JP2011236320A - Ion liquid-retaining material, method for producing the same, and ionically electroconductive material - Google Patents

Ion liquid-retaining material, method for producing the same, and ionically electroconductive material Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an ionically electroconductive material having a high stability by introducing a tertiary boron to glucose-based polysaccharides and then mixing with ionic liquid.SOLUTION: The composition is provided by having a composition having a substrate material obtained by reacting a borane compound consisting of hydroborane or an alkoxy borane toward the glucose-based polysaccharides having the glucose as a constituting unit, i. e., with substantially all of the free OH that the glucose-based polysaccharide has, and the ionic liquid. For example, as shown by chemical reaction formula, the ionically electroconductive material is the composition of: a compound 22 obtained by reacting mesityl borane 15 with an amylose derivative 21; and the ionic liquid.

Description

本発明は、イオン液体保持材料及びその製造方法、並びにイオン導電性材料に関する。   The present invention relates to an ionic liquid holding material, a manufacturing method thereof, and an ion conductive material.

イオン液体は常温付近で液体となる塩の総称である。一般的に塩はNaClに代表されるように常温で固体であり、数百℃以上の高い融解温度を持つことが知られている。しかし、イオン間の相互作用を弱め、かつ結晶化しにくいようなイオン構造をデザインすることにより、融点を著しく低下させ、常温で液体となる塩(すなわちイオン液体)を作り出せることが見出された。   An ionic liquid is a general term for salts that become liquid around room temperature. Generally, salts are known to be solid at room temperature, as represented by NaCl, and have a high melting temperature of several hundred degrees Celsius or higher. However, it has been found that by designing an ionic structure that weakens the interaction between ions and is difficult to crystallize, the melting point can be remarkably lowered and a salt that becomes liquid at room temperature (ie, an ionic liquid) can be created.

水や空気に対して安定で融点が室温以下のイオン液体が報告(非特許文献1)されて以来、その研究と利用開発が活発に進められてきた。イオン液体は難燃性、難揮発性といった性質を持ち、環境中に飛散しにくくリサイクルも可能であることから、環境に優しいグリーンな溶媒としての注目を集めた。   Since the ionic liquid which is stable to water and air and has a melting point of room temperature or lower has been reported (Non-patent Document 1), research and application development have been actively promoted. Since ionic liquids have properties such as flame retardancy and volatility, they are less likely to scatter in the environment and can be recycled, attracting attention as environmentally friendly green solvents.

さらに現在ではイオン液体を太陽電池、燃料電池、キャパシタ、リチウム二次電池等の電解質として利用するための研究開発が活発に行われ、化学、電気、自動車産業の分野等での有望な材料としても期待されている。また、その導電性を利用して、タッチパネル、耐電防止剤、エレクトロクロミック素子などに適用することもできる。   Furthermore, at present, research and development for using ionic liquids as electrolytes for solar cells, fuel cells, capacitors, lithium secondary batteries, etc. are actively carried out, and as promising materials in the fields of chemistry, electricity, automobiles, etc. Expected. Moreover, it can also apply to a touch panel, an antistatic agent, an electrochromic element, etc. using the electroconductivity.

近年、リチウムイオン二次電池は、携帯電話やノートパソコンなどのポータブル電子デバイス用の電源として利用され、さらにはハイブリッド自動車への搭載や電気自動車への利用が検討されている。一方で、電池のリコールが度々報じられるようにその安全性の向上には多くの課題が山積しており、リチウムイオン二次電池向け電解質の安全性、機能性両面においての向上が望まれている。その解決策の一つとして、難燃性イオン液体の利用とホウ素の導入が挙げられる。電解質にルイス酸であるホウ素化合物を添加することにより、アニオンをトラップしつつ、塩解離を促進することで、高いイオン伝導度とリチウムイオン輸率を兼ね備えたシングルイオン伝導体が得られることが期待できるものと本発明者らは考えた。イオン液体へのホウ素の導入例として、(1)アニオンレセプターを有するイミダゾリウム系イオン液体(非特許文献2)、(2)高解離性ボレートを含む双性イオン型イオン液体(非特許文献3)等が挙げられる。非特許文献2にて提示された化合物は常温でリチウムイオン輸率0.67を示し、非特許文献3にて提示された化合物は50℃で3.00×10-5S/cmのイオン伝導度を示し、常温で0.69のリチウムイオン輸率を示した。 In recent years, lithium ion secondary batteries have been used as power sources for portable electronic devices such as mobile phones and laptop computers, and are also being considered for use in hybrid vehicles and electric vehicles. On the other hand, many issues have been piled up to improve safety so that battery recalls are frequently reported, and improvements in both safety and functionality of electrolytes for lithium ion secondary batteries are desired. . One solution is the use of flame retardant ionic liquids and the introduction of boron. By adding a boron compound that is a Lewis acid to the electrolyte, it is expected that a single ion conductor having both high ionic conductivity and lithium ion transport number can be obtained by promoting salt dissociation while trapping anions. The present inventors thought that it was possible. Examples of introducing boron into an ionic liquid include (1) an imidazolium-based ionic liquid having an anion receptor (Non-patent Document 2), and (2) a zwitterionic ionic liquid containing a highly dissociable borate (Non-patent Document 3). Etc. The compound presented in Non-Patent Document 2 exhibits a lithium ion transport number of 0.67 at room temperature, and the compound presented in Non-Patent Document 3 exhibits an ionic conductivity of 3.00 × 10 −5 S / cm at 50 ° C. The lithium ion transport number was 0.69 at room temperature.

J. S. Wilkes and M. J. Zaworotko, Chem. Commun. 1992, 965.J. S. Wilkes and M. J. Zaworotko, Chem. Commun. 1992, 965. N. Matsumi, M. Miyake, and H. Ohno, Chem. Commun. 2004, 2852.N. Matsumi, M. Miyake, and H. Ohno, Chem. Commun. 2004, 2852. A. Narita, W. Shibayama, K. Sakamoto, T. Mizuno, N. Matsumi and H. Ohno, Chem. Commun. 2006, 1926.A. Narita, W. Shibayama, K. Sakamoto, T. Mizuno, N. Matsumi and H. Ohno, Chem. Commun. 2006, 1926. R. D. Swatloski, S. K. Spear, J. D. Holbrey, and R. D. Rogers, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4974.R. D. Swatloski, S. K. Spear, J. D. Holbrey, and R. D. Rogers, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4974. T. Hirata, K. E. Werner, J. Appl. Polym. Sci. 1987, 33, 1533.T. Hirata, K. E. Werner, J. Appl.Polym. Sci. 1987, 33, 1533. N. Matsumi. Y. Nakamura, K. Aoi, T. Watanabe, T. Mizumo and H. Ohno, Polym. J. 2009 , 41, 437.N. Matsumi. Y. Nakamura, K. Aoi, T. Watanabe, T. Mizumo and H. Ohno, Polym. J. 2009, 41, 437. H. Zhang, J. Wu, J. Zhang, and J. He, Macromolecules 2005, 38, 8272.H. Zhang, J. Wu, J. Zhang, and J. He, Macromolecules 2005, 38, 8272.

近年、環境に対する配慮から植物由来のバイオソースを利用した材料合成が奨励されているが、一方で植物由来のポリマーは一般的に熱安定性などに課題を有するものが多く見られ、またセルロースのように結晶性が高く溶解性が低いことが化学修飾を難しくしている。   In recent years, the synthesis of materials using plant-derived biosources has been encouraged for environmental considerations. On the other hand, many plant-derived polymers generally have problems such as thermal stability. Thus, the high crystallinity and low solubility make chemical modification difficult.

Rogerらはイオン液体である1-butyl-3-methylimidazolium chlorideがセルロースを100℃程度に加熱することで溶解させることができることを報告した(非特許文献4)。また、セルロースをホウ酸で表面処理することにより熱安定性が付与されることも報告されている(非特許文献5)。   Roger et al. Reported that 1-butyl-3-methylimidazolium chloride, which is an ionic liquid, can be dissolved by heating cellulose to about 100 ° C. (Non-patent Document 4). It has also been reported that thermal stability is imparted by surface treatment of cellulose with boric acid (Non-patent Document 5).

これらのことからイオン液体に溶解させたセルロースにホウ素を導入することで、優れた熱安定性とイオン伝導特性を有する高分子電解質が得られることが期待できる。近年、本発明者らはイオン液体中でセルロースとホウ酸を縮合させることにより、高解離性のペンタフルオロフェニルボレート塩を有するイオンゲルを合成し、10-4Scm-1を超える高いイオン伝導度を報告している(非特許文献6)。 From these facts, it can be expected that a polymer electrolyte having excellent thermal stability and ion conduction characteristics can be obtained by introducing boron into cellulose dissolved in an ionic liquid. In recent years, the present inventors have synthesized an ionic gel having a highly dissociable pentafluorophenyl borate salt by condensing cellulose and boric acid in an ionic liquid, and have a high ionic conductivity exceeding 10 −4 Scm −1. (Non-patent document 6).

ところで、グルコース系多糖類に対してホウ酸を導入すると、4級ホウ素(B)が形成されることとなる。しかし、イオン導電性材料への応用を意図した場合に、3級ホウ素を導入できれば選択的イオン輸送に更に有利であると考え、4級ホウ素ではなく3級ホウ素をもつ新規材料について検討を行った。 By the way, when boric acid is introduced into the glucose-based polysaccharide, quaternary boron (B ) is formed. However, considering application to ion-conductive materials, if tertiary boron could be introduced, it would be more advantageous for selective ion transport, and a new material with tertiary boron instead of quaternary boron was studied. .

本発明では、上記課題に鑑み、グルコース系多糖類に対して3級ホウ素を導入することで、イオン液体と混合することにより、安定性の高いイオン導電性材料を得ることができるイオン液体保持材料を提供することを解決すべき課題とする。更に、そのイオン液体保持材料を用いて構成されたイオン導電性材料を提供することも解決すべき課題とする。   In the present invention, in view of the above problems, an ionic liquid holding material capable of obtaining a highly stable ionic conductive material by introducing tertiary boron into a glucose-based polysaccharide and mixing with the ionic liquid. Providing is a problem to be solved. Furthermore, another object to be solved is to provide an ion conductive material formed using the ionic liquid holding material.

上記課題を解決する請求項1に記載の本発明のイオン液体保持材料の特徴は、グルコースを構成単位とするグルコース系多糖類に対して、前記グルコース系多糖類がもつ遊離OH基のうちの実質的に全てに、ヒドロボラン又はアルコキシボランからなるボラン化合物を反応させて得られる基材を有する組成物であることにある。   The feature of the ionic liquid holding material of the present invention according to claim 1 that solves the above-described problem is that the glucose-based polysaccharide having glucose as a constituent unit is substantially free of free OH groups of the glucose-based polysaccharide. In particular, it is a composition having a base material obtained by reacting a borane compound composed of hydroborane or alkoxyborane.

上記課題を解決する請求項2に記載の本発明のイオン液体保持材料の特徴は、請求項1において、前記グルコース系多糖類は、アミロース、セルロース、アミロペクチン、グリコーゲン、デキストリン、シクロデキストリン、デキストラン、プルラン、及びカードランからなる群から選択される1種又は2種以上の化合物であることにある。   The ionic liquid holding material of the present invention according to claim 2 which solves the above-mentioned problem is characterized in that, in claim 1, the glucose polysaccharide is amylose, cellulose, amylopectin, glycogen, dextrin, cyclodextrin, dextran, pullulan. And one or more compounds selected from the group consisting of curdlan.

上記課題を解決する請求項3に記載の本発明のイオン液体保持材料の特徴は、請求項2において、前記グルコース系多糖類はアミロースであり、前記ボラン化合物を反応させる前に前記アミロースがもつグルコース構造における6位のOH基に保護基を導入することにある。   The feature of the ionic liquid holding material of the present invention according to claim 3 that solves the above-mentioned problem is that, in claim 2, the glucose polysaccharide is amylose, and the glucose that the amylose has before the borane compound is reacted. The purpose is to introduce a protective group into the 6-position OH group in the structure.

上記課題を解決する請求項4に記載の本発明のイオン液体保持材料の特徴は、請求項2において、前記グルコース系多糖類はセルロースであり、前記ボラン化合物を反応させる前に前記セルロースをセルロース溶解剤に溶解させていることにある。   The feature of the ionic liquid holding material of the present invention according to claim 4 that solves the above-mentioned problem is that, in claim 2, the glucose polysaccharide is cellulose, and the cellulose is dissolved in cellulose before the borane compound is reacted. It is dissolved in the agent.

上記課題を解決する請求項5に記載の本発明のイオン液体保持材料の特徴は、請求項1〜4の何れか1項において、前記ボラン化合物は、メシチルボラン又はメシチルジメトキシボランであることにある。   The feature of the ionic liquid holding material of the present invention according to claim 5 that solves the above-mentioned problem is that, in any one of claims 1 to 4, the borane compound is mesityl borane or mesityl dimethoxy borane. .

上記課題を解決する請求項6に記載の本発明のイオン導電性材料の特徴は、請求項1〜5の何れか1項に記載のイオン液体保持材料と、イオン液体とを有することにある。   A feature of the ionic conductive material according to a sixth aspect of the present invention that solves the above-described problem resides in having the ionic liquid holding material according to any one of the first to fifth aspects and the ionic liquid.

上記課題を解決する請求項7に記載の本発明のイオン導電性材料の特徴は、請求項6において、更にリチウム塩を有することにある。   The feature of the ion conductive material of the present invention according to claim 7 which solves the above-mentioned problem is that, in claim 6, it further has a lithium salt.

上記課題を解決する請求項8に記載の本発明のイオン液体保持材料の製造方法の特徴は、グルコースを構成単位とするグルコース系多糖類を溶解剤に溶解して多糖類溶液とする溶解工程と、
前記多糖類溶液に対して、前記グルコース系多糖類がもつ遊離OH基のうちの実質的に全てに、ヒドロボラン又はアルコキシボランからなるボラン化合物を反応させる反応工程と、を有することにある。
The characteristics of the manufacturing method of the ionic liquid holding material of the present invention according to claim 8 that solves the above-mentioned problem include a dissolving step of dissolving a glucose-based polysaccharide having glucose as a structural unit in a dissolving agent to form a polysaccharide solution; ,
And a reaction step of reacting substantially all of the free OH groups of the glucose-based polysaccharide with a borane compound composed of hydroborane or alkoxyborane.

上記課題を解決する請求項9に記載の本発明のイオン液体保持材料の製造方法の特徴は、請求項8において、前記グルコース系多糖類はアミロースであり、前記ボラン化合物を反応させる前に前記アミロースがもつグルコース構造における6位のOH基に保護基を導入する保護基導入工程を有することにある。   The feature of the method for producing an ionic liquid holding material of the present invention according to claim 9 that solves the above-mentioned problem is that, in claim 8, the glucose polysaccharide is amylose, and the amylose is reacted before reacting the borane compound. The present invention has a protective group introduction step of introducing a protective group into the OH group at the 6-position in the glucose structure possessed by.

上記課題を解決する請求項10に記載の本発明のイオン液体保持材料の製造方法の特徴は、請求項9において、前記ボラン化合物は、メシチルボラン又はメシチルジメトキシボランであることにある。   A feature of the method for producing an ionic liquid holding material of the present invention according to claim 10 that solves the above-mentioned problem is that, in claim 9, the borane compound is mesitylborane or mesityldimethoxyborane.

本発明によれば、グルコース系多糖類に対して3級ホウ素を導入した新規化合物をもつイオン液体保持材料及びそれを用いたイオン導電性材料を提供することができる。グルコース系多糖類に対して、3級ホウ素を導入することによって、高いイオン導電性をもち且つ高い熱安定性を示すイオン導電性材料を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ionic liquid holding | maintenance material which has a novel compound which introduce | transduced tertiary boron with respect to glucose type polysaccharide, and an ion conductive material using the same can be provided. By introducing tertiary boron into the glucose-based polysaccharide, an ion conductive material having high ionic conductivity and high thermal stability can be provided.

実施例においてイオン伝導度のセルロース濃度依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the cellulose concentration dependence of ionic conductivity in an Example. 図1で示したグラフについてVFTプロットを行ったものである。The VFT plot was performed about the graph shown in FIG. 実施例においてイオン伝導度のリチウム塩濃度依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the lithium salt density | concentration dependence of ion conductivity in an Example. 図3で示したグラフについてVFTプロットを行ったものである。The VFT plot was performed about the graph shown in FIG. 実施例においてイオン伝導度のホウ素添加量依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the boron addition amount dependence of ion conductivity in an Example. 図5で示したグラフについてVFTプロットを行ったものである。The VFT plot was performed about the graph shown in FIG. 実施例においてイオン液体として化合物7を用いた場合のイオン伝導度を示すグラフである。It is a graph which shows the ionic conductivity at the time of using the compound 7 as an ionic liquid in an Example. 実施例において化合物22、イオン液体及びリチウム塩を用いた場合のイオン伝導度を示すグラフである。It is a graph which shows the ionic conductivity at the time of using the compound 22, an ionic liquid, and lithium salt in an Example. 実施例において化合物22、イオン液体及びリチウム塩を用いた場合の熱安定性を示すグラフである。It is a graph which shows the thermal stability at the time of using the compound 22, an ionic liquid, and lithium salt in an Example.

本発明のイオン液体保持材料及びイオン導電性材料について実施形態に基づき以下詳細に説明を行う。本実施形態のイオン導電性材料は太陽電池、燃料電池、キャパシタ、リチウム二次電池等の電解質として利用可能である。更に、その導電性を利用して、タッチパネル、耐電防止剤、エレクトロクロミック素子などに適用することもできる。   The ionic liquid holding material and ionic conductive material of the present invention will be described in detail below based on the embodiments. The ion conductive material of this embodiment can be used as an electrolyte for solar cells, fuel cells, capacitors, lithium secondary batteries and the like. Furthermore, it can apply to a touch panel, an antistatic agent, an electrochromic element, etc. using the electroconductivity.

(イオン液体保持材料及びその製造方法)
本実施形態のイオン液体保持材料はイオン液体と混合することによりイオン液体を安定的に保持することができる。本実施形態のイオン液体保持材料はホウ素を有することで熱安定性に優れたイオン導電性材料を提供することができる。本実施形態のイオン液体保持材料はグルコースを構成単位とするグルコース系多糖類に対して、グルコース系多糖類がもつ遊離OH基のうちの実質的に全てに、ヒドロボラン又はアルコキシボランからなるボラン化合物を反応させて得られる基材を有する組成物である。ボラン化合物がグルコース系多糖類をもつ遊離のOH基に結合することにより遊離のOH基が実質的に含まれなくなる。
(Ionic liquid holding material and manufacturing method thereof)
The ionic liquid holding material of the present embodiment can stably hold the ionic liquid by mixing with the ionic liquid. The ionic liquid holding material of this embodiment can provide an ion conductive material having excellent thermal stability by containing boron. In the ionic liquid holding material of the present embodiment, a borane compound composed of hydroborane or alkoxyborane is added to substantially all of the free OH groups of the glucose polysaccharide with respect to the glucose polysaccharide having glucose as a structural unit. It is a composition which has a base material obtained by making it react. When the borane compound is bonded to a free OH group having a glucose-based polysaccharide, the free OH group is substantially not contained.

グルコース系多糖類は、ボラン化合物が反応する官能基である遊離のOH基を有していれば充分である。例えばグルコース系多糖類としては、アミロース、セルロース、アミロペクチン、グリコーゲン、デキストリン、シクロデキストリン、デキストラン、プルラン、及びカードランからなる群から選択される1種又は2種以上の化合物が挙げられる。特にアミロース、セルロースが望ましいものとして挙げられる。更にグルコース系多糖類は遊離のOH基をもつものであればOH基の一部が修飾されていても良い。例えばヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどの置換基自体がOH基をもつものや、シアノエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、メチルセルロースなどにおいて、置換基の導入量を遊離のOH基を残すように設定したものが挙げられる。   It is sufficient for the glucose-based polysaccharide to have a free OH group that is a functional group with which the borane compound reacts. For example, the glucose-based polysaccharide includes one or more compounds selected from the group consisting of amylose, cellulose, amylopectin, glycogen, dextrin, cyclodextrin, dextran, pullulan, and curdlan. Particularly preferred are amylose and cellulose. Furthermore, as long as the glucose-based polysaccharide has a free OH group, a part of the OH group may be modified. For example, in the case where the substituent itself such as hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, etc. has an OH group, or in cyanoethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, propyl cellulose, methyl cellulose, etc., the introduction amount of the substituent is set so as to leave a free OH group The thing which was done is mentioned.

グルコース系多糖類における単糖の重合度(グルコース残基の数)は特に限定されず、最終的に製造されるイオン液体保持材料やイオン導電性材料に要求される物理的性能や、それらを製造する際の容易さから選択することができる。例えば、重合度が大きくなれば機械的強度が大きくなることが期待できる。反対に重合度が小さくなればイオン導電性材料に適用した場合の粘度が小さくなることが期待できる。更に重合度が小さくなればイオン液体保持材料を製造する際の取り扱いが容易になることが期待できる。   The degree of polymerization of monosaccharides (the number of glucose residues) in glucose-based polysaccharides is not particularly limited, and the physical performance required for ionic liquid holding materials and ionic conductive materials to be finally produced, and the production thereof You can choose from the ease of doing. For example, it can be expected that the mechanical strength increases as the degree of polymerization increases. On the contrary, if the degree of polymerization is reduced, it can be expected that the viscosity when applied to an ion conductive material is reduced. Furthermore, if the degree of polymerization is reduced, it can be expected that the handling of the ionic liquid holding material is facilitated.

グルコース系多糖類はボラン化合物を反応させる際に何らかの溶解剤により溶解されていることが望ましい。グルコース系多糖類を溶解剤に溶解した状態でボラン化合物を接触させることにより反応を進行させることができる。   It is desirable that the glucose-based polysaccharide is dissolved by some kind of solubilizer when the borane compound is reacted. The reaction can be advanced by bringing the borane compound into contact with the glucose-based polysaccharide dissolved in a solubilizer.

溶解剤はグルコース系多糖類の種類に応じて適正に選択される。グルコース系多糖類としてアミロースを採用する場合にはイミダゾリウムハライド系イオン液体を始めとする各種イオン液体(イミダゾリウムホルメート系イオン液体、イミダゾリウムホスフェイト系イオン液体なども含む)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ピリジンなどが溶解剤として例示できる。また、これらの溶解剤に対し、リチウム塩(LiCl、LiBrなど)を添加することでアミロースの溶解性を向上することもできる。リチウム塩はリチウムのイオン化傾向が高いことから解離性が高くアニオンが生成しやすいため、生成したアニオンの作用により効果的に水素結合を解くことができ、溶解剤への溶解性が向上する。   The solubilizer is appropriately selected according to the type of glucose polysaccharide. When amylose is used as the glucose-based polysaccharide, various ionic liquids including imidazolium halide ionic liquids (including imidazolium formate ionic liquids, imidazolium phosphate ionic liquids), dimethyl sulfoxide (DMSO) ), Pyridine and the like can be exemplified as the solubilizer. Moreover, the solubility of amylose can also be improved by adding lithium salt (LiCl, LiBr, etc.) with respect to these solubilizers. Since the lithium salt has a high ionization tendency and has a high dissociation property and easily generates anions, the hydrogen bonds can be effectively broken by the action of the generated anions, and the solubility in a dissolving agent is improved.

グルコース系多糖類としてセルロースを採用する場合にはイミダゾリウムハライド系イオン液体、イミダゾリウムホルメート系イオン液体、イミダゾリウムホスフェイト系イオン液体などのイオン液体を溶解剤として採用したり、DMSOやN,N-ジメチルホルムアミドなどの溶媒に対しリチウム塩(LiCl、LiBrなど)を添加したものを溶解剤として採用したりすることができる。また、前述のイオン液体に対してもリチウム塩を添加することでセルロースの溶解性を向上することもできる。アミロース、セルロース以外のグルコース系多糖類についても上述したようなものなどを溶解剤として適宜採用できる。   When cellulose is used as the glucose-based polysaccharide, an ionic liquid such as an imidazolium halide ionic liquid, an imidazolium formate ionic liquid, an imidazolium phosphate ionic liquid, or the like, DMSO, N, What added lithium salt (LiCl, LiBr, etc.) with respect to solvents, such as N-dimethylformamide, can be employ | adopted as a solubilizer. Moreover, the solubility of a cellulose can also be improved by adding lithium salt also with respect to the above-mentioned ionic liquid. As for glucose-based polysaccharides other than amylose and cellulose, those described above can be appropriately employed as a solubilizer.

グルコース系多糖類が有するグルコース残基のうちグルコースの6位に遊離のOH基を備えるもの(アミロース、セルロースなど)については6位のOH基とその他のOH基との反応性の違いを利用して6位にある遊離のOH基をボラン化合物の反応から選択的に保護することができる。6位のOH基を保護することにより1つのグルコース残基には遊離のOH基が最大2つしか存在しなくなる。例えば、アミロースに対して、6位の遊離のOH基に保護基を導入すると、遊離のOH基が2位と3位との隣接した状態で残り、ボラン化合物として2官能性のものを採用すると、ボラン化合物が分子間を跨いで進行するよりも、隣接するOH基にて完了する確率が増えて、イオン液体保持材料やイオン導電性材料として、溶媒に溶解可能な線状高分子が得られるようにすることが可能になる。   Among glucose residues possessed by glucose-based polysaccharides, those having a free OH group at the 6-position of glucose (amylose, cellulose, etc.) utilize the difference in reactivity between the 6-position OH group and other OH groups. Thus, the free OH group at the 6-position can be selectively protected from the reaction of the borane compound. By protecting the OH group at the 6-position, there is only a maximum of two free OH groups per glucose residue. For example, when a protective group is introduced into the 6-position free OH group with respect to amylose, the free OH group remains in the state adjacent to the 2-position and 3-position, and a bifunctional compound is adopted as the borane compound. , The probability of completion with adjacent OH groups is increased rather than the borane compound progressing across molecules, and a linear polymer that can be dissolved in a solvent is obtained as an ionic liquid holding material or ionic conductive material It becomes possible to do so.

また、6位のOH基とその他のOH基とを区別できる反応以外にもグルコース系多糖類がもつ遊離のOH基の数よりも少ない量の保護基を導入することによりグルコース系多糖類がもつ遊離のOH基の量を制御することができる。遊離のOH基の量を制御することにより製造されるイオン液体保持材料やイオン導電性材料の架橋度、ホウ素の導入量を制御することができる。   In addition to the reaction capable of distinguishing the OH group at the 6-position from other OH groups, the glucose polysaccharide possesses by introducing a protective group in an amount smaller than the number of free OH groups possessed by the glucose polysaccharide. The amount of free OH groups can be controlled. By controlling the amount of free OH groups, it is possible to control the degree of crosslinking of the ionic liquid holding material or ion conductive material produced and the amount of boron introduced.

OH基を保護するための方法としては一般的なOH基の保護基を採用することができる。例えば、トリフェニルクロロメタンなどを反応させることによりトリチル基を導入したもの、各種カルボン酸やアシルハライドを利用したカルボン酸エステル保護(セルロースにカルボン酸としての酢酸を導入した酢酸セルロースなど)、硝酸/硫酸の混酸を利用してOH基を硝化したもの(セルロースに対して硝化を行いニトロセルロースとしたものなど)、SO/塩基との反応によりOH基に代えて−O−SONaを導入したもの、CS/NaOHとの反応によりOH基に代えて−O−CS−SNaを導入したもの(濃水酸化ナトリウムにセルロースを溶解後、二硫化炭素を反応させるなど。ビスコースレーヨン製造時の中間体)、R−SOCl/塩基(Rはアルキル基)との反応によりOH基に代えて−OSORを導入したもの、アクリロニトリルとの反応によりOH基に代えてシアノエチルエーテル基(−OCHCHCN)としたもの、TMSClやTBSClなどのシランカップリング剤を用いたシリル保護によりOH基に代えて、−OSiMe基や−OSiMe(t−Bu)基を導入したものが挙げられる。 As a method for protecting the OH group, a general protecting group for the OH group can be employed. For example, those in which a trityl group is introduced by reacting with triphenylchloromethane, carboxylic acid ester protection using various carboxylic acids or acyl halides (such as cellulose acetate in which acetic acid as a carboxylic acid is introduced into cellulose), nitric acid / those nitrification OH groups by utilizing the mixed acid of sulfuric acid (such as those with nitrocellulose perform nitrification to cellulose), introducing -O-SO 3 Na in place of the OH group by reaction with SO 3 / base which was, after dissolving cellulose in (concentrated sodium hydroxide which was introduced -O-CS-SNa instead OH groups by reaction with CS 2 / NaOH, etc. is reacted with carbon disulfide. viscose during rayon production intermediate), guiding the -OSO 2 R instead of an OH group by reaction with R-SO 2 Cl / base (R is an alkyl group) of Which was, that the cyanoethyl ether groups (-OCH 2 CH 2 CN) in place of the OH group by reaction with acrylonitrile in place of the OH groups by silyl protection with a silane coupling agent such as TMSCl or TBSCl, - Examples thereof include those in which an OSiMe 3 group or an -OSiMe 2 (t-Bu) group is introduced.

ボラン化合物はヒドロボラン、アルコキシボランから選択される。ヒドロボランはB−H結合を有する化合物であり、3官能性(B−H結合が3つある)のヒドロボランを始め、2官能性ヒドロボラン、1官能性ヒドロボランなどが採用できる。ホウ素原子に結合する官能基を変えることにより、製造されるイオン液体保持材料やイオン導電性材料にその官能基を導入することができる。3官能性ボラン化合物、2官能性ボラン化合物は複数のOH基と反応できるため、反応条件を制御することで、反応するOH基を変えることもできる。例えば、異なる分子にそれぞれ存在するOH基に反応することにより、その異なる分子間を架橋することができる。隣接するOH基の間(例えば同一グルコース残基の2位と3位との間)に2官能性ボラン化合物を反応させることにより分子間の架橋は進行しない。特に3官能性ボラン化合物(ボラン)を用いると、殆どの場合、異なる分子間を架橋したゲル状物質が得られることになる。   The borane compound is selected from hydroborane and alkoxyborane. Hydroborane is a compound having a B—H bond, and a trifunctional (having three B—H bonds) hydroborane, bifunctional hydroborane, monofunctional hydroborane, and the like can be employed. By changing the functional group bonded to the boron atom, the functional group can be introduced into the produced ionic liquid holding material or ion conductive material. Since the trifunctional borane compound and the bifunctional borane compound can react with a plurality of OH groups, the reacting OH groups can be changed by controlling the reaction conditions. For example, by reacting with OH groups present in different molecules, the different molecules can be cross-linked. Intermolecular cross-linking does not proceed by reacting a bifunctional borane compound between adjacent OH groups (for example, between the 2-position and 3-position of the same glucose residue). In particular, when a trifunctional borane compound (borane) is used, a gel-like substance in which different molecules are cross-linked is obtained in most cases.

3官能性のヒドロボランとしてはボラン、ジボランなどが挙げられる。ボランは安定性を高めるために、以下に示すようにルイス塩基と錯体を形成することができる。ボラン・テトラヒドロフラン錯体、ボラン・ピリジン錯体、ボラン・tert−ブチルアミン錯体、ボラン・ジメチルスルフィド錯体、ボラン・アンモニア錯体、ボラン・トリメチルアミン錯体、ボラン・トリエチルアミン錯体、ボラン・ジメチルアミン錯体、ボラン・ジエチルアミン錯体、ボラン・ジイソプロピルアミン錯体、ボラン・エチルジイソプロピルアミン錯体、ボラン・ピペリジン錯体、ボラン・モルホリン錯体、ボラン・4−メチルモルホリン錯体、ボラン・4−エチルモルホリン錯体、ボラン・ジエチルアニリン錯体、ボラン・オキサチアン錯体、ボラン・トリフェニルホスリン錯体、ボラン・トリブチルホスリン錯体、ボラン・ルチジン錯体などである。2官能性ヒドロボランとしてはピロリルボラン、メシチルボラン、トリピルボラン、テキシルボラン、イソピノカンフェイルボラン、及びそれらの各種錯体が挙げられる。1官能性ヒドロボランとしては9−ボラビシクロノナン、ジシアミルボラン、ジシクロヘキシルボラン、ジメシチルボラン、カテコールボラン、ジイソピノカンフェイルボラン、及びそれらの各種錯体が挙げられる。アルコキシボランとしてはメシチルジメトキシボラン、トリメトキシボラン、トリエトキシボラン、トリプロポキシボラン、トリイソプロポキシボラン、トリブトキシボラン、トリtert-ブトキシボランが例示できる。ヒドロボランとしてはボランの錯体やメシチルボラン、メシチルジメトキシボランであることが望ましい。   Examples of the trifunctional hydroborane include borane and diborane. Borane can form a complex with a Lewis base as shown below to enhance stability. Borane / tetrahydrofuran complex, borane / pyridine complex, borane / tert-butylamine complex, borane / dimethylsulfide complex, borane / ammonia complex, borane / trimethylamine complex, borane / triethylamine complex, borane / dimethylamine complex, borane / diethylamine complex, borane・ Diisopropylamine complex, borane / ethyldiisopropylamine complex, borane / piperidine complex, borane / morpholine complex, borane / 4-methylmorpholine complex, borane / 4-ethylmorpholine complex, borane / diethylaniline complex, borane / oxathian complex, borane -Triphenylphosline complex, borane-tributylphosline complex, borane-lutidine complex, etc. Bifunctional hydroboranes include pyrrolylborane, mesitylborane, tripyrborane, texylborane, isopinocampheylborane, and various complexes thereof. Examples of monofunctional hydroboranes include 9-borabicyclononane, diciamylborane, dicyclohexylborane, dimesitylborane, catecholborane, diisopinocampheylborane, and various complexes thereof. Examples of the alkoxyborane include mesityldimethoxyborane, trimethoxyborane, triethoxyborane, tripropoxyborane, triisopropoxyborane, tributoxyborane, and tritert-butoxyborane. The hydroborane is preferably a borane complex, mesitylborane, or mesityldimethoxyborane.

(イオン導電性材料及びその製造方法)
本実施形態のイオン導電性材料は前述したイオン液体保持材料と、イオン液体とを有する。イオン液体としては特に限定しないが、ピリジニウム系カチオン、イミダゾリウム系カチオン、アンモニウム系カチオン、ピロリジニウム系カチオン、ピペリジニウム系カチオン、ホスホニウム系カチオンに基づいたN(CF3SO2)-、BF4 -、PF6 -、B(CN)4 -、[(C2F5)3PF3]-、[(CN)2N]-、CF3SO3 -、CF3CO2 -、N(FSO2)2 -を含むイオン液体などが例示でき、特にイミダゾリウムTFSA系、イミダゾリウムPF6系、イミダゾリウムBF4系を採用することがイオン伝導性や熱安定性上の理由で望ましい。
(Ion conductive material and manufacturing method thereof)
The ion conductive material of this embodiment has the ionic liquid holding material and the ionic liquid described above. The ionic liquid is not particularly limited, but N (CF 3 SO 2 ) , BF 4 , PF based on pyridinium cation, imidazolium cation, ammonium cation, pyrrolidinium cation, piperidinium cation, phosphonium cation 6 -, B (CN) 4 -, [(C 2 F 5) 3 PF 3] -, [(CN) 2 N] -, CF 3 SO 3 -, CF 3 CO 2 -, N (FSO 2) 2 In particular, it is desirable to use imidazolium TFSA, imidazolium PF 6 and imidazolium BF 4 for reasons of ion conductivity and thermal stability.

イオン液体を前述のイオン液体保持材料を製造する場合のセルロースの溶解剤として利用する場合には、イミダゾリウムハライド系イオン液体、イミダゾリウムホルメート系イオン液体、イミダゾリウムホスフェイト系イオン液体を採用することができる。   When the ionic liquid is used as a cellulose solubilizer in the production of the ionic liquid holding material, an imidazolium halide ionic liquid, an imidazolium formate ionic liquid, or an imidazolium phosphate ionic liquid is employed. be able to.

本実施形態のイオン導電性材料はリチウム塩を更に有することが望ましい。リチウム塩としては特に限定しない。例えば、LiCl、LiPF、LiBF、LiAsF、LiCFSO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiSbF、LiSCN、LiClO、LiAlClが挙げられる。これらの中でも、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiCFSO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiN(FSO、LiN(CFSO)(CSO)からなる群から選ばれる1種以上の塩を用いることが、電気特性の観点からは好ましく、更にはLiN(CFSO(以下、「LiTFSA」と称する)を用いることが好ましい。なお、リチウム塩にはイオン液体であるものも含まれる。 It is desirable that the ion conductive material of this embodiment further has a lithium salt. The lithium salt is not particularly limited. Examples include LiCl, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiSbF 6 , LiSCN, LiClO 4 , and LiAlCl 4 . Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (CF 3 From the viewpoint of electrical characteristics, it is preferable to use one or more salts selected from the group consisting of (SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), and further LiN (CF 3 SO 2 ) 2 (hereinafter referred to as “LiTFSA”). Is preferably used). Note that lithium salts include those that are ionic liquids.

リチウム塩はイオン導電性材料と混合乃至は溶解することでイオン導電性が向上する。例えば、イオン液体保持材料を製造するときに、リチウム塩を共存させることでリチウム塩を含有させることができる。更に、イオン液体保持材料及びリチウム塩の双方に対して望ましくない反応が生起しない溶媒中に基材とリチウム塩とを溶解乃至は分散させた後、混合することができる。混合が終了した後、溶媒を除去することで、リチウム塩が分散されたリチウムイオン導電性材料を得ることができる。一般的なリチウム塩は水分による影響を受けやすいので乾燥雰囲気にて溶媒を除去する。ここで、リチウムイオン導電性材料を製する際に望ましい溶媒としては前述したグルコース系多糖類を溶解できる溶媒のうち、リチウム塩と反応しないものが選択できる。   When lithium salt is mixed or dissolved with an ion conductive material, the ion conductivity is improved. For example, when manufacturing an ionic liquid holding material, a lithium salt can be contained by making a lithium salt coexist. Furthermore, the base material and the lithium salt can be dissolved or dispersed in a solvent that does not cause an undesirable reaction with respect to both the ionic liquid holding material and the lithium salt, and then mixed. After mixing is completed, the lithium ion conductive material in which the lithium salt is dispersed can be obtained by removing the solvent. Since general lithium salts are easily affected by moisture, the solvent is removed in a dry atmosphere. Here, as a solvent desirable when producing a lithium ion conductive material, a solvent that does not react with a lithium salt can be selected from among the solvents capable of dissolving the glucose-based polysaccharide described above.

本発明のイオン液体保持材料、イオン導電性材料、及びそれらの製造方法について実施例に基づき詳細に説明を行う。   The ionic liquid holding material, the ion conductive material, and the production method thereof according to the present invention will be described in detail based on examples.

(試薬の調製)
実験に使用した有機溶媒は市販特級あるいは一般品をそのままもしくは必要に応じて乾燥、蒸留して用いた。DMSOはカルシウムヒドリドで乾燥を行ってから、減圧下で蒸留した。ピリジンはカルシウムヒドリドで乾燥を行ってから、常圧で蒸留した。ジエチルエーテルは塩化カルシウムで予備乾燥してからナトリウムで乾燥し、常圧で蒸留を行った。また、合成に用いた各種試薬の入手先は以下の通りである。アミロース ポテト由来(SIGMA)、トリフェニルクロロメタン(ALDRICH)、N-メチルイミダゾール(東京化成工業株式会社)、アリルクロリド(東京化成工業株式会社)、活性炭素,破砕状,0.2~1mm(関東化学株式会社)、メシチルブロミド(東京化成工業株式会社)、マグネシウム 削状(キシダ化学)、トリメトキシボラン(和光純薬工業株式会社)、トリイソプロピルボラン(ALDRICH)、ボラン-THF complex in THF(関東化学株式会社)、水素化アルミニウムリチウム(関東化学株式会社)、セルロース microcrystalline powder(ALDRICH)、塩化リチウム(無水)(キシダ化学)、1-ethyl-3-methylimidazolium TFSA(関東化学株式会社)である。
(Preparation of reagents)
The organic solvent used in the experiment was a commercially available special grade or general product as it was or after drying and distillation as necessary. DMSO was dried under calcium hydride and then distilled under reduced pressure. Pyridine was dried with calcium hydride and then distilled at normal pressure. Diethyl ether was pre-dried with calcium chloride, dried with sodium, and distilled at normal pressure. The sources of various reagents used in the synthesis are as follows. Derived from amylose potato (SIGMA), triphenylchloromethane (ALDRICH), N-methylimidazole (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), allyl chloride (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), activated carbon, crushed, 0.2-1mm (Kanto Chemical Co., Inc.) Company), mesityl bromide (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), magnesium shaving (Kishida Chemical), trimethoxyborane (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), triisopropylborane (ALDRICH), borane-THF complex in THF (Kanto Chemical Co., Ltd.) ), Lithium aluminum hydride (Kanto Chemical Co., Ltd.), cellulose microcrystalline powder (ALDRICH), lithium chloride (anhydrous) (Kishida Chemical), 1-ethyl-3-methylimidazolium TFSA (Kanto Chemical Co., Ltd.).

(イオン液体 (1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロリド) (以下、[BMIm][Cl])(化合物5) の合成)
1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロリドは文献に従って合成した(非特許文献7)。冷却管を取り付けた200mLナスフラスコにN-メチルイミダゾール(化合物3) 31.0 g (0.38 mol)及びn-ブチルクロリド(化合物4) 60mL (0.58 mol)を加え、5時間加熱還流した。過剰のn-ブチルクロリドを減圧下で留去した後、ジエチルエーテルで再沈殿を行った。30分放置し、上澄みを除去した後、1.5時間加熱真空乾燥した。さらにメタノールに溶かし、活性炭を通した後、メタノールを減圧下で留去した。約1時間加熱真空乾燥し無色透明で粘度の高い目的物(化合物5)を22.5g (1.27mol) 得た。(収率34%)
1H-NMR (CD3OD) : δ(ppm) 1.02 (3H, -CH2CH2CH3), 1.40 (2H, -CH2CH2CH3), 1.90 (2H, -CH2CH2CH2-), 3.96 (3H, -NCH3), 4.26 (2H, -NCH2CH2-), 7.61, 7.68 (2H, -NCHCHN-), 9.02 (1H, -NCHN)
(Synthesis of ionic liquid (1-butyl-3-methylimidazolium chloride) (hereinafter referred to as [BMIm] [Cl]) (compound 5))
1-Butyl-3-methylimidazolium chloride was synthesized according to the literature (Non-patent Document 7). N-methylimidazole (compound 3) 31.0 g (0.38 mol) and n-butyl chloride (compound 4) 60 mL (0.58 mol) were added to a 200 mL eggplant flask equipped with a condenser, and the mixture was heated to reflux for 5 hours. Excess n-butyl chloride was distilled off under reduced pressure, followed by reprecipitation with diethyl ether. After leaving for 30 minutes and removing the supernatant, it was heated and vacuum dried for 1.5 hours. Further, after dissolving in methanol and passing through activated carbon, methanol was distilled off under reduced pressure. It was heated and vacuum dried for about 1 hour to obtain 22.5 g (1.27 mol) of a colorless transparent and high viscosity target compound (Compound 5). (Yield 34%)
1 H-NMR (CD 3 OD): δ (ppm) 1.02 (3H, -CH 2 CH 2 CH 3 ), 1.40 (2H, -CH 2 CH 2 CH 3 ), 1.90 (2H, -CH 2 CH 2 CH 2- ), 3.96 (3H, -NCH 3 ), 4.26 (2H, -NCH 2 CH 2- ), 7.61, 7.68 (2H, -NCHCHN-), 9.02 (1H, -NCHN)

Figure 2011236320
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(イオン液体 (1-アリル-3-メチルイミダゾリウムクロリド) (以下、[AMIm][Cl])(化合物7) の合成)
1-アリル-3-メチルイミダゾリウムクロリドは文献に従って合成した(非特許文献7)。冷却管を取り付けた100mLナスフラスコにN−メチルイミダゾール(化合物3) 19.9 g (0.24 mol) にアリルクロリド(化合物6) 40.8 mL (0.54 mol) を加え、80℃で6時間加熱還流した。過剰のアリルクロリドを減圧下で留去した後、ジエチルエーテルで再沈殿を行った。30分放置し上澄みを除去した後、1.5時間真空乾燥した。さらに、メタノールに溶かし、活性炭に通した後、メタノールを減圧下で留去した。その後、約1日間加熱真空乾燥し無色透明でやや粘度の高い目的物を30.7 g (化合物7)(0.20 mol) 得た。(収率81%)
1H-NMR (CDCl3) : δ(ppm) 4.05 (3H, -NCH3), 4.97 (2H, -NCH2CH3), 5.39~5.47 (2H, -CH=CH2), 5.57~5.65 (1H, -CH2CH=CH2), 7.59, 7.74 (2H, -NCH=CHN), 9.92 (1H, -NCHN)
(Synthesis of ionic liquid (1-allyl-3-methylimidazolium chloride) (hereinafter referred to as [AMIm] [Cl]) (compound 7))
1-allyl-3-methylimidazolium chloride was synthesized according to the literature (Non-patent Document 7). To a 100 mL eggplant flask equipped with a condenser, 10.8 g (0.24 mol) of N-methylimidazole (compound 3) was added 40.8 mL (0.54 mol) of allyl chloride (compound 6), and the mixture was heated to reflux at 80 ° C. for 6 hours. Excess allyl chloride was distilled off under reduced pressure, followed by reprecipitation with diethyl ether. After leaving for 30 minutes and removing the supernatant, it was vacuum dried for 1.5 hours. Furthermore, after dissolving in methanol and passing through activated carbon, methanol was distilled off under reduced pressure. Then, it was heated and vacuum-dried for about 1 day to obtain 30.7 g (compound 7) (0.20 mol) of a colorless and transparent target product having a slightly high viscosity. (Yield 81%)
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) 4.05 (3H, -NCH 3 ), 4.97 (2H, -NCH 2 CH 3 ), 5.39-5.47 (2H, -CH = CH 2 ), 5.57-5.65 ( 1H, -CH 2 CH = CH 2 ), 7.59, 7.74 (2H, -NCH = CHN), 9.92 (1H, -NCHN)

Figure 2011236320
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(メシチルジメトキシボラン(化合物12) の合成)
冷却管、滴下ロート、三方コックを取り付けた200 mL 三口フラスコにスターラーチップとマグネシウム(化合物9) 3.107 g (0.128 mol)を加えた。ヒートガンで加熱しながら真空乾燥してマグネシウムを活性化させた後、窒素置換した。滴下ロートにメシチルブロミド(化合物8)17.0 g(0.117mol)のTHF(80mL)溶液を加え、激しく攪拌させながら一滴ずつ室温で滴下した。滴下終了後、85℃で3時間還流を行い室温に戻し化合物10を得た。別に、三方コック、滴下ロートを取り付けた二口フラスコにスターラーチップを入れ窒素置換した。フラスコにトリメトキシボラン(化合物11)26 mLを加え、ジエチルエーテル80 mLに溶解させた。滴下ロートに化合物10のTHF溶液を全て加え、-15℃で一滴ずつ滴下した。滴下終了後、-15℃で3時間攪拌を続けた。室温に戻し一日攪拌させた後、窒素雰囲気下で反応溶液をろ過して白色の沈殿物を取り除き、沈殿物を20mLのヘキサンで2回洗浄した。混合ろ液をエバポレーターによって濃縮した後、減圧蒸留を行って目的物(化合物12)を得た。(収率42%)
1H-NMR (DMSO) : δ (ppm) 2.19-2.23 (9H, -CH3), 3.49 (6H, -OCH3), 6.80 (2H, C6H2)
11B NMR (DMSO): δ (ppm) 30.6
(Synthesis of mesityl dimethoxyborane (compound 12))
A stirrer chip and 3.107 g (0.128 mol) of magnesium (compound 9) were added to a 200 mL three-necked flask equipped with a condenser, a dropping funnel, and a three-way cock. After heating with a heat gun and vacuum drying to activate magnesium, the atmosphere was replaced with nitrogen. To a dropping funnel, a solution of 17.0 g (0.117 mol) of mesityl bromide (Compound 8) in THF (80 mL) was added dropwise at room temperature with vigorous stirring. After completion of the dropwise addition, the mixture was refluxed at 85 ° C. for 3 hours to return to room temperature to obtain Compound 10. Separately, a stirrer chip was placed in a two-necked flask equipped with a three-way cock and a dropping funnel and purged with nitrogen. 26 mL of trimethoxyborane (compound 11) was added to the flask and dissolved in 80 mL of diethyl ether. All of the THF solution of Compound 10 was added to the dropping funnel and added dropwise at -15 ° C. After completion of dropping, stirring was continued at -15 ° C for 3 hours. After returning to room temperature and stirring for one day, the reaction solution was filtered under a nitrogen atmosphere to remove a white precipitate, and the precipitate was washed twice with 20 mL of hexane. The mixed filtrate was concentrated by an evaporator and then distilled under reduced pressure to obtain the desired product (Compound 12). (Yield 42%)
1 H-NMR (DMSO): δ (ppm) 2.19-2.23 (9H, -CH 3 ), 3.49 (6H, -OCH 3 ), 6.80 (2H, C 6 H 2 )
11B NMR (DMSO): δ (ppm) 30.6

Figure 2011236320
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(メシチルボラン(化合物15)の合成)
窒素雰囲気下、メシチルジメトキシボラン(化合物12)1.988gにジエチルエーテル 40mL、ヘキサン20mLを加え溶解させた(A液)。一方、窒素雰囲気下、水素化アルミニウムリチウム(化合物13)粉末0.410 gにジエチルエーテル 20 mLを加え溶解させ、氷を用いて0℃に冷却し保持した(B液)。B液をA液に一滴ずつ滴下し、常温にて3時間攪拌し反応させた。反応終了後、反応溶液を窒素雰囲気下でろ過し、沈殿物をジエチルエーテル20mL、ヘキサン10mLで洗浄した。ろ液にトリエチルシリルクロリド(化合物14)1.20mLを滴下し、3時間攪拌した後、放置することで白色の沈殿が生じた。上澄みを乾燥することで、白色の固体である目的物(化合物15)を得た。(収率56%)
(Synthesis of mesitylborane (compound 15))
Under a nitrogen atmosphere, 40 mL of diethyl ether and 20 mL of hexane were added to 1.988 g of mesityldimethoxyborane (compound 12) and dissolved (solution A). On the other hand, 20 mL of diethyl ether was dissolved in 0.410 g of lithium aluminum hydride (compound 13) powder in a nitrogen atmosphere, and the mixture was cooled to 0 ° C. and held with ice (solution B). Liquid B was added dropwise to liquid A and stirred at room temperature for 3 hours for reaction. After completion of the reaction, the reaction solution was filtered under a nitrogen atmosphere, and the precipitate was washed with 20 mL of diethyl ether and 10 mL of hexane. To the filtrate was added dropwise 1.20 mL of triethylsilyl chloride (Compound 14), and the mixture was stirred for 3 hours and then left to stand to produce a white precipitate. The supernatant was dried to obtain the desired product (compound 15) as a white solid. (Yield 56%)

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(イオンゲルの合成)
三方コックを取り付けたすり付き試験管にスターラーチップ、イオン液体( [BMIm][Cl](化合物5)もしくは[AMIm][Cl](化合物7))を2.3g入れ、適当量のセルロース(化合物16)を加え真空乾燥しながら110〜120℃に加熱することで溶解させた。常温に戻しジクロロメタン、塩化リチウム(化合物18)のTHF溶液を加え、攪拌後、ボラン(化合物17)もしくはメシチルボラン(化合物15)を加え反応させた(室温、1時間)。反応後、溶液に対して1日加熱真空乾燥を行い目的のゲル状物質を得た。反応時に水素と思われるガスの発生を確認した。ジクロロメタンを添加することにより反応溶液の均一性が向上し反応が効率的に進行した。得られたゲル状物質は本発明のイオン液体保持材料(セルロースにボラン17又はメシチルボラン15が反応した化合物)とそのイオン液体保持材料に保持されたイオン液体(化合物5又は7)とからなる本発明のイオン導電性材料の1つである。特にボランを反応させた場合についての各化合物の添加量を表1に示す。
(Synthesis of ion gel)
Put a stirrer tip and ionic liquid ([BMIm] [Cl] (compound 5) or [AMIm] [Cl] (compound 7)) 2.3 g in a test tube with a three-way cock and put an appropriate amount of cellulose (compound 16) was added and dissolved by heating to 110-120 ° C. while vacuum drying. After returning to room temperature, a THF solution of dichloromethane and lithium chloride (compound 18) was added, and after stirring, borane (compound 17) or mesityl borane (compound 15) was added and reacted (room temperature, 1 hour). After the reaction, the target gel-like substance was obtained by heating and vacuum drying the solution for 1 day. During the reaction, the generation of gas considered to be hydrogen was confirmed. By adding dichloromethane, the uniformity of the reaction solution was improved and the reaction proceeded efficiently. The obtained gel-like substance comprises the ionic liquid holding material of the present invention (compound obtained by reacting cellulose with borane 17 or mesityl borane 15) and the ionic liquid (compound 5 or 7) held in the ionic liquid holding material. It is one of the ion conductive materials. Table 1 shows the amount of each compound added particularly when borane is reacted.

Figure 2011236320
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Figure 2011236320
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(アミロース(化合物19)の6位水酸基選択的保護による6-O-トリチルアミロース (化合物21) の合成)
窒素雰囲気下、冷却管、三方コックを付けた100 mL二口フラスコに19を0.65g (4.0 unit mmol)を入れ、DMSO 15mL、ピリジン15mLを加え溶解させた(A液)。一方、窒素雰囲気下、三方コックを付けた50 mLナスフラスコにトリチルクロリド(化合物20)を2.78 g (10.0 mol)を入れピリジン 5mLを加え溶解させた(B液)。B液をA液に一滴ずつ滴下した。滴下終了後、適当な時間、温度で反応させた。反応終了後、減圧下でピリジンを留去した後、反応溶液を過剰量のメタノールに加え生成ポリマーを再沈殿した。生成物(化合物21)をろ過により回収し、少量のメタノールで数回洗浄した後、6時間加熱真空乾燥した。構造は13C-NMRにより決定した。(収率94%)
13C-NMR (DMSO) : δ (ppm) 62.0-66.0 (C-6), 69.0-76.0 (C-2, C-3), 80.0 (C-5), 86.5 (C-4), 101 (C-1), 126-132 (-OC(C6H5)3) , 145 (-OC(C6H5)3).
(Synthesis of 6-O-trityl amylose (Compound 21) by selective protection of the 6-position hydroxyl group of amylose (Compound 19))
Under a nitrogen atmosphere, 0.65 g (4.0 unit mmol) of 19 was placed in a 100 mL two-necked flask equipped with a condenser and a three-way cock, and DMSO 15 mL and pyridine 15 mL were added and dissolved (solution A). On the other hand, in a nitrogen atmosphere, 2.78 g (10.0 mol) of trityl chloride (Compound 20) was placed in a 50 mL eggplant flask equipped with a three-way cock, and 5 mL of pyridine was added and dissolved (solution B). Liquid B was added dropwise to liquid A. After completion of the dropwise addition, the reaction was carried out at an appropriate time and temperature. After completion of the reaction, pyridine was distilled off under reduced pressure, and then the reaction solution was added to an excessive amount of methanol to reprecipitate the produced polymer. The product (Compound 21) was collected by filtration, washed several times with a small amount of methanol, and then dried in a vacuum for 6 hours. The structure was determined by 13 C-NMR. (Yield 94%)
13 C-NMR (DMSO): δ (ppm) 62.0-66.0 (C-6), 69.0-76.0 (C-2, C-3), 80.0 (C-5), 86.5 (C-4), 101 ( C-1), 126-132 (-OC (C 6 H 5 ) 3 ), 145 (-OC (C 6 H 5 ) 3 ).

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(6-O-トリチルアミロース(化合物21) とメシチルボラン(化合物15) の縮合反応による6位を保護したアミロースのホウ素化)
三方コックを取り付けた50 mLナスフラスコにスターラーチップと化合物21 を0.24 g(0.60 unit mmol)入れ、THF 0.5mLを加え、溶解させた。化合物15の1.0 M溶液0.60 mL (0.60 mmol)を室温でマイクロシリンジにより滴下し、攪拌した。反応後、得られた固体(化合物22)を1日加熱真空乾燥した。構造確認は11B-NMR、1H-NMRにより行った。なお、得られた化合物22は溶媒に可溶であり、架橋の程度が少なく、ほぼ直線状の構造をもつ化合物であることが分かった。
1H-NMR (DMSO) : δ (ppm) 2.19 (9H -CH3), 4.18〜5.73 (sugar protons), 6.73 (2H, C6H2) , 6.40-7.75 (-OC(C6H5)3).
11B-NMR (DMSO): δ (ppm) 28.4
(Boronation of amylose protected at position 6 by condensation reaction of 6-O-trityl amylose (compound 21) and mesityl borane (compound 15))
In a 50 mL eggplant flask equipped with a three-way cock, 0.24 g (0.60 unit mmol) of a stirrer chip and Compound 21 was added, and 0.5 mL of THF was added and dissolved. 0.60 mL (0.60 mmol) of a 1.0 M solution of compound 15 was added dropwise at room temperature with a microsyringe and stirred. After the reaction, the obtained solid (compound 22) was heated and vacuum-dried for 1 day. The structure was confirmed by 11 B-NMR and 1 H-NMR. In addition, it was found that the obtained compound 22 was soluble in a solvent, had a low degree of crosslinking, and had a substantially linear structure.
1 H-NMR (DMSO): δ (ppm) 2.19 (9H -CH3), 4.18-5.73 (sugar protons), 6.73 (2H, C 6 H 2 ), 6.40-7.75 (-OC (C 6 H 5 ) 3 ).
11 B-NMR (DMSO): δ (ppm) 28.4

Figure 2011236320
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(評価試験)
<交流インピーダンス法によるイオン伝導度測定>
イオン伝導体の導電率を求めるにあたり留意すべきは、電極と界面において電極分極や電気化学反応が起きるため、試料バルクと界面の特性を適当な方法で分離しないと試料バルクの特性である導電率を求めることができないという点である。
(Evaluation test)
<Ion conductivity measurement by AC impedance method>
When determining the conductivity of an ionic conductor, it should be noted that since electrode polarization and electrochemical reaction occur at the electrode and interface, the conductivity that is the characteristics of the sample bulk must be separated unless the characteristics of the sample bulk and interface are separated by an appropriate method. It is a point that cannot be obtained.

この問題を解決する一つの手法が以下の交流法を用いた手法である。交流法とは一定の交流電圧下で周波数を変化させて測定する方法である。これは、周波数を変化させて測定した交流応答を等価回路によって解析することにより、イオン伝導体の導電率、誘電率などの固有の性質のみならず、イオン伝導体内部の不均一性、さらには電流/イオン伝導体界面に関する情報など、数多くの情報が得られる方法である。交流インピーダンス測定はソーラートロン1260を使用して行った。
・セルロースの濃度のイオン伝導度への影響
試験例1及び2のイオン導電性材料についてイオン伝導特性を交流インピーダンス法にて評価した。交流インピーダンス法による測定は温度を変化させてイオン伝導特性の温度依存性を評価した。試験例1のイオン導電性材料にはイオン液体の質量を基準としてセルロースが5質量%含まれる。試験例2のイオン導電性材料にはイオン液体の質量を基準としてセルロースが7質量%含まれる。結果を図1に示す。なお、ボランの量はセルロースの量に比例して増減した。また、リチウム塩の量はボランの量に比例して増減した(以下同じ)。
One method for solving this problem is a method using the following AC method. The AC method is a method of measuring by changing the frequency under a constant AC voltage. This is because the AC response measured by changing the frequency is analyzed by an equivalent circuit, so that not only the intrinsic properties such as the conductivity and dielectric constant of the ionic conductor, but also the non-uniformity inside the ionic conductor, It is a method that can obtain a lot of information such as information on the current / ion conductor interface. The AC impedance measurement was performed using a Solartron 1260.
-Effect of cellulose concentration on ion conductivity The ion conductivity characteristics of the ion conductive materials of Test Examples 1 and 2 were evaluated by the AC impedance method. In the measurement by the AC impedance method, the temperature dependence of the ion conduction characteristics was evaluated by changing the temperature. The ion conductive material of Test Example 1 contains 5% by mass of cellulose based on the mass of the ionic liquid. The ion conductive material of Test Example 2 contains 7% by mass of cellulose based on the mass of the ionic liquid. The results are shown in FIG. The amount of borane increased and decreased in proportion to the amount of cellulose. The amount of lithium salt increased or decreased in proportion to the amount of borane (the same applies hereinafter).

図1から明らかなように、セルロースの濃度が7質量%含む試験例2のイオン導電性材料よりもセルロースを5質量%含む試験例1のイオン導電性材料の方がイオン伝導特性に優れることが分かった。   As is clear from FIG. 1, the ion conductive material of Test Example 1 containing 5% by mass of cellulose is more excellent in ion conduction characteristics than the ion conductive material of Test Example 2 containing 7% by mass of cellulose. I understood.

この結果について、Vogel-Fulcher-Tammanプロット(以下、「VFTプロット」と称する)によるイオン伝導挙動の解析を行った。VFTプロットは下式(1)を用いて解析を行う方法であり、測定したイオン導電性材料におけるイオン伝導の機序を推定することができる手法である。   With respect to this result, the ion conduction behavior was analyzed by a Vogel-Fulcher-Tamman plot (hereinafter referred to as “VFT plot”). The VFT plot is a method of performing analysis using the following equation (1), and is a method capable of estimating the mechanism of ion conduction in the measured ion conductive material.

Figure 2011236320
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ここで式(1)中、A、Bはそれぞれ系中のキャリアーイオン数とイオン輸送の活性化エネルギーに相当するパラメータである。またT0は理想的なガラス転移温度である。この式を用いることにより、理想溶液からのずれの影響を排除し、直線状のフィッティングを得ることができる。図1に示す結果を式(1)に当てはめたところ、図2に示す良好な直線関係が得られた。この結果から式(1)におけるA、B、T0を算出した。試験例1のイオン導電性材料(5質量%セルロース)はAが133Scm-1K1/2、Bが1526K、T0が170Kであり、試験例2のイオン導電性材料(7質量%セルロース)はAが166Scm-1K1/2、Bが1666K、T0が170Kであった。 In the formula (1), A and B are parameters corresponding to the number of carrier ions in the system and the activation energy of ion transport, respectively. T 0 is an ideal glass transition temperature. By using this equation, it is possible to eliminate the influence of deviation from the ideal solution and obtain a linear fitting. When the result shown in FIG. 1 was applied to the formula (1), a good linear relationship shown in FIG. 2 was obtained. From this result, A, B, and T 0 in equation (1) were calculated. The ion conductive material of Test Example 1 (5% by mass cellulose) has A of 133 Scm −1 K 1/2 , B of 1526K, and T 0 of 170K, and the ion conductive material of Test Example 2 (7% by mass cellulose) A was 166 Scm −1 K 1/2 , B was 1666 K, and T 0 was 170 K.

この結果から、試験例2のイオン導電性材料(7質量%)は試験例1のイオン導電性材料(5質量%)に比べてキャリアーイオン数(A)では上回っているが、イオン輸送の活性化エネルギー(B)が高くなっている。このことは、セルロース濃度が増加することで系の粘度が上昇し、キャリアーイオンが移動しにくいマトリックス環境であることが示唆された。
・リチウム塩の有無のイオン伝導度への影響
イオンゲルへのリチウム塩の添加がイオン伝導度にどのように影響しているのかを検討するため、試験例1(リチウム塩有り)及び試験例3(リチウム塩無し)についてイオン伝導特性を測定した。測定結果を図3に、VFTプロットを図4にそれぞれに示す。
From this result, although the ion conductive material (7 mass%) of Test Example 2 exceeds the ion conductive material (5 mass%) of Test Example 1 in the number of carrier ions (A), the ion transport activity is higher. The chemical energy (B) is high. This suggests that the viscosity of the system increases as the cellulose concentration increases, and that the matrix environment is difficult for carrier ions to move.
・ Effect of the presence or absence of lithium salt on ionic conductivity To examine how the addition of lithium salt to ionic gel affects ionic conductivity, Test Example 1 (with lithium salt) and Test Example 3 ( The ionic conductivity was measured for lithium salt). The measurement results are shown in FIG. 3, and the VFT plot is shown in FIG.

図4に示すように、各試験例のイオン導電性材料のVFTプロットは良好な直線性を示した。VFT式を用いた解析によって得られた。この結果から式(1)におけるA、B、T0を算出した。試験例3のイオン導電性材料(リチウム塩無し)はAが1535Scm-1K1/2、Bが2091K、T0が150Kであった。試験例1のイオン導電性材料の方が試験例3のイオン導電性材料よりもイオン伝導度が高い理由としては、リチウム塩が添加されたことで過剰な電荷同士が凝集し、キャリアーイオンの減少は生じているが、その効果を上回るイオン輸送の活性化エネルギー低下が生起したためであると考えられる。
・ホウ素添加量(架橋点の数)のイオン伝導度への影響
イオンゲルのホウ素含有量がイオン伝導度にどのように影響しているのかを検討するため、ホウ素の量をグルコースユニットに対して等モル量にした試験例1のイオン導電性材料と、1/3当量にした試験例4のイオン導電性材料との2つについて、交流インピーダンス測定を行った。測定結果を図5に、VFTプロットを図6にそれぞれに示す。この結果から式(1)におけるA、B、T0を算出した。試験例4のイオン導電性材料はAが119Scm-1K1/2、Bが1463K、T0が150Kであった。
As shown in FIG. 4, the VFT plot of the ion conductive material of each test example showed good linearity. Obtained by analysis using VFT equation. From this result, A, B, and T 0 in equation (1) were calculated. The ion conductive material (without lithium salt) of Test Example 3 had A of 1535 Scm −1 K 1/2 , B of 2091 K, and T 0 of 150 K. The reason why the ion conductive material of Test Example 1 has higher ionic conductivity than the ion conductive material of Test Example 3 is that the addition of lithium salt causes excessive charges to aggregate and decrease carrier ions. This is thought to be due to a decrease in the ion transport activation energy that exceeded that effect.
・ Effects of boron addition amount (number of cross-linking points) on ionic conductivity In order to investigate how the boron content of ionic gel affects ionic conductivity, the amount of boron to glucose unit etc. AC impedance measurement was performed on two of the ion conductive material of Test Example 1 made into a molar amount and the ion conductive material of Test Example 4 made into 1/3 equivalent. The measurement results are shown in FIG. 5, and the VFT plot is shown in FIG. From this result, A, B, and T 0 in equation (1) were calculated. In the ion conductive material of Test Example 4, A was 119 Scm −1 K 1/2 , B was 1463 K, and T 0 was 150 K.

図5及び6から明らかなように、ホウ素の量の増加に伴い、イオン伝導度が低下することが分かった。ホウ素の量が減少すると、ルイス酸の減少による塩解離の促進効果が失われ、キャリアーイオンの減少が見られた。しかし架橋点の減少による粘度の低下により、イオン輸送の活性化エネルギーが低下し、結果としてイオン伝導度が向上したと考えられる。従って、ホウ素の添加が架橋することにならないようなもの(線状の分子構造をもつイオン液体保持材料など。後述するグルコース系多糖類としてのアミロースにおいて6位のOH基を保護したものなどが相当するものと考えられる。)であれば、ホウ素の添加量を増加することにより粘度は上昇せず、キャリアーイオンの増加に伴うイオン伝導度の向上が図られるものと考えられる。
・イオン液体を化合物7(1-アリル-3-メチルイミダゾリウムクロリド)とした場合のイオン伝導特性評価
試験例5のイオン導電性材料について測定を行った。図7に測定結果を示す。試験例5のイオン導電性材料は51℃で6.83×10-4Scm-1のイオン伝導度を示し、化合物5(1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロリド)を溶媒とする試験例1のイオン導電性材料と比較して高い値を示した。イオン液体のアリル基とボランが反応している可能性があったが、メタノールを溶媒として抽出を行ったところ、透明なゲルが得られた。これより生成したゲルは分子間の架橋によって形成されていることが示唆された。
・化合物22のイオン伝導度
化合物22とイオン液体(1-エチル-3-メチルイミダゾリウムTFSA)及びLiTFSAの混合マトリックス(質量比1:1:1、イオン導電性材料)において、イオン伝導度測定を行い、図8にその結果を示す。この混合マトリックスは51℃において1.05×10-4 Scm-1のイオン伝導度を示した。
<熱安定性の評価>
・化合物22の熱安定性
化合物22に対して熱重量分析 (TGA)を行った。TGA測定はセイコーインスツルメンツ製TGA-6200熱重量分析計を使用した。結果を図9に示す。アミロースのみのTGA測定結果と比較して、およそ290℃から450℃にわたって混合マトリックスの方が高い熱安定性を有していることが分かった。なお、200℃付近における混合マトリックスの質量減少はホウ素の分解により生じたものであると考えられる。化合物22における5質量%分解温度(T5%)は242℃、50質量%分解温度(T50%)は430℃であり、アミロース単体と比べてT5%は僅かに低下しているものの、T50%は大幅に上昇していることが分かった。
As is apparent from FIGS. 5 and 6, it was found that the ionic conductivity decreases as the amount of boron increases. When the amount of boron decreased, the effect of promoting salt dissociation due to the decrease in Lewis acid was lost, and the decrease in carrier ions was observed. However, it is considered that the activation energy of ion transport decreases due to the decrease in viscosity due to the decrease in crosslinking points, and as a result, the ionic conductivity is improved. Therefore, the addition of boron does not cause cross-linking (ionic liquid holding material having a linear molecular structure, etc., such as those in which the 6-position OH group is protected in amylose as a glucose-based polysaccharide described later) If the amount of boron added is increased, the viscosity does not increase, and the ionic conductivity accompanying the increase of carrier ions is considered to be improved.
-Evaluation of ion conduction characteristics when the ionic liquid is compound 7 (1-allyl-3-methylimidazolium chloride) The ion conductive material of Test Example 5 was measured. FIG. 7 shows the measurement results. The ion conductive material of Test Example 5 exhibits an ionic conductivity of 6.83 × 10 −4 Scm −1 at 51 ° C., and the ion of Test Example 1 using Compound 5 (1-butyl-3-methylimidazolium chloride) as a solvent. The value was higher than that of the conductive material. There was a possibility that the allyl group of the ionic liquid and borane had reacted, but when extraction was performed using methanol as a solvent, a transparent gel was obtained. This suggested that the gel produced was formed by intermolecular cross-linking.
・ Ionic conductivity of compound 22 Measurement of ionic conductivity in compound 22 (1-ethyl-3-methylimidazolium TFSA) and LiTFSA mixed matrix (mass ratio 1: 1: 1, ion conductive material) The results are shown in FIG. This mixed matrix exhibited an ionic conductivity of 1.05 × 10 −4 Scm −1 at 51 ° C.
<Evaluation of thermal stability>
-Thermostability of Compound 22 Thermogravimetric analysis (TGA) was performed on Compound 22. For TGA measurement, a TGA-6200 thermogravimetric analyzer manufactured by Seiko Instruments Inc. was used. The results are shown in FIG. It was found that the mixed matrix has a higher thermal stability over a range of about 290 ° C. to 450 ° C. as compared with the TGA measurement result of amylose alone. In addition, it is considered that the mass reduction of the mixed matrix in the vicinity of 200 ° C. was caused by the decomposition of boron. The 5 mass% decomposition temperature (T 5% ) of Compound 22 is 242 ° C., the 50 mass% decomposition temperature (T 50% ) is 430 ° C., and although T 5% is slightly lower than that of amylose alone, It was found that T 50% was significantly increased.

Claims (10)

グルコースを構成単位とするグルコース系多糖類に対して、前記グルコース系多糖類がもつ遊離OH基のうちの実質的に全てに、ヒドロボラン又はアルコキシボランからなるボラン化合物を反応させて得られる基材を有する組成物であることを特徴とするイオン液体保持材料。   A substrate obtained by reacting a borane compound composed of hydroborane or alkoxyborane with substantially all of the free OH groups of the glucose-based polysaccharide with respect to the glucose-based polysaccharide having glucose as a structural unit. An ionic liquid holding material, which is a composition having 前記グルコース系多糖類は、アミロース、セルロース、アミロペクチン、グリコーゲン、デキストリン、シクロデキストリン、デキストラン、プルラン、及びカードランからなる群から選択される1種又は2種以上の化合物である請求項1に記載のイオン液体保持材料。   2. The glucose-based polysaccharide is one or more compounds selected from the group consisting of amylose, cellulose, amylopectin, glycogen, dextrin, cyclodextrin, dextran, pullulan, and curdlan. Ionic liquid holding material. 前記グルコース系多糖類はアミロースであり、前記ボラン化合物を反応させる前に前記アミロースがもつグルコース構造における6位のOH基に保護基を導入する請求項2に記載のイオン液体保持材料。   The ionic liquid holding material according to claim 2, wherein the glucose polysaccharide is amylose, and a protective group is introduced into the 6-position OH group in the glucose structure of the amylose before the borane compound is reacted. 前記グルコース系多糖類はセルロースであり、前記ボラン化合物を反応させる前に前記セルロースをセルロース溶解剤に溶解させている請求項2に記載のイオン液体保持材料。   The ionic liquid holding material according to claim 2, wherein the glucose-based polysaccharide is cellulose, and the cellulose is dissolved in a cellulose solubilizer before the borane compound is reacted. 前記ボラン化合物は、メシチルボラン又はメシチルジメトキシボランである請求項1〜4の何れか1項に記載のイオン液体保持材料。   The ionic liquid holding material according to any one of claims 1 to 4, wherein the borane compound is mesityl borane or mesityl dimethoxy borane. 請求項1〜5の何れか1項に記載のイオン液体保持材料と、イオン液体とを有することを特徴とするイオン導電性材料。   An ionic conductive material comprising the ionic liquid holding material according to claim 1 and an ionic liquid. 更にリチウム塩を有する請求項6に記載のイオン導電性材料。   Furthermore, the ion conductive material of Claim 6 which has lithium salt. グルコースを構成単位とするグルコース系多糖類を溶解剤に溶解して多糖類溶液とする溶解工程と、
前記多糖類溶液に対して、前記グルコース系多糖類がもつ遊離OH基のうちの実質的に全てに、ヒドロボラン又はアルコキシボランからなるボラン化合物を反応させる反応工程と、を有することを特徴とするイオン液体保持材料の製造方法。
A dissolution step of dissolving a glucose-based polysaccharide having glucose as a constituent unit in a solubilizer to form a polysaccharide solution;
A reaction step of reacting substantially all of the free OH groups of the glucose-based polysaccharide with a borane compound comprising hydroborane or alkoxyborane with respect to the polysaccharide solution. A method for producing a liquid holding material.
前記グルコース系多糖類はアミロースであり、前記ボラン化合物を反応させる前に前記アミロースがもつグルコース構造における6位のOH基に保護基を導入する保護基導入工程を有する請求項8に記載のイオン液体保持材料の製造方法。   9. The ionic liquid according to claim 8, wherein the glucose-based polysaccharide is amylose, and has a protective group introduction step of introducing a protective group into an OH group at the 6-position in the glucose structure of the amylose before the borane compound is reacted. A method for manufacturing a holding material. 前記ボラン化合物は、メシチルボラン又はメシチルジメトキシボランである請求項8又は9に記載のイオン液体保持材料の製造方法。   The method for producing an ionic liquid holding material according to claim 8 or 9, wherein the borane compound is mesityl borane or mesityl dimethoxy borane.
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