JP2014522397A - ヒドリド−トリシアノ−ボラートアニオンを含む化合物 - Google Patents

ヒドリド−トリシアノ−ボラートアニオンを含む化合物 Download PDF

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Abstract

本発明は、ヒドリド−トリシアノ−ボラートアニオンを含有する化合物、それらの製造およびそれらの使用、特に電気化学デバイスまたは光電子デバイスのための電解質配合物の一部としての使用に関する。

Description

本発明は、ヒドリド−トリシアノ−ボラートアニオンを含有する化合物、それらの製造および、特に電気化学デバイスまたは光電子デバイスのための電解質配合物の一部としての、それらの使用に関する。
本発明による塩は一方でイオン液体の合成のために使用することができ、他方では、塩は、それ自体イオン液体として使用することができる。
イオン液体または液体塩は、有機カチオンおよび一般的に無機アニオンからなるイオン種である。それらはいかなる中性分子をも含まず、通常373Kよりも低い融点を有する。
潜在的な用途が多種多様であるので、イオン液体の領域は、現在集中的な研究の対象である。イオン液体に関する調査記事は、例えばR. Sheldon "Catalytic reactions in ionic liquids", Chem. Commun., 2001, 2399-2407;M.J. Earle, K.R. Seddon “Ionic liquids. Green solvent for the future”, Pure Appl. Chem., 72 (2000), 1391-1398;P. Wasserscheid, W. Keim "Ionische Fluessigkeiten - neue Loesungen fuer die Uebergangsmetallkatalyse" [Ionic Liquids - Novel Solutions for Transition-Metal Catalysis], Angew. Chem., 112 (2000), 3926-3945;T. Welton "Room temperature ionic liquids. Solvents for synthesis and catalysis”, Chem. Rev., 92 (1999), 2071-2083またはR. Hagiwara, Ya. Ito "Room temperature ionic liquids of alkylimidazolium cations and fluoroanions", J. Fluorine Chem., 105 (2000), 221-227である。
イオン液体の特性、例えば融点、熱安定性および電気化学的安定性、粘度は、アニオンの性質によって強度に影響される。
E. Bernhardt et al, Z. Anorg. Allg. Chem. 2000, 626, 560,E. Bernhardt et al, Chem. Eur. J. 2001, 7, 4696およびE. Bernhardt et al, Z. Anorg. Allg. Chem. 2003, 629, 1229には、新規な化学的におよび電気化学的に安定なボラートアニオン[B(CN)、[FB(CN)4−x、式中x=1〜3である、および[B(CFが開示されている。
EP 1205480 A1は、テトラキスフルオロアルキルボラート塩および伝導性塩またはイオン液体としてのその使用を記載する。
有機カチオン、例えばN,N−ジメチル−N−ブチル−ヒドラジニウム、N,N−ジメチル−N−アリル−ヒドラジニウム、3−アリル−1−メチルイミダゾリウム、N−ブチルピリジニウム、N−アリルピリジニウム、N−ブチル−N−メチル−ピロリジニウム、N−アリル−N−メチルピロリジニウム、1−ブチル−3−メチルトリアゾリウムまたは1−アリル−3−メチルトリアゾリウムカチオンなどとともにジヒドリド−ジシアノ−ボラートアニオンを有する化合物が、Zhang Y. and Shreeve J.M. , Angew. Chem. 2011, vol. 123, p. 965-967から公知である。上述の有機塩は、Ag[BH(CN)]とのアニオン交換反応により合成される。
しかし、銀塩は高価な材料である。それらは感光性で、熱的にはそれほど安定ではなく、そして、さまざまな塩、特に有機カチオンを有し、そのためイオン液体を形成する塩の工業規模の製造のための有用な出発材料ではない。
本発明の目的は、イオン液体の合成のために、またはイオン液体としてまたは導電性塩として使用でき、および、イオン液体の合成のため、または電気化学デバイスまたは光電子デバイスにおける用途のためのイオン液体または有機塩として特に有用である、新規で、熱的および電気化学的に安定な代替の化合物を提供することであった。本発明の目的はさらに、代替の塩、特に工業規模で経済的な様式で製造できる、下記の、式Iで表される化合物の製造方法を提供することであった。
かかる目的は、ヒドリド−トリシアノ−ボラートアニオンを有する本発明による式Iで表される塩および記載されるそれらの製造方法によって達成される。
したがって、本発明は式I

[Kt]z+ z[BH(CN)

式中、[Kt]z+は、無機あるいは有機カチオンを表し、およびzは、1、2、3あるいは4であり、ここでヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ナトリウム、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウム、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸銀およびヒドリド−トリシアノ−ホウ酸[(フェニル)P-N=N-P(フェニル)]は除外される
で表される化合物に関する。
用語のトリシアノ−ヒドリドボラートは、本明細書内で、トリシアノモノヒドリドボラート、ヒドリド−トリシアノボラートまたはモノヒドリドトリシアノボラートと均等に使用される。
CN 1772728Aは、還元剤がホウ化水素ナトリウム、ホウ化水素カリウム、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ナトリウム、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウム、セレン化水素ナトリウムまたは水素化カリウムセレンであると記載される、ニトベンゼンの還元による、N−フェニルヒドロキシルアミン誘導体の製造方法を記載している。この引例内において、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ナトリウムまたはヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウムの合成は言及されていない。
B. Gyoeri et al, Journal of Organometallic Chemistry, 255, 1983, 17-28は、トリイソシアノヒドロホウ酸ナトリウム(0.5モルのジオキサンで付加)の、沸騰n−ジブチルエーテルにおけるヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ナトリウムへの異性化、および硝酸銀水溶液とのヒドリド−トリシアノホウ酸ナトリウムの反応によるヒドリド−トリシアノ−ホウ酸銀の製造を記載している。
H. Yao et al, Inorg. Chem. 2005, 44, 6256-6264は、MeS中のMeBHBrのMeS中のAgCNとの反応による、トリイソシアノヒドロホウ酸銀(Ag[HB(NC)])の合成を記載する。この引用において略号Meはメチルを意味する。原料をPPNClとのメタセシス反応で反応させ、トリイソシアノヒドロホウ酸[(フェニル)P−N=N P(フェニル)](PPN[HB(NC)])を形成し、これは次いで沸騰n−ブチルエーテル中においてヒドリド−トリシアノ−ホウ酸[(フェニル)P−N=N−P(フェニル)]へと異性化された。
カチオン[Kt]z+は無機カチオン、特に金属カチオン、HまたはNOであってもよい。金属カチオンは、周期表の1〜12族からの金属を含んでもよい。
好ましい金属カチオンは、金属カチオン、例えばLi、Na、K、Rb、Cs、またはMg2+、Cu、Cu2+、Zn2+、Ca2+、Y+3、Yb+3、La+3、Sc+3、Ce+3、Nd+3、Tb+3、Sm+3など、または希土類、遷移金属または貴金属、例えばロジウム、ルテニウム、イリジウム、パラジウム、白金、オスミウム、コバルト、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、タングステン、バナジウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、トリウム、ウラン、金などを含む複合(配位子含有)金属カチオンであるが、ここでヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ナトリウム、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウムまたはヒドリド−トリシアノ−ホウ酸銀は本発明の化合物の範囲から除外されるが、記載される製造方法には依然として含まれる。
アルカリ金属は好ましくは、導電性の塩および/または電池、キャパシタ、センサーにおいて利用するため電解質の成分として、または電気化学的プロセスのための電解質成分のために好ましく使用されるリチウム、および好ましくは、カチオン[Kt]z+が用いられるナトリウムまたは用いられるカリウム以外のカチオンである本明細書中に記載される式Iで表される化合物の合成のために、特に好ましくは式中カチオン[Kt]z+が有機カチオンである化合物のために用いられるナトリウムまたはカリウムである。
[Kt]2+が有機カチオンである場合、有機カチオンは好ましくは、ヨードニウム、トリチリウム、スルホニウム、オキソニウム、アンモニウム、ホスホニウム、ウロニウム、チオウロニウム、グアニジニウムカチオンまたは複素環式カチオンを含む群から選択される。
有機カチオンの例はまた、zが4を示すことを意味する、4の電荷の程度を有する、ポリアンモニウムイオンである。
式Iで表される好ましい化合物は、式中
Ktz+がH、NO、Li、Mg2+、Cu、Cu2+、Zn2+、Ca2+、Y+3、Yb+3、La+3、Sc+3、Ce+3、Nd+3、Tb+3、Sm+3または希土類、遷移金属または貴金属、例えばロジウム、ルテニウム、イリジウム、パラジウム、白金、オスミウム、コバルト、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、タングステン、バナジウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、トリウム、ウラン、金などを含む複合(配位子含有)金属カチオンの群から選択される無機カチオン、
または、以下の群から選択される有機カチオン:
トリチリウムカチオン、ここでフェニル基が1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基、2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、あるいは2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニルにより置換されていてもよい、
式(1)で表されるオキソニウムカチオンまたは式(2)で表されるスルホニウムカチオン

[(RO] (1)
[(RS] (2)、

式中、Rはそれぞれ互いに独立して、1〜8個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基および、非置換フェニルまたはR1*、OR’、N(R、CNまたはハロゲンで置換されたフェニルであり、式(2)で表されるスルホニウムカチオンの場合は、さらに、それぞれ独立して(R’’’)Nを示し、およびR’はそれぞれ互いに独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化またはパーフッ素化直鎖状または分枝状のC〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、R1は互いに独立して、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびR’’’は互いに独立して直鎖状または分枝状C〜Cアルキルである;
式(3)に適合する、アンモニウムカチオン

[NR (3)、

式中、
Rは、それぞれの場合において互いに独立して、
H、OR’、NR’、但し式(3)中の最大1つの置換基Rは、OR’またはNR’である、
1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、
3〜7個のC原子を有する飽和、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル、これは1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、
を示し、
ここで1つまたは2つのRは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって完全に置換されていてもよく、および1つまたは2つ以上の置換基Rは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clにより、および/または−OH、−OR’、−CN、−N(R’)、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−NO、−SR’、−S(O)R’、−SOR’によって部分的に置換されていてもよく、かつここでα位にはないR中の1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−の群から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、ここでR’は、各々独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである;
式(4)に適合する、ホスホニウムカチオン

[P(R (4)

式中、
は、各場合において互いに独立して、
H、OR’またはN(R’)
1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、
3〜7個のC原子を有する、飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル、これは1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、
を示し、
ここで1つまたは2つのRは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって完全に置換されてもよく、および1つまたは2つ以上の置換基Rは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clにより、および/または−OH、−OR’、−CN、−N(R’)、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−NO、−SR’、−S(O)R’、−SOR’によって部分的に置換されていてもよく、かつここでα位にはないR中の1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−の群から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、ここでR’は、各々独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化の直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである;
式(5)に適合する、ウロニウムカチオン

[C(NR)(OR)(NR)] (5)、

式中、
〜Rは、各々、互いに独立して、
H、ここでHはRに対しては除外される、
1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、3〜7個のC原子を有する飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル
を示し、
ここで置換基R〜Rの1つまたは2つは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって完全に置換されてもよく、および置換基R〜Rの1つまたは2つ以上は、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clにより、および/または−OH、−OR’、−N(R’)、−CN、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−NOによって部分的に置換されていてもよく、かつここでα位にはないR〜R中の1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−の群から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、ここでR’は、各々独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化の直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである;
式(6)に適合する、チオウロニウムカチオン

[C(NR)(SR)(NR)] (6)、

式中、
〜Rは、各々、互いに独立して、
H、ここでHはRに関しては除外される、
1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、
3〜7個のC原子を有する飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル、これは1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、
を示し、
ここで置換基R〜Rの1つまたは2つは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって置換されていてもよく、置換基R〜Rの1つまたは2つ以上は、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clおよび/または−OH、−OR’、−N(R’)、−CN、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−NOによって部分的に置換されていてもよく、かつここでα位にはないR〜R中の1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−の群から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、ここでR’は、各々独立してH、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフッ素化された直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである;
式(7)に適合する、グアニジニウムカチオン

[C(NR)(NR1011)(NR1213)] (7)、

式中、
〜R13は、各々、互いに独立して、
H、−CN、N(R’)、−OR’、
1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、
3〜7個のC原子を有する飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル、これは1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、
を示し、
ここで置換基R〜R13の1つまたは2つは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって完全に置換されていてもよく、置換基R〜R13の1つまたは2つ以上は、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Cl、および/または−OH、−OR’、−N(R’)、−CN、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−NOによって部分的に置換されていてもよく、かつここでα位にはないR〜R13中の1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−の群から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、ここでR’は、各々独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化の直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである;
式(8)に適合する、複素環式カチオン

[HetN]z+ (8)

式中、
HetNz+は、以下の群
から選択された複素環式カチオンを示し、
ここで、置換基
’〜R’は、それぞれ、互いに独立して、
H、
1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、
3〜7個のC原子を有する飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル、これは1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、
飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のヘテロアリール、ヘテロアリール−C〜C−アルキルまたはアリール−C〜C−アルキル
を示し、および、
2’はさらに、F、Cl、Br、I、−CN、−OR’、−N(R’)、−P(O)(R’)、−P(O)(OR’)、−P(O)(N(R’)、-C(O)R’、−C(O)OR’、−C(O)X、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−SOOH、−SOX、-SR’、−S(O)R’、−SOR’および/またはNOを示し、但しR1’、R3’、R4’はこの場合、互いに独立して、Hおよび/または1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル2〜20個のC原子および1個または2個以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニルであり、
ここで置換基R’、R’、R’および/またはR’はまた、一緒に環系を形成してもよく、
ここで1つ〜3つの置換基R’〜R’は、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって完全に置換されていてもよく、1つ、2つ以上の置換基R1’〜R4’は、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clおよび/または−OH、−OR’、N(R’)、−CN、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−NOによって部分的に置換されていてもよいが、ここでR’およびR’は、ハロゲンによって同時には完全に置換され得ず、かつここで置換基R’〜R’において、ヘテロ原子に結合していない1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、
ここでR’は、各々独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化の直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである、あるいは、
式(9)に適合するヨードニウムカチオン
式中、
アリール基Arは、各々互いに独立して、非置換であるかあるいは1〜20個のC原子を有する少なくとも1つの直鎖状または分枝状アルキル基、2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、R1*、NO、SR’、N(R’)、CNおよび/またはハロゲンで置換された6〜30個のC原子を有するアリールを示し、および
ここでR’は、各々独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化の直鎖状または分枝状C〜C18−アルキル、飽和C〜C−シクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、および、
ここでR1*は、各々独立してフッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフッ素化された直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルである、
ならびにハロゲンは、F、Cl、BrまたはIである、化合物である。
ハロゲンは好ましくはF、ClまたはBr、特に好ましくはFまたはClである。
有機カチオンを有する式Iで表される化合物は、低い粘度を有する。粘度のいくつかは、同じ有機カチオンを有する対応するテトラシアノボラートと比較してさらに低い。例えば、1−エチル−3−メチル−イミダゾリウムテトラシアノボラート(emim TCB)は、22mPas(20℃で)の動的粘度を有し、対応する1−エチル−3−メチル−イミダゾリウムヒドリドトリシアノ−ボラートは、12.2mPas(20℃で)の粘度を有する。
さらに、かかる化合物の熱安定性はジヒドリド−ジシアノ−ボラートアニオンまたはジフルオロジシアノボラートアニオンを有する有機カチオンを有する化合物と比較して高い。例えば、emimジフルオロジシアノボラートは160℃までもの熱安定性を有し、emimジヒドリド−ジシアノ−ボラートは230℃までもの熱安定性を示し、emimヒドリド−トリシアノボラートはemim TCBの安定性に匹敵する277℃までもの熱安定性を有する。
1つのシアノ基を水素で置き換えることによる式Iで表される化合物の粘性に与える、テトラシアノボラートアニオンを有する化合物と比較した、正の影響は期待できない。ボラートアニオンの負の電荷を効果的に非局在化できるフルオル、パーフルオロアルキルまたはシアノ基などの電子求引性性基と比較して、水素はボラートアニオンの安定化に実質的に関与しない。
ホウ素への1つの水素原子の導入により、トリシアノ−ヒドリド−ボラートアニオンの配位能力を増大させ、このアニオンとのイオン液体の粘性における増大を引き起こす。しかし、実験結果は理論的な観点とは全く逆となっている。その理論に縛られず、ホウ素への1つの水素原子の導入は、テトラシアノ−ボラートアニオンの対称性を壊し、イオン液体粘性の強力な減少につながるようである。
式Iで表される化合物のもう1つの有利は、それらが商業的に利用可能な出発材料から単純な反応プロトコルを介して製造できることである。
[(RO]カチオン(式(1))のRは好ましくは、1〜8個のC原子を有する、好ましくは1〜4個のC原子を有する直鎖状アルキルであり、特にメチルまたはエチルであり、非常に特に好ましくはエチルである。
[(RS]カチオン(式(2))のRは好ましくは、1〜8個のC原子を有する、好ましくは1〜4個のC原子を有する直鎖状アルキルであり、特にメチルまたはエチルであり、非常に特に好ましくはエチルである。この定義は電解質の成分としての技術的適用に好ましい。
スルホニウムカチオンが、カチオン性重合開始剤、光重合開始剤または光酸発生剤としての本発明のアニオンとともに選択される場合、式(2)で表されるスルホニウムカチオンの中の少なくとも一つの置換基Rは、好ましくはフェニルまたは置換フェニルである。特に好ましくは、式(2)におけるすべての置換基Rが、本願に関し、それぞれ独立して、フェニルおよび/またはR’は前述の意味を有する、SR’で置換されたフェニルである。
本願に関する式(2)で表される好ましいカチオンは、トリフェニルスルホニウム、ジフェニルトリルスルホニウム、ジフェニルエチルスルホニウム、ジフェニル−2,2,2−トリフルオロエチルスルホニウム、ジフェニル−2−エトキシエチルスルホニウム、ジフェニル−2−クロロエチルスルホニウム、ジフェニル−3−ブロムプロピルスルホニウム、ジフェニル−3−クロルプロピルスルホニウム、ジフェニル−3−シアノプロピルスルホニウム、ジフェニルアリルスルホニウム、ジフェニル−4−ペンテニルスルホニウム、ジフェニルプロパルギルスルホニウム、ジフェニルベンジルスルホニウム、ジフェニル(p−シアノベンジル)スルホニウム、ジフェニル(p−メチルベンジル)スルホニウム、ジフェニル(p−フェニルチオベンジル)スルホニウム、ジフェニル(3,3−ジシアノ−2−フェニル−2−プロペニル)スルホニウム、ジフェニル(p−メチルフェナシル)スルホニウム、ジフェニル(エチルカルボキシ)メチルスルホニウム、ジフェニル(n−オクチル)スルホニウム、ジフェニル(n−オクタデシル)スルホニウム、ジフェニル(ω−カルボキシトリデシル)スルホニウム、ジフェニル(3−オキシプロピル)スルホニウム、ジフェニル(ω−カルボキシドデシル)スルホニウム、ジヘキシルフェニルスルホニウム、ジトリルフェニルスルホニウム、トリトリルスルホニウム、m−またはp−(tert−ブチル)フェニル−ジフェニルスルホニウム、m−またはp−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム、m−またはp−CN−フェニル−ジフェニルスルホニウム、m−またはp−C13S−フェニル−ジフェニルスルホニウム、m−またはp−CS−フェニル−ジフェニルスルホニウム、トリ(p−メトキシフェニル)スルホニウム、トリ[4−(4−アセチル−フェニルスルファニル)フェニル]スルホニウム、トリ(4−tert.−ブチルフェニル)スルホニウムである。
本発明の目的のために、完全に不飽和のシクロアルキル置換基はまた、芳香族置換基を意味するものと解釈される。
本発明によると、式(3)〜(7)の化合物の好適な置換基RおよびR〜R13は、好ましくは以下のものである:H、C〜C20、特にC〜C14アルキル基、および飽和または不飽和、すなわちまた芳香族のC〜Cシクロアルキル基、これはC〜Cアルキル基によって置換されていてもよく、特にC〜Cアルキル基によって置換されうるフェニルである。
式(3)または(4)で表される化合物における置換基RおよびRは、同一であっても異なっていてもよい。置換基RおよびRは、好ましくは異なっている。
置換基RおよびRは、特に好ましくはメチル、エチル、イソプロピル、プロピル、ブチル、sec−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシルまたはテトラデシルである。
グアニジニウムカチオン[C(NR)(NR1011)(NR1213)]の4つまでの置換基をまた、単環式、二環式または多環式カチオンが形成するように対に結合させてもよい。
一般性を制限せずに、かかるグアニジニウムカチオンの例は、以下のものである:
式中、置換基R〜R10およびR13は、上に示した意味または特に好ましい意味を有することができる。
所望により、上に示したグアニジニウムカチオンの炭素環または複素環はまた、直鎖状または分枝状C〜Cアルキル、直鎖状または分枝状C〜Cアルケニル、−CN、−NO、F、Cl、Br、I、OH、直鎖状または分枝状−C〜Cアルコキシ、−N(R’)、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−COOH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOX、−SOH、置換もしくは非置換フェニルまたは非置換もしくは置換複素環によって置換されていてもよく、ここでXおよびR’は上に示される意味を有する。
ウロニウムカチオン[C(NR)(OR)(NR)]またはチオウロニウムカチオン[C(NR)(SR)(NR)]の4つまでの置換基をまた、単環式、二環式または多環式カチオンが形成するように対に結合させてもよい。
一般性を制限せずに、そのようなカチオンの例を以下に示すが、ここでY=OまたはSである:
式中、置換基R、RおよびRは、上に示した意味または特に好ましい意味を有することができる。
所望であるならば、上に示したカチオンの炭素環または複素環はまた、直鎖状または分枝状C〜Cアルキル、直鎖状または分枝状C〜Cアルケニル、−CN、−NO、F、Cl、Br、I、−OH、直鎖状または分枝状C〜Cアルコキシ、−N(R’)、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−COOH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOX、−SOH、置換もしくは非置換フェニルまたは非置換もしくは置換複素環によって置換されていてもよく、ここでXおよびR’は、上に示した意味を有する。
置換基R〜R13は、それぞれ、互いに独立して、好ましくは1〜16個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基である。式(5)〜(7)で表される化合物中の置換基RおよびR、RおよびR、RおよびR、R10およびR11ならびにR12およびR13は、同一であっても異なっていてもよい。R〜R13は、特に好ましくは、それぞれ、互いに独立してメチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、sec−ブチル、フェニル、ヘキシルまたはシクロヘキシル、極めて特に好ましくはメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチルまたはヘキシルである。
本発明により、式(8)で表される化合物の好適な置換基R1’〜R4’は、各々、互いに独立して、好ましくは、

1〜20個のC原子を有し、任意にフッ素化もしくはパーフッ素化されていてもよい直鎖状もしくは分枝状アルキル、
2〜20個のC原子および1つもしくは2つ以上の二重結合を有し、任意にフッ素化されていてもよい直鎖状もしくは分枝状アルケニル、
2〜20個のC原子および1つもしくは2つ以上の三重結合を有し、任意にフッ素化されていてもよい直鎖状もしくは分枝状アルキニル、または2〜8個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝状アルコキシアルキル
であり、但しR1’およびR4’は同時にはパーフッ素化されていないと想定する。
置換基R’およびR’はそれぞれ、互いに独立して、特に好ましくは、1〜20個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝状アルキルであり、これは任意にフッ素化もしくはパーフッ素化されていてもよく、または、2〜8個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝状アルコキシアルキルであり、但しR1’およびR4’は同時にはパーフッ素化されていないと想定する。
置換基R1’およびR4’はそれぞれ、互いに独立して、特に好ましくは、メチル、エチル、アリル、イソ−プロピル、プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−オクチル、n−デシル、シクロヘキシル、メトキシエチル、メトキシメチル、エトキシエチル、エトキシメチル、フェニルまたはベンジルである。それらは、非常に特に好ましくは、メチル、エチル、プロピル、n−ブチルまたはメトキシエチルである。ピロリジニウム、ピペリジニウムまたはインドリニウム化合物において、2つの置換基R1’およびR4’は、好ましくは異なっている。
本発明において、式(8)で表される化合物の好適な置換基R2’およびR3’は、特に好ましくは以下のものである:H、直鎖状または分枝状C〜C20、特にC〜C12アルキル基、および飽和の、または不飽和の、すなわちまた芳香族の、C〜Cシクロアルキル基であり、それは、直鎖状または分枝状C〜Cアルキル基によって置換されていてもよく、特にフェニル。
置換基R2’またはR3’は、それぞれの場合において、互いに独立して、特にH、メチル、エチル、イソ−プロピル、プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、シクロヘキシル、フェニルまたはベンジルである。R2’は、特に好ましくはH、メチル、エチル、イソ−プロピル、プロピル、ブチルまたはsec−ブチルである。R3’は、特に好ましくはHである。R2’およびR3’は、極めて特に好ましくはHである。
1〜20個のC原子を有する、直鎖状または分枝状アルキルは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20個のC原子を有するアルキル基、例えば、メチル、エチル、イソ−プロピル、n−プロピル、イソ−ブチル、n−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、1−、2−または3−メチルブチル、1,1、1,2−または2,2−ジメチルプロピル、1−エチルプロピル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−ノナデシルまたエイコシルであり、これは任意にフッ素化またはパーフッ素化されていてもよい。用語「パーフッ素化された」は、所与のアルキル基中においてすべてのH原子がF原子によって置換されていることを意味する。用語「フッ素化された」は、所与のアルキル基の少なくとも1個のH原子がF原子によって置換されていることを意味する。
2〜20個のC原子を有し、ここで複数の二重結合がまた存在してもよい直鎖状または分枝状アルケニルは、例えばアリル、2−または3−ブテニル、イソ−ブテニル、sec−ブテニル、さらに4−ペンテニル、イソ−ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、−C17、−C1019〜−C2039、好ましくはアリル、2−または3−ブテニル、イソ−ブテニル、sec−ブテニル、さらに好ましくは4−ペンテニル、イソペンテニルまたはヘキセニルであり、それは、任意に部分的にフッ素化されていてもよい。
2〜20個のC原子を有し、ここで複数の三重結合がまた存在してもよい直鎖状または分枝状アルキニルは、例えばエチニル、1−または2−プロピニル、2−または3−ブチニル、さらに4−ペンチニル、3−ペンチニル、ヘキシニル、ヘプチニル、オクチニル、−C15、−C1017〜−C2037、好ましくはエチニル、1−または2−プロピニル、2−または3−ブチニル、4−ペンチニル、3−ペンチニルまたはヘキシニルであり、それは、任意に部分的にフッ素化されていてもよい。
2〜12個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルコキシアルキルは、例えば、メトキシメチル、1−メトキシエチル、1−メトキシプロピル、1−メトキシ−2−メチル−エチル、2−メトキシ−プロピル、2−メトキシ−2−メチル−プロピル、1−メトキシブチル、1−メトキシ−2,2−ジメチル−エチル、1−メトキシ−ペンチル、1−メトキシヘキシル、1−メトキシ−ヘプチル、エトキシメチル、1−エトキシエチル、1−エトキシプロピル、1−エトキシ−2−メチル−エチル、1−エトキシブチル、1−エトキシ−2,2−ジメチル−エチル、1−エトキシペンチル、1−エトキシヘキシル、1−エトキシヘプチル、プロポキシメチル、1−プロポキシエチル、1−プロポキシプロピル、1−プロポキシ−2−メチル−エチル、1−プロポキシブチル、1−プロポキシ−2,2−ジメチル−エチル、1−プロポキシペンチル、ブトキシメチル、1−ブトキシエチル、1−ブトキシプロピルまたは1−ブトキシブチルである。特に好ましいのは、メトキシメチル、1−メトキシエチル、2−メトキシ−プロピル、1−メトキシプロピル、2−メトキシ−2−メチル−プロピルまたは1−メトキシブチルである。
6〜30個のC原子を有するアリールは6〜30個のC原子を有するアリール基を示し、芳香族非局在化電子を有し、R1*、OR、N(R、CN、NOまたはハロゲンによって任意に1または2回以上置換されている芳香族基である。6〜30個の、好ましくは6〜24個のC原子を有するアリール基は、例えば、1−、2−、3−、4−、5−または6−フェニル、1−、2−、3−、4−、6−、7−または8−ナフチル、1−、2−、3−、4−、6−、7−または8−フェナントレニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−または10−アントラセニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−、10−、11−または12−テトラセニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−、10−、11−または12−ベンゾ[a]アントラセニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−、10−、11−、12−、13−または15−ペンタセニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−、10−、11−または12−クリセニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−または10−ピレニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−、10−、11−または12−ベンゾ[a]ピレニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−または8−アズレニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−または10−フルオランテニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−、10−、11−または12−ペリレニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−または7−インデニルまたは1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−または9−フルオレニルであり、これは好ましくは、非置換であるかまたはR1*、OR、N(R、CN、またはハロゲンによって置換されている。好ましくはアリールは、非置換であるかまたはR1*、OR、N(R、CN、またはハロゲンによって置換されている1−、2−、3−、4−、5−または6−フェニル、1−、2−、3−、4−、6−、7−または8−ナフチルである。R1*およびRは上述の意味を有する。
アリール−C〜Cアルキルは、例えば、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル、フェニルブチル、フェニルペンチルまたはフェニルヘキシルを示し、ここでフェニル環およびまたアルキレン鎖の両方は、上に記載したようにハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって部分的にもしくは完全に、または−OH、−OR’、−N(R’)、−CN、−C(O)OH、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−C(O)OR’、−C(O)R’、−SOOH、−SOX、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−NOによって部分的に置換されていてもよく、およびR’およびXは上述の意味を有する。
3〜7個のC原子を有する非置換で飽和のまたは、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル基は、それゆえ、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロペンテニル、シクロペンタ−1,3−ジエニル、シクロヘキセニル、シクロヘキサ−1,3−ジエニル、シクロヘキサ−1,4−ジエニル、フェニル、シクロヘプテニル、シクロヘプタ−1,3−ジエニル、シクロヘプタ−1,4−ジエニルまたはシクロヘプタ−1,5−ジエニルであり、このそれぞれは、直鎖状または分枝状のC〜Cアルキル基によって置換されていてもよく、ここで、シクロアルキル基あるいは直鎖状または分枝状のC〜Cアルキル基によって置換されたシクロアルキル基は、ハロゲン原子、例えば、F、Cl、BrまたはI、特にFまたはCl、または−OH、−OR’、−N(R’)、−CN、−C(O)OH、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−C(O)OR’、−C(O)R’、−SOOH、−SOX、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−NOによって同様に置換されていてもよく、ならびにR’およびXは上述の意味を有する。
置換基R、R〜R13またはR1’〜R4’において、α位においてヘテロ原子へと結合していない1個または2個の隣接していない炭素原子はまた、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−NR’−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(NR’)NR’−、−PR’=N−または−P(O)R’−の群から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、ここでR’は非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化されたC〜C18アルキル、C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルである。
一般性を制限せずに、このようにして修飾された置換基R、R〜R13およびR1’〜R4’の例は、以下のものである:
−OCH、−OCH(CH、−CHOCH、−CH−CH−O−CH、−COCH(CH、−CSC、−CSCH(CH、−S(O)CH、−SOCH、−SO、−SO、−SOCH(CH、−SOCHCF、−CHSOCH、−O−C−O−C、−CF、−C、−C、−C、−C(CF、−CFSOCF、−CN(C)C、−CHF、−CHCF、−C、−CFH、−CH、−C(CFH、−CHC(O)OH、−CH、−C(O)CまたはP(O)(C
R’またはR1*において、C〜Cシクロアルキルは、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはシクロヘプチルである。
R’またはR1*において、置換フェニルは、直鎖状または分枝状のC〜Cアルキル、直鎖状または分枝状のC〜Cアルケニル、−CN、−NO、F、Cl、Br、I、−OH、直鎖状または分枝状のC〜Cアルコキシ、N(R’’)、−COOH、−C(O)OR’’、−C(O)R’’、−SOX’、−SR’’、−S(O)R’’、−SOR’’、SON(R’’)またはSOHによって置換されたフェニルを示し、ここでX’は、F、ClまたはBrを示し、およびR’’は、R’について定義したように直鎖状または分枝状のC〜CアルキルまたはC〜Cシクロアルキル、例えばo−、m−またはp−メチルフェニル、o−、m−またはp−エチルフェニル、o−、m−またはp−プロピルフェニル、o−、m−またはp−イソプロピルフェニル、o−、m−またはp−tert−ブチルフェニル、o−、m−またはp−ニトロフェニル、o−、m−またはp−ヒドロキシフェニル、o−、m−またはp−メトキシフェニル、o−、m−またはp−エトキシフェニル、o−、m−、p−(トリフルオロメチル)フェニル、o−、m−、p−(トリフルオロメトキシ)フェニル、o−、m−、p−(トリフルオロメチルスルホニル)フェニル、o−、m−またはp−フルオロフェニル、o−、m−またはp−クロロフェニル、o−、m−またはp−ブロモフェニル、o−、m−またはp−ヨードフェニル、さらに好ましくは2,3−、2,4−、2,5−、2,6−、3,4−もしくは3,5−ジメチルフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、2,6−、3,4−もしくは3,5−ジヒドロキシフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、2,6−、3,4−もしくは3,5−ジフルオロフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、2,6−、3,4−もしくは3,5−ジクロロフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、2,6−、3,4−もしくは3,5−ジブロモフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、2,6−、3,4−もしくは3,5−ジメトキシフェニル、5−フルオロ−2−メチルフェニル、3,4,5−トリメトキシフェニルまたは2,4,5−トリメチルフェニルを示す。
1’〜R4’において、ヘテロアリールは、5〜13個の環要素を有する飽和のまたは不飽和の単環式のまたは二環式の複素環式基を意味するものと解釈され、ここで1個、2個もしくは3個のNおよび/または1個もしくは2個のSもしくはO原子が存在してもよく、複素環式ラジカルは、直鎖状または分枝状のC〜Cアルキル、直鎖状または分枝状のC〜Cアルケニル、−CN、−NO、F、Cl、Br、I、−OH、−N(R’’)、直鎖状または分枝状のC−C−アルコキシ、−COOH、−C(O)OR’’、−C(O)R’’、−SOX’、−SON(R’’)、−SR’’、−S(O)R’’、−SOR’’またはSOHによって単置換または多置換されていてもよく、ここでX’およびR’’は、上に示した意味を有する。
複素環式基は、好ましくは置換または非置換の2−もしくは3−フリル、2−もしくは3−チエニル、1−、2−もしくは3−ピロリル、1−、2−、4−もしくは5−イミダゾリル、3−、4−もしくは5−ピラゾリル、2−、4−もしくは5−オキサゾリル、3−、4−もしくは5−イソオキサゾリル、2−、4−もしくは5−チアゾリル、3−、4−もしくは5−イソチアゾリル、2−、3−もしくは4−ピリジル、2−、4−、5−もしくは6−ピリミジニル、さらに好ましくは1,2,3−トリアゾール−1−、−4−もしくは−5−イル、1,2,4−トリアゾール−1−、−4−もしくは−5−イル、1−もしくは5−テトラゾリル、1,2,3−オキサジアゾール−4−もしくは−5−イル、1,2,4−オキサジアゾール−3−もしくは−5−イル、1,3,4−チアジアゾール−2−もしくは−5−イル、1,2,4−チアジアゾール−3−もしくは−5−イル、1,2,3−チアジアゾール−4−もしくは−5−イル、2−、3−、4−、5−もしくは6−2H−チオピラニル、2−、3−もしくは4−4H−チオピラニル、3−もしくは4−ピリダジニル、ピラジニル、2−、3−、4−、5−、6−もしくは7−ベンゾフリル、2−、3−、4−、5−、6−もしくは7−ベンゾチエニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−もしくは7−1H−インドリル、1−、2−、4−もしくは5−ベンゾイミダゾリル、1−、3−、4−、5−、6−もしくは7−ベンゾピラゾリル、2−、4−、5−、6−もしくは7−ベンゾオキサゾリル、3−、4−、5−、6−もしくは7−ベンゾイソオキサゾリル、2−、4−、5−、6−もしくは7−ベンゾチアゾリル、2−、4−、5−、6−もしくは7−ベンゾイソチアゾリル、4−、5−、6−もしくは7−ベンザ−2,1,3−オキサジアゾリル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−もしくは8−キノリニル、1−、3−、4−、5−、6−、7−もしくは8−イソキノリニル、1−、2−、3−、4−もしくは9−カルバゾリル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−もしくは9−アクリジニル、3−、4−、5−、6−、7−もしくは8−シンノリニル、2−、4−、5−、6−、7−もしくは8−キナゾリニルもしくは1−、2−もしくは3−ピロリジニルである。
ヘテロアリール−C〜Cアルキルは、アリール−C〜Cアルキルと同様に、例えばピリジニルメチル、ピリジニルエチル、ピリジニルプロピル、ピリジニルブチル、ピリジニルペンチル、ピリジニルヘキシルを意味するものと解釈され、ここで上記の複素環は、さらにアルキレン鎖にこのようにして結合していてもよい。
HetNz+は、好ましくは
であり、
ここで置換基R1’〜R4’はそれぞれ、互いに独立して上に記載した意味を有する。
HetNz+は、特に好ましくは
であり、
ここで置換基R1’〜R4’はそれぞれ、互いに独立して上に記載した意味を有する。
HetNz+は、非常に特に好ましくは
であり、
ここで置換基R1’〜R4’はそれぞれ、互いに独立して上に記載した意味を有する。イミダゾリウムまたはピロリジニウムカチオンにおけるR1’〜R4’の好ましい意味は以下の用語において定義される:
好ましい1,1−ジアルキルピロリジニウムカチオンは、例えば、1,1−ジメチルピロリジニウム、1−メチル−1−エチルピロリジニウム、1−メチル−1−プロピルピロリジニウム、1−メチル−1−ブチルピロリジニウム、1−メチル−1−ペンチルピロリジニウム、1−メチル−1−ヘキシルピロリジニウム、1−メチル−1−ヘプチルピロリジニウム、1−メチル−1−オクチルピロリジニウム、1−メチル−1−ノニルピロリジニウム、1−メチル−1−デシルピロリジニウム、1,1−ジエチルピロリジニウム、1−エチル−1−プロピルピロリジニウム、1−エチル−1−ブチルピロリジニウム、1−エチル−1−ペンチルピロリジニウム、1−エチル−1−ヘキシルピロリジニウム、1−エチル−1−ヘプチルピロリジニウム、1−エチル−1−オクチルピロリジニウム、1−エチル−1−ノニルピロリジニウム、1−エチル−1−デシルピロリジニウム、1,1−ジプロピルピロリジニウム、1−プロピル−1−メチルピロリジニウム、1−プロピル−1−ブチルピロリジニウム、1−プロピル−1−ペンチルピロリジニウム、1−プロピル−1−ヘキシルピロリジニウム、1−プロピル−1−ヘプチルピロリジニウム、1−プロピル−1−オクチルピロリジニウム、1−プロピル−1−ノニルピロリジニウム、1−プロピル−1−デシルピロリジニウム、1,1−ジブチルピロリジニウム、1−ブチル−1−メチルピロリジニウム、1−ブチル−1−ペンチルピロリジニウム、1−ブチル−1−ヘキシルピロリジニウム、1−ブチル−1−ヘプチルピロリジニウム、1−ブチル−1−オクチルピロリジニウム、1−ブチル−1−ノニルピロリジニウム、1−ブチル−1−デシルピロリジニウム、1,1−ジペンチルピロリジニウム、1−ペンチル−1−ヘキシルピロリジニウム、1−ペンチル−1−ヘプチルピロリジニウム、1−ペンチル−1−オクチルピロリジニウム、1−ペンチル−1−ノニルピロリジニウム、1−ペンチル−1−デシルピロリジニウム、1,1−ジヘキシルピロリジニウム、1−ヘキシル−1−ヘプチルピロリジニウム、1−ヘキシル−1−オクチルピロリジニウム、1−ヘキシル−1−ノニルピロリジニウム、1−ヘキシル−1−デシルピロリジニウム、1,1−ジヘキシルピロリジニウム、1−ヘキシル−1−ヘプチルピロリジニウム、1−ヘキシル−1−オクチルピロリジニウム、1−ヘキシル−1−ノニルピロリジニウム、1−ヘキシル−1−デシルピロリジニウム、1,1−ジヘプチルピロリジニウム、1−ヘプチル−1−オクチルピロリジニウム、1−ヘプチル−1−ノニルピロリジニウム、1−ヘプチル−1−デシルピロリジニウム、1,1−ジオクチルピロリジニウム、1−オクチル−1−ノニルピロリジニウム、1−オクチル−1−デシルピロリジニウム、1,1−ジノニルピロリジニウム、1−ノニル−1−デシルピロリジニウムまたは1,1−ジデシルピロリジニウムである。非常に特に好ましいのは、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムまたは1−プロピル−1−メチルピロリジニウムである。
好ましい1−アルキル−1−アルコキシアルキルピロリジニウムカチオンは、例えば、1−メトキシメチル−1−メチル−ピロリジニウム、1−メトキシメチル−1−エチル−ピロリジニウム、1−(2−メトキシエチル)−1−メチルピロリジニウム、1−(2−メトキシエチル)−1−エチルピロリジニウム、1−(2−メトキシエチル)−1−プロピルピロリジニウム、1−(2−メトキシエチル)−1−ブチルピロリジニウム、1−(2−エトキシエチル)−1−メチルピロリジニウム、1−エトキシメチル−1−メチルピロリジニウム、1−エトキシメチル−1−エチル−ピロリジニウムである。非常に特に好ましいのは、1−(2−メトキシエチル)−1−メチルピロリジニウムである。
好ましい1,3−ジアルキルイミダゾリウムカチオンは、例えば、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−メチル−3−プロピルイミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−プロピル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、1−メチル−3−ペンチルイミダゾリウム、1−エチル−3−プロピル−イミダゾリウム、1−ブチル−3−エチルイミダゾリウム、1−エチル−3−ペンチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−プロピルイミダゾリウム、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウム、1,3−ジプロピルイミダゾリウム、1,3−ジブチルイミダゾリウム、1,3−ジペンチルイミダゾリウム、1,3−ジヘキシルイミダゾリウム、1,3−ジヘプチルイミダゾリウム、1,3−ジオクチルイミダゾリウム、1,3−ジノニルイミダゾリウム、1,3−ジデシルイミダゾリウム、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム、1−ヘプチル−3−メチルイミダゾリウム、1−メチル−3−オクチルイミダゾリウム、1−メチル−3−ノニルイミダゾリウム、1−デシル−3−メチルイミダゾリウム、1−エチル−3−ヘキシルイミダゾリウム、1−エチル−3−ヘプチルイミダゾリウム、1−エチル−3−オクチルイミダゾリウム、1−エチル−3−ノニルイミダゾリウムまたは1−デシル−3−エチルイミダゾリウムである。特に好ましいカチオンは、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムまたは1−メチル−3−プロピルイミダゾリウムである。
好ましい1−アルコキシアルキル−3−アルキルイミダゾリウムカチオンは、例えば1−メトキシメチル−3−メチルイミダゾリウム、1−メトキシメチル−3−エチルイミダゾリウム、1−メトキシメチル−3−ブチルイミダゾリウム、1−(2−メトキシエチル)−3−メチルイミダゾリウム、1−(2−メトキシエチル)−3−エチルイミダゾリウム、1−(2−メトキシエチル)−3−プロピルイミダゾリウム、1−(2−メトキシエチル)−3−ブチルイミダゾリウム、1−(2−エトキシエチル)−3−メチルイミダゾリウム、1−エトキシメチル−3−メチルイミダゾリウムである。
好ましい1−アルケニル−3−アルキルイミダゾリウムカチオンは、例えば、1−アリル−3−メチル−イミダゾリウムまたは1−アリル−2,3−ジメチルイミダゾリウムである。
好ましい式(9)で表されるカチオンは、ジフェニルヨードニウム、ジトリルヨードニウム、フェニルトリルヨードニウム、トリル−(4−sec.−ブチルフェニル)ヨードニウム、ジ(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム、p−メトキシフェニル−フェニルヨードニウム、ジ(p−メトキシフェニル)ヨードニウム、m−あるいはp−CN−フェニル−フェニルヨードニウム、m−あるいはp−(CS)−フェニル−フェニルヨードニウムである。
本発明の式Iで表される化合物の有機カチオンは、好ましくは式(2)、(3)および(4)で表されるスルホニウム、アンモニウム、ホスホニウムカチオンまたは式(8)で表される複素環式カチオンであり、上に記載したように、特に電解質配合物としての適用において特に好ましくは、式(2)で表されるスルホニウムカチオンまたは式(8)で表される複素環式カチオンである。
本発明の式Iで表される化合物の有機カチオンは、非常に特に好ましくは、式(8)で表され、式中HetNz+が上に定義したように、複素環式カチオンであり、ここで置換基R1’〜R4’が各々、互いに独立して、電解質配合物としての適用のために、上に記載した意味を有する。式Iで表される化合物の有機カチオンは、極めて特に好ましくはイミダゾリウムであり、ここで置換基R1’〜R4’はそれぞれ、互いに独立して上に記載した意味を有するか、または上に記載したように1,3−ジアルキルイミダゾリウム、1−アルケニル−3−アルキルイミダゾリウムあるいは1−アルコキシアルキル−3−アルキルイミダゾリウムが特に好ましい意味の1つを有する。
式Iで表される特に好適な有機カチオンは、本願に関し、1−ブチル−1−メチルピロリジニウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−(2−メトキシエチル)−3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、トリブチル−メチルアンモニウム、テトラ−n−ブチルアンモニウム、トリブチル−メチルホスホニウム、テトラ−フェニルホスホニウム、ジエチル−メチルスルホニウム、S−エチル−N,N,N’,N’−テトラメチルイソチオウロニウム、1−アリル−3−メチルイミダゾリウム、1−アリル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−シアノメチル−3−メチルイミダゾリウム、1−メチル−3−プロピニルイミダズリウム、1,1−ジメチルピロリジニウムまたはトリメチルスルホニウムである。
本発明の化合物中の置換基、例えばC、H、N、O、Cl、Fが対応する同位体によって置き換えられていてもよいことは、当業者には言うまでもない。
式Iで表され、式中[Kt]z+がLiである化合物を、一次電池、二次電池、コンデンサ、スーパーコンデンサ(supercapacitor)または電気化学セルにおける伝導性塩として、任意にまたさらなる伝導性塩および/または添加剤と組み合わせて、高分子電解質または相間移動媒体の構成要素として好ましく使用することができる。
式Iで表され、式中[Kt]z+がNaまたはKである化合物は、好ましくは、式Iで表され、式中[Kt]z+が有機カチオンまたはナトリウムまたはカリウム以外のもう1つの無機カチオンである出発材料として使用することができる。
式Iで表され、式中[Kt]z+が、上に記載される、または好ましいと記載される、式(2)、(5)、(6)、(9)、トリチリウム、ピリリウム、1−ベンゾピリリウムまたは2−ベンゾピリリウムに対応する化合物は好ましくは、カチオン性重合開始剤、光重合開始剤または光酸発生剤として使用することができる。
この技術的適用に使用される特に好ましい有機カチオンは、アリールが上に記載したように式(9)で表されるカチオンに対し定義される、トリアリールスルホニウムカチオンまたはジアリールヨードニウムカチオンに相当する。カチオン性重合開始剤、光重合開始剤または光酸発生剤として、この技術的適用に使用される非常に特に好ましい有機カチオンは、トリフェニルスルホニウム、トリトリルスルホニウム、p−(tert−ブチル)フェニル−ジフェニルスルホニウム、p−メトキシフェニル−ジフェニルスルホニウム、p−C13S−フェニル−ジフェニルスルホニウム、m−または(p−CS−フェニル)−ジフェニルスルホニウム、トリ[4−(4−アセチル−フェニルスルファニル)フェニル]スルホニウム、トリ(4−tert.−ブチルフェニル)スルホニウム、ジフェニルヨードニウム、ジトリルヨードニウム、フェニルトリルヨードニウム、ジ(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム、m−または(p−CS−フェニル)−フェニルヨードニウムまたはトリル−(4−sec.−ブチルフェニル)ヨードニウムである。
加えて、本発明は、式中[Kt]Z+がアルカリ金属カチオンであり、およびzが1を示し、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ナトリウムおよびヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウムを含む式I−1

[Me][BH(CN) I−1

で表される化合物を示す、前記化合物の製造方法であって、ステップ1において式II

[Me[B(CN) II

で表される化合物のアルカリ金属[Me]との反応を含み、
ここで式IIにおける[Meはアルカリ金属[Me]と異なるまたは等しいアルカリ金属カチオンを示す、式III

{[Me][B(CN)2− III

式中、[Me]はアルカリ金属のアルカリ金属カチオンを示す
で表される化合物の形成を生じさせ、およびステップ2において、ステップ1から生じた式IIIで表される化合物の加水分解を含む、前記方法に関する。
式IIで表される化合物は、例えば、Merck KGaA(Darmstadt)から商業的に入手できるか、またはWO 2004/072089により、特に例1〜3において開示するように合成することができる。
アルカリ金属は、商業的に入手できる材料である。
[Me]は好ましくは、KまたはNaであり、特に好ましくはKである。[Me]は、好ましくはリチウム、ナトリウム、カリウムまたはそれらの混合物であり、特に好ましくはナトリウムである。
[Kt]z+はアルカリ金属カチオンであり、かつ、zは1であり、上記の式I−1で表される化合物を示す、式Iで表される化合物の製造方法は、アルカリ金属に対して不活性である液体アンモニア中または、有機溶媒中で、例えばテトラヒドロフラン、ジアルキルエーテルまたはアミドに基づく溶媒中で実行される。反応が有機溶媒中で進行する場合、いくつかの触媒、例えばベンゾフェノンの適用により、プロセスを加速することができ、式IIIで表される化合物の収量を向上させることができる。
有用なアミド溶媒は、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−メチルピロリドンまたはHMPT(ヘキサメチルホスホルトリアミド)である。
液体アンモニアは、約−78℃の温度において濃縮し、反応混合物を不活性雰囲気、例えば窒素またはアルゴンなどの不活性雰囲気の存在下で−50℃〜−30℃の温度にまで温め、次いで10℃〜30℃まで温めてアンモニアが蒸発する。
ステップ2の加水分解は、好ましくは15℃〜30℃の温度の水中で、好ましくは室温において、無機塩基、例えばアルカリ金属炭酸塩または酢酸塩など、または有機塩基、好ましくはトリアルキルアミンの非存在下または存在下において実行される。
式I−1で表される化合物を有機溶媒での抽出により精製するのが好ましい。
有用な有機溶媒は、例えばアセトニトリル、ジメトキシエタン、ジグリム、テトラヒドロフラン、またはメチル−tert−ブチルエーテルである。
加えて、本願発明は、式中[Kt]z+がカリウムのカチオンでありおよびzが1を示す上記の式Iで表される化合物であって、これは式I−2

[K][BH(CN) I−2

で表される化合物を示す前記化合物の特別な製造方法に関し、式IV

[Me[BH IV

式中、[Meはアルカリ金属カチオンを示す
で表される化合物の、{4KSCN+K[Zn(SCN)]}との反応、および少量の任意の副生成物K[BH(CN)]からの精製を含む、前記方法に関する。
反応は、不活性雰囲気(窒素またはアルゴン)中の固相反応において、100℃〜220℃の温度で、好ましくは150℃〜200℃で、特に好ましくは185℃で実行される。
室温に冷ました後、混合物は水に溶かし、抽出方法として当該技術分野における公知の方法に従い精製する。チオシアン酸塩(rhodanid)錯体は、商業的に入手できるチオシアン酸ナトリウムまたはチオシアン酸カリウムおよび硫酸亜鉛から製造することができる。
[Meは好ましくはKまたはNa、特に好ましくはNaである。テトラヒドリドホウ酸ナトリウムおよびテトラヒドリドホウ酸カリウムは商業的に入手できる。
加えて、本願発明は、ここで、[Kt]z+はアルカリ金属カチオンであり、zは1である上記の式Iで表される化合物の製造方法であって、式II

[Me[B(CN) II

で表される化合物の強塩基、好ましくはアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アミド、置換アミドまたはアルカリ金属アルコラートとの反応を含み、ここで式IIにおいて[Meはアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アミドまたはアルカリ金属アルコラートのアルカリ金属カチオンと異なるかまたは等しいアルカリ金属カチオンを示す、前記反応に関する。アルカリ金属水酸化物は、特に好ましくは、式IIで表される化合物との反応において使用される。
反応は、溶媒なしで、または有機溶媒の存在下において、20℃〜200℃、好ましくは50℃〜200℃において、好ましくは100°〜160℃の温度で実行される。
有用な有機溶媒は、例えば、アセトニトリル、ジメトキシエタン、ジグリム、テトラヒドロフランまたはメチル−tert−ブチル−エーテルまたはアミド溶媒、例えば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−メチルピロリドンまたはHMPT(ヘキサメチルホスホルトリアミド)などである。
式Iで表され、式中カチオンがアルカリ金属カチオン以外の有機カチオンまたは無機カチオンである化合物の製造方法は、メタセシス反応(塩交換反応)であり、ここでカチオンが、一般的に知られているように交換される。
したがって本発明はまた、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ナトリウム、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウムおよびヒドリド−トリシアノ−ホウ酸銀を含む、式中[Kt]z+は出発材料において使用されたアルカリ金属カチオン以外の他のカチオンであり、およびzは1、2、3または4である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の式Iで表される化合物の塩交換反応における製造方法であって、式I−1

[Me][BH(CN) I−1

式中、[Me]はアルカリ金属カチオンまたはH[BH(CN)]である、で表されるアルカリ金属塩を、式V

KtA V、

式中、
Ktは式I−1で表される化合物のアルカリ金属カチオンまたはH+以外の、有機カチオンまたは無機カチオンの意味を有し、
AはF、Cl、Br、I、OH、[HF、[CN]、[SCN]、[RCOO]、[ROC(O)O]、[RSO、[RCOO]、[RSO、[ROSO、[PF、[BF、[HSO1−、[SO2−、[NO、[(RP(O)O]、[RP(O)O2−、[(RO)P(O)O]、[(RO)P(O)O2−、[(RO)RP(O)O]、トシル酸塩,マロン酸塩を意味し、これは1〜4個のC原子を有する、直鎖状または分枝状のアルキル基によって置換されていてもよい、[HOCOまたは[CO2−を示し、但し[SO2-および[CO2-は、式I−1で表される化合物であって、式中Rがそれぞれ互いに独立して1〜12個のC原子を有する直鎖状または分枝状のアルキル基である前記化合物のアルカリ金属カチオン以外のもう1つの金属カチオンを有する式Iで表される化合物の合成のみに用いられ、および
はそれぞれ互いに独立して1〜12個のC原子を有する直鎖状または分枝状のパーフッ素化されたアルキル基であり、およびここで、電気的中性が塩KtAで表される式中で考慮される、
で表される化合物と反応させることを特徴とする、前記反応に関する。
は特に好ましくは、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチルまたはノナフルオロブチルであり、極めて特に好ましくはトリフルオロメチルまたはペンタフルオロエチルである。
は特に好ましくは、メチル、エチル、n−ブチル、n−ヘキシルまたはn−オクチルであり、極めて特に好ましくはメチルまたはエチルである
上に記載される、式I−1で表される化合物は、好ましくは上記のメタセシス反応において使用される。
置換マロン酸は例えば、マロン酸メチルまたはマロン酸エチルである。
式Vで表される化合物は、ほとんどの場合において商業的に入手できるか、または既知のプロセスによって合成することができる。式Vで表される化合物の調製のための既知のプロセスは、例えば、P. Wasserscheid, T. Welton(編)、Ionic Liquids in Synthesis、第2版、WILEY-VCH, Weinheim, 2008に記載されている。
式Vにおけるアニオンは、好ましくはOH、Cl、Br、I、[HF、[CN]、[SCN]、[CHOC(O)O]、[CHC(O)O]、[CHSO、[CFC(O)O]、[CFSO、[CHOSO、[SiF2−、[PF、[BF、[HSO1−、[NO、[COSO、[(CP(O)O]、[CP(O)O2−、トシラート、マロナートまたは[SO2−および[CO2−、但し、[SO2−および[CO2−は、式I−1で表される化合物のアルカリ金属カチオン以外のもう1つの金属カチオン有する式Iで表される化合物の合成のために単に使用されるにすぎない、であり、特に好ましくは、OH、Cl、Br、I、[CHSO、[CHOSO、[PF、[CFCOO]、[CFSO、[(CP(O)O]または[CO2−である。
式Vにおけるアニオンは、無機カチオンを有する式Iで表される化合物の合成のためには、極めて特に好ましくは、OH、Cl、Br、[CHOSO、[CFSO、[CHSOであり、また式Vにおけるアニオンは、有機カチオンを有する式Iで表される化合物の合成のためには、極めて特に好ましくは、OH、Cl、Br、[CHOSO、[PF、[CFSO、[CHSOまたは[(CP(O)O]である。
[Kt]z+が有機カチオンである式Iで表される化合物の製造に好適な有機塩は、式(1)〜(8)で表されるカチオンまたはそれらの好ましい態様を上記でAと定義されるアニオンおよびその好ましい態様とともに有する塩であり、これは式(1)〜(8)のカチオンまたはその好ましい態様およびOH、Cl、Br、[CHOSO、[PF、[CFSO、[CHSOまたは[(CP(O)O]の塩を意味する。
[Kt]z+がHである式Iで表される化合物の製造に好適な物質は、有機溶媒中、好ましくはジエチルエーテル中の水性H[BF]およびH[PF]またはH[BF]およびH[PF]である。K[BH(CN)]またはNa[BH(CN)]のH[BF]またはH[PF]との反応により、溶媒和型のH[BH(CN)]および、完全溶解性のヘキサフルオロリン酸またはテトラフルオロホウ酸カリウムまたはナトリウムの形成が起こる。
[Kt]z+が例えば銀、マグネシウム、銅、亜鉛およびカルシウムの群からの、金属カチオンである式Iで表される化合物の製造に好適な無機塩は、例えば、AgO、AgCO、MgCO、CuO、ZnO、Zn[HCO、CaCOまたはCa(OC(O)CHである。カリウム以外の式Iで表されるもう1つのアルカリ金属塩へのメタセシス反応に有用な塩は、例えばLiBFである。
当該反応を、式I−1で表される化合物の場合においては水中で、または有機溶媒中で有利に行い、ここで10°〜100℃の温度、好ましくは15°〜60℃の温度、特に好ましくは室温が、好適である。
しかしながら、当該反応を、あるいはまた式Iで表される化合物について、有機溶媒中で10°〜100℃の温度で行うことができる。ここで好適な溶媒は、アセトニトリル、ジアルキルエーテル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロメタン、ジメトキシエタンまたはアルコール、例えば、メタノールまたはエタノールまたはイソ-プロパノールである。
本発明はさらに、式III

{[Me][B(CN)2− III

式中、[Me]はアルカリ金属カチオンを示し、これは好ましくは、Li、NaまたはKである
で表される化合物に関する。
本発明はさらに、式IIIであらわされる化合物の対応する製造方法であって、式II

[Me[B(CN) II

式中、[Meはアルカリ金属[Me]を備えたアルカリ金属カチオンを意味し、ここで、アルカリ金属[Me]およびアルカリ金属カチオン[Meは同一かまたは異なる
で表される化合物の反応を含む、前記方法に関する。
上記反応は液体アンモニア中あるいはアルカリ金属に対して不活性な有機溶媒中、例えば、テトラヒドロフラン、ジアルキルエーテルまたはアミド系溶媒中で行われる。液体アンモニアは約−78℃で濃縮し、窒素またはアルゴンなどの、不活性雰囲気の存在下において−50℃〜−30℃の温度へと反応混合液を温め、次いで10℃〜30℃へと温め、アンモニアを蒸発させた。
塩Na[B(CN)]、Li[B(CN)]およびK[B(CN)]は極めて感湿性のある化合物であるが、長期間グローブボックスの中で貯蔵することができる。これらの塩は液体アンモニア、ジメチルホルムアミドに可溶性であり、アセトニトリルおよびNHCHCHNHにわずかに可溶性である。それらはテトラヒドロフランおよびジエチルカルボナートに非溶解性である。
本発明はさらに、求電子剤との反応による化学物質中へのB(CN)基の導入のための、上記の式IIIで表される化合物の使用に関する。
本発明はさらに、上述の式Iで表される化合物の、化学反応のための媒体としての、触媒としてのおよび/または触媒プロセスにおける媒体としての、伝導性塩として、電気化学セル中に適用するための電解質の成分としての、電気化学プロセスのための支持電解質の成分としての、界面活性剤としての、相間移動触媒としての、トレーナーとしての、抽出剤としての、帯電防止添加剤としての、可塑剤としての;伝熱媒体としての、膜材料および繊維材料の改質剤としての;潤滑剤としての、潤滑剤組成物へのまたは工学的な流体への添加剤としての;油圧油としてのまたは油圧油への添加剤としての使用に関する。
好ましくは、上記の無機カチオンを有する式Iで表される化合物は、触媒として、伝導性塩として、電気化学セル中に適用するための電解質の成分として、電気化学プロセスのための支持電解質の成分として、界面活性剤として、相間移動触媒としてまたは帯電防止添加剤として有用である。
好ましくは、上記の有機カチオンを有する式Iで表される化合物またはHは、化学反応のための媒体として、触媒および/または触媒プロセスにおける媒体として、伝導性塩として、電気化学セル中に適用するための電解質の成分として、電気化学プロセスのための支持電解質の成分として、界面活性剤として、相間移動触媒として、トレーナーとして、抽出剤として;帯電防止添加剤として、可塑剤として;伝熱媒体として、膜材料および繊維材料の改質剤として;潤滑剤として、潤滑剤組成物への添加剤として、または他の工学的な流体への添加剤として;油圧油としてまたは油圧油への添加剤として有用である。
式Iで表される前記有機塩を触媒プロセスにおける媒体として、あるいは溶媒として使用する場合、これらは当業者に公知の任意の反応、例えば、遷移金属触媒反応または酵素触媒反応、例えばヒドロホルミル化反応、オリゴマー化反応、エステル化反応、異性化反応などにおいて好適であるが、前記リストは包括的ではない。
抽出剤としての使用の際に、式Iで表される有機塩を使用して、反応生成物を分離し、ならびに不純物を、それぞれの構成成分のイオン液体への溶解性に応じて分離することができる。加えて、イオン液体はまた、複数の構成成分の分離における、例えば混合物の複数の構成成分の蒸留的な(distillative)分離における分離媒体として作用し得る。
さらなる可能な用途は、高分子材料中の可塑剤としての、および様々な電気化学セルおよび例えばガルバーニ電池における、コンデンサにおける、または燃料電池における用途における伝導性塩または添加剤としての使用である。
式Iで表される有機塩の適用のさらなる分野は、本発明において、炭水化物含有固体、特に生体高分子およびその誘導体または分解生成物のための溶媒である。さらに、これらの新たな化合物を、機械類、例えばコンプレッサ、ポンプまたは水力装置のための潤滑剤、作動流体として適用することができる。さらなる適用の分野は、粒子またはナノ物質合成の分野であり、ここでこれらのイオン性液体は、媒体または添加剤として作用することができる。
式Iで表され、式中[Kt]z+が、上に記載されるまたは上に好ましく記載される式(2)、(5)、(6)、(9)、トリチリウム、ピリリウム、1−ベンゾピリリウムまたは2−ベンゾピリリウムに対応している化合物は、好ましくは、カチオン性重合開始剤、光重合開始剤または光酸発生剤として使用することができる。
カチオン性重合開始剤は、少なくとも1種のモノマーの重合を、例えば、イソ−ブチレン、スチレン、ビニルエーテル類、ラクトン類、ラクタム類、環状エーテル類およびエポキシ含有化合物などのカチオン性重合化合物の重合を開始させることができる。
重合プロセスは、光重合開始剤が使用される場合、照射により開始され、これは光開始剤および少なくとも1種のモノマーの混合物が、光、電子線あるいはガンマ線などのエネルギー線により照射されることを意味する。この種の光重合は通常は特に、迅速に架橋された最終製品をもたらす。上記の式(2)、(5)、(6)、(9)、トリチリウム、ピリリウム、1−ベンゾピリリウムまたは2−ベンゾピリリウムのカチオンを備えた式Iで表される化合物は、カチオン性光重合開始剤である。特に、式(2)および(9)で表されるカチオンを備えた式Iで表される化合物が好ましい。
光重合開始剤は、時に、わずか数秒での硬化を時に必要するラッカーあるいは樹脂の配合物の成分である。硬化は光、レーザー、電子線あるいはガンマ線により、特にUV光により開始されうる。
光重合は時にさまざまな技術適用、例えば塗膜の硬化、平版印刷版、樹脂凸版印刷版およびプリント回路基板、フォトレジストおよびフォトマスクの調製および、白黒またはカラー転写シートおよびカラーリングシートの作成のために使用される。
式(2)、(5)、(6)、(9)、トリチリウム、ピリリウム、1−ベンゾピリリウムまたは2−ベンゾピリリウムのカチオンを備えた式Iで表される化合物が、光、レーザー、電子線あるいはガンマ線により照射される場合、それらはその場で対応するブレンステッド酸またはルイス酸を構築することができ、それは触媒量を意味し、したがって、この酸によって重合を開始することができる。このような特性を示すこのような化合物は一般に、光酸発生剤(PAG)として知られている。PAGのものは高活性であり、良好なフォトスピードで、酸感応性有機官能基の脱保護を触媒することが示されている。PAGのものは非常に頻繁にレジストにおいて使用される。
したがって本発明のもう1つの目的は、前記の式(2)、(5)、(6)、(9)、トリチリウム、ピリリウム、1−ベンゾピリリウムまたは2−ベンゾピリリウムのカチオンを備えた式Iで表される少なくとも1種の化合物および少なくとも一種の重合性化合物を含む硬化性組成物である。
したがって本発明のもう1つの目的は、前記のまたは好ましいと記載される式(2)および(9)で表されるカチオンを備えた式Iで表される少なくとも1種の化合物および少なくとも一種の重合性化合物を含む重合性組成物である。
有機カチオンを備える化合物、例えば本発明によるイオン液体は、好ましくは、電気化学デバイスおよび/または光電子デバイスにおいて、特に電解質配合物において使用され得る。
それゆえ本発明はさらに、上記のあるいは好ましく記載される式Iで表される少なくとも一種の化合物を含む電解質配合物に関する。
式中[Kt]z+が有機カチオンである式Iで表される化合物を含む電解質配合物は、任意にまたさらなる伝導性塩および/または添加剤と組み合わせた、好ましくは電気化学セルにおいて、高分子電解質または相間移動媒体の構成要素として使用することができる。
式Iで表される化合物を含む電解質配合物は、好ましくは、電気化学デバイスおよび/または光電子デバイス、例えば、太陽電池、発光デバイス、エレクトロクロミックデバイスあるいはフォトエレクトロクロミックデバイス、電気化学センサーおよび/またはバイオセンサーなどにおいて、特に好ましくは色素増感太陽電池において使用することができる。
このような電解質配合物は開示されたデバイスの決定的な部分を形成し、デバイスの性能は、主にこれらの電解質の様々な構成要素の物理的および化学的性質に依存する。
いまだ多くの電気化学的および/または光電子デバイス、特に色素または量子ドット増感型太陽電池の技術的応用を妨げている要因は、有機溶媒系電解質の揮発性に起因する信頼性の問題である。例えば、毎日の昼夜サイクルの温度差及び電解質の随伴する熱膨張に耐えなければならないDSCパネルにおいて、電解質の密封を維持することは非常に困難である。略語DSCは、色素増感型太陽電池(dye sensitized solar cell)を意味する。この課題はは、イオン液体系電解質を用いることにより、原理的に解決することができる。「色素増感太陽電池用のイオン液体電解質」の総説に関し、William R Pitner et al., “Application of Ionic Liquids in Electrolyte System” Green Chemistry. vol.6, (2010)を参照されたい。イオン液体または液体塩は、典型的には、通常は373 Kよりも低い融点を有する、有機カチオンおよび一般的な無機アニオンからなるイオン種である。さまざまな2成分イオン液体電解質が、近年色素増感太陽電池に適用されてきている。WO2007/093961およびWO 2009/083901は、テトラシアノボラート(TCB)アニオンを備えたかなりの量の有機塩を含有する、DSCのためのイオン液体系電解質における今までの最良の電力変換効率を記載している。
本発明の電解質配合物は、既知の電解質配合物の代替物である。それらは、特に色素増感太陽電池の電解質配合物の分野において、特に高温下で良好な性能を示す。有機カチオンおよびヒドリド−トリシアノ−ホウ酸アニオンを有する式Iで表される化合物の使用上の利点は、その低粘度と高い熱安定性である。
化学において、電解質は、かかる物質を導電性とさせる遊離イオンを含有する任意の物質である。最も典型的な電解質は、イオン溶液であるが、溶融した電解質や固体電解質もまた可能である。
したがって本発明による電解質配合物は、基本的には、溶解状態または溶融状態で存在し、イオン種への解離を起こし、すなわちイオン種の動きにより導電性を支持する少なくとも一種の物質の存在のために、導電性の媒体である。しかしながら、かかる導電性は、色素増感型太陽電池の電解質の役割に主要な関連性がないかもしれない。したがって、本発明の範囲は、高導電性の電解質媒体に限定されるものではない。
用語電解質は、電解質配合物に対して開示される全ての材料もまた含む用語電解質配合物に対して用いられ得る。
本発明の電解質配合物は、かかる必要なまたは任意の構成要素を含有する(include)または含む(comprise)、本質的にからなる(essentially consist of)またはからなる(consist of)。剤または組成物において用いることができる全ての化合物または成分は、公知かつ商業的に利用可能であるか、公知の方法により合成することができるかのいずれかである。
電解質配合物におけるヒドリドトリシアノボラート化合物の典型的なモル濃度は、0.1〜5.5M、好ましくは0.8〜3.5Mの範囲にわたる。電解質におけるこのモル濃度は、Ktz+が上記のあるいは上に好ましく記載される意味を有する式Iで表される1種または2種以上の化合物を以って達成され得る。
好ましくは、モル濃度は、上に記載されるまたは好ましく記載される少なくとも1種の式Iで表される化合物を以って達成される。
本発明の目的に対し、モル濃度は、25℃における濃度に言及する。
本発明はさらに、上記のまたは好ましく記載される式(I)で表される少なくとも1種の化合物を、レドックス活性種、例えば、ヨウ化物/三ヨウ化物、フェロセン誘導体またはCo(II)/Co(III)複合体対、例えばCo(II)/Co(III)(dbbip)2、ここでdbbipは2,6−ビス(1’−ブチルベンゾイミダゾール−2’−イル)ピリジンを意味する、Co(II)/Co(III)(bpy)、ここでbpyはビピリジンまたはそのアルキル化ビピリジン誘導体を示す、Co(II)/Co(III)(dmb)、ここでdmbは4,4’−ジメチル−2,2’−ビピリジンを示す、Co(II)/Co(III)(dtb)、ここでdtbは4,4’−ジ−tert−ブチル−2,2’−ビピリジンを示す、Co(II)/Co(III)(phen)、ここでphenは1,10−フェナントロリンを示す、好ましくはヨウ素および少なくとも1種のヨウ素塩のレドックス対と共に含む電解質配合物に関する。
本発明の電解質配合物は好ましくは、ヨウ素(I)を含む。これは好ましくは、0.0005〜7mol/dm3、より好ましくは0.01〜5mol/dm3および最も好ましくは0.05〜1mol/dm3のIを含む。
ヨウ化物塩は、無機または有機カチオンおよびアニオンとしてのIからなる。カチオンの種類に限定はない。しかし、電解質配合物中の異なるカチオンの量を、特にDSCに対して制限するために、有機カチオンは、式Iの化合物に対して既に記載したように使用されなければならない。好ましくは、電解質配合物は、有機カチオンが群
式中、置換基
2’およびR3’は、互いに独立して、Hまたは1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキルを示し、
1’およびR4’はそれぞれ、互いに独立して、
任意に部分的にフッ素化もしくはパーフッ素化され得る、1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
任意に部分的にフッ素化され得る、2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
任意に部分的にフッ素化され得る、2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル
を示す
から独立して選択される、少なくとも一つのヨウ化物塩を含む。
少なくとも一種のヨウ化物塩の特に好ましい例は、ヨウ化1−エチル−3−メチルイミダゾリウム(emim I)、ヨウ化1−プロピル−3−メチルイミダゾリウム(pmim I)、ヨウ化1−ブチル−3−メチル−イミダゾリウム(bmim I)、ヨウ化1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム(hmim I)、ヨウ化1,3−ジメチル−イミダゾリウム(mmim I)、ヨウ化1−アリル−3−メチルイミダゾリウム(amim I)、ヨウ化N−ブチル−N−メチル−ピロリジニウム(bmpl I)またはヨウ化N,N−ジメチル−ピロリジニウム(mmpl I)である。
電解質配合物の他の成分は、さらに以下に示すように、1種または数種のさらなる塩、溶媒などである。
電解質配合物が二成分系である場合、それは2つの塩、1つのさらなる塩またはヨウ化物塩および上記の式Iで表される化合物を含む。電解質配合物が三元系であれば、さらに2つの塩および/またはヨウ化物塩および上記の式Iで表される化合物を含む。二成分系は90〜10重量%、好ましくは70〜30重量%、より好ましくは55〜40重量%のさらなる塩またはヨウ化物塩および10〜90重量%、好ましくは30〜70重量%またはより好ましくは45〜60重量%の上記の式Iで表される化合物を含む。この段落におけるパーセンテージは、本発明の電解質配合物中に存在する塩の合計(100%=重量)に関して表現される。
以下に示す、さらに一般的に任意の成分(添加剤)、例えば、非共有電子対を有するN−含有化合物、ヨウ素、溶媒、ポリマー、およびナノ粒子などの量は、そこに考慮されない。同じパーセンテージは三元または四元システムに適用され、これはさらなる塩の合計が所定の範囲内で使用しなければならないことを意味し、例えば2つのさらなるイオン液体は、本発明による電解質配合物中の例えば90〜10重量%内に含まれる。
本発明の他の態様によれば、電解質配合物は、四級窒素を含む有機カチオンおよびハロゲン化物イオン、例えばF、Clなど、多ハロゲン化イオン、フルオロアルカンスルホナート、フルオロアルカンカルボキシラート、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチド、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミド、ビス(フルオロスルホニル)イミド、ニトラート、ヘキサフルオロホスファート、トリス−、ビス−およびモノ−(フルオロアルキル)フルオロホスファート、テトラフルオロボラート、ジシアナミド、トリシアノメチド、テトラシアノボラート、チオシアナート、1〜20個のC原子を有するフルオロアルカン鎖を備えた、好ましくはパーフッ素化の、アルキルスルホナートまたはアルキルスルファート、1〜20個のC原子を有するフルオロアルキルおよび1〜20個のC原子を有するアルキルなどから選択されるアニオンを含む。フルオロアルカン鎖またはフルオロアルキルは、好ましくはパーフッ素化されている。
好ましくは、さらなる塩は、アニオン、例えば、チオシアンナート、テトラシアノボラートおよび/またはビス(フルオロスルホニル)イミドなどを含む塩から選択され、特に好ましいさらなる塩はテトラシアノボラートである。
少なくとも一つのさらなる塩または好ましいさらなる塩のカチオンは、式Iで表される化合物に対して上で定義される有機カチオンならびにまた好ましい意味から選択されてもよい。
本発明のもう1つの態様において、チオシアン酸グアニジニウムが本発明による電解質配合物に加えられてもよい。
好ましい態様において、本発明の電解質配合物はさらに、非共有電子対を有する窒素原子を含有する少なくとも1種の化合物を含む。かかる化合物の例は、EP0986079A2の2頁40〜55行から始まり、そして再び3頁14行から、7頁54行目にわたって見出され、これは参照により本明細書に明示的に組み込まれる。非共有電子対を有する化合物の好ましい例は、イミダゾール及びその誘導体、特に、ベンズイミダゾール及びその誘導体を含む。
本発明の電解質配合物は、有機溶媒を含んでもよい。好ましくは、電解質配合物は、配合物の総重量に基づいて、5%〜70%の範囲でヒドリドトリシアノボラートアニオンを含む化合物および70〜0%の範囲で有機溶媒を含む。特に好ましくは、電解質配合物は、50%未満または40%未満、より好ましくは30%未満、さらにより好ましくは20%未満、さらには10%未満の有機溶媒を含む。最も好ましくは、電解質配合物は、5%未満の有機溶媒を含む。例えば、有機溶媒を実質的に含まない。パーセンテージは、重量%に基づいて示されている。
有機溶媒は、上に示される量で存在する場合には、文献に開示されているものから選択されてもよい。好ましくは、溶媒は、存在する場合、160℃より高い、より好ましくは190℃より高い沸点を有し、例えば、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、ガンマ−ブチロラクトン、ガンマ−バレロラクトン,グルタロニトリル,アジポニトリル、N−メチルオキサゾリジノン、N−メチルピロリジノン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N,N−ジメチルアセトアミド、環状尿素類、好ましくは、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンまたは1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、グライム類、好ましくはテトラグライム、スルホラン、好ましくは非対称に置換されているスルホン類、例えば、2−エタンスルホニル−プロパン、1−エタンスルホニル−2−メチル−プロパンまたは2−(プロパン−2−スルホニル)−ブタン、3−メチルスルホラン、ジメチルスルホキシド、トリメチルホスフェートおよびメトキシ置換ニトリル類などである。他の有用な溶媒は、アセトニトリル、ベンゾニトリルおよびまたはバレロニトリルである。好ましい有機溶媒は、ガンマ−ブチロラクトンおよびテトラグライムである。
電解質配合物中に溶媒が存在する場合、ゲル化剤としてのポリマーをさらに含んでもよく、ここでかかるポリマーは、ポリビニリデンフルオリド、ポリビニリデン−ヘキサフルロプロピレン、ポリビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、ナフィオン(nafion)、ポリエチレンオキシド、ポリメチルメタクリラート、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンである。電解質配合物にこれらのポリマーを添加する目的は、液体電解質を擬固体(quasi-solid)電解質または固体電解質とし、それにより特に経年の間の溶媒の保持率を改善することである。
本発明の電解質配合物は、さらに、金属酸化物ナノ粒子、例えばSiO、TiO、Al、MgOまたはZnOなどを含んでいてもよく、これは固体性を高めることもでき、それにより溶媒の保持率を高めることができる。
本発明の電解質配合物は、多くの用途を有する。例えば、光電子デバイスおよび/または電気化学デバイス、例えば、光電池、発光デバイス、エレクトロクロミックまたはフォトエレクトロクロミックデバイス、電気化学センサーおよび/またはバイオセンサーなどにおいて使用することができる。
したがって、本発明はさらに、電気化学的デバイスおよび/または光電子デバイス、すなわちは光電池、発光デバイス、エレクトロクロミックまたはフォトエレクトロクロミックデバイス、電気化学センサーおよび/またはバイオセンサーにおける、上で詳細に記載される電解質配合物の使用に関する。好ましくは、電解質配合物は、色素増感型太陽電池において使用することができる。
したがって、本発明はさらにまた、上に記載されるまたは好ましく記載される式Iで表される少なくとも1種の化合物を含む電解質配合物を含む、電気化学的デバイスおよび/または光電子デバイス、すなわち光電池、発光デバイス、エレクトロクロミックまたはフォトエレクトロクロミックデバイス、電気化学センサーおよび/またはバイオセンサーに関する。
好ましくは、式Iで表される化合物は、[Kt]z+が上述のならびに色素増感型太陽電池における適用に対し全ての好ましい意味の有機カチオンである、式Iで表される化合物である。
好ましい態様によれば、本発明のデバイスは、色素または量子ドット増感型太陽電池であり、特に好ましくは、色素増感型太陽電池である。
量子ドット増感型太陽電池は、例えば、US6,861,722に開示されている。色素増感型太陽電池において、色素は、太陽光を吸収し、電気エネルギーに変換するために使用される。LUMOエネルギー状態が光電極の感作される伝導帯端をわずかにでも超えている限り、色素の選択に関しては、それ自体制限はない。色素の例は、EP 0 986 079A2、EP 1 180 774 A2またはEP 1 507 307 A1に開示されている。
好ましい色素は、有機色素、例えばMK−1、MK−2またはMK−3(それらの構造はN. Koumura et al, J.Am.Chem.Soc. Vol 128, no.44, 2006, 14256-14257の図1に記載されている)、D102(CAS no. 652145-28-3)、D−149(CAS no. 786643-20-7)、D205(CAS no. 936336-21-9)、D358(CAS no. 1207638-53-6)、T. Bessho et al, Angew. Chem. Int. Ed. Vol 49, 37, 6646-6649, 2010において記載されるYD−2、Y123(CAS no. 1312465-92-1)、ビピリジンルテニウム色素、例えばN3(CAS no. 141460-19-7)、N719(CAS no. 207347-46-4)、Z907(CAS no. 502693-09-6)、C101(CAS no. 1048964-93-7)、C106(CAS no. 1152310-69-4)、K19(CAS no. 847665-45-6)、HRS−1(K.J. Jiang et al, Chem. Comm. 2460, 2006において開示されるCAS no. 906061-30-1)またはターピリジン−ルテニウム色素、例えばN749(CAS no. 359415-47-7)などである。
D205の構造は
である。
D358の構造は
である。
特に好ましい色素は、ともに両親媒性ルテニウム増感剤であるZ907またはZ907Na、C106、D358またはHRS−1である。色素Z907Naは、NaRu(2,2’−ビピリジン−4−カルボン酸−4’−カルボキシラート)(4,4’−ジノニル−2,2’−ビピリジン)(NCS)を意味する。
非常に特に好ましい色素は、Z907またはZ907Naおよび/またはD358である。極めて非常に特に好ましい色素は、Z907またはZ907Naである。
特別な態様において、色素は、ホスフィン酸と共に共吸着される。ホスフィン酸の好ましい例は、M. Wang et al, Dalton Trans., 2009, 10015-10020に開示されているビス(3,3−ジメチル−ブチル)−ホスフィン酸(DINHOP)である。
例えば、色素増感型太陽電池は、光電極、対電極および、光電極と対電極との間に電解質配合物または荷電輸送材料を含み、かつここで増感色素は、対電極に面する側で光電極の表面上に吸収される。
本発明のデバイスの好ましい態様によると、それは、半導体、上に記載した電解質配合物および対電極を含む。
本発明の好ましい態様によると、半導体は、Si、TiO、SnO、Fe、WO、ZnO、Nb、CdS、ZnS、PbS、Bi、CdSe、GaP、InP、GaAs、CdTe、CuInSおよび/またはCuInSeの群から選択された材料に基づく。好ましくは、半導体は、メソ多孔性表面を含み、それにより任意に色素によって被覆され、電解質と接触する表面が増大する。好ましくは、半導体は、ガラス支持体またはプラスチックもしくは金属箔上に存在する。好ましくは、当該支持体は伝導性である。
本発明のデバイスは、好ましくは対電極を含む。例えば、Pt、好ましくは伝導性同素体の炭素、ポリアニリンまたはポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)で被覆されたガラス(それぞれFTOまたはITOガラス)上のフッ素ドープ酸化スズまたはスズドープ酸化インジウム。金属基板、例えばステンレス鋼またはチタンシートは、ガラス以外の可能な基板であり得る。
本発明のデバイスを、従来技術の対応するデバイスとして、単に電解質を本発明の電解質配合物に置き換えることにより製造してもよい。例えば、色素増感型太陽電池の場合において、デバイスアセンブリは、多数の特許文献、例えばWO 91/16719(例34および35)などだけでなく、科学文献、例えばBarbe, C.J., Arendse, F., Comte, P., Jirousek, M., Lenzmann, F., Shklover, V., Graetzel, M. J. Am. Ceram. Soc. 1997, 80, 3157;およびWang, P., Zakeeruddin, S. M., Comte, P., Charvet, R., Humphry-Baker, R., Graetzel, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14336に開示されている。
好ましくは、増感半導体材料は、光アノード(photoanode)として作用する。好ましくは、対電極はカソードである。
本発明は、本発明の電解質配合物を半導体の表面と接触させるステップを含み、前記表面が任意に増感剤で被覆されている、光電池の製造方法を提供する。好ましくは、半導体は、上に示した材料から選択され、増感剤は、好ましくは上に開示した量子ドットおよび/または色素から選択され、特に好ましくは色素から選択される。
好ましくは、電解質配合物は、単に半導体上に注がれてもよい。好ましくは、それを、真空をセルの内腔中に対電極の穴部を通じて形成し、電解質配合物をWang et al., J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14336の参考文献において開示されているように加えることにより、既に対電極を含む他の方法で完成したデバイスに適用される。
本発明を以下の例によって、その範囲を限定することなく、説明される。さらなるコメントがなくても、当業者は、上記の記載を最も広い範囲において利用することができるであろうことが推測される。したがって、好ましい態様および例は、単に記載的な開示であると見なされるべきであり、それはいかなる様式においても絶対に限定するものではない。
物質を、ラマン分光法、NMR分光法またはX線分析によって特徴付けする。NMRスペクトルを、Deuterium Lock付きBruker Avance IIIスペクトロメーターを使用することにより、重水素溶媒アセトン−DまたはCDCN中で測定する。異なる原子核に対する共振周波数は以下のとおり:H:400,17MHz、11B:128,39MHz、31P:161,99MHzおよび13C:100,61MHz。以下の外部参照が用いられる:Hおよび13CスペクトルについてTMS、および11BスペクトルについてはBF・EtO。

例1:ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウム − K[BH(CN)
1.08g(28.5mmol)NaBHおよび27(3.04mol){4KSCN+K[Zn(SCN)]}混合物を、真空下で185℃で5時間加熱する。室温へと冷却した後、反応混合物を200cmの水に溶解させ、ZnSの沈殿物をろ別する。溶液を100cmの36重量%HClで処理し、水を50〜60℃で真空蒸留する。残渣を250cmのテトラヒドロフランで抽出し、非溶解性の沈殿をろ別する。溶媒を真空中で蒸発させ、残渣を100cmの水に溶解させる。濾過および50cmの36重量%HClで処理した後、溶液を50〜60℃で真空中で蒸発させる。残渣を150cmのアセトニトリルに溶解させる。溶液を濾過し、真空中で蒸発させる。残留物を50cmの36重量%HClに溶解させる。溶液を12時間攪拌放置し、50〜60℃で真空中で蒸発させる。残渣を10cmの水に溶解させる。溶液をKCOで中和し、濾過する。生成物をテトラヒドロフラン(50+20+20cm)で、この溶液から抽出する。THF溶液を、KCOで乾燥させ、蒸発させる。残渣を真空中で乾燥させる。0.43gのK[BH(CN)]を得る。生成物は約10〜15%K[BH(CN)]を含有する。
さらなる精製は、100℃で15時間以内で36重量%HClで処理した後、アセトニトリルで抽出することにより達成することができる。
例2:ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウム − K[BH(CN)
21.0g(136mmol)のK[B(CN)]および6.3g(274mmol)のNaに、約100cmの液体アンモニアを、ドライアイス(−78℃)で反応容器を冷却することにより濃縮する。発熱反応が開始するまで反応混合物をゆっくりと−40〜−30℃(冷却浴の温度)まで加温する。反応混合物は2相を形成した:上層はNH中のNa溶液の深い青色を有し:下層はNH中のNa[B(CN)]の赤橙色の色を有した。30〜50分以内に深い青色が実質的に完全に消失した。これは反応が完了したことを示した。反応混合物をゆっくりと不活性雰囲気(アルゴン)中で室温へと温めると、アンモニアの蒸発が生じた。
残渣を(アンモニアの痕跡を除去するために)真空下で約10分間ポンピングし、100cmの水で処理した。室温で約30分以内に(未反応ナトリウムの痕跡が反応混合物中に残っている場合は、反応容器の冷却が推奨される)固体のNa[B(CN)]の黄色が消え、透明溶液が水中に形成される。反応混合物の容量は、40〜50cmへと低減する。残渣を22g KCOおよび100cmのテトラヒドロフラン(THF)で処理する。THF相を分離し、水相を50cmのテトラヒドロフランで2回抽出する。合わせたTHF溶液を、KCOで乾燥させ、濾過し、溶媒を蒸発させる。残渣をCHCl(2×50cm)で洗浄し、真空中で乾燥させる。K[BH(CN)]の収量は17.6g(100%)である。
例3:ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウム - K[BH(CN)
10g(65mmol)K[B(CN)]および20cmのジグリム中の22g(334mmol)のKOH・0.55HOの混合物を撹拌し、160〜165℃で80分間加熱した。室温に冷却後、反応混合物を40cmの水に溶解させ、生成物をテトラヒドロフラン(3×100cm)で抽出した。THF抽出物を、KCOで乾燥させ、濾過し、混合物の全ての揮発性成分を真空中で除去する。残渣を100cmの36重量%HClで処理し、溶液を50〜60℃で真空中で蒸発させる。残渣を50cmのアセトニトリルに溶解させ、50cmCHClをこの溶液に添加する。混合物を濾過し、450cmのCHClで希釈する。沈殿(K[BH(CN)]・xCHCN)をろ別し、CHClで洗浄する。生成物K[BH(CN)]・xCHCNを、15時間、50℃で真空中で乾燥させる。固体K[BH(CN)]の収量は6.0g(72%)である。
生成物はNMR分光法により特徴付けられる。11B−NMRおよびH{11B}−NMRのスペクトルは、例2に記載されたスペクトルと同じである。
例4:M[B(CN)]、(M=Li,Na,K)の合成
30mmolのM[B(CN)](Merck KGaA, Darmstadt)および60mmol M(M=Li,NaまたはK)を、不活性雰囲気(グローブボックス)の下で100cmのガラスフラスコ中に配置する。約30cmの液体アンモニアを、反応容器をドライアイス(−78℃)で冷却することによって、この混合物に濃縮する。反応混合物の温度をゆっくりと、発熱反応が開始するまで、−40℃(冷却浴の温度)へと増加させる。反応中にアンモニア中のアルカリ金属溶液の青色が消失し、オレンジ色の溶液から黄色の沈殿が形成される。Kに対する反応時間は、約30分であり、Naに対し約1時間およびLiに対し〜2時間である。副生成物、MCNは、−78℃で液体アンモニア(M=KまたはNaの場合)を用いて、またはLiCNの場合はテトラヒドロフランで洗い流すことができる。残渣、実質的に純粋M[B(CN)]は、室温で真空中で乾燥させる。
[B(CN)]は230℃(DSC開始)より高温で着色(茶色)しながら発熱的に分解される。
黄色の塩M[B(CN)]は定量的に水を用いて、対応するヒドリド−トリシアノホウ酸塩M[BH(CN)]に加水分解し、これは純粋な塩として定量的収量で水溶液から単離することができる。
例5:ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸1−エチル−3−メチルイミダゾリウム − [EMIM][BH(CN)
50cm水中に溶解した10.0g(79mmol)K[BH(CN)]および50cm水中に溶解した11.6g(79mmol)塩化1−エチル−3−メチルイミダゾリウム[EMIM]Clを室温で一緒に混合する。生成物、トリシアノヒドリドホウ酸1−エチル−3−メチルイミダゾリウムを、ジクロロメタン(100+50+50cmのCHCl)で抽出する。有機相を水(50+50cm)で2回洗浄し、NaSOとともに乾燥させる。溶媒を留去し、残渣を15時間約40℃の真空中で乾燥させる。室温でのトリシアノヒドリドホウ酸1−エチル−3−メチルイミダゾリウム[EMIM][BH(CN)]の液体の収量は、12.2g(77%)である。
残留水:15ppm
塩化不純物:9PPM(イオンクロマトグラフィー)
粘度:12.2mPa・s(20℃)。
分解温度:277℃より高い(DSC/TGA;開始)
例6:ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸1−ブチル−1−メチルピロリジニウム − [BMPL][BH(CN)
20cm水に溶解した7.3g(57mmol)K[BH(CN)]および20cm水中の10.1g(57mmol)塩化1−ブチル−1−メチルピロリジニウム、[BMPL]Clを、室温でともに混合する。生成物、トリシアノヒドリドホウ酸1−ブチル−メチルピロリジニウムを、ジクロロメタン(100+50+50cmのCHCl)で抽出する。有機相を水(50+50cm)で2回洗浄し、NaSOで乾燥させる。溶媒を留去させ、残渣を真空中で約45℃で16時間乾燥させる。室温で液体のトリシアノヒドリドホウ酸1−ブチル−1−メチルピロリジニウムの収量は、12.6(96%)である。
粘度:26.6mPa・s(20℃)
分解温度:280℃より上(DSC/TGA;開始)。
例7:ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸N,N,N−トリ−n−ブチル−メチルアンモニウム − [n−Bu−NCH][BH(CN)
50cm水中に溶解した8.84g(68.5mmol)K[BH(CN)]および50cm水中の塩化N,N,N−トリ−n−ブチル−N−メチルアンモニウム、[n−BuNCH]Clを、室温でともに混合する。生成物、トリシアノヒドリドホウ酸N,N,N−トリ−n−ブチル−N−メチルアンモニウムを、ジクロロメタン(100+50+50cmのCHCl)で抽出する。有機相を2回、水(50+50cm)で洗浄し、NaSOで乾燥させる。溶媒を留去し、残渣を真空中で約45℃で1日乾燥させる。室温で液体のトリシアノヒドリドホウ酸N,N,N−トリ−n−ブチル−N−メチルアンモニウム、[n−BuNCH][BH(CN)]の収量は、16.4g(82%)である。
塩化物不純物の含有量;24pp、(イオンクロマトグラフィー)。
粘度:149mPa・s(20℃)
例8:ヒドリドトリシアノホウ酸テトラ−n−ブチルホスホニウム − [n−BuP][BH(CN)
10cmの水に溶解した1.93g(15.0mmol)K[BH(CN)]を、室温で10.4g(10.5cm、15.0mmol)40%水溶液水酸化テラ−n−ブチルホスホニウム、[n−BuP]OHとともに混合する。生成物、トリシアノホウ酸テラ−n−ブチルホスホニウムをジクロロメタン(100+50+50cmのCHCl)で抽出する。有機相を水(50+50cm)で2回洗浄し、NaSOで乾燥させる。溶媒を留去し、残渣を真空中で約45℃で2日間乾燥させる。室温で液体のトリシアノヒドリドホウ酸テラ−n−ブチルホスホニウム、[n−BuP][BH(CN)]の収量は、4.86g(89%)である。
例9:ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸1−ブチル−3−メチルピリジニウム − [BMPy][BH(CN)
35cmの水に溶解した8.08g(62.7mmol)K[NH(CN)]および18cmの水に溶解した11.63g(62.6mmol)の塩化1−ブチル−3−メチルピリジニウム、[BMPy]Clを室温でともに混合する。生成物、トリシアノヒドリドホウ酸1−ブチル−3−メチルピリジニウムを、ジクロロメタン(100+50+50cmのCHCl)で抽出する。有機相を2回、水(50+50cm)で洗浄し、NaSOで乾燥させる。溶媒を留去し、残渣を真空で約40℃で1日間乾燥させる。室温で液体のトリシアノヒドリドホウ酸1−ブチル−3−メチルピリジニウム、[BMPy][BH(CN)]の収量は、13.64g(91%)である。
例10:ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸トリエチル−スルホニウム、[(CS][BH(CN)
200mLの水中の52.34(308mmol)AgNOの溶液を、27mL37%HClで処理する。沈殿(AgCl)をろ別し、200mLの水で5回洗浄する。このようにして得られたAgClを、50mLの水中の14.45g(58.7mmol)のヨウ化トリエチルスルホニウム、[EtS]Iとともに24時間強く攪拌する。黄色沈殿をろ別し、塩化トリエチルスルホニウム、[EtS]Clの水溶液を、7.61g(59.0mmol)のヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウム、K[BH(CN)]とともに反応させる。反応混合物を、100+50+50mL CHClで抽出する。有機相を10+10+10mLの水で洗浄し、NaSOで乾燥させる。溶液をろ過し、溶液を留去する。残渣を真空中で40〜50℃で夜通しで乾燥させる。10.50g(50.2mmol)の液体ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸トリエチルスルホニウム、[EtS][BH(CN)]を得る。収量は、用いられたヨウ化トリエチルスルホニウム上で計算して86%である。生成物を、NMRスペクトルで特徴付けする。
ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸トリエチル−スルホニウム、[EtS][BH(CN)]の粘度および密度:
例11:ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ジフェニル−ヨードニウム、[(CI][BH(CN)
10mL HO中の0.90g(6.98mmol)のK[BH(CN)]溶液および150mL CHCl中の2.27g(6.80mmol)の塩化ジフェニルヨードニウム一水和物の溶液を、ともに混合する。反応混合液を100mLの水で希釈し、2相系が漏斗中で分離する。水相をさらに2回、20mL CHClで抽出する。混ぜ合わせた有機相を50mLの水で洗浄し、NaSOで乾燥させる。溶液をろ過し、溶媒を留去する。残渣を真空中で40〜50℃で夜通しで乾燥させる。2.35g(6.34mmol)のヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ジエチル−ヨードニウム、[(CI][BH(CN)]を得る。用いられた塩化ジフェニルヨードニウム一水和物上で計算して、収量は93%である。生成物を、NMRスペクトルで特徴付けする。
例12:ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ジトリル−ヨードニウム、[(4−CHI][BH(CN)
10mL CHCN中の0.832g(6.45mmol)のK[BH(CN)]溶液および5mL CHCN中の2.680(5.90mmol)のヘキサフルオロ硫酸ジトリル−ヨードニウム、[(4−CHI][PF]溶液を、ともに混合する。沈殿を濾別し、溶液をロータリーエバポレーター上で蒸発させる。残渣を20mL CHClに溶解させ、沈殿をろ別し、10mL CHClで洗浄する。溶媒をロータリーエバポレーター上で蒸発させ、残渣を真空中で40〜50℃で夜通しで乾燥させる。2.226g(5.58mmol)のヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ジトリル−ヨードニウム、[(4−CHI][BH(CN)]を得る。収量は、用いられたヘキサフルオロ硫酸ジトリルヨードニウム上で計算して95%である。生成物を、NMRスペクトルで特徴付けする。
例A:配合物およびデバイス
以下の電解質配合物を合成し、色素増感型太陽電池において、emim TCBを含有する先行技術の電解質配合物に対する、本発明による電解質配合物の適用を実証する。
電解質配合物を、ヨウ化1,3−ジメチルイミダゾリウム(mmimI)、ヨウ化1−プロピル−3−メチルイミダゾリウム(pmim)、ヨウ素、N−ブチルベンズミダゾール(NBB)およびチオシアノ酸グアニジニウム(gusSCN)および示される対応するイオン液体、例えばemim TCBおよびemim[BH(CN)](emim MHB)またはbmpl TCBおよびbmpl[BH(CN)](モノヒドリドトリシアノホウ酸N−ブチル−N−メチルピロリジニウム=bmpl MHB)の1種または2種以上を、以下に一覧する重量%で混合することにより調製する。
電解質1を、3回測定する。
電解質2を、3回測定する。
電解質3を、2回測定する。
電解質4を、2回測定する。
電解質5を、2回測定する。
電解質6を、2回測定する。
上に引用する化合物は、商業的に入手可能であるか、または公知の文献の方法により合成される。
以下の測定のための色素増感型太陽電池(マスタープレート)は、US 5,728,487またはWO 2007/093961の開示に基づき製造される、ISE(Institut fuer solare Energiesysteme, Freiburg)、シリアル番号010311から商業的に入手可能である。
用いられる二酸化チタンペーストは、Dyesol, Australia, シリアル番号DSL 18 NRTおよび DSL 18NRT AOから商業的に入手可能である。
二酸化チタンは、3回スクリーンプリントされる:二酸化チタンペーストDSL 18 NRTで2回(それぞれの層厚さ=2μm)および二酸化チタンペーストDSL 18NRT AOで1回(層厚さ=5〜6μm)。
マスタープレートは、62.5mlエタノール中の30mg Z907色素の溶液とともに、6時間照射する。
上に記載される電解質配合物を、準備したマスタープレートの内部空間へと充填し、対応するデバイスを製造する。
色素Z907は、両親媒性ルテニウム増感剤Ru(2,2’−ビピリジン−4,4’−ジカルボン酸)(4,4’−ジノニル−2,2’−ビピリジン)(NCS)または同義的に[Ru(H2dcbpy)(dnbpy)(NCS)]である。
光電流電圧曲線の測定は、1Sun照明下、25℃へと冷却された黒板上に配置された電極1〜6を含有する、上記のように製造されたデバイスのための温度制御を備える、Abet Technologies、モデル11018からのSolarsimulator Sun 2000のもとで実行される。太陽電池の測定領域は、5mm〜25mmである。
エネルギー変換効率は、一般的に、エネルギー項において、電気出力を最適化する調節可能な抵抗負荷を用いて決定される、エネルギー変換機の有効出力および光照射の入力の間の比率である。
表1は、平均値としての上に引用される電解質配合物の測定の結果をまとめる:
sc = 短絡回路電流
oc = 開回路電圧
FF = 曲線因子
η = 電力変換効率
表1は、アニオンとしてのヒドリドシアノボラートを含む電解質が、同じカチオンが用いられる場合、アニオンとしてTCBを含む電解質よりも良好にまたは等しく機能することを記録する。
例B:配合物およびデバイス
以下の電解質配合物を合成し、emim TCBを含有する先行技術の電解質配合物に対する、本発明による電解質配合物の予測不可能な有利を実証する。
電解質配合物を、下に一覧する重量%での、ヨウ化1,3−ジメチルイミダゾリウム(mmimI)、ヨウ化1−エチル−3−メチルイミダゾリウム(emimI)、ヨウ化1−プロピル−3−メチルイミダゾリウム(pmimI)、ヨウ化1−アリル−3−メチルイミダゾリウム(allylMIMI)、ヨウ素、N−ブチルベンズイミダゾール(NBB)、チオシアン酸グアニジニウム(guaSCN)、γ−ブチロラクトン(GBL)およびテトラエチレングリコールジメチルエーテル(TG)の1種または2種以上ならびにemim TCB、B3MPYR TCB(テトラシアノホウ酸1−ブチル−3−メチル−ピリジニウム)、emim[BH(CN)]、bmpl[BH(CN)](ヒドリドトリシアノホウ酸N−ブチル−N−メチルピロリジニウム)またはB3MPYR[BH(CN)](ヒドリドトリシアノホウ酸1−ブチル−3−メチル−ピリジニウム)などの示される対応するイオン液体の混合により調製する。
29
上に引用される化合物は、商業的に利用可能であるか、または公知の文献の方法により合成される。
以下の測定のための色素増感太陽電池(マスタープレート)は、US 5,728,487またはWO 2007/093961の開示に基づき製造される、ISE(Institut fuer solare Energiesysteme, Freiburg)、シリアル番号010311から商業的に利用可能である。
用いられる二酸化チタンペーストは、Dyesol, Australia、シリアル番号DSL 18 NRTおよびDSL 18NRT AOから商業的に利用可能である。
二酸化チタンは、3回スクリーンプリントされる:二酸化チタンペーストDSL 18 NRTで2回(それぞれの層厚さ=2μm)および二酸化チタンペーストDSL 18NRT AOで1回(層厚さ5〜6μm)。
マスタープレートは、62.5mlエタノール中の30mg Z907色素の溶液とともに、4時間照射する。
上記の電解質配合物を、準備したマスタープレートの内部空間へと充填し、対応するデバイスを製造する。
色素Z907は、両親媒性のルテニウム増感剤Ru(2,2’−ビピリジン 4,4’−ジカルボン酸)(4,4’−ジノニル−2,2’−ビピリジン)(NCS)または同義的に[Ru(H2dcbpy)(dnbpy)(NCS)]である。
光電流電圧曲線の測定は、1Sun照射下、25℃へと冷却された黒板上に配置された電解質7〜14を含有する上記のとおりに製造されたデバイスに対する温度制御を備えた、Abet TechnologiesからのSolarsimulator Sun 2000のもので実行される。太陽電池の測定領域は、5mm〜25mmである。
エネルギー変換効率は一般的に、エネルギー項において、電力出力を最適化する調節可能な抵抗負荷を用いて決定される、エネルギー変換機の有効出力および光照射の入力の間の比率である。
表2は、平均値としての、上に引用される電解質配合物の測定の結果をまとめる。
sc = 短絡回路電流
oc = 開回路電圧
FF = 曲線因子
η = 電力変換効率
表2は、アニオンとしてヒドリドトリシアノボラートを含む電解質が、同じカチオンが用いられる場合、アニオンとしてTCBを含む電解質より良好なまたは匹敵して機能することを記録する。
例C:配合物およびデバイス
以下の電解質配合物を合成し、emim TCBを含有する対応する電解質配合物に対する、本発明による電解質配合物(emim MHB)の予測不可能な有利を実証する。
ヨウ化1,3−ジメチルイミダゾリウム(mmimI)、ヨウ素、N−ブチルベンズイミダゾール(NBB)、チオシアン酸グアニジニウム(guaSCN)ならびに示される対応するイオン液体、例えばemim TCB、emim [BH(CN)](emim MHB)など、またはemim TCBおよびemim MHBの混合物を、以下に一覧される重量%で混合することにより調製する。
色素増感太陽電池を、US 5,728,487またはWO 2007/093961に開示されるように製造する:
二重層、単孔性TiO電極を、Wang P et al., J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14336、特に14337頁に開示されるように製造し、二重層構造からなる光アノードを得る。透明ナノ孔質TiO電極を製造するために、テルピネオールおよび20nmの径を有するアナターゼ相のナノ粒子TiOを含有するスクリーンプリントペーストを、ハンドプリンターを用いて、透明導電性基板上に5mm×5mm正方形へと堆積させる。ペーストを10分間、120℃で乾燥させる。それから400nm径のTiOを含有するもう1つのスクリーンプリントペーストをナノ孔質層の最上部の上に堆積させ、不透明層を製造する。そして二重層膜を500℃で1時間焼結させ、その結果、下層の透明層(7ミクロン厚)および上部非透明層(3ミクロン厚)となる。焼結後、電極をTiCl(Merck)の40mM水溶液で30分間70℃で浸し、そして純水で十分にすすぐ。
このようにTiCl処理した電極を、色素増感の直前に30分間、500℃で乾燥させた。電極を、色素C106に関し0.3mMおよびDINHOPに関し0.075mMである色素溶液(溶媒混合物 アセトニトリル(Merck HPLCグレード)およびtert−ブチルアルコール(Merck)、v:v=1:1)へと、64時間、6℃で浸漬した。対電極を、上の引例に開示される熱分解法で製造した。一滴の白金酸(Merck)の5mM溶液を8μl/cmで投入し、導電性基板上で乾燥させた。色素増感太陽電池を、30ミクロン厚Bynel(DuPont, USA)熱融解膜を用いて熱により密封することにより組み立て、熱により密封した。内部空間を上に記載されるそれぞれの電解質配合物で充填し、対応するデバイスを製造した。
正確な光強度レベルを獲得するために、Air Mass 1.5 Global(AM 1.5G)シミュレート太陽光を、Seigo Ito et al, “Calibration of solar simulator for evaluation of dye-sensitized solar cells”, Solar Energy Materials & Solar Cells, 82, 2004, 421に従ってスペクトル的に較正する。
光電流電圧曲線の測定を、1Sun照明下、25℃へと冷却された黒板上に配置された電解質1〜4を含有する、上に記載されるように製造されたデバイスに対する温度制御を備えた、Air Mass 1.5シミュレート太陽光(AM 1.5)下で実行する。4mm×4mmの光マスクをデバイスの最上部に配置させ、光投射領域を定義する。セル間隙は約20ミクロンである。
エネルギー変換効率は一般的に、エネルギー項において、電力出力を最適化する調節可能な抵抗を用いることにより決定される、エネルギー変換機の有効出力および光照射の入力の間の比率である。
表4−Aは、上に引用される電解質配合物の測定の結果をまとめる:
sc = 短絡回路電流
oc = 開回路電圧
FF = 曲線因子
η = 電力変換効率
表4−Aは、アニオンとしてのモノヒドリドトリシアノボラートを含む電解質またはモノヒドリドトリシアノボラートおよびテトラシアノボラートアニオンの混合物を含む電解質は、同じカチオンが用いられる場合、アニオンとしてのTCBを含む電解質よりもより良好に機能することを記録する。
表4の電解質に関する熱ストレス試験(85℃)の性能は、電解質18、19および20が本発明のモノヒドリドトリシアノボラートの高度な効率およびテトラシアノボラートの高度な安定性を有することを記録する。
前に開示されるが色素Z907を有し添加剤DINHOPを有しない色素増感太陽電池を製造し、そして測定する。
表4−Bは、上に引用される電解質配合物の測定の結果をまとめる:
sc = 短絡回路電流
oc = 開回路電圧
FF = 曲線因子
η = 電力変換効率
表D:配合物およびデバイス
以下の電解質配合物を合成し、一覧の添加剤をともに有する本発明による電解質配合物(emim MHB)の予測不可能な有利を実証する。
電解質配合物を、ヨウ化1,3−ジメチルイミダゾリウム(mmimI)、ヨウ素、チオシアン酸グアニジニウム(guaSCN)、emim[BH(CN)] (emim MHB)を、下に一覧する添加剤とともに、またはなしで、混合することにより調製する。
gualは、ヨウ化グアニジニウムを意味する。
色素増感太陽電池を、例Cに開示されるように、Z907とともに、色素C106/DINHOPとともにおよび色素D358とともに製造し、そして測定する。
表6は、上に引用される電解質配合物の測定の結果をまとめる。
例E:配合物およびデバイス
以下の電解質配合物を合成し、本発明による電解質配合物の予測不可能な有利を実証する。
電解質配合物を、ヨウ化1−エチル−3−メチルイミダゾリウム(emimI)またはヨウ化1,1−ジメチルピロリジニウム(mmplI)、ヨウ素、N−ブチルベンズイミダゾール(NBB)、チオシアン酸グアニジニウム(guaSCN)ならびに上に示される対応するイオン液体、例えばbmpl TCB、bmpl MHB (bmpl = 1−ブチル−1−メチルピロリジニウム)、モノヒドリドトリシアノホウ酸トリエチルスルホニウム (et3S MHB)、モノヒドリドトリシアノホウ酸3−メチルピリジニウム (B3MPYR MHB)および/または を混合することにより調製する。
色素増感太陽電池を、例Cに開示されるように、しかし色素Z907とともに製造し、そして測定する。
表8は、上に引用される電解質配合物の測定の結果をまとめる。

Claims (15)

  1. 式I

    [Kt]z+ z[BH(CN)

    式中、[Kt]z+は、無機あるいは有機カチオンを表し、およびzは、1、2、3あるいは4であり、ここでヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ナトリウム、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウム、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸銀およびヒドリド−トリシアノ−ホウ酸[(フェニル)P−N=N−P(フェニル)]は除外される
    で表される化合物。
  2. [Kt]2+が、ヨードニウム、トリチリウム、スルホニウム、オキソニウム、アンモニウム、ホスホニウム、ウロニウム、チオウロニウム、グアニジニウムカチオンまたは複素環式カチオンを含む群から選択される有機カチオンであることを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
  3. Ktz+が、H、NO、Li、Mg2+、Cu、Cu2+、Zn2+、Ca2+、Y+3、Yb+3、La+3、Sc+3、Ce+3、Nd+3、Tb+3、Sm+3または希土類、遷移金属または貴金属、例えばロジウム、ルテニウム、イリジウム、パラジウム、白金、オスミウム、コバルト、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、タングステン、バナジウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、トリウム、ウラン、金などを含む複合(配位子含有)金属カチオンの群から選択される無機カチオン、
    または、以下の群から選択される有機カチオン:
    トリチリウムカチオン、ここでフェニル基が1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基、2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、あるいは2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニルにより置換されていてもよい、
    式(1)で表されるオキソニウムカチオンまたは式(2)で表されるスルホニウムカチオン

    [(RO] (1)
    [(RS] (2)、

    式中、Rはそれぞれ互いに独立して、1〜8個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基および、非置換フェニルまたはR1*、OR’、N(R、CNまたはハロゲンで置換されたフェニルであり、式(2)で表されるスルホニウムカチオンの場合は、さらに、それぞれ独立して(R’’’)Nを示し、およびR’はそれぞれ互いに独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化またはパーフッ素化直鎖状または分枝状のC〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、R1*は互いに独立して、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびR’’’は互いに独立して直鎖状または分枝状C〜Cアルキルである;
    式(3)に適合する、アンモニウムカチオン

    [NR (3)、

    式中、
    Rは、それぞれの場合において互いに独立して、
    H、OR’、NR’、但し式(3)中の最大1つの置換基Rは、OR’またはNR’である、
    1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、
    3〜7個のC原子を有する飽和、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル、これは1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、
    を示し、
    ここで1つまたは2つのRは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって完全に置換されていてもよく、および1つまたは2つ以上の置換基Rは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clにより、および/または−OH、−OR’、−CN、−N(R’)、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−NO、−SR’、−S(O)R’、−SOR’によって部分的に置換されていてもよく、かつここでα位にはないR中の1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−の群から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、ここでR’は、各々独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである;
    式(4)に適合する、ホスホニウムカチオン

    [P(R (4)、

    式中、
    は、各場合において互いに独立して、
    H、OR’またはN(R’)
    1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、
    3〜7個のC原子を有する、飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル、これは1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、
    を示し、
    ここで1つまたは2つのRは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって完全に置換されてもよく、および1つまたは2つ以上の置換基Rは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clにより、および/または−OH、−OR’、−CN、−N(R’)、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−NO、−SR’、−S(O)R’、−SOR’によって部分的に置換されていてもよく、かつここでα位にはないR中の1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−の群から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、ここでR’は、各々独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化の直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである;
    式(5)に適合する、ウロニウムカチオン

    [C(NR)(OR)(NR)] (5)、

    式中、
    〜Rは、各々、互いに独立して、
    H、ここでHはRに対しては除外される、
    1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、3〜7個のC原子を有する飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル
    を示し、
    ここで置換基R〜Rの1つまたは2つは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって完全に置換されてもよく、および置換基R〜Rの1つまたは2つ以上は、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clにより、および/または−OH、−OR’、−N(R’)、−CN、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−NOによって部分的に置換されていてもよく、かつここでα位にはないR〜R中の1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−の群から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、ここでR’は、各々独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化の直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである;
    式(6)に適合する、チオウロニウムカチオン

    [C(NR)(SR)(NR)] (6)、

    式中、
    〜Rは、各々、互いに独立して、
    H、ここでHはRに関しては除外される、
    1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、
    3〜7個のC原子を有する飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル、これは1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、
    を示し、
    ここで置換基R〜Rの1つまたは2つは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって置換されていてもよく、置換基R〜Rの1つまたは2つ以上は、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clおよび/または−OH、−OR’、−N(R’)、−CN、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−NOによって部分的に置換されていてもよく、かつここでα位にはないR〜R中の1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−の群から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、ここでR’は、各々独立してH、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフッ素化された直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである;
    式(7)に適合する、グアニジニウムカチオン

    [C(NR)(NR1011)(NR1213)] (7)、

    式中、
    〜R13は、各々、互いに独立して、
    H、−CN、N(R’)、−OR’、
    1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、
    3〜7個のC原子を有する飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル、これは1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、
    を示し、
    ここで置換基R〜R13の1つまたは2つは、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって完全に置換されていてもよく、置換基R〜R13の1つまたは2つ以上は、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Cl、および/または−OH、−OR’、−N(R’)、−CN、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−NOによって部分的に置換されていてもよく、かつここでα位にはないR〜R13中の1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−の群から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、ここでR’は、各々独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化の直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである;
    式(8)に適合する、複素環式カチオン

    [HetN]z+ (8)、

    式中、HetNz+は、以下の群

    から選択された複素環式カチオンを示し、式中、置換基
    1’〜R4’は、各々、互いに独立して、
    H、
    1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル、
    2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル、1〜6個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基によって置換されていてもよい、3〜7個のC原子を有する飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のシクロアルキル
    飽和の、部分的にまたは完全に不飽和のヘテロアリール、ヘテロアリール−C〜C−アルキルまたはアリール−C〜C−アルキル
    を示し、および、
    2’はさらに、F、Cl、Br、I、−CN、−OR’、−N(R’)、−P(O)(R’)、−P(O)(OR’)、−P(O)(N(R’)、-C(O)R’、−C(O)OR’、−C(O)X、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−SOOH、−SOX、-SR’、−S(O)R’、−SOR’および/またはNOを示し、ただしR1’、R3’、R4’がこの場合、互いに独立して、Hおよび/または1~20個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル、2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有するアルケニルであり
    ここで置換基R1’、R2’、R3’および/またはR4’は、一緒にまた環系を形成してもよく、
    ここで1〜3つの置換基R1’〜R4’は、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clによって完全に置換されていてもよく、および1つ、2つ以上の置換基R1’〜R4’は、ハロゲン、特に−Fおよび/もしくは−Clにより、および/または−OH、−OR’、N(R’)、−CN、−C(O)OH、−C(O)OR’、−C(O)R’、−C(O)N(R’)、−SON(R’)、−C(O)X、−SOOH、−SOX、−SR’、−S(O)R’、−SOR’、−NOによって部分的に置換されていてもよいが、ここでR1’およびR4’は、ハロゲンによって同時には完全に置換されていることができず、かつここで置換基R1’〜R4’において、ヘテロ原子に結合していない1個または2個の隣接していない炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO−、−SOO−、−C(O)−、−C(O)O−、−N(R’)−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SONR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(N(R’))NR’−、−P(R’)=N−または−P(O)R’−から選択された原子および/または原子団によって置き換えられていてもよく、
    ここでR’は、各々独立してH、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフッ素化された直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、およびXは、各々独立してハロゲンである、あるいは、
    式(9)に適合するヨードニウムカチオン
    式中、
    アリール基Arは、各々互いに独立して、非置換であるかあるいは1〜20個のC原子を有する少なくとも1つの直鎖状または分枝状アルキル基、2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の二重結合を有する直鎖状または分枝状アルケニル基、2〜20個のC原子および1つまたは2つ以上の三重結合を有する直鎖状または分枝状アルキニル基、R1*、NO、SR’、N(R’)、CNおよび/またはハロゲンで置換された6〜30個のC原子を有するアリールを示し、および
    ここでR’は、各々独立してH、非フッ素化、部分的にフッ素化、またはパーフッ素化の直鎖状または分枝状C〜C18−アルキル、飽和C〜C−シクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、および、
    ここでR1*は、各々独立してフッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフッ素化された直鎖状または分枝状C〜C18アルキル、飽和C〜Cシクロアルキル、非置換または置換フェニルである、
    ならびにハロゲンは、F、Cl、BrまたはIである、
    請求項1または2に記載の化合物。
  4. 請求項1に記載の式Iで表される化合物であって、式中[Kt]Z+がアルカリ金属カチオンであり、およびzが1を示し、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ナトリウムおよびヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウムを含む式I−1

    [Me][BH(CN) I−1

    で表される化合物を示す、前記化合物の製造方法であって、ステップ1において式II

    [Me[B(CN) II

    で表される化合物のアルカリ金属[Me]との反応を含み、
    ここで式IIにおける[Meはアルカリ金属[Me]と異なるまたは等しいアルカリ金属カチオンを示す、式III

    {[Me][B(CN)2− III

    式中、[Me]はアルカリ金属のアルカリ金属カチオンを示す
    で表される化合物の形成を生じさせ、およびステップ2において、ステップ1から生じた式IIIで表される化合物の加水分解を含む、前記方法。
  5. 請求項1に記載の式Iで表される化合物であって、式中[Kt]z+がカリウムのカチオンであり、およびzが1を示し、式I−2

    [K][BH(CN) I−2

    で表される化合物を示す、前記化合物の製造方法であって、式IV

    [Me[BH IV

    式中、[Meはアルカリ金属カチオンを示す
    で表される化合物の、{4KSCN+K[Zn(SCN)]}との反応、および少量の任意の副生成物K[BH(CN)]からの精製を含む、前記方法。
  6. 請求項1に記載の式Iで表される化合物であって、式中[Kt]z+はアルカリ金属カチオンであり、およびzは1である前記化合物の製造方法であって、式II
    [Me[B(CN) II
    で表される化合物の強塩基、好ましくはアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アミド、置換アミドまたはアルカリ金属アルコラートとの反応を含み、ここで式IIにおける[Meはアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アミドまたはアルカリ金属アルコラートのアルカリ金属カチオンと異なるかまたは等しいアルカリ金属カチオンを示す、前記方法。
  7. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の式Iで表される化合物であって、式中[Kt]z+は出発材料において使用されるアルカリ金属カチオン以外のもう1つのカチオンであり、zは1、2、3または4であり、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ナトリウム、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウムおよびヒドリド−トリシアノ−ホウ酸銀を含む、塩交換反応における前記化合物の製造方法であって、式I−1

    [Me][BH(CN) I−1

    式中、[Me]はアルカリ金属カチオンまたはH[BH(CN)]である
    で表されるアルカリ金属塩が、式V

    KtA V、

    式中、
    Ktは、式I−1で表される化合物のアルカリ金属カチオン以外の有機カチオンまたは無機カチオンまたはHの意味を有し、および
    AはF-、Cl-、Br-、I-、OH、[HF-、[CN]-、[SCN]-、[RCOO]-、[ROC(O)O]-、[RSO-、[RCOO]-、[RSO-、[ROSO-、[PF、[BF-、[HSO1-、[SO2-、[NO-、[(RP(O)O]、[RP(O)O2−、[(RO)P(O)O]、[(RO)P(O)O2−、[(RO)RP(O)O]、トシラート,1〜4個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基により置換されていてもよいマロナート、[HOCO-または[CO2-を意味し、但し[SO 2-および[CO2-は、式I−1で表される化合物のアルカリ金属カチオン以外のもう1つの金属カチオンを有する式Iで表される化合物の合成のためだけに使用され、
    ここで、Rは、各々他と独立して1〜12個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基であり、および
    は、各々互いに独立して1〜12個のC原子を有する直鎖状または分枝状のパーフッ素化されたアルキル基であり、ここで、電気的中性が塩KtAで表される式中で考慮される、前記方法。
  8. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の少なくとも1つの式Iで表される化合物を含む、電解質配合物。
  9. 請求項7に記載の電解質配合物を含む、電気化学デバイスおよび/または光電子デバイス。
  10. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の式Iで表される化合物であって、式中[Kt]z+は有機カチオンまたはHであり、zは1、2、3または4である前記化合物の、化学反応のための媒体としての、触媒としてのおよび/または触媒プロセスにおける媒体としての、伝導性塩としての、電気化学セルに適用するための電解質の成分としての、電気化学プロセスのための支持電解質の成分としての、界面活性剤としての、相間移動触媒としての、トレーナーとしての、抽出剤としての;帯電防止添加剤としての、可塑剤としての;伝熱媒体としての、膜材料および繊維材料のための改質剤としての;潤滑剤として、潤滑剤組成物への添加剤としての、または他の工学的な流体への添加剤としての、油圧油としてまたは油圧油への添加剤としての使用。
  11. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の式Iで表される化合物であって、式中[Kt]z+が、式(2)、(5)、(6)、(9)、トリチリウム、ピリリウム、1−ベンゾピリリウムまたは2−ベンゾピリリウムのカチオンである前記化合物の、カチオン重合開始剤、光重合開始剤または光酸発生剤としての使用。
  12. 式I−1

    [Me][BH(CN)3] I−1

    式中、[Me]は、アルカリ金属のアルカリ金属カチオンである化合物であって、ヒドリド−トリシアノ−ホウ酸ナトリウムおよびヒドリド−トリシアノ−ホウ酸カリウムを含む前記化合物の、請求項1〜3のいずれか一項に記載の式Iで表される化合物であって、式中[Kt]Z+が有機カチオンであり、およびzが1、2、3または4を示す前記化合物の合成のための使用。
  13. 式III

    {[Me][B(CN)2− III

    式中、[Me]はアルカリ金属のアルカリ金属カチオンを示す、で表される化合物。
  14. 請求項12に記載の式IIIで表される化合物の製造方法であって、式II

    [Me[B(CN) II

    式中、[Meはアルカリ金属カチオンを示す、で表される化合物のアルカリ金属[Me]との反応を含み、ここにおいてアルカリ金属[Me]およびアルカリ金属カチオン[Meは同じであるかまたは異なっている、前記方法。
  15. 化学物質にB(CN)基を導入するための、請求項12に記載の化合物の使用。
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