JP2008270643A - Quaternary ammonium salt electrolyte, and electrolyte solution and electrochemical device using the same - Google Patents

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士友 カン
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolyte solution capable of improving characteristic change of an electrochemical device over time. <P>SOLUTION: An electrolyte (B) containing a compound (A) expressed by general formula (1), an electrolyte solution containing the electrolyte (B), and an electrochemical device using the electrolyte solution are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は第4級アンモニウム塩電解質に関する。さらに詳しくは、電気化学素子用電解液に好適な電解質に関する。 The present invention relates to a quaternary ammonium salt electrolyte. More specifically, the present invention relates to an electrolyte suitable for an electrolytic solution for electrochemical devices.

電気化学素子とは、電気化学的エネルギーを素子内部に蓄えるものであり、具体的には、素子内部に蓄えられた化学エネルギーを電気エネルギーとして外部に取り出すための電池、素子内部に蓄えられた静電エネルギーを電気エネルギーとして外部に取り出すためのキャパシタ、及び色素増感太陽電池等をいう。
従来、キャパシタの電解質にはテトラエチルアンモニウムのBF塩、トリエチルメチルアンモニウムのBF塩、または1−エチル−3−メチルイミダゾリウムのBF塩等が電解質として用いられている。特に過酷な条件下で、しかも大電流で使用されるハイブリッド電気自動車等の新しい用途分野では、さらに長期信頼性に優れ、耐電圧が高く(電位窓が広く)、しかも高い電気伝導性を有する電解質の開発が急務となっている。
こういう状況の中、経時的な性能劣化が改善されたスピロ型アンモニウム電解質を用いた電気化学キャパシタ用非水電解液が知られている。(例えば、特許文献1)。特許文献1記載の非水電解液を用いても耐電圧がまだ十分でない場合があるため、これらの電解液を用いる電気化学キャパシタには経時的な性能劣化が生じる場合がある。
特開2005−175239公報
An electrochemical element stores electrochemical energy inside the element. Specifically, the electrochemical element stores a battery for taking out chemical energy stored inside the element as electric energy, and a static electricity stored inside the element. A capacitor for taking out electric energy as electric energy to the outside, a dye-sensitized solar cell, and the like.
Conventionally, the electrolyte of the capacitor BF 4 salt of tetraethyl ammonium, BF 4 salt of triethyl methyl ammonium or 1-ethyl-3-BF 4 salt of methyl imidazolium have been used as an electrolyte. Especially in new application fields such as hybrid electric vehicles that are used under harsh conditions and with large currents, electrolytes with excellent long-term reliability, high withstand voltage (wide potential window), and high electrical conductivity Development has become an urgent need.
Under such circumstances, a nonaqueous electrolytic solution for an electrochemical capacitor using a spiro-type ammonium electrolyte whose performance deterioration with time is improved is known. (For example, patent document 1). Even if the non-aqueous electrolyte described in Patent Document 1 is used, the withstand voltage may not be sufficient yet, and therefore electrochemical capacitors using these electrolytes may deteriorate over time.
JP 2005-175239 A

すなわち、本発明の目的は、電気化学素子の経時的な性能劣化を更に改善しうる電解液を提供することである。 That is, an object of the present invention is to provide an electrolytic solution that can further improve performance deterioration with time of an electrochemical device.

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は、一般式(1)で表される化合物(A)を含有してなる電解質(B)、該電解質(B)を含有する電解液、および該電解液を用いた電気化学素子を要旨とする。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have reached the present invention.
That is, the present invention provides an electrolyte (B) containing the compound (A) represented by the general formula (1), an electrolytic solution containing the electrolyte (B), and an electrochemical element using the electrolytic solution. The gist.

Figure 2008270643
[Rはハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基及びエーテル結合を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有していてもよい炭素数1〜10の1価炭化水素基である。なお、矢印で示された置換基Rは紙面より上方に位置することを示している。R2〜Rはハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びエーテル結合を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有していてもよい炭素数1〜10の1価炭化水素基、水素原子、又はハロゲン原子であり、同じでも異なっていてもよい。R〜Rは、炭素数1〜5のアルキレン基又は炭素数1〜5のフルオロアルキレン基であり、同じでも異なっていてもよい。Xは対イオンを表す。]
Figure 2008270643
[R 1 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may have at least one group selected from the group consisting of a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group and a group having an ether bond. is there. Incidentally, the substituents R 1 indicated by arrows indicate that located above the plane of the paper. R 2 to R 4 are each a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may have at least one group selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, a cyano group and a group having an ether bond, A hydrogen atom or a halogen atom, which may be the same or different. R 5 to R 7 are an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and may be the same or different. X represents a counter ion. ]

本発明の第4級アンモニウム塩電解質は耐電圧が非常に高いため、それを用いた電解液は性能の経時劣化の少ない電気化学素子を製造し得る。したがって、本発明の電解質を用いることによりエネルギー密度が大きく、充放電サイクルの特性に優れた電気化学素子を得ることができる。 Since the quaternary ammonium salt electrolyte of the present invention has a very high withstand voltage, an electrolytic solution using the quaternary ammonium salt electrolyte can produce an electrochemical device with little performance deterioration over time. Therefore, by using the electrolyte of the present invention, an electrochemical element having a large energy density and excellent charge / discharge cycle characteristics can be obtained.

以下に本発明を詳細に説明する。
一般式(1)で表される化合物(A)はカチオン中心の窒素が立体的にアルキル基で保護されているという特徴を有しており、従来技術の電解質と比較して分子軌道計算においてLUMO値が大きく、酸化還元されにくい。その結果、酸化電位と還元電位の差が大きく、電気化学的に安定であり、電解液として耐電圧が非常に高いという特徴を有している。
The present invention is described in detail below.
The compound (A) represented by the general formula (1) has a feature that the cation-centered nitrogen is sterically protected by an alkyl group, and LUMO is used in molecular orbital calculation as compared with a conventional electrolyte. The value is large and it is difficult to be oxidized and reduced. As a result, the difference between the oxidation potential and the reduction potential is large, electrochemically stable, and the withstand voltage of the electrolyte is very high.

一般式(1)で示される化合物(A)のカチオン種(a)において、Rはハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基及びエーテル結合を有する基(以下、官能基Yと記す。)からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有していてもよい炭素数1〜10の1価炭化水素基であり、炭化水素基としては、直鎖脂肪族炭化水素基、分岐脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基等が含まれる。Rの具体例を以下に挙げる。 In the cationic species (a) of the compound (A) represented by the general formula (1), R 1 is a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, and a group having an ether bond (hereinafter referred to as a functional group Y). A monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may have at least one group selected from the group consisting of a linear aliphatic hydrocarbon group and a branched aliphatic hydrocarbon. Groups, alicyclic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups and the like. Specific examples of R 1 are given below.

炭化水素基が直鎖脂肪族炭化水素基の場合:メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基及びn−デシル基、並びに官能基Yを有する基としてはヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基及び2−ヒドロキシエチル基、ニトロメチル基、ニトロエチル基、シアノメチル基、シアノエチル基、メトキシメチル基、フルオロアルキル基、及びメトキシエチル基等が挙げられる。 When the hydrocarbon group is a linear aliphatic hydrocarbon group: a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an n-decyl group, and a functional group Y Examples of the group include hydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group and 2-hydroxyethyl group, nitromethyl group, nitroethyl group, cyanomethyl group, cyanoethyl group, methoxymethyl group, fluoroalkyl group, and methoxyethyl group.

炭化水素基が分岐脂肪族炭化水素基の場合:iso−プロピル基、2−メチルプロピル基、2−ブチル基、2−ペンチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、3−ペンチル基、2−メチルブチル基、2−ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、3−ヘプチル基、2−エチルブチル基、3−メチルペンチル基、3−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、3−メチル−2−ペンチル基、4−メチル−2−ペンチル基、2,3−ジメチルブチル基、フルオロアルキル基及び2−エチルオクチル基、並びに官能基Yを有する基としては2−ヒドロキシ−iso−プロピル基、1−ヒドロキシ−2−メチルプロピル基、2−アミノ−iso−プロピル基、2−ニトロ−iso−プロピル基、1−ニトロ−2−メチルプロピル基、2−シアノ−iso−プロピル基、1−シアノ−2−メチルプロピル基、2−メトキシ−iso−プロピル基及び1−メトキシ−2−メチルプロピル基等が挙げられる。 When the hydrocarbon group is a branched aliphatic hydrocarbon group: iso-propyl group, 2-methylpropyl group, 2-butyl group, 2-pentyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 3-pentyl group, 2 -Methylbutyl group, 2-hexyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 3-heptyl group, 2-ethylbutyl group, 3-methylpentyl group, 3-hexyl group, 2- Examples of the group having an ethylhexyl group, 3-methyl-2-pentyl group, 4-methyl-2-pentyl group, 2,3-dimethylbutyl group, fluoroalkyl group and 2-ethyloctyl group, and functional group Y are 2- Hydroxy-iso-propyl group, 1-hydroxy-2-methylpropyl group, 2-amino-iso-propyl group, 2-nitro-iso-propyl group, 1- Toro 2-methylpropyl group, 2-cyano -iso- propyl group, 1-cyano-2-methylpropyl group, 2-methoxy -iso- propyl, and 1-methoxy-2-methylpropyl group and the like.

炭化水素基が脂環式炭化水素基の場合:シクロヘキシル基、1−メチルシクロヘキシル基、2−メチルシクロヘキシル基、3−メチルシクロヘキシル基及び4−メチルシクロヘキシル基、並びに官能基Yを有する基としては1−ヒドロキシシクロヘキシル基、2−ヒドロキシシクロヘキシル基、3−ヒドロキシシクロヘキシル基及び4−ヒドロキシシクロヘキシル基、1−メトキシシクロヘキシル基、2−メトキシシクロヘキシル基、3−メトキシシクロヘキシル基及び4−メトキシシクロヘキシル基等が挙げられる。 When the hydrocarbon group is an alicyclic hydrocarbon group: a cyclohexyl group, a 1-methylcyclohexyl group, a 2-methylcyclohexyl group, a 3-methylcyclohexyl group, a 4-methylcyclohexyl group, and a group having a functional group Y are 1 -Hydroxycyclohexyl group, 2-hydroxycyclohexyl group, 3-hydroxycyclohexyl group and 4-hydroxycyclohexyl group, 1-methoxycyclohexyl group, 2-methoxycyclohexyl group, 3-methoxycyclohexyl group and 4-methoxycyclohexyl group .

炭化水素基が芳香族炭化水素基の場合:フェニル基、トルイル基及びベンジル基等が挙げられる。 When the hydrocarbon group is an aromatic hydrocarbon group: a phenyl group, a toluyl group, a benzyl group, and the like can be given.

フルオロアルキル基としては、C2n+1(nは10以下の整数)で表される基であり、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基等が挙げられる。 The fluoroalkyl group is a group represented by C n F 2n + 1 (n is an integer of 10 or less), and examples thereof include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, and a heptafluoropropyl group.

これらRのうち直鎖又は分岐脂肪族炭化水素基、エーテル結合を有する基を有する脂肪族炭化水素基及びフルオロアルキル基が好ましい。さらに好ましくはメチル基、エチル基、メトキシエチル基、トリフルオロメチル基及びペンタフルオロエチル基である。特に好ましくは、メチル基、エチル基子、トリフルオロメチル基及びペンタフルオロエチル基である。 Of these R 1, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group having a group having an ether bond, and a fluoroalkyl group are preferable. More preferred are a methyl group, an ethyl group, a methoxyethyl group, a trifluoromethyl group and a pentafluoroethyl group. Particularly preferred are a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group, and a pentafluoroethyl group.

一般式(1)において、R2〜Rはハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びエーテル結合を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有していてもよい炭素数1〜10の1価炭化水素基、水素原子、又はハロゲン原子であり、Rと同様の官能基、水素原子及びハロゲン原子等が挙げられる。 In General Formula (1), R 2 to R 4 may have at least one group selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, a cyano group, and a group having an ether bond. A monovalent hydrocarbon group, a hydrogen atom, or a halogen atom, and the same functional group as R 1 , a hydrogen atom, a halogen atom, and the like.

これらR〜Rのうち水素原子、ハロゲン原子、直鎖又は分岐脂肪族炭化水素基及びフルオロアルキル基が好ましい。さらに好ましくは水素原子、フッ素原子、メチル基、エチル基、メトキシエチル基、トリフルオロメチル基及びペンタフルオロエチル基である。特に好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、エチル基子及びトリフルオロメチル基である。最も好ましくは、水素原子及びフッ素原子である。 Of these R 2 to R 4, a hydrogen atom, a halogen atom, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group and a fluoroalkyl group are preferable. More preferred are a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, an ethyl group, a methoxyethyl group, a trifluoromethyl group and a pentafluoroethyl group. Particularly preferred are a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, an ethyl group and a trifluoromethyl group. Most preferably, they are a hydrogen atom and a fluorine atom.

一般式(1)においてR〜Rは、炭素数1〜5のアルキレン基又は炭素数1〜5のフルオロアルキレン基であり、より好ましくは炭素数1〜3のアルキレン基又は炭素数1〜3のフルオロアルキレン基であり、同じでも異なっていてもよい。 In general formula (1), R 5 to R 7 are an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms or 1 to 1 carbon atoms. 3 fluoroalkylene groups, which may be the same or different.

上記、R〜Rは、例えば以下を挙げることができる。
[1]直鎖アルキレン基
メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基等。
[2]分岐アルキレン基
エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,1−ジイル基、ブタン−1,2−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ペンタン−1,2−ジイル等。
[3]フルオロアルキレン基
ジフルオロメチレン基、テトラフルオロエチレン基、ヘキサフルオロプロピレン基、オクタフルオロブチレン基等。
Examples of R 5 to R 7 include the following.
[1] Linear alkylene group Methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group and the like.
[2] Branched alkylene group Ethane-1,1-diyl group, propane-1,1-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,1-diyl group, butane-1,2-diyl group , Butane-1,3-diyl group, pentane-1,2-diyl and the like.
[3] Fluoroalkylene group Difluoromethylene group, tetrafluoroethylene group, hexafluoropropylene group, octafluorobutylene group and the like.

これらのうち、好ましいものは、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,2−ジイル基、ジフルオロメチレン基、テトラフルオロエチレン基、ヘキサフルオロプロピレン基である。さらに好ましくは、エチレン基、テトラフルオロエチレン基である。 Of these, preferred are methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, propane-1,2-diyl group, butane-1,2-diyl group, difluoromethylene group, tetrafluoroethylene group, hexafluoro group. Propylene group. More preferably, they are an ethylene group and a tetrafluoroethylene group.

一般式(1)で示される化合物(A)のカチオン種(a)として好ましいものを表1〜表3に挙げる。化合物(A)は2種以上を併用することが可能である。   Tables 1 to 3 show preferable examples of the cation species (a) of the compound (A) represented by the general formula (1). Two or more compounds (A) can be used in combination.

Figure 2008270643
Figure 2008270643

Figure 2008270643
Figure 2008270643

Figure 2008270643
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一般式(1)で示される化合物(A)のアニオン成分について説明する。
はI、BF 、PF 、AsF 、F、Cl、PCl 、BCl 、AsCl 、SbCl 、TaCl 、NbCl 、PBr 、BBr 、AsBr 、AlBr 、TaBr 、NbBr 、SbF 、AlF 、ClO 、AlCl 、TaF 、NbF 、CN、F(HF) (当該式中、nは1以上4以下の数値を表す)、N(RfSO 、C(RfSO 、RfSO 、RfCO2 などが挙げられる。
The anion component of the compound (A) represented by the general formula (1) will be described.
X represents I , BF 4 , PF 6 , AsF 6 , F , Cl , PCl 6 , BCl 4 , AsCl 6 , SbCl 6 , TaCl 6 , NbCl 6 , PBr 6 , BBr 4 , AsBr 6 , AlBr 4 , TaBr 6 , NbBr 6 , SbF 6 , AlF 4 , ClO 4 , AlCl 4 , TaF 6 , NbF 6 , CN , F (HF) n (wherein n represents a numerical value of 1 or more and 4 or less), N (RfSO 3 ) 2 , C (RfSO 3 ) 3 , RfSO 3 , RfCO 2 — and the like.

N(RfSO 、C(RfSO 、RfSO 又はRfCO2 で表されるアニオンに含まれるRfは、炭素数1〜12のフルオロアルキル基を表し、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロプロピル及びノナフルオロブチルなどが挙げられる。これらのうち、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル及びヘプタフルオロプロピルが好ましく、さらに好ましくはトリフルオロメチル及びペンタフルオロエチル、特に好ましくはトリフルオロメチルである。また、カルボン酸アニオン、より好ましくは芳香族カルボン酸アニオン、さらに好ましくはフタル酸アニオンなどが挙げられる。
以上のアニオンのうち、電気化学的安定性の観点等から、好ましくは、I、BF 、PF 又はN(RfSO で表される対アニオン、さらに好ましくはI、PF 又はBF で表される対アニオン、特に好ましくはBF で表される対アニオンである。
N (RfSO 3) 2 -, C (RfSO 3) 3 -, RfSO 3 - or RfCO 2 - Rf contained in the anions represented by represents a fluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, trifluoromethyl, Examples include pentafluoroethyl, heptafluoropropyl, and nonafluorobutyl. Of these, trifluoromethyl, pentafluoroethyl and heptafluoropropyl are preferable, trifluoromethyl and pentafluoroethyl are more preferable, and trifluoromethyl is particularly preferable. Moreover, a carboxylate anion, More preferably, an aromatic carboxylate anion, More preferably, a phthalate anion etc. are mentioned.
Of the above anions, from the viewpoint of electrochemical stability, preferably, a counter anion represented by I , BF 4 , PF 6 or N (RfSO 3 ) 2 , more preferably I , PF 6 - or BF 4 - represented by counter anion in, particularly preferably BF 4 - is a counter anion represented by.

化合物(A)(カチオン成分+アニオン成分)の特に好ましい例としては、カチオン種(a−1)のBF塩、カチオン種(a−2)のBF塩、カチオン種(a−3)のBF塩、カチオン種(a−5)のBF塩、カチオン種(a−6)のBF塩、カチオン種(a−7)のBF塩、カチオン種(a−12)のBF塩、カチオン種(a−1)のPF塩、カチオン種(a−2)のPF塩、カチオン種(a−3)のPF塩、カチオン種(a−5)のPF塩、カチオン種(a−6)のPF塩、カチオン種(a−7)のPF塩、カチオン種(a−12)のPF塩、カチオン種(a−1)のI塩、カチオン種(a−2)のI塩、カチオン種(a−3)のI塩、カチオン種(a−5)のI塩、カチオン種(a−6)のI塩、カチオン種(a−7)のI塩及びカチオン種(a−12)のI塩である。 Particularly preferred examples of the compound (A) (cation component + anionic component), BF 4 salt of a cationic species (a-1), BF 4 salt, the cationic species of a cationic species (a-2) of (a-3) BF 4 salt, BF 4 cationic species (a-5) BF 4 salt of the cationic species (a-6) BF 4 salt, BF 4 salt of a cationic species (a-7), cationic species (a-12) salt, PF 6 salt of the cationic species (a-1) PF 6 salt of the cationic species (a-2) PF 6 salt, PF 6 salt of the cationic species (a-3), cationic species (a-5), PF 6 salt of the cationic species (a-6), cationic species (a-7) PF 6 salt of the cationic species (a-12) PF 6 salt, I salt of the cationic species (a-1), cationic species ( I salt of a-2), I salt of cationic species (a-3), I salt of cationic species (a-5), I of cationic species (a-6) A I salt of I salts and cationic species of a cationic species (a-7) (a-12).

化合物(A)の原料である第3級アミンの製造法としては以下のものが挙げられる。
例えば、(2aα,4aα,6aα)‐オクタヒドロ‐1H‐6b‐アザ‐シクロペンタ[cd]ペンタレンの製造法としては、ピロールにアクリル酸メチルを付加した2,5−ピロリジンジプロパン酸を水素添加したのち、加熱して環化反応させ、水素化リチウムアルミニウム等で還元することによって得られる(Tetrahedron Letters,1996,37,1,131−134)。
The following are mentioned as a manufacturing method of the tertiary amine which is a raw material of a compound (A).
For example, (2aα, 4aα, 6aα) -octahydro-1H-6b-aza-cyclopenta [cd] pentalene is produced by hydrogenating 2,5-pyrrolidinedipropanoic acid with methyl acrylate added to pyrrole. It is obtained by heating to cause cyclization reaction and reduction with lithium aluminum hydride or the like (Tetrahedron Letters, 1996, 37, 1, 131-134).

[3aα,6aα,9aα]ドデカヒドロピリド[2,1,6‐de]キノリジンの製造法としては、1,5,9−シクロドデカトリエンにボラン−ジメチル硫酸を反応させ、オルガノボランとする。その後RuO2等で酸化し1,5,9−シクロドデカントリオンとし、アンモニアを反応させることで、ドデカヒドロピリド[2,1,6‐de]キノリジンを得る方法が報告されている(J.Org.Chem.1984,49,2217−2231)。 [3aα, 6aα, 9aα] Dodecahydropyrido [2,1,6-de] quinolidine is produced by reacting 1,5,9-cyclododecatriene with borane-dimethylsulfuric acid to obtain organoborane. A method for obtaining dodecahydropyrido [2,1,6-de] quinolidine by oxidation with RuO2 or the like to form 1,5,9-cyclododecantrione and reacting with ammonia has been reported (J. Org). Chem. 1984, 49, 2217-2231).

化合物(A)は、例えば、上記第3級アミン化合物をジアルキル炭酸のような炭酸エステルで4級化し、得られた炭酸エステル塩を対アニオン(X)に塩交換する方法(例えば特許第3145049号)によって得られる。また3級アミンをアルキルハライドで4級化し、得られたハライド塩をアニオン交換する方法によっても得られる。 Compound (A) is obtained, for example, by quaternizing the tertiary amine compound with a carbonate such as dialkyl carbonate, and subjecting the resulting carbonate salt to a counter anion (X ) (for example, Japanese Patent No. 3145049). No.). It can also be obtained by a method in which a tertiary amine is quaternized with an alkyl halide and the resulting halide salt is subjected to anion exchange.

一般式(1)で示される化合物(A)を含有してなる電解質(B)について説明する。
電解質(B)は化合物(A)の他に、他の有機塩化合物を含有していてもよい。他の有機塩化合物としては、アルキルアンモニウム塩、イミダゾリウム塩等である。具体的には、例えば、アルキルアンモニウムのBF塩及びPF塩、イミダゾリウムのBF塩及びPF塩等である。例えばテトラエチルアンモニウムBF塩、トリエチルメチルアンモニウムBF塩、1,2,3−トリメチルイミダゾリウムBF塩及び1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム等BF塩、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウムBF塩等が挙げられる。化合物(A)の含有量は、電解質(B)の重量に対して好ましくは50〜100重量%である。
The electrolyte (B) containing the compound (A) represented by the general formula (1) will be described.
The electrolyte (B) may contain other organic salt compounds in addition to the compound (A). Other organic salt compounds include alkylammonium salts and imidazolium salts. Specifically, for example, BF 4 salt and PF 6 salt of an alkyl ammonium, a BF 4 salt and PF 6 salts of imidazolium. For example, tetraethylammonium BF 4 salt, triethylmethylammonium BF 4 salt, 1,2,3-trimethylimidazolium BF 4 salt and 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium BF 4 salt, 1, 2, 3, 4 - tetramethyl imidazolium BF 4 salts. The content of the compound (A) is preferably 50 to 100% by weight with respect to the weight of the electrolyte (B).

また、種々の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、LiBF、LiPF、リン酸類及びその誘導体(リン酸、亜リン酸、リン酸エステル類、ホスホン酸類等)、ホウ酸類及びその誘導体(ホウ酸、酸化ホウ酸、ホウ酸エステル類、ホウ素と水酸基及び/又はカルボキシル基を有する化合物との錯体等)、硝酸塩(硝酸リチウム等)及びニトロ化合物(ニトロ安息香酸、ニトロフェノール、ニトロフェネトール、ニトロアセトフェノン、芳香族ニトロ化合物等)等があげられる。電気化学的安定性と導電性の観点から、添加剤量は、好ましくは電解質(B)の重量に対して50重量%以下であり、さらに好ましくは20重量%以下である。 Moreover, you may contain various additives. As additives, LiBF 4 , LiPF 6 , phosphoric acids and derivatives thereof (phosphoric acid, phosphorous acid, phosphoric acid esters, phosphonic acids, etc.), boric acids and derivatives thereof (boric acid, boric acid oxide, boric acid esters) , Complexes of boron with compounds having a hydroxyl group and / or carboxyl group, etc.), nitrates (lithium nitrate, etc.), nitro compounds (nitrobenzoic acid, nitrophenol, nitrophenetole, nitroacetophenone, aromatic nitro compounds, etc.), etc. Can be given. From the viewpoint of electrochemical stability and conductivity, the amount of the additive is preferably 50% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, based on the weight of the electrolyte (B).

化合物(A)の化学構造は、通常の有機化学的手法で特定することができ、例えば、1H−NMR(例えば機器:AVANCE300(日本ブルカー株式会社製)、溶媒:重水素化ジメチルスルホキシド、周波数:300MHz)、19F−NMR及び13C−NMR(例えば機器:AL−300(日本電子製)、溶媒:重水素化ジメチルスルホキシド、周波数:300MHz)等によって特定することができる。また、化合物(A)の純度は1H−NMRで測定できる。 The chemical structure of the compound (A) can be specified by an ordinary organic chemical method. For example, 1H-NMR (for example, instrument: AVANCE 300 (manufactured by Nippon Bruker Co., Ltd.), solvent: deuterated dimethyl sulfoxide, frequency: 300 MHz), 19 F-NMR and 13 C-NMR (for example, instrument: AL-300 (manufactured by JEOL Ltd.), solvent: deuterated dimethyl sulfoxide, frequency: 300 MHz) and the like. The purity of the compound (A) can be measured by 1H-NMR.

本発明の電解液は電解質(B)を含有し、好ましくは電解質(B)及び非水溶媒(C)を含有する。電解液中の電解質(B)の含有量(重量%)は、電解液の電気伝導度及び電気化学キャパシタの内部抵抗の観点から、電解液の重量に基づいて5〜100が好ましく、さらに好ましくは10〜80、特に好ましくは15〜50、最も好ましくは20〜40である。 The electrolytic solution of the present invention contains an electrolyte (B), and preferably contains an electrolyte (B) and a non-aqueous solvent (C). The content (% by weight) of the electrolyte (B) in the electrolytic solution is preferably 5 to 100, more preferably based on the weight of the electrolytic solution, from the viewpoint of the electrical conductivity of the electrolytic solution and the internal resistance of the electrochemical capacitor. It is 10-80, Most preferably, it is 15-50, Most preferably, it is 20-40.

非水溶媒(C)の具体例としては以下のものが挙げられる。これらのうち2種類以上を併用することも可能である。
・エーテル類:鎖状エーテル[炭素数2〜6(ジエチルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなど);炭素数7〜12(ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルなど)]、環状エーテル[炭素数2〜4(テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサンなど);炭素数5〜18(4−ブチルジオキソラン、クラウンエーテルなど)]。
・アミド類:N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、ヘキサメチルホスホリルアミド、N−メチルピロリドンなど。
・カルボン酸エステル類:酢酸メチル、プロピオン酸メチルなど。
・ラクトン類:γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンなど。
・ニトリル類:アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル、アクリロニトリル、ベンゾニトリルなど。
・炭酸エステル類:エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートなど。
・スルホキシド類:ジメチルスルホキシド、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホランなど。
・ニトロ化合物:ニトロメタン、ニトロエタンなど。
・ベンゼン類:トルエン、キシレン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,3−ジクロロベンゼン、1,4−ジクロロベンゼンなど。
・複素環式溶媒:N−メチル−2−オキサゾリジノン、3,5−ジメチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−メチルピロリジノンなど。
・ケトン類:アセトン、2,5ヘキサンジオン、シクロヘキサンなど。
・リン酸エステル類:トリメチルリン酸、トリエチルリン酸、トリプロピルリン酸など。
Specific examples of the non-aqueous solvent (C) include the following. Two or more of these can be used in combination.
Ethers: chain ether [carbon number 2-6 (diethyl ether, methyl isopropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, etc.); carbon number 7-12 (diethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, etc.)], cyclic ether [C2-C4 (tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, etc.); C5-C18 (4-butyldioxolane, crown ether, etc.)].
Amides: N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylpropionamide, hexamethylphosphorylamide, N-methylpyrrolidone and the like.
Carboxylic acid esters: methyl acetate, methyl propionate, etc.
Lactones: γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, β-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, and the like.
Nitriles: acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, acrylonitrile, benzonitrile and the like.
Carbonates: ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate and the like.
Sulfoxides: dimethyl sulfoxide, sulfolane, 3-methyl sulfolane, 2,4-dimethyl sulfolane, etc.
・ Nitro compounds: Nitromethane, nitroethane, etc.
Benzenes: toluene, xylene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene and the like.
-Heterocyclic solvent: N-methyl-2-oxazolidinone, 3,5-dimethyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylpyrrolidinone and the like.
Ketones: acetone, 2,5 hexanedione, cyclohexane, etc.
-Phosphate esters: trimethyl phosphoric acid, triethyl phosphoric acid, tripropyl phosphoric acid and the like.

これらのうち好ましくは、ニトリル類、ラクトン類、炭酸エステル類、スルホキシド類及びベンゼン類であり、特に好ましくはプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、キシレン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,3−ジクロロベンゼン及び1,4−ジクロロベンゼンである。 Of these, nitriles, lactones, carbonates, sulfoxides and benzenes are preferable, and propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, γ-butyrolactone, dimethyl carbonate, Ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, xylene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene and 1,4-dichlorobenzene.

本発明の電解液中の含水量は、電気化学的安定性の観点から、電解液の重量に基づいて300ppm以下が好ましく、さらに好ましくは100ppm以下、特に好ましくは50ppm以下である。この範囲であると、電気化学キャパシタの経時的な性能低下を抑制できる。
電解液中の含水量はカールフィッシャー法(JIS K0113−1997、電量滴定方法)で測定することができる。
電解液中の水分を上記の範囲にする方法としては、あらかじめ十分に乾燥した電解質(B)と、あらかじめ十分に脱水した非水溶媒とを使用する方法等が挙げられる。
乾燥方法としては、減圧下加熱乾燥(例えば20Torr減圧下で150℃で加熱)して、含有されている微量の水を蒸発させて除去する方法、再結晶等が挙げられる。
脱水方法としては、減圧下加熱脱水(例えば100Torrで加熱)して、含有されている微量の水を蒸発させて除去する方法、モレキュラーシーブ(ナカライテスク製、3A 1/16等)、活性アルミナ粉末などの除水剤を使用する方法等が挙げられる。
また、これらの他に、電解液を減圧下加熱脱水(例えば100Torr減圧下で100℃で加熱)して、含有されている微量の水を蒸発させて除去する方法、モレキュラーシーブ、活性アルミナ粉末などの除水剤を使用する方法等が挙げられる。これらの方法は、それぞれ単独で行ってもよいし、組み合わせて行ってもよい。これらのうち、再結晶で電解質(B)を高純度化した後に、さらに(B)を減圧下加熱乾燥する方法、非水溶媒(C)又は電解液にモレキュラーシーブを加える方法が好ましい。
The water content in the electrolytic solution of the present invention is preferably 300 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, particularly preferably 50 ppm or less based on the weight of the electrolytic solution from the viewpoint of electrochemical stability. Within this range, it is possible to suppress the deterioration in performance of the electrochemical capacitor over time.
The water content in the electrolytic solution can be measured by the Karl Fischer method (JIS K0113-1997, coulometric titration method).
Examples of the method for setting the water content in the electrolytic solution in the above range include a method using a sufficiently dried electrolyte (B) and a non-aqueous solvent sufficiently dehydrated in advance.
Examples of the drying method include heating and drying under reduced pressure (for example, heating at 150 ° C. under reduced pressure of 20 Torr), evaporating and removing a trace amount of water contained therein, recrystallization, and the like.
As the dehydration method, heat dehydration under reduced pressure (for example, heating at 100 Torr) to evaporate and remove a trace amount of water, molecular sieve (manufactured by Nacalai Tesque, 3A 1/16, etc.), activated alumina powder And a method using a dehydrating agent.
In addition to these, the electrolytic solution is heated and dehydrated under reduced pressure (for example, heated at 100 ° C. under reduced pressure of 100 Torr) to evaporate and remove a trace amount of water, molecular sieve, activated alumina powder, etc. And a method of using a dehydrating agent. These methods may be performed alone or in combination. Of these, the method of highly purifying the electrolyte (B) by recrystallization and further heating and drying (B) under reduced pressure, and the method of adding molecular sieve to the non-aqueous solvent (C) or the electrolytic solution are preferable.

本発明の電解質を用いた電解液は電気化学素子に用いることができる。電気化学素子とは電気化学キャパシタ、二次電池、色素増感太陽電池等を示す。電気化学キャパシタは、基本構成物品として、電極、集電体、セパレーターを備えるとともに、キャパシタに通常用いられるケース、ガスケットなどを任意に備えるものである。電解液は、例えばアルゴンガス雰囲気(露点−50℃)のグローブボックス内等で電極及びセパレーターに含浸される。本発明の電解液は、電気化学キャパシタのうち、電気二重層キャパシタ(電極に分極性電極、例えば活性炭等を使用するもの)に好適である。 An electrolytic solution using the electrolyte of the present invention can be used for an electrochemical element. An electrochemical element shows an electrochemical capacitor, a secondary battery, a dye-sensitized solar cell, etc. An electrochemical capacitor includes an electrode, a current collector, and a separator as basic components, and optionally includes a case, a gasket, and the like that are usually used for the capacitor. The electrolytic solution is impregnated into the electrode and the separator, for example, in a glove box in an argon gas atmosphere (dew point −50 ° C.). The electrolytic solution of the present invention is suitable for an electric double layer capacitor (one using a polarizable electrode such as activated carbon) as an electrochemical capacitor.

電気二重層キャパシタの基本構造としては、2つの分極性電極の間にセパレーターを挟み、電解液を含浸させたものである。分極性電極の主成分は、電解液に対して電気化学的に不活性で、かつ、適度な電気伝導度を有することから活性炭、グラファイト、ポリアセン系有機半導体などの炭素質物質が好ましく、上記のように、正極と負極の少なくとも一方は炭素質物質である。電荷が蓄積する電極界面が大きい点から、窒素吸着法によるBET法により求めた比表面積が10m2/g以上の多孔性炭素物質(例えば活性炭)がさらに好ましい。多孔性炭素物質の比表面積は、目的とする単位面積あたりの静電容量(F/m2)と、高比表面積化に伴う嵩密度の低下を勘案して選択されるが、窒素吸着法によるBET法により求めた比表面積が30〜2,500m2/gのものが好ましく、体積あたりの静電容量が大きいことから、比表面積が300〜2,300m2/gの活性炭が特に好ましい。 As a basic structure of the electric double layer capacitor, a separator is sandwiched between two polarizable electrodes and impregnated with an electrolytic solution. The main component of the polarizable electrode is preferably a carbonaceous material such as activated carbon, graphite, or polyacene organic semiconductor because it is electrochemically inert to the electrolyte and has an appropriate electrical conductivity. Thus, at least one of the positive electrode and the negative electrode is a carbonaceous material. A porous carbon material (for example, activated carbon) having a specific surface area of 10 m 2 / g or more determined by the BET method by the nitrogen adsorption method is more preferable because of the large electrode interface where charges are accumulated. The specific surface area of the porous carbon material is selected in consideration of the target capacitance per unit area (F / m 2 ) and the decrease in bulk density associated with the increase in the specific surface area. preferably it has a specific surface area determined is 30~2,500m 2 / g by the BET method, since the electrostatic capacity per volume is large, the specific surface area is particularly preferably activated carbon 300~2,300m 2 / g.

本発明の電気化学キャパシタ用電解液は、アルミ電解コンデンサにも用いることができる。アルミ電解コンデンサの基本構造としては、電極となるアルミ箔の表面に電気化学処理で酸化膜をつくってこれを誘電体とし、もう一方の電極となるアルミ箔との間に電解液を含浸させた電解紙を挟んだものである。 The electrolytic solution for electrochemical capacitors of the present invention can also be used for aluminum electrolytic capacitors. The basic structure of an aluminum electrolytic capacitor is that an oxide film is formed by electrochemical treatment on the surface of the aluminum foil to be an electrode, which is used as a dielectric, and an electrolytic solution is impregnated between the aluminum foil to be the other electrode Electrolytic paper is sandwiched between them.

本発明の電気化学キャパシタの態様としては、コイン型、捲回型、角形のものがあげられる。本発明の電気化学キャパシタ用電解液は、いずれの電気二重層キャパシタ又はいずれのアルミ電解コンデンサにも適用できる。 Examples of the electrochemical capacitor of the present invention include a coin type, a wound type, and a rectangular type. The electrolytic solution for electrochemical capacitors of the present invention can be applied to any electric double layer capacitor or any aluminum electrolytic capacitor.

実施例
次に本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、特に記載のないかぎり、「部」は「重量部」を意味する。
以下の実施例において、1H−NMR、19F−NMR及び13C−NMRの測定は、下記の方法で行った。
1H−NMRの測定条件 機器:AVANCE300(日本ブルカー株式会社製)、溶媒:重水素化ジメチルスルホキシド、周波数:300MHz。
19F−NMRの測定条件 機器:AL−300(日本電子製)、溶媒:重水素化ジメチルスルホキシド、周波数:300MHz
13C−NMRの測定条件 機器:AL−300(日本電子製)、溶媒:重水素化ジメチルスルホキシド、周波数:300MHz
EXAMPLES Next, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.
In the following examples, 1H-NMR, 19F-NMR and 13C-NMR were measured by the following methods.
Measurement conditions for 1H-NMR Instrument: AVANCE 300 (manufactured by Nippon Bruker Co., Ltd.), solvent: deuterated dimethyl sulfoxide, frequency: 300 MHz.
Measurement conditions for 19F-NMR Instrument: AL-300 (manufactured by JEOL Ltd.), solvent: deuterated dimethyl sulfoxide, frequency: 300 MHz
Measurement conditions for 13C-NMR Instrument: AL-300 (manufactured by JEOL Ltd.), solvent: deuterated dimethyl sulfoxide, frequency: 300 MHz

<製造例1>
・(2aα,4aα,6aα)‐オクタヒドロ‐1H‐6b‐アザ‐シクロペンタ[cd]ペンタレンの製造
室温でジクロロメタン5280部にピロール67部、アクリル酸メチル86部、塩化亜鉛14部を加え4時間撹拌した。反応物を水4000部に溶解し、ジクロロメタン5280部を3回加えて抽出した。有機相を混合し、硫酸ナトリウムで脱水した後、常温で減圧脱溶媒した。残留物をシリカゲルカラム(石油エーテル/酢酸エチル)で分離し、黄色液体102部を得た。
5%ロジウム担持アルミナ3部を上記黄色液体120部に加え、混合溶液を2.8kgf/cmの水素雰囲気下で振った。溶媒を減圧脱溶媒し、1056部のジクロロメタンと飽和炭酸カリウム溶液800部を加えた。有機相、水相を分液し、水相を1056部のジクロロメタンで2回洗浄した。混合したジクロロメタンを飽和炭酸カルシウム水溶液800部で洗浄した。その後硫酸マグネシウム90部を加えて脱水した。カラム(4:1 エーテル/メタノール)を用いて不純物を除去し、105部の黄色の油状液体を得た。
<Production Example 1>
Preparation of (2aα, 4aα, 6aα) -octahydro-1H-6b-aza-cyclopenta [cd] pentalene 67 parts of pyrrole, 86 parts of methyl acrylate and 14 parts of zinc chloride were added to 5280 parts of dichloromethane at room temperature and stirred for 4 hours. . The reaction product was dissolved in 4000 parts of water, and extracted by adding 5280 parts of dichloromethane three times. The organic phases were mixed, dehydrated with sodium sulfate, and then desolvated under reduced pressure at room temperature. The residue was separated on a silica gel column (petroleum ether / ethyl acetate) to obtain 102 parts of a yellow liquid.
3 parts of 5% rhodium-supported alumina was added to 120 parts of the yellow liquid, and the mixed solution was shaken under a hydrogen atmosphere of 2.8 kgf / cm 2 . The solvent was removed under reduced pressure and 1056 parts of dichloromethane and 800 parts of saturated potassium carbonate solution were added. The organic phase and the aqueous phase were separated, and the aqueous phase was washed twice with 1056 parts of dichloromethane. The mixed dichloromethane was washed with 800 parts of a saturated aqueous calcium carbonate solution. Thereafter, 90 parts of magnesium sulfate was added for dehydration. Impurities were removed using a column (4: 1 ether / methanol) to give 105 parts of a yellow oily liquid.

上記の油状液体244部をトルエン1654部に加えて、10日間窒素雰囲気化で還流した。その後、80℃減圧脱溶媒を行い、残留物をカラム(30:1→10:1 エーテル/メタノール)を用いて分離することにより、無色の油状液体178部を得た。
上記液体211部とソーダ石灰粉末700部をアルゴン雰囲気化で蒸留装置の中で火炎熱分解させた。液体が無くなるまで加熱し、残留物は灰色となった。蒸留液は水500部とジクロロメタン660部の混合液に溶解させ、分液した後、水相をジクロロメタン660部で2回洗浄した。ジクロロメタンに硫酸マグネシウム54部を加えて脱水した。室温で減圧脱溶媒し、茶色の油状液体を116部得た。その油状液体を1Torrで蒸留し、蒸留液として、黄色の油状液体74部を得た。
上記の黄色油状液体135部をジクロロメタンに270部に溶解し、1.0M塩酸6343部に加えた。1Torrに減圧して揮発成分を除去し、得られた茶色の固体をカラムで分離し、(CHCl→CHCl/メタノール(4/1))、ベージュ色の固体83部を得た。
244 parts of the above oily liquid was added to 1654 parts of toluene and refluxed in a nitrogen atmosphere for 10 days. Thereafter, the solvent was removed at 80 ° C. under reduced pressure, and the residue was separated using a column (30: 1 → 10: 1 ether / methanol) to obtain 178 parts of a colorless oily liquid.
211 parts of the liquid and 700 parts of soda lime powder were flame pyrolyzed in a distillation apparatus in an argon atmosphere. Heat until liquid is gone and the residue turns gray. The distillate was dissolved in a mixed solution of 500 parts of water and 660 parts of dichloromethane and separated, and the aqueous phase was washed twice with 660 parts of dichloromethane. 54 parts of magnesium sulfate was added to dichloromethane for dehydration. Desolvation under reduced pressure at room temperature gave 116 parts of a brown oily liquid. The oily liquid was distilled at 1 Torr to obtain 74 parts of a yellow oily liquid as a distillate.
135 parts of the above yellow oily liquid was dissolved in 270 parts in dichloromethane and added to 6343 parts of 1.0 M hydrochloric acid. Volatile components were removed by reducing the pressure to 1 Torr, and the resulting brown solid was separated with a column (CH 2 Cl 2 → CH 2 Cl 2 / methanol (4/1)) to obtain 83 parts of a beige solid. It was.

水素化リチウムアルミニウム151部を、20000部のTHFに溶かした上記固体154部の懸濁液に加えた。ガスの発生が止まったところで、さらに水素化リチウムアルミニウム203部を加えて、62時間還流した。混合液を0℃に冷却し、水113部を慎重に加え、続いて、2M水酸化ナトリウム水溶液を2252部加えた。スラリーを室温で30分間攪拌し、炭酸カリウム4504部を加えた。混合物をさらに室温で1時間攪拌し、セライトと、炭酸カリウムの層で濾過した。得られた固体をジクロロメタン-メタノール(20:1)溶液4505部で洗浄した。濾液に0.5M塩酸水溶液6757部を加え、常温、1Torr減圧下で揮発成分を除去し、薄い黄色の油状液体を得た。クロマトグラフィーで(CHCl→CHCl/メタノール(4/1))で吸湿性のベージュ色の固体121部を得た。
上記ベージュ色固体173部をエーテル7142部と2M KOH水溶液1000部の混合液に加えた。2分間激しく攪拌した後分液し、さらに水相にエーテル7142部を加えて抽出した。混合したエーテル相に硫酸マグネシウム429部を加えて乾燥させ、常温で減圧脱溶媒した。すると、白色固体120部が得られた。
白色固体を1H−NMRで分析した結果、原料が消失し、(2aα,4aα,6aα)‐オクタヒドロ‐1H‐6b‐アザ‐シクロペンタ[cd]ペンタレンが生成していることがわかった。
151 parts of lithium aluminum hydride was added to the suspension of 154 parts of the solid dissolved in 20000 parts of THF. When the gas generation stopped, 203 parts of lithium aluminum hydride was further added and refluxed for 62 hours. The mixture was cooled to 0 ° C., 113 parts of water was added carefully, followed by 2252 parts of 2M aqueous sodium hydroxide. The slurry was stirred at room temperature for 30 minutes and 4504 parts of potassium carbonate was added. The mixture was further stirred at room temperature for 1 hour and filtered through a layer of celite and potassium carbonate. The obtained solid was washed with 4505 parts of a dichloromethane-methanol (20: 1) solution. To the filtrate was added 6757 parts of a 0.5 M aqueous hydrochloric acid solution, and volatile components were removed at room temperature under a reduced pressure of 1 Torr to obtain a pale yellow oily liquid. Chromatography (CH 2 Cl 2 → CH 2 Cl 2 / methanol (4/1)) gave 121 parts of a hygroscopic beige solid.
173 parts of the beige solid was added to a mixture of 7142 parts of ether and 1000 parts of 2M KOH aqueous solution. After vigorous stirring for 2 minutes, the mixture was separated, and 7142 parts of ether was added to the aqueous phase for extraction. To the mixed ether phase, 429 parts of magnesium sulfate was added and dried, and the solvent was removed under reduced pressure at room temperature. As a result, 120 parts of a white solid was obtained.
As a result of analyzing the white solid by 1H-NMR, it was found that the raw material disappeared and (2aα, 4aα, 6aα) -octahydro-1H-6b-aza-cyclopenta [cd] pentalene was produced.

<製造例2>
・[3aα,6aα,9aα]−ドデカハイドロピリド−[2,1,6−de]キノリジンの製造
84部のシクロオクタンに56部の乾燥THFと163部の1,5,9−シクロドデカトリエン(Aldrich Japan社製)を加えた。この溶液に76部のボラン-硫化ジメチルを2.5時間かけて滴下した。
150℃で減圧脱溶媒して、残った混合物をオイルバスで220℃で15時間加熱した。
反応液を1.2Torrで蒸留すると、85−95℃で蒸留分として粘調な黄色液体(オルガノボラン)が165部得られた。
2282部の水、1290部のアセトン、21部の酢酸ナトリウム、648部の過ヨウ素酸ナトリウムと9部の二酸化ルテニウムを加えた。最後に88部の上記のオルガノボランを加えた。混合溶液を氷水で冷却しながら勢いよく混合し、温度を15〜30℃に保った。黒色の二酸化ルテニウムが溶解し、反応溶液が四酸化ルテニウムに特有な黄緑色となったことを確認した。溶液が黄緑色から黒色に戻ったことを確認した後、濾過し固体を取り除いた。濾液を分液漏斗に移し、十分量の過ヨウ素酸ナトリウムを添加すると、再び、黄緑色に混合液が戻った。22部の活性炭を添加し、1分間激しく混合した。さらにイソプロパノール52部を加え、混合した。混合液をろ過し,1139部のジクロロメタンを加えて抽出を行った。
<Production Example 2>
Preparation of [3aα, 6aα, 9aα] -dodecahydropyrido- [2,1,6-de] quinolidine 84 parts cyclooctane in 56 parts dry THF and 163 parts 1,5,9-cyclododecatriene (Aldrich Japan) was added. To this solution, 76 parts of borane-dimethyl sulfide was added dropwise over 2.5 hours.
The solvent was removed under reduced pressure at 150 ° C., and the remaining mixture was heated in an oil bath at 220 ° C. for 15 hours.
When the reaction solution was distilled at 1.2 Torr, 165 parts of a viscous yellow liquid (organoborane) was obtained as a distillate at 85 to 95 ° C.
2282 parts of water, 1290 parts of acetone, 21 parts of sodium acetate, 648 parts of sodium periodate and 9 parts of ruthenium dioxide were added. Finally, 88 parts of the above organoborane was added. The mixed solution was vigorously mixed while cooling with ice water, and the temperature was maintained at 15 to 30 ° C. It was confirmed that the black ruthenium dioxide was dissolved and the reaction solution became a yellowish green color characteristic of ruthenium tetroxide. After confirming that the solution returned from yellowish green to black, it was filtered to remove the solid. When the filtrate was transferred to a separatory funnel and a sufficient amount of sodium periodate was added, the mixture returned to yellow-green again. 22 parts of activated carbon was added and mixed vigorously for 1 minute. Further, 52 parts of isopropanol was added and mixed. The mixture was filtered and extracted with 1139 parts of dichloromethane.

ジクロロメタン相を飽和炭酸水素ナトリウム溶液1087部で洗浄し、その後34部の硫酸マグネシウムを加えて溶液を脱水した。濾過後、減圧脱溶媒を行うと黄緑色の油状の固体が得られた。156部のエーテルを加え、30℃に加熱した。5℃で静置し、結晶を得た。ろ過し、常温で減圧乾燥して、34部の結晶を得た。
上記結晶105部を11部の10%パラジウム炭素、813部のイソプロパノール、1325部の2.2Mのアンモニアのイソプロパノール溶液と31部の酢酸を加えた。この溶液に水素を4.2kgf/cmの圧力で吹き込んだ。16時間後混合溶液を濾過し、50℃減圧脱溶媒した。残留物に過剰の塩酸を加え、1057部のエーテルを2回加えて水相から生成物を抽出した。水相を水酸化カリウムでアルカリ性にし、1941部のジクロロメタンを4回加えて抽出を行った。エーテルとジクロロメタンを混合し硫酸マグネシウムを加えて脱水し、0.5Torr、80℃で減圧脱溶媒し、84部の無色の液体を得た。
白色固体を1H−NMRで分析した結果、原料が消失し、[3aα,6aα,9aα]−ドデカハイドロピリド−[2,1,6−de]キノリジンが生成していることがわかった。
The dichloromethane phase was washed with 1087 parts of saturated sodium bicarbonate solution, after which 34 parts of magnesium sulfate were added to dehydrate the solution. After filtration, desolvation under reduced pressure yielded a yellowish green oily solid. 156 parts of ether were added and heated to 30 ° C. It left still at 5 degreeC and the crystal | crystallization was obtained. Filtration and drying under reduced pressure at room temperature gave 34 parts of crystals.
To 105 parts of the crystals, 11 parts of 10% palladium carbon, 813 parts of isopropanol, 1325 parts of 2.2 M ammonia in isopropanol and 31 parts of acetic acid were added. Hydrogen was blown into this solution at a pressure of 4.2 kgf / cm 2 . After 16 hours, the mixed solution was filtered and desolvated at 50 ° C. under reduced pressure. Excess hydrochloric acid was added to the residue and 1057 parts of ether were added twice to extract the product from the aqueous phase. The aqueous phase was made alkaline with potassium hydroxide and extracted by adding 1941 parts of dichloromethane four times. Ether and dichloromethane were mixed, and magnesium sulfate was added for dehydration, followed by desolvation under reduced pressure at 0.5 Torr and 80 ° C. to obtain 84 parts of a colorless liquid.
As a result of analyzing the white solid by 1H-NMR, it was found that the raw material disappeared and [3aα, 6aα, 9aα] -dodecahydropyrido- [2,1,6-de] quinolidine was produced.

<実施例1>
製造例1で得られた(2aα,4aα,6aα)‐オクタヒドロ‐1H‐6b‐アザ‐シクロペンタ[cd]ペンタレン137部とアセトン339部をガラスビーカーに仕込み均一に溶解させた。溶液を攪拌しながらヨウ化メチル156部をゆっくりと滴下した後、30℃で3時間攪拌を続けた。析出した白色固体を濾過し、80℃減圧にて乾燥を行い、上記表1のカチオン種(a−1)のヨウ化物塩278部を得た。
・AgBF溶液の作成
酸化銀116部、42重量%のホウフッ化水素酸水溶液209部を混合した溶液を100℃減圧脱水して得られた固体に、メタノール550部を加えて溶解しAgBFメタノール溶液を得た。
・BF塩の作成
上記のAgBF溶液745部をカチオン種(a−1)のヨウ化物塩279部とメタノール253部の混合溶液に対してゆっくりと滴下、混合した後、濾過し濾液を回収した。濾液中にAgBF溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を10ppm以下に、ヨウ素イオン含量を5ppm以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。80℃減圧で濾液の脱溶媒を行い、白色結晶238部を得た。メタノール600部を加えて30℃で溶解させた後、−5℃に冷却し12時間静置し再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、80℃減圧乾燥を行い電解質(A−1)113部を得た。1H−NMR、19F−NMR及び13C−NMRで分析した結果、電解質(A−1)はカチオン種(a−1)のBF塩であった。1H−NMRの積分値から、純度は99%であった。
・電解液溶媒の脱水
プロピレンカーボネート100部にモレキュラーシーブ3部を加えて25℃で60時間放置して乾燥を行った後、モレキュラーシーブを濾別し、脱水プロピレンカーボネートを得た。
・電解液の調製
脱水したプロピレンカーボネート80部と電解質(A−1)20部を25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は16ppmであった。
<Example 1>
137 parts of (2aα, 4aα, 6aα) -octahydro-1H-6b-aza-cyclopenta [cd] pentalene obtained in Production Example 1 and 339 parts of acetone were charged into a glass beaker and uniformly dissolved. While stirring the solution, 156 parts of methyl iodide was slowly added dropwise, and stirring was continued at 30 ° C. for 3 hours. The precipitated white solid was filtered and dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 278 parts of an iodide salt of the cation species (a-1) in Table 1 above.
-Preparation of AgBF 4 solution A solution obtained by mixing 116 parts of silver oxide and 209 parts of 42 wt% aqueous borofluoric acid solution at 100 ° C under reduced pressure was dissolved in 550 parts of methanol, and dissolved in AgBF 4 methanol. A solution was obtained.
-Preparation of BF 4 salt 745 parts of the above AgBF 4 solution was slowly added dropwise to a mixed solution of 279 parts of the iodide salt of the cationic species (a-1) and 253 parts of methanol, and then filtered to collect the filtrate. did. An AgBF 4 solution or an iodide salt solution was added little by little to the filtrate to finely adjust the silver ion content in the solution to 10 ppm or less and the iodine ion content to 5 ppm or less, and then filtered to collect the filtrate. The filtrate was desolvated at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 238 parts of white crystals. After adding 600 parts of methanol and dissolving at 30 ° C., the mixture was cooled to −5 ° C. and allowed to stand for 12 hours for recrystallization. The precipitated crystals were filtered and dried under reduced pressure at 80 ° C. to obtain 113 parts of electrolyte (A-1). As a result of analysis by 1H-NMR, 19F-NMR and 13C-NMR, the electrolyte (A-1) was a BF 4 salt of a cationic species (a-1). From the integral value of 1H-NMR, the purity was 99%.
-3 parts of molecular sieve was added to 100 parts of dehydrated propylene carbonate as an electrolyte solvent, and the mixture was allowed to stand at 25 ° C for 60 hours for drying. Then, the molecular sieve was filtered off to obtain dehydrated propylene carbonate.
-Preparation of electrolyte solution 80 parts of dehydrated propylene carbonate and 20 parts of electrolyte (A-1) were uniformly mixed and dissolved at 25 ° C to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 16 ppm.

<実施例2>
・電解液溶媒の脱水
プロピレンカーボネート100部とジメチルカーボネート100部にそれぞれモレキュラーシーブ3部を加えて25℃で60時間放置して乾燥行った後、モレキュラーシーブを濾別し、脱水プロピレンカーボネートと脱水ジメチルカーボネートを得た。
・電解液の調製
上記の方法で脱水したプロピレンカーボネート40部、ジメチルカーボネート40部と、電解質(A−1)20部を均一混合し電解液を得た。電解液の水分は20ppmであった。
<Example 2>
-Add 3 parts of molecular sieves to 100 parts of dehydrated propylene carbonate and 100 parts of dimethyl carbonate as electrolyte solvents, and let stand at 25 ° C for 60 hours to dry. Then, the molecular sieves are separated by filtration, and dehydrated propylene carbonate and dehydrated dimethyls. Carbonate was obtained.
-Preparation of electrolyte solution 40 parts of propylene carbonate dehydrated by the above method, 40 parts of dimethyl carbonate and 20 parts of electrolyte (A-1) were uniformly mixed to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 20 ppm.

<実施例3>
・電解液溶媒の脱水
スルホラン100部にモレキュラーシーブ3部を加えて40℃で60時間放置して乾燥を行った後、モレキュラーシーブを濾別し、脱水スルホランを得た。
・電解液の調製
上記の方法で脱水したスルホラン80部と電解質(A−1)20部を40℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は17ppmであった。
<Example 3>
-3 parts of molecular sieve was added to 100 parts of dehydrated sulfolane as the electrolyte solvent, and the mixture was allowed to stand at 40 ° C for 60 hours for drying. Then, the molecular sieve was filtered off to obtain dehydrated sulfolane.
-Preparation of electrolytic solution 80 parts of sulfolane dehydrated by the above method and 20 parts of electrolyte (A-1) were uniformly mixed and dissolved at 40 ° C to obtain an electrolytic solution. The water content of the electrolytic solution was 17 ppm.

<実施例4>
・AgPF溶液の作成
実施例1において42重量%ホウフッ化水素酸水溶液の代わりに60重量%のHPF水溶液243部を酸化銀116部と混合し、100℃減圧脱水を行った後、メタノール550部を加え溶解させ、AgPFのメタノール溶液を得た。
・PF塩の作成
上記のAgPF溶液803部をカチオン種(a−1)のヨウ化物塩279部とメタノール255部の混合溶液に対して、徐々に混合した後、濾過し濾液を回収した。濾液中にAgBF溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を10ppm以下に、ヨウ素イオン含量を5ppm以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。濾液を80℃減圧で脱溶媒を行い、白色結晶295部を得た。得られた固体にメタノール600部を加え30℃で溶解させた後−5℃に冷却し12時間静置して再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、80℃減圧乾燥することによって電解質(A−2)242部を得た。1H−NMR、19F−NMR及び13C−NMRで分析した結果、電解質(A−2)はカチオン種(a−1)のPF塩であった。1H−NMRの積分値から、純度は99%であった。
・電解液の調製
実施例1と同様の方法で脱水したプロピレンカーボネート80部と電解質(A−2)20部を25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は34ppmであった。
<Example 4>
· AgPF 6 to 60 wt% of HPF 6 solution 243 parts instead prepared in Example 1 of 42 wt% fluoroboric acid aqueous solution is mixed with silver oxide 116 parts After 100 ° C. vacuum dewatering, methanol 550 part was added dissolved, to obtain a methanol solution of AgPF 6.
-Preparation of PF 6 salt 803 parts of the above AgPF 6 solution was gradually mixed with a mixed solution of 279 parts of the iodide salt of the cationic species (a-1) and 255 parts of methanol, and then filtered to collect the filtrate. . An AgBF 4 solution or an iodide salt solution was added little by little to the filtrate to finely adjust the silver ion content in the solution to 10 ppm or less and the iodine ion content to 5 ppm or less, and then filtered to collect the filtrate. The filtrate was desolvated at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 295 parts of white crystals. 600 parts of methanol was added to the obtained solid and dissolved at 30 ° C., then cooled to −5 ° C. and allowed to stand for 12 hours for recrystallization. The precipitated crystals were filtered and dried under reduced pressure at 80 ° C. to obtain 242 parts of electrolyte (A-2). As a result of analysis by 1H-NMR, 19F-NMR and 13C-NMR, the electrolyte (A-2) was a PF 6 salt of the cation species (a-1). From the integral value of 1H-NMR, the purity was 99%.
-Preparation of electrolyte solution 80 parts of propylene carbonate dehydrated in the same manner as in Example 1 and 20 parts of electrolyte (A-2) were uniformly mixed and dissolved at 25 ° C to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 34 ppm.

<実施例5>
・AgCFSO溶液の作成
実施例1において42重量%ホウフッ化水素酸水溶液の代わりに60重量%のCFSOH水溶液250部を酸化銀116部と混合し、減圧脱水を行った後メタノール550部を加えて溶解させAgCFSOのメタノール溶液を得た。
・CFSO塩の作成
上記のAgCFSO溶液807部をカチオン種(a−1)のヨウ化物塩279部とメタノールの混合溶液に対して、徐々に混合した後、濾過し濾液を回収した。濾液中にAgBF溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を10ppm以下に、ヨウ素イオン含量を5ppm以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。80℃減圧脱溶媒を行い、白色結晶299部を得た。得られた固体にメタノール600部を加え30℃で溶解させた後、−5℃に冷却し12時間静置して再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、80℃減圧脱溶媒することによって電解質(A−3)を239部を得た。1H−NMR、19F−NMR及び13C−NMRで分析した結果、電解質(A−3)はカチオン種(a−1)のCFSO塩であった。1H−NMRの積分値から、純度は99%であった。
・電解液の調製
実施例1と同様に脱水したプロピレンカーボネート80部と電解質(A−3)20部を25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は37ppmであった。
<Example 5>
· AgCF 3 SO 3 to 60 wt% of CF 3 SO 3 H solution 250 parts instead create Example 1 in a 42% by weight fluoroboric acid aqueous solution is mixed with silver oxide 116 parts, after dehydration under reduced pressure 550 parts of methanol was added and dissolved to obtain a methanol solution of AgCF 3 SO 3 .
-Preparation of CF 3 SO 3 salt After gradually mixing 807 parts of the above AgCF 3 SO 3 solution with 279 parts of iodide salt of cation species (a-1) and methanol, the mixture was filtered and the filtrate was filtered. It was collected. An AgBF 4 solution or an iodide salt solution was added little by little to the filtrate to finely adjust the silver ion content in the solution to 10 ppm or less and the iodine ion content to 5 ppm or less, and then filtered to collect the filtrate. Desolvation under reduced pressure at 80 ° C. was performed to obtain 299 parts of white crystals. After adding 600 parts of methanol to the obtained solid and dissolving at 30 ° C., it was cooled to −5 ° C. and allowed to stand for 12 hours for recrystallization. The precipitated crystals were filtered and desolvated at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 239 parts of electrolyte (A-3). As a result of analysis by 1H-NMR, 19F-NMR and 13C-NMR, the electrolyte (A-3) was a CF 3 SO 3 salt of the cation species (a-1). From the integral value of 1H-NMR, the purity was 99%.
-Preparation of electrolyte solution In the same manner as in Example 1, 80 parts of dehydrated propylene carbonate and 20 parts of electrolyte (A-3) were uniformly mixed and dissolved at 25 ° C to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 37 ppm.

<実施例6>
・ヨウ化物塩の合成
製造例1で得られた(2aα,4aα,6aα)‐オクタヒドロ‐1H‐6b‐アザ‐シクロペンタ[cd]ペンタレン137部とアセトン339部をガラスビーカーに仕込み均一に溶解させた。溶液を攪拌しながらヨウ化エチル172部を徐々に滴下した後、30℃で3時間攪拌を続けた。析出した白色固体を濾過し80℃減圧にて乾燥を行い、上記表1のカチオン種(a−2)のヨウ化物塩を得た。
・AgBF溶液の作成
実施例1と同様にAgBFのメタノール溶液を得た。
・BF塩の作成
上記のAgBF溶液745部をカチオン種(a−2)のヨウ化物塩293部とメタノール267部の混合溶液に対して、ゆっくりと混合した後、濾過し濾液を回収した。濾液中にAgBF溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を10ppm以下に、ヨウ素イオン含量を5ppm以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。80℃減圧で濾液の脱溶媒を行い、白色結晶251部を得た。結晶にメタノール600部を加えて30℃で溶解させた後、−5℃に冷却し12時間静置し再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、80℃減圧乾燥を行い電解質(A−4)205部を得た。1H−NMR、19F−NMR及び13C−NMRで分析した結果、電解質(A−4)はカチオン種(a−2)のBF塩であった。1H−NMRの積分値から、純度は99%であった。
・電解液の調製
実施例1と同様に脱水したプロピレンカーボネート80部と電解質(A−4)20部を25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は35ppmであった。
<Example 6>
Synthesis of iodide salt 137 parts of (2aα, 4aα, 6aα) -octahydro-1H-6b-aza-cyclopenta [cd] pentalene obtained in Production Example 1 and 339 parts of acetone were charged into a glass beaker and uniformly dissolved. . While the solution was stirred, 172 parts of ethyl iodide was gradually added dropwise, and stirring was continued at 30 ° C. for 3 hours. The precipitated white solid was filtered and dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain an iodide salt of the cation species (a-2) in Table 1 above.
-Preparation of AgBF 4 solution A methanol solution of AgBF 4 was obtained in the same manner as in Example 1.
-Preparation of BF 4 salt The above AgBF 4 solution 745 parts was slowly mixed with a mixed solution of 293 parts of the iodide salt of the cationic species (a-2) and 267 parts of methanol, and then filtered to collect the filtrate. . An AgBF 4 solution or an iodide salt solution was added little by little to the filtrate to finely adjust the silver ion content in the solution to 10 ppm or less and the iodine ion content to 5 ppm or less, and then filtered to collect the filtrate. The filtrate was desolvated at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 251 parts of white crystals. After adding 600 parts of methanol to the crystal and dissolving at 30 ° C., it was cooled to −5 ° C. and allowed to stand for 12 hours for recrystallization. The precipitated crystals were filtered and dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 205 parts of electrolyte (A-4). As a result of analysis by 1H-NMR, 19F-NMR and 13C-NMR, the electrolyte (A-4) was a BF 4 salt of a cationic species (a-2). From the integral value of 1H-NMR, the purity was 99%.
-Preparation of electrolyte solution In the same manner as in Example 1, 80 parts of dehydrated propylene carbonate and 20 parts of electrolyte (A-4) were uniformly mixed and dissolved at 25 ° C to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 35 ppm.

<実施例7>
・ヨウ化物塩の合成
製造例1で得られた(2aα,4aα,6aα)‐オクタヒドロ‐1H‐6b‐アザ‐シクロペンタ[cd]ペンタレン137部とアセトン339部を冷却コンデンサ付きステンレス製オートクレーブに仕込み均一に溶解させた。ついで50℃まで昇温し、50重量%ヨウ化トリフルオロメチルのアセトン溶液394部を3時間かけて滴下した。ついで80℃にて反応を行い、30時間後30℃にまで冷却して溶液を取り出し、80℃減圧脱溶媒を行い、上記表2のカチオン種(a−3)のヨウ化物塩332部を得た。
・AgBF溶液の作成
実施例1と同様にAgBFのメタノール溶液を得た。
・BF塩の作成
上記のAgBF溶液745部をカチオン種(a−3)のヨウ化物塩333部とメタノール307部の混合溶液に対して、ゆっくりと混合した後、濾過し濾液を回収した。濾液中にAgBF溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を10ppm以下に、ヨウ素イオン含量を5ppm以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。80℃減圧で濾液の脱溶媒を行い、白色結晶292部得た。結晶にメタノール600部を加えて30℃で溶解させた後、−5℃に冷却し12時間静置し再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、80℃減圧乾燥を行い電解質(A−5)234部を得た。1H−NMR、19F−NMR及び13C−NMRで分析した結果、電解質(A−5)はカチオン種(a−3)のBF塩であった。1H−NMRの積分値から、純度は99%であった。
・電解液の調製
実施例1と同様に脱水したプロピレンカーボネート80部と電解質(A−5)20部を25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は28ppmであった。
<Example 7>
・ Synthesis of iodide salt 137 parts of (2aα, 4aα, 6aα) -octahydro-1H-6b-aza-cyclopenta [cd] pentalene obtained in Production Example 1 and 339 parts of acetone were charged uniformly into a stainless steel autoclave with a cooling condenser. Dissolved in. Next, the temperature was raised to 50 ° C., and 394 parts of a 50 wt% trifluoromethyl iodide acetone solution was added dropwise over 3 hours. Next, the reaction was carried out at 80 ° C., and after 30 hours, the solution was cooled to 30 ° C., and the solution was taken out and desolvated under reduced pressure at 80 ° C. It was.
-Preparation of AgBF 4 solution A methanol solution of AgBF 4 was obtained in the same manner as in Example 1.
-Preparation of BF 4 salt 745 parts of the above AgBF 4 solution was slowly mixed with a mixed solution of 333 parts of the iodide salt of the cationic species (a-3) and 307 parts of methanol, and then filtered to collect the filtrate. . An AgBF 4 solution or an iodide salt solution was added little by little to the filtrate to finely adjust the silver ion content in the solution to 10 ppm or less and the iodine ion content to 5 ppm or less, and then filtered to collect the filtrate. The filtrate was desolvated at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 292 parts of white crystals. After adding 600 parts of methanol to the crystal and dissolving at 30 ° C., it was cooled to −5 ° C. and allowed to stand for 12 hours for recrystallization. The precipitated crystals were filtered and dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 234 parts of electrolyte (A-5). As a result of analysis by 1H-NMR, 19F-NMR and 13C-NMR, the electrolyte (A-5) was a BF 4 salt of a cationic species (a-3). From the integral value of 1H-NMR, the purity was 99%.
-Preparation of electrolyte solution In the same manner as in Example 1, 80 parts of dehydrated propylene carbonate and 20 parts of electrolyte (A-5) were uniformly mixed and dissolved at 25 ° C to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 28 ppm.

<実施例8>
製造例2で得られた[3aα,6aα,9aα]−ドデカハイドロピリド−[2,1,6−de]キノリジン179部とアセトン339部をガラスビーカーに仕込み均一に溶解させた。溶液を攪拌しながらヨウ化メチル156部をゆっくりと滴下した後、30℃で3時間攪拌を続けた。析出した白色固体を濾過し、80℃減圧にて乾燥を行い、上記表1のカチオン種(a−5)のヨウ化物塩320部を得た。
・AgBF溶液の作成
酸化銀116部、42重量%のホウフッ化水素酸水溶液209部を混合した溶液を100℃減圧脱水して得られた固体に、メタノール550部を加えて溶解しAgBFメタノール溶液を得た。
・BF塩の作成
上記のAgBF溶液745部をカチオン種(a−5)のヨウ化物塩321部とメタノール253部の混合溶液に対してゆっくりと滴下、混合した後、濾過し濾液を回収した。濾液中にAgBF溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を10ppm以下に、ヨウ素イオン含量を5ppm以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。80℃減圧で濾液の脱溶媒を行い、白色結晶280部を得た。メタノール600部を加えて30℃で溶解させた後、−5℃に冷却し12時間静置し再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、80℃減圧乾燥を行い電解質(A−6)225部を得た。1H−NMR、19F−NMR及び13C−NMRで分析した結果、電解質(A−6)はカチオン種(a−5)のBF塩であった。1H−NMRの積分値から、純度は99%であった。
・電解液溶媒の脱水
プロピレンカーボネート100部にモレキュラーシーブ3部を加えて25℃で60時間放置して乾燥を行った後、モレキュラーシーブを濾別し、脱水プロピレンカーボネートを得た。
・電解液の調製
脱水したプロピレンカーボネート80部と電解質(A−6)20部を25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は16ppmであった。
<Example 8>
[3aα, 6aα, 9aα] -dodecahydropyrido- [2,1,6-de] quinolidine obtained in Production Example 2 and 339 parts of acetone were charged into a glass beaker and uniformly dissolved. While stirring the solution, 156 parts of methyl iodide was slowly added dropwise, and stirring was continued at 30 ° C. for 3 hours. The precipitated white solid was filtered and dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 320 parts of an iodide salt of the cation species (a-5) in Table 1 above.
-Preparation of AgBF 4 solution A solution obtained by mixing 116 parts of silver oxide and 209 parts of 42 wt% aqueous borofluoric acid solution at 100 ° C under reduced pressure was dissolved in 550 parts of methanol, and dissolved in AgBF 4 methanol. A solution was obtained.
-Preparation of BF 4 salt 745 parts of the above AgBF 4 solution was slowly added dropwise to a mixed solution of 321 parts of the iodide salt of the cationic species (a-5) and 253 parts of methanol, and then filtered to collect the filtrate. did. An AgBF 4 solution or an iodide salt solution was added little by little to the filtrate to finely adjust the silver ion content in the solution to 10 ppm or less and the iodine ion content to 5 ppm or less, and then filtered to collect the filtrate. The filtrate was desolvated at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 280 parts of white crystals. After adding 600 parts of methanol and dissolving at 30 ° C., the mixture was cooled to −5 ° C. and allowed to stand for 12 hours for recrystallization. The precipitated crystals were filtered and dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 225 parts of electrolyte (A-6). As a result of analysis by 1H-NMR, 19F-NMR and 13C-NMR, the electrolyte (A-6) was a BF 4 salt of a cationic species (a-5). From the integral value of 1H-NMR, the purity was 99%.
-3 parts of molecular sieve was added to 100 parts of dehydrated propylene carbonate as an electrolyte solvent, and the mixture was allowed to stand at 25 ° C for 60 hours for drying. Then, the molecular sieve was filtered off to obtain dehydrated propylene carbonate.
-Preparation of electrolytic solution 80 parts of dehydrated propylene carbonate and 20 parts of electrolyte (A-6) were uniformly mixed and dissolved at 25 ° C to obtain an electrolytic solution. The water content of the electrolytic solution was 16 ppm.

<実施例9>
・電解液溶媒の脱水
プロピレンカーボネート100部とジメチルカーボネート100部にそれぞれモレキュラーシーブ3部を加えて25℃で60時間放置して乾燥行った後、モレキュラーシーブを濾別し、脱水プロピレンカーボネートと脱水ジメチルカーボネートを得た。
・電解液の調製
上記の方法で脱水したプロピレンカーボネート40部、ジメチルカーボネート40部と、電解質(A−6)20部を均一混合し電解液を得た。電解液の水分は20ppmであった。
<Example 9>
-Add 3 parts of molecular sieves to 100 parts of dehydrated propylene carbonate and 100 parts of dimethyl carbonate as electrolyte solvents, and let stand at 25 ° C for 60 hours to dry. Then, the molecular sieves are separated by filtration, and dehydrated propylene carbonate and dehydrated dimethyls. Carbonate was obtained.
-Preparation of electrolyte solution 40 parts of propylene carbonate dehydrated by the above method, 40 parts of dimethyl carbonate and 20 parts of electrolyte (A-6) were uniformly mixed to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 20 ppm.

<実施例10>
・電解液溶媒の脱水
スルホラン100部にモレキュラーシーブ3部を加えて40℃で60時間放置して乾燥を行った後、モレキュラーシーブを濾別し、脱水スルホランを得た。
・電解液の調製
上記の方法で脱水したスルホラン80部と電解質(A−6)20部を40℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は17ppmであった。
<Example 10>
-3 parts of molecular sieve was added to 100 parts of dehydrated sulfolane as the electrolyte solvent, and the mixture was allowed to stand at 40 ° C for 60 hours for drying. Then, the molecular sieve was filtered off to obtain dehydrated sulfolane.
-Preparation of electrolyte solution 80 parts of sulfolane dehydrated by the above method and 20 parts of electrolyte (A-6) were uniformly mixed and dissolved at 40 ° C to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 17 ppm.

<実施例11>
・AgPF溶液の作成
実施例1において42重量%ホウフッ化水素酸水溶液の代わりに60重量%のHPF水溶液243部を酸化銀116部と混合し、100℃減圧脱水を行った後、メタノール550部を加え溶解させ、AgPFのメタノール溶液を得た。
・PF塩の作成
上記のAgPF溶液803部をカチオン種(a−5)のヨウ化物塩321部とメタノール255部の混合溶液に対して、徐々に混合した後、濾過し濾液を回収した。濾液中にAgBF溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を10ppm以下に、ヨウ素イオン含量を5ppm以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。濾液を80℃減圧で脱溶媒を行い、白色結晶339部を得た。得られた固体にメタノール600部を加え30℃にて溶解させた後、−5℃に冷却し12時間静置して再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、80℃減圧乾燥することによって電解質(A−7)275部を得た。1H−NMR、19F−NMR及び13C−NMRで分析した結果、電解質(A−7)はカチオン種(a−5)のPF塩であった。1H−NMRの積分値から、純度は99%であった。
・電解液の調製
実施例1と同様の方法で脱水したプロピレンカーボネート80部と電解質(A−7)20部を25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は34ppmであった。
<Example 11>
· AgPF 6 to 60 wt% of HPF 6 solution 243 parts instead prepared in Example 1 of 42 wt% fluoroboric acid aqueous solution is mixed with silver oxide 116 parts After 100 ° C. vacuum dewatering, methanol 550 part was added dissolved, to obtain a methanol solution of AgPF 6.
-Preparation of PF 6 salt 803 parts of the above AgPF 6 solution was gradually mixed with a mixed solution of 321 parts of the iodide salt of the cationic species (a-5) and 255 parts of methanol, and then filtered to collect the filtrate. . An AgBF 4 solution or an iodide salt solution was added little by little to the filtrate to finely adjust the silver ion content in the solution to 10 ppm or less and the iodine ion content to 5 ppm or less, and then filtered to collect the filtrate. The filtrate was desolvated at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 339 parts of white crystals. After adding 600 parts of methanol to the obtained solid and dissolving at 30 ° C., it was cooled to −5 ° C. and allowed to stand for 12 hours for recrystallization. The precipitated crystals were filtered and dried under reduced pressure at 80 ° C. to obtain 275 parts of electrolyte (A-7). As a result of analysis by 1H-NMR, 19F-NMR and 13C-NMR, the electrolyte (A-7) was a PF 6 salt of a cationic species (a-5). From the integral value of 1H-NMR, the purity was 99%.
-Preparation of electrolyte solution 80 parts of propylene carbonate dehydrated in the same manner as in Example 1 and 20 parts of electrolyte (A-7) were uniformly mixed and dissolved at 25 ° C to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 34 ppm.

<実施例12>
・AgCFSO溶液の作成
実施例1において42重量%ホウフッ化水素酸水溶液の代わりに60重量%のCFSOH水溶液250部を酸化銀116部と混合し、減圧脱水を行った後メタノール550部を加えて溶解させAgCFSOのメタノール溶液を得た。
・CFSO塩の作成
上記のAgCFSO溶液807部をカチオン種(a−5)のヨウ化物塩321部とメタノールの混合溶液に対して、徐々に混合した後、濾過し濾液を回収した。濾液中にAgBF溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を10ppm以下に、ヨウ素イオン含量を5ppm以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。80℃減圧脱溶媒を行い、白色結晶341部を得た。得られた固体にメタノール600部を加え30℃にて溶解させた後、−5℃に冷却し12時間静置して再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、80℃減圧脱溶媒することによって電解質(A−8)を280部を得た。1H−NMR、19F−NMR及び13C−NMRで分析した結果、電解質(A−8)はカチオン種(a−5)のCFSO塩であった。1H−NMRの積分値から、純度は99%であった。
・電解液の調製
実施例1と同様に脱水したプロピレンカーボネート80部と電解質(A−8)20部を25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は37ppmであった。
<Example 12>
· AgCF 3 SO 3 60% by weight of CF 3 SO 3 H aqueous solution 250 parts instead create Example 1 in a 42 wt% fluoroboric acid aqueous solution is mixed with silver oxide 116 parts, after dehydration under reduced pressure 550 parts of methanol was added and dissolved to obtain a methanol solution of AgCF 3 SO 3 .
Preparation of CF 3 SO 3 salt After gradually mixing 807 parts of the above AgCF 3 SO 3 solution with a mixed solution of iodide salt of cation species (a-5) and methanol, the filtrate was filtered and the filtrate was filtered. It was collected. An AgBF 4 solution or an iodide salt solution was added little by little to the filtrate to finely adjust the silver ion content in the solution to 10 ppm or less and the iodine ion content to 5 ppm or less, and then filtered to collect the filtrate. Desolvation under reduced pressure was performed at 80 ° C. to obtain 341 parts of white crystals. After adding 600 parts of methanol to the obtained solid and dissolving at 30 ° C., it was cooled to −5 ° C. and allowed to stand for 12 hours for recrystallization. The precipitated crystals were filtered and desolvated under reduced pressure at 80 ° C. to obtain 280 parts of electrolyte (A-8). As a result of analysis by 1H-NMR, 19F-NMR and 13C-NMR, the electrolyte (A-8) was a CF 3 SO 3 salt of a cation species (a-5). From the integral value of 1H-NMR, the purity was 99%.
-Preparation of electrolyte solution In the same manner as in Example 1, 80 parts of dehydrated propylene carbonate and 20 parts of electrolyte (A-8) were uniformly mixed and dissolved at 25 ° C to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 37 ppm.

<実施例13>
・ヨウ化物塩の合成
製造例2で得られた[3aα,6aα,9aα]−ドデカハイドロピリド−[2,1,6−de]キノリジン179部とアセトン339部をガラスビーカーに仕込み均一に溶解させた。溶液を攪拌しながらヨウ化エチル172部を徐々に滴下した後、30℃で3時間攪拌を続けた。析出した白色固体を濾過し80℃減圧にて乾燥を行い、上記表1のカチオン種(a−6)のヨウ化物塩を得た。
・AgBF溶液の作成
実施例1と同様にAgBFのメタノール溶液を得た。
・BF塩の作成
上記のAgBF溶液745部を(a−6)のヨウ化物塩335部とメタノール267部の混合溶液に対して、ゆっくりと混合した後、濾過し濾液を回収した。濾液中にAgBF溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を10ppm以下に、ヨウ素イオン含量を5ppm以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。80℃減圧で濾液の脱溶媒を行い、白色結晶293部を得た。結晶にメタノール600部を加えて30℃で溶解させた後、−5℃に冷却し12時間静置し再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、80℃減圧乾燥を行い電解質(A−9)237部を得た。1H−NMR、19F−NMR及び13C−NMRで分析した結果、電解質(A−9)はカチオン種(a−6)のBF塩であった。1H−NMRの積分値から、純度は99%であった。
・電解液の調製
実施例1と同様に脱水したプロピレンカーボネート80部と電解質(A−9)20部を25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は35ppmであった。
<Example 13>
・ Synthesis of iodide salt [3aα, 6aα, 9aα] -dodecahydropyrido- [2,1,6-de] quinolidine obtained in Production Example 2 and 339 parts of acetone were charged into a glass beaker and uniformly dissolved. I let you. While the solution was stirred, 172 parts of ethyl iodide was gradually added dropwise, and stirring was continued at 30 ° C. for 3 hours. The precipitated white solid was filtered and dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain an iodide salt of the cation species (a-6) in Table 1 above.
-Preparation of AgBF 4 solution A methanol solution of AgBF 4 was obtained in the same manner as in Example 1.
-Preparation of BF 4 salt 745 parts of the above AgBF 4 solution was slowly mixed with a mixed solution of 335 parts of the iodide salt of (a-6) and 267 parts of methanol, and then filtered to collect the filtrate. An AgBF 4 solution or an iodide salt solution was added little by little to the filtrate to finely adjust the silver ion content in the solution to 10 ppm or less and the iodine ion content to 5 ppm or less, and then filtered to collect the filtrate. The filtrate was desolvated at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 293 parts of white crystals. After adding 600 parts of methanol to the crystal and dissolving at 30 ° C., it was cooled to −5 ° C. and allowed to stand for 12 hours for recrystallization. The precipitated crystals were filtered and dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 237 parts of electrolyte (A-9). As a result of analysis by 1H-NMR, 19F-NMR and 13C-NMR, the electrolyte (A-9) was a BF 4 salt of a cationic species (a-6). From the integral value of 1H-NMR, the purity was 99%.
-Preparation of electrolyte solution In the same manner as in Example 1, 80 parts of dehydrated propylene carbonate and 20 parts of electrolyte (A-9) were uniformly mixed and dissolved at 25 ° C to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 35 ppm.

<実施例14>
・ヨウ化物塩の合成
製造例2で得られた[3aα,6aα,9aα]−ドデカハイドロピリド−[2,1,6−de]キノリジン179部とアセトン339部を冷却コンデンサ付きステンレス製オートクレーブに仕込み均一に溶解させた。ついで50℃まで昇温し、50重量%ヨウ化トリフルオロメチルのアセトン溶液394部を3時間かけて滴下した。ついで80℃にて反応を行い、30時間後30℃にまで冷却して溶液を取り出し、80℃減圧脱溶媒を行い、上記表2のカチオン種(a−7)のヨウ化物塩373部を得た。
・AgBF溶液の作成
実施例1と同様にAgBFのメタノール溶液を得た。
・BF塩の作成
上記のAgBF溶液745部をカチオン種(a−7)のヨウ化物塩375部とメタノール307部の混合溶液に対して、ゆっくりと混合した後、濾過し濾液を回収した。濾液中にAgBF溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を10ppm以下に、ヨウ素イオン含量を5ppm以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。80℃減圧で濾液の脱溶媒を行い、白色結晶333部得た。結晶にメタノール600部を加えて30℃で溶解させた後、−5℃に冷却し12時間静置し再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、80℃減圧乾燥を行い電解質(A−10)263部を得た。1H−NMR、19F−NMR及び13C−NMRで分析した結果、電解質(A−10)はカチオン種(a−7)のBF塩であった。1H−NMRの積分値から、純度は99%であった。
・電解液の調製
実施例1と同様に脱水したプロピレンカーボネート80部と電解質(A−10)20部を25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は28ppmであった。
<Example 14>
Synthesis of iodide salt 179 parts of [3aα, 6aα, 9aα] -dodecahydropyrido- [2,1,6-de] quinolidine obtained in Production Example 2 and 339 parts of acetone were placed in a stainless steel autoclave with a cooling condenser. The charge was uniformly dissolved. The temperature was then raised to 50 ° C., and 394 parts of a 50 wt% trifluoromethyl iodide acetone solution was added dropwise over 3 hours. Next, the reaction was carried out at 80 ° C., and after 30 hours, the solution was cooled to 30 ° C., and the solution was taken out. It was.
-Preparation of AgBF 4 solution A methanol solution of AgBF 4 was obtained in the same manner as in Example 1.
-Preparation of BF 4 salt 745 parts of the above AgBF 4 solution was slowly mixed with a mixed solution of 375 parts of the iodide salt of the cationic species (a-7) and 307 parts of methanol, and then filtered to collect the filtrate. . An AgBF 4 solution or an iodide salt solution was added little by little to the filtrate to finely adjust the silver ion content in the solution to 10 ppm or less and the iodine ion content to 5 ppm or less, and then filtered to collect the filtrate. The filtrate was desolvated at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 333 parts of white crystals. After adding 600 parts of methanol to the crystal and dissolving at 30 ° C., it was cooled to −5 ° C. and allowed to stand for 12 hours for recrystallization. The precipitated crystals were filtered and dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 263 parts of electrolyte (A-10). As a result of analysis by 1H-NMR, 19F-NMR and 13C-NMR, the electrolyte (A-10) was a BF 4 salt of a cationic species (a-7). From the integral value of 1H-NMR, the purity was 99%.
-Preparation of electrolyte solution In the same manner as in Example 1, 80 parts of dehydrated propylene carbonate and 20 parts of electrolyte (A-10) were uniformly mixed and dissolved at 25 ° C to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 28 ppm.

<比較例1>
・電解液の調製
実施例1と同様に脱水したプロピレンカーボネート80部と、第4級スピロアンモニウム塩として、テトラフルオロホウ酸スピロ−(1,1’)−ビピペリジニウムBF塩(以下、「SPR」と略記する。)20部とを25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は36ppmであった。
<Comparative Example 1>
Preparation of electrolyte solution As in Example 1, 80 parts of dehydrated propylene carbonate and, as a quaternary spiro ammonium salt, tetrafluoroboric acid spiro- (1,1 ′)-bipiperidinium BF 4 salt (hereinafter “SPR”) 20 parts of the mixture was uniformly mixed and dissolved at 25 ° C. to obtain an electrolytic solution. The water content of the electrolytic solution was 36 ppm.

<比較例2>
・電解液の調製
実施例1と同様に脱水したプロピレンカーボネート40部と、ジメチルカーボネート40部とを均一混合し、この混合溶媒に電解質SPRを25℃にて均一混合溶解させ、電解液を得た。電解液の水分は34ppmであった。
<Comparative example 2>
-Preparation of electrolyte solution As in Example 1, 40 parts of dehydrated propylene carbonate and 40 parts of dimethyl carbonate were uniformly mixed, and the electrolyte SPR was uniformly mixed and dissolved in this mixed solvent at 25 ° C to obtain an electrolyte solution. . The water content of the electrolytic solution was 34 ppm.

<比較例3>
・電解液の調製
実施例1と同様に脱水したスルホラン80部に電解質SPRを40℃にて均一混合溶解させ、電解液を得た。電解液の水分は37ppmであった。
<Comparative Example 3>
-Preparation of electrolyte solution The electrolyte SPR was uniformly mixed and dissolved at 80 ° C in 80 parts of dehydrated sulfolane as in Example 1 to obtain an electrolyte solution. The water content of the electrolytic solution was 37 ppm.

<比較例4>
・電解液の調製
実施例1と同様に脱水したプロピレンカーボネート80部と、テトラエチルアンモニウムBF塩(以下、「TEA」と略記する)20部とを25℃にて均一に混合溶解させて、電解液を得た。電解液の水分は33ppmであった。
<Comparative Example 4>
Preparation of electrolyte solution As in Example 1, 80 parts of dehydrated propylene carbonate and 20 parts of tetraethylammonium BF 4 salt (hereinafter abbreviated as “TEA”) were uniformly mixed and dissolved at 25 ° C. A liquid was obtained. The water content of the electrolytic solution was 33 ppm.

上記電解液の特性を評価するため、温度30℃において、電導度を測定した。また、グラッシーカーボン電極(BAS社製、外径6mm、内径1mm)を用い、5mV/secの走査電位速度で、分極測定を行った。10μA/cm2 の電流が流れる時のAg/Ag+ 参照電極に対する電位を酸化電位、−10μA/cm2 の電流が流れる時のAg/Ag+ 参照電極に対する電位を還元電位とし、酸化電位と還元電位の値の差から電位窓を算出した。結果を表4に示す。表4から明らかなように、本発明の実施例1〜14の電解液は比較例1〜4の電解液に比べて、電位窓が大きく、電気化学的安定性が大きいことが示された。 In order to evaluate the characteristics of the electrolytic solution, the electrical conductivity was measured at a temperature of 30 ° C. Moreover, polarization measurement was performed using a glassy carbon electrode (manufactured by BAS, outer diameter 6 mm, inner diameter 1 mm) at a scanning potential speed of 5 mV / sec. The potential for Ag / Ag + reference electrode when a current of 10 μA / cm 2 flows is an oxidation potential, and the potential for Ag / Ag + reference electrode when a current of −10 μA / cm 2 flows is a reduction potential. The potential window was calculated from the difference in potential values. The results are shown in Table 4. As is clear from Table 4, it was shown that the electrolytic solutions of Examples 1 to 14 of the present invention had a larger potential window and higher electrochemical stability than the electrolytic solutions of Comparative Examples 1 to 4.

Figure 2008270643
Figure 2008270643

本発明の電解液及び比較例の電解液を使用して3電極式電気二重層キャパシタ(パワーシステム(株)社製、図1)を作成した。このキャパシタを用いて充放電サイクル試験を行い容量、抵抗及び漏れ電流について評価した。 Using the electrolytic solution of the present invention and the electrolytic solution of the comparative example, a three-electrode electric double layer capacitor (manufactured by Power System Co., Ltd., FIG. 1) was prepared. A charge / discharge cycle test was performed using this capacitor, and the capacity, resistance, and leakage current were evaluated.

粉状の活性炭(関西熱化学(株)製 「MSP−20」)をカーボンブラックおよびポリテトラフルオロエチレン粉(PTFE)と混合した。重量比は、10:1:1とした。   Powdered activated carbon (“MSP-20” manufactured by Kansai Thermal Chemical Co., Ltd.) was mixed with carbon black and polytetrafluoroethylene powder (PTFE). The weight ratio was 10: 1: 1.

得られた混合物を乳鉢にて5分程度練り、これをロールプレスで圧延して活性炭シートを得た。活性炭シートの厚さは、400μmとした。この活性炭シートを20mmΦのディスク状に打ち抜き、活性炭電極を得た。   The obtained mixture was kneaded for about 5 minutes in a mortar and rolled with a roll press to obtain an activated carbon sheet. The thickness of the activated carbon sheet was 400 μm. This activated carbon sheet was punched into a 20 mmφ disk shape to obtain an activated carbon electrode.

得られた活性炭電極(正極、負極及び参照極)を用いて、3電極式電気二重層キャパシタ(パワーシステム(株)社製、図1)を組み立てた。これらセルを真空中170℃で7時間乾燥し、30℃まで冷却した。乾燥雰囲気中で<実施例1〜14>、<比較例1〜4>の電解液をセルに注入し、ついで真空含浸を行い電気二重層キャパシタを作製した。   Using the obtained activated carbon electrodes (positive electrode, negative electrode and reference electrode), a three-electrode electric double layer capacitor (manufactured by Power System Co., Ltd., FIG. 1) was assembled. These cells were dried in vacuum at 170 ° C. for 7 hours and cooled to 30 ° C. In a dry atmosphere, the electrolytic solutions of <Examples 1 to 14> and <Comparative Examples 1 to 4> were injected into the cell, followed by vacuum impregnation to produce an electric double layer capacitor.

作成した電気二重層キャパシタに充放電試験装置(パワーシステム(株)製、「CDT-5R2-4」)を接続し、設定電圧まで25mAにて定電流充電を行い、充電開始から7200秒後に25mAにて定電流放電を行った。これを設定電圧3.3V、45℃で50サイクル実施し、セルの初期及び50サイクル後の静電容量値と静電容量の低下率(%)、初期及び50サイクル後の内部抵抗及び内部抵抗の増加率(%)を求めた。また50サイクル時の定電圧充電時の漏れ電流を測定し、耐電圧性の指標とした。試験結果を表5に示す。   Connect the charge / discharge test device (“CDT-5R2-4” manufactured by Power System Co., Ltd.) to the created electric double layer capacitor, perform constant current charging at 25 mA to the set voltage, and 25 mA 7200 seconds after the start of charging. A constant current discharge was performed at. This was carried out for 50 cycles at a set voltage of 3.3 V and 45 ° C., and the capacitance value and the rate of decrease in capacitance (%) at the initial stage and after 50 cycles of the cell, and the internal resistance and internal resistance after the initial and 50 cycles. The rate of increase (%) was calculated. Moreover, the leakage current at the time of constant voltage charge at 50 cycles was measured and used as an indicator of voltage resistance. The test results are shown in Table 5.

Figure 2008270643
Figure 2008270643

表5から明らかなように、本発明の実施例1〜14の電解液を使用した電気二重層コンデンサは比較例1〜4の電解液を使用した電気二重層キャパシタに比べてサイクル試験後の容量保持率が高く、内部抵抗増加率が低いことから耐電圧が高い。さらに漏れ電流が大幅に低いことから、電解液の電気化学的な安定性の高さが示された。よって本発明の電解液は電気化学キャパシタの経時的な性能劣化を飛躍的に改善し、高信頼性の電気化学素子を構成できることが明らかである。 As is apparent from Table 5, the electric double layer capacitors using the electrolytic solutions of Examples 1 to 14 of the present invention have a capacity after a cycle test as compared with the electric double layer capacitors using the electrolytic solutions of Comparative Examples 1 to 4. The withstand voltage is high because the retention rate is high and the internal resistance increase rate is low. Furthermore, since the leakage current was significantly low, the electrochemical stability of the electrolyte was high. Therefore, it is clear that the electrolytic solution of the present invention can drastically improve the deterioration of performance of the electrochemical capacitor over time and constitute a highly reliable electrochemical element.

本発明の第4級アンモニウム塩電解質は耐電圧が非常に高いため、それを用いた電解液は性能の経時劣化の少ない電気化学素子を製造し得る。したがって、本発明の電解質を用いることによりエネルギー密度が大きく、充放電サイクルの特性に優れた電気化学素子を得ることができる。電気化学素子においては電気化学キャパシタ、二次電池、色素増感太陽電池等に適用可能である。 Since the quaternary ammonium salt electrolyte of the present invention has a very high withstand voltage, an electrolytic solution using the quaternary ammonium salt electrolyte can produce an electrochemical device with little performance deterioration over time. Therefore, by using the electrolyte of the present invention, an electrochemical element having a large energy density and excellent charge / discharge cycle characteristics can be obtained. The electrochemical element can be applied to an electrochemical capacitor, a secondary battery, a dye-sensitized solar cell, and the like.

3電極式電気二重層キャパシタ3 electrode type electric double layer capacitor

Claims (9)

一般式(1)で表される化合物(A)を含有してなる電解質(B)。
Figure 2008270643
[Rはハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基及びエーテル結合を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有していてもよい炭素数1〜10の1価炭化水素基である。R2〜Rはハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びエーテル結合を有する基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を有していてもよい炭素数1〜10の1価炭化水素基、水素原子、又はハロゲン原子であり、同じでも異なっていてもよい。R〜Rは、炭素数1〜5のアルキレン基又は炭素数1〜5のフルオロアルキレン基であり、同じでも異なっていてもよい。Xは対イオンを表す。]
An electrolyte (B) containing the compound (A) represented by the general formula (1).
Figure 2008270643
[R 1 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may have at least one group selected from the group consisting of a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group and a group having an ether bond. is there. R 2 to R 4 are each a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may have at least one group selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, a cyano group and a group having an ether bond, A hydrogen atom or a halogen atom, which may be the same or different. R 5 to R 7 are an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and may be the same or different. X represents a counter ion. ]
一般式(1)において、Rがメチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はペンタフルオロエチル基であり、R2〜Rが水素原子又はハロゲン原子である請求項1に記載の電解質(B)。 2. The electrolyte according to claim 1, wherein in the general formula (1), R 1 is a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group, or a pentafluoroethyl group, and R 2 to R 4 are a hydrogen atom or a halogen atom. B). 一般式(1)において、対イオンXが、I、BF 、PF 、AsF 、SbF 、N(RfSO 、C(RfSO およびRfSO (Rfは炭素数1〜12のフルオロアルキル基)からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1又は2に記載の電解質(B)。 In the general formula (1), the counter ion X represents I , BF 4 , PF 6 , AsF 6 , SbF 6 , N (RfSO 3 ) 2 , C (RfSO 3 ) 3 and RfSO 3. - (Rf is a fluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms) electrolyte according to claim 1 or 2 is at least one selected from the group consisting of (B). 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電解質(B)及び非水溶媒(C)を含有してなる電解液。 The electrolyte solution containing the electrolyte (B) and nonaqueous solvent (C) of any one of Claims 1-3. 非水溶媒(C)がプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、キシレン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,3−ジクロロベンゼン及び1,4−ジクロロベンゼンからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項4に記載の電解液。 Non-aqueous solvent (C) is propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, γ-butyrolactone, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, xylene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1, The electrolytic solution according to claim 4, which is at least one selected from the group consisting of 3-dichlorobenzene and 1,4-dichlorobenzene. 請求項4もしくは5に記載の電解液からなる電気化学素子用電解液。 An electrolytic solution for an electrochemical device comprising the electrolytic solution according to claim 4 or 5. 請求項6項に記載の電解液を用いることを特徴とする電気化学素子。 An electrochemical element using the electrolytic solution according to claim 6. 請求項6に記載の電解液を用いることを特徴とする電気化学キャパシタ。 An electrochemical capacitor using the electrolytic solution according to claim 6. 請求項6に記載の電解液を用いることを特徴とする電気二重層キャパシタ。 An electric double layer capacitor using the electrolytic solution according to claim 6.
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