JP2008047867A - 第四級アンモニウム塩の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、炭酸モノアルキルエステルの第四級アンモニウム塩と、テトラフルオロ硼酸などのフッ素錯酸アンモニウム塩とを適当な溶剤の中で反応させて得るが、製造の過程中、ハロゲン元素が導入されなく、また、H2Oを加入しなくても良い。
【選択図】なし
Description
特開平5−286981号公報(森田化学)に開示されたように、氷水浴中で(C2H5)4NBrを無水フッ化水素酸と反応させて(C2H5)4NF・nHFを製造し、また、170℃でHFを蒸発して(C2H5)4NF・2HFを得て、メタノール溶液(BF3含量51%)と反応させ、次に150℃まで加熱してメタノールと残りHFを除去させ、更にメタノールで再結晶することにより製造される。
特開平11−310555号公報(三井化学)においては、25℃で炭酸モノアルキルエステルトリエチル−メチルアンモニウムを42%テトラフルオロ硼酸の水溶液と反応させ、また60℃、70mmHgで濃縮させて80%トリエチル−メチルテトラフルオロ硼酸アンモニウムを製造し、次にイソプロピルアルコールを入れてトリエチル−メチルテトラフルオロ硼酸アンモニウムを析出して、真空中で乾燥することにより製造される。
また、特開2001−348388号公報に開示されたように、塩素化テトラエチルアンモニウム(又は臭素化テトラエチルアンモニウム)を30%HBF4メタノール溶液と反応させ、次に0℃まで冷却させてテトラフルオロ硼酸を析出して、結晶を105℃で乾燥することにより製造される。
また、前記特開平11−310555号公報においては、必ず42%HBF4水溶液を使用しなければならないので、多量の水分が加えられて、H2Oの除去工程が非常に煩わしくなる。
なお、フッ素錯酸アンモニウム塩とは、フッ素と酸が複合反応(complex reaction)して形成されたフッ素錯酸基の陰イオンとアンモニウム塩の陽イオンとが結合して形成された物質をいう。
また、前記第四級アンモニウム塩は炭酸モノアルキルエステル類第四級アンモニウム塩を含み、前記アンモニウム塩はフッ素錯酸アンモニウム塩を含む。
また、前記第四級アンモニウム塩の陰イオン即ち炭酸モノアルキルエステルの陰イオンは、一般式:
前記第四級ピロール塩が、一般式:
そして、前記アンモニウム塩の陰イオンは、テトラフルオロ硼酸の陰イオン、又はヘキサフルオロリン酸の陰イオン、又はテトラフルオロアルミニウム酸の陰イオン、又はヘキサフルオロヒ酸の陰イオン、又はヘキサフルオロアンチモン酸の陰イオンを含む。
なお、前記溶剤は、アルコール系、又はニトリル系、又はアミド系、又はラクトン系、又は無機酸エステル系、又はアミン系、又はスルホン系、又はエーテル系、又はホスホアミド系を含み、好ましくはメタノール、又はエタノール、又はアセトニトリル、又はN,N−ジメチルホルムアミドを含む。
本発明の実施形態は、両種の塩(AとB)を用いて複分解反応を行うことにより得られ、即ち、塩Aが炭酸モノアルキルエステル類第四級アンモニウム塩であり、塩Bがテトラフルオロ硼酸等のフッ素錯酸アンモニウム塩であるが、これらを極性溶剤中で反応させる。
塩Aの陽イオンとして、例えば、テトラメチルアンモニウム基、トリメチル‐エチルアンモニウム基、ジメチルジエチルアンモニウム基、トリエチル‐メチルアンモニウム基、トリプロピル‐メチルアンモニウム基、トリブチル‐メチルアンモニウム基、トリオクチル‐メチルアンモニウム基、テトラエチルアンモニウム基、トリメチル‐プロピルアンモニウム基、トリメチルフェニルアンモニウム基などが挙げられる。
この種類の陽イオンとして、例えば、1,2,3‐トリメチルイミダゾールオニウム、1,2,3,4‐テトラメチルイミダゾールオニウム、1,3‐ジメチル‐2‐エチルイミダゾールオニウム、1‐メチル‐2,3‐ジエチルイミダゾールオニウム、1,2,3‐トリメチル‐4‐エチルイミダゾールオニウム等が挙げられ、勿論、当類オニウム塩のイオンはこれらに限らず、またいろいろ種類を挙げることができる。
この種類の陽イオとして、例えば、1,2,3,4‐テトラメチルイミダゾリンオニウム、2,3‐ジメチル‐1‐ジエチルイミダゾリンオニウム、1,2,3,4‐テトラメチルピリミジンオニウム、1,3‐ジエチルイミダゾールオニウム等が挙げられ、勿論、当類化合物として、またいろいろを挙げることができる。
また、該第四級ピロール塩を一般式:
この種類の陽イオとして、例えば、トリフェニル‐メチルホスホニウム、トリブチル‐メチルホスホニウム、トリフェニル‐エチルホスホニウム、トリブチル‐エチルホスホニウム等が挙げられる。
なお、本発明の実施形態に用いられる塩Bの陰イオンが、テトラフルオロ硼酸の陰イオン、ヘキサフルオロリン酸の陰イオン、テトラフルオロアルミニウム酸の陰イオンであっても良く、又はヘキサフルオロヒ酸の陰イオン、ヘキサフルオロアンチモン酸の陰イオンであっても良い。
この種類の塩Bの陽イオンとして、例えば、NH4+、CH3NH3+、(CH3)2NH2+、(CH3)3NH+、C2H5NH3+、(C2H5)2NH2+などが挙げられ、この中でNH4+であることが好ましい。
本発明の実施形態においては、前記溶剤で塩Aを20〜40%の溶液に配合させて、塩Bを加えて24〜48時間回流(沸騰)させ、次に前記溶剤を除去して製品を得る。
ここで、塩Aと塩Bのモル比を1:1にさせる。
炭酸モノエチルエステル‐メチルトリエチルアンモニウム40%メタノール溶液を300g(0.63mol)取って、1000ml量の三口フラスコの中に入れて、テトラフルオロ硼酸アンモニウムを66g(0.63mol)加え、次にこれを24時間回流させて、溶剤を除去すると、115gの製品即ちメチルトリエチルテトラフルオロ硼酸アンモニウムが得られ、収率が90%になる。
炭酸モノエチルエステル‐メチルトリエチルアンモニウム40%メタノール溶液を300g(0.63mol)取って、1000ml量の三口フラスコの中に入れて、ヘキサフルオロリン酸アンモニウムを103g(0.63mol)加え、次にこれを24時間回流させて、溶剤を除去すると、141gの製品即ちメチルトリエチルヘキサフルオロリン酸アンモニウムが得られ、収率が86%になる。
炭酸モノエチルエステル1,2,3‐トリメチルイミダソールオニウム塩40%メタノール溶液を300g(0.65mol)取って、1000ml量の三口フラスコの中に入れて、テトラフルオロ硼酸アンモニウムを68g(0.65mol)加え、次にこれを24時間回流させて、溶剤を除去すると、113gの製品即ちテトラフルオロ硼酸‐1,2,3‐トリメチルイミダソールオニウム塩が得られ、収率が88%になる。
Claims (10)
- アルミニウム電解コンデンサまたはスーパーキャパシター用第四級アンモニウム塩の製造方法であって、
a.第四級アンモニウム塩と溶剤を配合させて、濃度20〜40%の溶液を調製するステップと、
b.該溶液の中にアンモニウム塩を入れて24〜48時間回流させ、次に溶剤を除去して製品を得るステップとを含み、
ここで、前記第四級アンモニウム塩と前記アンモニウム塩のモル比が1:1である、
ことを特徴とする第四級アンモニウム塩の製造方法。 - 前記第四級アンモニウム塩が炭酸モノアルキルエステル類第四級アンモニウム塩を含み、前記アンモニウム塩がフッ素錯酸アンモニウム塩を含む、ことを特徴とする請求項1記載の第四級アンモニウム塩の製造方法。
- 前記第四級アンモニウム塩の陽イオンが、第四級ピリジル又は第四級ピロールの塩の陽イオンを更に含み、この中で、
前記第四級ピリジル塩が、一般式:
前記第四級ピロール塩が、一般式:
- 前記溶剤がアルコール系、又はニトリル系、又はアミド系、又はラクトン系、又は無機酸エステル系、又はアミン系、又はスルホン系、又はエーテル系、又はホスホアミド系を含み、好ましくはメタノール、又はエタノール、又はアセトニトリル、又はN,N−ジメチルホルムアミドを含む、ことを特徴とする請求項1記載の第四級アンモニウム塩の製造方法。
- 該方法が、炭酸モノアルキルエステル類第四級アンモニウム塩とテトラフルオロ硼酸アンモニウム又はヘキサフルオロリン酸アンモニウムとを、メタノール又はエタノール又はアセトニトリル又はN,N−ジメチルホルムアミドの溶液の中で反応させるステップを含む、ことを特徴とする請求項1又は2記載の第四級アンモニウム塩の製造方法。
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