JP5980918B2 - アルキル−シアノ−ボレートまたはアルキル−シアノ−フルオロボレートアニオンを含む化合物 - Google Patents

アルキル−シアノ−ボレートまたはアルキル−シアノ−フルオロボレートアニオンを含む化合物 Download PDF

Info

Publication number
JP5980918B2
JP5980918B2 JP2014519445A JP2014519445A JP5980918B2 JP 5980918 B2 JP5980918 B2 JP 5980918B2 JP 2014519445 A JP2014519445 A JP 2014519445A JP 2014519445 A JP2014519445 A JP 2014519445A JP 5980918 B2 JP5980918 B2 JP 5980918B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
atoms
linear
formula
branched
independently
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014519445A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014529335A (ja
JP2014529335A5 (ja
Inventor
イグナティエフ,ニコライ(ミコラ)
シュルテ,ミヒャエル
健太郎 川田
健太郎 川田
智久 後藤
智久 後藤
シュプレンガー,ヤン
フィンツェ,マイク
フランク,ヴァルター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of JP2014529335A publication Critical patent/JP2014529335A/ja
Publication of JP2014529335A5 publication Critical patent/JP2014529335A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5980918B2 publication Critical patent/JP5980918B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2004Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
    • H01G9/2013Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte the electrolyte comprising ionic liquids, e.g. alkyl imidazolium iodide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02Boron compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0568Liquid materials characterised by the solutes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M14/00Electrochemical current or voltage generators not provided for in groups H01M6/00 - H01M12/00; Manufacture thereof
    • H01M14/005Photoelectrochemical storage cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Pyrrole Compounds (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Description

本発明は、アルキル/アルケニル−シアノ−ボレートまたはアルキル/アルケニル−シアノ−フルオロボレートアニオンを含む新たな化合物、それらの調製および、特に電気化学的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。
本発明の塩を、一方でイオン液体の合成のために使用することができ、他方で塩を、それ自体でイオン液体として使用することができる。
イオン性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、イオン性液体の領域は、現在集中的な研究の対象である。イオン性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。
イオン性液体の特性、例えば融点、熱的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、式中x=1〜3である新規な化学的に、および電気化学的に安定なホウ酸アニオン[B(CN)、[FB(CN)4−xおよび[B(CFが開示されている。
EP 1205480 A1には、テトラキスフルオロアルキルボレート塩および伝導性塩またはイオン性液体としてのその使用が記載されている。
WO 2005/021661には、アルキルシアノフルオロボレートアニオンを有するカチオン色素が記載されており、ここで色素は、アジン、キサンテン、ポリメチン、スチリル、アゾ、テトラゾリウム、ピリリウム、ベンゾピリリウム、チオピリリウム、ベンゾチオピリリウム、チアジン、オキサジン、トリアリールメタン、ジアリールメタン、アクリジン、キノリン、イソキノリンまたは四級化アザフルオレノン色素の群から選択される。
Roland Koester et al, Chem. Ber. 1993, 126, 305には、溶媒和したK[(CBCN]の、KCNのB(Cとのトルエン中での反応による合成が記載されている。
H. Witte et al, Z. fuer Naturforschung, 22b (1967), 1083には、K[(Alk)BCN]および[(CHN][(Alk)BCN]の、KCNのB(Alk)とのジエチルエーテル中での反応による調製が提示されており、ここでAlkはCH、C、n−Cおよびn−Cを示す。
Haijun Yao et al, Inorganic Chemistry (2005), 44(18), 6256-6264には、カリウム(18−クラウン−6)[(n−C17B(CN]アニオンおよびテトラエチルアンモニウム[(フェニル)B(CN)]の、配位化学におけるさらなる適用のための合成が記載されている。
本発明の目的は、新規であり、熱的に、および電気化学的に安定であり、イオン液体の合成のために、またはイオン液体として、もしくは伝導性塩として使用することができ、特にイオン液体の合成のために、または電気化学的もしくは光電子デバイスにおける適用のためのイオン液体もしくは有機塩として有用である代替の化合物を提供することにあった。本発明の目的はさらに、工業的規模で経済的な方法において生産することができる、代替の塩、特に以下に記載する式Iで表される化合物の調製のための方法を提供することにあった。
当該目的は、アルキル−シアノ−、アルケニル−シアノ−、アルケニル−シアノ−フルオロ−またはアルキル−シアノ−フルオロ−ボレートアニオンを有する本発明の式Iで表される塩およびそれらの調製のための記載した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[(R4−x−y−vB(CN)(NC)
式中、
は、各々独立して
1〜20個のC原子を有し、任意に少なくとも1個のCl、BrもしくはI原子、少なくとも1つのCN基および/または1個もしくは2個以上の酸素もしくは硫黄原子を含んでいてもよい、直鎖状または分枝状アルキル基、
2〜20個のC原子を有し、1つまたは2つ以上の二重結合を有し、任意に少なくとも1個のCl、BrもしくはI原子および/または1個もしくは2個以上の酸素もしくは硫黄原子を含んでいてもよい、直鎖状または分枝状アルケニル基、
1〜20個のC原子を有し、1つまたは2つ以上の三重結合を有し、任意に少なくとも1個のCl、BrもしくはI原子および/または1個もしくは2個以上の酸素もしくは硫黄原子を含んでいてもよく、任意に二重結合を有していてもよい、直鎖状または分枝状アルキニル基、
あるいは非置換フェニル
を示し、
zは1、2、3または4であり、xは1、2または3であり、yは0、1または2であり、vは0、1または2であり、x+y+vの合計は2または3であり、
ここで[Kt]z+は、
NO、H、Li、Na、K、Rb、Cs、またはMg2+、Cu、Cu2+、Zn2+、Ag、Ca2+、Y+3、Yb+3、La+3、Sc+3、Ce+3、Nd+3、Tb+3、Sm+3、または希土類、遷移金属もしくは貴金属、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、金を含む錯体(配位子含有)金属カチオンの群から選択された無機カチオン、
あるいは
フェニル基が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基、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する直鎖状もしくは分枝状アルケニルまたは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する直鎖状もしくは分枝状アルキニルによって置換されていてもよい、トリチリウムカチオン、
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、各々、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、非置換フェニルまたはR1*、OR’、N(R’)、CNもしくはハロゲンによって置換されているフェニルを示し、および式(2)で表されるスルホニウムカチオンの場合においては、さらに、各々独立して(R’’’)Nを示し、R’は、互いに独立して、H、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフルオロ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、R1*は、互いに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かまたはパーフルオロ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、R’’’は、互いに独立して直鎖状または分枝状C〜Cアルキルであり;
式(3)
[NR (3)、
式中、
Rは、各場合において互いに独立して、
H、OR’、N(R’)(ただし式(3)中の最大1つのRは、OR’またはN(R’)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原子を有し、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シクロアルキルを示し、
ここで1つまたは2つのRは、ハロゲン、特に−Fおよび/または−Clによって完全に置換されていてもよく、置換基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によって、ならびに/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、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである;
に適合するアンモニウムカチオン;
式(4)
[PR (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原子を有し、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シクロアルキル
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/または−Clによって完全に置換されていてもよく、置換基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によって、ならびに/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、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである、
に適合するホスホニウムカチオン;
式(5)
[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については除外される)、
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原子を有し、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/または−Clによって完全に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によって、ならびに/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、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである、
に適合するウロニウムカチオン;
式(6)
[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については除外される)、
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原子を有し、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/または−Clによって完全に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によって、ならびに/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、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである、
に適合するチオウロニウムカチオン;
式(7)
[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原子を有し、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シクロアルキル
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/または−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によって、ならびに/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、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである、
に適合するグアニジニウムカチオン;
式(8)
[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
を示し、
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’、R’、R4’は、この場合において互いに独立して、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する直鎖状もしくは分枝状アルケニルであり、
ここで1つ〜3つの置換基R1’〜R4’は、ハロゲン、特に−Fおよび/または−Clによって完全に置換されていてもよく、1つまたは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によって、ならびに/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得ず、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、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである、
に適合する複素環式カチオン、あるいは
式(9)
式中、
アリール基Arは、各々、互いに独立して、6〜30個のC原子を有し、非置換であるか、または少なくとも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ているアリールを示し、ならびに
式中、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かまたはパーフルオロ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、ならびに
式中、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かまたはパーフルオロ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、
ならびにハロゲンは、F、Cl、BrまたはIである、
に適合するヨードニウムカチオン
の群から選択された有機カチオン
を示し、
ただし、カリウム(18−クラウン−6)トリシアノ−n−オクチルボレートおよびテトラエチルアンモニウムフェニル−トリシアノボレートは、除外される、
で表される化合物に関する。
ハロゲンは、好ましくはF、ClまたはBr、特に好ましくはF、Clである。
は、好ましくは、各々独立して、1〜4個のC原子を有し、任意に少なくとも1個のBr原子もしくは少なくとも1つのCN基もしくは少なくとも1個の酸素原子を含んでいてもよい直鎖状もしくは分枝状アルキル基または2〜4個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝状アルケニルを示す。Rは、特に好ましくは、各々独立してメチル、エチル、n−ブチル、ブロモメチル、シアノメチル、メトキシメチル、エトキシメチル、ビニルまたはアリルである。Rは、極めて特に好ましくは、各々独立してメチル、エチル、n−ブチル、ビニルもしくはアリル、または極めて特に好ましくはメチル、エチル、ビニルもしくはアリル、または極めて特に好ましくはメチル、エチルもしくはビニルである。
特に好ましい化合物は、
式IA
[Kt]z+z[(R)B(CN)F] IA
式中、vは1であり、yは0であり、xは2であり、
式中、[Kt]z+、zおよびRは、上に定義した意味を有する、
で表される化合物;
式IB
[Kt]z+z[(R)B(CN) IB
式中、vは0であり、yは0であり、xは3であり、
式中、[Kt]z+、zおよびRは、上に定義した意味を有する、
で表される化合物;
式IC
[Kt]z+z[(R)B(CN)(NC)] IC
式中、vは0であり、yは1であり、xは2であり、
式中、[Kt]z+、zおよびRは、上に定義した意味を有する、
で表される化合物;
式ID
[Kt]z+z[(R)B(CN)F ID
式中、vは2であり、yは0であり、xは1であり、
式中、[Kt]z+、zおよびRは、上に定義した意味を有する、
で表される化合物または
式IE
[Kt]z+z[(RB(CN) IE
式中、vは0であり、yは0であり、xは2であり、
式中、[Kt]z+、zおよびRは、上に定義した意味を有する、
で表される化合物である。
式IAで表される化合物中のRは、好ましくは、1〜4個のC原子を有し、任意に少なくとも1個のBr原子または少なくとも1つのCN基または少なくとも1個の酸素原子を含んでいてもよいアルキル基、特に好ましくはメチル、エチル、n−ブチル、ブロモメチル、シアノメチル、メトキシメチルまたはエトキシメチル、極めて特に好ましくはメチルを示す。
別の態様において、式IAで表される化合物中のRは、好ましくは2〜4個のC原子を有するアルケニル基、特に好ましくはビニルまたはアリルを示す。
式IBで表される化合物中のRは、好ましくは、1〜4個のC原子を有し、任意に少なくとも1個のBr原子もしくは少なくとも1つのCN基もしくは少なくとも1個の酸素原子を含んでいてもよいアルキル基または2〜4個のC原子を有するアルケニル基、特に好ましくはメチル、エチル、n−ブチル、ブロモメチル、シアノメチル、メトキシメチル、エトキシメチル、ビニルもしくはアリル、極めて特に好ましくはメチル、エチルもしくはアリルまたは極めて特に好ましくはメチルもしくはアリルを示す。
式ICで表される化合物中のRは、好ましくは、1〜4個のC原子を有するアルキル基または2〜4個のC原子を有するアルケニル基、特に好ましくはメチル、エチル、n−ブチル、ビニルもしくはアリル、極めて特に好ましくはメチル、n−ブチルもしくはビニルまたは極めて特に好ましくはメチル、エチル、ビニルもしくはアリルを示す。
式IDで表される化合物中のRは、好ましくは、1〜4個のC原子を有し、任意に少なくとも1個のBr原子または少なくとも1つのCN基または少なくとも1個の酸素原子を含んでいてもよいアルキル基、特に好ましくはメチル、エチル、n−ブチル、ブロモメチル、シアノメチル、メトキシメチルもしくはエトキシメチル、極めて特に好ましくはメチルもしくはエチルまたは極めて特に好ましくはメチルを示す。
式IEで表される化合物中のRは、好ましくは、1〜4個のC原子を有し、任意に少なくとも1個のBr原子または少なくとも1つのCN基または少なくとも1個の酸素原子を含んでいてもよいアルキル基、特に好ましくはメチル、エチル、n−ブチル、ブロモメチル、シアノメチル、メトキシメチルもしくはエトキシメチル、極めて特に好ましくはメチルおよびエチルまたはメチルもしくはエチルを示す。
別の態様において、式IEで表される化合物中のRは、好ましくは、2〜4個のC原子を有するアルケニル基、特に好ましくはビニルまたはアリルを示す。
本発明の好ましいアニオンは、メチルトリシアノボレート、エチルトリシアノボレート、アリルトリシアノボレート、メチルエチルジシアノボレート、ジメチルジシアノボレートおよびジエチルジシアノボレートである。
有機カチオンを有する式Iで表される化合物、好ましくは式IA〜IEで表される化合物は、良好な熱的および電気化学的安定性を所有し、例えば色素または量子ドット増感太陽電池(DSSC)における実用的応用のために興味深い。有機カチオンを有する式IA〜IEで表される数種の化合物は、同一の有機カチオンを有する対応するテトラシアノボレートと比較して尚より粘度が低い。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レート(emim TCB)は、22mPas(20℃で)の動粘性係数を有し、対応する1−エチル−3−メチル−イミダゾリウムメチル−トリシアノ−ボレートは、21.1mPas(20℃で)の粘度を有する。1つのシアノ基のアルキル基との置換の、有機カチオンを有する式Iで表される化合物の、同一の有機カチオンを有するテトラシアノボレートアニオンを有する化合物と比較しての粘度に対する正の影響は、予期されない。
ボレートアニオンの負電荷を有効に非局在化することができる電子求引基、例えばフルオロ、パーフルオロアルキルまたはシアノ基に対する比較において、アルキル基は、実際にはボレートアニオンの安定化に関与しない。1つのアルキル基のホウ素への導入によって、アルキル−トリシアノ−ボレートアニオンの配位能力が増大し、このアニオンを有するイオン液体の粘度の増大が生じなければならない。しかし、実験結果は、理論的観点と完全に反対である。
当該理論によって束縛されずに、1つのアルキル基のホウ素への導入によって、テトラシアノ−ボレートアニオンの対称性が破壊され、イオン液体粘度の低下がもたらされると見られる。
式Iで表される化合物の別の利点は、それらを商業的に入手できる出発物質から単純な反応プロトコルによって調製することができることである。
好ましい無機カチオン[Kt]z+は、金属カチオン、例えばLi、Na、K、Rb、Cs、またはMg2+、Cu、Cu2+、Zn2+、Ag、Ca2+であり、ここで銅−トリシアノ−n−オクチルボレートは、化合物としての保護から除外され、zは1または2である。
アルカリ金属は、好ましくは、好ましくは電池、キャパシタ、センサーにおける適用のための、または電気化学的プロセスのための電解質の伝導性塩および/もしくはコンポーネントとして使用するリチウム、ならびに、好ましくは本明細書中に記載した式Iで表される化合物の合成のために使用するナトリウムまたはカリウムであり、ここでカチオン[Kt]z+は、特に好ましくは式Iで表され、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使用するナトリウムまたは使用するカリウム以外のカチオンである。
[Kt]z+が有機カチオンである場合には、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、4の荷電の程度を有し、それがzが4を示すことを意味するポリアンモニウムイオンである。
有機カチオンについて、以下のことが該当する:
[(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、特にメチルまたはエチル、極めて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、特にメチルまたはエチル、極めて特に好ましくはエチルである。この定義は、好ましくは電解質のコンポーネントとしての技術的適用のため、例えばDSSCのためである。この適用のための好ましいカチオンは、ジエチル−メチルスルホニウムおよびトリエチルスルホニウムである。
式(2)で表されるスルホニウムカチオン内の少なくとも1つの置換基Rは、スルホニウムカチオンを本発明のアニオンと一緒に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選択する場合には、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)中のすべての置換基Rは、この適用のために各々独立してフェニルおよび/またはSR’で置換されたフェニルであり、ここでR’は、前に記載した意味を有する。
この適用のための式(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−ブロモプロピルスルホニウム、ジフェニル−3−クロロ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。
本発明において、式(3)〜(7)で表される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C〜Cアルキル基によって置換されていてもよい、飽和の、または不飽和(すなわち芳香族も)の、C〜Cシクロアルキル基、特にC〜Cアルキル基によって置換されていてもよいフェニル。
式(3)または(4)で表される化合物中の置換基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、n−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つまでの置換基はまた、単環式、二環式または多環式カチオンが生成するように、対に接合していてもよい。
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:
ここで置換基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、直鎖状もしくは分枝状C〜Cアルキル、直鎖状もしくは分枝状C〜Cアルケニル、−CN、−NO、F、Cl、Br、I、OH、直鎖状もしくは分枝状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。
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つまでの置換基はまた、単環式、二環式または多環式カチオンが生成するように、対に接合していてもよい。
一般性を制限せずに、かかるカチオンの例を以下に示し、ここでY=OまたはSである:
ここで置換基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。
所望により、上に示したカチオンの炭素環または複素環はまた、直鎖状もしくは分枝状C〜Cアルキル、直鎖状もしくは分枝状C〜Cアルケニル、−CN、−NO、F、Cl、Br、I、OH、直鎖状もしくは分枝状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、各々、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、各々、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。
本発明において、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、
H、
1〜20個のC原子を有し、任意にフッ素化もしくはパーフルオロ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、任意に部分的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、任意に部分的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、
ただしR1’およびR4’は、同時にはパーフルオロ化されていない。
置換基R1’およびR4’は、各々、互いに独立して、特に好ましくは、1〜20個のC原子を有し、任意にフッ素化もしくはパーフルオロ化されていてもよい直鎖状もしくは分枝状アルキル、または2〜8個のC原子を有し、R1’およびR4’は同時にはパーフルオロ化されていないという想定の下での直鎖状もしくは分枝状アルコキシアルキルである。
置換基R1’およびR4’は、各々、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、n−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、エトキシエチルまたはエトキシメチルである。それらは、極めて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。
置換基R2’またはR3’は、各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、n−ブチル、sec−ブチルまたはtert−ブチルである。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、n−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−ノナデシルまたはエイコシルを示し、それは、任意にフッ素化またはパーフルオロ化されていてもよい。用語「パーフルオロ化」は、所与のアルキル基においてすべての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」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。記数を、アルキル鎖中の最後の炭素から開始する。
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、任意にR1*、OR’、N(R’)、CN、NOまたはハロゲンによって1回または2回以上置換されている芳香族基である。6〜30個のC原子を有する、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−もしくは6−フェニル、1−、2−、3−、4−、6−、7−もしくは8−ナフチル、1−、2−、3−、4−、6−、7−もしくは8−フェナントレニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−もしくは10−アントラセニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−、10−、11−もしくは12−テトラセニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−、10−、11−もしくは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−もしくは15−ペンタセニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−、10−、11−もしくは12−クリセニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−もしくは10−ピレニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−、10−、11−もしくは12−ベンゾ[a]ピレニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−もしくは8−アズレニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−もしくは10−フルオロアントレニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−、9−、10−、11−もしくは12−ペリレニル、1−、2−、3−、4−、5−、6−もしくは7−インデニルまたは1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−もしくは9−フルオレニルであり、それは、好ましくは非置換であるか、またはR1*、OR’、N(R’)、CNもしく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、1−、2−、3−、4−、5−または6−フェニルおよび1−、2−、3−、4−、6−、7−または8−ナフチルを示し、それは、非置換であるか、またはR1*、OR’、N(R’)、CNもしくはハロゲンによって置換されている。R1*およびR’は、上に記載した意味を有する。
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、ならびにR’およびXは、上に記載した意味を有する。
3〜7個のC原子を有する非置換の飽和の、または部分的に、もしくは完全に不飽和のシクロアルキル基は、したがってシクロプロピル、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、その各々は、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、ここでシクロアルキル基または直鎖状もしくは分枝状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、次にまたハロゲン原子、例えばF、Cl、BrもしくはI、特にFもしくはClによって、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によって置換されていてもよく、ならびにR’およびXは、上に記載した意味を有する。
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、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフルオロ化された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。
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’において、またはR*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’において、またはR*において、置換フェニルは、直鎖状もしくは分枝状C〜Cアルキル、直鎖状もしくは分枝状C〜Cアルケニル、−CN、−NO、F、Cl、Br、I、−OH、直鎖状もしくは分枝状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によって置換されているフェニルを示し、
ここでX’は、F、ClまたはBrを示し、R’’は、R’について定義した、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフルオロ化された直鎖状もしくは分枝状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。
HetNz+は、好ましくは
であり、
ここで置換基R1’〜R4’は、各々、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、各々、互いに独立して上に記載した意味を有する。
HetNz+は、極めて特に好ましくは
であり、
ここで置換基R1’〜R4’は、各々、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内のR1’〜R4’の好ましい意味を、以下の用語において定義する:
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。
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。極めて特に好ましいのは、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。
本発明の式Iで表される化合物または式IA〜IEで表される化合物の有機カチオンは、好ましくは、スルホニウム、アンモニウム、式(2)、(3)および(4)で表される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、特に好ましくは上に記載した式(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、極めて特に好ましくは、電解質コンポーネントとしての適用のための、式(8)で表され、式中HetNz+が上に定義した通りであり、ここで置換基R1’〜R4’が各々、互いに独立して上に記載した意味を有する複素環式カチオンである。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、各々、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もしくは1−アルコキシアルキル−3−アルキルイミダゾリウムの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、この適用のために、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−プロピニルイミダゾリウム、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、好ましくは、一次電池、二次電池、キャパシタ、スーパーキャパシタ(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転移媒体の構成要素として使用することができる。
式Iまたは式IA〜IEで表され、式中[Kt]z+がNaまたはKである化合物を、好ましくは、式Iまたは式IA〜IEで表され、式中[Kt]z+が有機カチオンまたはナトリウムもしくはカリウム以外の別の無機カチオンである化合物のための出発物質として使用することができる。
式Iで表され、式中[Kt]z+が上に記載したかまたは上に好ましく記載した式(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相当する化合物を、好ましくは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使用する。
この技術的適用のために使用するべき特に好ましい有機カチオンは、トリアリールスルホニウムまたはジアリールヨードニウムカチオンに相当し、ここでアリールは、式(9)で表されるカチオンについて上に記載したように定義される。
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この技術的適用のために使用するべき極めて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−もしくは(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−もしくは(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。
さらに、本発明は、前に記載した式Iで表され、式中[Kt]z+がアルカリ金属カチオンであり、zが1を示し、x+y+vの合計が3を示し、それが式I−1
[Me][(R4−x−y−vB(CN)(NC) I−1
式中、[Me]はアルカリ金属カチオンを示し、R、x、yおよびvは記載したかまたは好ましく記載した意味を有する、
で表される化合物を示す化合物の調製方法であって、
式II
[Me][(R)BF II
式中、[Me]はアルカリ金属カチオンを示し、Rは上に記載したかまたは好ましく記載した意味を有する、
で表される化合物の、アルキル基が各々互いに独立して1〜8個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキルであるトリアルキルシリルシアニドとの反応を含む、
前記方法に関する。
式II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。
アルキル基が独立して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を示すトリアルキルシリルシアニドは、いくつか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。例えば、トリアルキルシリルシアニドを、アルカリ金属シアン化物のトリアルキルシリルクロリドとの、アルカリ金属ヨウ化物および任意に元素状ヨウ素の存在下での反応によって発生させることが可能である(M.T. Reetz, I. Chatziiosifidis, Synthesis, 1982, p. 330;J.K. Rasmussen, S. M. HeilmannおよびL.R. Krepski, The Chemistry of Cyanotrimethylsilane in G.L. Larson(編)、 "Advances in Silicon Chemistry“, Vol. 1, p. 65-187, JAI Press Inc., 1991;WO 2008/102661 A1)。
シアン化ナトリウムおよびヨウ化ナトリウムまたはシアン化カリウムまたはヨウ化カリウムの使用が、特に好ましい。好ましくは、アルカリ金属ヨウ化物を、1mol/lのアルカリシアン化物およびトリアルキルシリルクロリドに関して0.1mol/lにおいて使用するであろう。当該反応を、乾燥雰囲気中で、例えば乾燥空気、窒素またはアルゴンの下で行わなければならない。
トリアルキルシリルシアニドのアルキル基は、同一であっても異なっていてもよい。好ましくは、それらは同一である。トリアルキルシリルシアニドの例は、例えばトリメチルシリルシアニド、トリエチルシリルシアニド、ジメチルエチルシリルシアニド、トリイソプロピルシリルシアニド、トリプロピルシリルシアニドまたはトリブチルシリルシアニドである。特に好ましいのは、トリメチルシリルシアニドの使用である。
このプロセスを、空気中で、好ましくは乾燥雰囲気中で、例えば乾燥空気、窒素またはアルゴンの下で行うことができる。
トリアルキルシリルクロリドを、上に記載したプロセスにおいて、他の記載した試薬に対して0.1mol%〜50mol%の過剰において添加剤として使用することができる。触媒量(0.1mol%〜50mol%)または過剰のトリアルキルシリルクロリドの添加によって、トリアルキルシリルシアニドがin situで発生する場合には、上に記載した式IIで表される化合物のトリアルキルシリルシアニドとの反応が促進される。前記の理論によって束縛されずに、トリアルキルシリルクロリドはこの反応において触媒として作用すると考えられる。
上に記載した式IAで表され、式中[Kt]z+がアルカリ金属カチオンである化合物の合成のための反応を、溶媒を伴わずに、または溶媒を伴って、少なくとも2当量の上に記載したトリアルキルシリルシアニドを使用して行う。
好ましい有機溶媒は、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル、モノグライム、ジグライム、テトラヒドロフランまたはジオキサン、好ましくはアセトニトリルである。
上に記載した式IAで表され、式中[Kt]z+がアルカリ金属カチオンである化合物の合成のための溶媒を伴わない反応を、30℃〜70℃の温度で、好ましくは50℃で行い、反応時間は、数分から数時間の範囲内、好ましくは30分である。反応を有機溶媒中で行う場合には、反応温度は70℃〜120℃、好ましくは100℃であり、反応時間は数時間の範囲内、好ましくは4時間である。この反応をエトキシトリメチルシランの存在下で行い、一方反応温度がこの場合において室温であり、反応時間が数時間の範囲内、好ましくは12時間であることが、可能である。反応時間を、触媒量のトリアルキルシリルクロリドの前に記載した添加剤としての添加によって減少させることができる。
上に記載した式IBまたはICで表され、式中[Kt]z+がアルカリ金属カチオンである化合物の合成のための反応を、溶媒を伴わずに、または溶媒を伴って、少なくとも3当量の上に記載したトリアルキルシリルシアニドを使用して行う。
このタイプの反応において、反応を、好ましくは溶媒を伴わずに行う。
上に記載した式IBで表され、式中[Kt]z+がアルカリ金属カチオンである化合物の合成のための溶媒を伴わない反応を、70℃〜120℃の温度で、好ましくは110℃で行い、反応時間は数日の範囲内、好ましくは3日であり、水性H(5〜30重量%)での酸化的精製を後続させる。
さらに、上に記載した式ICで表され、式中[Kt]z+がアルカリ金属カチオンである化合物を、70℃〜120℃の温度で加熱することによって異性化し、出発物質と同一のアルカリ金属カチオンを有する式IBで表される対応する化合物を得ることが、可能である。反応条件、特に反応温度および反応時間は、置換基Rの種類に強度に依存する。わずかな修正は、調製化学の分野における当業者の一般的知識に属する。
上に記載した式ICで表され、式中[Kt]z+がアルカリ金属カチオンである化合物の合成のための溶媒を伴わない反応を、30℃〜100℃の温度で、好ましくは50℃〜80℃で行い、反応時間は数日の範囲内、好ましくは3日である。
さらに、本発明は、前に記載した式Iで表され、式中[Kt]z+が有機カチオンであり、x+y+vの合計が3を示す化合物の調製方法であって、
式III
[Kt]z+[(R)BF III
式中、[Kt]z+は有機カチオンを示し、Rは上に記載した意味を有する、
で表される化合物の、アルキル基が各々互いに独立して1〜8個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキルであるトリアルキルシリルシアニドとの反応を含む、
前記方法に関する。反応時間を、前に記載した触媒量のトリアルキルシリルクロリドの添加剤としての添加によって減少させることができる。
式IDで表され、式中[Kt]z+が有機カチオンである化合物の、前に記載した式IIIで表される化合物の上に記載した反応による合成のための反応を、溶媒を伴って、1当量の前に記載したトリアルキルシリルシアニドを使用して行う。この反応を、室温で、数日、好ましくは3日の反応時間内で行う。反応時間を、前に記載した触媒量のトリアルキルシリルクロリドの添加剤としての添加によって減少させることができる。
式ICで表され、式中[Kt]z+が有機カチオンである化合物の、前に記載した式IIIで表される化合物の上に記載した反応による合成のための反応を、溶媒を伴って、3当量の上に記載したトリアルキルシリルシアニドを使用して行う。この反応を、室温で、および90℃まで加熱して、数日、好ましくは3日の反応時間内で行う。反応時間を、前に記載した触媒量のトリアルキルシリルクロリドの添加剤としての添加によって減少させることができる。
さらに、本発明は、前に記載した式Iで表され、式中[Kt]z+がアルカリ金属カチオンであり、zが1を示し、x+y+vの合計が2を示す化合物の調製方法であって、式IV
(RBOCH IV
式中、Rは、上に記載した意味を有する、
で表される化合物のトリアルキルシリルシアニドとの、アルカリ金属フッ化物の存在下での反応を含み、ここでトリアルキルシリルシアニド内のアルキル基が各々互いに独立して1〜8個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキルである、
前記方法に関する。
このプロセスは、特に式IEで表される化合物の合成を記載する。
商業的に入手できる式IVで表される化合物を、少なくとも2当量のトリアルキルシリルシアニドと、アルカリ金属フッ化物の存在下で反応させ、続いて水性H(5〜30重量%)での酸化的精製を行う。この反応を、有機溶媒、好ましくはアセトニトリル中で行い、反応温度は室温であり、反応時間は数時間、好ましくは12時間である。
さらに、本発明は、上に記載した式Iで表され、式中[Kt]z+が出発物質における使用したアルカリ金属カチオン以外の別のカチオンである化合物の、塩交換反応における調製方法であって、式I−1
[Me][(R4−x−y−vB(CN)(NC) I−1
式中、[Me]はアルカリ金属カチオンであり、R、x、y、vおよびx+y+vの合計は前の1で記載したかまたは好ましく記載した意味を有する、
で表されるアルカリ金属塩を、式V
KtA V
式中、
Ktは、有機カチオンまたは式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、[BF、[PF、[HSO1−、[NO、[(RP(O)O]、[RP(O)O2−、[(RO)P(O)O]、[(RO)P(O)O2−、[(RO)RP(O)O]、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って置換されていてもよいトシラート、マロナート、[HOCOまたは[CO2−(単に出発物質以外の他のアルカリ金属カチオンを有する式I−1で表される他の化合物の合成のため)を示し、
ここでR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アルキル基であり、
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ルオロ化されたアルキル基であり、かつここで電気的中性を、塩KtAの式において考慮するべきである
で表される化合物と反応させることを特徴とする、前記方法に関する。
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、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、極めて特に好ましくはメチルまたはエチルである。
上に記載した式I−1で表される化合物を、好ましくは、上に記載したメタセシス反応において使用する。
置換マロナートは、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中のアニオンは、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−、[BF、[PF、[HSO、[NO、[COSO、[(CP(O)O]、[CP(O)O2−、トシラート、マロナートまたは[CO2−であり、ただし[CO2−を、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別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にのみ使用し、特に好ましくはOH、Cl、Br、I、[CHSO]−、[CHOSO]−、[CFCOO]−、[CFSO]−、[(CP(O)O]−または[CO2−である。
式V中のアニオンは、極めて特に好ましくは、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OH、Cl、Br、[CHOSO、[CFSO、[CHSOであり、式V中のアニオンは、極めて特に好ましくは、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OH、Cl、Br、[PF、[CHOSO、[CFSO、[CHSOまたは[(CP(O)O]、あるいはまた極めて特に好ましくは、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OH、Cl、Br、[CHOSO、[CFSO、[CHSOまたは[(CP(O)O]である。
式Iで表され、式中[Kt]z+が有機カチオンである化合物の調製に適している有機塩は、式(1)〜(9)で表されるカチオンもしくはトリチリウムまたはそれらの好ましい態様を上に記載したAとして定義したアニオンまたはその好ましい態様と一緒に有する塩であり、それは、式(1)〜(9)で表されるカチオンまたはそれらの好ましい態様およびOH、Cl、Br、[PF、[CHOSO、[CFSO、[CHSOまたは[(CP(O)O]アニオンの塩を意味する。
式Iで表され、式中[Kt]z+がHである化合物の調製に適している物質は、有機溶媒中の、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[RB(CN)]またはNa[RB(CN)]のH[BF]またはH[PF]との反応の結果、Rが上に記載したかまたは好ましくは記載した意味を有する溶媒和した形態におけるH[RB(CN)]および乏しく可溶性のカリウムまたはナトリウムヘキサフルオロホスフェートまたはテトラフルオロボレートが生成する。
式Iで表され、式中[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化合物の調製に適している無機塩は、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で表される別のアルカリ金属塩へのメタセシス反応のための有用な塩は、例えばLiBFまたはLiPFである。
当該反応を、有利には、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行い、ここで10°〜100℃、好ましくは15°〜60℃、特に好ましくは室温の温度が、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。ここでの好適な溶媒は、アセトニトリル、ジアルキルエーテル、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、エタノールもしくはイソ−プロパノールである。
本発明はさらに、上に記載した式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/または触媒的プロセスにおける媒体としての、伝導性塩としての、電気化学セルにおける適用のための電解質のコンポーネントとしての、電気化学的プロセスのための支持電解質のコンポーネントとしての、界面活性剤としての、相間移動触媒としての、添加溶剤としての、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;膜および織物材料のための改質剤としての;潤滑剤としての、潤滑剤組成物への、もしくは他の工学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、上に記載した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、電気化学セルにおける適用のための電解質のコンポーネントとして、電気化学的プロセスのための支持電解質のコンポーネントとして、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、上に記載した有機カチオンまたはHを有する式Iで表される化合物は、化学反応のための媒体として、触媒として、および/または触媒的プロセスにおける媒体として、伝導性塩として、電気化学セルにおける適用のための電解質のコンポーネントとして、電気化学的プロセスのための支持電解質のコンポーネントとして、界面活性剤として、相間移動触媒として、添加溶剤として、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;膜および織物材料のための改質剤として;潤滑剤として、潤滑剤組成物への、もしくは他の工学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の触媒的プロセスにおける媒体としての、または溶媒としての使用の場合において、これらは、当業者に知られているあらゆるタイプの反応において、例えば遷移金属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、エステル化または異性化のために好適であり、ここで前記リストは完全ではない。
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、イオン液体中のそれぞれのコンポーネントの可溶性に依存して反応生成物を分離し、しかしまた不純物を分離することができる。さらに、イオン液体はまた、複数のコンポーネントの分離において、例えば混合物の複数のコンポーネントの蒸留的(distillative)分離において分離媒体としての役割を果たし得る。
さらなる可能な適用は、ポリマー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適用における、例えばガルバーニ電池における、キャパシタキャパシタにおける、または燃料電池における伝導性塩または添加剤としての使用である。
本発明の式Iで表される有機塩の適用のさらなる分野は、炭水化物含有固体、特に生体高分子およびそれら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、潤滑剤、機械、例えばコンプレッサ、ポンプまたは水力装置のための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、粒子またはナノ材料合成の分野であり、ここでこれらのイオン液体は、媒体または添加剤としての役割を果たすことができる。
式Iで表され、式中[Kt]z+が上に記載したかまたは上に好ましく記載した式(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相当するる化合物を、好ましくは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使用する。
カチオン重合開始剤は、少なくとも1種のモノマーの重合、例えばカチオン性重合性化合物、例えばイソ−ブチレン、スチレン、ビニルエーテル、ラクトン、ラクタム、環状エーテルまたはエポキシ含有化合物の重合を開始することができる。
重合のプロセスを、光重合開始剤を使用する場合においては放射線によって開始し、それは、光開始剤および少なくとも1種のモノマーの混合物をエネルギー光線、例えば光、電子またはガンマ線によって照射することを意味する。この種の光重合によって、通常は特に迅速に架橋した最終生産物が得られる。上に記載した式(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有する式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有する式Iで表される化合物が、好ましい。
光重合開始剤はしばしば、わずかな量の秒における硬化をしばしば必要とするラッカーまたは樹脂の配合物のコンポーネントである。硬化を、光、レーザー、電子またはガンマ線によって、特にUV光によって開始してもよい。
光重合を、しばしば、様々な技術的適用において、例えば塗膜を硬化させ、平版印刷版、樹脂活版印刷板および印刷回路板を形成し、フォトレジストおよびフォトマスクを調製し、白黒または色転写シートおよび着色シートを作製するために使用する。
式(2)、(5)、(6)、(9)で表されるカチオン、トリチリウム、ピリリウム、1−ベンゾピリリウムまたは2−ベンゾピリリウムを有する式Iで表される化合物を光、レーザー、電子またはガンマ線で照射する場合において、それらは、対応するブレンステッド酸またはルイス酸を、触媒量におけることを意味するスポットにおいて構築することができ、およびしたがって重合をこの酸によって開始することができる。かかる特性を示すかかる化合物は、光酸発生剤(PAG)として一般的に知られている。PAGは高度に活性であり、良好な光速度(photospeed)を有する酸感受性の有機官能基の脱保護を触媒することが示されている。PAGは、レジストにおいて極めて頻繁に使用される。
本発明の別の目的は、したがって、前に記載した式(2)、(5)、(6)、(9)で表されるカチオン、トリチリウム、ピリリウム、1−ベンゾピリリウムまたは2−ベンゾピリリウムを有する少なくとも1種の式Iで表される化合物および少なくとも1種の重合性化合物を含む硬化可能な組成物である。
本発明の別の目的は、したがって、前に記載したかまたは好ましく記載した式(2)および(9)で表されるカチオンを有する少なくとも1種の式Iで表される化合物および少なくとも1種の重合性化合物を含む硬化可能な組成物である。
有機カチオンを有する式Iで表される化合物、例えば本発明のイオン液体を、好ましくは電気化学的および/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してもよい。
本発明は、したがってさらに、上に記載したかまたは好ましく記載した式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に関する。
式Iで表され、式中[Kt]z+がLiまたは有機カチオンである化合物を含む電解質配合物を、好ましくは、一次電池、二次電池、キャパシタ、スーパーキャパシタまたは電気化学セルにおいて、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使用することができる。好ましい電池は、リチウム電池またはリチウムイオン電池である。好ましいキャパシタは、リチウムイオンキャパシタである。
前に記載したかまたは好ましく記載した式Iで表される化合物を含む電解質配合物を、好ましくは、電気化学的および/または光電子デバイス、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(photo-electrochromic)デバイス、電気化学的センサーおよび/またはバイオセンサーにおいて、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。
かかる電解質配合物は、開示したデバイスの重大な部分を形成し、デバイスの性能は、これらの電解質の様々なコンポーネントの物理的および化学的特性に大いに依存する。
多くの電気化学的および/または光電子デバイスの、ならびに特に色素もしくは量子ドット増感太陽電池の技術的適用を尚妨げている要因は、有機溶媒に基づく電解質の揮発性によって生じた信頼性の問題である。例えば、電解質の毎日の昼夜サイクルの温度差および付随する熱膨張に耐えなければならないDSCパネルにおける電解質の密封を維持するのは、極めて困難である。略語DSCは、色素増感太陽電池を意味する。この問題を、原則的にイオン液体に基づく電解質の使用によって解決することができる。レビュー“Ionic liquid electrolytes for dye-sensitized solar cells”のために、William R Pitner et al., “Application of Ionic Liquids in Electrolyte System” Green Chemistry. vol.6, (2010)を参照。
イオン液体または液体塩は、典型的には有機カチオンおよび通常は373Kより低い融点を有する一般的に無機のアニオンからなるイオン種である。様々な二成分のイオン液体電解質が、色素増感太陽電池に最近適用されている。WO 2007/093961およびWO 2009/083901には、テトラシアノボレート(TCB)アニオンを有する相当な量の有機塩を含むDSCのためのイオン液体に基づく電解質における現在のところ最良の電力変換効率が記載されている。
本発明の電解質配合物は、既に知られている電解質配合物に対する代替である。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の良好な性能を示す。有機カチオンおよびアルキル−シアノ−ボレートまたはアルキル−シアノフルオロボレートアニオンを有する式Iで表される化合物の使用の利点は、それらの低い粘度および良好な熱安定性である。
化学において、電解質は、物質を電気的に伝導性にする遊離のイオンを含むあらゆる物質である。最も典型的な電解質はイオン性溶液であるが、溶融した電解質および固体電解質もまた、可能である。
本発明の電解質配合物は、したがって、基本的に溶解した状態において、およびまたは溶融した状態において存在し、イオン種への解離を受ける、すなわちイオン種の運動によって電気伝導性を支持する少なくとも1種の物質の存在により電気的に伝導性の媒体である。しかしながら、前記電気伝導率は、色素増感太陽電池の電解質の役割に対して主な関連を有しない場合がある。したがって、本発明の範囲は、高度に伝導性の電解質媒体に限定されない。
電解質の用語を、同様に電解質配合物について開示したすべての成分を含む電解質配合物の用語について使用してもよい。
上に記載した式Iおいて、または上に記載した式IA〜IDにおいて開示したボレートアニオンの電解質配合物中での典型的なモル濃度は、0.1〜5.5M、好ましくは0.8〜3.5Mの範囲内である。電解質中のこのモル濃度は、式Iで表され、式中Ktz+が上に記載したかまたは好ましく記載した意味を有する1種または2種以上の化合物で達成され得る。
好ましくは、当該モル濃度を、上に記載したかまたは好ましく記載した式Iで表される少なくとも1種の化合物で達成する。
本発明の目的のために、モル濃度は、25℃での濃度を指す。
本発明はさらに、上に記載したかまたは好ましく記載した少なくとも1種の式Iで表される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)錯体対、例えばCo(II)/Co(III)(dbbip)と一緒に含む電解質配合物に関し、ここでdbbipは、2,6−ビス(1’−ブチルベンズイミダゾール−2’−イル)ピリジン、Co(II)/Co(III)(bpy)を意味し、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し、対アニオンは、過塩素酸、フルオロパーフルオロアルキルホスフェート、例えばパーフルオロエチルペンタフルオロホスフェート、または(フルオロ)シアノボレート、特にテトラシアノボレート、好ましくはヨウ素のレドックス対および少なくとも1種のヨウ化物塩のいずれかである。
本発明の電解質配合物は、好ましくはヨウ素(I)を含む。好ましくは、それは、0.0005〜7mol/dm、より好ましくは0.01〜5mol/dmおよび最も好ましくは0.05〜1mol/dm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存在しない。しかしながら、特にDSCのための電解質配合物中の様々なカチオンの量を限定するために、有機カチオンを、好ましくは、式Iで表される化合物について既に記載したように使用する。特に好ましくは、電解質配合物は、少なくとも1種のヨウ化物塩を含み、ここで有機カチオンは、以下の群
から独立して選択され、
式中、置換基
2’およびR3’は各々、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、各々、互いに独立して、
1〜20個のC原子を有し、任意に部分的にフッ素化されているかまたはパーフルオロ化されていてもよい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し、任意に部分的にフッ素化されていてもよい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し、任意に部分的にフッ素化されていてもよい直鎖状または分枝状アルキニル
を示す。
少なくとも1種のヨウ化物塩の特に好ましい例は、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヨージド(emim I)、1−プロピル−3−メチルイミダゾリウムヨージド(pmim I)、1−ブチル−3−メチル−イミダゾリウムヨージド(bmim I)、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムヨージド(hmim I)、1,3−ジメチル−イミダゾリウムヨージド(mmim I)、1−アリル−3−メチルイミダゾリウムヨージド(amim I)、N−ブチル−N−メチル−ピロリジニウムヨージド(bmpl I)またはN,N−ジメチル−ピロリジニウムヨージド(mmpl I)である。
電解質配合物の他のコンポーネントは、1種または数種のさらなる塩、溶媒およびさらに以下に示す他のものである。
電解質配合物が二成分系である場合には、それは、2種の塩、1種のさらなる塩またはヨウ化物塩および上に記載した式Iで表される化合物を含む。電解質配合物が三成分系である場合には、それは、2種のさらなる塩および/またはヨウ化物塩および上に記載した式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%の上に記載した式Iで表される化合物を含む。
このパラグラフ中の百分率を、本発明の電解質配合物中に存在する塩の合計(=100重量%)に関して表現する。以下に示すさらなる一般的に任意のコンポーネント(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の量は、そこでは考慮しない。同一の百分率は、三成分系または四成分系に該当し、それは、さらなる塩の合計を所与の範囲において使用しなければならない、例えば2種のさらなるイオン性液体が本発明の電解質配合物中で例えば90〜10重量%において含まれることを意味する。
本発明の他の態様において、電解質配合物は、第四級窒素を含む有機カチオンおよびF、Cl、ポリハロゲン化物イオン、フルオロアルカンスルホネート、フルオロアルカンカルボキシレート、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、硝酸、ヘキサフルオロホスフェート、トリス、ビスおよびモノ(フルオロアルキル)フルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、ジシアナミド、トリシアノメチド、テトラシアノボレート、チオシアン酸、アルキルスルホン酸またはアルキル硫酸から選択されたアニオンを有する少なくとも1種のさらなる塩を含み、フルオロアルカン鎖は1〜20個のC原子を有し、好ましくはパーフルオロ化されており、フルオロアルキルは1〜20個のC原子を有し、アルキルは1〜20個のC原子を有する。フルオロアルカン鎖またはフルオロアルキルは、好ましくはパーフルオロ化されている。
好ましくは、さらなる塩は、アニオン、例えばチオシアン酸またはテトラシアノボレートを含む塩から選択され、特に好ましいさらなる塩は、テトラシアノボレートである。
当該少なくとも1種のさらなる塩または好ましいさらなる塩のカチオンを、また好ましい意味を含む式Iで表される化合物について上に定義した有機カチオンから選択してもよい。
本発明の他の態様において、グアニジニウムチオシアネートを、本発明の電解質配合物に加えてもよい。
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む少なくとも1種の化合物を含む。そのような化合物の例は、EP 0 986 079 A2中で、2頁40〜55行で開始し、再び3頁14行から7頁54行にわたって見出され、それは、参照によって本明細書中に明確に組込まれる。非共有電子対を有する化合物の好ましい例は、イミダゾールおよびその誘導体、特にベンゾイミダゾールおよびその誘導体を含む。
本発明の電解質配合物は、50容量%未満の有機溶媒を含む。好ましくは、電解質配合物は、40%未満、より好ましくは30%未満、尚より好ましくは20%未満およびさらに10%未満を含む。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、それは、有機溶媒を実質的に含まない。百分率を、重量%を基準として示す。
有機溶媒を、上に示したような量において存在する場合には、文献中に開示されているものから選択してもよい。好ましくは、溶媒は、存在する場合には摂氏160度より高い、より好ましくは190度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、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、好ましくはテトラグライム、スルホラン、好ましくは非対称的に置換されているスルホン、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。
溶媒が電解質配合物中に存在する場合には、ゲル化剤としてのポリマーがさらに含まれていてもよく、ここでポリマーは、ポリビニリデンフルオリド、ポリビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン、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レート、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。これらのポリマーを電解質配合物に加える目的は、液体電解質を疑似固体(quasi-solid)または固体電解質とし、それにより特に熟成の間の溶剤残留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を含んでいてもよく、例えばそれはまた、固体性およびしたがって溶剤残留を増大させることが可能である。
本発明の電解質配合物は、多くの用途を有する。例えば、それを、光電子デバイスおよび/または電気化学的デバイス、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、電気化学的センサーおよび/またはバイオセンサーにおいて使用してもよい。
したがって、本発明はさらに、上に詳細に記載した電解質配合物の光電池、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、電気化学的センサーおよび/またはバイオセンサーである、電気化学的デバイスおよび/または光電子デバイスにおける使用に関する。好ましくは、電解質配合物を、色素増感太陽電池において使用してもよい。
したがって、本発明はさらに、上に記載したかまたは好ましく記載した式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、電気化学的センサーおよび/またはバイオセンサーである、電気化学的デバイスおよび/または光電子デバイスに関する。
好ましくは、式Iで表される化合物は、色素増感太陽電池における適用のための、式Iで表され、式中[Kt]z+がすべての好ましい意味を含む上に記載した有機カチオンである化合物である。
好ましい態様において、本発明のデバイスは、色素または量子ドット増感太陽電池、特に好ましくは色素増感太陽電池である。
量子ドット増感太陽電池は、例えばUS 6,861,722に開示されている。色素増感太陽電池において、色素を使用して、太陽光を吸収して、電気的エネルギーに変換する。LUMOエネルギー状態が増感するべき光電極の伝導バンド端よりわずかに高い限り、色素の選択に関して制限はそれ自体ない。色素の例は、EP 0 986 079 A2、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に記載されている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(CAS no. 906061-30-1、K.J. Jiang et al, Chem. Comm. 2460, 2006に開示されている)またはテルピリジン−ルテニウム色素、例えばN749(CAS no. 359415-47-7)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、共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’−カルボキシレート)(4,4’ジノニル−2,2’−ビピリジン)(NCS)を意味する。
極めて特に好ましい色素は、Z907もしくはZ907Naおよび/またはD358である。極めて極めて特に好ましい色素は、Z907またはZ907Naである。
好ましい態様において、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。
色素Z907Naは、NaRu(2,2’−ビピリジン−4−カルボン酸−4’−カルボキシレート)(4,4’−ジノニル−2,2’−ビピリジン)(NCS)を意味する。
例えば、色素増感太陽電池は、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おいて、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おいて、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で交換することにより製造してもよい。例えば、色素増感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)、しかしまた科学文献、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、フォトアノード(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、光電池を製造する方法を提供する。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、電解質配合物を、単に半導体上に注いでもよい。好ましくは、それを、既に対電極を含む他の方法で完成したデバイスに、真空をセルの内腔中に対電極の穴部を通って作成し、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適用する。
本発明をここで、その範囲を限定せずに、以下の例によって例示する。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、それはいかなる方法においても絶対に限定するものではない。
例:
NMR試料を、5mmの精密ガラスNMR管中で、25℃で、9.3980Tの超電導磁石を装備したBruker Avance III分光計上で測定した。Hおよび19F NMRスペクトルを、それぞれ400.17および376.54MHzで作動する5mm組み合わせH/19Fプローブを使用して得た。31P NMRスペクトルを、161.99MHzで作動する5mmの広帯域逆プローブを使用して得た。H NMR化学シフトを、テトラメチルシラン(TMS)に関して、溶媒アセトン−Dについて化学シフト2.05ppmを使用して参照した。13C−NMR化学シフトを、溶媒アセトン−Dについて化学シフト29.9ppmに対して参照した。19F NMRスペクトルを、内部標準CCF(−63.9ppm)を使用して、CFClに関して参照した。31P NMRスペクトルを、水性HPO(85%)に関して参照した。
アセトン−Dを、それを別個に示さない場合には溶媒および重水素ロック(Deuterium lock)として使用した。
開示した粘度を、Anton Paar Stabinger Viskosimeter SV 3000によって測定する。
例1:カリウムメチルジシアノフルオロボレート−K[CHBF(CN)
A)

カリウムメチルトリフルオロボレート、K[CHBF](100mg、0.82mmol)を、トリメチルシリルシアニド(20ml、149.9mmol)に懸濁させ、50℃で30分間撹拌する。すべての揮発性構成要素を真空中で除去し、無色固体を得る。未反応のトリメチルシリルシアニドを、トリメチルフルオロシランとの混合物として回収し、さらなる反応のために使用することができる。
カリウムメチルジシアノフルオロボレート、K[CHBF(CN)]の収量は、110mg(0.81mmol)である。純度は約90%であり、約10%のK[CHB(CN)(NC)]が副産物として存在する。
副産物K[MeB(CN)(NC)]をNMR分光法によって検出し、データは例3において示すものと同一である。
B)
カリウムメチルトリフルオロボレート(93.6mg、0.768mmol)を、アセトニトリル(5ml)中に吸収させ、トリメチルシリルシアニド(1.0ml、7.499mmol)を加え、混合物を100℃で4時間撹拌する。すべての揮発性構成要素をその後真空中で除去し、残留物をアセトン(1ml)に溶解する。カリウムメチルジシアノフルオロボレートを、クロロホルム(10ml)の添加によって沈殿させる。
カリウムメチルジシアノフルオロボレートの収量は、94mg(0.691mmol)である。
分光学的データは、例1Aからのものに相当する。
C)
カリウムメチルトリフルオロボレート、K[CHBF](500mg、4.10mmol)を、アセトニトリル(5ml)中に吸収させる。トリメチルシリルシアニド(10ml、74.99mmol)およびエトキシトリメチルシラン(1.0ml、6.40mmol)を懸濁液に加え、混合物を室温で12時間撹拌する。すべての揮発性構成要素を、その後除去する。残留物をアセトン(5ml)に溶解し、K[CHBF(CN)]をCHCl(20ml)の添加によって沈殿させ、濾別する。
カリウムメチルジシアノフルオロボレートの収量は、492mg(3.62mmol)である。
分光学的データは、例1Aからのものに相当する。
D)

KCN(400mg、6.15mmol)およびK[CHBF](100mg、0.819mmol)を、アセトニトリル(2mL)に懸濁させ、トリメチルクロロシラン(0.3mL、2.38mmol)をアセトニトリル(5mL)に溶解した溶液を、ゆっくり加える。懸濁液を、室温で20分間撹拌する。反応混合物を濾過して、すべての固体物質(過剰のKCNおよび副産物KCl)を除去する。固体物質をアセトニトリル(2mL)で洗浄し、有機相を合わせる。すべての揮発性物質を、減圧下で50℃で除去する。
カリウムメチルジシアノフルオロボレートの収量は、85mg(0.63mmol)である。
生成物の分光学的データは、例1Aからのものに相当する。
例2:カリウムメチルトリシアノボレート−K[CHB(CN)
A) カリウムメチルトリフルオロボレート、K[CHBF](7.00g、57.42mmol)を、トリメチルシリルシアニド(45.0ml、337.45mmol)に懸濁させ、80℃で1時間加温し、その後110℃で3日間撹拌する。すべての揮発性構成要素を真空中で除去し、残留物をアセトン(10ml)に溶解し、CHCl(50ml)の添加によって沈殿させる。粗生成物を20%水性過酸化水素溶液(50ml)中に吸収させ、一晩撹拌する。メタ重亜硫酸カリウムKを、過酸化物がもはや検出可能ではないまで(Merckoquant(登録商標)過酸化物試験)加える。生成物を、次にTHF(3×25ml)で抽出し、合わせた有機相を、KCOを使用して乾燥し、濾過し、真空中で約5mlの容積に蒸発させる。CHCl(100ml)を激しく撹拌しながら加え、生成した白色沈殿物を濾別し、真空中で乾燥する。
カリウムメチルトリシアノボレート、K[CHB(CN)]の収量は、5.1g(35.67mmol)である。
K[CHB(CN)]のNMRスペクトルを、CDCN中で測定した。
B) カリウムメチルトリフルオロボレート(7.9g、64.81mmol)を、再循環させたトリメチルシリルシアニド(90mol%)、フルオロトリメチルシラン(4mol%)、クロロトリメチルシラン(2mol%)、アセトニトリル(4mol%)およびトリメチルシリルシアニド(CHSiCN(10.0mL、74.99mmol)の混合物(100mL)に懸濁させ、(CHSiCl(触媒として、10.0mL、79.16mmol)を加える。混合物を75℃に加熱し、9時間撹拌する。すべての揮発性の化合物を真空中で除去し、残留物を水に溶解し、水性H(30%、15mL)およびKCO(〜5g)と共に2時間撹拌し、溶液を得る。
過酸化物を、Kによって還元する。混合物のpHは、炭酸カリウムの添加を通じて依然として塩基性である。混合物を次にテトラヒドロフラン(5×75mL)で抽出し、有機相を炭酸カリウムで乾燥し、濾過し、有機溶媒を真空において除去する。得られた濃溶液をCHClに加え、カリウム塩K[CHB(CN)]が沈殿し、濾過し、真空において乾燥する。
カリウムメチルトリシアノボレートの収量は、7.8g(54.54mmol)である。
元素分析:
計算値 C 33.60;H 2.11;N 29.39
観測値:C 33.29;H 2.59;N 27.16
生成物の分光学的データは、例2Aからのものに相当する。
例3:カリウムメチルジシアノイソシアノボレート−K[CHB(CN)(NC)]
カリウムメチルトリフルオロボレート、K[CHBF](500mg、4.10mmol)を、トリメチルシリルシアニド(20ml、149.9mmol)に懸濁させる。反応混合物を、50℃で2日間およびその後80℃で24時間撹拌する。生成した過剰のトリメチルシリルシアニドおよびトリメチルフルオロシランを蒸留して除去し、さらなる反応のために使用することができる。わずかに帯赤色の固体が得られる。
カリウムメチルジシアノイソシアノボレート、K[CHB(CN)(NC)]の収量は、583mg(4.08mmol)である。生成物は、約10%のカリウムメチルトリシアノボレートを含む。
K[CHB(CN)(NC)]のNMRスペクトル:
副産物K[MeB(CN)]をNMR分光法によって検出し、データは例2において示した値と同一である。
生成物、K[CHB(CN)(NC)]は、カリウムメチルトリシアノボレート、K[CHB(CN)]中で、固体状態において、または有機溶媒中で約100℃で加熱することで異性化する。
例4:カリウムn−ブチルジシアノイソシアノボレート−K[n−CB(CN)(NC)]
カリウムn−ブチルトリフルオロボレート、K[n−CBF](20mg、0.122mmol)を、弁を備え、テフロン(登録商標)スピンドル(Young, London)を備えたNMR管中に量り分け、トリメチルシリルシアニド(1.0ml、7.49mmol)中に吸収させる。懸濁液を、室温で2日間およびその後80℃で7時間保存する。得られた溶液を、真空中で蒸発乾固させる。
カリウムn−ブチルジシアノイソシアノボレート、K[n−CB(CN)(NC)]の収量は、22mg(0.12mmol)である。生成物は、約7%のカリウムn−ブチルトリシアノボレート、K[n−CB(CN)]を含む。
K[n−CB(CN)(NC)]の11B−NMRスペクトル:
生成物、K[n−CB(CN)(NC)]は、カリウムn−ブチルトリシアノボレート、K[n−CB(CN)]中で、固体状態において、または有機溶媒中で約100℃で加熱することで異性化する。
例5:カリウムn−ブチルトリシアノボレート−K[n−CB(CN)
カリウムn−ブチルトリフルオロボレート(5.2g、31.7mmol)を、再循環させたトリメチルシリルシアニド(86mol%)、フルオロトリメチルシラン(4mol%)、クロロトリメチルシラン(3mol%)、アセトニトリル(4mol%)の混合物(150mL)に懸濁させる。混合物を60℃に加熱し、12時間撹拌する。すべての揮発性の化合物を真空中で除去し、残留物を水(30mL)に溶解し、水性H(30%、30mL)およびKCO(〜5g)と共に4時間撹拌し、溶液を得る。
過酸化物を、Kによって還元する。混合物のpHは、炭酸カリウムの添加を通じて依然として塩基性である。混合物を次にテトラヒドロフラン(5×75mL)で抽出し、有機相を炭酸カリウムで乾燥し、濾過し、有機溶媒を真空において除去する。得られた濃溶液をヘキサンに加え、カリウム塩K[n−CB(CN)]が沈殿し、濾過し、真空において乾燥する。
カリウムn−ブチルトリシアノボレートの収量は、4.8g(25.94mmol)である。
元素分析:
計算値:C 45.43;H 4.90;N 22.70
観測値:C 44.10;H 4.95;N 22.14
例6:1−エチル−3−メチルイミダゾリウムn−ブチルトリシアノボレート−EMIM[n−CB(CN)
1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド、(EMIMCl)(3.57g、24.36mmol)およびK[nCB(CN)](4.1g、22.15mmol)を脱イオン水(50mL)に溶解し、混合物をCHCl(50mL)で希釈する。水相を除去し、有機相を水(VE、5×1mL)で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。濾過および塩化メチレンの蒸留の後、イオン液体を真空において50℃で3日間乾燥する。
1−エチル−3−メチルイミダゾリウムn−ブチルトリシアノボレートの収量は、5.1g(19.83mmol)である。
元素分析:
計算値:C 60.72;H 7.84;N 27.24
観測値:C 60.03;H 8.12;N 27.63
動粘性係数:
分解の温度:290℃。
例7:カリウムアリルトリシアノボレート−K[CH=CHCHB(CN)
カリウムアリルトリフルオロボレート、K[CH=CHCHBF](20mg、0.135mmol)を、最初に、弁を備え、テフロン(登録商標)スピンドルを備えたNMR管(Young, London)中に導入し、トリメチルシリルシアニド(1.0ml、7.49mmol)中に吸収させる。懸濁液を、室温で2日間およびその後80℃で7時間、100℃で8時間および次に120℃で12時間保持する。すべての揮発性構成要素を、真空中で除去する。
カリウムアリルトリシアノボレート、K[CH=CHCHB(CN)]の収量は、21mg(0.124mmol)である。生成物は、約2%の不純物を含む。
K[CH=CHCHB(CN)]の11B−NMRスペクトル:
MALDI−MS m/e[CBN
計算値:130.0(100.0%)、129.0(24.8%)、131.0(6.7%)。
観測値:129.7(100.0%)、128.7(31.7%)、130.7(5.2%)。
例8:1−エチル−3−メチルイミダゾリウムメチルジシアノフルオロボレート−EMIM[CHBF(CN)
カリウムメチルジシアノフルオロボレート(50mg、0.367mmol)および1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド、EMIM Cl(100mg、0.684mmol)を、脱イオン水(1ml)中で合わせ、混合する。反応溶液をCHCl(2×1ml)で抽出し、CHClをその後真空中で除去する。残留する液体を、真空中で12時間乾燥する。
EMIM[CHBF(CN)]の収量は、54mg(0.259mmol)である。
EMIM[CHBF(CN)]のNMRスペクトル:
例9:1−エチル−3−メチルイミダゾリウムメチルシアノジフルオロボレート−EMIM[CHBF(CN)]
カリウムメチルトリフルオロボレート(5.22g、42.81mmol)をHO(10ml)に懸濁させた懸濁液を、[EMIM]Cl(6.5g、44.34mmol)の水溶液に加え、混合し、溶液を蒸発乾固させる。残留物をジクロロメタン(20ml)中に吸収させ、未溶解の沈殿物を分離し、CHClを真空中で除去する。得られたイオン液体[EMIM][CHBF](7.93g、40.87mmol)をアセトニトリル(15ml)に溶解し、トリメチルシリルシアニド(5.45ml、40.87mmol)を加える。反応混合物を、室温で3日間撹拌する。すべての揮発性構成要素を、その後真空中で除去する。
[EMIM][CHBF(CN)]の収量は、8.2g(40.79mmol)である。
(純度は約70%である;生成物は約22%の[EMIM][MeBFおよび8%のさらなる不純物を含む。)
[CHBF(CN)]アニオン(70%)のNMRデータ:
[CHBFアニオン(22%)のNMRデータ:
[EMIM]カチオンのNMRデータ:
例10:1−エチル−3−メチルイミダゾリウムトリシアノメチルボレート−[EMIM][CHB(CN)
エチルメチルイミダゾリウムクロリド、[EMIM]Cl(4.50g、30.69mmol)を2回蒸留水(10ml)に溶解した溶液およびカリウムメチルトリシアノボレート(4.33g、30.28mmol)を2回蒸留水(5ml)に溶解した溶液を、合わせ、混合する。反応溶液を、CHCl(4×50mL)で抽出する。合わせたジクロロメタン相を、MgSOを使用して乾燥し、溶媒を、ロータリーエバポレーターを使用して除去する。得られたイオン液体を、真空中で乾燥する。
1−エチル−3−メチルイミダゾリウムトリシアノメチルボレートの収量は、6.35g(29.53mmol)である。
EMIM[CHB(CN)]のNMRスペクトル:
分析:
含水量(Karl-Fischer滴定):37ppm。
ハロゲン不純物(イオンクロマトグラフィー):Cl=97ppm。
動粘性係数:
例11:1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムメチルトリシアノボレート−BMIM[CHB(CN)
カリウムメチルトリシアノボレート(5.0g、34.96mmol)および1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド(6.72g;38.45mmol)を脱イオンHO(10ml)に懸濁させた懸濁液を調製し、CHCl(50mL)を加える。水相を除去し、有機相を脱イオンHO(5×1mL)で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。濾過の後、有機溶媒CHClを、減圧下で除去する。得られた液体を、真空において50℃で3日間乾燥する。
1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムメチルトリシアノボレートの収量は、6.9g(28.38mmol)である。
元素分析:
計算値:C 59.04;H 7.84;N 28.69
観測値:C 58.53;H 7.64;N 29.40
動粘性係数:
分解の温度:240℃。
例12:トリエチルスルホニウムメチルトリシアノボレート−[(CS][CHB(CN)
トリエチルスルホニウムヨージド、[(CS]I(8.6g、34.96mmol)およびAgCl(10.0g、69.78mmol)の脱イオン水(50mL)中の混合物を、暗中で4時間撹拌する。懸濁液を次に濾過し、濾液をK[CHB(CN)](5.0g、34.96mmol)で処理し、したがって2つの相が生成する。混合物をジクロロメタン(3×25mL)で抽出し、合わせた有機相を脱イオン水(5×25mL)で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。濾過の後、有機溶媒CHClを、減圧下で除去する。得られた液体を、真空において50℃で3日間乾燥する。
トリエチルスルホニウムメチルトリシアノボレートの収量は、5.8g(25.99mmol)である。
元素分析:
計算値:C 53.82;H 8.13;N 18.83;S 14.37
観測値:C 53.13;H 8.20、N 18.9、S 14.07
動粘性係数:
分解の温度:160℃。
例13:メチルジフェニルスルホニウムメチルトリシアノボレート−[(CH)(CS][CHB(CN)
メチルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、[(CH)(CS][BF](4.50g、30.69mmol)、100mg、0.347mmolをアセトニトリル(2ml)に溶解した溶液およびカリウムメチルトリシアノボレート(50mg、0.347mmolをアセトニトリル(2ml)に溶解した溶液を、合わせ、混合する。塩カリウムテトラフルオロボレートを0℃で濾過し、すべての揮発性構成要素を減圧下で除去し、化合物メチルジフェニルスルホニウムメチルトリシアノボレートが得られる。
メチルジフェニルスルホニウムメチルトリシアノボレートの収量は、101mg(0.33mmol)である。生成物は、2%のテトラフルオロボレートを含む。
例14:トリフェニルスルホニウムメチルトリシアノボレート−[(CS][CHB(CN)
K[CHB(CN)](70mg、0.489mmol)を、トリフェニルスルホニウムクロリド、[(CS]Cl、(50mg、0.167mmol)を2mLのCHClに溶解した溶液に加える。懸濁液を2時間激しく撹拌し、濾過する。揮発性コンポーネントを減圧下で除去し、結晶性生成物トリフェニルスルホニウムメチルトリシアノボレートを受ける。
トリフェニルスルホニウムメチルトリシアノボレートの収量は、57mg(0.155mmol)である。
例15:ジフェニルヨードニウムメチルトリシアノボレート−[(CI][CHB(CN)
K[CHB(CN)](50mg、0.157mmol)を、ジフェニルヨードニウムクロリド、[(CI]Cl、(50mg、0.157mmol)を2mLのCHClに懸濁させた懸濁液に加える。懸濁液を2時間激しく撹拌し、濾過する。揮発性コンポーネントを減圧下で除去し、結晶性生成物ジフェニルヨードニウムメチルトリシアノボレートを受ける。
ジフェニルヨードニウムメチルトリシアノボレートの収量は、58mg(0.150mmol)である。
例16:2,4,6−トリフェニルピリリウムメチルトリシアノボレート−TPP[CHB(CN)
トリフェニルピリリウムテトラフルオロボレート、[TPP][BF](100mg、0.252mmol)をアセトニトリル(2ml)に溶解した溶液およびカリウムメチルトリシアノボレート(36mg、0.252mmol)をアセトニトリル(2ml)に溶解した溶液を、合わせ、混合する。塩カリウムテトラフルオロボレートを0℃で濾過し、すべての揮発性構成要素を減圧下で除去し、固体化合物2,4,6−トリフェニルピリリウムメチルトリシアノボレートが得られる。
2,4,6−トリフェニルピリリウムメチルトリシアノボレートの収量は、95mg(0.2298mmol)であり、1%の[BFを含む。
例17:トリフェニルカルベニウムメチルトリシアノボレート−[PhC][CHB(CN)
トリフェニルカルベニウム(トリチリウム)テトラフルオロボレート、[PhC][BF]、(100mg、0.303mmol)をアセトニトリル(2ml)に溶解した溶液およびカリウムメチルトリシアノボレート(43mg、0.301mmol)をアセトニトリル(2ml)に溶解した溶液を、合わせ、混合する。塩カリウムテトラフルオロボレートを0℃で濾過し、すべての揮発性構成要素を減圧下で除去し、化合物トリチリウムメチルトリシアノボレートが得られる。
トリフェニルカルベニウムメチルトリシアノボレートの収量は、102mg(0.29mmol)であり、1%の[BFおよび19%の未知のホウ素種を含む。
例18:1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビニルトリシアノボレート−EMIM[HC=HCB(CN)
トリメチルシリルシアニド(86mol%)、フルオロトリメチルシラン(4mol%)、クロロトリメチルシラン(3mol%)およびアセトニトリル(4mol%)の混合物を、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビニルトリフルオロボレート、EMIM[HC=HCBF](1.48g、7.18mmol)に加え、室温で12時間撹拌する。すべての揮発性構成要素を、減圧下で除去する。
EMIM[HC=HCB(CN)]の収量は、1.55g(6.82mmol)であり、2%の[HC=HCBF(CN)]および2.5%の[HC=HCB(NC)(CN)を含む。
例19。ブチルメチルピロリジニウムトリシアノメチルボレート−[BMPL][CHB(CN)
ブチルメチルピロリジニウムクロリド、[BMPL]Cl(190mg、1.07mmol)およびカリウムメチルトリシアノボレート(168mg、1.18mmol)を、クロロホルム(5ml)に懸濁させ、1時間撹拌する。生成した塩化カリウムおよび過剰のカリウムメチルトリシアノボレートを、その後濾別する。濾液を真空中で蒸発させ、イオン液体を得る。
収量:243mg(0.987mmol)。
BMPL[CHB(CN)]のNMRスペクトル:
例20。テトラブチルアンモニウムトリシアノメチルボレート−[TBA][CHB(CN)
テトラブチルアンモニウムブロミド、[TBA]Br(200mg、0.620mmol)およびカリウムメチルトリシアノボレート(98mg、0.685mmol)を、クロロホルム(5ml)に懸濁させ、1時間撹拌する。生成した塩化カリウムおよび過剰のカリウムメチルトリシアノボレートをその後濾別し、濾液を真空中で蒸発させる。わずかに黄色の固体が得られる。
テトラブチルアンモニウムトリシアノメチルボレートの収量は211mg(0.609mmol)であり、使用した[TBA]Brを基準として98%に相当する。
TBA[CHB(CN)]のNMRスペクトル:
例21。テトラフェニルホスホニウムジエチルジシアノボレート−[PPh][(CB(CN)
フッ化カリウム、KF(1.0g、17.24mmol)を、アセトニトリル(4ml)に懸濁させる。(CBOCH(2.26ml、1.72g、17.24mmol)およびトリメチルシリルシアニド(5.0ml、37.49mmol)を、0℃で加える。反応混合物を室温で一晩撹拌し、得られた黄色の懸濁液を、次に水性H(20%、15ml)中に吸収させる。テトラフェニルホスホニウムブロミド、[PPh]Br(7.5g、17.88mmol)を撹拌しながら溶液に加え、反応混合物を30分の撹拌の後にCHCl(2×20ml)で抽出する。合わせたジクロロメタン相を、MgSOを使用して乾燥し、蒸発乾固させる。得られた残留物をアセトン(5ml)に溶解し、EtO(15ml)の添加によって沈殿させ、その後濾過する。
固体テトラフェニルホスホニウムジエチルジシアノボレートの収量は、3.52g(7.64mmol)である。
[PPh][(CB(CN)]のNMRスペクトル:
MALDI−MS m/e[C10BN
計算値:120(24%)、121(100%)、122(7%)。
観測値:120(26%)、121(100%)、122(10%)。
融点(DSC、開始):116℃
分解(DSC、開始):336℃
例22。1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビニルジシアノイソシアノボレート−[EMIM][(CH=CH)B(CN)(NC)]
トリメチルシリルシアニド(15ml、112.48mmol)を、−196℃で、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビニルトリフルオロボレート、[EMIM][(CH=CH)BF](0.5g、2.42mmol)を充填した反応容器中に凝縮させ、混合物を室温に加温する。得られた溶液を一晩撹拌し、次に65℃で3時間、80℃で2時間および最後に90℃で4時間加温する。過剰のトリメチルシリルシアニドを、その後生成したトリメチルフルオロシランとの混合物として蒸留(回収)し、さらなる反応のために使用する。無色のイオン液体を、単離する。
エチルメチルイミダゾリウムビニルジシアノイソシアノボレート、[EMIM][(CH=CH)B(CN)(NC)](93%純度)の収量は、0.52g(2.41mmol)である。液体は、約3%の[EMIM][(CH=CH)B(CN)]、3%の[EMIM][(CH=CH)B(CN)F]および約1%の[EMIM][B(CN)]を含む。
[(CH=CH)B(CN)(NC)]アニオンのNMRデータ:
[(CH=CH)B(CN)アニオンのNMRデータ:
[(CH=CH)B(CN)F]アニオンのNMRデータ:
[BF(CN)アニオンのNMRデータ:
[EMIM]カチオンのNMRデータ:
例23。カリウムメチルジシアノフルオロボレート−K[CHBF(CN)
A)
カリウムメチルトリフルオロボレート(3.00g、24.6mmol)を、トリメチルシリルシアニド(40.0ml、300.0mmol)に懸濁させ、室温で3日間撹拌する。3日後、反応混合物を、反応混合物が透明となるまで60℃で1時間および70℃で2時間撹拌する。すべての揮発性構成要素を、真空中で除去する。未反応のトリメチルシリルシアニドおよびトリメチルフルオロシランを、さらなる反応のために使用することができる。残留物を、アセトン(30ml)に溶解し、濾過する。CHCl(100ml)を有機相に加え、K[CHBF(CN)]が沈殿する(バッチI)。前記沈殿物を、真空中で乾燥する。濾液の有機溶媒を、5mlを受けるまで真空中で蒸留させ、50mlのCHClを加える。K[CHBF(CN)]が沈殿する(バッチII)。
バッチI:2.3g(16.9mmol)、例1Aに記載した副産物を含まない。分光学的データは、例1Aからのものに相当する。
バッチII:0.53gのK[CHBF(CN)](82%)およびK[CHB(NC)(CN)](17%)および他の不純物(1%)の混合物。
B)
カリウムメチルトリフルオロボレート(8.00g、65.6mmol)を、トリメチルシリルシアニド(120.0ml、900.0mmol、例22から回収した30mlのトリメチルシリルシアニド)に懸濁させ、溶液がほぼ透明となるまで70℃で2時間撹拌する。すべての揮発性構成要素を、真空中で除去する。残留物を、アセトン(40ml)に溶解し、濾過する。濾液を撹拌し、400mlのCHClを45分以内に加える。K[CHBF(CN)]の沈殿物を濾過し、真空中で乾燥する(6.71g(49.3mmol))。分光学的データは、例1Aからのものに相当する。
例24。1−エチル−3−メチルイミダゾリウムメチルジシアノフルオロボレート−EMIM[CHBF(CN)
K[CHBF(CN)](6.0g、44.1mmol)および1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド、[EMIM]Cl(6.45g、44.0mmol)を、CHCl(50mL)に懸濁させ、室温で5時間撹拌する。硫酸マグネシウムを加え(1g)、反応混合物を30分間撹拌し、濾過する。沈殿物を15mlのCHClで洗浄し、有機相を合わせる。すべての揮発性化合物を真空中で除去し、得られたイオン液体を真空中で2日間乾燥する。
8.8g(42.31mmol)のEMIM[CHBF(CN)
分光学的データは、例8に相当する。
動粘性係数:
例25。1−ブチル−1−メチルピロリジニウムメチルジシアノフルオロボレート−[BMPL][CHBF(CN)
K[CHBF(CN)](2.8g、20.6mmol)および1−ブチル−1−メチルピロリジニウムクロリド、[BMPL]Cl(3.6g、20.5mmol)を、CHCl(25mL)に懸濁させ、室温で5時間撹拌する。硫酸マグネシウムを加え(1g)、反応混合物を30分間撹拌し、濾過する。沈殿物を10mlのCHClで洗浄し、有機相を合わせる。すべての揮発性化合物を真空中で除去し、得られたイオン液体を真空中で2日間乾燥する。
[BMPL][CHBF(CN)]の収量は、4.3g(18.0mmol)である。
[BMPL][CHBF(CN)]のNMRスペクトル:
動粘性係数:
例26。カリウムシアノメチルジシアノフルオロボレート−K[NCCHBF(CN)
A)
K[BrCHBF](86mg、0.428mmol)およびKCN(200mg、3.07mmol)を、トリメチルシリルシアニド(2.0mL、14.99mmol)に懸濁させる。反応混合物を、60℃に一晩、70℃に5日間および80℃にさらに2日間加温する。すべての揮発性物質を減圧下で除去し、残留する固体物質をアセトン(5mL)で抽出する。抽出物を真空において蒸発させ、薄茶色固体を得る。
カリウムシアノメチルジシアノフルオロボレートの収量は、55mg(0.34mmol)である。
K[NCCHBF(CN)]の分光学的データ:
MALDI−MS m/z[CBFN
計算値:122(100%)、121(25%)、123(5%)
観測値:122(100%)、121(26%)、123(4%)
B)

トリメチルシリルシアニド(86mol%)、フルオロトリメチルシラン(4mol%)、クロロトリメチルシラン(3mol%)およびアセトニトリル(4mol%)ならびに15mlのトリメチルシリルシアニド(112.5mmol)の混合物(50mL)を、カリウムシアノメチルトリフルオロボレート(5.7g、38.77mmol)に加え、懸濁液を、室温で2時間撹拌する。すべての揮発性コンポーネントを、減圧下で除去する。これらの揮発性コンポーネントを保存し、さらなる合成のために使用することができる。残留する生成物が尚[NCCHBFおよび[NCCHBF(CN)]を含む場合には、混合物を、[(CHSiCN、(CHSiF、(CHSiCl、CHCN]および純粋な(CHSiCNの混合物(15mL、112.5mmol)に加え、前記懸濁液を、さらに2日間撹拌するべきである。すべての揮発性化合物を、再び減圧下で除去する。残りをアセトン(10mL)に溶解し、120mLのジクロロメタンを加える。カリウムシアノメチルジシアノフルオロボレートの得られた沈殿物を濾過し、減圧下で乾燥する。
カリウムシアノメチルジシアノフルオロボレートの収量は、4.5g(27.95mmol)である。
元素分析:
計算値:C 29.84;H 1.25;N 26.10
観測値:C 30.08;H 1.16;N 26.06
生成物の分光学的データは、例26Aからのものに相当する。
例27:1−エチル−3−メチルイミダゾリウムシアノメチルジシアノフルオロボレート−EMIM[NCCHBF(CN)
ジクロロメタン(60mL)を、カリウムシアノメチルジシアノフルオロボレート、K[NCCHBF(CN)](4.3g、26.71mmol)および1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド(EMIMCl)(4.3g、29.32mmol)のHO(脱イオン、30mL)中の混合物に加える。水相を除去し、有機相を脱イオン水(5×1mL)で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。硫酸塩を濾過し、ジクロロメタンを減圧下で除去する。生成物を、50℃で3日間真空において乾燥する。
1−エチル−3−メチルイミダゾリウムシアノメチルジシアノフルオロボレートの収量は、4.9g(21.03mmol)である。
元素分析:
計算値:C 51.54;H 5.62;Z 30.05
観測値:C 50.86;H 5.79、N、30.35。
動粘性係数:
分解の温度:180℃。
例28。1−エチル−3−メチルイミダゾリウムシアノメチルシアノジフルオロボレート−[EMIM][NCCHBF(CN)]
1−エチル−3−メチルイミダゾリウムシアノメチルトリフルオロボレート、EMIM[BrCHBF]、(120mg、0.439mmol)およびKCN(500mg、7.678mmol)を、トリメチルシリルシアニドをアセトニトリル(2.5mol/L、2mL、5.0mmol)に溶解した撹拌した溶液に加える。反応混合物を、75℃(油浴における温度)で24時間および100℃で4日撹拌する。すべての揮発性物質を真空において除去し、残留物を2mLのアセトンに溶解する。可溶性でない固体(おそらく過剰のKCNおよびKBr)を濾別し、溶液を真空において蒸発させる。残留物(油性物質)をアセトン−D6に溶解し、質量分析およびNMR分光法によって分析する。NMRスペクトルによって、[EMIM][NCCHBF(CN)]の90%の収率における生成が確認される。生成物は、約7%の[EMIM][NCCHBF(CN)]を含む。
アニオン[NCCHBF(CN)]の分光学的データ:
カチオン[EMIM]のNMR分光学的データ:
MALDI−MS m/z[CBF
計算値:115(100%)、114(25%)、116(4%)
観測値:115(100%)、114(23%)、116(2%)
約7%の収率において生成したアニオン[NCCHBF(CN)のNMR分光学的データは、例26においてK[NCCHBF(CN)]について見出されたアニオンのものと整合している。
例29:カリウムジエチルジシアノボレート−K[(CB(CN)
シアン化カリウム(35.0g、537.46mmol)をアセトニトリル(100mL)に懸濁させた懸濁液を調製し、(CBOCH(25.0mL、192.31mmol)を加え(中程度の発熱反応)、前記混合物に、クロロトリメチルシラン(30.0mL、237.48mmol)を加える(発熱反応)。懸濁液を65℃で2日間撹拌し、濾過する。濾液を、100mLのアセトニトリルで洗浄する。アセトニトリルの含量を、合わせた有機相内で、減圧下での蒸留によって減少させる。ペンタンの添加の後、生成物カリウムジエチルジシアノボレートが沈殿し、濾過し、真空において乾燥する。
カリウムジエチルジシアノボレートの収量は、29.1g(181.85mmol)である。
例30。1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムジエチルジシアノボレート−BMIM[(CB(CN)
ジクロロメタン(50mL)を、カリウムジエチルジシアノボレート(6.0g、37.48mmol)および1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド(BMIMCl)(6.5g、37.21mmol)のHO(脱イオン、20mL)中の混合物に加える。水相を除去し、有機相を脱イオン水(5×1mL)で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。硫酸塩を濾過し、ジクロロメタンを減圧下で除去する。生成物を、50℃で3日間真空において乾燥する。
1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムジエチルジシアノボレートの収量は、8.9g(34.21mmol)である。
元素分析:
計算値:C 64.63;H 9.68;N 21.53
観測値:C 63.38;H 9.82;N 21.41
動粘性係数:
分解の温度:190℃。
例31。N−ブチル−N−メチルピロリジニウムジエチルジシアノボレート−BMPL[(CB(CN)
ジクロロメタン(50mL)を、カリウムジエチルジシアノボレート(5.0g、31.23mmol)および1−ブチル−1−メチルピロリジニウムクロリド(BMPLCl)(5.5g、31.23mmol)のHO(脱イオン、50mL)中の混合物に加える。水相を除去し、有機相を脱イオン水(5×1mL)で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。硫酸塩を濾過し、ジクロロメタンを減圧下で除去する。生成物を、50℃で3日間真空において乾燥する。
N−ブチル−N−メチルピロリジニウムジエチルジシアノボレートの収量は、7.5g(28.49mmol)である。
元素分析:
計算値:C 68.44;H 11.49;N 15.96
観測値:C 67.91;H 11.57;N 15.99
動粘性係数:
分解の温度:190℃。
例32。N−ブチルピリジニウムジエチルジシアノボレート−BPYR[(CB(CN)
ジクロロメタン(50mL)を、カリウムジエチルジシアノボレート(6.0g、37.48mmol)およびN−ブチルピリジニウムクロリド(BPYRCl)(6.5g、37.86mmol)のHO(脱イオン、30mL)中の混合物に加える。水相を除去し、有機相を脱イオン水(5×1mL)で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。硫酸塩を濾過し、ジクロロメタンを減圧下で除去する。生成物を、50℃で3日間真空において乾燥する。
N−ブチルピリジニウムジエチルジシアノボレートの収量は、9.2g(35.77mmol)である。
元素分析:
計算値:C 70.05;H 9.41;N 16.34
観測値:C 69.22;H 9.46;N 16.50
動粘性係数:
分解の温度:160℃。
例A:
以下の電解質配合物を合成して、色素増感太陽電池における本発明の電解質配合物のemim TCBを含む従来技術の電解質配合物に対する適用を例証する。
電解質配合物を、1,3−ジメチルイミダゾリウムヨージド(mmimI)、1−プロピル−3−メチルイミダゾリウムヨージド(pmimI)、ヨウ素、N−ブチルベンズイミダゾール(NBB)およびグアニジニウムチオシアネート(guaSCN)の1種または2種以上ならびに示した対応するイオン液体、例えばemim TCBおよびEMIM[(CH)BF(CN)](N−エチル−3−メチルイミダゾリウムメチルフルオロジシアノ−ボレートまたはbmpl TCBおよびBMPL[(CH)BF(CN)](N−ブチル−N−メチルピロリジニウムメチルフルオロジシアノボレートを以下に列挙した重量%において混合することによって調製する。
電解質1 重量%
1.6
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 2.7
emim TCB 60
合計 100
電解質2 重量%
1.6
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 2.7
emim[(CH)BF(CN)] 60
合計 100
電解質3 重量%
1.6
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 2.7
bmpl TCB 60
合計 100
電解質4 重量%
1.6
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 2.7
bmpl[(CH)BF(CN)] 60
合計 100
電解質5 重量%
1.6
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 2.7
emim[(CH)B(CN)] 60
合計 100
電解質1〜5を、2種の異なる色素(Z907およびD205)を使用して10℃および25℃で測定する。
上記の引用した化合物は、商業的に入手できるか、または既知の文献の方法に従って合成する。
色素増感太陽電池を、US 5,728,487またはWO 2007/093961に開示されているように製作する:
二重層のメソ多孔性TiO電極を、二重層構造からなるフォトアノード(photoanode)を得るために、Wang P et al., J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14336、特に14337頁に開示されているように調製した。透明なナノ多孔性TiO電極を調製するために、テルピネオール溶媒を含むスクリーン印刷ペーストおよび20nmの直径を有するアナターゼ相のナノ粒子TiOを、透明な伝導性基板上に、5mm×5mmの正方形形状に、ハンドプリンターを使用することにより堆積させた。ペーストを、摂氏120度で10分間乾燥した。
400nmの直径を有するTiOを含む別のスクリーン印刷ペーストを、次にナノ多孔性層の最上部上に堆積させて、不透明層を調製する。二重層フィルムを、次に摂氏500度で1時間焼結し、その結果下部の透明層(厚さ7ミクロン)および最上部の不透明層(厚さ4ミクロン)が得られた。焼結後に、電極を、TiClの40mM水溶液(Merck)に摂氏70度で30分間浸漬し、次に純水で十分にすすいだ。
したがって、TiClで処理した電極を、色素増感の直前に摂氏500度で30分間乾燥した。電極を、アセトニトリル(MerckHPLC階級)およびtert−ブチルアルコール(Merck)、v:v=1:1の0.3mMのZ907色素溶液中に、摂氏19度で60時間浸漬した。対電極を、上記の参照文献中に開示されている熱分解方法で調製した。白金酸の5mM溶液(Merck)の小滴を、8μl/cm2で流し込み、伝導性基板上で乾燥した。色素増感太陽電池を、厚さ30ミクロンのBynel (DuPont, USA)ホットメルトフィルムを使用することにより組み立てて、加熱により密封した。内部空間を上に記載した電解質配合物の各々で満たして、対応するデバイスを製造した。
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。
インドリン色素D205は、前に記載されている。
正確な光強度レベルを得るために、Air Mass 1.5 Global(AM1.5G)模倣太陽光を、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補正する。
光電流−電圧曲線の測定を、Air Mass 1.5模倣太陽光(AM1.5)の下で、1 Sun照射の下で25℃まで冷却した黒色板上に配置した電解質1〜4を含む上に記載したように製作したデバイスについての温度制御を伴って行う。4mm×4mmのフォトマスクをデバイスの最上部上に配置して、光投影領域を規定する。セルギャップは、約20ミクロンである。
エネルギー変換効率は、一般的には、調整可能な耐性負荷(resistant load)を使用して電力出力を最適化することにより決定された、エネルギー用語におけるエネルギー変換機械の有効出力と光放射の入力との間の比率である。
表1は、上記で引用した電解質配合物の10℃での測定の結果を要約する:
表2は、上記で引用した電解質配合物の25℃での測定の結果を要約する:
表1および2は、メチルフルオロジシアノボレートをアニオンとして含む電解質が、粘度の前述のより低い負の温度係数により、同一のカチオンを特により低い温度、例えば摂氏10度で使用する場合に、TCBをアニオンとして含む電解質より良好な、またはそれと等しい性能を発揮することを実証する。
例B:
以下の電解質配合物を合成して、本発明の電解質配合物の、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムTCBおよびN−ブチル−ピリジニウムTCBを含む従来技術の電解質配合物に対する、色素増感太陽電池における適用を例証する。
電解質配合物を、1,3−ジメチルイミダゾリウムヨージド(mmimI)、ヨウ素、N−ブチルベンズイミダゾール(NBB)およびグアニジニウムチオシアネート(guaSCN)の1種または2種以上ならびに対応するイオン液体を以下に列挙した重量%において混合することによって調製する。
電解質6 重量%
1.3
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 3.0
トリエチルスルホニウムメチルトリシアノボレート 60
合計 100
電解質7 重量%
1.3
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 3.0
bmplジエチルジシアノボレート 60
合計 100
電解質8* 重量%
1.3
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 3.0
bmpl TCB 60
合計 100
電解質9 重量%
1.3
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 3.0
emim n−ブチルトリシアノボレート 60
合計 100
電解質10 重量%
1.3
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 3.0
bmim ジエチルジシアノボレート 60
合計 100
電解質11 重量%
1.3
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 3.0
BPYRジエチルジシアノボレート 60
合計 100
電解質12* 重量%
1.3
mmim I 35
guaSCN 0.7
NBB 3.0
BPYR TCB 60
合計 100
*で印をした電解質は、本発明によるものではない。
電解質6〜12を、0.3mMのZ907溶液を使用して25℃で測定する。
上記の引用した化合物は、商業的に入手できるか、または既知の文献の方法に従って合成する。
色素増感太陽電池を、例Aにおいて開示したように製作し、測定を、例Aにおいて開示したように行う。
表3は、上記で引用した電解質配合物の25℃での測定の結果を要約する:
表3は、ジエチルジシアノボレートをアニオンとして含む電解質が、同一のカチオンまたは同様の複素環式カチオンを使用する場合に、TCBをアニオンとして含む電解質より良好な、またはそれと等しい性能を発揮することを実証する。

Claims (14)

  1. 式I
    [Kt]z+z[(R4−x−y−vB(CN)(NC)
    式中、
    は、各々独立して
    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、ブロモメチル、シアノメチル、メトキシメチル、エトキシメチル、あるいは、2〜20個のC原子を有し、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
    示し、
    zは1、2、3または4であり、xは1、2または3であり、yは0、1または2であり、vは0、1または2であり、x+y+vの合計は2または3であり、
    ここで[Kt]z+は、
    NO、H、Li、Na、K、Rb、Cs 、M2+、Cu、Cu2+、Zn2+、Ag、Ca2+ 3+ Yb 3+ La 3+ Sc 3+ Ce 3+ Nd 3+ Tb 3+ およびSm 3+ の群から選択された無機カチオン、
    あるいは
    フェニル基が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基、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する直鎖状もしくは分枝状アルケニルまたは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する直鎖状もしくは分枝状アルキニルによって置換されていてもよい、トリチリウムカチオン、
    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、各々、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、非置換フェニルまたはR1*、OR’、N(R’)、CNもしくはハロゲンによって置換されているフェニルを示し、および式(2)で表されるスルホニウムカチオンの場合においては、さらに、各々独立して(R’’’)Nを示し、R’は、互いに独立して、H、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフルオロ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、R1*は、互いに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かまたはパーフルオロ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、R’’’は、互いに独立して直鎖状または分枝状C〜Cアルキルであり;
    式(3)
    [NR (3)、
    式中、
    Rは、各場合において互いに独立して、
    H、OR’、N(R’)(ただし式(3)中の最大1つのRは、OR’またはN(R’)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原子を有し、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シクロアルキルを示し、
    ここで1つまたは2つのRは、ハロゲンによって完全に置換されていてもよく、置換基Rの1つまたは2つ以上は、ハロゲンによって、ならびに/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、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである;
    に適合するアンモニウムカチオン;
    式(4)
    [PR (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原子を有し、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シクロアルキル
    を示し、
    ここで1つまたは2つのRは、ハロゲンによって完全に置換されていてもよく、置換基Rの1つまたは2つ以上は、ハロゲンによって、ならびに/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、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである、
    に適合するホスホニウムカチオン;
    式(5)
    [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については除外される)、
    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原子を有し、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、ハロゲンによって完全に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、ハロゲンによって、ならびに/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、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである、
    に適合するウロニウムカチオン;
    式(6)
    [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については除外される)、
    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原子を有し、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、ハロゲンによって完全に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、ハロゲンによって、ならびに/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、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである、
    に適合するチオウロニウムカチオン;
    式(7)
    [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原子を有し、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シクロアルキル
    を示し、
    ここで置換基R〜R13の1つまたは2つは、ハロゲン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、ハロゲンによって、ならびに/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、フッ素化されていない、部分的にフッ素化された、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである、
    に適合するグアニジニウムカチオン;
    式(8)
    [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
    を示し、
    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’、R’、R4’は、この場合において互いに独立して、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する直鎖状もしくは分枝状アルケニルであり、
    ここで1つ〜3つの置換基R1’〜R4’は、ハロゲンによって完全に置換されていてもよく、1つまたは2つ以上の置換基R1’〜R4’は、ハロゲンによって、ならびに/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得ず、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、またはパーフルオロ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、Xは、各々独立してハロゲンである、
    に適合する複素環式カチオン、あるいは
    式(9)
    式中、
    アリール基Arは、各々、互いに独立して、6〜30個のC原子を有し、非置換であるか、または少なくとも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ているアリールを示し、ならびに
    式中、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かまたはパーフルオロ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、ならびに
    式中、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かまたはパーフルオロ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、
    ならびにハロゲンは、F、Cl、BrまたはIである、
    に適合するヨードニウムカチオン
    の群から選択された有機カチオン
    を示す、で表される化合物。
  2. 式I中のRが、各々独立して1〜4個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝状アルキル基、ブロモメチル、シアノメチル、メトキシメチル、エトキシメチル、または2〜4個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝状アルケニルであることを特徴とする、請求項1に記載の式Iで表される化合物。
  3. 請求項1に記載の式Iで表され、式中[Kt]z+がアルカリ金属カチオンであり、zが1を示し、x+y+vの合計が3を示し、それが式I−1
    [Me][(R4−x−y−zB(CN)(NC) I−1
    式中、[Me]はアルカリ金属カチオンを示し、R、x、yおよびvは請求項1に記載の意味を有する、
    で表される化合物を示す化合物の調製方法であって、
    式II
    [Me][(R)BF II
    式中、[Meはアルカリ金属カチオンを示し、Rは請求項1に記載の意味を有する、
    で表される化合物の、アルキル基が各々互いに独立して1〜8個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキルであるトリアルキルシリルシアニドとの反応を含む、
    前記方法。
  4. 請求項1に記載の式Iで表され、式中[Kt]z+が有機カチオンであり、x+y+vの合計が3を示す化合物の調製方法であって、
    式III
    [Kt]z+[(R)BF III
    式中、[Kt]z+は有機カチオンを示し、Rは請求項1に記載の意味を有する、
    で表される化合物の、アルキル基が各々互いに独立して1〜8個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキルであるトリアルキルシリルシアニドとの反応を含む、
    前記方法。
  5. 請求項1に記載の式Iで表され、式中[Kt]z+がアルカリ金属カチオンであり、zが1を示し、x+y+vの合計が2を示す化合物の調製方法であって、式IV
    (RBOCH IV
    式中、Rは、請求項1に記載の意味を有する、
    で表される化合物のトリアルキルシリルシアニドとの、アルカリ金属フッ化物の存在下での反応を含み、ここでトリアルキルシリルシアニド内のアルキル基が各々互いに独立して1〜8個のC原子を有する直鎖状または分枝状アルキルである、
    前記方法。
  6. 請求項1に記載の式Iで表され、式中[Kt]z+が出発物質における使用したアルカリ金属カチオン以外の別のカチオンである化合物の、塩交換反応における調製方法であって、式I−1
    [Me][(R4−x−y−zB(CN)(NC) I−1
    式中、[Me]はアルカリ金属カチオンであり、R、x、y、vおよびx+y+vの合計は請求項1に記載の意味を有する、
    で表されるアルカリ金属塩を、式V
    KtA V
    式中、
    Ktは、有機カチオンまたは式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、[BF、[PF、[HSO1−、[NO、[(RP(O)O]、[RP(O)O2−、[(RO)P(O)O]、[(RO)P(O)O2−、[(RO)RP(O)O]、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って置換されていてもよいトシラート、マロナート、[HOCOまたは[CO2− を示し、但し、Aが[CO 2− の場合は、Ktは式I−1で表される化合物のアルカリ金属カチオンとは異なるアルカリ金属カチオンであり、
    ここでR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アルキル基であり、
    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ルオロ化されたアルキル基である、で表される化合物、ここで化合物KtAは電気的中性である、
    と反応させることを特徴とする、前記方法。
  7. 請求項1または2に記載の式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。
  8. 請求項7に記載の電解質配合物を含む、電気化学的および/または光電子デバイス。
  9. 請求項1または2に記載の式Iで表され、式中[Kt]z+が有機カチオンまたはHであり、zが1、2、3または4である化合物の、化学反応のための媒体としての、触媒としての、および/または触媒的プロセスにおける媒体としての、伝導性塩としての、電気化学セルにおける適用のための電解質のコンポーネントとしての、電気化学的プロセスのための支持電解質のコンポーネントとしての、界面活性剤としての、相間移動触媒としての、添加溶剤としての、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、膜および織物材料のための改質剤としての;潤滑剤としての、潤滑剤組成物への;油圧油としての、油圧油への添加剤としての使用。
  10. 請求項1または2に記載の式Iで表され、式中[Kt]z+がLiである化合物の、伝導性塩としての、および/または電解質のコンポーネントとしての使用。
  11. 請求項1または2に記載の式Iで表され、式中[Kt]z+が無機カチオンである化合物の、触媒としての、伝導性塩としての、電気化学セルにおける適用のための電解質のコンポーネントとしての、電気化学的プロセスのための支持電解質のコンポーネントとしての、界面活性剤としての、相間移動触媒としての、または帯電防止添加剤としての使用。
  12. 式I−1
    [Me][(R4−x−y− B(CN)(NC) I−1
    式中、Meはアルカリ金属カチオンであり、R、x、y、vおよびx+y+vの合計は請求項1または2に記載の意味を有する、
    で表される化合物の、請求項1または2に記載の式Iで表され、式中[Kt]z+が有機カチオンであり、zが1、2、3または4である化合物の合成のための使用。
  13. 請求項1または2に記載の式Iで表され、式中[Kt]z+が式(2)、(5)、(6)、(9)で表されるカチオン、トリチリウム、ピリリウム、1−ベンゾピリリウムまたは2−ベンゾピリリウムである化合物の、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。
  14. 式(2)、(5)、(6)、(9)で表されるカチオン、トリチリウム、ピリリウム、1−ベンゾピリリウムまたは2−ベンゾピリリウムを有する請求項1または2に記載の式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1種の重合性化合物を含む、硬化可能な組成物。
JP2014519445A 2011-07-15 2012-07-06 アルキル−シアノ−ボレートまたはアルキル−シアノ−フルオロボレートアニオンを含む化合物 Expired - Fee Related JP5980918B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11005798.1 2011-07-15
EP11005798 2011-07-15
PCT/EP2012/002859 WO2013010641A1 (en) 2011-07-15 2012-07-06 Compounds containing alkyl-cyano-borate or alkyl-cyano-fluoroborate anions

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2014529335A JP2014529335A (ja) 2014-11-06
JP2014529335A5 JP2014529335A5 (ja) 2015-08-27
JP5980918B2 true JP5980918B2 (ja) 2016-08-31

Family

ID=46514296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014519445A Expired - Fee Related JP5980918B2 (ja) 2011-07-15 2012-07-06 アルキル−シアノ−ボレートまたはアルキル−シアノ−フルオロボレートアニオンを含む化合物

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9058935B2 (ja)
EP (1) EP2731955B1 (ja)
JP (1) JP5980918B2 (ja)
KR (1) KR20140050058A (ja)
CN (1) CN103687863B9 (ja)
WO (1) WO2013010641A1 (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9558894B2 (en) 2011-07-08 2017-01-31 Fastcap Systems Corporation Advanced electrolyte systems and their use in energy storage devices
CN104221110B (zh) 2011-07-08 2019-04-05 快帽系统公司 高温能量储存装置
EP2731954B1 (en) * 2011-07-15 2015-06-17 Merck Patent GmbH Compounds containing alkyl-alkoxy-cyano-borate anions
CA2854404C (en) 2011-11-03 2021-05-25 Fastcap Systems Corporation Production logging instrument
US20190218894A9 (en) 2013-03-15 2019-07-18 Fastcap Systems Corporation Power system for downhole toolstring
MX2015013139A (es) * 2013-03-15 2016-06-24 Fastcap Systems Corp Dispositivos de interfaz de señal modulares y sistemas de potencia y datos de fondo de pozo relacionados.
DE102013009959A1 (de) * 2013-06-14 2014-12-31 Julius-Maximilians-Universität Würzburg Verfahren zur Herstellung von Salzen mit Hydridocyanoborat-Anionen
US10872737B2 (en) 2013-10-09 2020-12-22 Fastcap Systems Corporation Advanced electrolytes for high temperature energy storage device
DE102013021029A1 (de) 2013-12-17 2015-07-02 Julius-Maximilians-Universität Würzburg Kobaltkomplexsalze
WO2015095858A2 (en) 2013-12-20 2015-06-25 Fastcap Systems Corporation Electromagnetic telemetry device
WO2015170786A1 (ko) * 2014-05-08 2015-11-12 삼성에스디아이(주) 유기전해액 및 상기 전해액을 채용한 리튬전지
WO2016098508A1 (ja) * 2014-12-16 2016-06-23 ソニー株式会社 二次電池用電解液、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
CN107533919A (zh) 2015-01-27 2018-01-02 快帽系统公司 宽温度范围超级电容器
CN105932236B (zh) * 2016-05-09 2019-03-15 河海大学 一种锂离子电池电极材料的包覆改性方法
DE102016009846A1 (de) 2016-08-16 2018-02-22 Julius-Maximilians-Universität Würzburg Fluoralkylhydrido- und Fluoralkylcyanohydridoborate
DE102016010488A1 (de) 2016-08-30 2018-03-01 Julius-Maximilians-Universität Würzburg Verbindungen mit ein-, bis- und mehrfach geladenen schwach koordinierenden Anionen
CN107141312B (zh) * 2017-06-28 2019-08-13 北京理工大学 一种四唑氰基硼酸离子液体及其制备方法
AU2019324170A1 (en) 2018-08-23 2021-02-18 Seagen, Inc. Anti-TIGIT antibodies
KR102452330B1 (ko) 2019-01-17 2022-10-11 주식회사 엘지에너지솔루션 비수전해액 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 리튬 이차전지
EP3893311A4 (en) 2019-01-17 2022-03-02 Lg Energy Solution, Ltd. ANHYDROUS ELECTROLYTE SUPPLEMENT AND ANHYDROUS ELECTROLYTE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND LITHIUM SECONDARY BATTERY INCLUDED THIS
KR20220052082A (ko) 2020-10-20 2022-04-27 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4307182A (en) 1980-05-23 1981-12-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Imaging systems with tetra(aliphatic) borate salts
US4647440A (en) * 1982-08-17 1987-03-03 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh Process for the extraction of cesium ions from aqueous solutions
ES2080313T3 (es) 1990-04-17 1996-02-01 Ecole Polytech Celulas fotovoltaicas.
DE69416428T2 (de) 1993-12-29 1999-09-16 Ecole Polytech Photoelektrochemische zelle und elektrolyt für diese zelle
JP2000090991A (ja) 1998-09-09 2000-03-31 Fuji Photo Film Co Ltd 光電気化学電池
EP1176646A1 (en) 2000-07-28 2002-01-30 Ecole Polytechnique Féderale de Lausanne (EPFL) Solid state heterojunction and solid state sensitized photovoltaic cell
ATE342573T1 (de) 2000-08-15 2006-11-15 Fuji Photo Film Co Ltd Photoelektrische zelle und herstellungsmethode
DE10055811A1 (de) 2000-11-10 2002-05-29 Merck Patent Gmbh Tetrakisfluoroalkylborat-Salze und deren Verwendung als Leitsalze
CN1322592C (zh) 2002-05-20 2007-06-20 日立麦克赛尔株式会社 光电转换元件
DE10306617A1 (de) * 2003-02-14 2004-08-26 Merck Patent Gmbh Salze mit Cyanoborat-Anionen
WO2005021661A1 (de) 2003-08-21 2005-03-10 Merck Patent Gmbh Cyanoborat-, fluoralkylphosphat-, fluoralkylborat- oder imid-farbstoffe
DE102004051278A1 (de) * 2004-10-21 2006-04-27 Merck Patent Gmbh Neue borhaltige starke Säuren, deren Herstellung und Verwendung
EP1819005A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-15 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Ionic liquid electrolyte
WO2008102661A1 (ja) 2007-02-03 2008-08-28 Toyo Kasei Kogyo Co., Ltd. トリアルキルシリルニトリルの製造方法
CN101232080B (zh) 2007-12-29 2012-11-07 中国科学院长春应用化学研究所 共熔室温离子液体及其制法和应用
KR101238570B1 (ko) * 2009-02-02 2013-02-28 론자 아게 (론자 엘티디.) 신규한 트리시아노보레이트
CN102712661B (zh) * 2010-01-18 2016-02-17 默克专利有限公司 制备全氟烷基氰基硼酸盐或全氟烷基氰基氟硼酸盐的方法
JP5798509B2 (ja) * 2011-04-20 2015-10-21 株式会社日本触媒 電解質材料及びその製造方法
EP2731954B1 (en) * 2011-07-15 2015-06-17 Merck Patent GmbH Compounds containing alkyl-alkoxy-cyano-borate anions

Also Published As

Publication number Publication date
US9058935B2 (en) 2015-06-16
EP2731955B1 (en) 2017-01-11
CN103687863A (zh) 2014-03-26
KR20140050058A (ko) 2014-04-28
CN103687863B (zh) 2016-05-11
US20140155566A1 (en) 2014-06-05
JP2014529335A (ja) 2014-11-06
EP2731955A1 (en) 2014-05-21
CN103687863B9 (zh) 2016-07-27
WO2013010641A1 (en) 2013-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5980918B2 (ja) アルキル−シアノ−ボレートまたはアルキル−シアノ−フルオロボレートアニオンを含む化合物
JP5990262B2 (ja) ヒドリド−トリシアノ−ボラートアニオンを含む化合物
JP5950916B2 (ja) シアノ−アルコキシ−ボレートアニオンを含む電解質配合物
EP2526105B1 (en) Electrolyte formulations
JP5793509B2 (ja) パーフルオロアルキル−シアノ−アルコキシ−ボレートアニオンまたはパーフルオロアルキル−シアノ−アルコキシ−フルオロ−ボレートアニオンを含有する化合物
KR20140039242A (ko) 전해질 제형
JP5985626B2 (ja) アルキル−アルコキシ−シアノ−ボレートアニオンを含む化合物

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150706

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150706

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160104

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160404

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160606

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160628

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160727

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5980918

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees