typically a hydrocarbon group) having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure. It may be a group substituted with a fluorine atom. Rf 2 may be a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group containing or not containing an ether bond are replaced with fluorine atoms.
In the amide production method, the following formula (25):
Figure 2006206456
(Rf 1 and Rf 2 are the same as Rf 1 and Rf 2 in formula (24), respectively. Y + is a cation other than a hydrogen ion);
And an acid (preferably a strong acid such as sulfuric acid).

かかる方法により製造されたアミドは、例えば、上記式(18)で表される化合物と反応させて上記式(16)で表されるアミド塩を製造する上述方法に使用するアミドとして好適である。
また、上記式(1)で表されるアミド塩は、上述したいずれかのアミド塩製造方法を単独であるいは適宜組み合わせて実施することにより好適に製造され得る。あるいは、上述したいずれかのアミド塩製造方法とアミド製造方法とを適宜組み合わせて実施することにより好適に製造され得る。
The amide produced by such a method is suitable, for example, as an amide used in the above-mentioned method for producing an amide salt represented by the above formula (16) by reacting with a compound represented by the above formula (18).
In addition, the amide salt represented by the above formula (1) can be suitably produced by carrying out any one of the amide salt production methods described above alone or in appropriate combination. Alternatively, it can be preferably produced by carrying out any combination of the above-mentioned amide salt production method and amide production method as appropriate.

本発明によると、上述したアミド塩の一種または二種以上を含む電解質が提供される。そのような電解質の一好適例として、上記式(1)におけるY+が有機カチオンである一種または二種以上のアミド塩を含む電解質が挙げられる。ここに開示される電解質の一つの好ましい態様では、該電解質が、Y+が有機カチオンであって、上記常温域の少なくとも一部において液状(溶融状態)のアミド塩を主成分とする。例えば、少なくとも約30℃(より好ましくは約20℃、さらに好ましくは約0℃、特に好ましくは−20℃)において液状のアミド塩を主成分とすることが好ましい。
ここに開示される電解質は、そのような液状アミド塩に加えて、無機または有機のリチウム塩を含有することができる。そのリチウム塩は、上記式(1)におけるY+がリチウムイオン(Li+)であるアミドリチウム塩であり得る。かかるリチウム塩を含有する電解質であって、常温域で液状の電解質が好ましい。例えば、少なくとも約30℃(より好ましくは約20℃、さらに好ましくは約0℃、特に好ましくは−20℃)において液状の電解質が好ましい。そのような電解質の好ましい一つの態様は、Y+が有機カチオンであって上記常温域の少なくとも一部において液状のアミド塩(媒体)に、上記アミドリチウム塩(支持塩)が溶解している液状電解質である。
According to the present invention, an electrolyte containing one or more of the amide salts described above is provided. As a preferred example of such an electrolyte, an electrolyte containing one or more amide salts in which Y + in the above formula (1) is an organic cation can be mentioned. In one preferred embodiment of the electrolyte disclosed herein, Y + is an organic cation, and the electrolyte is mainly composed of a liquid (molten) amide salt in at least a part of the normal temperature range. For example, it is preferable that the main component is a liquid amide salt at least at about 30 ° C. (more preferably about 20 ° C., further preferably about 0 ° C., particularly preferably −20 ° C.).
The electrolyte disclosed herein can contain an inorganic or organic lithium salt in addition to such a liquid amide salt. The lithium salt may be an amide lithium salt in which Y + in the above formula (1) is a lithium ion (Li + ). An electrolyte containing such a lithium salt, which is a liquid electrolyte at normal temperature, is preferable. For example, a liquid electrolyte is preferred at least about 30 ° C. (more preferably about 20 ° C., further preferably about 0 ° C., particularly preferably −20 ° C.). One preferred embodiment of such an electrolyte is a liquid in which the above amide lithium salt (supporting salt) is dissolved in a liquid amide salt (medium) in at least a part of the normal temperature range where Y + is an organic cation. It is an electrolyte.

また、本発明によると、上述したいずれかの電解質を備える蓄電素子が提供される。ここで「蓄電素子」とは、各種の電気化学電池(一次電池および二次電池を含む。例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等が挙げられる。)およびキャパシタ(例えば、電気二重層キャパシタ等が挙げられる)の双方を包含する概念である。本発明によると、上述したいずれかの電解質を備えるリチウムイオン二次電池が提供される。かかる電池の一つの好ましい態様では、該電池が常温域で液状の電解質を備える。例えば、少なくとも約30℃(好ましくは約20℃、より好ましくは約0℃、特に好ましくは約−20℃)において液状の電解質を備えることが好ましい。   In addition, according to the present invention, an electricity storage device including any one of the above-described electrolytes is provided. Here, the “storage element” refers to various electrochemical batteries (including primary batteries and secondary batteries. Examples include lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries) and capacitors (for example, electric double layer capacitors). It is a concept that includes both of them. According to the present invention, a lithium ion secondary battery comprising any one of the above-described electrolytes is provided. In one preferred embodiment of such a battery, the battery includes an electrolyte that is liquid at room temperature. For example, it is preferable to provide an electrolyte that is liquid at least at about 30 ° C. (preferably about 20 ° C., more preferably about 0 ° C., particularly preferably about −20 ° C.).

ここに開示される発明の側面は、上述したアミド塩の一種または二種以上を含むイオン伝導材料である。上記常温域で液状のイオン伝導材料であることが好ましい。そのようなイオン伝導材料は、例えば、蓄電素子その他の各種電気化学デバイスの構成要素として利用され得る。また、太陽電池等の光化学電池、燃料電池等の発電装置等の電解質またはその構成成分として利用され得る。
また、ここに開示される発明のさらに他の側面は、上述したアミド塩の一種または二種以上を含む媒体である。上記常温域で液状の媒体であることが好ましい。このような媒体は、例えば、不燃性溶媒、不揮発性溶媒等として、各種の用途に好ましく利用され得る。例えば、非水系電池(リチウムイオン二次電池等)の電解質において支持塩(リチウム塩等)を溶解させる溶媒(電解質用媒体)として有用なものとなり得る。
An aspect of the invention disclosed herein is an ion conductive material containing one or more of the amide salts described above. It is preferable that it is a liquid ion conductive material in the said normal temperature range. Such an ion conductive material can be used, for example, as a component of an electric storage element or other various electrochemical devices. Moreover, it can utilize as electrolytes, such as photochemical cells, such as a solar cell, and power generators, such as a fuel cell, or its component.
Still another aspect of the invention disclosed herein is a medium containing one or more of the amide salts described above. The medium is preferably a liquid medium in the normal temperature range. Such a medium can be preferably used for various applications as, for example, a nonflammable solvent, a non-volatile solvent, and the like. For example, it can be useful as a solvent (electrolyte medium) for dissolving a supporting salt (lithium salt or the like) in an electrolyte of a non-aqueous battery (lithium ion secondary battery or the like).

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書において特に言及している内容以外の技術的事項であって本発明の実施に必要な事項は、従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書によって開示されている技術内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. It should be noted that technical matters other than the contents particularly mentioned in the present specification and necessary for the implementation of the present invention can be grasped as design matters of those skilled in the art based on the prior art. The present invention can be carried out based on the technical contents disclosed in the present specification and the common general technical knowledge in the field.

<アニオン成分について>
上記式(1)で表されるアミド塩は、-N(CORf1)(SO2Rf2)で表されるアニオン成分を含む。このアニオン成分は、一つの窒素原子(N)に、スルホニル基(−SO2−)およびカルボニル基(−CO−)がそれぞれ結合した構造を有する。上記カルボニル基には、エーテル結合を含むパーフルオロ基(典型的にはパーフルオロ炭化水素基)Rf1が結合している。上記スルホニル基には、エーテル結合を含むまたは含まないパーフルオロ基(典型的にはパーフルオロ炭化水素基)Rf2が結合している。このように、上記アニオン成分は、窒素原子に結合しているスルホニル基およびカルボニル基がいずれもパーフルオロ基を有する。
<About the anion component>
Amide salt represented by the above formula (1) is - including N (CorF 1) anion component represented by (SO 2 Rf 2). This anion component has a structure in which a sulfonyl group (—SO 2 —) and a carbonyl group (—CO—) are bonded to one nitrogen atom (N). A perfluoro group (typically a perfluorohydrocarbon group) Rf 1 containing an ether bond is bonded to the carbonyl group. A perfluoro group (typically a perfluorohydrocarbon group) Rf 2 with or without an ether bond is bonded to the sulfonyl group. Thus, in the anion component, both the sulfonyl group and carbonyl group bonded to the nitrogen atom have a perfluoro group.

上記カルボニル基(−CO−)に結合しているパーフルオロ基(Rf1)は、その化学構造の少なくとも一部に、一または二以上のエーテル結合を含むパーフルオロアルキル鎖(パーフルオロアルキルエーテル鎖)を有する。すなわちRf1は、一または二以上のエーテル結合(C−O−C結合)が導入されたパーフルオロアルキル鎖を含む構造を有する(したがって、このパーフルオロアルキル鎖の炭素数は2以上であり、Rf1は炭素数2以上のパーフルオロアルキル基である。)。このパーフルオロアルキルエーテル鎖は、開鎖状であってもよく、環構造を形成していてもよい。ここで「開鎖状」とは、特記しない場合には、分岐を有しない開鎖状(直鎖状)および分岐を有する開鎖状(分岐鎖状)の双方を含む概念である。開鎖状(すなわち、直鎖状または分岐鎖状)のパーフルオロアルキルエーテル鎖を有するRf1が好ましい。該パーフルオロアルキルエーテル鎖は、他の置換基を有することができる。例えば、パーフルオロアルキル基以外のパーフルオロ炭化水素基(例えば、パーフルオロビニル基のような不飽和のパーフルオロ炭化水素基、パーフルオロフェニル基やパーフルオロベンジル基のような芳香環を有するパーフルオロ炭化水素基等)、フッ素および炭素以外の元素(例えばO,N,S,P等)を含むパーフルオロ基等の置換基を有するパーフルオロアルキルエーテル鎖であり得る。Rf1に含まれるパーフルオロアルキルエーテル鎖として特に好ましいものは、他の置換基を有しない開鎖状のパーフルオロアルキルエーテル鎖である。 The perfluoro group (Rf 1 ) bonded to the carbonyl group (—CO—) is a perfluoroalkyl chain (perfluoroalkyl ether chain) containing one or more ether bonds in at least a part of its chemical structure. ). That is, Rf 1 has a structure containing a perfluoroalkyl chain into which one or two or more ether bonds (C—O—C bonds) are introduced (therefore, the perfluoroalkyl chain has 2 or more carbon atoms, Rf 1 is a perfluoroalkyl group having 2 or more carbon atoms. This perfluoroalkyl ether chain may be an open chain or may form a ring structure. As used herein, “open chain” is a concept including both an open chain having no branch (straight chain) and an open chain having a branch (branched chain) unless otherwise specified. Rf 1 having an open chain (that is, linear or branched) perfluoroalkyl ether chain is preferred. The perfluoroalkyl ether chain can have other substituents. For example, perfluorohydrocarbon groups other than perfluoroalkyl groups (for example, perfluorohydrocarbon groups such as perfluorovinyl groups, perfluorohydrocarbon groups, perfluorophenyl groups, perfluorobenzyl groups, perfluorobenzyl groups, and other perfluorohydrocarbon groups). A perfluoroalkyl ether chain having a substituent such as a perfluoro group containing an element other than fluorine and carbon (for example, O, N, S, P, etc.). A particularly preferred perfluoroalkyl ether chain contained in Rf 1 is an open chain perfluoroalkyl ether chain having no other substituent.

上記式(1)で表されるアミド塩を構成するアニオンは、このようなパーフルオロアルキルエーテル鎖がカルボニル基に直接結合している構造のアニオンであり得る。また、かかるパーフルオロアルキルエーテル鎖が他のパーフルオロ基を介してカルボニル基に結合していてもよい。例えば、上記パーフルオロアルキルエーテル鎖が、パーフルオロ炭化水素基(例えば、パーフルオロビニレン基のような不飽和のパーフルオロ炭化水素基、パーフルオロフェニレン基のような芳香族性のパーフルオロ炭化水素基等)を介してカルボニル基に結合している構造のアニオンであり得る。また、上記パーフルオロアルキルエーテル鎖が、フッ素および炭素以外の元素(例えばO,N,S,P等)を含むパーフルオロ基を介してカルボニル基に結合している構造のアニオンであり得る。ここに開示されるアミド塩を構成するアニオンとして好ましい一例は、パーフルオロアルキルエーテル鎖がカルボニル基に直接結合している(すなわち、Rf1がパーフルオロアルキルエーテル基である)構造のアニオンである。他の置換基を有しないパーフルオロアルキルエーテル基が好ましい。また、直鎖状または分岐鎖状のパーフルオロアルキルエーテル基が好ましい。 The anion constituting the amide salt represented by the above formula (1) may be an anion having a structure in which such a perfluoroalkyl ether chain is directly bonded to a carbonyl group. Further, such a perfluoroalkyl ether chain may be bonded to the carbonyl group via another perfluoro group. For example, the perfluoroalkyl ether chain may be a perfluorohydrocarbon group (for example, an unsaturated perfluorohydrocarbon group such as a perfluorovinylene group or an aromatic perfluorohydrocarbon group such as a perfluorophenylene group). Etc.) and an anion having a structure bonded to the carbonyl group. The perfluoroalkyl ether chain may be an anion having a structure in which the perfluoroalkyl ether chain is bonded to a carbonyl group via a perfluoro group containing an element other than fluorine and carbon (for example, O, N, S, P, etc.). A preferred example of the anion constituting the amide salt disclosed herein is an anion having a structure in which a perfluoroalkyl ether chain is directly bonded to a carbonyl group (that is, Rf 1 is a perfluoroalkyl ether group). A perfluoroalkyl ether group having no other substituent is preferred. Further, a linear or branched perfluoroalkyl ether group is preferable.

Rf1に含まれる炭素原子の合計数(炭素数)は、例えば2〜16であり得る。該炭素数が2〜10であることが好ましく、2〜5であることがより好ましい。Rf1に含まれるエーテル結合の数は、例えば1〜5であり得る。該エーテル結合の数が1〜3であることが好ましい。Rf1の好適例としては、上記炭素数およびエーテル結合の数を満たし、直鎖状または分岐鎖状であって、他の置換基を有しないパーフルオロアルキルエーテル基が挙げられる。 The total number (carbon number) of carbon atoms contained in Rf 1 may be 2 to 16, for example. The carbon number is preferably 2 to 10, and more preferably 2 to 5. The number of ether bonds contained in Rf 1 can be, for example, 1-5. The number of ether bonds is preferably 1 to 3. Preferable examples of Rf 1 include perfluoroalkyl ether groups that satisfy the above carbon number and the number of ether bonds, are linear or branched, and have no other substituent.

上記Rf1は、下記式(2):
−Rf3−O(−Rf4−O)n−Rf5 (2);
で表されるパーフルオロアルキルエーテル基であり得る。ここで、Rf3およびRf4は、それぞれ独立に、炭素数1〜3の直鎖状または分岐鎖状のパーフルオロアルキレン基であり得る。Rf5は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のパーフルオロアルキル基であり得る。nは0〜4(好ましくは0〜2)の数であり得る。上記式(2)中に複数のRf4が含まれる場合、それらのRf4は同一であってもよく異なっていてもよい。Rf3,Rf4およびRf5は、いずれも、他の置換基を有しないことが好ましい。
Rf 1 is represented by the following formula (2):
-Rf 3 -O (-Rf 4 -O) n -Rf 5 (2);
The perfluoroalkyl ether group represented by these may be sufficient. Here, Rf 3 and Rf 4 may each independently be a linear or branched perfluoroalkylene group having 1 to 3 carbon atoms. Rf 5 may be a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms. n may be a number from 0 to 4 (preferably 0 to 2). When a plurality of Rf 4 are contained in the above formula (2), these Rf 4 may be the same or different. Rf 3 , Rf 4 and Rf 5 preferably do not have any other substituents.

ここに開示されるアミド塩の好適な態様では、上記Rf1が、−CF2OCF3,−CF2OCF2CF3,−CF2OCF2CF2CF3,−CF2CF2OCF3,−CF2CF2OCF2CF3,−CF2CF2CF2OCF3,−CF2OCF2CF2OCF3,−CF2CF2OCF2CF2OCF3,−CF(CF3)OCF3,−CF(CF3)OCF2CF3,−CF(CF3)OCF2CF2CF3,および−C(CF32OCF3、からなる群から選択されるいずれかである。これらのうち、より好ましいRf1としては、−CF2OCF3,−CF2OCF2CF3,−CF2CF2OCF3,−CF2CF2OCF2CF3,−CF2CF2CF2OCF3,−CF2OCF2CF2OCF3,−CF2CF2OCF2CF2OCF3,−CF(CF3)OCF3,−CF(CF3)OCF2CF3,および−CF(CF3)OCF2CF2CF3が挙げられる。特に好ましいRf1として、−CF2OCF3,−CF2OCF2CF3,−CF2CF2OCF3,−CF2OCF2CF2OCF3,および−CF(CF3)OCF2CF2CF3が挙げられる。 In a preferred embodiment of the amide salt disclosed herein, the Rf 1 is —CF 2 OCF 3 , —CF 2 OCF 2 CF 3 , —CF 2 OCF 2 CF 2 CF 3 , —CF 2 CF 2 OCF 3 , -CF 2 CF 2 OCF 2 CF 3 , -CF 2 CF 2 CF 2 OCF 3, -CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 3, -CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 3, -CF (CF 3) OCF 3 , —CF (CF 3 ) OCF 2 CF 3 , —CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 3 , and —C (CF 3 ) 2 OCF 3 . Among these, more preferable Rf 1 is -CF 2 OCF 3 , -CF 2 OCF 2 CF 3 , -CF 2 CF 2 OCF 3 , -CF 2 CF 2 OCF 2 CF 3 , -CF 2 CF 2 CF 2 OCF 3 , —CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 3 , —CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 3 , —CF (CF 3 ) OCF 3 , —CF (CF 3 ) OCF 2 CF 3 , and —CF (CF 3) OCF 2 CF 2 CF 3 and the like. As particularly preferred Rf 1 , —CF 2 OCF 3 , —CF 2 OCF 2 CF 3 , —CF 2 CF 2 OCF 3 , —CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 3 , and —CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 3 is mentioned.

一方、上記スルホニル基(−SO2−)に結合しているパーフルオロ基(Rf2)は、エーテル結合を含むまたは含まないパーフルオロ炭化水素基であり得る。例えば、エーテル結合を含むまたは含まないパーフルオロアルキル基であり得る。そのパーフルオロアルキル基またはパーフルオロアルキルエーテル基は、開鎖状であってもよく、環構造を形成していてもよい。開鎖状(直鎖状または分岐鎖状)のパーフルオロアルキル基が好ましい。該パーフルオロアルキルまたはパーフルオロアルキルエーテル基は、他の置換基を有してもよく有しなくてもよい。他の置換基を有する場合、その置換基は、パーフルオロアルキル基以外のパーフルオロ炭化水素基、フッ素および炭素以外の元素(例えばO,N,S,P等)を含むパーフルオロ基等の置換基を有するパーフルオロアルキル基であり得る。他の置換基を有しないパーフルオロアルキル基が好ましい。例えば、エーテル結合を含まず他の置換基も有しない直鎖状または分岐鎖状のパーフルオロアルキル基であることが好ましい。 On the other hand, the perfluoro group (Rf 2 ) bonded to the sulfonyl group (—SO 2 —) may be a perfluoro hydrocarbon group including or not including an ether bond. For example, it may be a perfluoroalkyl group with or without an ether bond. The perfluoroalkyl group or perfluoroalkyl ether group may be an open chain or may form a ring structure. An open chain (linear or branched) perfluoroalkyl group is preferred. The perfluoroalkyl or perfluoroalkyl ether group may or may not have other substituents. In the case of having another substituent, the substituent is a perfluoro hydrocarbon group other than a perfluoroalkyl group, a perfluoro group containing an element other than fluorine and carbon (for example, O, N, S, P, etc.), etc. It may be a perfluoroalkyl group having a group. A perfluoroalkyl group having no other substituent is preferred. For example, it is preferably a linear or branched perfluoroalkyl group that does not contain an ether bond and has no other substituent.

Rf2に含まれる炭素原子の合計数(炭素数)は、例えば1〜10であり得る。該炭素数が1〜5であることが好ましく、1〜3であることがより好ましい。Rf2の好適例としては、上記炭素数を満たし、直鎖状または分岐鎖状(より好ましくは直鎖状)であって、他の置換基を有しないパーフルオロアルキル基が挙げられる。そのようなパーフルオロアルキル基の具体例としては、−CF3,−CF2CF3,−CF2CF2CF3,−CF2(CF22CF3,および,−CF2(CF24CF3が挙げられる。これらのうち好ましいものとして、−CF3,−CF2CF3,および−CF2CF2CF3が挙げられる。Rf2が−CF3であることが特に好ましい。 The total number (carbon number) of carbon atoms contained in Rf 2 may be 1 to 10, for example. The carbon number is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 3. Preferable examples of Rf 2 include perfluoroalkyl groups that satisfy the above carbon number, are linear or branched (more preferably linear), and have no other substituent. Specific examples of such perfluoroalkyl groups include —CF 3 , —CF 2 CF 3 , —CF 2 CF 2 CF 3 , —CF 2 (CF 2 ) 2 CF 3 , and —CF 2 (CF 2 4 CF 3 is mentioned. Of these, —CF 3 , —CF 2 CF 3 , and —CF 2 CF 2 CF 3 are preferable. It is particularly preferred that Rf 2 is —CF 3 .

<カチオン成分について>
上記式(1)で表されるアミド塩は、Y+で表されるカチオン成分を含む。該カチオン成分は、無機カチオンであってもよく、有機カチオンであってもよい。例えば、窒素(N)、硫黄(S)、酸素(O)およびリン(P)から選択される少なくとも一つの元素を含む一価の有機カチオンであり得る。例えば、該カチオン中に含まれる上記元素(N,S,OおよびPのいずれか)のうち少なくとも一つに、一または二以上の有機基が結合した構造の有機カチオンであり得る。そのような有機基の一つの好適例としては、炭素数が1〜10(好ましくは1〜6)であって、エーテル結合を含むまたは含まない、開鎖状(例えば直鎖状)のアルキル基が挙げられる。また、上記カチオン成分は、N,S,OおよびP以外の元素であって中性状態において孤立電子対を有する元素の少なくとも一個から成る有機カチオンであってもよい。
<Cation component>
The amide salt represented by the formula (1) includes a cation component represented by Y + . The cation component may be an inorganic cation or an organic cation. For example, it may be a monovalent organic cation containing at least one element selected from nitrogen (N), sulfur (S), oxygen (O) and phosphorus (P). For example, it may be an organic cation having a structure in which one or two or more organic groups are bonded to at least one of the elements (any of N, S, O and P) contained in the cation. One preferred example of such an organic group is an open chain (for example, straight chain) alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms) and including or not including an ether bond. Can be mentioned. The cation component may be an organic cation composed of at least one element other than N, S, O, and P and having a lone electron pair in a neutral state.

[イミダゾリウムイオン類]
+の一好適例として、上記式(3)で表されるイミダゾリウムイオンが挙げられる。上記R11〜R15は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子および炭素数1〜10の有機基から選択され得る。R11〜R15のうち二つ以上が相互に結合して環構造を形成していてもよい。この場合、これらの基が酸素原子を介在して環構造を形成してもよく、酸素原子を介在しないで(すなわち非介在で)環構造を形成してもよい。典型的には、イミダゾール環を構成する窒素原子の少なくとも一方が炭素数1〜10の有機基を有する。換言すれば、R11およびR13の少なくとも一方(好ましくは両方)が炭素数1〜10の有機基である。
[Imidazolium ions]
A preferred example of Y + is an imidazolium ion represented by the above formula (3). R 11 to R 15 may be independently selected from a hydrogen atom, a halogen atom, and an organic group having 1 to 10 carbon atoms. Two or more of R 11 to R 15 may be bonded to each other to form a ring structure. In this case, these groups may form a ring structure with an oxygen atom interposed therebetween, or may form a ring structure without an oxygen atom interposed (that is, without intervening). Typically, at least one of the nitrogen atoms constituting the imidazole ring has an organic group having 1 to 10 carbon atoms. In other words, at least one (preferably both) of R 11 and R 13 is an organic group having 1 to 10 carbon atoms.

11〜R15のいすれかがハロゲン原子である場合、該ハロゲン原子は、F,Cl,BrおよびIからなる群から選択され得る。また、R11〜R15のいずれかが上記有機基である場合、該有機基は、エーテル結合を含むまたは含まない炭化水素基であり得る。該炭化水素基は、開鎖状であってもよく、環構造を形成していてもよい。また、該炭化水素基は飽和および不飽和のいずれでもよい。該炭化水素基が環構造を形成している場合、その環は芳香族性であってもよく非芳香族性であってもよい。該炭化水素基は、その水素原子の一部または全部がハロゲン原子(例えば、F,Cl,BrおよびIからなる群から選択される一種または二種以上のハロゲン原子)で置換されていてもよい。そのようなハロゲン置換炭化水素基の例としては、部分的にフッ素原子で置換された、エーテル結合を含むまたは含まないフルオロアルキル基が挙げられる。他の例としては、全フッ素置換された、エーテル結合を含むまたは含まないフルオロアルキル基(すなわち、エーテル結合を含むまたは含まないパーフルオロアルキル基)が挙げられる。 When any of R 11 to R 15 is a halogen atom, the halogen atom can be selected from the group consisting of F, Cl, Br and I. Further, when any of R 11 to R 15 is the organic group, the organic group may be a hydrocarbon group that includes or does not include an ether bond. The hydrocarbon group may be in an open chain or may form a ring structure. The hydrocarbon group may be either saturated or unsaturated. When the hydrocarbon group forms a ring structure, the ring may be aromatic or non-aromatic. In the hydrocarbon group, part or all of the hydrogen atoms may be substituted with a halogen atom (for example, one or more halogen atoms selected from the group consisting of F, Cl, Br and I). . Examples of such halogen-substituted hydrocarbon groups include fluoroalkyl groups that are partially substituted with fluorine atoms, with or without ether linkages. Other examples include perfluoroalkyl groups that are perfluorinated and contain or do not contain ether linkages (ie, perfluoroalkyl groups that contain or do not contain ether linkages).

上記式(3)で表されるカチオンの好適例では、R11〜R15が、それぞれ独立に、水素原子および炭素数1〜10の置換または無置換のアルキル基から選択され得る。該アルキル基は、開鎖状であってもよく環構造を形成していてもよい。開鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状のアルキル基がより好ましい。該アルキル基が置換基を有するアルキル基(すなわち置換アルキル基)である場合、その置換基はハロゲン原子であり得る。例えば、F,Cl,BrおよびIからなる群から選択される一種または二種以上のハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)であり得る。好ましい一つの態様では、R11〜R15が、それぞれ独立に、水素原子および炭素数が1〜4の置換または無置換の(好ましくは無置換の)開鎖状のアルキル基から選択される。かかるアルキル基の例としては、−CH3,−CH2CH3,−CH2CH2CH3,−CH2CH2CH2CH3,−CH(CH3)CH3,−CH(CH3)CH2CH3,−CH2CH(CH3)CH3,および−C(CH32CH3が挙げられる。これらのうち特に好ましいものとして、−CH3,−CH2CH3,および−CH2CH2CH3が挙げられる。 In a preferred example of the cation represented by the above formula (3), R 11 to R 15 may be independently selected from a hydrogen atom and a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. The alkyl group may be an open chain or may form a ring structure. An open-chain alkyl group is preferable, and a linear alkyl group is more preferable. When the alkyl group is an alkyl group having a substituent (that is, a substituted alkyl group), the substituent can be a halogen atom. For example, it may be one or more halogen atoms (preferably fluorine atoms) selected from the group consisting of F, Cl, Br and I. In one preferred embodiment, R 11 to R 15 are each independently selected from a hydrogen atom and a substituted or unsubstituted (preferably unsubstituted) open-chain alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of such alkyl groups include —CH 3 , —CH 2 CH 3 , —CH 2 CH 2 CH 3 , —CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 , —CH (CH 3 ) CH 3 , —CH (CH 3 ) CH 2 CH 3, -CH 2 CH (CH 3) CH 3, and the like -C (CH 3) 2 CH 3 . Of these, —CH 3 , —CH 2 CH 3 , and —CH 2 CH 2 CH 3 are particularly preferred.

上記式(3)で表されるカチオンの一好適例では、R11〜R15のうちイミダゾール環を構成する窒素に結合している基(すなわち、R11およびR13)が、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基から選択され得る。また、イミダゾール環を構成する炭素に結合している基(すなわち、R12,R14およびR15)が、それぞれ独立に、水素原子、および、炭素数1〜4のアルキル基から選択され得る。例えば、イミダゾール環の1位,2位および3位に結合している基(R11,R12,R13)がいずれも炭素数1〜4のアルキル基であるイミダゾリウムイオンであり得る。また、イミダゾール環の1位,2位および3位に結合している基(R11,R12,R13)が炭素数1〜4のアルキル基であり、かつ、4位および5位に結合している基(R14,R15)のうち一方または両方が炭素数1〜4のアルキル基であるイミダゾリウムイオンであり得る。 In a preferred example of the cation represented by the above formula (3), a group (that is, R 11 and R 13 ) bonded to nitrogen constituting the imidazole ring among R 11 to R 15 is independently It may be selected from alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. Moreover, the group (namely, R < 12 >, R <14> and R <15> ) couple | bonded with carbon which comprises an imidazole ring may be selected from a hydrogen atom and a C1-C4 alkyl group each independently. For example, all the groups (R 11 , R 12 , R 13 ) bonded to the 1-position, 2-position and 3-position of the imidazole ring may be imidazolium ions, which are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. In addition, the groups (R 11 , R 12 , R 13 ) bonded to the 1-position, 2-position and 3-position of the imidazole ring are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and are bonded to the 4-position and 5-position. One or both of the selected groups (R 14 , R 15 ) may be an imidazolium ion which is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

上記式(3)で表されるカチオンの具体例としては、1,3−ジメチルイミダゾリウムイオン、1,3−ジエチルイミダゾリウムイオン、1,3−ジプロピルイミダゾリウムイオン、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムイオン、1−メチル−3−プロピルイミダゾリウムイオン、1−イソプロピル−3−プロピルイミダゾリウムイオン等のジアルキルイミダゾリウムイオン類;1,2,3−トリメチルイミダゾリウムイオン、1,2,3−トリエチルイミダゾリウムイオン、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムイオン、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムイオン、2−エチル−1,3−ジメチルイミダゾリウムイオン等のトリアルキルイミダゾリウムイオン類;1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウムイオン、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリウムイオン、2−エチル−1,3,4−トリメチルイミダゾリウムイオン等のテトラアルキルイミダゾリウムイオン類;1,2,3,4,5−ペンタメチルイミダゾリウムイオン、1−エチル−2,3,4,5−テトラメチルイミダゾリウムイオン等のペンタアルキルイミダゾリウムイオン類;等が挙げられる。   Specific examples of the cation represented by the above formula (3) include 1,3-dimethylimidazolium ion, 1,3-diethylimidazolium ion, 1,3-dipropylimidazolium ion, 1-ethyl-3- Dialkylimidazolium ions such as methylimidazolium ion, 1-methyl-3-propylimidazolium ion, 1-isopropyl-3-propylimidazolium ion; 1,2,3-trimethylimidazolium ion, 1,2,3 Trialkylimidazolium ions such as triethylimidazolium ion, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium ion, 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium ion, 2-ethyl-1,3-dimethylimidazolium ion Ions: 1,2,3,4-tetramethylimidazolium ion 1,2,3,4-tetraethylimidazolium ion, tetraalkylimidazolium ions such as 2-ethyl-1,3,4-trimethylimidazolium ion; 1,2,3,4,5-pentamethylimidazole And pentaalkylimidazolium ions such as 1-ethyl-2,3,4,5-tetramethylimidazolium ion; and the like.

[ピリジニウムイオン類]
また、Y+の他の好適例として、上記式(4)で表されるピリジニウムイオンが挙げられる。上記R21〜R26は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、F,Cl,Br,I)および炭素数1〜10の有機基から選択され得る。R21〜R26のうち二つ以上が相互に結合して環構造を形成していてもよい。この場合、これらの基が酸素原子を介在して環構造を形成してもよく、酸素原子非介在で環構造を形成してもよい。典型的には、ピリジン環を構成する窒素原子が炭素数1〜10の有機基を有する。すなわち、R21が炭素数1〜10の有機基である。
21〜R26のいずれかが上記有機基である場合、該有機基は、上述したR11〜R15と同様の基であり得る。例えば、エーテル結合を含むまたは含まない炭化水素基であり得る。また、置換または無置換の炭化水素基であり得る。また、開鎖状または環構造を有する炭化水素基であり得る。R21〜R26のいずれかが炭化水素基である場合、その好適例としては、炭素数1〜10(より好ましくは1〜4)の、エーテル結合を含むまたは含まない、置換または無置換のアルキル基が挙げられる。開鎖状のアルキル基が好ましい。また、無置換のアルキル基が好ましい。特に好ましいアルキル基の例として、−CH3,−CH2CH3,および−CH2CH2CH3が挙げられる。
好ましい一つの態様では、ピリジン環を構成する窒素に結合している基(R21)が、炭素数1〜10(より好ましくは1〜4)のアルキル基である。また、R22〜R26は、それぞれ独立に、水素原子および炭素数1〜10(より好ましくは1〜4)のアルキル基から選択される。典型的には、R22〜R26がいずれも水素原子である。上記式(4)で表されるカチオンの具体例としては、N−メチルピリジニウムイオン、N−エチルピリジニウムイオン、N−プロピルピリジニウムイオン、N−イソプロピルピリジニウムイオン、およびN−ブチルピリジニウムイオン等が挙げられる。
[Pyridinium ions]
Another preferred example of Y + is a pyridinium ion represented by the above formula (4). R 21 to R 26 may be independently selected from a hydrogen atom, a halogen atom (for example, F, Cl, Br, I) and an organic group having 1 to 10 carbon atoms. Two or more of R 21 to R 26 may be bonded to each other to form a ring structure. In this case, these groups may form a ring structure with an oxygen atom interposed, or may form a ring structure without an oxygen atom. Typically, the nitrogen atom constituting the pyridine ring has an organic group having 1 to 10 carbon atoms. That is, R 21 is an organic group having 1 to 10 carbon atoms.
When any of R 21 to R 26 is the organic group, the organic group may be the same group as R 11 to R 15 described above. For example, it may be a hydrocarbon group with or without an ether bond. Further, it may be a substituted or unsubstituted hydrocarbon group. Further, it may be a hydrocarbon group having an open chain or ring structure. When any of R 21 to R 26 is a hydrocarbon group, preferred examples thereof are substituted or unsubstituted having 1 to 10 carbon atoms (more preferably 1 to 4 carbon atoms) and including or not containing an ether bond. An alkyl group is mentioned. An open chain alkyl group is preferred. Moreover, an unsubstituted alkyl group is preferable. Examples of particularly preferred alkyl groups include —CH 3 , —CH 2 CH 3 , and —CH 2 CH 2 CH 3 .
In a preferred embodiment, the group (R 21 ) bonded to the nitrogen constituting the pyridine ring is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (more preferably 1 to 4 carbon atoms). R 22 to R 26 are each independently selected from a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 10 (more preferably 1 to 4) carbon atoms. Typically, R 22 to R 26 are all hydrogen atoms. Specific examples of the cation represented by the above formula (4) include N-methylpyridinium ion, N-ethylpyridinium ion, N-propylpyridinium ion, N-isopropylpyridinium ion, and N-butylpyridinium ion. .

[オキサゾリウムイオン類]
+の他の好適例として、上記式(5)で表されるオキサゾリウムイオンが挙げられる。R31〜R34は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えばF,Cl,Br,I)および炭素数1〜10の有機基から選択され得る。R31〜R34のうち二つ以上が、酸素原子を介在してあるいは酸素原子非介在で、相互に結合して環構造を形成していてもよい。典型的には、オキサゾール環を構成する窒素原子が炭素数1〜10の有機基を有する。すなわち、R32が炭素数1〜10の有機基である。
31〜R34のいずれかが上記有機基である場合、該有機基は、上述したR11〜R15と同様の基であり得る。例えば、エーテル結合を含むまたは含まない炭化水素基であり得る。また、置換または無置換の炭化水素基であり得る。また、開鎖状または環構造を有する炭化水素基であり得る。R31〜R34のいずれかが炭化水素基である場合、その好適例としては、炭素数1〜10(より好ましくは1〜4)の、エーテル結合を含むまたは含まない、置換または無置換のアルキル基が挙げられる。開鎖状のアルキル基が好ましい。また、無置換のアルキル基が好ましい。特に好ましいアルキル基の例として、−CH3,−CH2CH3,および−CH2CH2CH3が挙げられる。
好ましい一つの態様では、オキサゾール環を構成する窒素に結合している基(R32)が、炭素数1〜10(より好ましくは1〜4)のアルキル基である。また、R31,R33,R34は、それぞれ独立に、水素原子および炭素数1〜10(より好ましくは1〜4)のアルキル基から選択される。典型的には、R31,R33,R34がいずれも水素原子である。上記式(5)で表されるカチオンの具体例としては、N−メチルオキサゾリウムイオン、N−エチルオキサゾリウムイオン、およびN−プロピルオキサゾリウムイオン等が挙げられる。
[Oxazolium ions]
Another suitable example of Y + is an oxazolium ion represented by the above formula (5). R 31 to R 34 may be independently selected from a hydrogen atom, a halogen atom (for example, F, Cl, Br, I) and an organic group having 1 to 10 carbon atoms. Two or more of R 31 to R 34 may be bonded to each other via an oxygen atom or non-intervening oxygen atom to form a ring structure. Typically, the nitrogen atom constituting the oxazole ring has an organic group having 1 to 10 carbon atoms. That is, R 32 is an organic group having 1 to 10 carbon atoms.
When any of R 31 to R 34 is the organic group, the organic group can be the same group as R 11 to R 15 described above. For example, it may be a hydrocarbon group with or without an ether bond. Further, it may be a substituted or unsubstituted hydrocarbon group. Further, it may be a hydrocarbon group having an open chain or ring structure. When any of R 31 to R 34 is a hydrocarbon group, preferred examples thereof are substituted or unsubstituted, having or not containing an ether bond, having 1 to 10 carbon atoms (more preferably 1 to 4 carbon atoms). An alkyl group is mentioned. An open chain alkyl group is preferred. Moreover, an unsubstituted alkyl group is preferable. Examples of particularly preferred alkyl groups include —CH 3 , —CH 2 CH 3 , and —CH 2 CH 2 CH 3 .
In one preferred embodiment, the group (R 32 ) bonded to the nitrogen constituting the oxazole ring is an alkyl group having 1 to 10 (more preferably 1 to 4) carbon atoms. R 31 , R 33 , and R 34 are each independently selected from a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 10 (more preferably 1 to 4) carbon atoms. Typically, R 31 , R 33 , and R 34 are all hydrogen atoms. Specific examples of the cation represented by the above formula (5) include N-methyloxazolium ion, N-ethyloxazolium ion, and N-propyloxazolium ion.

[アンモニウムイオン類]
+の他の好適例として、上記式(6)で表されるアンモニウムイオンが挙げられる。R41〜R44のうち、少なくとも一つは炭素数1〜10の有機基から選択され、他はそれぞれ独立に水素原子および炭素数1〜10の有機基から選択され得る。R41〜R44のうち二つ以上(より好ましくは三つ以上)が炭素数1〜10の有機基であることが好ましい。典型的には、R41〜R44がいずれも炭素数1〜10の有機基である。R41〜R44のうち二つ以上が、酸素原子を介在してあるいは酸素原子非介在で、相互に結合して非芳香族性の環を形成していてもよい。
41〜R44のいずれかが上記有機基である場合、該有機基は、上述したR11〜R15と同様の基であり得る。例えば、エーテル結合を含むまたは含まない炭化水素基であり得る。また、置換または無置換の炭化水素基であり得る。また、開鎖状または環構造を有する炭化水素基であり得る。R41〜R44のいずれかが炭化水素基である場合、その好適例としては、炭素数1〜10の、エーテル結合を含むまたは含まない、置換または無置換(好ましくは無置換)の、アルキル基またはアルケニル基が挙げられる。R41〜R44の好ましい一例として、−CH3,−CH2CH3,および−CH2CH2CH3等のような、炭素数1〜4の開鎖状の(好ましくは直鎖状の)アルキル基が挙げられる。R41〜R44の好ましい他の例として、一または二以上のエーテル結合を含む炭素数2〜10(より好ましくは2〜5)の開鎖状の(好ましくは直鎖状の)アルキル基が挙げられる。
[Ammonium ions]
Another preferred example of Y + is an ammonium ion represented by the above formula (6). At least one of R 41 to R 44 may be selected from an organic group having 1 to 10 carbon atoms, and the other may be independently selected from a hydrogen atom and an organic group having 1 to 10 carbon atoms. It is preferable that two or more (more preferably three or more) of R 41 to R 44 are organic groups having 1 to 10 carbon atoms. Typically, R 41 to R 44 are all organic groups having 1 to 10 carbon atoms. Two or more of R 41 to R 44 may be bonded to each other through an oxygen atom or non-oxygen atom to form a non-aromatic ring.
When any of R 41 to R 44 is the organic group, the organic group can be the same group as R 11 to R 15 described above. For example, it may be a hydrocarbon group with or without an ether bond. Further, it may be a substituted or unsubstituted hydrocarbon group. Further, it may be a hydrocarbon group having an open chain or ring structure. When any of R 41 to R 44 is a hydrocarbon group, preferred examples thereof include substituted or unsubstituted (preferably unsubstituted) alkyl having 1 to 10 carbon atoms and containing or not containing an ether bond. Group or alkenyl group. As a preferred example of R 41 to R 44 , an open chain (preferably linear) having 1 to 4 carbon atoms such as —CH 3 , —CH 2 CH 3 , and —CH 2 CH 2 CH 3. An alkyl group is mentioned. Other preferable examples of R 41 to R 44 include an open-chain (preferably linear) alkyl group having 2 to 10 carbon atoms (more preferably 2 to 5 carbon atoms) containing one or more ether bonds. It is done.

上記式(6)で表されるカチオンの具体例としては、テトラメ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、テトラプロピルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン等のような、R41〜R44が同一のアルキル基であるテトラアルキルアンモニウムイオン類が挙げられる。他の例として、エチルトリ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、ジエチルジメチルアンモニウムイオン、トリメチルプロピルアンモニウムイオン、トリエチルプロピルアンモニウムイオン、トリメチルイソプロピルアンモニウムイオン、トリエチルイソプロピルアンモニウムイオン、ジメチルジプロピルアンモニウムイオン、ブチルトリメチルアンモニウムイオン、トリブチルメチルアンモニウムイオン等のような、R41〜R44が二種以上のアルキル基であるテトラアルキルアンモニウムイオン類が挙げられる。さらに他の例として、ビニルトリメチルアンモニウムイオン、アリルトリメチルアンモニウムイオン等のような、R41〜R44がアルキル基およびアルキレン基であるアンモニウムイオン類が挙げられる。さらに他の例として、2−メトキシエチルトリメチルアンモニウムイオン、2−エトキシエチルトリメチルアンモニウムイオン、2−メトキシエチルトリエチルアンモニウムイオン等の、R41〜R44のうち少なくとも一つがエーテル結合を含むアルキル基(アルキルエーテル基)であり他がアルキル基であるアンモニウムイオン類が挙げられる。 Specific examples of the cation represented by the above formula (6) include R 41 to R 44 having the same alkyl group such as tetramethylammonium ion, tetraethylammonium ion, tetrapropylammonium ion and tetrabutylammonium ion. Some tetraalkylammonium ions are mentioned. Other examples include ethyl trimethylammonium ion, triethylmethylammonium ion, diethyldimethylammonium ion, trimethylpropylammonium ion, triethylpropylammonium ion, trimethylisopropylammonium ion, triethylisopropylammonium ion, dimethyldipropylammonium ion, butyltrimethylammonium ion And tetraalkylammonium ions in which R 41 to R 44 are two or more alkyl groups, such as tributylmethylammonium ion. Still other examples include ammonium ions in which R 41 to R 44 are an alkyl group and an alkylene group, such as vinyl trimethyl ammonium ion and allyl trimethyl ammonium ion. As still another example, at least one of R 41 to R 44 such as 2-methoxyethyltrimethylammonium ion, 2-ethoxyethyltrimethylammonium ion, 2-methoxyethyltriethylammonium ion, etc. Ammonium ions which are ether groups) and others are alkyl groups.

上記R41〜R44のうち二つ以上は、相互に結合して非芳香族性の環を形成し得る。そのような非芳香族性の環は、窒素原子を含む脂肪族環であり得る。例えば、窒素原子を含む脂肪族五員環(ピロリジン環)、窒素原子を含む脂肪族六員環(ピペリジン環)等であり得る。環を構成する炭素原子は置換基を有してもよく有していなくてもよい。置換基を有する場合、その置換基は、ハロゲン原子(例えばF,Cl,Br,I。好ましくはF。)、炭素数1〜4のアルキル基、および該アルキル基の水素原子の一部または全部をハロゲン原子に置き換えた基等であり得る。上記式(6)で表されるカチオンは、R41〜R44のうち二つ(例えばR41とR42)が互いに結合して置換基を有しないピロリジン環またはピペリジン環を形成している構造のアンモニウムイオン(すなわち、ピロリジニウムイオンまたはピペリジニウムイオン)であり得る。残りの基は、炭素数1〜10(より好ましくは1〜4)の、エーテル結合を含むまたは含まない、置換または無置換(好ましくは無置換)の、アルキル基またはアルケニル基であり得る。 Two or more of R 41 to R 44 may be bonded to each other to form a non-aromatic ring. Such non-aromatic rings can be aliphatic rings containing a nitrogen atom. For example, it may be an aliphatic five-membered ring containing a nitrogen atom (pyrrolidine ring), an aliphatic six-membered ring containing a nitrogen atom (piperidine ring), or the like. The carbon atoms constituting the ring may or may not have a substituent. In the case of having a substituent, the substituent is a halogen atom (for example, F, Cl, Br, I, preferably F.), an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a part or all of hydrogen atoms of the alkyl group. Or a group in which is substituted with a halogen atom. The cation represented by the above formula (6) has a structure in which two of R 41 to R 44 (for example, R 41 and R 42 ) are bonded to each other to form a pyrrolidine ring or piperidine ring having no substituent. Of ammonium ions (ie, pyrrolidinium ions or piperidinium ions). The remaining group may be a substituted or unsubstituted (preferably unsubstituted) alkyl or alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms (more preferably 1 to 4 carbon atoms) and including or not including an ether bond.

+の好適例として、上記式(7)で表されるカチオンが挙げられる。該カチオンは、pが化学結合である場合にはピロリジニウムイオンとなり、pが炭素数1のアルキレン基(すなわちメチレン基)である場合にはピペリジニウムイオンとなる。R43およびR44は、それぞれ独立に、エーテル結合を含むまたは含まない炭素数1〜10の置換または無置換のアルキル基であり得る。R43およびR44として選択し得る基の好適例としては、炭素数1〜4の開鎖状の(好ましくは直鎖状の)アルキル基、一または二以上のエーテル結合を含む炭素数2〜10(より好ましくは2〜5)の開鎖状の(好ましくは直鎖状の)アルキル基等が挙げられる。
好ましい一つの態様では、R43およびR44の一方または両方が、上記式(8)で表される基である。R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1〜3の置換または無置換のアルキレン基であり得る。R3は炭素数1〜5の置換または無置換のアルキル基であり得る。R1〜R3の有し得る置換基としてはハロゲン原子(例えばF,Cl,Br,I)が挙げられる。R1〜R3がいずれも置換基を有しないアルキレン基またはアルキル基であることが好ましい。また、R1〜R3がいずれも開鎖状(好ましくは直鎖状)のアルキレン基またはアルキル基であることが好ましい。上記式(8)で表される基は、一個(m=0)〜三個(m=2)のエーテル結合を含み得る。mが0〜1であることが好ましい。上記式(8)中に複数のR2が含まれる場合、それらのR2は同一であってもよく異なっていてもよい。
A preferred example of Y + is a cation represented by the above formula (7). The cation becomes a pyrrolidinium ion when p is a chemical bond, and becomes a piperidinium ion when p is an alkylene group having 1 carbon atom (that is, a methylene group). R 43 and R 44 may each independently be a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms that includes or does not include an ether bond. Preferable examples of the group that can be selected as R 43 and R 44 include an open chain (preferably linear) alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and 2 to 10 carbon atoms containing one or more ether bonds. (More preferably 2 to 5) open chain (preferably linear) alkyl group and the like.
In one preferred embodiment, one or both of R 43 and R 44 is a group represented by the above formula (8). R 1 and R 2 may each independently be a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. R 3 may be a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Examples of the substituent that R 1 to R 3 may have include a halogen atom (eg, F, Cl, Br, I). R 1 to R 3 are each preferably an alkylene group or an alkyl group having no substituent. Moreover, it is preferable that all of R 1 to R 3 are open chain (preferably linear) alkylene groups or alkyl groups. The group represented by the above formula (8) may contain one (m = 0) to three (m = 2) ether bonds. It is preferable that m is 0-1. When a plurality of R 2 are contained in the above formula (8), these R 2 may be the same or different.

上記式(7)で表されるカチオンの具体例としては、N,N−ジメチルピロリジニウムイオン、N−エチル−N−メチルピロリジニウムイオン、N−メチル−N−プロピルピロリジニウムイオン、N−ブチル−N−メチルピロリジニウムイオン,N,N−ジメチルピペリジニウムイオン、N−メチル−N−プロピルピペリジニウムイオン等のジアルキルピロリジニウムイオン類およびジアルキルピペリジニウムイオン類が挙げられる。また、R43およびR44の一方がCH3OCH2CH2−,CH3CH2OCH2CH2−,CH3OCH2CH2OCH2CH2−,およびCH3CH2OCH2CH2OCH2CH2−から選択されるいずれかのアルキルエーテル基であり、他方が−CH3,−CH2CH3,および−CH2CH2CH3から選択されるいずれかのアルキル基であるピロリジニウムイオンまたはピペリジニウムイオンであってもよい。R43およびR44の双方が、それぞれ独立に、CH3OCH2CH2−,CH3CH2OCH2CH2−,CH3OCH2CH2OCH2CH2−,およびCH3CH2OCH2CH2OCH2CH2−から選択されるいずれかのアルキルエーテル基であるピロリジニウムイオンまたはピペリジニウムイオンであってもよい。 Specific examples of the cation represented by the formula (7) include N, N-dimethylpyrrolidinium ion, N-ethyl-N-methylpyrrolidinium ion, N-methyl-N-propylpyrrolidinium ion, and N-butyl. Examples thereof include dialkylpyrrolidinium ions and dialkylpiperidinium ions such as -N-methylpyrrolidinium ion, N, N-dimethylpiperidinium ion and N-methyl-N-propylpiperidinium ion. Also, one of R 43 and R 44 is CH 3 OCH 2 CH 2 —, CH 3 CH 2 OCH 2 CH 2 —, CH 3 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 —, and CH 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH. 2 pyrrolidinyl which is any alkyl ether group selected from —CH 2 — and the other is any alkyl group selected from —CH 3 , —CH 2 CH 3 , and —CH 2 CH 2 CH 3 Umum ion or piperidinium ion may be used. Both R 43 and R 44 are independently CH 3 OCH 2 CH 2 —, CH 3 CH 2 OCH 2 CH 2 —, CH 3 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 —, and CH 3 CH 2 OCH 2. It may be a pyrrolidinium ion or piperidinium ion which is any alkyl ether group selected from CH 2 OCH 2 CH 2 —.

[スルホニウムイオン類]
+の他の好適例として、上記式(9)で表されるスルホニウムイオンが挙げられる。R51〜R53のうち、少なくとも一つは炭素数1〜10の有機基から選択され、他はそれぞれ独立に水素原子および炭素数1〜10の有機基から選択され得る。R51〜R53のうち二つ以上が炭素数1〜10の有機基であることが好ましい。典型的には、R51〜R53がいずれも炭素数1〜10の有機基である。R51〜R53のうち二つ以上が、酸素原子を介在してあるいは酸素原子非介在で、相互に結合して非芳香族性の環を形成していてもよい。
51〜R53のいずれかが上記有機基である場合、該有機基は、上述したR11〜R15と同様の基であり得る。例えば、エーテル結合を含むまたは含まない炭化水素基であり得る。また、置換または無置換の炭化水素基であり得る。また、開鎖状または環構造を有する炭化水素基であり得る。R51〜R53のいずれかが炭化水素基である場合、その好適例としては、炭素数1〜10(より好ましくは1〜4)の、エーテル結合を含むまたは含まない、置換または無置換のアルキル基が挙げられる。開鎖状のアルキル基が好ましい。また、無置換のアルキル基が好ましい。特に好ましいアルキル基の例として、−CH3,−CH2CH3,および−CH2CH2CH3が挙げられる。上記式(9)で表されるカチオンの具体例としては、トリメチルスルホニウムイオン、トリエチルスルホニウムイオン、トリプロピルスルホニウムイオン、トリブチルスルホニウムイオン、ジエチルメチルスルホニウムイオン、ジメチルプロピルスルホニウムイオン等のトリアルキルスルホニウムイオン類、トリフェニルスルホニウムイオン等のトリアリールスルホニウムイオン類が挙げられる。
[Sulphonium ions]
Another preferred example of Y + is a sulfonium ion represented by the above formula (9). At least one of R 51 to R 53 may be selected from an organic group having 1 to 10 carbon atoms, and the other may be independently selected from a hydrogen atom and an organic group having 1 to 10 carbon atoms. It is preferable that two or more of R 51 to R 53 are organic groups having 1 to 10 carbon atoms. Typically, each of R 51 to R 53 is an organic group having 1 to 10 carbon atoms. Two or more of R 51 to R 53 may be bonded to each other via an oxygen atom or non-oxygen atom to form a non-aromatic ring.
When any of R 51 to R 53 is the organic group, the organic group can be the same group as R 11 to R 15 described above. For example, it may be a hydrocarbon group with or without an ether bond. Further, it may be a substituted or unsubstituted hydrocarbon group. Further, it may be a hydrocarbon group having an open chain or ring structure. When any of R 51 to R 53 is a hydrocarbon group, preferred examples thereof are substituted or unsubstituted, having 1 to 10 carbon atoms (more preferably 1 to 4), containing or not containing an ether bond. An alkyl group is mentioned. An open chain alkyl group is preferred. Moreover, an unsubstituted alkyl group is preferable. Examples of particularly preferred alkyl groups include —CH 3 , —CH 2 CH 3 , and —CH 2 CH 2 CH 3 . Specific examples of the cation represented by the formula (9) include trialkylsulfonium ions such as trimethylsulfonium ion, triethylsulfonium ion, tripropylsulfonium ion, tributylsulfonium ion, diethylmethylsulfonium ion, dimethylpropylsulfonium ion, And triarylsulfonium ions such as triphenylsulfonium ion.

[その他の有機カチオン]
+はまた、チアゾリウムイオン、イソオキサゾリウムイオン、トリアゾリウムイオン、ピリダジニウムイオン、ピリミジニウムイオン、またはピラジニウムイオンであり得る。これらのイオンは、典型的には、複素環を構成する窒素原子(二以上の窒素原子を含む環においてはそれらの窒素原子のうち少なくとも一つ)が、置換基として炭素数1〜10の有機基を有する。その有機基は、例えば、炭素数1〜10(好ましくは1〜4)の、エーテル結合を含むまたは含まない、開鎖状のアルキル基を有する。一方、複素環を構成する他の原子(例えば炭素原子)は、置換基を有してもよく有していなくてもよい。置換基を有する場合、その置換基は、ハロゲン原子(例えばF,Cl,Br,I。好ましくはF。)および炭素数1〜10の有機基から選択され得る。その有機基は、例えば、炭素数1〜10(好ましくは1〜4)の、エーテル結合を含むまたは含まない、開鎖状のアルキル基であり得る。
また、Y+は、上記式(6)における窒素原子(N)をリン原子(P)に置き換えた構造のホスホニウムカチオンであり得る。そのようなホスホニウムカチオンの具体例としては、テトラメチルホスホニウムイオン、テトラエチルホスホニウムイオン、テトラプロピルホスホニウムイオン、テトラブチルホスホニウムイオン、トリメチルエチルホスホニウムイオン、トリエチルメチルホスホニウムイオン等の、テトラアルキルホスホニウムイオン類、テトラフェニルホスホニウムイオン等のテトラアリールホスホニウムイオン類が挙げられる。また、R41〜R44のうち二つ以上が相互に結合して非芳香族性の環(典型的には、リンを含む脂肪族五員環または六員環)を形成していてもよい。
[Other organic cations]
Y + can also be a thiazolium ion, an isoxazolium ion, a triazolium ion, a pyridazinium ion, a pyrimidinium ion, or a pyrazinium ion. In these ions, typically, a nitrogen atom constituting a heterocyclic ring (at least one of those nitrogen atoms in a ring containing two or more nitrogen atoms) is an organic group having 1 to 10 carbon atoms as a substituent. Has a group. The organic group has, for example, an open-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 4) and including or not including an ether bond. On the other hand, other atoms (for example, carbon atoms) constituting the heterocyclic ring may or may not have a substituent. When it has a substituent, the substituent may be selected from a halogen atom (for example, F, Cl, Br, I, preferably F.) and an organic group having 1 to 10 carbon atoms. The organic group may be, for example, an open-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 4) and including or not including an ether bond.
Y + may be a phosphonium cation having a structure in which the nitrogen atom (N) in the above formula (6) is replaced with a phosphorus atom (P). Specific examples of such phosphonium cations include tetraalkylphosphonium ions, tetraethylphosphonium ions, tetrapropylphosphonium ions, tetrabutylphosphonium ions, trimethylethylphosphonium ions, triethylmethylphosphonium ions, tetraalkylphosphonium ions, tetraphenyl Examples thereof include tetraarylphosphonium ions such as phosphonium ions. Two or more of R 41 to R 44 may be bonded to each other to form a non-aromatic ring (typically, an aliphatic 5-membered ring or 6-membered ring containing phosphorus). .

上述したいずれかの有機カチオン(Y+)と上記アニオン[-N(CORf1)(SO2Rf2)]との塩は、上記常温域において、少なくともその一部が液状を呈する塩(常温溶融塩、室温溶融塩、イオン性液体等と称されることもある。)であり得る。ここに開示されるアミド塩の好適な態様では、該アミド塩の融点が凡そ30℃以下(より好ましくは凡そ20℃以下、さらに好ましくは凡そ0℃以下)である。少なくとも凡そ20〜40℃(より好ましくは凡そ0〜60℃、さらに好ましくは凡そ−20〜+80℃)の温度域で、その少なくとも一部(好ましくは全部)が液状(溶融状態)の状態を維持し得るアミド塩が好ましい。
本発明のアミド塩を構成するアニオンは、(1).一つの窒素原子にスルホニル基およびカルボニル基が結合している、(2).そのスルホニル基およびカルボニル基にそれぞれパーフルオロ基が結合している、および、(3).そのカルボニル基に結合しているパーフルオロ基(Rf1)がパーフルオロアルキルエーテル鎖を有する、という特徴を有する。かかるアニオンを有する塩は、上記特徴(1).〜(3).の一つまたは二つ以上を満たさないアニオンを有する塩に比べて、より融点の低いものとなり得る。また、より粘度の低いものとなり得る。また、よりイオン伝導性の高い(または、より低温域でも実用上好ましいイオン伝導性を示す)ものとなり得る。このようなアミド塩は、蓄電素子その他の各種電気化学デバイスの構成要素として有用なものとなり得る。例えば、常温域で液状を示す電解質(例えば、リチウムイオン二次電池等の各種蓄電素子用の電解質)の構成成分等として好適に利用され得る。かかる電解質において支持電解質を溶解させる溶媒(媒体)として、該アミド塩を好ましく用いることができる。
The salt of any one of the above organic cations (Y + ) and the anion [ N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] is a salt (room temperature melt) in which at least a part thereof is liquid in the room temperature range. Salt, room temperature molten salt, ionic liquid, etc.). In a preferred embodiment of the amide salt disclosed herein, the melting point of the amide salt is about 30 ° C. or lower (more preferably about 20 ° C. or lower, more preferably about 0 ° C. or lower). Maintain at least a part (preferably all) in a liquid state (molten state) in a temperature range of at least about 20 to 40 ° C. (more preferably about 0 to 60 ° C., more preferably about −20 to + 80 ° C.). Preferred amide salts are preferred.
The anion constituting the amide salt of the present invention includes (1) a sulfonyl group and a carbonyl group bonded to one nitrogen atom, and (2) a perfluoro group bonded to the sulfonyl group and carbonyl group, respectively. And (3). It is characterized in that the perfluoro group (Rf 1 ) bonded to the carbonyl group has a perfluoroalkyl ether chain. A salt having such an anion can have a lower melting point than a salt having an anion that does not satisfy one or more of the above characteristics (1) to (3). Moreover, it can become a lower viscosity thing. In addition, the ion conductivity can be higher (or a practically preferable ion conductivity can be exhibited even in a lower temperature range). Such an amide salt can be useful as a component of a power storage element and other various electrochemical devices. For example, it can be suitably used as a constituent component of an electrolyte that shows a liquid state in a normal temperature range (for example, an electrolyte for various storage elements such as a lithium ion secondary battery). In such an electrolyte, the amide salt can be preferably used as a solvent (medium) for dissolving the supporting electrolyte.

[無機カチオン]
また、ここに開示されるアミド塩を構成するカチオン(Y+)は、水素イオン以外の無機カチオンであり得る。典型的には、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン等のアルカリ金属イオンであり得る。例えば、リチウム以外のアルカリ金属のイオンであり得る。また、Y+として選択し得る無機カチオンの他の例として、アンモニウムイオン(NH4 +)、ヒドロキシアンモニウムイオン(HONH3 +),ヒドロキソニウムイオン(H3+が挙げられる。
このような無機カチオン(Y+)と上記アニオン[-N(CORf1)(SO2Rf2)]との塩は、例えば、後述する電解質の構成成分(典型的には、該電解質に無機カチオンを供給する支持電解質)として好適に利用され得る。また、かかる無機カチオンを有するアミド塩は、Y+が有機カチオンである上記アミド塩(以下、「アミド有機塩」ということもある。)を製造するための原料(中間体)として有用なものとなり得る。アミド有機塩の製造に用いるアミド塩としては、Y+がアルカリ金属イオン(例えばLi+,Na+およびK+)であるものが好ましい。例えば、Y+がNa+またはK+(特に好ましくはNa+)であるアミド金属塩を好ましく用いることができる。
[Inorganic cation]
In addition, the cation (Y + ) constituting the amide salt disclosed herein may be an inorganic cation other than a hydrogen ion. Typically, it may be an alkali metal ion such as lithium ion, sodium ion, potassium ion, rubidium ion, or cesium ion. For example, it may be an ion of an alkali metal other than lithium. Other examples of inorganic cations that can be selected as Y + include ammonium ion (NH 4 + ), hydroxyammonium ion (HONH 3 + ), hydroxonium ion (H 3 O + ), and the like .
The salt of such an inorganic cation (Y + ) and the above anion [ N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] is, for example, a constituent of an electrolyte described later (typically, an inorganic cation in the electrolyte). Can be suitably used as a supporting electrolyte). In addition, such an amide salt having an inorganic cation is useful as a raw material (intermediate) for producing the amide salt in which Y + is an organic cation (hereinafter sometimes referred to as “amide organic salt”). obtain. As the amide salt used for the production of the amide organic salt, those in which Y + is an alkali metal ion (for example, Li + , Na + and K + ) are preferable. For example, an amide metal salt in which Y + is Na + or K + (particularly preferably Na + ) can be preferably used.

<アミド塩の製造方法>
[方法1]
上述したいずれかのアミド塩は、例えば、上記式(11)で表される酸無水物と上記式(12)で表されるスルホンアミド塩とを反応させる工程(以下、「工程A」ということもある。)を含む製造方法によって好適に製造され得る。該方法に使用する酸無水物およびスルホンアミド塩としては、目的とするアミド塩(すなわち、式(10)で表されるアミド塩)の構造に応じて適切な化合物を選択すればよい。この方法は、Y+が有機カチオンであるアミド塩の製造にも、Y+が無機カチオンであるアミド塩の製造にも適用可能である。Y+が無機カチオン(例えばアルカリ金属イオン等の金属カチオン)であるアミド塩の製造に好ましく適用され得る。例えば、Y+がリチウムイオン(Li+),ナトリウムイオン(Na+),またはカリウムイオン(K+)であるアミド塩の製造方法として好適である。
この方法に使用する酸無水物は、既知の方法により容易に合成可能である。あるいは、例えばExfluor Research Corp.社(Texas, U.S.A.)社から入手可能である。上記方法に使用するスルホンアミド塩は、入手容易な既知物質であるか、または既知の方法により容易に合成可能である。
上記反応には必ずしも溶媒を必要としないが、反応をより円滑に収率よく進行させ得ることから、通常は溶媒を用いることが好ましい。使用する溶媒としては、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類;アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル等のエステル類;ジクロロメタン、トリクロロメタン、テトラクロロメタン、ジクロロエタン等のハロカーボン類;等から選択される一種または二種以上を適宜選択し得る。例えば、エーテル類を好ましく用いることができる。
この反応は、例えば−30℃〜+100℃の温度域で進行させることができる。収率向上等の観点から、通常は0℃〜+50℃の温度域で反応させることが好ましい。
<Method for producing amide salt>
[Method 1]
Any of the amide salts described above is, for example, a step of reacting an acid anhydride represented by the above formula (11) with a sulfonamide salt represented by the above formula (12) (hereinafter referred to as “step A”). And the like can be suitably produced by a production method including As the acid anhydride and sulfonamide salt used in the method, an appropriate compound may be selected according to the structure of the target amide salt (that is, the amide salt represented by the formula (10)). This method can be applied to both the production of an amide salt in which Y + is an organic cation and the production of an amide salt in which Y + is an inorganic cation. It can be preferably applied to the production of an amide salt in which Y + is an inorganic cation (for example, a metal cation such as an alkali metal ion). For example, it is suitable as a method for producing an amide salt in which Y + is lithium ion (Li + ), sodium ion (Na + ), or potassium ion (K + ).
The acid anhydride used in this method can be easily synthesized by a known method. Alternatively, it is available, for example, from Exfluor Research Corp. (Texas, USA). The sulfonamide salt used in the above method is a known substance that is readily available, or can be easily synthesized by a known method.
Although a solvent is not necessarily required for the above reaction, it is usually preferable to use a solvent because the reaction can proceed more smoothly and with good yield. Solvents used include ethers such as diethyl ether, ethyl propyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether and dibutyl ether; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; methyl acetate and ethyl acetate One or two or more selected from esters such as methyl propionate; halocarbons such as dichloromethane, trichloromethane, tetrachloromethane, and dichloroethane; For example, ethers can be preferably used.
This reaction can be allowed to proceed in a temperature range of, for example, −30 ° C. to + 100 ° C. From the viewpoint of improving the yield, etc., it is usually preferable to carry out the reaction in a temperature range of 0 ° C. to + 50 ° C.

[方法2]
また、上記式(13)で表されるアミド塩は、例えば、上記式(14)で表される酸ハロゲン化物と上記式(15)で表されるシリルスルホンアミド塩とを反応させる工程(以下、「工程B」ということもある。)を含む製造方法によって好適に製造され得る。該方法に使用する酸ハロゲン化物およびシリルスルホンアミド塩としては、目的とするアミド塩の構造に応じて適切な化合物を選択すればよい。この方法は、Y +がアルカリ金属イオンであるアミド塩の製造に好ましく適用することができる。例えば、Y +がLi+,Na+またはK+であるアミド塩の製造方法として好適である。
この方法に使用する酸ハロゲン化物は、入手容易な既知物質であるか、または既知の方法により容易に合成可能である。例えば、式(14)中のXがフッ素(F)または塩素(Cl)である酸ハロゲン化物を好ましく使用することができる。Xがフッ素である酸ハロゲン化物がさらに好ましい。また、この方法に使用するシリルスルホンアミド塩は、入手容易な既知物質であるか、または既知の方法により容易に合成可能である。式(15)中のR4がそれぞれメチル基またはエチル基であるシリルスルホンアミド塩が好ましい。例えば、トリメチルシリルスルホンアミドとアルカリ金属との塩を好ましく使用することができる。
上記反応には必ずしも溶媒を必要としないが、反応をより円滑に収率よく進行させ得ることから、通常は溶媒を用いることが好ましい。使用する溶媒としては、上述のようなニトリル類、エーテル類、ケトン類、エステル類、ハロカーボン類等から選択される一種または二種以上を適宜選択し得る。例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類を好ましく使用することができる。
この反応は、例えば0℃〜+150℃の温度域で進行させることができる。収率向上等の観点から、通常は室温〜+100℃の温度域で反応させることが好ましい。
[Method 2]
In addition, the amide salt represented by the above formula (13) is, for example, a step of reacting an acid halide represented by the above formula (14) with a silylsulfonamide salt represented by the above formula (15) (hereinafter referred to as the following). , Sometimes referred to as “step B”). As the acid halide and silylsulfonamide salt used in the method, an appropriate compound may be selected according to the structure of the target amide salt. This method can be preferably applied to the production of an amide salt in which Y M + is an alkali metal ion. For example, it is suitable as a method for producing an amide salt in which Y M + is Li + , Na + or K + .
The acid halide used in this method is a known substance that is readily available, or can be easily synthesized by a known method. For example, an acid halide in which X in formula (14) is fluorine (F) or chlorine (Cl) can be preferably used. More preferred are acid halides wherein X is fluorine. The silylsulfonamide salt used in this method is a known substance that is readily available, or can be easily synthesized by a known method. Preference is given to silylsulfonamide salts in which R 4 in formula (15) is each a methyl group or an ethyl group. For example, a salt of trimethylsilylsulfonamide and an alkali metal can be preferably used.
Although a solvent is not necessarily required for the above reaction, it is usually preferable to use a solvent because the reaction can proceed more smoothly and with good yield. As the solvent to be used, one or two or more selected from nitriles, ethers, ketones, esters, halocarbons and the like as described above can be appropriately selected. For example, nitriles such as acetonitrile and propionitrile can be preferably used.
This reaction can be allowed to proceed in a temperature range of 0 ° C. to + 150 ° C., for example. From the viewpoint of improving the yield, etc., it is usually preferable to carry out the reaction in a temperature range from room temperature to + 100 ° C.

[方法3]
また、上述したいずれかのアミド塩は、例えば、上記式(17)で表されるアミドと上記式(18)で表される化合物とを反応させる工程(以下、「工程C」ということもある。)を含む製造方法によって好適に製造され得る。式(17)で表されるアミドおよび式(18)で表される化合物としては、目的とするアミド塩(すなわち、式(16)で表されるアミド塩)の構造に応じて適切な化合物を選択すればよい。この方法は、Y+が有機カチオンであるアミド塩の製造にも、Y+が無機カチオンであるアミド塩の製造にも適用可能である。Y+が無機カチオン(例えばアルカリ金属イオン等の金属カチオン)であるアミド塩の製造に好ましく適用され得る。例えば、Y+がLi+,Na+またはK+であるアミド塩を製造する方法として好適である。
この方法に使用するアミド(すなわち、式(17)で表されるアミド)は、この明細書により開示されるアミド製造方法によって製造することができる。そのアミド製造方法については後に詳しく説明する。また、式(18)で表される化合物は、入手容易な既知物質であるか、または既知の方法により容易に合成可能である。式(18)中のAは、置換(例えばハロゲン置換)または無置換のアルキル基、ヒドロキシ基、または−O-+基であり得る。Aが−O-+基である化合物(すなわち炭酸塩)、および、Aがヒドロキシ基である化合物(すなわち炭酸水素塩)を好ましく用いることができる。次式:Y2CO3;で表される炭酸塩を用いることがより好ましい。
上記反応には必ずしも溶媒を必要としないが、反応をより円滑に収率よく進行させ得ることから、通常は溶媒を用いることが好ましい。使用する溶媒としては、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類;アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類;酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジクロロメタン、トリクロロメタン、テトラクロロメタン、ジクロロエタン等のハロカーボン類;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、t−ブタノール等のアルコール類;水、等から選択される一種または二種以上を適宜選択し得る。上記アルコール類には、ヒドロキシ基以外の水素原子のうち一部または全部をハロゲン原子に置き換えた構造のハロゲン置換アルコール類が含まれる。好ましい溶媒として、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2−オール[(CF32CHOH]、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロパノール、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール等のハロゲン置換アルコール類、エステル類、ニトリル類およびハロカーボン類から選択される一種または二種以上が挙げられる。
この反応は、例えば0℃〜+100℃の温度域で進行させることができる。収率向上等の観点から、通常は0℃〜+50℃の温度域で反応させることが好ましい。
[Method 3]
In addition, any of the amide salts described above may be referred to as, for example, a step of reacting the amide represented by the above formula (17) with the compound represented by the above formula (18) (hereinafter referred to as “step C”). It can be suitably manufactured by a manufacturing method including. As the amide represented by the formula (17) and the compound represented by the formula (18), an appropriate compound can be used depending on the structure of the target amide salt (that is, the amide salt represented by the formula (16)). Just choose. This method can be applied to both the production of an amide salt in which Y + is an organic cation and the production of an amide salt in which Y + is an inorganic cation. It can be preferably applied to the production of an amide salt in which Y + is an inorganic cation (for example, a metal cation such as an alkali metal ion). For example, it is suitable as a method for producing an amide salt in which Y + is Li + , Na + or K + .
The amide used in this method (that is, the amide represented by the formula (17)) can be produced by the amide production method disclosed by this specification. The amide production method will be described in detail later. In addition, the compound represented by the formula (18) is a known substance that is readily available, or can be easily synthesized by a known method. A in formula (18) can be a substituted (eg, halogen substituted) or unsubstituted alkyl group, a hydroxy group, or an —O Y + group. A compound in which A is an —O Y + group (ie, carbonate) and a compound in which A is a hydroxy group (ie, bicarbonate) can be preferably used. It is more preferable to use a carbonate represented by the following formula: Y 2 CO 3 ;
Although a solvent is not necessarily required for the above reaction, it is usually preferable to use a solvent because the reaction can proceed more smoothly and with good yield. Solvents used include ethers such as diethyl ether, ethyl propyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether and dibutyl ether; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; esters such as methyl acetate, ethyl acetate and methyl propionate Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; halocarbons such as dichloromethane, trichloromethane, tetrachloromethane, and dichloroethane; alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and t-butanol; one kind selected from water and the like; Two or more kinds can be appropriately selected. The alcohols include halogen-substituted alcohols having a structure in which some or all of hydrogen atoms other than hydroxy groups are replaced with halogen atoms. Preferred solvents include 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol [(CF 3 ) 2 CHOH], 2,2,2-trifluoroethanol, 2,2,3,3, Examples thereof include one or more selected from halogen-substituted alcohols such as 3-pentafluoropropanol and 2,2,3,3-tetrafluoropropanol, esters, nitriles, and halocarbons.
This reaction can be allowed to proceed in a temperature range of 0 ° C. to + 100 ° C., for example. From the viewpoint of improving the yield, etc., it is usually preferable to carry out the reaction in a temperature range of 0 ° C. to + 50 ° C.

[方法4]
また、上記式(19)で表されるアミド塩は、例えば、上記式(20)で表されるアミド塩(アミド金属塩)と、上記式(21)で表される化合物(有機塩)とを反応させる工程(以下、「工程D」ということもある。)を含む製造方法によって好適に製造され得る。式(20)で表されるアミド金属塩および式(21)で表される有機塩としては、目的とするアミド塩の構造に応じて適切な化合物を選択すればよい。この方法は、Y +が上述したいずれかの有機カチオンであるアミド塩の製造に好ましく適用することができる。例えば、Y +が上記式(3)〜(7),(9)で表されるいずれかの有機カチオンであるアミド塩を製造する方法として好適である。
この方法に使用するアミド塩(すなわち、式(20)で表されるアミド金属塩)は、この明細書により開示される方法によって製造することができる。例えば、上記工程A、工程Bおよび工程Cの少なくとも一つを含む方法により製造されたアミド金属塩を好ましく使用することができる。Y +がアルカリ金属イオン(例えば、Li+,Na+またはK+)であるアミド金属塩を用いることが好ましい。また、式(21)で表される有機塩は、入手容易な既知物質であるか、または既知の方法により容易に合成可能である。
式(21)中の-Bは、無機アニオンであってもよく、有機アニオンであってもよい。かかる無機アニオンとしては、ハロゲンアニオン(例えば、F-,Cl-,Br-,I-からなる群から選択されるアニオン)、BF4 -,PF6 -,AsF6 -,SbF6 -,BCl4 -,SbCl5-およびSbCl6 -等を例示することができる。また、式(21)で表される化合物を構成し得る有機アニオンの好適例としては、-OCOCH3-OCOC25-OCOCCl3-OSO2Ph(Phはフェニル基を表す。),-OSO2Tol(Tolは、o−,m−またはp−トリル基を表す。),-OSO264NO2(C64NO2は、o−,m−またはp−ニトロフェニル基を表す。),-OSO264Br(C64Brは、o−,m−またはp−ブロモフェニル基を表す。),HSO4 -,および、-OSO2OCH3等を例示することができる。かかる有機アニオンとして、さらに、-OCORf2-OSO2Rf2等を例示することができる。ここでRf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基であって、例えばパーフルオロアルキル基(−CF3,−C25等)であり得る。これらの有機アニオンにおけるRf2と、式(19)で表されるアミド塩におけるRf2とは、同一であってもよく異なってもよい。式(21)で表される化合物として、例えば、ハロゲンアニオンと有機カチオン(Y +)との塩、あるいはまた、式(19)で表されるアミド塩と同一のRf2を有する上記有機アニオン(-OSO2Rf2等)と有機カチオン(Y +)との塩を好ましく使用することができる。
上記反応には必ずしも溶媒を必要としないが、反応をより円滑に収率よく進行させ得ることから、通常は溶媒を用いることが好ましい。使用する溶媒としては、上述したニトリル類、エステル類、ケトン類、ハロカーボン類、アルコール類(ハロゲン置換アルコール類を含む)および水等から選択される一種または二種以上を適宜選択し得る。経済性および/または生成物の純度の観点から、溶媒として水を好ましく選択することができる。
この反応は、例えば0℃〜+100℃の温度域で進行させることができる。収率向上等の観点から、通常は0℃〜+50℃の温度域で反応させることが好ましい。
[Method 4]
The amide salt represented by the formula (19) includes, for example, an amide salt (amide metal salt) represented by the formula (20) and a compound (organic salt) represented by the formula (21). Can be suitably manufactured by a manufacturing method including a step of reacting (hereinafter also referred to as “step D”). An appropriate compound may be selected as the amide metal salt represented by the formula (20) and the organic salt represented by the formula (21) according to the structure of the target amide salt. This method can be preferably applied to the production of an amide salt in which Y 2 O + is any one of the organic cations described above. For example, it is suitable as a method for producing an amide salt in which Y 2 O + is any organic cation represented by the above formulas (3) to (7) and (9).
The amide salt used in this method (that is, the amide metal salt represented by the formula (20)) can be produced by the method disclosed by this specification. For example, an amide metal salt produced by a method including at least one of Step A, Step B, and Step C can be preferably used. It is preferable to use an amide metal salt in which Y M + is an alkali metal ion (for example, Li + , Na + or K + ). Further, the organic salt represented by the formula (21) is a known substance that is readily available, or can be easily synthesized by a known method.
Equation (21) in the - B may be an inorganic anion, or an organic anion. Examples of such inorganic anions include halogen anions (for example, anions selected from the group consisting of F , Cl , Br and I ), BF 4 , PF 6 , AsF 6 , SbF 6 and BCl 4. -, SbCl 5 F - can be exemplified such as - and SbCl 6. Further, preferred examples of the organic anions may comprise a compound represented by formula (21), - OCOCH 3, - OCOC 2 H 5, - OCOCCl 3, - OSO 2 Ph (Ph represents a phenyl group.) , - OSO 2 Tol (Tol is, o-, represents a m- or p- tolyl group.), - OSO 2 C 6 H 4 NO 2 (C 6 H 4 NO 2 is, o-, m- or p- represents a nitrophenyl group), -. OSO 2 C 6 H 4 Br (C 6 H 4 Br is, o-, represents a m- or p- bromophenyl group), HSO 4 -., and, - OSO 2 OCH 3 etc. can be illustrated. As the organic anions, further, - OCORf 2, - can be exemplified OSO 2 Rf 2 and the like. Here, Rf 2 is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group containing or not containing an ether bond are replaced with fluorine atoms. For example, Rf 2 is a perfluoroalkyl group (—CF 3 , —C 2 F 5, etc. ). And Rf 2 in these organic anions, and Rf 2 in the amide salt represented by the formula (19) may be different may be the same. As the compound represented by the formula (21), for example, a salt of a halogen anion and an organic cation (Y 2 O + ), or the above organic anion having the same Rf 2 as the amide salt represented by the formula (19) it can be preferably used a salt of - (OSO 2 Rf 2, etc.) and an organic cation (Y O +).
Although a solvent is not necessarily required for the above reaction, it is usually preferable to use a solvent because the reaction can proceed more smoothly and with good yield. As the solvent to be used, one or two or more selected from the above-mentioned nitriles, esters, ketones, halocarbons, alcohols (including halogen-substituted alcohols), water and the like can be appropriately selected. From the viewpoint of economy and / or product purity, water can be preferably selected as the solvent.
This reaction can be allowed to proceed in a temperature range of 0 ° C. to + 100 ° C., for example. From the viewpoint of improving the yield, etc., it is usually preferable to carry out the reaction in a temperature range of 0 ° C. to + 50 ° C.

[方法5]
上記式(19)で表されるアミド塩を構成する有機カチオン(Y +)は、窒素原子(N)、イオウ原子(S)またはリン原子(P)に少なくとも一つの水素原子が結合した構造のカチオンであり得る。そのような有機カチオンの例としては、式(3)中のR11またはR13、式(4)中のR21、式(5)中のR32、式(6)中のR41〜R44のうちのいずれか一つ、または式(9)中のR51〜R53のうちのいずれか一つが水素原子(H)である構造のカチオンが挙げられる。かかる構造の有機カチオンを有するアミド塩は、そのカチオンの共役塩基に相当する有機化合物と、式(17)で表されるアミドとを混合する(例えば、該化合物に対してほぼ等モル量のアミドを混合する)ことによっても製造され得る。
[Method 5]
The organic cation (Y 2 O + ) constituting the amide salt represented by the above formula (19) has a structure in which at least one hydrogen atom is bonded to a nitrogen atom (N), a sulfur atom (S) or a phosphorus atom (P). Of cations. Examples of such organic cations include R 11 or R 13 in formula (3), R 21 in formula (4), R 32 in formula (5), R 41 to R in formula (6). Examples include a cation having a structure in which any one of 44 or any one of R 51 to R 53 in formula (9) is a hydrogen atom (H). The amide salt having an organic cation having such a structure is a mixture of an organic compound corresponding to the conjugate base of the cation and an amide represented by the formula (17) (for example, an amide having an approximately equimolar amount with respect to the compound). Can also be produced.

<アミドの製造方法>
[方法6]
上記式(17),(22)または(24)で表されるアミドは、例えば、上記式(25)で表されるアミド塩と酸とを反応させる工程(以下、「工程E」ということもある。)を含む製造方法によって好適に製造され得る。式(25)で表されるアミド塩としては、目的とするアミドの構造に応じて適切な化合物を選択すればよい。式(25)中のY+は、無機カチオンであってもよく有機カチオンであってもよい。ここに開示される方法の一つの好適な態様では、Y+が無機カチオンであるアミド塩を使用する。例えば、Y+がアルカリ金属イオン(例えば、Li+,Na+またはK+)であるアミド金属塩を好ましく用いることができる。他の一つの好適な態様では、Y+が有機カチオン(例えば、上記式(3)〜(7)または(9)で表される有機カチオン)であるアミド塩を使用する。Y+が上記式(6)で表される有機カチオンであるアミド塩を好ましく使用することができる。そのような有機カチオンの好適例としてテトラアルキルアンモニウムイオンが挙げられる。例えば、式(6)中のR41〜R44がそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基であるアンモニウムイオンを有するアミド塩を使用することが好ましい。
この方法に使用するアミド塩(すなわち、式(25)で表されるアミド塩)は、この明細書により開示される方法によって製造することができる。例えば、上記工程A〜Dの少なくとも一つを含む方法により製造されたアミド塩を好ましく使用することができる。該アミド塩と反応させる酸としては、無機酸および有機酸のいずれも使用可能である。通常は無機酸を用いることが好ましい。また、いわゆる強酸を好ましく用いることができる。この方法に使用する酸の好適例としては、硫酸、クロロ硫酸、フルオロ硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸等が挙げられる。経済性や取扱性等の観点から、硫酸を用いることが特に好ましい。
上記反応では酸が溶媒を兼ねることができる。また、使用する酸の量を減らすため、あるいは大過剰の酸を使用すると一部に分解反応が併発する場合に生成物をより純度よく得るために、溶媒を使用してもよい。使用する溶媒としては上述したハロカーボン類が好ましく、なかでもジクロロメタン、トリクロロメタン等を好ましく使用することができる。
この反応は、例えば0℃〜+150℃の温度域で進行させることができる。経済性、収率等の観点から、通常は0℃〜+120℃の温度域で反応させることが好ましい。例えば、室温〜100℃の温度域で反応させることができる。
<Method for producing amide>
[Method 6]
The amide represented by the above formula (17), (22) or (24) is, for example, a step of reacting an amide salt represented by the above formula (25) with an acid (hereinafter also referred to as “step E”). Can be suitably manufactured by a manufacturing method including: As the amide salt represented by the formula (25), an appropriate compound may be selected according to the structure of the target amide. Y + in formula (25) may be an inorganic cation or an organic cation. In one preferred embodiment of the method disclosed herein, an amide salt wherein Y + is an inorganic cation is used. For example, an amide metal salt in which Y + is an alkali metal ion (for example, Li + , Na + or K + ) can be preferably used. In another preferred embodiment, an amide salt in which Y + is an organic cation (for example, an organic cation represented by the above formula (3) to (7) or (9)) is used. An amide salt in which Y + is an organic cation represented by the above formula (6) can be preferably used. A preferred example of such an organic cation is a tetraalkylammonium ion. For example, it is preferable to use an amide salt having an ammonium ion in which R 41 to R 44 in formula (6) are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
The amide salt used in this method (that is, the amide salt represented by the formula (25)) can be produced by the method disclosed by this specification. For example, an amide salt produced by a method including at least one of the above steps A to D can be preferably used. As the acid to be reacted with the amide salt, either an inorganic acid or an organic acid can be used. Usually, it is preferable to use an inorganic acid. Moreover, so-called strong acid can be preferably used. Preferable examples of the acid used in this method include sulfuric acid, chlorosulfuric acid, fluorosulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid and the like. It is particularly preferable to use sulfuric acid from the viewpoints of economy and handling properties.
In the above reaction, an acid can also serve as a solvent. Further, a solvent may be used in order to reduce the amount of acid used or to obtain a product with higher purity when a large excess of acid causes a partial decomposition reaction. As the solvent to be used, the above-described halocarbons are preferable, and dichloromethane, trichloromethane and the like can be preferably used.
This reaction can be allowed to proceed in a temperature range of 0 ° C. to + 150 ° C., for example. From the viewpoints of economy, yield, etc., it is usually preferable to carry out the reaction in a temperature range of 0 ° C to + 120 ° C. For example, the reaction can be performed in a temperature range of room temperature to 100 ° C.

<アミド塩またはアミドの製造方法>
ここに開示される各種のアミドおよびアミド塩は、上記工程A〜Eのうち一または二以上を含む方法によって好適に製造され得る。例えば、以下のいずれかの製造方法を採用することができる。
(1)上記工程Aまたは工程Bを行うことにより、カチオン成分が金属カチオン(例えばアルカリ金属イオン)であるアミド塩[Y +-N(CORf1)(SO2Rf2)]を得る。そのアミド金属塩を用いて上記工程Dを行う。このようにして、カチオン成分が有機カチオンであるアミド塩[Y +-N(CORf1)(SO2Rf2)]を得る。
(2)上記工程Aまたは工程Bを行うことにより、カチオン成分が金属カチオン(例えばアルカリ金属イオン)であるアミド塩[Y +-N(CORf1)(SO2Rf2)]を得る。そのアミド金属塩を用いて上記工程Eを行う。このようにしてアミド[NH(CORf1)(SO2Rf2)]を得る。
(3)上記(2)により得られたアミドを用意する。そのアミドと、金属の炭酸塩(例えば、アルカリ金属の炭酸塩)または炭酸水素塩とを用いて上記工程Cを行う。このようにして、カチオン成分が金属カチオンであるアミド塩[Y +-N(CORf1)(SO2Rf2)]を得る。
(4)上記(3)により得られたアミド金属塩[Y +-N(CORf1)(SO2Rf2)]を用意する。そのアミド金属塩を用いて上記工程Dを行う。このようにして、カチオン成分が有機カチオンであるアミド塩[Y +-N(CORf1)(SO2Rf2)]を得る。
<Method for producing amide salt or amide>
The various amides and amide salts disclosed herein can be suitably produced by a method including one or more of Steps A to E above. For example, any of the following manufacturing methods can be employed.
(1) By performing the above-mentioned Step A or Step B, an amide salt [Y M + -N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] whose cation component is a metal cation (for example, alkali metal ion) is obtained. Step D is performed using the amide metal salt. In this way, an amide salt [Y O + -N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] whose cation component is an organic cation is obtained.
(2) By performing the above-mentioned Step A or Step B, an amide salt [Y M + -N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] whose cation component is a metal cation (for example, alkali metal ion) is obtained. Step E is performed using the amide metal salt. In this way, amide [NH (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] is obtained.
(3) Prepare the amide obtained by (2) above. Step C is performed using the amide and a metal carbonate (eg, alkali metal carbonate) or bicarbonate. In this way, an amide salt [Y M + -N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] whose cation component is a metal cation is obtained.
(4) Prepare the amide metal salt [Y M + -N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] obtained in (3) above. Step D is performed using the amide metal salt. In this way, an amide salt [Y O + -N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] whose cation component is an organic cation is obtained.

ここに開示されるアミド塩のうち、カチオン成分Y+が有機カチオンであるもの(アミド有機塩)は、融点が凡そ40℃以下の塩であり得る。例えば、融点が凡そ30℃以下(好ましくは凡そ20℃以下、より好ましく凡そ0℃以下)の塩であり得る。さらに好ましい態様では、融点が凡そ−20℃以下(特に好ましくは凡そ−30℃以下)の塩であり得る。また、Y+が有機カチオンである上記アミド塩は、上記常温域において液状のアミド塩(常温溶融塩)であり得る。例えば、少なくとも10℃〜30℃(より好ましくは0℃〜40℃、さらに好ましくは−20℃〜+60℃)の温度域で液状の状態を維持し得るアミド有機塩であり得る。 Among the amide salts disclosed herein, those in which the cation component Y + is an organic cation (amide organic salt) may be a salt having a melting point of about 40 ° C. or less. For example, it may be a salt having a melting point of about 30 ° C. or lower (preferably about 20 ° C. or lower, more preferably about 0 ° C. or lower). In a more preferred embodiment, the salt may have a melting point of about −20 ° C. or less (particularly preferably about −30 ° C. or less). The amide salt in which Y + is an organic cation may be an amide salt that is liquid in the normal temperature range (normal temperature molten salt). For example, it may be an amide organic salt that can maintain a liquid state in a temperature range of at least 10 ° C. to 30 ° C. (more preferably 0 ° C. to 40 ° C., more preferably −20 ° C. to + 60 ° C.).

<イオン伝導材料>
上述したアミド塩(すなわち、Y+-N(CORf1)(SO2Rf2)で表されるアミド塩)の一種または二種以上を含有する組成物は、常温域(例えば10℃〜30℃、好ましくは0℃〜40℃、より好ましくは−20℃〜+60℃)で液状を示すイオン伝導材料となり得る。かかる材料の一つの好ましい態様では、該材料が、上記温度域で液状を示す上記アミド有機塩[Y +-N(CORf1)(SO2Rf2)]の少なくとも一種を含有する。ここに開示されるイオン伝導材料は、そのようなアミド有機塩に代えて、あるいは該アミド有機塩に加えて、Y+が無機カチオン(例えばアルカリ金属イオン)である上記アミド塩の少なくとも一種を含有することができる。
このようなイオン伝導材料は、上述したいずれかのアミド塩に加えて、他の塩を含有することができる。該「他の塩」としては、各種無機アニオンと各種有機カチオンまたは無機カチオンとの塩、パーフルオロアルキルエーテル鎖をもたない各種有機アニオンと各種有機カチオンまたは無機カチオンとの塩、等を例示することができる。例えば、上記アミド塩以外の塩であって常温域で液状を示す塩(常温溶融塩)を含有することができる。
ここに開示されるイオン伝導材料の一つの好ましい態様では、該材料が、上記アミド塩以外の成分(例えば有機溶媒)を実質的に含有しない状態で、上記常温域において液状である。または、上記アミド塩および上記他の塩以外の成分を実質的に含有しない状態で(すなわち、実質的にイオン結合性化合物のみを含む状態で)、該温度域において液状である。そのようなイオン伝導材料は、各種電池やキャパシタ等の蓄電素子に用いられる電解質またはその構成成分として好適なものとなり得る。例えば、常温域で液状を示す上記アミド有機塩[Y +-N(CORf1)(SO2Rf2)]の一種または二種以上から実質的に構成されるイオン伝導材料は、蓄電素子等に用いられる電解質において、従来公知の非水系溶媒等に代えて、あるいは該非水系溶媒とともに、支持電解質を溶解させる媒体(電解質用媒体(溶媒))として好ましく利用され得る。また、そのようなアミド有機塩と他の常温溶融塩とから実質的に構成される組成物も、同様に、電解質用媒体等として好ましく利用され得る。
<Ion conductive material>
A composition containing one or more of the above-mentioned amide salts (that is, an amide salt represented by Y + -N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )) has a normal temperature range (for example, 10 ° C. to 30 ° C. , Preferably 0 ° C. to 40 ° C., more preferably −20 ° C. to + 60 ° C.). In one preferred embodiment of such a material, the material contains at least one of the amide organic salts [Y 2 O + -N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] that is liquid in the temperature range. The ion conductive material disclosed herein contains at least one of the above amide salts in which Y + is an inorganic cation (for example, an alkali metal ion) instead of or in addition to the amide organic salt. can do.
Such ion-conducting material can contain other salts in addition to any of the amide salts described above. Examples of the “other salt” include salts of various inorganic anions with various organic cations or inorganic cations, salts of various organic anions having no perfluoroalkyl ether chain with various organic cations or inorganic cations, and the like. be able to. For example, a salt other than the amide salt, which is liquid in the normal temperature range (normal temperature molten salt) can be contained.
In one preferable embodiment of the ion conductive material disclosed herein, the material is in a liquid state in the normal temperature range in a state of substantially not containing a component (for example, an organic solvent) other than the amide salt. Alternatively, it is in a liquid state in the temperature range in a state in which components other than the amide salt and the other salts are substantially not contained (that is, in a state containing substantially only an ion-binding compound). Such an ion conductive material can be suitable as an electrolyte used for power storage elements such as various batteries and capacitors, or as a component thereof. For example, an ionic conductive material substantially composed of one or more of the above amide organic salts [Y O + -N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] that is liquid at room temperature may be an electricity storage element or the like. In the electrolyte used in the present invention, it can be preferably used as a medium (electrolyte medium (solvent)) for dissolving the supporting electrolyte instead of or together with the conventionally known non-aqueous solvent or the like. In addition, a composition substantially composed of such an amide organic salt and another room temperature molten salt can also be preferably used as an electrolyte medium or the like.

<電解質および該電解質を備える電池>
[電解質]
常温域で液状を示すアミド有機塩[Y +-N(CORf1)(SO2Rf2)]の少なくとも一種を含有する上記イオン伝導性組成物は、例えば、正極と負極との間をカチオンが行き来することにより充放電する電池の電解質またはその構成成分として好ましく利用され得る。例えば、上記カチオンがリチウムイオンである電池(典型的には、リチウムイオン二次電池)の電解質またはその構成成分として好適である。かかる電池に用いられる電解質は、上記アミド有機塩に加えて、該電解質にリチウムイオンを供給し得る化合物(リチウム源)を含有することができる。そのような化合物(「支持電解質」または「支持塩」ともいう。)としては、LiPF6,LiBF4,LiPF5(CF3),LiPF4(CF32,LiPF4(CF2CF32,LiBF3(CF3),LiBF2(CF32,LiBF(CF33,LiBF3(C25),LiAsF6,LiClO4,LiSCN,LiOCOCF3,LiCF3SO3,LiC49SO3,LiN(SO2252,LiC(CF3SO23,LiOCOC65,LiN(SO2CF32(「LiTFSI」と表記されることもある。),LiN(COCF3)(SO2CF3),LiN(COCF2CF3)(SO2CF3)等のリチウム塩を選択することができる。ここに開示される電解質は、上述したアミド有機塩に加えて、次式:-N(CORf1)(SO2Rf2);で表されるアニオンとリチウムイオンとの塩を含有することができる。すなわち、ここに開示される電解質は、次式:LiN(CORf1)(SO2Rf2);で表されるリチウム塩(支持電解質)を含有する組成であり得る。該リチウム塩を構成するアニオン成分と、上記アミド有機塩を構成するアニオン成分とは、同一であってもよく異なってもよい。例えば、アミド有機塩を構成するアニオン成分と同じアニオン成分とリチウムイオンとの塩を含有する電解質とすることができる。このような電解質は、例えば、使用後の回収性等の観点から好ましい。ここに開示される電解質の一つの好ましい態様では、支持電解質としてのリチウム塩が、常温付近で液状を示す上記アミド有機塩から実質的に構成される液状媒体に溶解している。ここに開示される電解質の他の一つの好ましい態様では、支持電解質としてのリチウム塩が、常温付近で液状を示す上記アミド有機塩および該アミド有機塩以外の常温溶融塩から実質的に構成される液状媒体に溶解している。
支持電解質の濃度は特に限定されない。例えば、電解質1リットル(L)当たり、凡そ0.1〜20モルの支持電解質(リチウム塩)を含有する組成とすることができる。通常は、支持電解質の含有割合を0.3〜15モル/Lの範囲とすることが適当であり、0.5〜10モル/Lの範囲とすることが好ましい。少なくとも10℃以上(好ましくは0℃以上)の温度域において、支持電解質が安定して溶解し得る(析出等が認められない)程度の濃度とすることが好ましい。
<Electrolyte and battery including the electrolyte>
[Electrolytes]
The ionic conductive composition containing at least one kind of amide organic salt [Y 2 O + -N (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 )] that exhibits a liquid state in a normal temperature range includes, for example, a cation between a positive electrode and a negative electrode. Can be preferably used as an electrolyte or a constituent component of a battery that is charged / discharged when the battery goes back and forth. For example, it is suitable as an electrolyte or a constituent component of a battery (typically a lithium ion secondary battery) in which the cation is lithium ion. In addition to the amide organic salt, the electrolyte used in such a battery can contain a compound (lithium source) that can supply lithium ions to the electrolyte. Examples of such a compound (also referred to as “supporting electrolyte” or “supporting salt”) include LiPF 6 , LiBF 4 , LiPF 5 (CF 3 ), LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (CF 2 CF 3 ). 2 , LiBF 3 (CF 3 ), LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF (CF 3 ) 3 , LiBF 3 (C 2 F 5 ), LiAsF 6 , LiClO 4 , LiSCN, LiOCOCF 3 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiOCOC 6 F 5 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 (sometimes expressed as “LiTFSI”) ), LiN (COCF 3 ) (SO 2 CF 3 ), LiN (COCF 2 CF 3 ) (SO 2 CF 3 ), and other lithium salts can be selected. Electrolytes disclosed herein, in addition to the amide organic salts described above, the following formula: - N (CORf 1) ( SO 2 Rf 2); anion salts of lithium ion represented by may contain . That is, the electrolyte disclosed here may have a composition containing a lithium salt (supporting electrolyte) represented by the following formula: LiN (CORf 1 ) (SO 2 Rf 2 ); The anion component constituting the lithium salt and the anion component constituting the amide organic salt may be the same or different. For example, it can be set as the electrolyte containing the salt of the same anion component and lithium ion which comprise the amide organic salt. Such an electrolyte is preferable from the viewpoint of, for example, recoverability after use. In one preferred embodiment of the electrolyte disclosed herein, a lithium salt as a supporting electrolyte is dissolved in a liquid medium substantially composed of the amide organic salt that is liquid at around room temperature. In another preferred embodiment of the electrolyte disclosed herein, the lithium salt as the supporting electrolyte is substantially composed of the amide organic salt that is liquid at about room temperature and a room temperature molten salt other than the amide organic salt. It is dissolved in a liquid medium.
The concentration of the supporting electrolyte is not particularly limited. For example, it can be set as the composition which contains about 0.1-20 mol support electrolyte (lithium salt) per liter (L) of electrolyte. Usually, the content of the supporting electrolyte is suitably in the range of 0.3 to 15 mol / L, and preferably in the range of 0.5 to 10 mol / L. In a temperature range of at least 10 ° C. or higher (preferably 0 ° C. or higher), the concentration is preferably set to a level at which the supporting electrolyte can be stably dissolved (precipitation is not observed).

また、上記電解質は、一般的な溶媒(典型的には有機溶媒)を含有することができる。好ましく使用される溶媒としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート等のカーボネート類;γ−ブチロラクトン等の環状エステル類;酢酸メチル、酢酸エチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル等のエステル類;テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン等の環状エーテル類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;等の、一般的なリチウムイオン二次電池の電解液に用いられる非プロトン性溶媒等を例示することができる。また、3,3,4,4−テトラフルオロテトラヒドロフラン、トリフルオロプロピレンカーボネート、CF3COOCH3,C25COOCH3,C37COOCH3,CF3COOCF2CF2H,CF3COOCH2CF3,CF3COOCH2CF2CF2H,C37OCH3,C49OCH3,CF3CFHCF2OCH2CF3,C37OCF(CF3)COOCH3,F[CF(CF3)CF2O]3CF(CF3)COOCH3,F[CF(CF3)CF2O]3CF(CF3)COOCH3等の分子中に少なくとも一つのフッ素原子を含む有機溶媒(フッ素系有機溶媒);トリメチルフォスフェート、トリエチルフォスフェート、エチルジメチルフォスフェート、ジエチルメチルフォスフェート、トリプロピルフォスフェート、トリブチルフォスフェート、トリ(トリフルオロメチル)フォスフェート、トリ(トリフルオロエチル)フォスフェート、トリ(パーフルオロエチル)フォスフェート等のフッ素原子を含むまたは含まないリン酸エステル類;等を例示することができる。これらの溶媒は不燃性または難燃性であるので好ましい。上述した溶媒等から選択される一種または二種以上を電解質に含有させることができる。
特に限定されるものではないが、このような溶媒を含む電解質においては、上記溶媒の含有比をアミド有機塩の含有比以下とすることができる。すなわち、電解質を構成するアミド有機塩50質量部に対して、上記溶媒の含有量を50質量部以下(好ましくは25質量部以下、より好ましくは10質量部以下)とすることができる。このようにアミド有機塩を主成分とする電解質は、ここに開示される電解質の好ましい一例である。
The electrolyte can contain a general solvent (typically an organic solvent). Solvents preferably used include carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate, diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate; cyclic esters such as γ-butyrolactone; methyl acetate and acetic acid Esters such as ethyl, methyl formate and ethyl formate; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and 1,3-dioxolane; ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether; Examples thereof include aprotic solvents used for the electrolyte solution of the secondary battery. Moreover, 3,3,4,4-tetrafluorotetrahydrofuran, trifluoropropylene carbonate, CF 3 COOCH 3 , C 2 F 5 COOCH 3 , C 3 F 7 COOCH 3 , CF 3 COOCF 2 CF 2 H, CF 3 COOCH 2 CF 3 , CF 3 COOCH 2 CF 2 CF 2 H, C 3 F 7 OCH 3 , C 4 F 9 OCH 3 , CF 3 CFHCF 2 OCH 2 CF 3 , C 3 F 7 OCF (CF 3 ) COOCH 3 , F [ CF (CF 3 ) CF 2 O] 3 CF (CF 3 ) COOCH 3, F [CF (CF 3 ) CF 2 O] 3 CF (CF 3 ) COOCH 3 or the like containing at least one fluorine atom in the molecule Solvent (fluorine organic solvent): trimethyl phosphate, triethyl phosphate, ethyl dimethyl phosphate, diethyl methyl phosphate, tripropyl phosphate Phosphate esters containing or not containing fluorine atoms such as phosphate, tributyl phosphate, tri (trifluoromethyl) phosphate, tri (trifluoroethyl) phosphate, tri (perfluoroethyl) phosphate; be able to. These solvents are preferred because they are nonflammable or flame retardant. One or more selected from the above-described solvents and the like can be contained in the electrolyte.
Although not particularly limited, in an electrolyte containing such a solvent, the content ratio of the solvent can be made equal to or less than the content ratio of the amide organic salt. That is, the content of the solvent can be 50 parts by mass or less (preferably 25 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less) with respect to 50 parts by mass of the amide organic salt constituting the electrolyte. Thus, an electrolyte containing an amide organic salt as a main component is a preferred example of the electrolyte disclosed herein.

ここに開示される電解質は、実質的にイオン結合性化合物(塩)のみからなる組成とすることができる。例えば、上記アミド有機塩の一種または二種以上と、支持電解質(例えばリチウム塩)と、から実質的に構成される組成であり得る。上記アミド有機塩以外の常温溶融塩をさらに含有してもよい。このような組成であって、常温域(例えば10℃〜30℃、好ましくは0℃〜40℃、より好ましくは−20℃〜+60℃)で液状の電解質が好ましい。約−30℃でも液状の状態を維持し得る電解質が特に好ましい。そのような電解質を備えるリチウムイオン二次電池は、例えば−30℃以上(典型的には、−30℃〜+100℃)の温度域で好適に使用し得る。特に、室温以下(さらには0℃以下)の温度範囲において改善された特性(イオン伝導率等)を示すリチウムイオン二次電池となり得る。   The electrolyte disclosed here can be made of a composition consisting essentially of an ion-binding compound (salt). For example, it may be a composition substantially composed of one or more of the amide organic salts and a supporting electrolyte (for example, a lithium salt). You may further contain normal temperature molten salts other than the said amide organic salt. A liquid electrolyte having such a composition and having a normal temperature range (for example, 10 ° C. to 30 ° C., preferably 0 ° C. to 40 ° C., more preferably −20 ° C. to + 60 ° C.) is preferable. An electrolyte that can maintain a liquid state even at about −30 ° C. is particularly preferable. A lithium ion secondary battery including such an electrolyte can be suitably used in a temperature range of, for example, −30 ° C. or higher (typically −30 ° C. to + 100 ° C.). In particular, it can be a lithium ion secondary battery exhibiting improved characteristics (such as ionic conductivity) in a temperature range of room temperature or lower (more preferably 0 ° C. or lower).

[他の電池構成要素]
上述のような電解質を備える電池は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出(例えば挿入および脱離)し得る活物質を有する正極を含んで構成され得る。かかる正極用の活物質としては、リチウムと遷移金属とを構成元素として含む各種のリチウム複合酸化物を好ましく用いることができる。そのような複合酸化物としては、Li−Ni酸化物、Li−Mn酸化物、Li−Co酸化物、等を例示することができる。ここで「Li−Ni含有酸化物」とは、LiとNiとを構成元素とする酸化物の他、LiおよびNi以外に他の少なくとも一種の金属元素(すなわち、LiおよびNi以外の遷移金属元素および/または典型金属元素)を含む酸化物をも包含する意味である。その金属元素は、Co,Al,Mn,Cr,Fe,V,Mg,Ti,Zr,Nb,Mo,W,Cu,Zn,Ga,In,Sn,LaおよびCeからなる群から選択される一種または二種以上であり得る。Li−Mn含有酸化物およびLi−Co含有酸化物についても同様である。
[Other battery components]
A battery including the electrolyte as described above may include a positive electrode having an active material capable of reversibly inserting and extracting lithium ions (for example, insertion and extraction). As such an active material for a positive electrode, various lithium composite oxides containing lithium and a transition metal as constituent elements can be preferably used. Examples of such complex oxides include Li—Ni oxides, Li—Mn oxides, Li—Co oxides, and the like. Here, “Li—Ni-containing oxide” means an oxide having Li and Ni as constituent elements, and at least one other metal element other than Li and Ni (that is, a transition metal element other than Li and Ni) And / or an oxide containing a typical metal element). The metal element is a kind selected from the group consisting of Co, Al, Mn, Cr, Fe, V, Mg, Ti, Zr, Nb, Mo, W, Cu, Zn, Ga, In, Sn, La, and Ce. Or it can be two or more. The same applies to the Li—Mn-containing oxide and the Li—Co-containing oxide.

ここに開示される電池の正極は、上述のような正極活物質を導電性部材に保持させた構成であり得る。該導電性部材(集電体)としては、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)等の金属を主体とする棒状体、板状体、箔状体、網状体等を使用することができる。あるいは、カーボンペーパー等を用いてもよい。例えば、シート状の導電性部材(例えばAl箔)の表面に活物質を含む層(活物質含有層)を設けた構成とすることができる。この活物質含有層は、活物質の他に、一般的な正極に用いられる一種または二種以上の材料を必要に応じて含有することができる。そのような材料の一例として、導電材、バインダ等が挙げられる。導電材としては、カーボンブラック(アセチレンブラック等)のような炭素材料、ニッケル粉末等の導電性金属粉末等から選択される一種または二種以上を用いることができる。バインダとしては、ポリビニリデンフロライド(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVDF−HFP)、スチレンブタジエンブロック共重合体(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)等から選択される一種または二種以上を用いることができる。   The positive electrode of the battery disclosed herein may have a configuration in which the positive electrode active material as described above is held on a conductive member. As the conductive member (current collector), a rod-like body, a plate-like body, a foil-like body, a net-like body or the like mainly composed of a metal such as aluminum (Al), nickel (Ni), titanium (Ti), or the like is used. be able to. Alternatively, carbon paper or the like may be used. For example, it can be set as the structure which provided the layer (active material content layer) containing an active material in the surface of a sheet-like electroconductive member (for example, Al foil). In addition to the active material, the active material-containing layer can contain one or more materials used for a general positive electrode as necessary. Examples of such materials include conductive materials and binders. As the conductive material, one or more selected from carbon materials such as carbon black (acetylene black and the like), conductive metal powders such as nickel powder, and the like can be used. As the binder, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-HFP), styrene butadiene block copolymer (SBR), carboxymethyl cellulose ( One or more selected from CMC) and the like can be used.

ここに開示される電池は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出(例えば挿入および脱離)し得る活物質を有する負極を備えることができる。負極用の活物質としては、アモルファス構造および/またはグラファイト構造の炭素材料を用いることができる。例えば、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、高配向性グラファイト(HOPG)、ハードカーボン、ソフトカーボン等の、一般的なリチウムイオン二次電池の負極に用いられる活物質の一種または二種以上を好ましく用いることができる。あるいは、酸化物、カルコゲナイド等を用いることも可能である。例えば、負極用の活物質としてチタン酸リチウム(例えばLi4Ti612)を好ましく用いることができる。このような活物質を、必要に応じてバインダ等とともに、金属等からなる導電性部材に保持させた構成の負極とすることができる。導電性部材(集電体)としては、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)等の金属を主体とする棒状体、板状体、箔状体、網状体等を使用することができる。あるいは、カーボンペーパー等を用いてもよい。バインダとしては、正極と同様のもの等を使用することができる。例えば、シート状の導電性部材(例えばCu箔)の表面に、活物質を含む層(活物質含有層)を設けた構成とすることができる。 The battery disclosed herein can include a negative electrode having an active material capable of reversibly inserting and extracting lithium ions (for example, insertion and extraction). As the negative electrode active material, a carbon material having an amorphous structure and / or a graphite structure can be used. For example, natural graphite, mesocarbon microbeads (MCMB), highly oriented graphite (HOPG), hard carbon, soft carbon, etc., one or more active materials used for the negative electrode of general lithium ion secondary batteries Can be preferably used. Alternatively, oxide, chalcogenide, or the like can be used. For example, lithium titanate (for example, Li 4 Ti 6 O 12 ) can be preferably used as the negative electrode active material. Such an active material can be made into a negative electrode having a configuration in which a conductive member made of metal or the like is held together with a binder or the like as necessary. As the conductive member (current collector), a rod-like body, a plate-like body, a foil-like body, a net-like body mainly composed of a metal such as copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), titanium (Ti), etc. Etc. can be used. Alternatively, carbon paper or the like may be used. As the binder, the same as the positive electrode can be used. For example, it can be set as the structure which provided the layer (active material content layer) containing an active material in the surface of a sheet-like electroconductive member (for example, Cu foil).

ここに開示される電池は、このような正極と負極との間に上記電解質が配置された構成とすることができる。また、上記正極と負極との間にセパレータが配置され、そのセパレータに電解質が染み込んでいる構成とすることができる。セパレータとしては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルムを用いることができる。また、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース(MC)等からなる織布または不織布を用いてもよい。
なお、ここに開示される電解質は、例えばポリエチレンオキシド(PEO)、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体(EO−PO)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVdF−HFP)等の支持体とともに成形(成膜)することにより、固体電解質として利用することも可能である。
The battery disclosed here can be configured such that the electrolyte is disposed between the positive electrode and the negative electrode. Further, a separator may be disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte may be infiltrated into the separator. As the separator, for example, a porous film made of a polyolefin resin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP) can be used. Moreover, you may use the woven fabric or nonwoven fabric which consists of a polypropylene, a polyethylene terephthalate (PET), methylcellulose (MC) etc.
Examples of the electrolyte disclosed herein include polyethylene oxide (PEO), ethylene oxide-propylene oxide copolymer (EO-PO), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinylidene fluoride (PVdF), and polyvinylidene fluoride-hexafluoro. It can be used as a solid electrolyte by molding (film formation) together with a support such as a propylene copolymer (PVdF-HFP).

以下、本発明に関する実施例につき説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not intended to be limited to the specific examples.

<アミド金属塩の合成>
[合成例1]

Figure 2006206456
上記式(S1)に示す合成スキームに沿って、下記表1に示す反応条件により、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドのナトリウム塩を合成した。
すなわち、反応容器にトリフルオロメタンスルホンアミドナトリウム塩(化合物1)201mmolと乾燥ジエチルエーテル100mLとを入れて氷浴で冷却した。この溶液中に、Exfluor Research Corp.社(Texas, U.S.A.)から入手可能な2−(トリフルオロメトキシ)ジフルオロ酢酸無水物(化合物2)261mmolを乾燥ジエチルエーテル100mLに溶解させた溶液を、35分かけて滴下した。滴下終了後、氷浴を外して室温でさらに4時間攪拌した。その後、アスピレータを用いて溶媒を留去し、さらに110℃で真空乾燥させた。このようにして、N−(トリフルオロメタンスルホニル)−2−(トリフルオロメトキシ)ジフルオロアセトアミドナトリウム塩[NaN(COCF2OCF2)(SO2CF3)]197mmolを得た。収率は98%であった。 <Synthesis of amide metal salt>
[Synthesis Example 1]
Figure 2006206456
According to the synthesis scheme shown in the above formula (S1), a sodium salt of an asymmetric amide having a perfluoroalkyl ether group was synthesized under the reaction conditions shown in Table 1 below.
That is, 201 mmol of trifluoromethanesulfonamide sodium salt (Compound 1) and 100 mL of dry diethyl ether were placed in a reaction vessel and cooled in an ice bath. In this solution, 261 mmol of 2- (trifluoromethoxy) difluoroacetic anhydride (Compound 2) available from Exfluor Research Corp. (Texas, USA) was dissolved in 100 mL of dry diethyl ether over 35 minutes. And dripped. After completion of dropping, the ice bath was removed and the mixture was further stirred at room temperature for 4 hours. Then, the solvent was distilled off using an aspirator, and further vacuum dried at 110 ° C. In this way, 197 mmol of N- (trifluoromethanesulfonyl) -2- (trifluoromethoxy) difluoroacetamide sodium salt [NaN (COCF 2 OCF 2 ) (SO 2 CF 3 )] was obtained. The yield was 98%.

[合成例2〜5]
表1に示す各アミド金属塩(化合物1)および酸無水物(化合物2)を用い、同表に示す溶媒および反応条件で合成例1と同様に反応および後処理(溶媒の留去および乾燥)を行うことにより、表1に示す各生成物を得た。表1には生成物の収率を併せて示した。
なお、合成例2〜5に使用した酸無水物[(CF3CF2OCF2CO)2O,(CF3OCF2CF2CO)2O,および(CF3OCF2CF2OCF2CO)2O]は、いずれもExfluor Research Corp.社から入手可能である。
[Synthesis Examples 2 to 5]
Using each amide metal salt (compound 1) and acid anhydride (compound 2) shown in Table 1, reaction and post-treatment in the same manner as in Synthesis Example 1 with the solvents and reaction conditions shown in the same table (evaporation and drying of the solvent) By performing the above, each product shown in Table 1 was obtained. Table 1 also shows the yield of the product.
The acid anhydrides [(CF 3 CF 2 OCF 2 CO) 2 O, (CF 3 OCF 2 CF 2 CO) 2 O, and (CF 3 OCF 2 CF 2 OCF 2 CO)] used in Synthesis Examples 2 to 5 2 O] is available from Exfluor Research Corp.

[合成例6]
以下のようにして、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドのナトリウム塩を合成した。
すなわち、表1に示すシリルスルホンアミドナトリウム塩(化合物1)62.6mmolとアセトニトリルとを反応容器に入れた。この溶液中に、室温にて、表1に示す酸フッ化物(化合物2)75.3mmolをアセトニトリルに溶解させた溶液を滴下して30分攪拌した後、系を80℃まで昇温してさらに61時間攪拌した。その後、合成例1と同様に後処理を行って、表1に示すアミド塩を得た(収率95%)。なお、上記酸フッ化物は、例えばSynQuest Labs社(Florida, U.S.A.)から入手可能である。
[Synthesis Example 6]
A sodium salt of an asymmetric amide having a perfluoroalkyl ether group was synthesized as follows.
That is, 62.6 mmol of silylsulfonamide sodium salt (Compound 1) shown in Table 1 and acetonitrile were placed in a reaction vessel. A solution prepared by dissolving 75.3 mmol of oxyfluoride (compound 2) shown in Table 1 in acetonitrile was dropped into this solution at room temperature and stirred for 30 minutes, and then the system was heated to 80 ° C. and further heated. Stir for 61 hours. Then, the post-process was performed like the synthesis example 1 and the amide salt shown in Table 1 was obtained (yield 95%). The acid fluoride is available from, for example, SynQuest Labs (Florida, USA).

[合成例7]

Figure 2006206456
上記式(S2)に示す合成スキームに沿って、下記表2に示す反応条件により、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドのリチウム塩を合成した。
すなわち、容量100mLのナス型フラスコに炭酸リチウム(化合物2)0.555g(7.5mmol)およびジエチルエーテル 20mLを入れて氷浴で冷却した。この溶液中に、N−(トリフルオロメタンスルホニル)−2−(トリフルオロメトキシ)−ジフルオロアセトアミド(化合物1)4.67g(15mmol)をジエチルエーテル40mLに溶解させた溶液を滴下して10分間攪拌した後、氷浴を外して室温でさらに2時間攪拌した。その後、溶媒を留去し、真空減圧下において150℃で3時間乾燥させた。このようにして、N−(トリフルオロメタンスルホニル)−2−(トリフルオロメトキシ)−ジフルオロアセトアミドリチウム塩(生成物)4.62gを得た。収率は97%であった。この生成物は、常温においてガラス状の固体であった。 [Synthesis Example 7]
Figure 2006206456
A lithium salt of an asymmetric amide having a perfluoroalkyl ether group was synthesized under the reaction conditions shown in Table 2 below in accordance with the synthesis scheme shown in the above formula (S2).
That is, 0.555 g (7.5 mmol) of lithium carbonate (Compound 2) and 20 mL of diethyl ether were placed in a 100 mL capacity eggplant type flask and cooled in an ice bath. In this solution, a solution prepared by dissolving 4.67 g (15 mmol) of N- (trifluoromethanesulfonyl) -2- (trifluoromethoxy) -difluoroacetamide (Compound 1) in 40 mL of diethyl ether was added dropwise and stirred for 10 minutes. Thereafter, the ice bath was removed and the mixture was further stirred at room temperature for 2 hours. Thereafter, the solvent was distilled off, followed by drying at 150 ° C. for 3 hours under vacuum. In this way, 4.62 g of N- (trifluoromethanesulfonyl) -2- (trifluoromethoxy) -difluoroacetamido lithium salt (product) was obtained. The yield was 97%. This product was a glassy solid at room temperature.

[合成例8]
本合成例は、反応溶媒を変更して合成例7と同じアミド塩を合成した例である。
すなわち、表2に示すように、反応容器に炭酸リチウム(化合物2)2.5mmolおよび溶媒としての1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2−オール[(CF32CHOH]2.5mLを入れ、表2に示すアミド(化合物1)5.1mmolを(CF32CHOH 2.5mLに溶解させた溶液を室温にて滴下し、2時間攪拌した。その後、合成例7と同様に後処理を行って生成物を得た。収率は97%であった。
なお、合成例7および8で使用した化合物1は、後述する合成例55により得られたものである。
[Synthesis Example 8]
This synthesis example is an example in which the same amide salt as synthesis example 7 was synthesized by changing the reaction solvent.
That is, as shown in Table 2, 2.5 mmol of lithium carbonate (compound 2) and 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol [(CF 3 ) 2 as a solvent in a reaction vessel. CHOH] 2.5 mL was added, and a solution prepared by dissolving 5.1 mmol of the amide (Compound 1) shown in Table 2 in 2.5 mL of (CF 3 ) 2 CHOH was added dropwise at room temperature and stirred for 2 hours. Then, the post-process was performed like the synthesis example 7, and the product was obtained. The yield was 97%.
Compound 1 used in Synthesis Examples 7 and 8 was obtained in Synthesis Example 55 described later.

[合成例9〜17]
表2〜3に示す各アミド(化合物1)およびアルカリ金属炭酸塩(化合物2)を用い、同表に示す溶媒および反応条件で合成例8と同様に反応および後処理を行うことにより、これらの表に示す各生成物を得た。表中には各生成物の収率を併せて示した。
なお、これらの合成例で使用した化合物1は、それぞれ、後述する合成例55〜59のいずれかにより得られたものである。また、合成例9による生成物は合成例1による生成物と同じアミド塩であり、同様に、合成例11の生成物は合成例2の、合成例13の生成物は合成例3の、合成例14の生成物は合成例5の、合成例15の生成物は合成例4の、そして合成例17の生成物は合成例6の生成物とそれぞれ同じアミド塩である。
[Synthesis Examples 9 to 17]
These amides (compound 1) and alkali metal carbonates (compounds 2) shown in Tables 2 to 3 were used and reacted and worked up in the same manner as in Synthesis Example 8 with the solvents and reaction conditions shown in the same table. Each product shown in the table was obtained. The yield of each product is also shown in the table.
In addition, the compound 1 used by these synthesis examples is obtained by either of the synthesis examples 55-59 mentioned later, respectively. The product of Synthesis Example 9 is the same amide salt as the product of Synthesis Example 1. Similarly, the product of Synthesis Example 11 is the synthesis example 2 and the synthesis example 13 is the synthesis example 3. The product of Example 14 is the same amide salt as that of Synthesis Example 5, the product of Synthesis Example 15 is the same as that of Synthesis Example 4, and the product of Synthesis Example 17 is the same as the product of Synthesis Example 6.

<得られたアミド塩の物性値および分析結果>
合成例1〜17により得られた各生成物の融点を常法により測定した。また、各生成物の元素分析を行い、計算値と分析値とが概ね一致することを確認した。さらに、各生成物をアセトニトリル−d3に溶解させ、C66を標準として19F−NMRスペクトルを測定した。得られたデータを表4に示す。
なお、合成例7,8,10,12,14,16および17により得られた各生成物については、これらの生成物をさらに精製した後に上記の測定および分析を行った。すなわち、各生成物を室温で適量の溶媒[(CF32CHOH]に溶解させた溶液に、各生成物(アミド金属塩)の共役酸に相当するアミドを少量(0.05mol%)加えて攪拌した。溶媒を留去した後、真空減圧下において150℃で3時間乾燥させて、高純度のアミド塩を得た。このアミド塩を用いて上記の測定および分析を行った。
また、合成例9,11,13,14,15および17により得られた生成物は、合成例1〜6により得られた生成物のそれぞれに比べてより高純度であったので、表4には合成例9,11,13,14,15および17の生成物について得られたデータを示した。
<Physical properties and analysis results of the obtained amide salt>
Melting | fusing point of each product obtained by the synthesis examples 1-17 was measured by the conventional method. In addition, elemental analysis of each product was performed, and it was confirmed that the calculated value and the analytical value were almost the same. Further, each product was dissolved in acetonitrile-d 3, and 19 F-NMR spectrum was measured using C 6 F 6 as a standard. The obtained data is shown in Table 4.
In addition, about each product obtained by the synthesis examples 7, 8, 10, 12, 14, 16, and 17, the above measurement and analysis were performed after further purifying these products. That is, a small amount (0.05 mol%) of an amide corresponding to the conjugate acid of each product (amide metal salt) was added to a solution in which each product was dissolved in an appropriate amount of solvent [(CF 3 ) 2 CHOH] at room temperature. And stirred. After the solvent was distilled off, the residue was dried at 150 ° C. under vacuum for 3 hours to obtain a high purity amide salt. The amide salt was used for the above measurement and analysis.
In addition, since the products obtained by Synthesis Examples 9, 11, 13, 14, 15 and 17 were higher in purity than the products obtained by Synthesis Examples 1 to 6, Table 4 Shows the data obtained for the products of Synthesis Examples 9, 11, 13, 14, 15 and 17.

Figure 2006206456
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Figure 2006206456
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Figure 2006206456
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Figure 2006206456
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<イミダゾリウムカチオンを有するアミド塩の合成>
[合成例18]

Figure 2006206456
上記式(S3)に示す合成スキームに沿って、下記表5に示す反応条件により、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドのイミダゾリウム塩を合成した。
すなわち、反応容器に1,3−ジメチルイミダゾリウム トリフルオロメタンスルホナート(トリフラートともいう。表中では「-OTf」と示すこともある。)(化合物1)10mmolと水5mLとを入れた。これを攪拌しながら、合成例9(または合成例1)により得られたNaN(COCF2OCF2)(SO2CF3)(化合物2)10.5mmolを水5mLに溶解させた溶液を加え、室温で10分間攪拌した。その後、下層である油層を分離し、これを水で繰り返し洗浄した。得られた油状物を、真空ポンプを用いた減圧下において110℃で3時間乾燥させた。このようにして、1,3−ジメチルイミダゾリウム N−(トリフルオロメタンスルホニル)−2−(トリフルオロメトキシ)ジフルオロアセトアミド 6.2mmolを得た。収率は62%であった。 <Synthesis of amide salt having imidazolium cation>
[Synthesis Example 18]
Figure 2006206456
According to the synthesis scheme shown in the above formula (S3), an imidazolium salt of an asymmetric amide having a perfluoroalkyl ether group was synthesized under the reaction conditions shown in Table 5 below.
That is, (also referred to as triflate in the table.. A "- OTf" and sometimes shown) into the reaction vessel, 3-dimethyl imidazolium trifluoromethanesulfonate (compound 1) was placed and 10mmol of water 5 mL. While stirring this, a solution prepared by dissolving 10.5 mmol of NaN (COCF 2 OCF 2 ) (SO 2 CF 3 ) (Compound 2) obtained in Synthesis Example 9 (or Synthesis Example 1) in 5 mL of water was added, Stir at room temperature for 10 minutes. Thereafter, the lower oil layer was separated and repeatedly washed with water. The resulting oil was dried at 110 ° C. for 3 hours under reduced pressure using a vacuum pump. In this way, 6.2 mmol of 1,3-dimethylimidazolium N- (trifluoromethanesulfonyl) -2- (trifluoromethoxy) difluoroacetamide was obtained. The yield was 62%.

[合成例19〜35]
表5〜9に示す各イミダゾリウム塩(化合物1)と、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミド金属塩(化合物2)とを用い、同表に示す溶媒および反応条件で合成例18と同様に反応および後処理を行うことにより、これらの表に示す各生成物を得た。表中には各生成物の収率を併せて示した。なお、これらの合成例における化合物2としては、それぞれ、合成例9,11,13,15および17(または合成例1〜4および6)のいずれかにより得られたアミド塩を使用した。
[Synthesis Examples 19 to 35]
Using each imidazolium salt (Compound 1) shown in Tables 5 to 9 and an asymmetric amide metal salt having a perfluoroalkyl ether group (Compound 2), in the same manner as in Synthesis Example 18 with the solvents and reaction conditions shown in the same table Each product shown in these tables was obtained by carrying out the reaction and post-treatment. The yield of each product is also shown in the table. In addition, as the compound 2 in these synthesis examples, the amide salt obtained by any of the synthesis examples 9, 11, 13, 15, and 17 (or synthesis examples 1-4 and 6) was used, respectively.

<ピリジニウムカチオンを有するアミド塩の合成>
[合成例36]
表9に示すピリジニウム塩(化合物1)と、合成例9(または合成例1)により得られたアミド塩(化合物2)とを用い、同表に示す溶媒および反応条件で合成例18と同様に反応および後処理を行うことにより、同表に示す生成物を得た。収率は66%であった。
<Synthesis of amide salt having pyridinium cation>
[Synthesis Example 36]
Using the pyridinium salt (Compound 1) shown in Table 9 and the amide salt (Compound 2) obtained in Synthesis Example 9 (or Synthesis Example 1), in the same manner as in Synthesis Example 18 with the solvents and reaction conditions shown in the same table By carrying out the reaction and post-treatment, the products shown in the same table were obtained. The yield was 66%.

<オキサゾリウムカチオンを有するアミド塩の合成>
[合成例37]
表9に示すオキサゾリウム塩(化合物1)と、合成例9により得られたアミド塩(化合物2)とを用い、同表に示す溶媒および反応条件で合成例18と同様に反応および後処理を行うことにより、同表に示す生成物を得た。収率は54%であった。
<Synthesis of amide salt having oxazolium cation>
[Synthesis Example 37]
Using the oxazolium salt (Compound 1) shown in Table 9 and the amide salt (Compound 2) obtained in Synthesis Example 9, the reaction and post-treatment are performed in the same manner as in Synthesis Example 18 with the solvents and reaction conditions shown in the same table. As a result, products shown in the same table were obtained. The yield was 54%.

合成例18〜37により得られた各生成物の融点は、いずれも常温(ここでは約20℃)以下であった。また、各生成物の元素分析を行い、計算値と分析値とが概ね一致することを確認した。また、上記と同様にして各生成物の19F−NMRスペクトルを測定した。さらに、各生成物をアセトニトリル−d3に溶解させて1H−NMRスペクトルを測定した。得られたデータを表10〜11に示す。 The melting points of the products obtained in Synthesis Examples 18 to 37 were all below normal temperature (about 20 ° C. here). In addition, elemental analysis of each product was performed, and it was confirmed that the calculated value and the analytical value were almost the same. Further, the 19 F-NMR spectrum of each product was measured in the same manner as described above. Further, each product was dissolved in acetonitrile-d 3 and a 1 H-NMR spectrum was measured. The obtained data are shown in Tables 10-11.

Figure 2006206456
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Figure 2006206456
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Figure 2006206456
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Figure 2006206456
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<テトラアルキルアンモニウムカチオンを有するアミド塩の合成>
[合成例38]
表12に示すアンモニウム塩(化合物1)と合成例9(または合成例1)により得られたアミド塩(化合物2)とを用いて、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドアニオンとテトラアルキルアンモニウムカチオンとの塩を合成した。
すなわち、反応容器にテトラメチルアンモニウムクロライド(化合物1)15mmolおよび水を入れた。これを攪拌しながら、NaN(COCF2OCF2)(SO2CF3)(化合物2)15.8mmolの水溶液を加え、室温で20分間攪拌した。その後、合成例18と同様に後処理を行って、テトラメチルアンモニウム N−(トリフルオロメタンスルホニル)−2−(トリフルオロメトキシ)ジフルオロアセトアミドを得た。収率は53%であった。
<Synthesis of amide salt having tetraalkylammonium cation>
[Synthesis Example 38]
Using an ammonium salt (Compound 1) shown in Table 12 and an amide salt (Compound 2) obtained by Synthesis Example 9 (or Synthesis Example 1), an asymmetric amide anion having a perfluoroalkyl ether group and a tetraalkylammonium cation A salt with was synthesized.
That is, 15 mmol of tetramethylammonium chloride (Compound 1) and water were placed in a reaction vessel. While stirring this, an aqueous solution of 15.8 mmol of NaN (COCF 2 OCF 2 ) (SO 2 CF 3 ) (Compound 2) was added and stirred at room temperature for 20 minutes. Thereafter, post-treatment was performed in the same manner as in Synthesis Example 18 to obtain tetramethylammonium N- (trifluoromethanesulfonyl) -2- (trifluoromethoxy) difluoroacetamide. The yield was 53%.

[合成例39〜43]
表12に示す各アンモニウム塩(化合物1)と、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドの金属塩(化合物2)とを用い、同表に示す溶媒および反応条件で合成例38と同様に反応および後処理を行うことにより、これらの表に示す各生成物を得た。表中には各生成物の収率を併せて示した。なお、これらの合成例における化合物2としては、それぞれ、合成例9,11,13,15および17(または合成例1〜4および6)のいずれかにより得られたアミド塩を使用した。
[Synthesis Examples 39 to 43]
Using each ammonium salt shown in Table 12 (compound 1) and a metal salt of an asymmetric amide having a perfluoroalkyl ether group (compound 2), the reaction and Each product shown in these tables was obtained by post-treatment. The yield of each product is also shown in the table. In addition, as the compound 2 in these synthesis examples, the amide salt obtained by any of the synthesis examples 9, 11, 13, 15, and 17 (or synthesis examples 1-4 and 6) was used, respectively.

合成例38〜43により得られた各生成物の融点は、いずれも常温(ここでは約20℃)以下であった。また、各生成物の元素分析を行い、計算値と分析値とが概ね一致することを確認した。また、上記と同様にして各生成物の19F−NMRスペクトルおよび1H−NMRスペクトルを測定した。得られたデータを表13に示す。 The melting points of the products obtained in Synthesis Examples 38 to 43 were all below normal temperature (about 20 ° C. here). In addition, elemental analysis of each product was performed, and it was confirmed that the calculated value and the analytical value were almost the same. Further, 19 F-NMR spectrum and 1 H-NMR spectrum of each product were measured in the same manner as described above. Table 13 shows the obtained data.

<脂肪族環状アンモニウムカチオンを有するアミド塩の合成>
[合成例44]
以下のようにして、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドアニオンと脂肪族環状アンモニウムカチオンとの塩を合成した。
すなわち、表14に示す脂肪族環状アンモニウム塩(化合物1)および水を反応容器に入れた。これを攪拌しながら、合成例9(または合成例1)により得られたアミド塩(化合物2)15.8mmolの水溶液を加え、室温で10分間攪拌した。その後、合成例18と同様に後処理を行って、同表に示す生成物を得た。収率は56%であった。
<Synthesis of amide salt having aliphatic cyclic ammonium cation>
[Synthesis Example 44]
A salt of an asymmetric amide anion having a perfluoroalkyl ether group and an aliphatic cyclic ammonium cation was synthesized as follows.
That is, an aliphatic cyclic ammonium salt (Compound 1) and water shown in Table 14 were placed in a reaction vessel. While stirring this, an aqueous solution of 15.8 mmol of the amide salt (Compound 2) obtained in Synthesis Example 9 (or Synthesis Example 1) was added and stirred at room temperature for 10 minutes. Then, the post-process was performed similarly to the synthesis example 18, and the product shown in the same table was obtained. The yield was 56%.

[合成例45〜48]
表14に示す各脂肪族環状アンモニウム塩(化合物1)と、合成例9(または合成例1)により得られたアミド塩(化合物2)とを用い、同表に示す溶媒および反応条件で合成例44と同様に反応および後処理を行うことにより、これらの表に示す各生成物を得た。表中には各生成物の収率を併せて示した。
[Synthesis Examples 45 to 48]
Using each aliphatic cyclic ammonium salt (Compound 1) shown in Table 14 and the amide salt (Compound 2) obtained in Synthesis Example 9 (or Synthesis Example 1), the synthesis examples were carried out using the solvents and reaction conditions shown in the same table. Each product shown in these tables was obtained by carrying out the reaction and post-treatment in the same manner as in 44. The yield of each product is also shown in the table.

合成例44〜48により得られた各生成物の融点は、いずれも常温(ここでは約20℃)以下であった。また、各生成物の元素分析を行い、計算値と分析値とが概ね一致することを確認した。また、上記と同様にして各生成物の19F−NMRスペクトルおよび1H−NMRスペクトルを測定した。得られたデータを表15に示す。 The melting points of the products obtained in Synthesis Examples 44 to 48 were all below normal temperature (about 20 ° C. here). In addition, elemental analysis of each product was performed, and it was confirmed that the calculated value and the analytical value were almost the same. Further, 19 F-NMR spectrum and 1 H-NMR spectrum of each product were measured in the same manner as described above. Table 15 shows the obtained data.

[合成例49]
以下のようにして、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドアニオンと、アルキルエーテル基を有する脂肪族環状アンモニウムカチオンとの塩を合成した。
すなわち、表16に示す脂肪族環状アンモニウム塩(化合物1)50mmolおよび水を反応容器に入れた。これを攪拌しながら、合成例9(または合成例1)により得られたアミド塩(化合物2)52.5mmolの水溶液を加え、室温で20分間攪拌した。その後、合成例18と同様に後処理を行って、同表に示す生成物を得た。収率は61%であった。
[Synthesis Example 49]
A salt of an asymmetric amide anion having a perfluoroalkyl ether group and an aliphatic cyclic ammonium cation having an alkyl ether group was synthesized as follows.
That is, 50 mmol of an aliphatic cyclic ammonium salt (Compound 1) shown in Table 16 and water were placed in a reaction vessel. While stirring this, an aqueous solution of 52.5 mmol of the amide salt (Compound 2) obtained in Synthesis Example 9 (or Synthesis Example 1) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 20 minutes. Then, the post-process was performed similarly to the synthesis example 18, and the product shown in the same table was obtained. The yield was 61%.

[合成例50〜52]
表16に示す各脂肪族環状アンモニウム塩(化合物1)と、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドの金属塩(化合物2)とを用い、同表に示す溶媒および反応条件で合成例49と同様に反応および後処理を行うことにより、これらの表に示す各生成物を得た。表中には各生成物の収率を併せて示した。なお、これらの合成例における化合物2としては、それぞれ、合成例9(または合成例1)および合成例13(または合成例3)のいずれかにより得られたアミド塩を使用した。
[Synthesis Examples 50 to 52]
Using each aliphatic cyclic ammonium salt shown in Table 16 (Compound 1) and a metal salt of an asymmetric amide having a perfluoroalkyl ether group (Compound 2), the same as in Synthesis Example 49 with the solvents and reaction conditions shown in the same table The products shown in these tables were obtained by reaction and post-treatment. The yield of each product is also shown in the table. As compound 2 in these synthesis examples, an amide salt obtained in any one of synthesis example 9 (or synthesis example 1) and synthesis example 13 (or synthesis example 3) was used, respectively.

合成例49〜52により得られた各生成物の融点は、いずれも常温(ここでは約20℃)以下であった。また、各生成物の元素分析を行い、計算値と分析値とが概ね一致することを確認した。また、上記と同様にして各生成物の19F−NMRスペクトルおよび1H−NMRスペクトルを測定した。得られたデータを表17に示す。 The melting points of the products obtained in Synthesis Examples 49 to 52 were all below normal temperature (about 20 ° C. here). In addition, elemental analysis of each product was performed, and it was confirmed that the calculated value and the analytical value were almost the same. Further, 19 F-NMR spectrum and 1 H-NMR spectrum of each product were measured in the same manner as described above. Table 17 shows the obtained data.

<スルホニウムカチオンを有するアミド塩の合成>
[合成例53]
以下のようにして、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドアニオンのスルホニウム塩を合成した。
すなわち、表18に示すスルホニウム塩(化合物1)15mmolおよび水を反応容器に入れた。これを攪拌しながら、合成例9(または合成例1)により得られたアミド塩(化合物2)15.8mmolの水溶液を加え、室温で20分間攪拌した。その後、合成例18と同様に後処理を行って、同表に示す生成物を得た。収率は39%であった。
合成例53により得られた生成物の融点は常温(ここでは約20℃)以下であった。また、この生成物の元素分析を行い、計算値と分析値とが概ね一致することを確認した。また、上記と同様にして該生成物の19F−NMRスペクトルおよび1H−NMRスペクトルを測定した。得られたデータを表19に示す。
<Synthesis of amide salt having sulfonium cation>
[Synthesis Example 53]
A sulfonium salt of an asymmetric amide anion having a perfluoroalkyl ether group was synthesized as follows.
That is, 15 mmol of sulfonium salt (Compound 1) shown in Table 18 and water were placed in a reaction vessel. While stirring this, an aqueous solution of 15.8 mmol of the amide salt (Compound 2) obtained in Synthesis Example 9 (or Synthesis Example 1) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 20 minutes. Then, the post-process was performed similarly to the synthesis example 18, and the product shown in the same table was obtained. The yield was 39%.
The melting point of the product obtained in Synthesis Example 53 was not more than room temperature (about 20 ° C. here). In addition, elemental analysis of this product was performed, and it was confirmed that the calculated value and the analytical value were almost the same. In addition, the 19 F-NMR spectrum and 1 H-NMR spectrum of the product were measured in the same manner as described above. The obtained data is shown in Table 19.

Figure 2006206456
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<アミドの合成>
[合成例54]

Figure 2006206456
上記式(S4)に示す合成スキームに沿って、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドを合成した。
すなわち、蒸留物受け容器と連結された蒸留塔を取り付けた50mLのナス型フラスコに、NaN(COCF2OCF2)(SO2CF3)11.66g(35mmol)と硫酸7.6mL(105mmol)とを入れた。蒸留物受け容器を−40℃に冷却した後、真空ポンプにより系を減圧にし、上記ナス型フラスコ(反応容器)を油浴に浸け、内容物を攪拌しつつ油浴の温度を40℃まで上昇させた。さらに油浴の温度を80℃まで徐々に上げた。このようにして蒸留物受け容器内に目的物(生成物)を、ガラス状固体として得た。収量は10.83g、収率は99.5%であった。なお、上記化合物1としては、合成例1により得られたアミド塩を使用した。 <Synthesis of amide>
[Synthesis Example 54]
Figure 2006206456
According to the synthesis scheme shown in the above formula (S4), an asymmetric amide having a perfluoroalkyl ether group was synthesized.
That is, in a 50 mL eggplant type flask equipped with a distillation column connected to a distillate receiving vessel, 11.66 g (35 mmol) of NaN (COCF 2 OCF 2 ) (SO 2 CF 3 ) and 7.6 mL (105 mmol) of sulfuric acid were added. Put. After cooling the distillate receiving container to −40 ° C., the system is depressurized by a vacuum pump, the eggplant type flask (reaction container) is immersed in an oil bath, and the temperature of the oil bath is increased to 40 ° C. while stirring the contents. I let you. Further, the temperature of the oil bath was gradually increased to 80 ° C. Thus, the target product (product) was obtained as a glassy solid in the distillate receiving container. The yield was 10.83 g and the yield was 99.5%. As the compound 1, the amide salt obtained in Synthesis Example 1 was used.

[合成例55]

Figure 2006206456
上記式(S5)に示す合成スキームに沿って、下記表20に示す反応条件により、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドを合成した。
すなわち、300mLの丸底フラスコに、化合物1としてのN−(トリフルオロメタンスルホニル)−2−(トリフルオロメトキシ)ジフルオロアセトアミドのテトラエチルアンモニウム塩11.0g(25mmol)と、溶媒としてのジクロロメタン250mLとを入れて室温で攪拌した。これに硫酸12.5mL(235mmol)を加えて30分間攪拌した後、上層のジクロロメタン層を分離した。残った下層をさらにジクロロメタン25mLで抽出した。この抽出操作を三回繰り返した。抽出液を集めて溶媒を留去し、残渣を減圧蒸留し、沸点86〜87℃/28mmHgの留分を集めた。この留分(生成物)の収量は6.02g、収率は77%であった。なお、化合物1としては、合成例39により得られたアミド塩を使用した。 [Synthesis Example 55]
Figure 2006206456
Asymmetric amides having a perfluoroalkyl ether group were synthesized according to the reaction conditions shown in Table 20 below along the synthesis scheme shown in the above formula (S5).
That is, 11.0 g (25 mmol) of tetraethylammonium salt of N- (trifluoromethanesulfonyl) -2- (trifluoromethoxy) difluoroacetamide as Compound 1 and 250 mL of dichloromethane as a solvent were placed in a 300 mL round bottom flask. And stirred at room temperature. To this was added 12.5 mL (235 mmol) of sulfuric acid and stirred for 30 minutes, and then the upper dichloromethane layer was separated. The remaining lower layer was further extracted with 25 mL of dichloromethane. This extraction operation was repeated three times. The extract was collected, the solvent was distilled off, and the residue was distilled under reduced pressure to collect a fraction having a boiling point of 86 to 87 ° C./28 mmHg. The yield of this fraction (product) was 6.02 g, and the yield was 77%. As compound 1, the amide salt obtained in Synthesis Example 39 was used.

[合成例56〜59]
表20に示す各アミド塩(化合物1)および酸を用い、同表に示す溶媒および反応条件で合成例55と同様に反応および後処理を行うことにより、これらの表に示す各生成物を得た。表中には各生成物の収率を併せて示した。なお、これらの合成例における化合物1としては、それぞれ、合成例40〜43のいずれかにより得られたアミド塩を使用した。
[Synthesis Examples 56 to 59]
Using each amide salt (compound 1) and acid shown in Table 20 and the reaction and post-treatment in the same manner as in Synthesis Example 55 using the solvents and reaction conditions shown in the same table, the products shown in these tables are obtained. It was. The yield of each product is also shown in the table. In addition, as the compound 1 in these synthesis examples, the amide salt obtained by any of the synthesis examples 40-43 was used, respectively.

合成例54〜59により得られた各生成物(目的物)の元素分析を行い、計算値と分析値とが概ね一致することを確認した。また、上記と同様にして各成物の19F−NMRスペクトルおよび1H−NMRスペクトルを測定した。得られたデータを、各生成物の沸点(蒸留条件)とともに表21に示した。 Elemental analysis of each product (target product) obtained in Synthesis Examples 54 to 59 was performed, and it was confirmed that the calculated value and the analyzed value were almost consistent. Further, 19 F-NMR spectrum and 1 H-NMR spectrum of each product were measured in the same manner as described above. The obtained data are shown in Table 21 together with the boiling points (distillation conditions) of the respective products.

Figure 2006206456
Figure 2006206456

Figure 2006206456
Figure 2006206456

<イオン伝導度の測定>
上述した合成例により得られたいくつかの塩のイオン伝導度を測定した。測定は、YSI社製の機種名「Model 3100」により、プローブとしてYSI社製の商品名「3417」、MicroElectrodes社製の商品名「MI-915」または同「MI-905」を用いてアルゴン雰囲気下で行った。
<Measurement of ionic conductivity>
The ionic conductivity of some salts obtained by the synthesis examples described above was measured. The measurement is performed using the model name “Model 3100” manufactured by YSI, and as a probe using the product name “3417” manufactured by YSI, the product name “MI-915” or “MI-905” manufactured by MicroElectrodes, and an argon atmosphere. Went under.

表22に示す試料1〜4は、同表に示すカチオンとアニオンとの塩につき、測定温度20℃,0℃,−20℃および−30℃におけるイオン伝導度を上記方法により測定した例である。これらの塩は、いずれも1,3−ジメチルイミダゾリウムカチオンと、エーテル結合を含むパーフルオロアルキル基を有する各種非対称アミドアニオンとの塩であって、それぞれ表中のカッコ内に示す各合成例により得られた塩である。同表には、試料5および6として、試料1〜4と同じイミダゾリウムカチオンとビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオンとの塩(試料5)、および、同カチオンと2,2,2−トリフルオロ−N−(トリフルオロメタンスルホニル)アセトアミドとの塩(試料6)のイオン伝導度を併せて示している。なお、試料5の塩は上述したいずれの測定温度においても固体であり、試料6の塩は測定温度0℃以下では固体であった。このように測定温度で固体の試料は、液状の試料と比較すると、イオン伝導度は実質的に無いに等しい。したがって、測定温度において試料が固体であった場合のイオン伝導度は「〜0」と表示している。
表22から判るように、試料1〜4の塩は、試料5および6の塩に比べて、低温特性(例えば、0℃以下の温度域におけるイオン伝導度)が明らかに良好であった。したがって、電解質またはその構成成分として試料1〜4の塩を用いた電池は、試料5,6の塩を用いた電池に比べて、より広い温度域(特に低温域)で適切に機能するものとなり得る。
Samples 1 to 4 shown in Table 22 are examples in which the ionic conductivity at the measurement temperatures of 20 ° C., 0 ° C., −20 ° C. and −30 ° C. was measured by the above method for the salts of cations and anions shown in the same table. . These salts are salts of 1,3-dimethylimidazolium cation and various asymmetric amide anions having a perfluoroalkyl group containing an ether bond, respectively, according to each synthesis example shown in parentheses in the table. The obtained salt. In the table, as samples 5 and 6, the same imidazolium cation and bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion salt as in samples 1 to 4 (sample 5), and the cation and 2,2,2-trifluoro The ionic conductivity of the salt with N- (trifluoromethanesulfonyl) acetamide (sample 6) is also shown. The salt of sample 5 was solid at any of the measurement temperatures described above, and the salt of sample 6 was solid at a measurement temperature of 0 ° C. or lower. Thus, a sample that is solid at the measurement temperature has substantially no ionic conductivity compared to a liquid sample. Therefore, the ion conductivity when the sample is solid at the measurement temperature is indicated as “˜0”.
As can be seen from Table 22, the salts of Samples 1 to 4 clearly had better low-temperature characteristics (for example, ionic conductivity in a temperature range of 0 ° C. or lower) than the salts of Samples 5 and 6. Therefore, a battery using the salt of Samples 1 to 4 as an electrolyte or a component thereof functions appropriately in a wider temperature range (particularly a low temperature range) than a battery using the salt of Samples 5 and 6. obtain.

Figure 2006206456
Figure 2006206456

表23に示す試料7は、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウムカチオンとパーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドアニオンとの塩である。この試料7としては、合成例30により得られたアミド塩を用いた。また、同表に示す試料8は、上記イミダゾリウムカチオンと2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−N−(トリフルオロメタンスルホニル)プロピオンアミドとの塩である。これらの試料につき、上記と同様にして測定温度20℃におけるイオン伝導度を測定した。
表23から判るように、試料7の塩は、アニオンの種類が異なる試料8の塩に比べて、より良好なイオン伝導性を示した。
Sample 7 shown in Table 23 is a salt of 1,2,3,4-tetramethylimidazolium cation and an asymmetric amide anion having a perfluoroalkyl ether group. As Sample 7, the amide salt obtained in Synthesis Example 30 was used. Sample 8 shown in the same table is a salt of the imidazolium cation and 2,2,3,3,3-pentafluoro-N- (trifluoromethanesulfonyl) propionamide. For these samples, the ion conductivity at a measurement temperature of 20 ° C. was measured in the same manner as described above.
As can be seen from Table 23, the salt of Sample 7 exhibited better ionic conductivity than the salt of Sample 8 having different types of anions.

Figure 2006206456
Figure 2006206456

表24に示す試料9および10は、同表に示す各ペンタアルキルイミダゾリウムカチオンと、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドアニオンとの塩である。試料9としては合成例34により得られたアミド塩を、試料10としては合成例35により得られたアミド塩を用いた。また、同表に示す試料11および12は、試料9とはアニオンの種類が異なる塩である。これらの試料につき、上記と同様にして測定温度20℃におけるイオン伝導度を測定した。得られた結果を表24に示す。同表には、試料10とはアニオンの種類が異なる塩である試料13のイオン伝導度を併せて示した。これは、第42回電池討論会要旨集1B09の第256〜257頁(2002年10月発行)に記載されたデータから引用したものである。なお、試料11および12の塩は、いずれも測定温度において固体であった。
表24から判るように、試料9および10の塩は、いずれも、試料11〜13の塩に比べて明らかに良好なイオン伝導性を示した。
Samples 9 and 10 shown in Table 24 are salts of each pentaalkylimidazolium cation shown in the same table and an asymmetric amide anion having a perfluoroalkyl ether group. As Sample 9, the amide salt obtained in Synthesis Example 34 was used, and as Sample 10, the amide salt obtained in Synthesis Example 35 was used. Samples 11 and 12 shown in the same table are salts different from the sample 9 in the type of anion. For these samples, the ionic conductivity at a measurement temperature of 20 ° C. was measured in the same manner as described above. The results obtained are shown in Table 24. The table also shows the ionic conductivity of Sample 13, which is a salt having a different anion type from Sample 10. This is cited from the data described on pages 256-257 (issued in October 2002) of the 42nd Battery Discussion Meeting 1B09. Note that the salts of Samples 11 and 12 were both solid at the measurement temperature.
As can be seen from Table 24, both the salts of Samples 9 and 10 clearly showed better ionic conductivity than the salts of Samples 11-13.

Figure 2006206456
Figure 2006206456

表25に示す試料14〜16は、同表に示す各脂肪族環状アンモニウムカチオンとパーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドアニオンとの塩である。試料14としては合成例45により得られたアミド塩を、試料15としては合成例49により得られたアミド塩を、試料16としては合成例52により得られたアミド塩を用いた。これらの試料につき、上記と同様にして測定温度20℃におけるイオン伝導度を測定した。得られた結果を表24に示す。同表には、脂肪族環状アンモニウムカチオンとTFSIとの塩である試料17のイオン伝導度を併せて示した。これは、J. Phys. Chem. B, Vol.103, No.2, pp. 4164-4170 (1999) に記載されたデータから引用したものである。
表25から判るように、試料14〜16の塩は、いずれも、試料17の塩よりも良好なイオン伝導性を示した。
Samples 14 to 16 shown in Table 25 are salts of each aliphatic cyclic ammonium cation and an asymmetric amide anion having a perfluoroalkyl ether group shown in the same table. The amide salt obtained in Synthesis Example 45 was used as Sample 14, the amide salt obtained in Synthesis Example 49 was used as Sample 15, and the amide salt obtained in Synthesis Example 52 was used as Sample 16. For these samples, the ion conductivity at a measurement temperature of 20 ° C. was measured in the same manner as described above. The results obtained are shown in Table 24. The table also shows the ionic conductivity of Sample 17, which is a salt of an aliphatic cyclic ammonium cation and TFSI. This is cited from the data described in J. Phys. Chem. B, Vol. 103, No. 2, pp. 4164-4170 (1999).
As can be seen from Table 25, the salts of Samples 14 to 16 all showed better ionic conductivity than the salt of Sample 17.

Figure 2006206456
Figure 2006206456

<電位幅の測定>
表26に示す試料18〜20の電気化学的安定性を評価した。ここで、試料18は、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドの1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウム塩(合成例30により得られた塩を用いた。)に、パーフルオロアルキルエーテル基を有する非対称アミドのリチウム塩(合成例8により得られた塩を用いた。)を12mol%の濃度で溶解させて調製した組成物である。試料19は、上記イミダゾリウム塩にLiTFSIを11mol%の濃度で溶解させて調製した組成物である。試料20は、上記イミダゾリウム塩に2,2,2−トリフルオロ−N−(トリフルオロメタンスルホニル)アセトアミドのリチウム塩を7mol%の濃度で溶解させて調製した組成物である。これらの組成物は、いずれも20℃において液状であった。
これらの試料の電気化学的安定性を以下のようにして評価した。すなわち、各試料を電解質とし、作用電極としてガラス質カーボン電極(Glassy carbon electrode)を用い、対極にリチウム金属、参照電極にリチウム金属を用いて三電極方式の電気化学セルを構築した。このようにして作製したセルにつき、室温(約23℃)にて、掃引速度10mV/secの条件でリニアスウィープボルタンメトリー(Linear Sweep Voltammetry)測定を行うことにより、各試料の還元電位(対金属リチウム。以下同じ。)および酸化電位を調べた。その結果を表26に示した。また、酸化電位と還元電位との差から求めた電位窓の広さ(電位幅)を同表に示した。
表26から判るように、合成例30により得られたイミダゾリウム塩に各種のリチウム塩を溶解させた試料18〜20の組成物は、いずれも−0.2〜0.1V(すなわち0.5V以下、さらには0.3V以下)という低い還元電位を示した。また、これらの組成物は、いずれも5.2〜5.6V(すなわち5V以上)という高い酸化電位を示した。このため、これらの組成物は、いずれも5V以上という広い電位幅を有するものであった。なかでも、合成例30のイミダゾリウム塩に合成例8のリチウム塩を溶解させた試料18の組成物は、特に低い還元電位(−0.2V)および特に高い酸化電位(5.6V)を示し、このため特に広い電位幅(5.8V)を有するものであった。
<Measurement of potential width>
The electrochemical stability of Samples 18-20 shown in Table 26 was evaluated. Here, the sample 18 is a perfluoroalkyl ether to a 1,2,3,4-tetramethylimidazolium salt of an asymmetric amide having a perfluoroalkyl ether group (the salt obtained in Synthesis Example 30 was used). It is a composition prepared by dissolving a lithium salt of an asymmetric amide having a group (the salt obtained in Synthesis Example 8 was used) at a concentration of 12 mol%. Sample 19 is a composition prepared by dissolving LiTFSI at a concentration of 11 mol% in the imidazolium salt. Sample 20 is a composition prepared by dissolving a lithium salt of 2,2,2-trifluoro-N- (trifluoromethanesulfonyl) acetamide at a concentration of 7 mol% in the imidazolium salt. All of these compositions were liquid at 20 ° C.
The electrochemical stability of these samples was evaluated as follows. That is, a three-electrode electrochemical cell was constructed using each sample as an electrolyte, a glassy carbon electrode as a working electrode, lithium metal as a counter electrode, and lithium metal as a reference electrode. The cell thus prepared was subjected to linear sweep voltammetry measurement at room temperature (about 23 ° C.) under the condition of a sweep rate of 10 mV / sec. The same shall apply hereinafter) and the oxidation potential was examined. The results are shown in Table 26. Further, the width of the potential window (potential width) obtained from the difference between the oxidation potential and the reduction potential is shown in the same table.
As can be seen from Table 26, the compositions of Samples 18 to 20 in which various lithium salts were dissolved in the imidazolium salt obtained in Synthesis Example 30 were all -0.2 to 0.1 V (that is, 0.5 V). Hereinafter, the reduction potential was as low as 0.3 V or less. All of these compositions exhibited high oxidation potentials of 5.2 to 5.6 V (that is, 5 V or more). For this reason, all of these compositions have a wide potential width of 5 V or more. In particular, the composition of Sample 18 in which the lithium salt of Synthesis Example 8 is dissolved in the imidazolium salt of Synthesis Example 30 exhibits a particularly low reduction potential (−0.2 V) and a particularly high oxidation potential (5.6 V). For this reason, it has a particularly wide potential width (5.8 V).

さらに、表26に示す試料21および試料22の塩につき、試料18〜20と同様にして電気化学的安定性を評価した。すなわち、これらの試料を電解質とした点以外は上記と同様に電気化学セルを構築した。試料21としては合成例50により得られた塩を用いた。試料22としては、表26に示すように、試料21とはアニオンの種類が異なる塩を用いた。これらのセルにつき上記と同様にリニアスウィープボルタンメトリー測定を行うことにより、各塩の還元電位(対金属リチウム。以下同じ。)および酸化電位を調べた。その結果を表26に示した。また、酸化電位と還元電位との差から求めた電位窓の広さを同表に示した。
表26から判るように、試料21の塩は、−0.1V(すなわち0V以下)という低い還元電位および5.4V(すなわち5V以上)という高い酸化電位を示した。このため、この塩は5.5Vという広い電位幅を有するものであった。また、試料21の塩は試料22の塩に比べて還元電位がより低く、このため電位窓がより広いものであった。
Further, the electrochemical stability of the salts of Sample 21 and Sample 22 shown in Table 26 was evaluated in the same manner as Samples 18-20. That is, an electrochemical cell was constructed in the same manner as described above except that these samples were used as electrolytes. As the sample 21, the salt obtained in Synthesis Example 50 was used. As Sample 22, as shown in Table 26, a salt having a different anion type from Sample 21 was used. By performing linear sweep voltammetry measurement on these cells in the same manner as described above, the reduction potential (to lithium metal, the same applies hereinafter) and the oxidation potential of each salt were examined. The results are shown in Table 26. The width of the potential window obtained from the difference between the oxidation potential and the reduction potential is shown in the same table.
As can be seen from Table 26, the salt of Sample 21 exhibited a low reduction potential of −0.1 V (ie, 0 V or less) and a high oxidation potential of 5.4 V (ie, 5 V or more). For this reason, this salt had a wide potential width of 5.5V. In addition, the salt of sample 21 had a lower reduction potential than the salt of sample 22, and thus the potential window was wider.

Figure 2006206456
Figure 2006206456

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

Claims (19)

下記式(1):
Figure 2006206456
(Rf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Y+は水素イオン以外のカチオンである。);
で表されるアミド塩。
Following formula (1):
Figure 2006206456
(Rf 1 is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure are replaced by fluorine atoms. Rf 2 contains an ether bond or A group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group not included are replaced with fluorine atoms, Y + is a cation other than hydrogen ions);
An amide salt represented by
前記式(1)中のRf1は、エーテル結合を含む炭素数2〜10のパーフルオロアルキル基である、請求項1に記載のアミド塩。 2. The amide salt according to claim 1, wherein Rf 1 in the formula (1) is a C 2-10 perfluoroalkyl group containing an ether bond. 前記式(1)中のRf1は、下記式(2):
−Rf3−O(−Rf4−O)n−Rf5 (2)
(Rf3およびRf4はそれぞれ独立に炭素数1〜3のパーフルオロアルキレン基である。Rf5は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基である。nは0〜2である。);
で表される、請求項2に記載のアミド塩。
Rf 1 in the formula (1) is the following formula (2):
-Rf 3 -O (-Rf 4 -O) n -Rf 5 (2)
(Rf 3 and Rf 4 are each independently a perfluoroalkylene group having 1 to 3 carbon atoms. Rf 5 is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms. N is 0 to 2);
The amide salt of Claim 2 represented by these.
前記式(2)中のRf3およびRf4はそれぞれ独立に炭素数1または2のパーフルオロアルキレン基であり、Rf5は炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基であり、nは0または1である、請求項3に記載のアミド塩。 In the formula (2), Rf 3 and Rf 4 are each independently a perfluoroalkylene group having 1 or 2 carbon atoms, Rf 5 is a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n is 0 or 1 The amide salt according to claim 3, wherein 前記式(1)中のRf2は炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基である、請求項1から4のいずれか一項に記載のアミド塩。 Rf 2 in the formula (1) is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, amide salt according to any one of claims 1 to 4. 前記式(1)中のY+はアルカリ金属のカチオンである、請求項1から5のいずれか一項に記載のアミド塩。 The amide salt according to any one of claims 1 to 5, wherein Y + in the formula (1) is an alkali metal cation. 前記式(1)中のY+は有機のカチオンである、請求項1から5のいずれか一項に記載のアミド塩。 The amide salt according to any one of claims 1 to 5, wherein Y + in the formula (1) is an organic cation. 常温域で液状である、請求項7に記載のアミド塩。   The amide salt according to claim 7, which is liquid in a normal temperature range. 請求項7に記載のアミド塩を含有する電解質。   An electrolyte containing the amide salt according to claim 7. 請求項9に記載の電解質を備えるリチウムイオン二次電池。   A lithium ion secondary battery comprising the electrolyte according to claim 9. 下記式(10):
Figure 2006206456
(Rf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Y+は水素イオン以外のカチオンである。);
で表されるアミド塩を製造する方法であって、
下記式(11):
(Rf1CO)2O (11)
(Rf1は、式(10)中のRf1と同じである。);
で表される酸無水物と、
下記式(12):
+ -NH(SO2Rf2) (12)
(Y+およびRf2は、それぞれ式(10)中のY+およびRf2と同じである。);
で表されるスルホンアミド塩とを反応させるアミド塩製造方法。
Following formula (10):
Figure 2006206456
(Rf 1 is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure are replaced with fluorine atoms. Rf 2 contains an ether bond or A group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group not included are replaced with fluorine atoms, Y + is a cation other than hydrogen ions);
A process for producing an amide salt represented by:
Following formula (11):
(Rf 1 CO) 2 O (11)
(Rf 1 is the same as Rf 1 in formula (10).);
An acid anhydride represented by
Following formula (12):
Y + - NH (SO 2 Rf 2) (12)
(Y + and Rf 2 are the same as Y + and Rf 2 in formula (10), respectively);
An amide salt production method of reacting with a sulfonamide salt represented by the formula:
下記式(13):
Figure 2006206456
(Rf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Y +は金属のカチオンである。);
で表されるアミド塩を製造する方法であって、
下記式(14):
Rf1COX (14)
(Rf1は、式(13)中のRf1と同じである。Xはハロゲン原子である。);
で表される酸ハロゲン化物と、
下記式(15):
+ -N(Si(R43)(SO2Rf2) (15)
(Y +およびRf2は、それぞれ式(13)中のY +およびRf2と同じである。R4は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基である。);
で表されるシリルスルホンアミド塩とを反応させるアミド塩製造方法。
Following formula (13):
Figure 2006206456
(Rf 1 is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure are replaced by fluorine atoms. Rf 2 contains an ether bond or A group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group not included are replaced by fluorine atoms, Y M + is a metal cation.);
A process for producing an amide salt represented by:
Following formula (14):
Rf 1 COX (14)
(Rf 1 is the same as Rf 1 in formula (13). X is a halogen atom);
An acid halide represented by
Following formula (15):
Y M + - N (Si ( R 4) 3) (SO 2 Rf 2) (15)
(Y M + and Rf 2 are the same as Y M + and Rf 2 in Formula (13), respectively. R 4 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms);
An amide salt production method of reacting with a silylsulfonamide salt represented by the formula:
下記式(16):
Figure 2006206456
(Rf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Y+は水素イオン以外のカチオンである。);
で表されるアミド塩を製造する方法であって、
下記式(17):
Figure 2006206456
(Rf1およびRf2は、それぞれ、式(16)中のRf1およびRf2と同じである。);
で表されるアミドと、
下記式(18):
+ -OCOA (18)
(Aは、置換または無置換のアルキル基、ヒドロキシ基、または−O-+基である。Y+は、式(16)中のY+と同じである。)
で表される化合物とを反応させるアミド塩製造方法。
Following formula (16):
Figure 2006206456
(Rf 1 is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure are replaced with fluorine atoms. Rf 2 contains an ether bond or A group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group not included are replaced with fluorine atoms, Y + is a cation other than hydrogen ions);
A process for producing an amide salt represented by:
Following formula (17):
Figure 2006206456
(Rf 1 and Rf 2 are the same as Rf 1 and Rf 2 in formula (16), respectively);
An amide represented by
Following formula (18):
Y + - OCOA (18)
(A is a substituted or unsubstituted alkyl group, hydroxy group or -O, - a is .Y + is Y + groups are the same as Y + in the formula (16).)
A method for producing an amide salt, wherein the compound represented by the formula is reacted.
前記式(16)中のY+はアルカリ金属のカチオンである、請求項13に記載の方法。 The method according to claim 13, wherein Y + in the formula (16) is an alkali metal cation. 前記式(18)で表される塩は炭酸塩および/または炭酸水素塩である、請求項13または14に記載の方法。   The method according to claim 13 or 14, wherein the salt represented by the formula (18) is a carbonate and / or a bicarbonate. 下記式(19):
Figure 2006206456
(Rf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Y +は有機カチオンである。)
で表されるアミド塩を製造する方法であって、
下記式(20):
Figure 2006206456
(Rf1およびRf2は、それぞれ、式(19)中のRf1およびRf2と同じである。Y +は金属のカチオンである。);
で表されるアミド塩と、
下記式(21):
+ -B (21)
(Y +は、式(19)中のY +と同じである。-Bは無機または有機のアニオンである。);
で表される化合物とを反応させるアミド塩製造方法。
Following formula (19):
Figure 2006206456
(Rf 1 is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure are replaced with fluorine atoms. Rf 2 contains an ether bond or (This is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group not included are replaced with fluorine atoms. Y 2 O + is an organic cation.)
A process for producing an amide salt represented by:
Following formula (20):
Figure 2006206456
(Rf 1 and Rf 2 are the same as Rf 1 and Rf 2 in formula (19), respectively. Y M + is a metal cation.);
An amide salt represented by
Following formula (21):
Y O + - B (21)
; - (Y O + is the same as Y O + in the formula (19) B is the anion of an inorganic or organic..)
A method for producing an amide salt, wherein the compound represented by the formula is reacted.
下記式(22):
Figure 2006206456
(Rf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。);
で表されるアミド。
Following formula (22):
Figure 2006206456
(Rf 1 is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure are replaced with fluorine atoms. Rf 2 contains an ether bond or This is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group not included are replaced with fluorine atoms.);
An amide represented by
下記式(24):
Figure 2006206456
(Rf1は、その化学構造の少なくとも一部にエーテル結合を含むアルキル鎖を有する一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。Rf2は、エーテル結合を含むまたは含まない一価の有機基の全ての水素原子をフッ素原子に置き換えた基である。);
で表されるアミドを製造する方法であって、
下記式(25):
Figure 2006206456
(Rf1およびRf2は、それぞれ、式(24)中のRf1およびRf2と同じである。Y+は水素イオン以外のカチオンである。);
で表されるアミド塩と酸とを反応させるアミド製造方法。
Following formula (24):
Figure 2006206456
(Rf 1 is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group having an alkyl chain containing an ether bond in at least a part of its chemical structure are replaced by fluorine atoms. Rf 2 contains an ether bond or This is a group in which all hydrogen atoms of a monovalent organic group not included are replaced with fluorine atoms.);
A process for producing an amide represented by:
Following formula (25):
Figure 2006206456
(Rf 1 and Rf 2 are the same as Rf 1 and Rf 2 in formula (24), respectively. Y + is a cation other than a hydrogen ion);
An amide production method in which an amide salt represented by formula (I) is reacted with an acid.
前記酸が硫酸である、請求項18に記載の方法。   The method of claim 18, wherein the acid is sulfuric acid.
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