JP6273742B2 - Ether type network polymer and polymer gel electrolyte - Google Patents

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Description

本発明は、新規エーテル型ネットワークポリマー、特に、三官能性ベンゼン誘導体をモノマーとした前記ネットワークポリマー、該ネットワークポリマーを含有するポリマーゲル電解質に関する。   The present invention relates to a novel ether type network polymer, in particular, the network polymer using a trifunctional benzene derivative as a monomer, and a polymer gel electrolyte containing the network polymer.

次世代二次電池として期待されている電池の一つに、多価イオン電池がある。例えば、負極活物質に2価(多価)のマグネシウムを用いたマグネシウムイオン二次電池は、負極活物質に1価のリチウムを用いたリチウムイオン二次電池に比べ、エネルギー密度の向上が期待できる。現在の電気自動車において、リチウムイオン二次電池による走行距離は150km程度であるが、二次電池のエネルギー密度を高めることで、走行距離を延ばすことができる。   One of the batteries expected as a next-generation secondary battery is a multivalent ion battery. For example, a magnesium ion secondary battery using divalent (polyvalent) magnesium as the negative electrode active material can be expected to improve energy density compared to a lithium ion secondary battery using monovalent lithium as the negative electrode active material. . In current electric vehicles, the travel distance by the lithium ion secondary battery is about 150 km, but the travel distance can be extended by increasing the energy density of the secondary battery.

一方で、金属マグネシウムは常温では不動態被膜を形成し、可逆的な溶解析出反応に至らないという課題があり、マグネシウムイオン二次電池は実用段階には至っていない。その解決手段の一つとして、特許文献1には、グリニャール試薬と、有機金属化合物(例えば、CMgCl)またはマグネシウム以外の塩(例えば、(CAlCl)とをテトラヒドロフランに溶解した電解液が開示されている。 On the other hand, magnesium metal has a problem that it forms a passive film at room temperature and does not lead to a reversible dissolution and precipitation reaction, and a magnesium ion secondary battery has not yet reached a practical stage. As one of the solutions, Patent Document 1 discloses that a Grignard reagent is mixed with an organometallic compound (for example, C 6 H 5 MgCl) or a salt other than magnesium (for example, (C 2 H 5 ) 2 AlCl) in tetrahydrofuran. An electrolytic solution dissolved in is disclosed.

発明者らもこれまでに、グリニャール試薬の不揮発性のアンモニウム系イオン液体の溶液を電解液として用いることで、グリニャール試薬単体の場合よりも安全性に優れ、高いイオン伝導度を有し、且つ良好なマグネシウムの溶解析出の可逆性を示す、マグネシウムイオン二次電池用電解液を見出している(非特許文献1)。   The inventors have so far used a non-aqueous ammonium ionic liquid solution of a Grignard reagent as an electrolyte solution, which is superior to the case of a Grignard reagent alone, has high ionic conductivity, and is excellent. Have found an electrolyte solution for magnesium ion secondary batteries that exhibits reversibility of dissolution and precipitation of magnesium (Non-Patent Document 1).

さらに、発明者らは、イミダゾリウム系イオン液体又はピロリジニウム系イオン液体と、グリニャール試薬から成るマグネシウムイオン二次電池用電解液も見出している(特許文献2等)。   Furthermore, the inventors have also found an electrolytic solution for a magnesium ion secondary battery comprising an imidazolium-based ionic liquid or a pyrrolidinium-based ionic liquid and a Grignard reagent (Patent Document 2, etc.).

しかしながら、グリニャール試薬は、反応性が高く、液漏れによって大きな事故を引き起こす可能性が高いという問題点がある。液漏れを防止するために、リチウムイオン二次電池と同様にポリマーゲル電解質を用いることが効果的であるが、通常のアクリル樹脂系等のネットワークポリマーはグリニャール試薬に対する耐性が低く分解してしまう。   However, the Grignard reagent has a problem of high reactivity and high possibility of causing a major accident due to liquid leakage. In order to prevent liquid leakage, it is effective to use a polymer gel electrolyte as in the case of the lithium ion secondary battery. However, a network polymer such as a normal acrylic resin has a low resistance to a Grignard reagent and decomposes.

特開2007−188709号公報JP 2007-188709 A 特開2012−48874号公報JP 2012-48874 A

J.Power Sources,2010,195,2096J. Power Sources, 2010, 195, 2096

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、グリニャール試薬に対して耐性があり、分解しないネットワークポリマー及びそれを含有するポリマーゲル電解質の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a network polymer that is resistant to the Grignard reagent and does not decompose and a polymer gel electrolyte containing the network polymer.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ベンゼンの1,3,5位に重合性官能基を有するモノマーを用いた、エーテル型新規ネットワークポリマーの構築に成功し、且つ、当該ネットワークポリマーから得られるポリマーゲル電解質が、高い安全性と高いイオン伝導度を併せ持つことを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor succeeded in the construction of a new ether type network polymer using a monomer having a polymerizable functional group at positions 1, 3, and 5 of benzene, and The present inventors have found that a polymer gel electrolyte obtained from a network polymer has both high safety and high ionic conductivity, and has completed the present invention.

すなわち、本発明は
(1)下記式(I)
That is, the present invention provides (1) the following formula (I)

(式中、
、Y及びYは、それぞれ独立して、CR、−O−又は−S−を表し、CR中各Rはそれぞれ独立して、H又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、
1a、R1b及びR1cは、それぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数1〜10のアルキレン基を表し、
2a、R2b及びR2cは、それぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数2〜10のアルキレン基を表し、
3a、R3b及びR3cは、それぞれ独立して、H又は炭素数1〜4のアルキル基を表す)
で表される化合物をオレフィンメタセシス反応により重合して得たネットワークポリマー、及び、
(2)式(I)で表される化合物が、下記式(II)
(Where
Y a , Y b and Y c each independently represent CR 2 , —O— or —S—, and each R in CR 2 independently represents H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represent,
R 1a , R 1b and R 1c each independently represent a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 2a , R 2b and R 2c each independently represent a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 10 carbon atoms,
R 3a , R 3b and R 3c each independently represent H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)
A network polymer obtained by polymerizing a compound represented by the following formula by olefin metathesis reaction; and
(2) The compound represented by the formula (I) is represented by the following formula (II)

で表される化合物であることを特徴とする、(1)に記載のネットワークポリマーに関する。 It is related with the network polymer as described in (1) characterized by the above-mentioned.

また、本発明は、
(3) 下記式(I)
The present invention also provides:
(3) The following formula (I)

(式中、
、Y及びYは、それぞれ独立して、CR、−O−又は−S−を表し、CR中各Rはそれぞれ独立して、H又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、
1a、R1b及びR1cは、それぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数1〜10のアルキレン基を表し、
2a、R2b及びR2cは、それぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数2〜10のアルキレン基を表し、
3a、R3b及びR3cは、それぞれ独立して、H又は炭素数1〜4のアルキル基を表す)
で表される化合物をオレフィンメタセシス反応により重合することを特徴とする、(1)又は(2)に記載のネットワークポリマーの製造方法に関する。
(Where
Y a , Y b and Y c each independently represent CR 2 , —O— or —S—, and each R in CR 2 independently represents H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represent,
R 1a , R 1b and R 1c each independently represent a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 2a , R 2b and R 2c each independently represent a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 10 carbon atoms,
R 3a , R 3b and R 3c each independently represent H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)
It relates to a method for producing a network polymer as described in (1) or (2), wherein the compound represented by formula (1) is polymerized by an olefin metathesis reaction.

さらに本発明は、
(4)電解液中に(1)又は(2)に記載のネットワークポリマーを含有することを特徴とするポリマーゲル電解質、
(5)電解液が下記式(M)
Furthermore, the present invention provides
(4) A polymer gel electrolyte comprising the network polymer according to (1) or (2) in an electrolytic solution,
(5) The electrolytic solution is represented by the following formula (M)

(式中、
Rは置換又は非置換の炭素数1〜10のアルキル基、置換又は非置換の炭素数2〜10のアルケニル基、置換又は非置換の炭素数2〜10のアルキニル基、置換又は非置換の炭素数3〜6の環状アルキル基、置換又は非置換のチオフェン基、置換又は非置換のフェニル基あるいは置換又は非置換のナフチル基を表し、
XはCl、Br又はIを表す)
で表される1又は2以上のハロゲン化有機マグネシウム化合物の溶液であることを特徴とする(4)に記載のポリマーゲル電解質、
(6)電解液が、臭化エチルマグネシウムのジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩溶液であることを特徴とする(4)又は(5)に記載のポリマーゲル電解質、及び、
(7)(4)〜(6)いずれかに記載のポリマーゲル電解質を用いることを特徴とする二次電池に関する。
(Where
R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon A cyclic alkyl group of formula 3-6, a substituted or unsubstituted thiophene group, a substituted or unsubstituted phenyl group or a substituted or unsubstituted naphthyl group,
X represents Cl, Br or I)
The polymer gel electrolyte according to (4), wherein the polymer gel electrolyte is a solution of one or more halogenated organomagnesium compounds represented by:
(6) The polymer gel electrolyte according to (4) or (5), wherein the electrolytic solution is a diethylmethylmethoxyethylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt solution of ethylmagnesium bromide, and
(7) A secondary battery comprising the polymer gel electrolyte according to any one of (4) to (6).

本発明のネットワークポリマーは、ベンゼン環及びエーテル鎖からなる繰り返し単位を含有することで、従来のネットワークポリマーに比べ、負極活物質や溶媒に対する化学的安定性が高い。本発明のネットワークポリマーゲルは、その高い化学的安定性のために、グリニャール試薬等のハロゲン化有機マグネシウムを負極活物質とするポリマーゲル電解質として用いることができる。ハロゲン化有機マグネシウムを負極活物質とするポリマーゲル電解質は、従来のネットワークポリマーゲル電解質に比べ高いエネルギー密度が獲得でき、且つ安全性の高い二次電池に用いることができる。   The network polymer of the present invention contains a repeating unit composed of a benzene ring and an ether chain, and therefore has higher chemical stability to a negative electrode active material and a solvent than a conventional network polymer. Because of its high chemical stability, the network polymer gel of the present invention can be used as a polymer gel electrolyte using an organic magnesium halide such as a Grignard reagent as a negative electrode active material. A polymer gel electrolyte using halogenated organomagnesium as a negative electrode active material can obtain a higher energy density than conventional network polymer gel electrolytes, and can be used for a highly safe secondary battery.

1,3,5−トリス(10−ウンデセニルオキシ)ベンゼンのH−NMRスペクトルを示す図である。It is a diagram showing the 1 H-NMR spectrum of 1,3,5-tris (10-undecenyl) benzene. 1,3,5−トリス(10−ウンデセニルオキシ)ベンゼンをモノマーとするネットワークポリマーのIRスペクトルを示す図である。It is a figure which shows IR spectrum of the network polymer which uses 1,3,5-tris (10-undecenyloxy) benzene as a monomer. 本発明のネットワークポリマーを用いたポリマーゲル電解質の、サイクッリックボルタンメトリー(CV)測定の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the cyclic voltammetry (CV) measurement of the polymer gel electrolyte using the network polymer of this invention.

(ネットワークポリマー)
本発明のネットワークポリマーは、下記式(I)で表されるモノマーに由来する構成単位をその構造中に含む。
(Network polymer)
The network polymer of the present invention contains a structural unit derived from a monomer represented by the following formula (I) in its structure.

式中、Y、Y及びYは、それぞれ独立して、CR、−O−又は−S−を表し、CR中各Rはそれぞれ独立して、H又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、
1a、R1b及びR1cは、それぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数1〜10のアルキレン基を表し、
2a、R2b及びR2cは、それぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数2〜10のアルキレン基を表し、
3a、R3b及びR3cは、それぞれ独立して、H又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
In the formula, Y a , Y b and Y c each independently represent CR 2 , —O— or —S—, and each R in CR 2 is independently H or a group having 1 to 4 carbon atoms. Represents an alkyl group,
R 1a , R 1b and R 1c each independently represent a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 2a , R 2b and R 2c each independently represent a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 10 carbon atoms,
R 3a , R 3b and R 3c each independently represent H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

式(I)で表される化合物において、炭素数1〜4のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、2−ブチル基、tert−ブチル基が挙げられる。   In the compound represented by the formula (I), specific examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, sec-butyl, 2-butyl. Group and tert-butyl group.

式(I)で表される化合物において、炭素数1〜10のアルキレン基及び炭素数2〜10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基が挙げられる。 In the compound represented by the formula (I), the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms and the alkylene group having 2 to 10 carbon atoms include methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, Examples include a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, and a decylene group.

前記炭素数1〜10のアルキレン基の置換基としては、式(I)で表される化合物がネットワークポリマーとなり、グリニャール試薬等に対して安定である限り、いかなる置換基でも良いが、具体的には前記炭素数1〜4のアルキル基が挙げられる。   As the substituent of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, any substituent may be used as long as the compound represented by the formula (I) becomes a network polymer and is stable with respect to the Grignard reagent or the like. Includes the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

式(I)で表される化合物において、Y、Y及びYは、いずれもCRであることが好ましく、RはHであることがより好ましい。 In the compound represented by formula (I), each of Y a , Y b and Y c is preferably CR 2 , and R is more preferably H.

また、式(I)で表される化合物において、R1a、R1b及びR1cはプロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基であることが好ましく、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基であることがさらに好ましく、ブチレン基であることが最も好ましい。同様に、式(I)で表される化合物において、R2a、R2b及びR2cはプロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基であることが好ましく、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基であることがさらに好ましく、ブチレン基であることが最も好ましい。 In the compound represented by the formula (I), R 1a , R 1b and R 1c are preferably a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, and a butylene group, a pentylene group, A xylene group is more preferable, and a butylene group is most preferable. Similarly, in the compound represented by the formula (I), R 2a , R 2b and R 2c are preferably a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, a butylene group, a pentylene group, More preferred is a hexylene group, and most preferred is a butylene group.

さらに、式(I)で表される化合物において、R1a、R1b及びR1c並びにR2a、R2b及びR2cは非置換のアルキレン基であることが好ましく、R1a=R1b=R1c且つR2a=R2b=R2cであることが最も好ましい。 Furthermore, in the compound represented by the formula (I), R 1a , R 1b and R 1c and R 2a , R 2b and R 2c are preferably unsubstituted alkylene groups, and R 1a = R 1b = R 1c Most preferably, R 2a = R 2b = R 2c .

またさらに、式(I)で表される化合物において、R3a、R3b及びR3cはH又はメチル基であることが好ましく、R3a=R3b=R3c=Hであることが最も好ましい。 Furthermore, in the compound represented by formula (I), R 3a , R 3b and R 3c are preferably H or a methyl group, and most preferably R 3a = R 3b = R 3c = H.

式(I)で表されるモノマーのうち、好ましいものとしては、下記式(I’)で表される化合物が挙げられ、   Among the monomers represented by the formula (I), preferred are compounds represented by the following formula (I ′),

式中、na、nb及びncが2〜9の整数であり、より好ましくは、式(I’)で表される化合物においてna=nb=ncが2〜9の整数であり、最も好ましいものとしては、下記式(II)で表される化合物が挙げられる。   In the formula, na, nb and nc are integers of 2 to 9, more preferably, in the compound represented by the formula (I ′), na = nb = nc is an integer of 2 to 9, most preferably Includes compounds represented by the following formula (II).

式(I)で表される化合物の合成方法としては、例えば以下に示すような方法がある。
置換又は非置換の1,3,5−ベンゼントリオールを塩基存在化、非プロトン性極性溶媒に溶解し、これに末端二重結合部を有する鎖状部分を反応させることで、すなわちウィリアムソンのエーテル化で目的の式(I)で表される化合物を合成することができる(反応式1)。この際に、必要であれば、相間移動触媒を用いてもよい。
Examples of the method for synthesizing the compound represented by formula (I) include the following methods.
By substituting substituted or unsubstituted 1,3,5-benzenetriol into a base, dissolving it in an aprotic polar solvent, and reacting this with a chain portion having a terminal double bond, that is, Williamson's ether The target compound represented by formula (I) can be synthesized by the reaction (Scheme 1). At this time, if necessary, a phase transfer catalyst may be used.

式中、Y、Y及びY、R1a、R1b及びR1c、R2a、R2b及びR2c、並びにR3a、R3b及びR3cは式(I)と同じ定義であり、Z、Z及びZは同一又は異なって脱離基を表す。 Wherein Y a , Y b and Y c , R 1a , R 1b and R 1c , R 2a , R 2b and R 2c , and R 3a , R 3b and R 3c have the same definitions as in formula (I), Z a , Z b and Z c are the same or different and represent a leaving group.

前記塩基としては、具体的には水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素セシウム等を挙げることができる。   Specific examples of the base include lithium hydride, sodium hydride, potassium hydride, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, cesium hydrogen carbonate and the like. Can be mentioned.

前記非プロトン性極性溶媒としては、反応が進行する限り、いかなる溶媒を用いても良いが、具体的にはアセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、ヘキサメチルリン酸トリアミド、テトラヒドロフラン等を挙げることができる。   As the aprotic polar solvent, any solvent may be used as long as the reaction proceeds. Specifically, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, N, N-dimethylimidazolidinone, hexamethylphosphate triamide , Tetrahydrofuran and the like.

前記Zは脱離基となる部分であり、例えば塩素、臭素、ヨウ素、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、トルエンスルホニルオキシ基等を挙げることができる。   Z is a moiety that becomes a leaving group, and examples thereof include chlorine, bromine, iodine, methanesulfonyloxy group, trifluoromethanesulfonyloxy group, benzenesulfonyloxy group, toluenesulfonyloxy group, and the like.

前記相間移動触媒としては、クラウンエーテル、4級アンモニウム塩等を用いることができ、具体的には、12−クラウン−4−エーテル、15−クラウン−5−エーテル、18−クラウン−6−エーテル等のクラウンエーテルや、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラn−ブチルアンモニウムクロリド、テトラn−ブチルアンモニウムブロミド等のテトラアルキルアンモニウムハライド等が挙げられる。これら、相間移動触媒は、前記塩基の種類や、前記溶媒の種類によって、当業者が適宜選択することができる。   As the phase transfer catalyst, crown ether, quaternary ammonium salt and the like can be used. Specifically, 12-crown-4-ether, 15-crown-5-ether, 18-crown-6-ether, etc. And tetraalkylammonium halides such as tetraethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, tetra-n-butylammonium chloride and tetra-n-butylammonium bromide. These phase transfer catalysts can be appropriately selected by those skilled in the art depending on the type of the base and the type of the solvent.

また、1,3,5−ベンゼントリオール部分と鎖状部分との反応は、反応式1に記載したように1ポット反応として行うこともできるし、1,3,5−ベンゼントリオール部分の水酸基に異なる保護基を導入し、段階的に異なる鎖状部分を導入することもできる。このような保護基については、Green&Wuts,“PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS” 4th ed.John Wiley&Sons,Inc.を参照することができる。 Further, the reaction between the 1,3,5-benzenetriol moiety and the chain moiety can be carried out as a one-pot reaction as described in Reaction Scheme 1, or the hydroxyl group of the 1,3,5-benzenetriol moiety Different protecting groups can be introduced, and different chain portions can be introduced step by step. For such protecting groups, see Green & Wuts, “PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS” 4 th ed. John Wiley & Sons, Inc.

式(I)で表される化合物の鎖状部分となる式(III)   Formula (III) which is a chain part of the compound represented by Formula (I)

(式中、Y、R及びRは、それぞれ、式(I)におけるとY〜Y、R1a〜R1c及びR2a〜R2cと同じ定義である。Zは脱離基を表す。)
で表される化合物は、試薬として購入することもできるし、また、たとえば、次に示す方法で合成することもできる。
(In the formula, Y, R 1 and R 2 are respectively the same as Y a to Y c , R 1a to R 1c and R 2a to R 2c in the formula (I). Z represents a leaving group. Represents.)
Can be purchased as a reagent, or can be synthesized, for example, by the method shown below.

ジオールの片方の水酸基を保護基PGで保護した後に、もう一方の水酸基を酸化しアルデヒドへと変換する。このアルデヒドに対してWittig反応を行うことで、オレフィンを導入し、脱保護の後に残りの水酸基を脱離基Zへと変換することで、式(III)で表される化合物を合成することができる(反応式2)。   After protecting one hydroxyl group of the diol with a protecting group PG, the other hydroxyl group is oxidized and converted to an aldehyde. By performing a Wittig reaction on this aldehyde, an olefin is introduced, and after deprotection, the remaining hydroxyl group is converted to a leaving group Z, thereby synthesizing a compound represented by the formula (III). (Scheme 2).

前記保護基PGとして用いられるものは、Green&Wuts,“PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS” 4th ed.John Wiley&Sons,Inc.を参照することができる。具体的には、アセチル基、ピバロイル基等のアシル基、tert−ブチルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリエチルシリル基等のシリル基等を用いることができる。 For the protecting group PG, reference can be made to Green & Wuts, “PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS” 4 th ed. John Wiley & Sons, Inc. Specifically, acyl groups such as an acetyl group and a pivaloyl group, silyl groups such as a tert-butyldimethylsilyl group, a triisopropylsilyl group, and a triethylsilyl group can be used.

前記水酸基の酸化方法としては、一級アルコールを選択的にアルデヒドへと酸化する方法であればいかなる方法を用いることができるが、具体的にはDess−Martin酸化、TEMPO酸化等を挙げることができる。   As the method for oxidizing the hydroxyl group, any method can be used as long as it selectively oxidizes a primary alcohol to an aldehyde, and specific examples include Dess-Martin oxidation and TEMPO oxidation.

前記脱保護後の水酸基の脱離基Zへの変換方法としては、トリフェニルホスフィン存在下、四塩化炭素又は四臭化炭素を反応させ塩素又は臭素を導入する方法が挙げられる。その他にも、3級アミン等の塩基存在下、アルキル又はアリール塩化スルホニルと反応することでスルホニルエステルへと導く方法が挙げられる。またスルホニルエステル部分をアセトン等の極性溶媒中でハロゲンのアルカリ金属塩を反応させることにより、ハロゲン化する方法等を挙げることができる。   Examples of the method for converting the hydroxyl group after deprotection to the leaving group Z include a method of introducing chlorine or bromine by reacting carbon tetrachloride or carbon tetrabromide in the presence of triphenylphosphine. In addition, a method of leading to a sulfonyl ester by reacting with an alkyl or aryl sulfonyl chloride in the presence of a base such as a tertiary amine can be mentioned. Moreover, the method etc. which halogenate the sulfonyl ester part by making the alkali metal salt of halogen react in polar solvents, such as acetone, etc. can be mentioned.

また、YがOまたはSの場合、式(III)で表される鎖状部分の左側部分(A)は、例えば以下の方法で合成することができる(反応式3)。反応式2の合成手順と同様に、ジオールの一方の水酸基を選択的に保護し、保護されていない水酸基を、酸化工程を経てオレフィン部分へと変換する。その後、保護基を除去し、脱離基Z’へと変換する(ただし、Z’は前記Zと同じ定義である)。ここで、保護基としてスルホニルエステルを用いた場合、保護基の除去及び脱離基への変換工程を省略することができる。こうして式(III)で表される鎖状部分の左側部分(A)を合成できる。   When Y is O or S, the left side part (A) of the chain part represented by the formula (III) can be synthesized, for example, by the following method (Scheme 3). Similar to the synthesis procedure of Reaction Scheme 2, one hydroxyl group of the diol is selectively protected, and the unprotected hydroxyl group is converted into an olefin moiety through an oxidation step. Thereafter, the protecting group is removed and converted to a leaving group Z '(wherein Z' has the same definition as Z). Here, when a sulfonyl ester is used as a protecting group, the step of removing the protecting group and converting it to a leaving group can be omitted. In this way, the left part (A) of the chain part represented by the formula (III) can be synthesized.

さらに、式(III)で表される鎖状部分の右側部分は、例えば以下の方法で合成することができる(反応式4)。ジオールの一方の水酸基を選択的に保護し、YがOである、式(III)で表される鎖状部分の右側部分(B)を合成できる。YがSの場合、この水酸基を前記方法と同様の方法でハロゲンへと変換し、これにチオ尿素を塩基条件で作用させた後に、加水分解することで、式(III)で表される鎖状部分の右側部分(C)を合成できる。   Furthermore, the right side portion of the chain portion represented by the formula (III) can be synthesized, for example, by the following method (Scheme 4). One of the hydroxyl groups of the diol can be selectively protected, and the right portion (B) of the chain portion represented by the formula (III) in which Y is O can be synthesized. When Y is S, this hydroxyl group is converted to halogen by the same method as described above, and thiourea is allowed to act on the base condition and then hydrolyzed, whereby the chain represented by the formula (III) The right part (C) of the shaped part can be synthesized.

上記方法で得た、式(III)で表される鎖状部分の左側部分(A)と右側部分(B)又は(C)とを、反応式1で示した方法と同様に、塩基条件でエーテル化又はチオエーテル化を行い、保護基を除去、水酸基を脱離基Zへと変換することで、式(III)で表される鎖状部分を合成できる(反応式5)。   The left part (A) and the right part (B) or (C) of the chain part represented by the formula (III) obtained by the above method are subjected to basic conditions in the same manner as the method shown in the reaction formula 1. By performing etherification or thioetherification, removing the protecting group and converting the hydroxyl group to the leaving group Z, a chain portion represented by the formula (III) can be synthesized (Reaction Formula 5).

式(I)で表される化合物の環状部分となる式(IV)   Formula (IV) which is a cyclic moiety of the compound represented by Formula (I)

(式中、R3a〜R3cは式(I)と同じ定義である。)
で表される化合物は、試薬として購入することもできるし、また、たとえば、次に示す方法で合成することもできる(反応式6)。
(Wherein R 3a to R 3c have the same definition as in formula (I).)
Can be purchased as a reagent, or can be synthesized, for example, by the following method (Scheme 6).

まず、1,3,5−トリメトキシベンゼンをルイス酸の存在下、R−X’で表されるハロゲン化アルキルを用いて、フリーデル−クラフツアルキル化反応を行うことで、ベンゼン環にRを導入することができる。ここでX’は、塩素、臭素、ヨウ素のいずれかから選ばれる。続いて、三臭化ホウ素を用いてメトキシ基を水酸基へと脱保護することにより、式(IV)で表される化合物を合成できる。 First, a Friedel-Crafts alkylation reaction is performed on 1,3,5-trimethoxybenzene using an alkyl halide represented by R 3 -X ′ in the presence of a Lewis acid, so that R is added to the benzene ring. 3 can be introduced. Here, X ′ is selected from chlorine, bromine and iodine. Subsequently, the compound represented by the formula (IV) can be synthesized by deprotecting the methoxy group to a hydroxyl group using boron tribromide.

フリーデル−クラフツアルキル化において、用いることのできるルイス酸としては、フリーデル−クラフツアルキル化反応が進行する限り、いかなるルイス酸を用いることができるが、具体的には、塩化アルミニウム、塩化第二鉄、四塩化チタン等を挙げることができる。反応溶媒としては、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ニトロベンゼン等を挙げることができる。反応温度としては、室温から反応溶媒の沸点の間で、反応を行うことができる。   As a Lewis acid that can be used in Friedel-Crafts alkylation, any Lewis acid can be used as long as Friedel-Crafts alkylation reaction proceeds. Specifically, aluminum chloride, secondary chloride can be used. Examples thereof include iron and titanium tetrachloride. Examples of the reaction solvent include chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, nitrobenzene and the like. As the reaction temperature, the reaction can be carried out between room temperature and the boiling point of the reaction solvent.

三臭化ホウ素を用いた脱保護反応では、溶媒として、ジクロロメタン、四塩化炭素等を用いることができ、−78℃から室温の間の反応温度を選択できる。   In the deprotection reaction using boron tribromide, dichloromethane, carbon tetrachloride, or the like can be used as a solvent, and a reaction temperature between −78 ° C. and room temperature can be selected.

また、2,4,6位の置換基Rを2種類以上とする場合は、以下に示す方法で、順次ベンゼン環にRを導入し、式(IV)で表される化合物を合成できる(反応式7)。1,3,5−トリメトキシベンゼンのオルトリチオ化を行い、そこにR3a−X’で表されるハロゲン化アルキルを加え、アルキル化を行うことでR3aをベンゼン環状に導入する。続いて、同様にオルトリチオ化を行い、R3b−X’で表されるハロゲン化アルキルを加え、R3bをベンゼン環状に導入する。最後に、R3cをベンゼン環状に導入し、三臭化ホウ素で脱保護をおこない、式(IV)で表される化合物を得ることができる。 In the case of the substituent R 3 in 2,4,6-position two or more, by the following method to introduce R 3 sequentially benzene ring, can be synthesized compound represented by the formula (IV) (Scheme 7). Orthotrithiolation of 1,3,5-trimethoxybenzene is performed, an alkyl halide represented by R 3a -X ′ is added thereto, and alkylation is performed to introduce R 3a into the benzene ring. Subsequently, ortho trithiolation is performed in the same manner, an alkyl halide represented by R 3b -X ′ is added, and R 3b is introduced into the benzene ring. Finally, R 3c is introduced into the benzene ring and deprotected with boron tribromide to obtain a compound represented by the formula (IV).

オルトリチオ化及びそれに続くアルキル化はワンポット反応として行う。リチオ化剤としては、オルトリチオ化が進行すれば、どのようなリチオ化剤を用いても良いが、具体的には、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、ヘキシルリチウム等が挙げられる。反応溶媒としては、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、ジメトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル等を挙げることができる。反応温度としては、−78℃から室温の間の反応温度を選択することができる。   Orthotrithiolation followed by alkylation is performed as a one-pot reaction. As the lithiating agent, any lithiating agent may be used as long as ortho-lithiation proceeds. Specifically, methyllithium, ethyllithium, propyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, sec- Examples include butyl lithium, tert-butyl lithium, hexyl lithium and the like. Examples of the reaction solvent include tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, cyclopentylmethyl ether, and the like. A reaction temperature between −78 ° C. and room temperature can be selected as the reaction temperature.

(ネットワークポリマーの製造)
本発明のネットワークポリマーの製造方法は、式(I)で表される化合物を重合することで得ることができる。重合反応としては、式(I)で表される化合物を重合することができる限り特に制限されないが、オレフィンメタセシス重合が好ましい。
(Manufacture of network polymer)
The method for producing a network polymer of the present invention can be obtained by polymerizing a compound represented by the formula (I). The polymerization reaction is not particularly limited as long as the compound represented by the formula (I) can be polymerized, but olefin metathesis polymerization is preferable.

オレフィンメタセシス重合反応は式(I)で表される化合物の二重結合部位が、触媒の作用によって、二重結合部が組換わるクロスメタセシス反応により重合が起きる反応である。触媒としては、メタセシス反応が進行するものであれば特に制限されないが、好適にはグラブス触媒、より好適には第一世代のグラブス触媒であり、最も好適にはベンジリデンビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ジクロロルテニウムである。
用いる溶媒としては、式(I)で表される化合物及び反応に用いる触媒を溶解することができれば制限されず、好適にはジクロロメタン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、トルエン等であり、より好適にはジクロロメタン、クロロホルム、最も好適にはジクロロメタンである。反応温度としては、室温から反応溶媒の沸点の間で、反応を行うことができる。
The olefin metathesis polymerization reaction is a reaction in which the double bond site of the compound represented by the formula (I) is polymerized by a cross metathesis reaction in which the double bond part is recombined by the action of a catalyst. The catalyst is not particularly limited as long as the metathesis reaction proceeds, but is preferably a Grubbs catalyst, more preferably a first generation Grubbs catalyst, and most preferably benzylidenebis (tricyclohexylphosphine) dichlororuthenium. It is.
The solvent used is not limited as long as it can dissolve the compound represented by formula (I) and the catalyst used in the reaction, and is preferably dichloromethane, chloroform, tetrahydrofuran, toluene, or the like, more preferably dichloromethane, chloroform. Most preferred is dichloromethane. As the reaction temperature, the reaction can be carried out between room temperature and the boiling point of the reaction solvent.

メタセシス重合反応後の炭素−炭素二重結合は、シス体、トランス体の両方が生成する可能性があり、本発明のポリマーはその両方を含む。また、生成した炭素−炭素二重結合は、例えば触媒的水素添加反応により炭素−炭素二重結合を部分的に、又は完全に飽和することもできる。   The carbon-carbon double bond after the metathesis polymerization reaction may generate both a cis form and a trans form, and the polymer of the present invention includes both. The produced carbon-carbon double bond can partially or completely saturate the carbon-carbon double bond, for example, by catalytic hydrogenation reaction.

さらに、メタセシス重合反応後の炭素−炭素二重結合に、さらなる置換基の導入を行うこともできる。一例としては、ジエン化合物等と反応させるディールス−アルダー反応や、エン反応等のペリ環状反応を行うことができる。他の例としては、パラジウム触媒を用いるHeck反応を行うことで、アルケニル基やアリール基を導入することもできる。   Furthermore, further substituents can be introduced into the carbon-carbon double bond after the metathesis polymerization reaction. As an example, a Diels-Alder reaction to react with a diene compound or the like, or a pericyclic reaction such as an ene reaction can be performed. As another example, an alkenyl group or an aryl group can be introduced by performing a Heck reaction using a palladium catalyst.

本発明のネットワークポリマーは、溶媒に対する溶解度が非常に低く、合成したポリマーの数平均分子量、重量平均分子量、粘度平均分子量等を測定することが極めて困難である。   The network polymer of the present invention has very low solubility in a solvent, and it is extremely difficult to measure the number average molecular weight, weight average molecular weight, viscosity average molecular weight, etc. of the synthesized polymer.

また、本発明のネットワークポリマーのガラス転移点は、好ましくは10℃〜−40℃、より好ましくは0℃〜−30℃、さらに好ましくは−10℃〜−30℃である。本発明のネットワークポリマーのガラス転移点は、例えば、示差走査熱量測定(DSC)のような周知技術によって測定できる。   The glass transition point of the network polymer of the present invention is preferably 10 ° C to -40 ° C, more preferably 0 ° C to -30 ° C, and further preferably -10 ° C to -30 ° C. The glass transition point of the network polymer of the present invention can be measured by a well-known technique such as differential scanning calorimetry (DSC).

さらに、本発明のネットワークポリマーにおいて、25℃における、ジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩に対する膨潤度は好ましくは100%〜250%、より好ましくは150%〜200%、さらに好ましくは170%〜190%、最も好ましくは約180%である。   Furthermore, in the network polymer of the present invention, the degree of swelling with respect to diethylmethylmethoxyethylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt at 25 ° C. is preferably 100% to 250%, more preferably 150% to 200%, still more preferably. 170% to 190%, most preferably about 180%.

膨潤度[%]は以下の式で算出した。
The degree of swelling [%] was calculated by the following formula.

(ポリマーゲル電解質)
本発明のポリマーゲル電解質は、上述したネットワークポリマーと電解質溶液とを混合することによって得られる。ネットワークポリマーは、種々の溶媒に対してゲル化能を有するため、ネットワークポリマーと電解質溶液とを含有することによって、ポリマーゲル電解質を形成する。
ゲル化する溶媒としては、例えば、脂肪酸、脂肪族アルコール類、フェノール誘導体類等のプロトン性有機溶媒、グライム、アルケンカーボネート、アルキルカーボネート、環状エーテル、アミド類、ニトリル類、ケトン類、エステル類等の非プロトン性有機溶媒等が挙げられる。具体的には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、1,4−ジオキサン、アセトニトリル、ニトロメタン、エチルモノグライム、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、ジエチルエ−テル、1,3−プロパンサルトン等の非プロトン性有機溶媒が挙げられる。これらは、2種以上を混合して使用することもできる。
また、ゲル化する溶媒としては、種々のイオン液体を挙げることもできる。前記、イオン液体としては、ハロゲン化有機マグネシウムを安定に溶解する限り、限定されるものではないが、アンモニウム系イオン液体、イミダゾリウム系イオン液体、ホスホニウム系イオン液体、ピラゾリウム系イオン液体、ピリジニウム系イオン液体、ピロリジニウム系イオン液体、スルホニウム系イオン液体等を用いることができる。
なお、本発明においてゲル化とは、流動性がある液体の流動性が失われた状態になることを指す。
(Polymer gel electrolyte)
The polymer gel electrolyte of the present invention can be obtained by mixing the network polymer described above and an electrolyte solution. Since the network polymer has a gelation ability with respect to various solvents, the polymer gel electrolyte is formed by containing the network polymer and the electrolyte solution.
Examples of the gelling solvent include protic organic solvents such as fatty acids, aliphatic alcohols and phenol derivatives, glyme, alkene carbonate, alkyl carbonate, cyclic ether, amides, nitriles, ketones and esters. Examples include an aprotic organic solvent. Specifically, propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, 1,4- Dioxane, acetonitrile, nitromethane, ethyl monoglyme, phosphate triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, diethyl ether, 1,3-propane sultone And aprotic organic solvents such as These can also be used in mixture of 2 or more types.
Moreover, various ionic liquids can also be mentioned as a solvent which gelatinizes. The ionic liquid is not limited as long as the organomagnesium halide is stably dissolved, but is not limited to ammonium ionic liquid, imidazolium ionic liquid, phosphonium ionic liquid, pyrazolium ionic liquid, pyridinium ion. A liquid, a pyrrolidinium ionic liquid, a sulfonium ionic liquid, or the like can be used.
In the present invention, gelation means that the fluidity of a fluid liquid is lost.

本発明のポリマーゲル電解質は、本発明のネットワークポリマーが化学的に安定であるため、グリニャール試薬等のハロゲン化有機マグネシウムの溶液を非水電解質溶液として用いることができる。ハロゲン化有機マグネシウム化合物としては、これらに限定されるものではないが、下記式(M)で表される化合物を用いることができる。   In the polymer gel electrolyte of the present invention, since the network polymer of the present invention is chemically stable, a solution of organomagnesium halide such as Grignard reagent can be used as the non-aqueous electrolyte solution. The halogenated organomagnesium compound is not limited to these, but a compound represented by the following formula (M) can be used.

式中、Rは置換又は非置換の炭素数1〜10のアルキル基、置換又は非置換の炭素数2〜10のアルケニル基、置換又は非置換の炭素数2〜10のアルキニル基、置換又は非置換の炭素数3〜6の環状アルキル基、置換又は非置換のチオフェン基、置換又は非置換のフェニル基あるいは置換又は非置換のナフチル基を表し、XはCl、Br又はIを表す。式(M)で表される化合物において、Rは、Mg−Xで表される部位を1つ又は2つ以上有していても良い。   In the formula, R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, substituted or non-substituted A substituted C3-C6 cyclic alkyl group, a substituted or unsubstituted thiophene group, a substituted or unsubstituted phenyl group or a substituted or unsubstituted naphthyl group is represented, and X represents Cl, Br, or I. In the compound represented by the formula (M), R may have one or more sites represented by Mg—X.

前記炭素数1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、1,2-ジメチルプロピル基、2,2-ジメチルプロピル基、3−ペンチル基、n−ヘキシル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基、1,1-ジメチルブチル基、1,2-ジメチルブチル基、1,3-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブタン−2−イル基、2,3-ジメチルブタン−2−イル基、3−ヘキシル基、2-エチルペンチル基、2-メチルペンタン−3−イル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, and 1-methylbutyl. Group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 3-pentyl group, n-hexyl group, 1-methylpentyl Group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 2,2-dimethylbutyl Group, 2,3-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutan-2-yl group, 2,3-dimethylbutan-2-yl group, 3-hexyl group, 2-ethylpen A til group, 2-methylpentan-3-yl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and the like can be mentioned.

前記炭素数2〜10のアルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、イソプロぺニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタンジエニル基、1-エチルビニル基、1-メチル−1−プロペニル基、2-メチル−1−プロペニル基、2-メチル−2−プロペニル基、ペンテニル基、ペンタジエニル基、ヘキセニル基、ヘキサジエニル基、ヘキサトリエニル基、ヘプテニル基、ヘプタジエニル基、ヘプタトリエニル基、オクテニル基、オクタジエニル基、オクタトリエニル基、オクタテトラエニル基、ノネニル基、ノナジエニル基、ノナトリエニル基、ノナテトラエニル基、デセニル基、デカジエニル基、デカトリエニル基、デカテトラエニル基、デカペンタエニル基が挙げられる。   Examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include vinyl group, 1-propenyl group, allyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1,3-butanedienyl group, 1-ethylvinyl group, 1-methyl-1-propenyl group, 2-methyl-1-propenyl group, 2-methyl-2-propenyl group, pentenyl group, pentadienyl group, hexenyl group, hexadienyl group, hexatrienyl group, heptenyl Group, heptadienyl group, heptatrienyl group, octenyl group, octadienyl group, octatrienyl group, octatetraenyl group, nonenyl group, nonadienyl group, nonatrienyl group, nonatetraenyl group, decenyl group, decadienyl group, decatrienyl group, decatetraenyl group, A decapentaenyl group is mentioned.

前記炭素数2〜10のアルキニル基としては、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、1,3−ブタンジイニル基、1-メチル−2−プロピニル基、ペンチニル基、ペンタジイニル基、ヘキシニル基、ヘキサジイニル基、ヘキサトリイニル基、ヘプチニル基、ヘプタジイニル基、ヘプタトリイニル基、オクチニル基、オクタジイニル基、オクタトリイニル基、オクタテトライニル基、ノニニル基、ノナジイニル基、ノナトリイニル基、ノナテトライニル基、デシニル基、デカジイニル基、デカトリイニル基、デカテトライニル基、デカペンタイニル基等が挙げられる。   Examples of the alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms include ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, 1,3-butanediynyl group, and 1-methyl. 2-propynyl group, pentynyl group, pentadiynyl group, hexynyl group, hexadiynyl group, hexatriinyl group, heptynyl group, heptadiynyl group, heptatriinyl group, octynyl group, octadiynyl group, octatriinyl group, octatetrinyl group, noninyl Group, nonadiynyl group, nonatriynyl group, nonatetrinyl group, decynyl group, decadiynyl group, decatriynyl group, decaterinyl group, decapentynyl group and the like.

前記炭素数3〜6の環状アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。   Examples of the cyclic alkyl group having 3 to 6 carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.

前記アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、環状アルキル基、チオフェニル基、フェニル基、ナフチル基の置換基としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、環状アルキル基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、環状アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基等が挙げられる。   Examples of the substituent for the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, cyclic alkyl group, thiophenyl group, phenyl group, and naphthyl group include fluorine, chlorine, bromine, iodine, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, cyclic alkyl group, alkoxy Group, alkenyloxy group, alkynyloxy group, cyclic alkoxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group and the like.

上記、式(M)で表される化合物としては、具体的には例えば、塩化メチルマグネシウム、臭化メチルマグネシウム、ヨウ化メチルマグネシウム、塩化エチルマグネシウム、臭化エチルマグネシウム、ヨウ化エチルマグネシウム、塩化ブチルマグネシウム、臭化ブチルマグネシウム、ヨウ化ブチルマグネシウム、塩化ベンジルマグネシウム、臭化ベンジルマグネシウム、ヨウ化ベンジルマグネシウム等が挙げられ、より好適には、塩化メチルマグネシウム、臭化メチルマグネシウム、塩化エチルマグネシウム、臭化エチルマグネシウム、塩化ブチルマグネシウム、臭化ブチルマグネシウム、塩化ベンジルマグネシウム、臭化ベンジルマグネシウムが挙げられ、さらに好適には、臭化メチルマグネシウム、臭化エチルマグネシウム、臭化ブチルマグネシウムが挙げられ、最も好適には臭化メチルマグネシウム又は臭化エチルマグネシウムが挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (M) include methyl magnesium chloride, methyl magnesium bromide, methyl magnesium iodide, ethyl magnesium chloride, ethyl magnesium bromide, ethyl magnesium iodide, butyl chloride. Magnesium, butylmagnesium bromide, butylmagnesium iodide, benzylmagnesium chloride, benzylmagnesium bromide, benzylmagnesium iodide, and the like. More preferred are methylmagnesium chloride, methylmagnesium bromide, ethylmagnesium chloride, bromide. Examples include ethyl magnesium, butyl magnesium chloride, butyl magnesium bromide, benzyl magnesium chloride, and benzyl magnesium bromide, and more preferably methyl magnesium bromide, ethyl magnesium bromide, and butyl bromide. Magnesium and the like, most preferably include methyl magnesium bromide or ethyl magnesium bromide.

式(M)で表される有機ハロゲン化マグネシウムは定法によりR−Xで示される化合物とマグネシウムから調製することができる。ただしRは上記で定義した通りである。定法で調製することが困難な式(M)で表される化合物を調製する場合、リーケ法により活性化したマグネシウムと前記R−Xで示される化合物とを反応させることで、式(M)で表される化合物を調製することもできる。   The organic magnesium halide represented by the formula (M) can be prepared from a compound represented by R—X and magnesium by a conventional method. Where R is as defined above. When preparing a compound represented by the formula (M), which is difficult to prepare by a conventional method, by reacting the magnesium activated by the Reike method with the compound represented by the R—X, the formula (M) The represented compounds can also be prepared.

前記、電解質溶液の溶媒としては、ハロゲン化有機マグネシウムを安定に溶解する限り、限定されるものではないが、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等のアルカン系有機溶媒、ベンゼンやトルエン等の芳香族系有機溶媒、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル、テトラヒドロピラン、ジオキサン等のエーテル系有機溶媒等を挙げることができる。また、前記有機溶媒の他にも、安全性に優れ、高いイオン伝導度を有し、且つ良好なマグネシウムの溶解析出の可逆性を示すことのできるイオン液体を用いることができる。   The solvent of the electrolyte solution is not limited as long as the organic magnesium halide is stably dissolved. Alkane organic solvents such as pentane, hexane, and heptane, and aromatic organic solvents such as benzene and toluene. And ether-based organic solvents such as diethyl ether, dibutyl ether, methyl tert-butyl ether, tetrahydropyran, and dioxane. In addition to the organic solvent, an ionic liquid that is excellent in safety, has high ionic conductivity, and can exhibit good reversibility of magnesium dissolution and precipitation can be used.

前記、イオン液体としては、ハロゲン化有機マグネシウムを安定に溶解する限り、限定されるものではないが、アンモニウム系イオン液体、イミダゾリウム系イオン液体、ホスホニウム系イオン液体、ピラゾリウム系イオン液体、ピリジニウム系イオン液体、ピロリジニウム系イオン液体、スルホニウム系イオン液体等を用いることができる。中でも、好ましくはアンモニウム系イオン液体、イミダゾリウム系イオン液体、ピロリジニウム系イオン液体を挙げることができ、最も好適にはアンモニウム系イオン液体が挙げられる。   The ionic liquid is not limited as long as the organomagnesium halide is stably dissolved, but is not limited to ammonium ionic liquid, imidazolium ionic liquid, phosphonium ionic liquid, pyrazolium ionic liquid, pyridinium ion. A liquid, a pyrrolidinium ionic liquid, a sulfonium ionic liquid, or the like can be used. Among them, preferred are ammonium-based ionic liquids, imidazolium-based ionic liquids, and pyrrolidinium-based ionic liquids, and most preferred are ammonium-based ionic liquids.

前記、アンモニウム系イオン液体としては、具体的にはジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩、メチルトリn−オクチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩、エチルジメチルプロピルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩、テトラブチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩、ベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミド、テトラオクチルアンモニウムクロリド等が挙げられ、より好適には、ジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩、メチルトリn−オクチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩、エチルジメチルプロピルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩、テトラブチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩が挙げられ、さらに好適には、ジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩、メチルトリn−オクチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩が挙げられ、最も好適にはジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩が挙げられる。   Specific examples of the ammonium-based ionic liquid include diethylmethylmethoxyethylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt, methyltri-n-octylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt, and ethyldimethylpropylammonium bis (trifluoromethane). Sulfonimide salt, tetrabutylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt, benzyltrimethylammonium tribromide, tetraoctylammonium chloride, and the like, more preferably diethylmethylmethoxyethylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt, Methyltri-n-octylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt, ethyldimethylpropylammonium Bis (trifluoromethane) sulfonimide salt, tetrabutylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt, and more preferably diethylmethylmethoxyethylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt, methyltri-n-octylammonium bis ( Trifluoromethane) sulfonimide salt, and most preferably, diethylmethylmethoxyethylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt.

上記ハロゲン化有機マグネシウムを用いた電解質の他にも、電解質としては、非水電解質溶液に用いられる従来公知の無機イオン塩を用いることができ、例えば、塩化リチウム(LiCl)、過塩素酸リチウム(LiClO)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF)、リチウムテトラフェニルボレート(LiB(C)、メタンスルホン酸リチウム(LiCHSO)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCFSO)、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドリチウム(Li(CSON)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(Li(CFSON)、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチルリチウム(LiC(CFSO)、臭化リチウム(LiBr)を用いることが可能であり、これらの2種以上を混合して使用することもできる。 In addition to the electrolyte using the organomagnesium halide, a conventionally known inorganic ion salt used in a non-aqueous electrolyte solution can be used as the electrolyte. For example, lithium chloride (LiCl), lithium perchlorate ( LiClO 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium tetraphenylborate (LiB (C 6 H 5 ) 4 ), Lithium methanesulfonate (LiCH 3 SO 3 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ), lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide (Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N), bis ( trifluoromethanesulfonyl) imide lithium (Li (CF 3 SO 2) 2 N) Tris (trifluoromethanesulfonyl) methyl lithium (LiC (CF 3 SO 2) 3), it is possible to use lithium bromide (LiBr), may be used by mixing two or more of these.

上記ハロゲン化有機マグネシウムを用いた電解質以外の電解質に使用する溶媒としては、非水電解質溶液に用いられる従来公知の溶媒を用いることができ、例えば、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、メチルスルホラン、ジメチルスルホキシド、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、エチレンスルフィド、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド、トリメチルヘキシルアンモニウム等を用いることが可能であり、これらの2種以上を混合して使用することもできる。   As a solvent used for an electrolyte other than the electrolyte using the organomagnesium halide, a conventionally known solvent used for a nonaqueous electrolyte solution can be used. For example, 4-fluoro-1,3-dioxolane-2- ON, ethylene carbonate, propylene carbonate, vinylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyl Tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, diethyl ether, methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, acetonitrile, propionitrile, anisole, Acetate, butyrate, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, methylsulfolane, dimethylsulfoxide , Trimethyl phosphate, triethyl phosphate, ethylene sulfide, bistrifluoromethylsulfonylimide, trimethylhexylammonium, and the like can be used, and a mixture of two or more of these can also be used.

前記電解質溶液の中でも、ジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩を含む溶媒に、臭化エチルマグネシウムを溶解した電解質溶液が好ましい。   Among the electrolyte solutions, an electrolyte solution in which ethyl magnesium bromide is dissolved in a solvent containing diethylmethylmethoxyethylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt is preferable.

電解液中の溶質と溶媒の割合は、溶質が溶媒に溶解する限り、いかなる割合であっても良いが、溶質:溶媒が物質量比で0.1:10〜10:0.1であり、より好ましくは1:10〜10:1、さらに好ましくは1:5〜5:1、もっとも好ましくは1:2〜2:1である。   The ratio of the solute and the solvent in the electrolytic solution may be any ratio as long as the solute is dissolved in the solvent, but the solute: solvent is a substance amount ratio of 0.1: 10 to 10: 0.1, More preferably, it is 1:10 to 10: 1, more preferably 1: 5 to 5: 1, and most preferably 1: 2 to 2: 1.

本発明のポリマーゲル電解質は、電解質溶液をネットワークポリマーでゲル化させることで得ることができる。具体的には、所定量の電解質溶液に所定量のネットワークポリマーを浸漬させるという製造方法が例示される。通常、ハロゲン化有機マグネシウムは空気中の水分及び酸素と反応し不動体を形成するため、上記操作は不活性ガス下で行うことが好ましい。   The polymer gel electrolyte of the present invention can be obtained by gelling an electrolyte solution with a network polymer. Specifically, a production method in which a predetermined amount of network polymer is immersed in a predetermined amount of electrolyte solution is exemplified. Usually, since the organomagnesium halide reacts with moisture and oxygen in the air to form a non-moving substance, the above operation is preferably performed under an inert gas.

(非水電解質二次電池)
前記ポリマーゲル電解質は、マグネシウム二次電池やリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池として使用することができる。
(Non-aqueous electrolyte secondary battery)
The polymer gel electrolyte can be used as a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a magnesium secondary battery or a lithium ion secondary battery.

本発明の非水電解質二次電池としては、上記ポリマーゲル電解質を使用する以外は、従来公知の構成から成る。   The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has a conventionally known configuration except that the polymer gel electrolyte is used.

例えば、正極としては、放電時に正イオンを吸収するもの、もしくは負イオンを放出するものであれば特に限定されず、金属酸化物やポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリパラフェニレン等の導電性高分子やその誘導体、ジスルフィド化合物等の二次電池の正極材料として従来公知のものが使用できる。   For example, the positive electrode is not particularly limited as long as it absorbs positive ions or discharges negative ions during discharge, and has a high conductivity such as metal oxide, polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and polyparaphenylene. Conventionally known materials such as molecules, derivatives thereof, and disulfide compounds can be used as positive electrode materials for secondary batteries.

また、負極としては、カチオンを吸蔵・放出可能な材料であれば特に限定されず、天然黒鉛、石炭・石油ピッチ等を高温で熱処理して得られる黒鉛化炭素等の結晶質カーボン、石炭、石油ピッチコークス、アセチレンピッチコークス等を熱処理して得られる非晶質カーボン、金属リチウムやAlLi等のリチウム合金等、二次電池の負極活物質として従来公知のものが使用できる。   The negative electrode is not particularly limited as long as it is a material capable of occluding and releasing cations. Crystalline carbon such as graphitized carbon obtained by heat treatment of natural graphite, coal / petroleum pitch, etc., coal, petroleum Conventionally known negative electrode active materials for secondary batteries, such as amorphous carbon obtained by heat treatment of pitch coke, acetylene pitch coke, etc., lithium alloys such as metallic lithium and AlLi, can be used.

さらに、電極を形成する際に、これらの電極活物質を適当な結着剤や機能性材料と混合し、電極層を形成することもできる。この結着剤としてはポリフッ化ビニリデン等のハロゲン含有高分子等が用いられ、また機能性材料としては電子伝導性を確保するためのアセチレンブラックやポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子、イオン伝導性を確保するための高分子電解質、それらの複合体等が挙げられる。   Furthermore, when forming an electrode, these electrode active materials can be mixed with an appropriate binder or functional material to form an electrode layer. As the binder, a halogen-containing polymer such as polyvinylidene fluoride is used, and as the functional material, a conductive polymer such as acetylene black, polypyrrole, or polyaniline for ensuring electronic conductivity, ion conductivity, or the like. For example, a polymer electrolyte, a composite thereof, and the like.

本発明の非水電解質二次電池は、前記ポリマーゲル電解質、前記正極及び負極等を用いて電池を組み立てることにより得ることができる。その他の構成要素や構造については特に制限は無く、従来公知の非水電解質二次電池で採用されている各種構成要素、構造を適用することができる。   The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be obtained by assembling a battery using the polymer gel electrolyte, the positive electrode and the negative electrode. There is no restriction | limiting in particular about another component and structure, The various component and structure employ | adopted by the conventionally well-known nonaqueous electrolyte secondary battery are applicable.

例えば、セパレータ基材にポリマーゲル電解質を担持させることもできる。セパレータ基材としては、通常非水電解質二次電池用のセパレータ基材として用いられているものを使用することができる。例えば、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ポリエステル不織布、PTFE多孔体フィルム、クラフト紙、レーヨン繊維・サイザル麻繊維混抄シート、マニラ麻シート、ガラス繊維シート、セルロース系電解紙、レーヨン繊維からなる抄紙、セルロースとガラス繊維との混抄紙、またはこれらを組み合せて複数層に構成したもの等を使用することができる。   For example, a polymer gel electrolyte can be supported on the separator substrate. As a separator base material, what is normally used as a separator base material for nonaqueous electrolyte secondary batteries can be used. For example, polyethylene nonwoven fabric, polypropylene nonwoven fabric, polyester nonwoven fabric, PTFE porous film, kraft paper, rayon fiber / sisal fiber mixed paper, manila hemp sheet, glass fiber sheet, cellulosic electrolytic paper, paper made of rayon fiber, cellulose and glass fiber Can be used, or a combination of these can be used to form a plurality of layers.

また、本発明の非水電解質二次電池では、その形状等についても特に制限はない。例えば、コイン形、ボタン形、シート形、積層形、円筒形、偏平形、角形、電気自動車等に用いる大型のもの等、いずれであってもよい。本発明のポリマーゲル電解質は、電解質溶液の含有量が従来の二次電池に比べて大幅に少ないため、特に大型の電池作製の際に、安全性及び製造コストの面で本発明の効果が顕著に表れる。   Moreover, in the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention, there is no restriction | limiting in particular also about the shape. For example, any of a coin shape, a button shape, a sheet shape, a laminated shape, a cylindrical shape, a flat shape, a square shape, a large size used for an electric vehicle and the like may be used. The polymer gel electrolyte of the present invention has a significantly lower content of the electrolyte solution than the conventional secondary battery, so that the effects of the present invention are remarkable in terms of safety and manufacturing cost, especially when manufacturing a large battery. Appear in

以下に、実施例において本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術範囲は、これらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the technical scope of the present invention is not limited thereto.

1.モノマーの合成
1,3,5−トリス(10−ウンデセニルオキシ)ベンゼンの合成は、以下の手順で合成した。
1. Synthesis of Monomer 1,3,5-tris (10-undecenyloxy) benzene was synthesized by the following procedure.

1,3,5−ベンゼントリオール(0.5g,3.08mmol)、11−ブロモ−1−ウンデセン(2.877g,12.32mmol)、炭酸セシウム(5.058g,18.84mmol)のジメチルホルムアミド溶液(50ml)をフラスコに入れ、120℃で24時間加熱撹拌した。その後、反応液を熱時濾過し、濾液を蒸留した。蒸留後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン/酢酸エチル=40:1(v/v))に供し、1,3,5−トリス(10−ウンデセニルオキシ)ベンゼンの黄色粘性液体を1.62g(収率90.1%)で得た。この化合物のH−NMRスペクトルを図1に示す。 1,3,5-Benzenetriol (0.5 g, 3.08 mmol), 11-bromo-1-undecene (2.877 g, 12.32 mmol), cesium carbonate (5.058 g, 18.84 mmol) in dimethylformamide solution (50 ml) was placed in a flask and heated and stirred at 120 ° C. for 24 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered while hot, and the filtrate was distilled. After distillation, it was subjected to silica gel column chromatography (eluent: hexane / ethyl acetate = 40: 1 (v / v)), and 1,3,5-tris (10-undecenyloxy) benzene yellow viscous liquid was 1 Obtained in a yield of .62 g (90.1% yield). The 1 H-NMR spectrum of this compound is shown in FIG.

2.ポリマー膜の合成
1,3,5−トリス(ウンデセニルオキシ)ベンゼン(40mg,0.069mmol)とベンジリデンビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ジクロロルテニウム(2.83mg,3.41×10−3mmol)のジクロロメタン溶液をガラス板に滴下し、50℃で24時間加熱した。その後、エチルビニルエーテルを添加することで反応を停止し、メタノール及び酢酸エチルで順次洗浄し、紫色固体のネットワークポリマーの膜を得た。前記ネットワークポリマーのIRスペクトルを図2に示す。
示差走査熱量測定(DSC)で測定した、上記ネットワークポリマーのガラス転移点は,−21.6℃であった。
2. Synthesis of polymer film of 1,3,5-tris (undecenyloxy) benzene (40 mg, 0.069 mmol) and benzylidenebis (tricyclohexylphosphine) dichlororuthenium (2.83 mg, 3.41 × 10 −3 mmol) The dichloromethane solution was dropped on a glass plate and heated at 50 ° C. for 24 hours. Thereafter, the reaction was stopped by adding ethyl vinyl ether, and the mixture was washed successively with methanol and ethyl acetate to obtain a network polymer film of a purple solid. The IR spectrum of the network polymer is shown in FIG.
The glass transition point of the network polymer measured by differential scanning calorimetry (DSC) was −21.6 ° C.

3.ネットワークポリマー膜の安定性試験
上記2で合成したネットワークポリマーを、臭化エチルマグネシウムの1Mテトラヒドロフラン溶液にグローブボックス中アルゴン雰囲気下、室温で浸漬した。24時間浸漬した後でも、膜の破れや劣化等は観測されず、安定性が確認された。
3. Network Polymer Film Stability Test The network polymer synthesized in 2 above was immersed in a 1M tetrahydrofuran solution of ethylmagnesium bromide in a glove box at room temperature in an argon atmosphere. Even after immersion for 24 hours, no tearing or deterioration of the film was observed, confirming stability.

4.ネットワークポリマーを用いた電解質のイオン伝導度の測定
上記2で合成したネットワークポリマーを十分に乾燥した後に、臭化エチルマグネシウムとジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩の物質量比が1:1の混合溶液からなる電解液に、グローブボックス中アルゴン雰囲気下で浸漬し、ポリマーゲル電解質を調製した。調製した電解質の膨潤度とイオン伝導度の測定結果を表1に示す。
4). Measurement of Ionic Conductivity of Electrolyte Using Network Polymer After the network polymer synthesized in 2 above is sufficiently dried, the mass ratio of ethylmagnesium bromide and diethylmethylmethoxyethylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide salt is 1. The polymer gel electrolyte was prepared by immersing in an electrolytic solution composed of a mixed solution of 1 in a glove box under an argon atmosphere. Table 1 shows the measurement results of the swelling degree and ionic conductivity of the prepared electrolyte.

5.ネットワークポリマー電解質中でのマグネシウムの析出/溶解挙動
上記4で調製したネットワークポリマー電解質を用いて、サイクッリックボルタンメトリー(CV)測定を行った。結果を図3に示す。ネットワークポリマー電解質中で酸化/還元の挙動が観測され、マグネシウムの析出/溶解が起こっていることが明らかとなった。また、連続して3回測定を行ったところ、それぞれの最大酸化電位および還元電位にはほとんど差がないことから、本発明のネットワークポリマー電解質が、二次電池用の電解質として利用できることが分かる。
5. Deposition / dissolution behavior of magnesium in network polymer electrolyte Cyclic voltammetry (CV) measurement was performed using the network polymer electrolyte prepared in 4 above. The results are shown in FIG. Oxidation / reduction behavior was observed in the network polymer electrolyte, which revealed that magnesium precipitation / dissolution occurred. In addition, when the measurement was performed three times in succession, there was almost no difference between the maximum oxidation potential and the reduction potential, indicating that the network polymer electrolyte of the present invention can be used as an electrolyte for a secondary battery.

本発明で得られるネットワークポリマーは、求核剤と反応する部位を持たないため、従来のネットワークポリマーに対して高い安定性を有する。したがって、従来のポリマーゲル電解質では扱えなかった、グリニャール試薬を含む有機ハロゲン化マグネシウム含有する電解液として用いた、高い安全性と高いイオン伝導度を併せ持つネットワークポリマー電解質を供給することができる。このネットワークポリマー電解質を用いることで、従来のリチウムイオン二次電池よりもエネルギー密度の高いマグネシウムイオン二次電池を供給することが可能となる。   Since the network polymer obtained by the present invention does not have a site that reacts with a nucleophile, it has high stability with respect to a conventional network polymer. Accordingly, it is possible to supply a network polymer electrolyte having both high safety and high ionic conductivity, which is used as an electrolytic solution containing an organic magnesium halide containing a Grignard reagent, which cannot be handled by a conventional polymer gel electrolyte. By using this network polymer electrolyte, it becomes possible to supply a magnesium ion secondary battery having a higher energy density than a conventional lithium ion secondary battery.

Claims (7)

下記式(I)
(式中、
、Y及びYは、それぞれ独立して、CR、−O−又は−S−を表し、CR中各Rはそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、
1a、R1b及びR1cは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキレン基を表し、
2a、R2b及びR2cは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基により置換されていてもよい炭素数2〜10のアルキレン基を表し、
3a、R3b及びR3cは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す)
で表される化合物をオレフィンメタセシス反応により重合して得たネットワークポリマー。
Formula (I)
(Where
Y a , Y b and Y c each independently represent CR 2 , —O— or —S—, and each R in CR 2 is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represents
R 1a , R 1b and R 1c each independently represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 2a , R 2b and R 2c each independently represent an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 3a , R 3b and R 3c each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)
A network polymer obtained by polymerizing a compound represented by the formula by olefin metathesis reaction.
式(I)で表される化合物が、下記式(II)
で表される化合物であることを特徴とする、請求項1に記載のネットワークポリマー。
The compound represented by the formula (I) is represented by the following formula (II)
The network polymer according to claim 1, wherein the network polymer is a compound represented by the formula:
下記式(I)
(式中、
、Y及びYは、それぞれ独立して、CR、−O−又は−S−を表し、CR中各Rはそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、
1a、R1b及びR1cは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキレン基を表し、
2a、R2b及びR2cは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基により置換されていてもよい炭素数2〜10のアルキレン基を表し、
3a、R3b及びR3cは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す)
で表される化合物をオレフィンメタセシス反応により重合することを特徴とする、請求項1又は2に記載のネットワークポリマーの製造方法。
Formula (I)
(Where
Y a , Y b and Y c each independently represent CR 2 , —O— or —S—, and each R in CR 2 is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represents
R 1a , R 1b and R 1c each independently represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 2a , R 2b and R 2c each independently represent an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 3a , R 3b and R 3c each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)
The method for producing a network polymer according to claim 1, wherein the compound represented by the formula is polymerized by an olefin metathesis reaction.
電解液中に請求項1又は2に記載のネットワークポリマーを含有することを特徴とするポリマーゲル電解質。   A polymer gel electrolyte comprising the network polymer according to claim 1 or 2 in an electrolytic solution. 電解液が下記式(M)
(式中、
Rは置換又は非置換の炭素数1〜10のアルキル基、置換又は非置換の炭素数2〜10のアルケニル基、置換又は非置換の炭素数2〜10のアルキニル基、置換又は非置換の炭素数3〜6の環状アルキル基、置換又は非置換のチオフェン基、置換又は非置換のフェニル基又は置換又は非置換のナフチル基を表し、
XはCl、Br又はIを表す)
で表される1又は2以上のハロゲン化有機マグネシウム化合物の溶液であることを特徴とする請求項4に記載のポリマーゲル電解質。
The electrolyte is the following formula (M)
(Where
R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon A cyclic alkyl group of formula 3-6, a substituted or unsubstituted thiophene group, a substituted or unsubstituted phenyl group or a substituted or unsubstituted naphthyl group,
X represents Cl, Br or I)
The polymer gel electrolyte according to claim 4, wherein the polymer gel electrolyte is a solution of one or more halogenated organomagnesium compounds represented by the formula:
電解液が、臭化エチルマグネシウムのジエチルメチルメトキシエチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド塩溶液であることを特徴とする請求項4又は5に記載のポリマーゲル電解質。   6. The polymer gel electrolyte according to claim 4, wherein the electrolytic solution is a solution of ethyl magnesium bromide in diethylmethylmethoxyethylammonium bis (trifluoromethane) sulfonimide. 請求項4〜6いずれかに記載のポリマーゲル電解質を用いることを特徴とする二次電池。   A secondary battery comprising the polymer gel electrolyte according to claim 4.
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