JP5484915B2 - オルガノフルオロクロロホスフェートアニオンを含む化合物 - Google Patents
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Description
[Kt]z+ z[(CnHmF2n+1−m)xPClyF6−x−y]− (I)
式中、[Kt]z+は無機または有機カチオンを示し、ここで、nは1〜12、mは0〜2n+1、xは1〜4、yは1〜4、zは1〜4であり、ただしx+yは5以下である。本発明の目的のために、yはアニオン中に存在するClアニオンの数を表している。数zはカチオンの電荷度を表し、したがって本発明による化合物中に存在するアニオンの数を表している。概して、化合物の電気的中性を確実にすべきである。
[Kt]z+ z[(CnF2n+1)xPClF5−x]− (Ia)
[NR4]+ (1)
式中、
Rはそれぞれ互いに独立して、
H、
OR’、NR’2(ただし、式(1)中の最大1つの置換基RはOR’、NR’2である)、
1〜20個のC原子を有する直鎖または分枝アルキル、
2〜20個のC原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニル、
2〜20個のC原子および1または2以上の三重結合を有する直鎖または分枝アルキニル、
3〜7個のC原子を有する、飽和、部分的または完全に不飽和のシクロアルキルであって、1〜6個のC原子を有するアルキル基で置換されていてもよいもの
を示し、
で表すことができる。
[PR2 4]+ (2)
式中、
R2はそれぞれ互いに独立して、
H、OR’またはNR’2、
1〜20個のC原子を有する直鎖または分枝アルキル、
2〜20個のC原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニル、
2〜20個のC原子および1または2以上の三重結合を有する直鎖または分枝アルキニル、
3〜7個のC原子を有する、飽和、部分的または完全に不飽和のシクロアルキルであって、1〜6個のC原子を有するアルキル基で置換されていてもよいもの
を示し、
で表すことができる。
[C(R3R4N)(OR5)(NR6R7)]+ (3)
で表すことができ、チオウロニウムカチオンは、式(4)
[(R3R4N)(SR5)(NR6R7)]+ (4)
で表すことができ、
R3〜R7はそれぞれ互いに独立して、
H(ここでHはR5については除外される)、
1〜20個のC原子を有する直鎖または分枝アルキル、
2〜20個のC原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニル、
2〜20個のC原子および1または2以上の三重結合を有する直鎖または分枝アルキニル、
3〜7個のC原子を有する、飽和、部分的または完全に不飽和のシクロアルキルであって、1〜6個のC原子を有するアルキル基で置換されていてもよいもの
を示し、
[C(NR8R9)(NR10R11)(NR12R13)]+ (5)
式中、
R8〜R13はそれぞれ互いに独立して、
H、−CN、NR’2、−OR’、
1〜20個のC原子を有する直鎖または分枝アルキル、
2〜20個のC原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニル、
2〜20個のC原子および1または2以上の三重結合を有する直鎖または分枝アルキニル、
3〜7個のC原子を有する、飽和、部分的または完全に不飽和のシクロアルキルであって、1〜6個のC原子を有するアルキル基で置換されてもよいもの
を示し、
で表すことができる。
[HetN]z+ (6)
式中、
HetNz+は、下記の群から選択される複素環カチオンを示す:
置換基R1’〜R4’はそれぞれ独立して、
H、
F、Cl、Br、I、−CN、−OR’、−NR’2、−P(O)R’2、−P(O)(OR’)2、−P(O)(NR’2)2、−C(O)R’、−C(O)OR’、−C(O)X、−C(O)NR’2、−SO2NR’2、−SO2OH、−SO2X、−SR’、−S(O)R’、−SO2R’および/またはNO2(ただし、R1’、R3’、R4’は、Hおよび/または、1〜20個のC原子を有する直鎖または分枝アルキル、2〜20個のC原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニルである)、
1〜20個のC原子を有する直鎖または分枝アルキル、
2〜20個のC原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニル、
2〜20個のC原子および1または2以上の三重結合を有する直鎖または分枝アルキニル、
3〜7個のC原子を有する、飽和、部分的または完全に不飽和のシクロアルキルであって、1〜6個のC原子を有するアルキルで置換されていてもよいもの、
飽和、部分的または完全に不飽和のヘテロアリール、ヘテロアリール−C1〜C6−アルキルまたはアリール−C1〜C6−アルキル
を示し、
ここで、置換基R1’、R2’、R3’および/またはR4’は一緒になって環系を形成していてもよく、
のカチオンを用いることも可能である。
置換基RおよびR2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。
式中、置換基R8〜R10およびR13は、上記の意味または上記の特に好ましい意味を有することができる。
−OCH3、−OCH(CH3)2、−CH2OCH3、−CH2−CH2−O−CH3、−C2H4OCH(CH3)2、−C2H4SC2H5、−C2H4SCH(CH3)2、−S(O)CH3、−SO2CH3、−SO2C6H5、−SO2C3H7、−SO2CH(CH3)2、−SO2CH2CF3、−CH2SO2CH3、−O−C4H8−O−C4H9、−CF3、−C2F5、−C3F7、−C4F9、−C(CF3)3、−CF2SO2CF3、−C2F4N(C2F5)C2F5、−CHF2、−CH2CF3、−C2F2H3、−C3FH6、−CH2C3F7、−C(CFH2)3、−CH2C(O)OH、−CH2C6H5、−C(O)C6H5またはP(O)(C2H5)2である。
(CnHmF2n+1−m)xPF5−x (II)
の化合物との反応を含み、
ここで、[Kt]z+はz=1〜4である無機もしくは有機カチオンを示し、式IIの化合物において、n=1〜12、m=0〜2n+1、x=1〜4およびy=1〜4である。好ましくは、y=1およびm=0であり、すなわち[Kt]+[Cl]−が、好ましくは一般式(IIa)
(CnF2n+1)xPF5−x (IIa)
の化合物と反応させられ、
ここで、[Kt]+は無機もしくは有機カチオンを示し、ならびに式IIaはn=1〜12、x=1〜4である。
反応が完了したとき、当業者にとって既知の方法で、例えば揮発性成分を真空中で乾燥させて除去することにより、本発明による化合物を後処理(work up)および精製してもよく、必要であればさらなる精製段階を行ってもよい。
Claims (27)
- 式(I)
[Kt] z+ z[(C n H m F 2n+1−m ) x PCl y F 6−x−y ] − (I)
式中、[Kt] z+ は無機もしくは有機カチオンを示し、nは1〜12、mは0〜2n+1、xは1〜4、yは1〜4、zは1〜4であり、ただしx+yは5以下である
で表される、化合物。 - mが0であり、yが1であることを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
- xが3であることを特徴とする、請求項1または2に記載の化合物。
- nが2、3または4であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の化合物。
- 式(I)の化合物が、[Kt]z+ z[(C2F5)3PClF2]−、[Kt]z+ z[(C3F7)3PClF2]− もしくは[Kt]z+ z[(C4F9)3PClF2]−を含む群から選択されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の化合物。
- [Kt]z+が、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1〜5のいずれかに記載の化合物。
- [Kt]z+が、式(1)
[NR4]+ (1)
式中、Rは、それぞれ、互いに独立して、
H、OR’、NR’2(ただし式(1)において最大1つの置換基はOR’、NR’2である)、
1〜20個の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の三重結合を有する直鎖もしくは分枝アルキニル、
3〜7個の炭素原子を有する、飽和、部分的または完全に不飽和のシクロアルキルであって1〜6個の炭素原子を有するアルキル基によって置換されていてもよいもの、
を示し、
ここで、1または2以上のRが、部分的もしくは完全に、ハロゲンによって、または部分的に−OH、−OR’、−CN、−NR’2、−C(O)OH、−C(O)NR’2、−SO2NR’2、−C(O)X、−SO2OH、−SO2X、−NO2、−SR’、−S(O)R’、−SO2R ’によって置換されていてもよく、Rにおける1または2のα位にない非隣接炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO2−、−SO2O−、−C(O)−、−C(O)O−、−N+R’2−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SO2NR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(NR’2)NR’−、−PR’2=N−または−P(O)R’−の群から選択される原子および/または原子団によって置き換えられてもよく、ここで、R’は、H、フッ素化されていないか部分的または完全にフッ素化されたC1〜C18アルキル、C3〜C7シクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、Xはハロゲンである
に従うアンモニウムカチオンであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の化合物。 - [Kt]z+が、式(2)
[PR2 4]+ (2)
式中、R2は、それぞれ、互いに独立して、
H、OR’もしくはNR’2、
1〜20個の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の三重結合を有する直鎖または分枝アルキニル、
3〜7個の炭素原子を有する、飽和、部分的もしくは完全に不飽和のシクロアルキルであって1〜6個の炭素原子を有するアルキル基によって置換されていてもよいもの
を示し、
ここで、1または2以上のR2が、部分的もしくは完全に、ハロゲンによって、または部分的に−OH、−OR’、−CN、−NR’2、−C(O)OH、−C(O)NR’2、−SO2NR’2、−C(O)X、−SO2OH、−SO2X、−NO2、−SR’、−S(O)R’、−SO2R’によって置換されていてもよく、R2における1または2のα位にない非隣接炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO2−、−SO2O−、−C(O)−、−C(O)O−、−N+R’2−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SO2NR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(NR’2)NR’−、−PR’2=N−または−P(O)R’−の群から選択される原子および/または原子団によって置き換えられてもよく、ここで、R’は、H、フッ素化されていないか部分的または完全にフッ素化されたC1〜C18アルキル、C3〜C7シクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、Xはハロゲンである
に従うホスホニウムカチオンであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の化合物。 - [Kt]z+が、式(3)
[C(R3R4N)(OR5)(NR6R7)]+ (3)
式中、R3〜R7は、それぞれ、互いに独立して、
H(ここでHはR5については除かれる)、
1〜20個の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の三重結合を有する直鎖または分枝アルキニル、
3〜7個の炭素原子を有する、飽和、部分的または完全に不飽和のシクロアルキルであって、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基によって置換されていてもよいもの
を示し、
置換基R3〜R7の1または2以上が、部分的もしくは完全に、ハロゲンによって、または部分的に、−OH、−OR’、−NR’2、−CN、−C(O)OH、−C(O)NR’2、−SO2NR’2、−C(O)X、−SO2OH、−SO2X、−SR’、 −S(O)R’、 −SO2R’、−NO2によって置換されていてもよく、R3〜R7における1または2のα位にない非隣接炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO2−、−SO2O−、−C(O)−、−C(O)O−、−N+R’2−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、 −SO2NR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(NR’2)NR’−、−PR’2=N−もしくは−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もよく、ここで、R’は、H、フッ素化されていないか部分的または完全にフッ素化されたC1〜C18アルキル、C3〜C7シクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、Xはハロゲンである
に従うウロニウムカチオンであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の化合物。 - [Kt]z+が、式(4)
[C(R3R4N)(SR5)(NR6R7)]+ (4)
式中、R3〜R7は、それぞれ、互いに独立して、
H(ここでHはR5については除かれる)、
1〜20個の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の三重結合を有する直鎖または分枝アルキニル、
3〜7個の炭素原子を有する、飽和、部分的または完全に不飽和のシクロアルキルであって1〜6個の炭素原子を有するアルキル基によって置換されていてもよいもの、
を示し、
ここで、置換基R3〜R7の1または2以上が、部分的もしくは完全に、ハロゲンによって、または部分的に、−OH、−OR’、−NR’2、−CN、−C(O)OH、−C(O)NR’2、−SO2NR’2、−C(O)X、−SO2OH、−SO2X、−SR’、−S(O)R’、−SO2R’、−NO2によって置換されていてもよく、R3〜R7における1または2のα位にない非隣接炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO2−、−SO2O−、−C(O)−、−C(O)O−、−N+R’2−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SO2NR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(NR’2)NR’−、−PR’ 2=N−もしくは−P(O)R’−の群から選択される原子および/または原子団によって置き換えられてもよく、ここで、R’は、H、フッ素化されていないか部分的または完全にフッ素化されたC1〜C18アルキル、C3〜C7シクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、Xはハロゲンである
に従うチオウロニウムカチオンであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の化合物。 - [Kt]z+が、式(5)
[C(NR8R9)(NR10R11)(NR12R13)]+ (5)
式中、R8〜R13は、それぞれ、互いに独立して、
H、−CN、NR’2、−OR’、
1〜20個の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の三重結合を有する直鎖または分枝アルキニル、
3〜7個の炭素原子を有する、飽和、部分的または完全に不飽和のシクロアルキルであって1〜6個の炭素原子を有するアルキル基によって置換されていてもよいもの、
を示し、
置換基R8〜R13の1または2以上が、部分的もしくは完全に、ハロゲンによって、または部分的に、−OH、−OR’、−NR’2、−CN、−C(O)OH、−C(O)NR’2、−SO2NR’2、−C(O)X、−SO2OH、−SO2X、−SR’、−S(O)R’、−SO2R’、−NO2によって置換されていてもよく、R8〜R13における1または2のα位にない非隣接炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO2−、−SO2O−、−C(O)−、−C(O)O−、−N+R’2−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SO2NR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(NR’2)NR’−、−PR’2=N−もしくは−P(O)R’−の群から選択される原子および/または原子団によって置き換えられてもよく、ここで、R’は、H、フッ素化されていないか部分的または完全にフッ素化されたC1〜C18アルキル、C3〜C7シクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、Xはハロゲンである
に従うグアニジニウムカチオンであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の化合物。 - [Kt]z+が式(6)
[HetN]z+ (6)
式中、HetNz+は
ここで、置換基R1’〜R4’はいずれも互いに独立して、
H、F、Cl、Br、I、−CN、−OR’、−NR’2、−P(O)R’2、−P(O)(OR’)2、−P(O)(NR’2)2、−C(O)R’、 −C(O)OR’、 −C(O)X、−C(O)NR’2、−SO2NR’2、−SO2OH、−SO2X、−SR’、 −S(O)R’、 −S(O)2R’および/またはNO2、(ただしR1’、R3’、R4’は、Hおよび/または1〜20個の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキル、2〜20個の炭素原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニルである)、
1〜20個の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の二重結合を有する直鎖または分枝アルケニル、
2〜20個の炭素原子および1または2以上の三重結合を有する直鎖または分枝アルキニル、
3〜7個の炭素原子を有する、飽和、部分的または完全に不飽和のシクロアルキルであって、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基で置換されていてもよいもの、
飽和、部分的または完全に不飽和のヘテロアリール、ヘテロアリール−C1−C6−アルキルもしくはアリール−C1−C6−アルキル
を示し、
ここで、置換基R1’、R2’、R3’および/またはR4’は、また一緒になって環系を形成していてもよく、1または2以上の置換基R1’〜R4’は、部分的もしくは完全に、ハロゲンによって、または、−OH、−OR’、−NR’2、−CN、−C(O)OH、−C(O)NR’2、−SO2NR’2、−C(O)X、−SO2OH、−SO2X、−SR’、−S(O)R’、−SO2R’、−NO2によって置換されていてもよく、しかしここでR1’およびR4’は同時に完全にハロゲンによって置換されることができず、置換基R1’〜 R4’において、ヘテロ原子と結合していない1または2の非隣接炭素原子は、−O−、−S−、−S(O)−、−SO2−、−SO2O−、−C(O)−、−C(O)O−、−N+R’2−、−P(O)R’O−、−C(O)NR’−、−SO2NR’−、−OP(O)R’O−、−P(O)(NR’2)NR’−、−PR’2=N−もしくは−P(O)R’−の群から選択される原子および/または原子団によって置き換えられてもよく、ここで、R’は、H、フッ素化されていないか部分的または完全にフッ素化されたC1〜C18アルキル、C3〜C7シクロアルキル、非置換または置換フェニルであり、Xはハロゲンである
に従うことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の化合物。 - [Kt]z+が[(Ro)3O]+カチオンまたは[(Ro)3S]+カチオンであり、ここで、Roは、1〜8個の炭素原子を有する直鎖もしくは分枝アルキル基、または置換されていないフェニルまたは置換されたフェニルを示すことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の化合物。
- [Kt]z+が金属カチオンであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の化合物。
- 金属カチオンが周期表の1〜12族の金属を含むことを特徴とする、請求項14に記載の化合物。
- 金属がLi、Na、K、Rb、Csを含む群から選択されることを特徴とする、請求項14または15に記載の化合物。
- [(C2F5)3PClF2]−、[(C3F7)3PClF2]−もしくは[(C4F9)3PClF2]−アニオンを含む、イミダゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、アンモニウム、ホスホニウムまたはグアニジウムの塩であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載の化合物。
- 請求項1〜17のいずれかに記載の化合物(I)の製造方法であって、[Kt]z+z[Cl]−と一般式(II)
(CnHmF2n+1−m)xPF5−x (II)
の化合物との反応を含み、
式中、[Kt]z+はzが1〜4である無機もしくは有機カチオンを示し、式IIの化合物において、nは1〜12であり、mは0〜2n+1であり、xは1〜4である、
前記方法。 - 式IIの化合物において、mが0であることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
- 反応が−40〜180℃の温度で行われることを特徴とする、請求項18または19に記載の方法。
- 反応が溶媒中で行われることを特徴とする、請求項18〜20のいずれかに記載の方法。
- 溶媒が、ニトリル、炭酸ジアルキル、グリム、ジアルキルエーテル、環状エーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジクロロメタン、水もしくはその混合物の群から選択されることを特徴とする、請求項21に記載の方法。
- オルガノホスフィナートの製造のための、請求項1〜17のいずれかに記載の化合物の使用。
- 請求項1〜17のいずれかに記載の化合物と水または水を含む溶媒または溶媒混合物との反応を含む、オルガノホスフィナートの製造方法。
- 反応が−40〜200℃で行われることを特徴とする、請求項24に記載の方法。
- 溶媒または溶媒添加剤、相関移動触媒、抽出剤、熱移動媒体、界面活性物質、可塑剤、防炎剤、付加塩または導電性塩および化学方法の触媒としての、請求項1〜17のいずれかに記載の化合物の使用。
- 請求項1〜17のいずれかに記載の少なくとも1種の化合物を含む電解質、電気化学電池、キャパシタもしくは燃料電池。
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