JP4268590B2 - 塩の製造方法 - Google Patents
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Description
すなわち本発明は、アニオン成分がPF6 -、BF4 -及びN(RfSO3)2 -から選ばれる1種からなり、カチオン成分が1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、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、1,2,3−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、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウム、2−エチル−1,3−ジメチルイミダゾリウム、4−エチル−1,3−ジメチルイミダゾリウム、3−エチル−1,4−ジメチルイミダゾリウム、3−エチル−1,5−ジメチルイミダゾリウム及び1,2,4,5−テトラメチルイミダゾリウムから選ばれる1種からなる塩(A)とアルコール類(B1)の合計重量に対して、該(B1)の濃度を0.5〜3重量%に保ちながら、該(A)の重量に対して該(B1)を0.1〜1.0倍使用し、該(A)に該(B1)を連続的に加えると同時に、該(B1)を50〜170℃、0kPa〜50kPaで蒸発除去することを特徴とする水分含量が100ppm以下である塩の製造方法である。なお、Rfは炭素数1〜12のフルオロアルキル基を表す。
アニオン成分として、無機酸、有機カルボン酸 モノおよびジアルキルリン酸エステル、フェノール類、トリアゾール、有機スルホン酸、フルオロカルボン酸、ホウ素錯体等が挙げられる。
(1)無機カチオン:リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン又は、カルシウムイオン、マグネシウムイオン等のアルカリ土類金属イオン、又は、鉄イオン、ニッケルイオン、アルミニウムイオン等の遷移金属イオン。
・ピリジニウムカチオン類
N−メチルピリジニウムカチオン、N−エチルピリジニウムカチオン、N−メチル−4−ジメチルアミノピリジニウムカチオン、N−エチル−4−ジメチルアミノピリジニウムカチオンなど。
・テトラアルキルホスホニウムカチオン類
テトラメチルホスホニウムカチオン、テトラエチルホスホニウムカチオン、テトラブチルホスホニウムカチオン、ジメチルジエチルホスホニウムカチオン、メチルトリエチルホスホニウムカチオンなど。
・ピロリジニウムカチオン類
N,N−ジメチルピロリジニウムカチオン、N−エチル−N−メチルピロリジニウムカチオン、N,N−ジエチルピロリジニウムカチオンなど。
・ピペリジウムカチオン類
N、N−ジメチルピペリジウムカチオン、N−エチル−N−メチルピペリジウムカチオン、N、N−ジエチルピペリジウムカチオン、N−n−ブチル−N−メチルピペリジウムカチオン、N−エチル−N−n−ブチルピペリジウムカチオンなど
・ヘキサメチレンイミニウムカチオン類
N,N−ジメチルヘキサメチレンイミニウムカチオン、N−エチル−N−メチルヘキサメチレンイミニウムカチオン、N,N−ジエチルヘキサメチレンイミニウムカチオンなど。
・モルホリニウムカチオン類
N,N−ジメチルモルホリニウムカチオン、N−エチル−N−メチルモルホリニウムカチオン、N−ブチル−N−メチルモルホリニウムカチオン、N−エチル−N−ブチルモルホリニウムカチオンなど。
・ピペラジニウムカチオン類
N,N,N’,N’−テトラメチルピペラジニウムカチオン、N−エチル−N,N’,N’−トリメチルピペラジニウムカチオン、N,N’−ジエチル−N,N’−ジメチルピペラジニウムカチオン、N,N,N’−トリエチル−N’−メチルピペラジニウムカチオン、N,N,N’,N’−テトラエチルピペラジニウムカチオンなど。
・テトラヒドロピリミジニウムカチオン類
1,3−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウムカチオン、1,2,3−トリエチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウムカチオン、1,2,3,4−テトラメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウムカチオン、1,2,3,5−テトラメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウムカチオン、8−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムカチオン、5−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネニウムカチオン、8−エチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムカチオン、5−エチル−1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネニウムカチオンなど。
・ピコリニウムカチオン類
N−メチルピリジニウムカチオン、N−エチルピリジニウムカチオン、N−メチル−4−ジメチルアミノピリジニウムカチオン、N−エチル−4−ジメチルアミノピリジニウムカチオンなど。
・キノリニウムカチオン類
N−メチルキノリニウムイオン、N−エチルキノリニウムイオンなど。
・ビピリジニウムカチオン類
N−メチル−2,2’−ビピリジニウムカチオン、N−エチル−2,2’−ビピリニウムカチオンなど。
R1、R2、R3、R4及びR5が互いに環を形成していない場合、R1のうち、水酸基,アミノ基,ニトロ基,シアノ基,カルボキシル基,エーテル結合を有する基及び/又はホルミル基を有していてもよい炭素数1〜20の1価炭化水素基としては、直鎖脂肪族炭化水素基、分岐脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基等が含まれる。
直鎖脂肪族炭化水素基としては、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−デシル、n−オクタデセニル、n−エイコシル、ヒドロキシメチル、1−ヒドロキシエチル及び2−ヒドロキシエチル、アミノメチル、アミノエチル、ニトロメチル、ニトロエチル、シアノメチル、シアノエチル、カルボキシメチル、カルボキシエチル、メトキシメチル、メトキシエチル、ホルミルメチル及びホルミルエチル等が挙げられる。
分岐脂肪族炭化水素基としては、iso−プロピル、2−メチルプロピル、1−メチルプロピル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、1−エチルプロピル、2−エチルプロピル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、4−メチルペンチル、1−エチルブチル、2−エチルブチル、3−エチルブチル、4−エチルブチル、2−エチルヘキシル、1,2−ジメチルブチル、1,3−ジメチルブチル、2,3−ジメチルブチル、2−エチル−n−オクチル、2−エチル−n−ヘキサデセニル、2−エチル−n−オクタデセニル、2−ヒドロキシ−iso−プロピル及び1−ヒドロキシ−2−メチルプロピル、2−アミノ−iso−プロピル、1−アミノ−2−メチルプロピル、2−ニトロ−iso−プロピル、1−ニトロ−2−メチルプロピル、2−シアノ−iso−プロピル、1−シアノ−2−メチルプロピル、2−カルボキシ−iso−プロピル、1−カルボキシ−2−メチルプロピル、2−メトキシ−iso−プロピル、1−メトキシ−2−メチルプロピル、2−ホルミル−iso−プロピル及び1−ホルミル−2−メチルプロピル等が挙げられる。
環式炭化水素基としては、シクロヘキシル、1−メチルヘキシル、2−メチルヘキシル、3−メチルヘキシル、4−メチルヘキシル、1−ヒドロキシヘキシル、2−ヒドロキシヘキシル、3−ヒドロキシヘキシル及び4−ヒドロキシヘキシル、1−メトキシ−ヘキシル、2−メトキシヘキシル、3−メトキシヘキシル、4−メトキシヘキシル、1−ホルミル−ヘキシル、2−ホルミルヘキシル、3−ホルミルヘキシル及び4−ホルミルヘキシル等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル、トルイル及びベンジル等が挙げられる。
これらR1のうち、水素原子、直鎖脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基が好ましく、さらに好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、メトキシエチル基、n−ブチル基、フェニル基及びベンジル基、特に好ましくは水素原子、メトキシエチル基及びメチル基、最も好ましくはメチル基である。
直鎖脂肪族炭化水素基としては、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−デシル、アミノメチル、アミノエチル、ニトロメチル、ニトロエチル、シアノメチル、シアノエチル、カルボキシメチル、カルボキシエチル、メトキシメチル、メトキシエチル、ホルミルメチル及びホルミルエチル等が挙げられる。
分岐脂肪族炭化水素基としては、iso−プロピル、2−メチルプロピル、1−メチルプロピル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、1−エチルプロピル、2−エチルプロピル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、4−メチルペンチル、1−エチルブチル、2−エチルブチル、3−エチルブチル、4−エチルブチル、1,2−ジメチルブチル、1,3−ジメチルブチル、2,3−ジメチルブチル、2−エチル−n−オクチル、2−アミノ−iso−プロピル、1−アミノ−2−メチルプロピル、2−ニトロ−iso−プロピル、1−ニトロ−2−メチルプロピル、2−シアノ−iso−プロピル、1−シアノ−2−メチルプロピル、2−カルボキシ−iso−プロピル、1−カルボキシ−2−メチルプロピル、2−メトキシ−iso−プロピル、1−メトキシ−2−メチルプロピル、2−ホルミル−iso−プロピル及び1−ホルミル−2−メチルプロピル等が挙げられる。
環式炭化水素基としては、シクロヘキシル、1−メチル−ヘキシル、2−メチルヘキシル、3−メチルヘキシル、4−メチルヘキシル、1−アミノ−ヘキシル、2−アミノヘキシル、3−アミノヘキシル、4−アミノヘキシル、1−シアノ−ヘキシル、2−シアノヘキシル、3−シアノヘキシル、4−シアノヘキシル、1−カルボキシ−ヘキシル、2−カルボキシヘキシル、3−カルボキシヘキシル、4−カルボキシヘキシル、1−メトキシ−ヘキシル、2−メトキシヘキシル、3−メトキシヘキシル、4−メトキシヘキシル、1−ホルミル−ヘキシル、2−ホルミルヘキシル、3−ホルミルヘキシル及び4−ホルミルヘキシル等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル、トルイル及びベンジル等が挙げられる。
これらのうち、直鎖脂肪族炭化水素基が好ましく、さらに好ましくはメチル基、メトキシエチル基及びエチル基、特に好ましくはメチル基及びエチル基である。
(i)イミダゾリニウムカチオン
1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2,4−ジエチルイミダゾリニウム、1,2−ジメチル−3,4−ジエチルイミダゾリニウム、1−メチル−2,3,4−トリエチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−エチルイミダゾリニウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリニウム、1,2,3−トリエチルイミダゾリニウム、1,1−ジメチル−2−ヘプチルイミダゾリニウム、1,1−ジメチル−2−(−2’ヘプチル)イミダゾリニウム、1,1−ジメチル−2−(−3’ヘプチル)イミダゾリニウム、1,1−ジメチル−2−(−4’ヘプチル)イミダゾリニウム、1,1−ジメチル−2−ドデシルイミダゾリニウム、1,1−ジメチルイミダゾリニウム、1,1,2−トリメチルイミダゾリニウム、1,1,2,4−テトラメチルイミダゾリニウム、1,1,2,5−テトラメチルイミダゾリニウム、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロイミダゾリニウム及び1,1,2,4,5−ペンタメチルイミダゾリニウム等。
1,3−ジメチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウム、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2,4−ジエチルイミダゾリウム、1,2−ジメチル−3,4−ジエチルイミダゾリウム、1−メチル−2,3,4−トリエチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−エ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、1,2,3−トリエチルイミダゾリウム、1,1−ジメチル−2−ヘプチルイミダゾリウム、1,1−ジメチル−2−(−2’ヘプチル)イミダゾリウム、1,1−ジメチル−2−(−3’ヘプチル)イミダゾリウム、1,1−ジメチル−2−(−4’ヘプチル)イミダゾリウム、1,1−ジメチル−2−ドデシルイミダゾリウム、1,1−ジメチルイミダゾリウム、1,1,2−トリメチルイミダゾリウム、1,1,2,4−テトラメチルイミダゾリウム、1,1,2,5−テトラメチルイミダゾリウム、2,3-ジヒドロ-1Hピロロイミダゾリウム及び1,1,2,4,5−ペンタメチルイミダゾリウム等。
1,3−ジメチルピリミジニウム、1−エチル−3−メチルピリミジニウム、1,3−ジエチルピリミジニウム、1,2,3−トリメチルピリミジニウム、1,2,3,4−テトラメチルピリミジニウム、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2,4−ジエチルピリミジニウム、1,2−ジメチル−3,4−ジエチルピリミジニウム、1−メチル−2,3,4−トリエチルピリミジニウム、1,2,3,4,5−ヘキサメチルイミダゾリウム等。
1,3−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1,2,3−トリメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1,2,3,4−テトラメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1,2,3,5−テトラメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、8−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウム、5−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネニウム、8−エチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウム及び5−エチル−1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネニウム等。
R6〜R9には水酸基,アミノ基,ニトロ基,シアノ基,カルボキシル基,エーテル結合を有する基及び/又はホルミル基を有していてもよい炭素数1〜20の1価炭化水素基としては、直鎖脂肪族炭化水素基、分岐脂肪族炭化水素基脂、環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基等が含まれる。
直鎖脂肪族炭化水素基としては、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−デシル、n−オクタデセニル、n−エイコシル、ヒドロキシメチル、1−ヒドロキシエチル及び2−ヒドロキシエチル、アミノメチル、アミノエチル、ニトロメチル、ニトロエチル、シアノメチル、シアノエチル、カルボキシメチル、カルボキシエチル、メトキシメチル、メトキシエチル、ホルミルメチル及びホルミルエチル等が挙げられる。
分岐脂肪族炭化水素基としては、iso−プロピル、2−メチルプロピル、1−メチルプロピル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、1−エチルプロピル、2−エチルプロピル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、4−メチルペンチル、1−エチルブチル、2−エチルブチル、3−エチルブチル、4−エチルブチル、2−エチルヘキシル、1,2−ジメチルブチル、1,3−ジメチルブチル、2,3−ジメチルブチル、2−エチル−n−オクチル、2−エチル−n−ヘキサデセニル、2−エチル−n−オクタデセニル、2−ヒドロキシ−iso−プロピル及び1−ヒドロキシ−2−メチルプロピル、2−アミノ−iso−プロピル、1−アミノ−2−メチルプロピル、2−ニトロ−iso−プロピル、1−ニトロ−2−メチルプロピル、2−シアノ−iso−プロピル、1−シアノ−2−メチルプロピル、2−カルボキシ−iso−プロピル、1−カルボキシ−2−メチルプロピル、2−メトキシ−iso−プロピル、1−メトキシ−2−メチルプロピル、2−ホルミル−iso−プロピル及び1−ホルミル−2−メチルプロピル等が挙げられる。
環式炭化水素基としては、シクロヘキシル、1−メチルヘキシル、2−メチルヘキシル、3−メチルヘキシル、4−メチルヘキシル、1−ヒドロキシヘキシル、2−ヒドロキシヘキシル、3−ヒドロキシヘキシル及び4−ヒドロキシヘキシル、1−メトキシ−ヘキシル、2−メトキシヘキシル、3−メトキシヘキシル、4−メトキシヘキシル、1−ホルミル−ヘキシル、2−ホルミルヘキシル、3−ホルミルヘキシル及び4−ホルミルヘキシル等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル、トルイル及びベンジル等が挙げられる。
R6、R7、R8及びR9は水素原子、直鎖脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基が好ましく、さらに好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、メトキシエチル基、n−ブチル基、フェニル基及びベンジル基、特に好ましくは、メチル基、エチル基及びメトキシエチル基である。
テトラメチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、ジエチルジメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、トリメチル−n−プロピルアンモニウム、トリメチルイソプロピルアンモニウム、エチルジメチル−n−プロピルアンモニウム、エチルジメチルイソプロピルアンモニウム、ジエチルメチル−n−プロピルアンモニウム、ジエチルメチルイソプロピルアンモニウム、ジメチルジ−n−プロピルアンモニウム、ジメチル−n−プロピルイソプロピルアンモニウム、ジメチルジイソプロピルアンモニウム、トリエチル−n−プロピルアンモニウム、n−ブチルトリメチルアンモニウム、イソブチルトリメチルアンモニウム、t−ブチルトリメチルアンモニウム、トリエチルイソプロピルアンモニウム、エチルメチルジ−n−プロピルアンモニウム、エチルメチル−n−プロピルイソプロピルアンモニウム、エチルメチルジイソプロピルアンモニウム、n−ブチルエチルジメチルアンモニウム、イソブチルエチルジメチルアンモニウム、t−ブチルエチルジメチルアンモニウム、ジエチルジ−n−プロピルアンモニウム、ジエチル−n−プロピルイソプロピルアンモニウム、ジエチルジイソプロピルアンモニウム、メチルトリ−n−プロピルアンモニウム、メチルジ−n−プロピルイソプロピルアンモニウム、メチル−n−プロピルジイソプロピルアンモニウム、n−ブチルトリエチルアンモニウム、イソブチルトリエチルアンモニウム、t−ブチルトリエチルアンモニウム、ジ−n−ブチルジメチルアンモニウム、ジイソブチルジメチルアンモニウム、ジ−t−ブチルジメチルアンモニウム、n−ブチルイソブチルジメチルアンモニウム、n−ブチル−t−ブチルジメチルアンモニウム、イソブチル−t−ブチルジメチルアンモニウム、ジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム、エチルジメチルメトキシエチルアンモニウム、(1−ヒドロキシヘキシル)トリメチルアンモニウム、(1−ヒドロキシヘキシル)トリエチルアンモニウム、(1−ヒドロキシヘキシル)ジメチルエチルアンモニウム、(1−ヒドロキシヘキシル)メチルジエチルアンモニウム、(1−メトキシヘキシル)トリメチルアンモニウム、(1−メトキシヘキシル)トリエチルアンモニウム、(1−メトキシヘキシル)ジメチルエチルアンモニウム、(1−メトキシヘキシル)メチルジエチルアンモニウム、(1−ヒドロキシ−3−メチルペンチル)トリメチルアンモニウム、(1−ヒドロキシ−3−メチルペンチル)トリエチルアンモニウム、(1−ヒドロキシ−3−メチルペンチル)ジメチルエチルアンモニウム、(1−ヒドロキシ−3−メチルペンチル)メチルジエチルアンモニウム、(1−メトキシ−3−メチルペンチル)トリメチルアンモニウム、(1−メトキシ−3−メチルペンチル)トリエチルアンモニウム、(1−メトキシ−3−メチルペンチル)ジメチルエチルアンモニウム、(1−メトキシ−3−メチルペンチル)メチルジエチルアンモニウム等が挙げられる。
X-はPF6 -、BF4 -、AsF6 -、F-、Cl-、PCl6 -、BCl4 -、AsCl6 -、SbCl6 -、TaCl6 -、NbCl6 -、PBr6 -、BBr6 -、AsBr6 -、AlBr4 -、TaBr6 -、NbBr6 -、PCl6 -、SbF6 -、AlF4 -、ClO4 -、AlCl4 -、TaF6 -、NbF6 -、SiF6 -、CN-、F(HF)n -、N(RfSO3)2 -、C(RfSO3)3 -、RfSO3 -、RfCO2 -(Rfは炭素数1〜12のフルオロアルキル基)、(当該式中、nは1以上4以下の数値を表す)が好ましく、さらに好ましくは、電気化学的安定性の観点等から、PF6 -、BF4 -又はN(RfSO3)2 -で表される対アニオン、特に好ましくはPF6 -又はBF4 -で表される対アニオン、最も好ましくはBF4 -で表される対アニオンである。 N(RfSO3)2 -、C(RfSO3)3 -、RfSO3 -又はRfCO2 -で表されるアニオンに含まれるRfは、炭素数1〜12のフルオロアルキル基を表し、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロプロピル及びノナフルオロブチルなどが挙げられる。これらのうち、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル及びヘプタフルオロプロピルが好ましく、さらに好ましくはトリフルオロメチル及びペンタフルオロエチル、特に好ましくはトリフルオロメチルである。Y-はX-と同様である。
25℃での比誘電率が5以上である極性溶媒(B)としてはアルコール類(B1)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン等)、アルデヒド類(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンチルアルデヒド、ベンズアルデヒド)、チオール類(エタンチオール等)、フェノール類(フェノール等)、エーテル類(ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル等)、アミド類(ホルムアミド、N−メチルホルムアミド等)、カルボン酸類(ギ酸、酢酸、アクリル酸、メタクリル酸、安息香酸等)が挙げられる。これらの中でアルコール類(B1)(25℃での比誘電率10〜60)が好ましく、以下のものが挙げられる。
1価アルコール:炭素数1〜4の一価のアルコール(メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール等);炭素数5〜8の一価のアルコール(1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、ベンジルアルコール等)。2〜3価またはそれ以上の多価アルコール:エチレングリコール、グリセリン等。ジアルキレングリコールモノアルキルエーテル:エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等及び上記2種以上の混合物。
(B1)の中で、沸点が60〜120℃、水に対する溶解度が20重量%以上である、炭素数1〜4の1価のアルコールがさらに好ましく、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール等が挙げられる。特に好ましくはメタノール及び/又は、エタノールである。
塩(C)に求められる水分量は電気2重層キャパシター用電解液、電解コンデンサー用電解液、二次電池用電解液、色素増感太陽電池用電解液、反応用溶媒および触媒等において通常500ppm以下が求められる。特に電気二重層コンデンサ用電解液又は二次電池用電解液では、耐電圧の低下、長期信頼性の低下の観点から好ましくは300ppm以下、より好ましくは100ppm以下、さらに好ましくは50ppm以下、特に好ましくは30ppm以下が求められる。塩(C)中のアルコール類の残存量は好ましくは3000ppm以下、さらに好ましくは500ppm以下、特に好ましくは100ppm以下である。
・アミド類:N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、ヘキサメチルホスホリルアミド、N−メチルピロリドンなど。
・カルボン酸エステル類:酢酸メチル、プロピオン酸メチルなど。
・ラクトン類:γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンなど。
・ニトリル類:アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル、アクリロニトリルなど。
・カーボネート類:エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートなど。
・スルホキシド類:ジメチルスルホキシド、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホランなど。
・ニトロ化合物:ニトロメタン、ニトロエタンなど。
・複素環式溶媒:N−メチル−2−オキサゾリジノン、3,5−ジメチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−メチルピロリジノンなど。
・ケトン類:アセトン、2,5ヘキサンジオン、シクロヘキサンなど。
・リン酸エステル類:トリメチルリン酸、トリエチルリン酸、トリプロピルリン酸など。
これらのうち好ましいのはカーボネート類およびスルホキシド類であり、特に好ましくはエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、スルホランである。
電解液中に占める電解質塩の濃度は、電解液の電気伝導度、内部抵抗の観点から好ましくは0.1モル/リットル以上、さらに好ましくは0.5モル/リットル以上、低温時の塩析出の観点から好ましくは4モル/リットル以下、さらに好ましくは3モル/リットル以下である。電解液中の含水量は電気化学的安定性の観点から300ppm以下が好ましく、さらに好ましくは100ppm以下、特に好ましくは50ppm以下である。
次に本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例の中で、部は重量部を示す。
下記実施例において、塩の水分量はカールフィッシャー水分測定装置により測定した。水分測定装置:平沼産業株式会社製、AQ−7。塩を露点−50℃以下雰囲気下で2ml注射器に採取し、水分測定装置に注入し、注入量と電量滴定量から水分測定値を算出した。
極性溶媒(B)の残存量はガスクロマトグラフィーにより測定した。ガスクロマトグラフィーの条件は次に示す条件で行った。カラム:DB−WAX(ジーエルサイエンス社製)、キャリアーガス:ヘリウム、カラム温度:50℃〜230℃(昇温速度10℃/分)、注入口温度:230℃、検出器温度:230℃、検出器:FID、サンプル注入量:1マイクロリットル。アルコール類残存量は、濃度既知のアルコール類をあらかじめガスクロマトグラフィーによって測定し、検量線作成後、定法に従い定量した。
ガラス製オートクレーブに純度99.6%、水分4000ppmの1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートを100部仕込んだ。撹拌下、メタノールを5部/時間の速度で連続滴下しながら、温度110℃、圧力3kPaの条件でメタノールを蒸発除去させる操作を6時間行った。この時の系のメタノール濃度は約0.5重量%であった。処理物から温度110℃、圧力2kPa、1時間で残存するメタノールを除去して、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート(C−1)を99.5部得た。(C−1)の水分量は25ppmであり、メタノールの残存量は220ppmであった。メタノールの使用量は30部であった。
ガラス製オートクレーブに純度99.4%、水分6000ppmの1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートを100部仕込んだ。撹拌下、メタノールを5部/時間の速度で連続滴下しながら、温度125℃、圧力10kPaの条件でメタノールを蒸発除去させる操作を3時間行った。この時の系のメタノール濃度は約0.7重量%であった。処理物から温度125℃、圧力3kPa、1時間で残存するメタノールを除去して、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート(C−2)を99.4部得た。(C−2)の水分量は40ppmであり、メタノールの残存量は80ppmであった。メタノールの使用量は15部であった。
ガラス製オートクレーブに純度99.2%、水分7000ppmの1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェートを100部仕込んだ。撹拌下、メタノールを10部/時間の速度で連続滴下しながら、温度90℃、圧力4kPaの条件でメタノールを蒸発除去させる操作を6時間行った。この時の系のメタノール濃度は約1.2重量%であった。処理物から温度90℃、圧力2kPa、1時間で残存するメタノールを除去して、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート(C−3)を99.1部得た。(C−3)の水分量は30ppmであり、メタノールの残存量は400ppmであった。メタノールの使用量は60部であった。
ガラス製オートクレーブに純度99.5%、水分5000ppmの1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネートを100部仕込んだ。撹拌下、イソプロパノールを15部/時間の速度で連続滴下しながら、温度130℃、圧力10kPaの条件でイソプロパノールを蒸発除去させる操作を5時間行った。この時の系のイソプロパノール濃度は約2.5重量%であった。処理物から温度130℃、圧力3kPa、1時間で残存するイソプロパノールを除去して、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート(C−4)を99.4部得た。(C−4)の水分量は90ppmであり、イソプロパノールの残存量は800ppmであった。イソプロパノールの使用量は75部であった。
ガラス製オートクレーブに純度99.5%、水分5000ppmの1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートを50部、純度99.7%、水分3000ppmのトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレートを50部仕込んだ。撹拌下、エタノールを3部/時間の速度で連続滴下しながら、温度120℃、圧力5kPaの条件でエタノールを蒸発除去させる操作を7時間行った。この時の系のエタノール濃度は約0.5重量%であった。処理物から温度120℃、圧力2kPa、1時間で残存するエタノールを除去して、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート及び、トリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート(C−5)を99.5部得た。(C−5)の水分量は70ppmであり、エタノールの残存量は500ppmであった。エタノールの使用量は21部であった。
ガラス製オートクレーブに純度99.6%、水分4000ppmのエチルジメチルメトキシエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを100部仕込んだ。撹拌下、メタノールを5部/時間の速度で連続滴下しながら、温度90℃、圧力6kPaの条件でメタノールを蒸発除去させる操作を6時間行った。この時の系のメタノール濃度は約1.4重量%であった。処理物から温度90℃、圧力2kPa、1時間で残存するメタノールを除去して、エチルジメチルメトキシエチルアンモニウムテトラフルオロボレート(C−6)を99.5部得た。(C−6)の水分量は40ppmであり、メタノールの残存量は300ppmであった。メタノールの使用量は30部であった。
ガラス製オートクレーブに純度:99.6%、水分4000ppmの1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート100部、メタノールを100部仕込んだ。撹拌下、温度110℃まで昇温し、徐々に減圧しながら、温度110℃、圧力2kPa、1時間でメタノールを完全に除去して塩を99.6部を得た。塩の水分量は700ppmであり、メタノールの残存量は280ppmであった。メタノールの使用量は100部であり、アルコールの使用量は実施例2より多く使用しているが、塩の水分量は多かった。
ガラス製オートクレーブに純度:99.4%、水分6000ppmの1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート100部、メタノールを100部仕込んだ。撹拌下、温度120℃まで昇温し、徐々に減圧しながら、温度120℃、圧力2kPa、1時間でメタノールを完全に除去して塩を99.4部を得た。塩の水分量は800ppmであり、メタノールの残存量は110ppmであった。メタノールの使用量は100部であり、アルコールの使用量は実施例2より多く使用しているが、塩の水分量は多かった。
Claims (3)
- アニオン成分がPF6 -、BF4 -及びN(RfSO3)2 -から選ばれる1種からなり、カチオン成分が1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、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、1,2,3−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、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウム、2−エチル−1,3−ジメチルイミダゾリウム、4−エチル−1,3−ジメチルイミダゾリウム、3−エチル−1,4−ジメチルイミダゾリウム、3−エチル−1,5−ジメチルイミダゾリウム及び1,2,4,5−テトラメチルイミダゾリウムから選ばれる1種からなる塩(A)とアルコール類(B1)の合計重量に対して、該(B1)の濃度を0.5〜3重量%に保ちながら、該(A)の重量に対して該(B1)を0.1〜1.0倍使用し、該(A)に該(B1)を連続的に加えると同時に、該(B1)を50〜170℃、0kPa〜50kPaで蒸発除去することを特徴とする水分含量が100ppm以下である塩の製造方法。[Rfは炭素数1〜12のフルオロアルキル基を表す。]
- 前記アルコール類(B1)がメタノール及び/又は、エタノールである請求項1記載の製造方法
- 請求項1又は2に記載の製造方法で得られる塩をカーボネート類及びスルホキシド類に溶解させる非水電解液の製造方法。
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