JP6699858B2 - 電気化学素子用添加剤と、これを含む電解液、電極及び電気化学素子 - Google Patents

電気化学素子用添加剤と、これを含む電解液、電極及び電気化学素子 Download PDF

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Description

本出願は、2014年6月27日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第 10−2014−0080200号の出願日の利益を主張し、その内容はいずれも本明細書に含まれる。
本明細書は、電気化学素子用添加剤に関する。また、本明細書は、電気化学素子用添加剤を含む電解液及び電極に関する。また、本明細書は、電気化学素子用添加剤を含む電気化学素子に関する。
リチウム二次電池は、電気自動車、ハイブリッドカー、大容量の電力貯蔵装置などの中大型電源供給装置と携帯型機器の電源供給装置として重要性と使用量が拡大しつつある。近年、リチウム二次電池の分野において、電極活物質の開発を通じて電池の電流密度と電圧の増大を持続的に追及しており、このような性能強化による適用素材の全般的な性能強化が要求されている。このようなリチウム二次電池において、容量と電圧の増加によるサイクル容量維持特性の確保は、電池性能の強化に必須に要求される特性の一つである。このような特性を確保するための一つの方策である電極活物質の安定化は、容量維持と関連性が大きく、特に遷移金属を含む正極活物質の安定化は、サイクルの維持に重要に作用することができ、高電圧、高温条件での容量維持に直接関連すると言える。リチウム二次電池の容量、寿命、高温特性などの種々の性能改善のために、多様な材料の開発が要求されている。
本明細書は、電気化学素子用添加剤と、上記添加剤を含む電解液、電極及び電気化学素子を提供する。
本明細書の一実施態様は、下記化学式1で表される化合物を含む電気化学素子用添加剤を提供する。
上記化学式1において、
Xは、置換もしくは非置換の一価のアリール基または置換もしくは非置換の一価のヘテロアリール基であり、
ないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素または一価の有機基である。
本明細書のまた一つの実施態様は、上記電気化学素子用添加剤を含む電解液を提供する。
本明細書のまた一つの実施態様は、上記化学式1の化合物が酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成された膜を、表面の一部または全部に備えた電極を提供する。
また、本明細書の一実施態様は、正極、負極、セパレータ及び電解液を含む電気化学素子であって、上記電解液が上記電気化学素子用添加剤を含むか、及び/または、上記正極及び上記負極のうち少なくとも一つの表面の一部または全部に、上記化学式1の化合物が酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成された膜が備えられたものである電気化学素子を提供する。
本明細書の実施態様に係る電気化学素子用添加剤は、電気化学素子の電解液内でHFのような酸成分を中和することで、酸成分と電極表面での電解液の分解反応による電極表面の損傷を最小限に抑えることができる。また、本明細書の実施態様に係る電気化学素子用添加剤は、HFのような酸成分を捕集した後、酸化的高分子反応によって電極表面に有効な保護膜を形成して、電解質のさらなる分解を防ぎ、リチウム塩分解物の攻撃から電極を保護する機能を有する。言い換えれば、本明細書の実施態様に係る電気化学素子用添加剤は、HFのような酸成分を捕集して酸成分による電池の性能低下を防止し、特に高温サイクル特性を改善し、高温貯蔵時に電圧降下を減少させて、高温保管性能を向上するだけでなく、電極表面の保護膜の形成を通じて、二次電池の容量、寿命、出力、高温特性など種々の性能を同時に改善できる多重機能の添加剤である。
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書の一実施態様は、下記化学式1で表される化合物を含む電気化学素子用添加剤を提供する。
上記化学式1において、
Xは、置換もしくは非置換の一価のアリール基または置換もしくは非置換の一価のヘテロアリール基であり、
ないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素または一価の有機基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式2で表されることができる。
上記化学式2において、
Yは、置換もしくは非置換の二価のアリール基または置換もしくは非置換の二価のヘテロアリール基であり、
ないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素または一価の有機基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式3で表されることができる。
上記化学式3において、
Zは、置換もしくは非置換の三価のアリール基または置換もしくは非置換の三価のヘテロアリール基であり、
ないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素または一価の有機基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のXは、置換もしくは非置換のCないしC30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のXは、置換もしくは非置換のCないしC14のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のXは、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、または置換もしくは非置換のビナフチル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のXは、置換もしくは非置換のCないしC30のヘテロアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のXは、置換もしくは非置換のCないしC14のヘテロアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のXは、置換もしくは非置換のトリアジン基、または置換もしくは非置換のピロール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のXが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、 R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のXが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のXが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のXが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のXが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−Cのアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のCないしC20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のCないしCのアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、CないしCのアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1のRないしRは、メチル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のYは、置換もしくは非置換のCないしC30のアリーレン基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のYは、置換もしくは非置換のCないしC14のアリーレン基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のYは、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニル基、または置換もしくは非置換のビナフチル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のYは、置換もしくは非置換のCないしC30のヘテロアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のYは、置換もしくは非置換のCないしC14のヘテロアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のYは、置換もしくは非置換のトリアジン基、または置換もしくは非置換のピロール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のYが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のYが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のYが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のYが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のYが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−Cのアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のCないしC20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のCないしCのアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、CないしCのアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式2のRないしRは、メチル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のZは、置換もしくは非置換のCないしC30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のZは、置換もしくは非置換のCないしC14のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のZは、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、または置換もしくは非置換のビナフチル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のZは、置換もしくは非置換のCないしC30のヘテロアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のZは、置換もしくは非置換のCないしC14のヘテロアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のZは、置換もしくは非置換のトリアジン基、または置換もしくは非置換のピロール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のZが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のZが置換される場合、置換基は、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、または C−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のCないしC20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のCないしCのアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のRないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、CないしCのアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式3のRないしRは、メチル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式4で表される。
上記化学式4において、
ないしRは、化学式1で定義した通りであり、
11ないしR15は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式4のR11ないしR15は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式4のR11ないしR15は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式4のR11ないしR15は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式4のR11ないしR15は、水素またはヒドロキシ基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式5で表される。
上記化学式5において、
ないしRは、化学式2で定義した通りであり、
Rは、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基であり、
nは1ないし4の整数であり、nが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっている。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式5のRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式5のRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式5のRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式5のRは、水素である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式6で表される。
上記化学式6において、
ないしRは、化学式2で定義した通りであり、
11ないしR14は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式6のR11ないしR14は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式6のR11ないしR14は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式6のR11ないしR14は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式6のR11ないしR14は、水素である。本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式7で表される。
上記化学式7において、
ないしRは、化学式3で定義した通りであり、
Rは、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基であり、
mは1ないし3の整数であり、mが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっている。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式7のRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式7のRは、水素である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式8で表される。
上記化学式8において、
ないしRは、化学式3で定義した通りであり、
11ないしR13は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式8のR11ないしR13は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式8のR11ないしR13は、水素である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式9で表される。
上記化学式9において、
ないしRは、化学式1で定義した通りであり、
R及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基であり、
pは1ないし4の整数であり、pが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっており、
qは1ないし5の整数であり、qが2以上の場合、R'は互いに同一であるか異なっている。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式9のR及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式9のR及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式9のR及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式9のR及びR'は、水素である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式10で表される。
上記化学式10において、
ないしRは、化学式1で定義した通りであり、
21ないしR29は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式10のR21ないしR29は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式10のR21ないしR29は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式10のR21ないしR29は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式10のR21ないしR29は、水素またはヒドロキシ基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式11で表される。
上記化学式11において、
ないしRは、化学式2で定義した通りであり、
R及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基であり、
pは1ないし4の整数であり、pが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっており、
rは1ないし4の整数であり、rが2以上の場合、R'は互いに同一であるか異なっている。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式11のR及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式11のR及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式11のR及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、 ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式11のR及びR'は、水素である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式12で表される。
上記化学式12において、
ないしRは、化学式2で定義した通りであり、
21ないしR28は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式12のR21ないしR28は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式12のR21ないしR28は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式12のR21ないしR28は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式12のR21ないしR28は、水素である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式13で表される。
上記化学式13において、
ないしRは、化学式2で定義した通りであり、
R及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基であり、
tは1ないし6の整数であり、tが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっており、
uは1ないし6の整数であり、uが2以上の場合、R'は互いに同一であるか異なっている。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式14で表される。
上記化学式14において、
ないしRは、化学式2で定義した通りであり、
31ないしR42は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式14のR31ないしR42は、水素である。
本明細書のまた他の実施態様によれば、上記化学式1の化合物は、下記化学式15で表される。
上記化学式15において、
ないしRは、化学式1で定義した通りであり、
11及びR12は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式15のR11及びR12は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式15のR11及びR12は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式15のR11及びR12は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式15のR11及びR12は、水素またはヒドロキシ基である。
本明細書のまた他の実施態様において、上記化学式2の化合物は、下記化学式16で表される。
上記化学式16において、
ないしRは、化学式2で定義した通りであり、
11は、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式16のR11は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式16のR11は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式16のR11は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式16のR11は、ヒドロキシ基である。
本明細書の一実施態様において、上記化学式3の化合物は、下記化学式17で表される。
上記化学式17において、
ないしRは、化学式3で定義した通りである。
本明細書の一実施態様は、上記化学式1の化合物が、下記化学式18で表される。
上記化学式18において、
ないしRは、化学式1で定義した通りであり、
は、O、SまたはNHであり、
Rは、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基であり、
pは1ないし3の整数であり、pが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっている。
本明細書の一実施態様において、 上記化学式1の化合物は、下記化学式19で表される。
上記化学式19において、
ないしRは、化学式1で定義した通りであり、
は、O、SまたはNHであり、
11ないしR13は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式19のR11ないしR13は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、または C−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式19のR11ないしR13は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式19のR11ないしR13は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式19のR11ないしR13は、水素またはヒドロキシ基である。
本明細書の一実施態様は、上記化学式19のR12が、ヒドロキシ基である
本明細書の一実施態様は、上記化学式19のR11及びR13が、水素である。
本明細書の一実施態様は、上記化学式19のR12が、ヒドロキシ基であり、R11及びR13が、水素である。
本明細書の一実施態様は、上記化学式19のXが、NHである。
本明細書のまた一つの実施態様において、上記化学式2の化合物は、下記化学式20で表される。
上記化学式20において、
ないしRは、化学式2で定義した通りであり、
は、O、SまたはNHであり、
Rは、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基であり、
nは1または2であり、nが2の場合、Rは互いに同一であるか異なっている。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式20のRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式20のRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせである。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式20のRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基または−OSiRであり、ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、C−C20のアルキル基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式20のRは、水素である。
本明細書の一実施態様によれば、上記化学式3の化合物は、下記化学式21で表される。
上記化学式21において、
ないしRは、化学式3で定義した通りであり、
は、O、SまたはNHであり、
Rは、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC−C30のアリール基、置換もしくは非置換のC−C30のアリールオキシ基、置換もしくは非置換のC−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、または置換もしくは非置換のC−C30のアリール基であり、
mは1である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式21のRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式21のRは、水素である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記化学式21のXは、NHである。
上記電気化学素子用添加剤は、電解液に添加されることもでき、電極の表面の一部または表面に、上記化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物がHFのような酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成された膜として形成されることもできる。上記電極の表面の一部または表面に備えられた膜は、電池の製造時に電解液に上述した電気化学素子用添加剤が添加されることで電極の表面の一部または全部に形成されることができ、電極に直接上述した電気化学素子用添加剤を塗布することで形成されることもできる。上記電気化学素子用添加剤は、HFのような酸成分による電池性能の低下を防止し、高温サイクル特性を改善して、高温貯蔵時にも電圧降下が減少され、高温保管性能が向上する。また、電極の表面に保護膜を形成して、電池の容量、寿命、出力、高温特性など種々の性能を同時に改善することができる。一例によれば、上述した実施態様に係る電気化学素子用添加剤は、4.4Vの高電圧でも適用可能である。
本明細書の実施態様に係る電極の表面に備えられた保護膜は、上記化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物自体ではなく、上記化合物がHFのような酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成された生成物を含むという点に注目しなければならない。このような生成物を含む保護膜は、上記化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物自体からなる層を電極の一面に形成する場合に比べて、保護膜の役割を効率的に果たすことができるだけでなく、必要な場合、別途の膜形成工程なしに電池内の電解液添加剤として使用することで、自然に電極の表面に膜を形成することができるので、工程上でも利点がある。
上記置換基の例示は下記に説明するが、これに限定されるものではない。
本明細書において「置換もしくは非置換の」という用語は、ヒドロキシ基、−OSiR、−SiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせからなる群より選択された1つ以上の置換基で置換されたか、またはいずれの置換基も持たないことを意味する。ここで、RないしRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書において、上記アルキル基は、直鎖または分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1ないし20であることが好ましい。具体的な例としては、メチル、エチル、プロピル、n−プロピル、イソプロピル、ブチル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、sec−ブチル、1−メチル−ブチル、1−エチル−ブチル、ペンチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、ヘキシル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、ヘプチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、n−オクチル、tert−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、1−エチル−プロピル、1,1−ジメチル−プロピル、イソヘキシル、4−メチルヘキシル、5−メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、シクロアルキル基は、特に限定されないが、炭素数3ないし30であることが好ましく、具体的に、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、3−メチルシクロペンチル、2,3−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、3−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、2,3−ジメチルシクロヘキシル、3,4,5−トリメチルシクロヘキシル、4−tert−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これに限定されない。
本明細書において、 上記アルコキシ基は、直鎖、分枝鎖または環状であってもよい。アルコキシ基の炭素数は、特に限定されないが、炭素数1ないし20であることが好ましい。具体的に、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、 イソプロポキシ、i−プロピルオキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、tert−ブトキシ、sec−ブトキシ、n−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、3,3−ジメチルブチルオキシ、2−エチルブチルオキシ、n−オクチルオキシ、n−ノニルオキシ、n−デシルオキシ、ベンジルオキシ、p−メチルベンジルオキシなどであってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、上記アルケニル基は、直鎖または分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、2ないし20であることが好ましい。具体的な例としては、ビニル、1−プロペニル、イソプロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、3−メチル−1−ブテニル、1,3−ブタジエニル、アリル、1−フェニルビニル−1−イル、2−フェニルビニル−1−イル、2,2−ジフェニルビニル−1−イル、2−フェニル−2−(ナフチル−1−イル)ビニル−1−イル、2,2−ビス(ジフェニル−1−イル)ビニル−1−イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、アリール基は、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。上記アリール基の炭素数は、特に限定されないが、炭素数6ないし30であることが好ましい。具体的に、アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、ビナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロアリール基は、異種元素としてO、N及びSのうち1つ以上を含む環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数2ないし30であることが好ましい。ヘテロアリール基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジル基、ピリダジン基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリン基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基(phenanthroline)、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基及びジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、アルキレンオキシド基中のアルキレンは、二価基であることを除いては、上述したアルキル基に関する説明が適用されることができる。
本明細書において、アリールオキシ基中のアリールは、上述したアリール基に関する説明が適用されることができる。
本明細書において、エステル基は、−COORで表されることができ;Rは、ヒドロキシ基、−OSiR、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせからなる群より選択された1つ以上の置換基で置換されたか、またはいずれの置換基も持たないことを意味する。ここで、R、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせであり、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基、またはC−C30のアリール基である。
本明細書において、カーボネート基は、−COで表されることができ;Rの定義は、上述したRの定義の通りである。
本明細書において、カルボニル基は、−CORで表されることができ;Rの定義は、上述したRの定義の通りである。
本明細書において、置換基の「組合わせ」とは、2以上の置換基が結合された構造を意味する。
上述した実施態様に係る化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物は、HFを捕集した後、酸化的高分子反応によって膜またはフィルムを形成する。
本明細書の一実施態様によれば、上記電解液は、上述した実施態様に係る化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物を含む電気化学素子用添加剤を含む。
本明細書の一実施態様によれば、上記電解液中の上述した実施態様に係る化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物の含量は、0.01重量%ないし5重量%である。上記化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物が、電解液全体に対して0.01重量%未満で含まれる場合、所望の寿命維持の効果が小さいおそれがあり、5重量%以下で含まれる場合、添加剤による電気化学素子の性能低下を防止することができる。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記電解液中の上述した実施態様に係る化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物の含量は、0.01重量%ないし2重量%である。
本明細書のまた一つの実施態様によれば、上記電解液中の上述した実施態様に係る化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物の含量は、0.05重量%ないし1重量%である。
本明細書の一実施態様によれば、上記電解液は、電解質塩及び電解液溶媒をさらに含むことができる。
本明細書の一実施態様によれば、上記電解質塩は、リチウム陽イオンを含み、PF 、BF 、Cl、Br、I、ClO 、AsF 、SOCF 、N(SOCF 、N(SOF) のような陰イオンまたはこれらの一つ以上の組合わせからなるイオンを含む塩であってもよい。
本明細書の一実施態様によれば、上記電解液溶媒は、有機溶媒であってもよい。具体的に、環状カーボネート、線状カーボネート、環状エステル、線状エステル及びこれらの組合わせであってもよい。より具体的に、上記電解液溶媒の非制限的な例としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジプロピルカーボネート(DPC)、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン(THF)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、γ−ブチロラクトン(GBL)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどが使用されることができる。上記有機溶媒は、単独でまたは2種以上混合して使用することができる。2種以上を混合して使用する場合の混合比率は、目的とするリチウム二次電池の性能によって適宜調節することができ、これは当該技術分野に従事する人には広く理解されることができる。また、上記有機溶媒のハロゲン誘導体も使用することができる。
本明細書の一実施態様によれば、上記電解液は、非水系電解液であってもよい。
本明細書の一実施態様によれば、上記電解液は、電気化学素子用であってもよい。具体的に、上記電解液は、リチウム二次電池用であってもよい。
本明細書の一実施態様は、上述した化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物がHFのような酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成された膜を、表面の一部または全部に備えた電極を提供する。 上記膜の厚さは、必要によって調節されることができる。
本明細書の一実施態様によれば、上述した化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物がHFのような酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成された膜に含まれる高分子は、下記化学式22または23の繰り返し単位を有することができる。
上記化学式22または23は、追加の置換基を有することができる。上記化学式15または16に置換されることができる追加の置換基の例としては、ヒドロキシ基、−OSiR R’R”、−SiRR’R”、−NRR’、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせがあり、ここで、 R、R’及びR”は、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルケニル基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、C−C30のアリール基、C−C30のアリールオキシ基、C−C30のヘテロアリール基、またはこれらの組合わせがある。
ところが、上記膜に含まれる高分子は、上記化学式22または23の繰り返し単位のみを含むものに限定されるものではなく、上述した化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物がHFのような酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成されたものであれば、特に限定されない。
本明細書の一実施態様によれば、上記電極は、正極、負極、または正極と負極であってもよい。具体的に、上記電極は、正極であってもよい。
本明細書の一実施態様は、正極、負極、セパレータ及び電解液を含む二次電池に関し、上記電解液は、上述した電気化学素子用添加剤を含む。
本明細書の一実施態様は、正極、負極、セパレータ及び電解液を含む二次電池に関し、上記電解液は、上述した電気化学素子用添加剤を含み、上記正極及び負極のうち少なくとも一つは、上述した化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物がHFのような酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成された膜を、表面の一部または全部に備えた電極である。
本明細書の一実施態様は、正極、負極、セパレータ及び電解液を含む電気化学素子に関し、上記正極及び負極のうち少なくとも一つは、上述した化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物がHFのような酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成された膜を、表面の一部または全部に備えた電極である。
本明細書の一実施態様によれば、上記正極は、遷移金属を含む正極活物質を含み、上記正極の表面の一部または全部に備えられた化学式1ないし21のいずれか一つで表される化合物がHFのような酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成された膜を含む。
本明細書の一実施態様によれば、上記電気化学素子は、二次電池、例えばリチウム二次電池であってもよい。
本明細書の一実施態様によれば、上記負極は、当該技術分野に知られている材料及び方法で製造されることができ、例えば、負極活物質、バインダー、溶媒、導電材及び/または分散剤を混合及び撹拌してスラリーを製造した後、これを金属材料の集電体にコーティングし、圧縮乾燥して製造されることができる。
本明細書の一実施態様によれば、上記負極活物質は、従来二次電池の負極に使用されることができる通常の負極活物質が使用可能である。上記負極活物質の非制限的な例としては、リチウム金属またはリチウム金属合金、コークス(coke)、活性炭(activated carbon)、グラファイト(graphite)、黒鉛化炭素、カーボンナノチューブ、グラフェン(graphine)及び/またはその他炭素類などのリチウムが吸蔵される物質が挙げられる。負極集電体は、銅、ニッケルなどとこれらの合金類の組合わせによる箔などを使用することができる。
本明細書の一実施態様によれば、上記正極は、一般的な方法によって正極活物質が正極集電体上に塗布される形態で製造されたものであってもよい。上記正極活物質は、二次電池の正極活物質として使用される通常の物質が制限なく適用されることができ、これに関する例として、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、Li(NiCoMn)O(a、b、cは、それぞれ0から1までの数であり、a+b+c=1)、 LiFePOまたはこれらの一つ以上の混合物であってもよい。正極集電体は、アルミニウム、ニッケルなどとこれらの一つ以上の合金類の組合わせによる箔などであってもよい。
本明細書の一実施態様によれば、上記セパレータは、特に制限がなく、多孔性膜の形態であってもよい。具体的に、上記セパレータは、ポリエチレン、ポリプロピレン、その他ポリオレフィン系の膜あるいはこれらの多層膜で形成されたものであってもよい。または、上記セパレータにセラミックコーティングが適用されたものであってもよい。
本明細書の一実施態様に係る二次電池は、当該技術分野に知られている通常の方法で製造されることができ、上記の負極、正極、セパレータを含んで組み立てられた円筒型、角型、パウチ型の外形に電解液を注入して製造されることができる。
以下、本明細書を具体的に説明するために、実施例を挙げて詳細に説明する。ところが、本明細書に係る実施例は、種々の他の形態に変形されることができ、本明細書の範囲が、以下で詳述する実施例に限定されるものと解釈されない。本明細書の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本明細書をより完全に説明するために提供されるものである。
[実施例1ないし8]
1MのLiPF濃度のエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート1:2体積比の溶液に、下記表1の化合物を0.5重量%で添加して電解液を製造した。
負極として、黒鉛化炭素90重量%とポリビニリデンジフルオリド(PVDF)10重量%をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に入れてミキサーで2時間混合した後、銅箔にコーティングして150℃で乾燥した。正極は、LiCoO90重量%、PVDF3重量%、カーボンブラック7重量%をNMPスラリーとして2時間混合した後、アルミ箔にコーティングし、150℃で乾燥して製造した。製造された負極と正極との間にポリオレフィン系セパレータを介在させた後、上記電解液を注入して円筒型二次電池を作製した。
[比較例1]
添加剤として下記表1の化合物を使用したことを除いては、実施例と同一に行った。
[実験例]
上記実施例1ないし8と比較例1で製造された各二次電池に対して、下記のような実験を行った。各電池を0.5C電流で4.4Vと3Vの範囲で23℃ 及び45℃で充電と放電を繰り返して、電池の放電容量の変化を測定した。正極保護効果を確認するために、4.2Vでない4.4Vの高電圧まで充電し、0.5Cではない1.0Cの比較的速い律速(C−rate)で放電を行った。最初放電容量に対する200回充放電サイクル以後の放電容量維持率を、次の表1に示す。
上記表1から分かるように、比較例に比べて、実施例において、放電容量維持率及び高温保管性能に優れていた。これによって、本明細書の実施態様に係る添加剤が、電気化学素子の容量維持を改善できることを確認することができた。
上記実施例において放電容量維持率(%)、60℃で50日保管後の電池電圧(V)及び電池電圧維持率(%)は、下記のように測定された。
[放電容量維持率の測定方法]
製造されたリチウム二次電池に対して、0.5C−rateで4.4Vまで充電した後、1.0C−rateで3.0Vまで放電して、容量の変化を観察した。
上記60℃で50日保管後の電池電圧(V)は、0.5C−rateで4.4Vまで充電した後、60℃で50日間OCVを測定した値を意味する。
上記電池電圧維持率(%)は、60℃高温貯蔵前の電圧(4.4V)に対する60℃で50日保管後の電圧の比率を意味する。

Claims (14)

  1. 下記化学式4、5、7、9、11、13、15〜18、20、又は21で表される化合物を電解液中に0.01重量%ないし5重量%の含有量で含む、非水系電解液のための電気化学素子用添加剤:
    前記化学式4において、
    ないしRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素またはヒドロキシ基、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基であって、前記置換基は、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、C−C20のアルキル基、C−C20のアルコキシ基、C−C20のアルキニル基、C−C20のアルキレンオキシド基、C−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせからなる群より選択された1つ以上の置換基を意味し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、C−C20のアルキル基であり、
    11ないしR15は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基である:
    前記化学式5において、
    ないしRは、化学式4のRないしRで定義した通りであり、
    Rは、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基であり、
    nは1ないし4の整数であり、nが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっている:
    前記化学式7において、
    ないしRは、化学式4のRないしRで定義した通りであり、
    Rは、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基であり、
    mは1ないし3の整数であり、mが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっている:
    前記化学式9において、
    ないしRは、化学式4で定義した通りであり、
    R及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基であり、
    pは1ないし4の整数であり、pが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっており、
    qは1ないし5の整数であり、qが2以上の場合、R'は互いに同一であるか異なっている:
    前記化学式11において、
    ないしRは、化学式4のRないしRで定義した通りであり、
    R及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基であり、
    pは1ないし4の整数であり、pが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっており、
    rは1ないし4の整数であり、rが2以上の場合、R'は互いに同一であるか異なっている:
    前記化学式13において、
    ないしRは、化学式4のRないしRで定義した通りであり、
    R及びR'は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基であり、
    tは1ないし6の整数であり、tが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっており、
    uは1ないし6の整数であり、uが2以上の場合、R'は互いに同一であるか異なっている:
    前記化学式15において、
    ないしRは、化学式4で定義した通りであり、
    11及びR12は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基である:
    前記化学式16において、
    ないしRは、化学式4のRないしRで定義した通りであり、
    11は、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基である:
    前記化学式17において、
    ないしRは、化学式4のRないしRで定義した通りある:
    前記化学式18において、
    ないしRは、化学式4で定義した通りであり、
    は、O、SまたはNHであり、
    Rは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基であり、
    pは1ないし3の整数であり、pが2以上の場合、Rは互いに同一であるか異なっている:
    前記化学式20において、
    ないしRは、化学式4のRないしRで定義した通りであり、
    は、O、SまたはNHであり、
    Rは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基, 置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基であり、
    nは1または2であり、nが2の場合、Rは互いに同一であるか異なっている:
    前記化学式21において、
    ないしRは、化学式4のRないしRで定義した通りであり、
    は、O、SまたはNHであり、
    Rは、互いに同一であるか異なっており、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基であり、
    mは1である。
  2. 前記化学式5の化合物は、下記化学式6で表されるものである請求項1に記載の電気化学素子用添加剤:
    前記化学式6において、
    ないしRは、化学式5で定義した通りであり、
    11ないしR14は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基である。
  3. 前記化学式7の化合物は、下記化学式8で表されるものである請求項1に記載の電気化学素子用添加剤:
    前記化学式8において、
    ないしRは、化学式7で定義した通りであり、
    11ないしR13は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基である。
  4. 前記化学式9の化合物は、下記化学式10で表されるものである請求項1に記載の電気化学素子用添加剤:
    前記化学式10において、
    ないしRは、化学式9で定義した通りであり、
    21ないしR29は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基である。
  5. 前記化学式11の化合物は、下記化学式12で表されるものである請求項1に記載の電気化学素子用添加剤:
    前記化学式12において、
    ないしRは、化学式11で定義した通りであり、
    21ないしR28は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基である。
  6. 前記化学式13の化合物は、下記化学式14で表されるものである請求項1に記載の電気化学素子用添加剤:
    前記化学式14において、
    ないしRは、化学式13で定義した通りであり、
    31ないしR42は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基である。
  7. 前記化学式18の化合物は、下記化学式19で表されるものである請求項1に記載の電気化学素子用添加剤:
    前記化学式19において、
    ないしRは、化学式18で定義した通りであり、
    は、O、SまたはNHであり、
    11ないしR13は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシ基、−NR、エステル基、カーボネート基、カルボニル基、チオ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC−C20のアルケニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキニル基、置換もしくは非置換のC−C20のアルキレンオキシド基、置換もしくは非置換のC−C30のシクロアルキル基、またはこれらの組合わせであるか、隣接する基と互いに結合して環を形成し、ここで、R及びRは、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC−C20のアルキル基である。
  8. 請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の 電気化学素子用添加剤を含む非水電解液。
  9. 前記電解液は、電解質塩及び電解液溶媒をさらに含むものである請求項8に記載の電解液。
  10. 非水系電解液に添加された請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の電気化学素子用添加剤中の化学式4〜21の化合物が酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成された膜を、表面の一部または全部に備えた電極。
  11. 前記電極は、正極、負極、または正極と負極である請求項10に記載の電極。
  12. 正極、負極、セパレータ及び請求項8に記載の電解液を含む二次電池。
  13. 前記正極及び前記負極のうち少なくとも一つは、電気化学素子用添加剤中の化学式4〜21の化合物が酸成分を捕集して生成された物質の酸化的高分子反応によって形成された膜を、表面の一部または全部に備えたものである請求項12に記載の二次電池。
  14. 正極、負極、セパレータ及び電解液を含み、前記正極及び前記負極のうち少なくとも一つは、請求項10に記載の電極である二次電池。
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