JP5645557B2 - Sulfone compound - Google Patents

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Description

本発明は、スルホン化合物に関する。さらに詳しくは、主に電気化学デバイス用溶媒等に有用なスルホン化合物に関する。   The present invention relates to a sulfone compound. More specifically, the present invention relates to a sulfone compound that is mainly useful as a solvent for electrochemical devices.

スルホン化合物は、抽出溶剤や各種反応溶剤として用いられる一方、誘電率が高いものは、非プロトン性極性溶媒として、電気化学デバイス用の溶媒としても用いられる。具体的には、スルホン化合物であるスルホランや3−メチルスルホラン等のスルホラン誘導体を電解液として用いる電気二重層コンデンサ(特許文献1)、スルホランや3−メチルスルホラン等のスルホラン誘導体とプロピレンカーボネートとの混合溶媒を電解液として用いる電気二重層コンデンサ(特許文献2)等が提案されている。   While sulfone compounds are used as extraction solvents and various reaction solvents, those having a high dielectric constant are also used as aprotic polar solvents and as solvents for electrochemical devices. Specifically, an electric double layer capacitor using a sulfolane derivative such as sulfolane or 3-methylsulfolane as an electrolyte solution (Patent Document 1), a mixture of a sulfolane derivative such as sulfolane or 3-methylsulfolane and propylene carbonate An electric double layer capacitor (Patent Document 2) using a solvent as an electrolytic solution has been proposed.

特開昭62−237715号公報JP-A-62-237715 特開昭63−12122号公報Japanese Patent Laid-Open No. 63-12122

電気化学デバイス用溶媒等に用いられる非プロトン性極性溶媒には、一般的に融点が低く、熱的安定性に優れていることが望まれている。また、電気化学デバイス種によれば、系内水分の存在が問題になる場合があり、その際には、水の溶解度が低い溶媒が好ましく用いられる。   Aprotic polar solvents used for solvents for electrochemical devices and the like are generally desired to have a low melting point and excellent thermal stability. In addition, according to the type of electrochemical device, the presence of moisture in the system may be a problem, and in this case, a solvent having low water solubility is preferably used.

しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載のスルホン化合物は、融点が比較的高いことから、低温環境においてこれらを用いた電気化学デバイスの機能が低下する等の不具合がある。また、これらと共に用いられるプロピレンカーボネートは、熱的安定性に劣り、水の溶解度が比較的高いといった不具合がある。
本発明は、融点が比較的低く、熱的安定性に優れた非プロトン性極性溶媒を提供することを目的とする。
However, since the sulfone compounds described in Patent Document 1 and Patent Document 2 have a relatively high melting point, there are problems such as a decrease in the function of an electrochemical device using them in a low temperature environment. Moreover, the propylene carbonate used together with these has problems such as poor thermal stability and relatively high solubility in water.
An object of the present invention is to provide an aprotic polar solvent having a relatively low melting point and excellent thermal stability.

本発明は、下記式(1)で表されるスルホン化合物に関する。   The present invention relates to a sulfone compound represented by the following formula (1).

項1.式(1):   Item 1. Formula (1):

Figure 0005645557
Figure 0005645557

式中、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜3のアルキル基を示す。 In the formula, R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

項2.式(1)において、Rはメチル基であり、Rはプロピル基、またはイソプロピル基から選択される基である項1に記載のスルホン化合物。 Item 2. Item 2. The sulfone compound according to Item 1, wherein in Formula (1), R 1 is a methyl group, and R 2 is a group selected from a propyl group or an isopropyl group.

項3.式(1)において、Rはエチル基であり、Rはイソプロピル基である項1に記載のスルホン化合物。 Item 3. Item 2. The sulfone compound according to item 1, wherein R 1 is an ethyl group and R 2 is an isopropyl group in the formula (1).

項4.式(1)において、Rはプロピル基であり、Rはメチル基、エチル基、プロピル基、またはイソプロピル基から選択される基である項1に記載のスルホン化合物。 Item 4. Item 2. The sulfone compound according to Item 1, wherein in Formula (1), R 1 is a propyl group, and R 2 is a group selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or an isopropyl group.

項5.式(1)において、Rはイソプロピル基であり、Rはエチル基、プロピル基、またはイソプロピル基から選択される基である項1に記載のスルホン化合物。 Item 5. Item 2. The sulfone compound according to Item 1, wherein in the formula (1), R 1 is an isopropyl group, and R 2 is a group selected from an ethyl group, a propyl group, or an isopropyl group.

本発明にかかるスルホン化合物は、融点が比較的低く、熱的安定性に優れたものであり、更に水の溶解度が低く、且つ、粘度が低い非プロトン性極性溶媒であることから、主に電気化学デバイス用溶媒として、有用である。   The sulfone compound according to the present invention is an aprotic polar solvent having a relatively low melting point, excellent thermal stability, low water solubility, and low viscosity. It is useful as a solvent for chemical devices.

本発明にかかるスルホン化合物は下記式(1)で表される化合物である。   The sulfone compound according to the present invention is a compound represented by the following formula (1).

Figure 0005645557
Figure 0005645557

式中、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜3のアルキル基を示す。 In the formula, R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

およびRで示される炭素数1〜3のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、およびイソプロピル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms represented by R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group.

およびRで示される炭素数1〜3のアルキル基において、それぞれ炭素数1〜3の鎖状アルキル基が好ましく、これらの中でもメチル基、エチル基、プロピル基、およびイソプロピル基がより好ましい。 In the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms represented by R 1 and R 2 , a chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and among these, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group are more preferable. .

また、式(1)で表されるスルホン化合物は、総炭素数が5以下であれば、水の溶解度が高くなりすぎることから、総炭素数が6以上になるRとRの組み合わせが好適に用いられる。 Moreover, since the solubility of water will become high too much if the total carbon number is 5 or less, the sulfone compound represented by Formula (1) has a combination of R 1 and R 2 in which the total carbon number is 6 or more. Preferably used.

式(1)で表されるスルホン化合物の具体例としては、例えば、(メトキシエチル)メチルスルホン、(エトキシエチル)メチルスルホン、(プロポキシエチル)メチルスルホン、(イソプロポキシエチル)メチルスルホン、(メトキシエチル)エチルスルホン、(エトキシエチル)エチルスルホン、(プロポキシエチル)エチルスルホン、(イソプロポキシエチル)エチルスルホン、(メトキシエチル)プロピルスルホン、(エトキシエチル)プロピルスルホン、(プロポキシエチル)プロピルスルホン、(メトキシエチル)イソプロピルスルホン、(エトキシエチル)イソプロピルスルホン、(プロポキシエチル)イソプロピルスルホン等が挙げられる。これらの中でも、(プロポキシエチル)メチルスルホン、(イソプロポキシエチル)メチルスルホン、(イソプロポキシエチル)エチルスルホン、(メトキシエチル)プロピルスルホン、(エトキシエチル)プロピルスルホン、(プロポキシエチル)プロピルスルホン、(イソプロポキシエチル)プロピルスルホン、(エトキシエチル)イソプロピルスルホン、(プロポキシエチル)イソプロピルスルホン、および(イソプロポキシエチル)イソプロピルスルホンが好ましく用いられる。   Specific examples of the sulfone compound represented by the formula (1) include, for example, (methoxyethyl) methylsulfone, (ethoxyethyl) methylsulfone, (propoxyethyl) methylsulfone, (isopropoxyethyl) methylsulfone, (methoxyethyl) ) Ethylsulfone, (ethoxyethyl) ethylsulfone, (propoxyethyl) ethylsulfone, (isopropoxyethyl) ethylsulfone, (methoxyethyl) propylsulfone, (ethoxyethyl) propylsulfone, (propoxyethyl) propylsulfone, (methoxyethyl) ) Isopropyl sulfone, (ethoxyethyl) isopropyl sulfone, (propoxyethyl) isopropyl sulfone and the like. Among these, (propoxyethyl) methylsulfone, (isopropoxyethyl) methylsulfone, (isopropoxyethyl) ethylsulfone, (methoxyethyl) propylsulfone, (ethoxyethyl) propylsulfone, (propoxyethyl) propylsulfone, (iso Propoxyethyl) propylsulfone, (ethoxyethyl) isopropylsulfone, (propoxyethyl) isopropylsulfone, and (isopropoxyethyl) isopropylsulfone are preferably used.

式(1)で表されるスルホン化合物は、例えば、以下の方法により製造することができる。即ち、式(2)で表されるアルコキシエタノールとハロゲン化剤とを反応させることにより式(3)で表される有機ハロゲン化合物となし、これを式(4)で表されるチオールのナトリウム塩と反応させ式(5)で表されるスルフィド化合物とする。さらに、これを酸化剤を用いて酸化させることによって製造することができる。
式(2):
The sulfone compound represented by the formula (1) can be produced, for example, by the following method. That is, by reacting an alkoxyethanol represented by formula (2) with a halogenating agent, an organic halogen compound represented by formula (3) is obtained, and this is a sodium salt of thiol represented by formula (4). To obtain a sulfide compound represented by the formula (5). Furthermore, it can be produced by oxidizing it with an oxidizing agent.
Formula (2):

Figure 0005645557
(式中、Rは式(1)におけるRと同じ基を示す。)
Figure 0005645557
(Wherein, R 2 represents the same group as R 2 in the formula (1).)

Figure 0005645557
(式中、Xはハロゲン原子を示し、Rは式(2)におけるRと同じ基を示す。)
Figure 0005645557
(In the formula, X represents a halogen atom, and R 2 represents the same group as R 2 in formula (2).)

Figure 0005645557
(式中、Rは式(1)におけるRと同じ基を示す。)
Figure 0005645557
(In the formula, R 1 represents the same group as R 1 in Formula (1).)

Figure 0005645557
(式中、Rは式(4)におけるRと同じ基を示し、Rは式(2)におけるRと同じ基を示す。)
Figure 0005645557
(In the formula, R 1 represents the same group as R 1 in formula (4), R 2 represents the same group as R 2 in formula (2).)

式(2)で表されるアルコキシエタノールは、市販のものを用いることができる。   Commercially available alkoxyethanol represented by the formula (2) can be used.

前記アルコキシエタノールの具体例としては、例えば、メトキシエタノール、エトキシエタノール、プロポキシエタノール、および2−イソプロポキシエタノール等が挙げられる。   Specific examples of the alkoxyethanol include methoxyethanol, ethoxyethanol, propoxyethanol, and 2-isopropoxyethanol.

式(3)で表される有機ハロゲン化合物の具体例としては、例えば、1−クロロ−2−エトキシエタン、2−(2−クロロエトキシ)プロパン等が挙げられる。   Specific examples of the organic halogen compound represented by the formula (3) include 1-chloro-2-ethoxyethane, 2- (2-chloroethoxy) propane and the like.

式(4)で表されるチオールのナトリウム塩は、市販のものを用いることができる。前記チオールのナトリウム塩の具体例としては、例えば、メチルメルカプタンナトリウム、エチルメルカプタンナトリウム、プロピルメルカプタンナトリウム、およびイソプロピルメルカプタンナトリウム等が挙げられる。   A commercially available thiol sodium salt represented by the formula (4) can be used. Specific examples of the sodium salt of thiol include methyl mercaptan sodium, ethyl mercaptan sodium, propyl mercaptan sodium, and isopropyl mercaptan sodium.

式(5)で表されるスルフィド化合物の具体例としては、(メトキシエチル)メチルスルフィド、(エトキシエチル)メチルスルフィド、(プロポキシエチル)メチルスルフィド、(イソプロポキシエチル)メチルスルフィド、(メトキシエチル)エチルスルフィド、(エトキシエチル)エチルスルフィド、(プロポキシエチル)エチルスルフィド、(イソプロポキシエチル)エチルスルフィド、(メトキシエチル)プロピルスルフィド、(エトキシエチル)プロピルスルフィド、(プロポキシエチル)プロピルスルフィド、(メトキシエチル)イソプロピルスルフィド、(エトキシエチル)イソプロピルスルフィド、および(プロポキシエチル)イソプロピルスルフィド等が挙げられる。   Specific examples of the sulfide compound represented by the formula (5) include (methoxyethyl) methyl sulfide, (ethoxyethyl) methyl sulfide, (propoxyethyl) methyl sulfide, (isopropoxyethyl) methyl sulfide, and (methoxyethyl) ethyl. Sulfide, (ethoxyethyl) ethyl sulfide, (propoxyethyl) ethyl sulfide, (isopropoxyethyl) ethyl sulfide, (methoxyethyl) propyl sulfide, (ethoxyethyl) propyl sulfide, (propoxyethyl) propyl sulfide, (methoxyethyl) isopropyl Sulfide, (ethoxyethyl) isopropyl sulfide, (propoxyethyl) isopropyl sulfide and the like.

式(2)で表されるアルコキシエタノールと反応させるハロゲン化剤の具体例としては、特に限定されないが、例えば、ハロゲン化水素、ハロゲン化リン、ハロゲン化チオニル、酸ハロゲン化物等が挙げられる。これらの中でも、ハロゲン化チオニルが好ましく、更に好ましくは塩化チオニルが用いられる。   Specific examples of the halogenating agent to be reacted with the alkoxyethanol represented by the formula (2) are not particularly limited, and examples thereof include hydrogen halide, phosphorus halide, thionyl halide, acid halide and the like. Of these, thionyl halide is preferred, and thionyl chloride is more preferred.

ハロゲン化剤の使用割合は、アルコキシエタノール1モルに対して、0.5〜10モルであることが好ましく、0.8〜1.2モルであることがより好ましい。   The use ratio of the halogenating agent is preferably 0.5 to 10 mol, more preferably 0.8 to 1.2 mol, relative to 1 mol of alkoxyethanol.

アルコキシエタノールと前記ハロゲン化剤との反応において、必要に応じて触媒を使用することができる。触媒としては、特に限定されるものではなく、公知の触媒を用いることができるが、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド等が好適に用いられる。前記触媒の使用割合は、アルコキシエタノール1モルに対して、1.0モル以下であることが好ましく、0.01〜0.2モルであることがより好ましい。   In the reaction of alkoxyethanol with the halogenating agent, a catalyst can be used as necessary. The catalyst is not particularly limited, and a known catalyst can be used. For example, N, N-dimethylformamide and the like are preferably used. The use ratio of the catalyst is preferably 1.0 mol or less, more preferably 0.01 to 0.2 mol, relative to 1 mol of alkoxyethanol.

前記ハロゲン化反応において、溶媒は用いなくてもよいが、原料が固体であったり、または反応液粘度が高く攪拌が不十分な場合などは必要に応じて用いてもよい。用いる溶媒としては、特に制限されるものではないが、例えば、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ブロモプロパン、ブロモブタン、ブロモペンタン、ブロモヘキサン、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、およびヨウ化プロピル等のハロゲン化アルキル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、およびシクロヘキサノン等のケトン類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、シクロヘキサン、石油エーテル、ベンジン、ケロシン、トルエン、キシレン、メシチレン、およびベンゼン等の炭化水素類等を挙げることができる。これら溶媒は、1種単独で使用してもよいし、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。   In the halogenation reaction, a solvent may not be used, but may be used as necessary when the raw material is solid or the reaction solution has a high viscosity and insufficient stirring. The solvent to be used is not particularly limited. For example, halogen such as carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, bromopropane, bromobutane, bromopentane, bromohexane, methyl iodide, ethyl iodide, and propyl iodide. Alkyls, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, cyclohexane, petroleum ether, benzine, kerosene, toluene, xylene, mesitylene, And hydrocarbons such as benzene. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

前記溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、アルコキシエタノール100重量部に対して、5000重量部以下であることが好ましい。   Although the usage-amount of the said solvent is not specifically limited, It is preferable that it is 5000 weight part or less with respect to 100 weight part of alkoxyethanol.

前記反応温度は、0〜100℃が好ましく、40〜80℃がより好ましい。反応時間は通常1〜10時間である。   The reaction temperature is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 40 to 80 ° C. The reaction time is usually 1 to 10 hours.

式(3)で表される有機ハロゲン化合物と式(4)で表されるチオールのナトリウム塩との反応において、チオールのナトリウム塩の使用割合は、有機ハロゲン化合物1モルに対して、0.5〜10モルであることが好ましく、0.5〜5モルであることがより好ましい。   In the reaction of the organic halogen compound represented by the formula (3) and the sodium salt of the thiol represented by the formula (4), the use ratio of the sodium salt of the thiol is 0.5 It is preferable that it is -10 mol, and it is more preferable that it is 0.5-5 mol.

前記有機ハロゲン化合物とチオールのナトリウム塩との反応において、溶媒は用いなくてもよいが、原料が固体であったり、または反応液粘度が高く、攪拌が不十分な場合などは必要に応じて用いてもよい。用いる溶媒としては、特に制限されるものではないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、およびプロピレングリコール等のアルコール類、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジヘプチルエーテル、ジオクチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、および1,4−ジオキサン等のエーテル類、アセトニトリル、アクリロニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、およびシクロヘキサノン等のケトン類、ブチロラクトン、カプロラクトン、ヘキサノラクトン、および酢酸エチル等のエステル類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、シクロヘキサン、石油エーテル、ベンジン、ケロシン、トルエン、キシレン、メシチレン、およびベンゼン等の炭化水素類、並びに水等を挙げることができる。これらの中でもメタノールおよび水が好適に用いられる。これら溶媒は、1種単独で使用してもよいし、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。   In the reaction between the organic halogen compound and the sodium salt of thiol, a solvent may not be used, but it is used as necessary when the raw material is solid or the reaction solution has a high viscosity and insufficient stirring. May be. The solvent to be used is not particularly limited. For example, methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, cyclohexanol, Alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol, ethers such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, dipentyl ether, dihexyl ether, diheptyl ether, dioctyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, and 1,4-dioxane, Nitriles such as acetonitrile, acrylonitrile, propionitrile, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone And ketones such as cyclohexanone, butyrolactone, caprolactone, hexanolactone, and esters such as ethyl acetate, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, cyclohexane, Hydrocarbons such as petroleum ether, benzine, kerosene, toluene, xylene, mesitylene, and benzene, water, and the like can be given. Of these, methanol and water are preferably used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

前記溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、有機ハロゲン化合物100重量部に対して、5000重量部以下であることが好ましい。   Although the usage-amount of the said solvent is not specifically limited, It is preferable that it is 5000 weight part or less with respect to 100 weight part of organic halogen compounds.

前記反応温度は、0〜200℃が好ましく、10〜150℃がより好ましい。反応時間は通常1〜30時間である。   The reaction temperature is preferably 0 to 200 ° C, more preferably 10 to 150 ° C. The reaction time is usually 1 to 30 hours.

本発明にかかるスルホン化合物を製造する方法において、前記式(5)で示されるスルフィド化合物の酸化に用いられる酸化剤の具体例としては、特に限定されることはなく、例えば、過マンガン酸カリウム、クロム酸、酸素、過酸化水素水、および、3−クロロ過安息香酸等の有機過酸化物等が挙げられる。これらの中でも、過酸化水素水が好ましく用いられる。   In the method for producing the sulfone compound according to the present invention, specific examples of the oxidizing agent used for the oxidation of the sulfide compound represented by the formula (5) are not particularly limited. For example, potassium permanganate, Examples thereof include chromic acid, oxygen, aqueous hydrogen peroxide, and organic peroxides such as 3-chloroperbenzoic acid. Among these, hydrogen peroxide water is preferably used.

前記酸化剤の使用割合は、スルフィド化合物1モルに対して、1.8〜10モルの割合であることが好ましく、2〜5モルの割合であることがより好ましい。   The ratio of the oxidizing agent used is preferably 1.8 to 10 moles, more preferably 2 to 5 moles per mole of the sulfide compound.

スルフィド化合物を酸化する際に、溶媒は用いなくてもよいが、原料が固体であったり、または反応液粘度が高く、攪拌が不十分な場合などは必要に応じて用いてもよい。用いる溶媒としては、特に制限されるものではないが、例えば、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ブロモプロパン、ブロモブタン、ブロモペンタン、ブロモヘキサン、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、およびヨウ化プロピル等のハロゲン化アルキル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、およびシクロヘキサノン等のケトン類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、シクロヘキサン、石油エーテル、ベンジン、ケロシン、トルエン、キシレン、メシチレン、およびベンゼン等の炭化水素類、並びに水等を挙げることができる。これらの中でもハロゲン化アルキル類および水が好適に用いられる。これら溶媒は、1種単独で使用してもよいし、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。   When oxidizing the sulfide compound, the solvent may not be used, but may be used as necessary when the raw material is solid or the viscosity of the reaction solution is high and stirring is insufficient. The solvent to be used is not particularly limited. For example, halogen such as carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, bromopropane, bromobutane, bromopentane, bromohexane, methyl iodide, ethyl iodide, and propyl iodide. Alkyls, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, cyclohexane, petroleum ether, benzine, kerosene, toluene, xylene, mesitylene, And hydrocarbons such as benzene, and water. Of these, alkyl halides and water are preferably used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

前記溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、スルフィド化合物100重量部に対して、5000重量部以下であることが好ましい。   Although the usage-amount of the said solvent is not specifically limited, It is preferable that it is 5000 weight part or less with respect to 100 weight part of sulfide compounds.

反応温度は、0〜200℃が好ましく、10〜150℃がより好ましい。反応時間は通常1〜30時間である。   0-200 degreeC is preferable and, as for reaction temperature, 10-150 degreeC is more preferable. The reaction time is usually 1 to 30 hours.

かくして得られるスルホン化合物は、必要に応じて水洗、分液した後、蒸留等により単離することができる。   The sulfone compound thus obtained can be isolated by distillation or the like after washing and liquid separation as necessary.

本発明にかかるスルホン化合物は、例えば、電解質溶媒として電気化学デバイスの溶媒に好適に使用することができる。
前記電気化学デバイスとしては、例えば、リチウム一次電池、リチウム二次電池、リチウムイオン電池、燃料電池、太陽電池、および電気二重層コンデンサ等が挙げられる。
For example, the sulfone compound according to the present invention can be suitably used as a solvent for an electrochemical device as an electrolyte solvent.
Examples of the electrochemical device include a lithium primary battery, a lithium secondary battery, a lithium ion battery, a fuel cell, a solar cell, and an electric double layer capacitor.

本発明にかかるスルホン化合物は、水の溶解度が低いという特徴を有する。これにより、前記電気化学デバイス用溶媒に用いた場合、水の混入を抑制することができ、電流効率の低下や、内圧上昇等の発生を防止することができる。また、融点が比較的低く、熱安定性に優れることから、低温から高温まで広い温度範囲で安全に使用することができる。
更に、本発明にかかるスルホン化合物は、粘度が低いことから、電解質のイオン導電性を大幅に高めることができ、高い電気特性を実現することができる。
The sulfone compound according to the present invention is characterized by low water solubility. Thereby, when it uses for the said solvent for electrochemical devices, mixing of water can be suppressed and generation | occurrence | production of a fall of current efficiency, an internal pressure rise, etc. can be prevented. Moreover, since melting | fusing point is comparatively low and it is excellent in thermal stability, it can be safely used in a wide temperature range from low temperature to high temperature.
Furthermore, since the sulfone compound according to the present invention has a low viscosity, the ionic conductivity of the electrolyte can be significantly increased, and high electrical characteristics can be realized.

以下に実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこの実施例により何ら限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the examples.

実施例1
[(イソプロポキシエチル)メチルスルホン(MSEP)の合成]
攪拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却器を備え付けた300mL容の四つ口フラスコに、窒素雰囲気下で、塩化チオニル82.3g(0.69mol)およびN,N−ジメチルホルムアミド1.84g(0.024mol)を仕込み、60℃まで昇温させた後、2−イソプロポキシエタノール62.6g(0.6mol)を徐々に加え、同温度にて1時間撹拌した。
その後、超純水55.6gを加え、有機層を分取し、超純水25.6gで1回洗浄し、30重量%水酸化ナトリウム水溶液17.1gを添加して中和し、反応液72.0gを取得した。
次に、攪拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却器を備え付けた300mL容の四つ口フラスコに、窒素雰囲気下で、前記反応液61.3g(2−(2−クロロ−エトキシ)プロパンとして0.5mol)を仕込み、29.8重量%のメチルメルカプタンナトリウム水溶液129.4g(0.55mol)を加えた後、50℃に維持して15時間攪拌した。これを室温まで冷却した後、有機層を分取し、5重量%の希硫酸50gで2回洗浄した。得られた有機層に35重量%過酸化水素水80.7g(0.82mol)を加え、40℃に維持して1時間攪拌し、有機層を蒸留することにより、無色透明液体の(イソプロポキシエチル)メチルスルホン61.2gを得た。得られた(イソプロポキシエチル)メチルスルホンの収率は、2−イソプロポキシエタノールに対して61.3%であった。
Example 1
[Synthesis of (Isopropoxyethyl) methylsulfone (MSEP)]
In a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and condenser, under a nitrogen atmosphere, 82.3 g (0.69 mol) of thionyl chloride and 1.84 g of N, N-dimethylformamide (0. 024 mol) was added, the temperature was raised to 60 ° C., 62.6 g (0.6 mol) of 2-isopropoxyethanol was gradually added, and the mixture was stirred at the same temperature for 1 hour.
Thereafter, 55.6 g of ultrapure water was added, the organic layer was separated, washed once with 25.6 g of ultrapure water, neutralized by adding 17.1 g of a 30 wt% aqueous sodium hydroxide solution, and the reaction solution 72.0 g was obtained.
Next, in a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel and a condenser, 61.3 g of the reaction solution (0.2 (2- (2-chloro-ethoxy) propane) was added in a nitrogen atmosphere. (5 mol) was charged, and 129.4 g (0.55 mol) of a 29.8 wt% aqueous solution of methyl mercaptan was added, followed by stirring for 15 hours while maintaining the temperature at 50 ° C. After cooling to room temperature, the organic layer was separated and washed twice with 50 g of 5% by weight diluted sulfuric acid. To the obtained organic layer was added 80.7 g (0.82 mol) of 35 wt% aqueous hydrogen peroxide, and the mixture was stirred for 1 hour while maintaining at 40 ° C., and the organic layer was distilled to obtain (isopropoxy) as a colorless transparent liquid. 61.2 g of ethyl) methylsulfone were obtained. The yield of the obtained (isopropoxyethyl) methyl sulfone was 61.3% with respect to 2-isopropoxyethanol.

なお、得られた(イソプロポキシエチル)メチルスルホンは、下記の物性を有することから同定することができた。   The obtained (isopropoxyethyl) methylsulfone could be identified from the following physical properties.

1−H−NMR(400MHz,溶媒:CDCl):1.17(d,J=6.4Hz,6H),3.02(s,3H), 3.20(t,J=5.4Hz,2H), 3.64(m,1H), 3.85(t,J=5.4、2H) 1- H-NMR (400 MHz, solvent: CDCl 3 ): 1.17 (d, J = 6.4 Hz, 6H), 3.02 (s, 3H), 3.20 (t, J = 5.4 Hz, 2H), 3.64 (m, 1H), 3.85 (t, J = 5.4, 2H)

得られた(イソプロポキシエチル)メチルスルホンの融点および発熱開始温度について、窒素雰囲気下、示差走査熱量計を用いて測定した。また、水の溶解度について、カールフィッシャー電量滴定装置を用いて、水を飽和溶解させた当該スルホン化合物の水分量を測定することにより求めた。さらに、粘度は回転粘度計(株式会社トキメックの商品名「DISITAL VISCOMETER」)を用いて測定した。   The melting point and exothermic onset temperature of the obtained (isopropoxyethyl) methylsulfone were measured using a differential scanning calorimeter in a nitrogen atmosphere. The solubility of water was determined by measuring the water content of the sulfone compound in which water was saturated and dissolved using a Karl Fischer coulometric titrator. Furthermore, the viscosity was measured using a rotational viscometer (trade name “DISITAL VISCOMETER” manufactured by Tokimec Co., Ltd.).

実施例1で得られたスルホン化合物の融点、発熱開始温度、水の溶解度および粘度の測定結果を、比較例1としてのプロピレンカーボネート、比較例2としてのスルホランとともに表1に示す。
表1

Figure 0005645557
Table 1 shows the measurement results of the melting point, heat generation starting temperature, water solubility and viscosity of the sulfone compound obtained in Example 1, together with propylene carbonate as Comparative Example 1 and sulfolane as Comparative Example 2.
Table 1
Figure 0005645557

Claims (3)

式(1):
Figure 0005645557
(式中、R はメチル基又はエチル基、、炭素数1〜3のアルキル基を示す。)で表される電気化学デバイス用溶媒
Formula (1):
Figure 0005645557
(In the formula, R 1 represents a methyl or ethyl group, R 2 represents an alkyl group having a carbon number of 1-3.) Electrochemical device for solvent represented by.
式(1)において、Rはメチル基であり、Rはプロピル基、またはイソプロピル基から選択される基である請求項1に記載の電気化学デバイス用溶媒 2. The solvent for an electrochemical device according to claim 1, wherein in Formula (1), R 1 is a methyl group, and R 2 is a group selected from a propyl group or an isopropyl group. 式(1)において、Rはエチル基であり、Rはイソプロピル基である請求項1に記載の電気化学デバイス用溶媒The solvent for an electrochemical device according to claim 1 , wherein R 1 is an ethyl group and R 2 is an isopropyl group in the formula (1).
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