JP7157966B2 - silicon-containing tetraalkylborate - Google Patents
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Description
本発明は、ケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩に関する。 The present invention relates to silicon-containing tetraalkylborates.
イオン液体とは、イオンのみから構成される塩であって、一般に融点が100℃以下のものをいう。イオン液体は、その特性から様々な応用研究がなされている。これまで知られているイオン液体の多くは、アニオンにフッ素原子等のハロゲン原子を含んでいることから、環境負荷という点で依然として問題があり、ハロゲンフリーのイオン液体が望まれていた。 An ionic liquid is a salt composed only of ions and generally has a melting point of 100° C. or less. Ionic liquids are being studied for various applications due to their properties. Many of the ionic liquids known so far contain halogen atoms such as fluorine atoms in their anions, so there is still a problem in terms of environmental load, and halogen-free ionic liquids have been desired.
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、ハロゲン原子を含まないイオン液体となり得る新規な塩を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a novel salt capable of becoming an ionic liquid containing no halogen atoms.
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、トリアルキルシリル基を有するテトラアルキルホウ酸塩によって前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。 Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above object can be achieved by a tetraalkylborate having a trialkylsilyl group, and completed the present invention.
すなわち、本発明は、下記ケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩を提供する。
1.下記式(1)で表されるアニオン、及びカチオンを含むケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩。
2.R1~R3が、同一の基である1の塩。
3.R1~R3が、全てメチル基又はエチル基である2の塩。
4.R1~R3が、全てメチル基である3の塩。
5.R4~R6が、炭素数2~6のアルキル基である1~4のいずれかの塩。
6.R4~R6が、同一の基である1~5のいずれかの塩。
7.nが、1、2又は3である1~6のいずれかの塩。
8.カチオンが、有機カチオンである1~7のいずれかの塩。
9.カチオンが、リン原子含有有機カチオンである8の塩。
10.カチオンが、窒素原子含有有機カチオンである8の塩。
11.融点が、100℃以下のイオン液体である1~10のいずれかの塩。
12.融点が、25℃以下のイオン液体である11の塩。
That is, the present invention provides the following silicon-containing tetraalkylborate.
1. A silicon-containing tetraalkylborate containing an anion represented by the following formula (1) and a cation.
2. A salt of 1 wherein R 1 to R 3 are the same groups.
3. A salt of 2 wherein R 1 to R 3 are all methyl or ethyl groups.
4. A salt of 3 wherein R 1 to R 3 are all methyl groups.
5. A salt of any one of 1 to 4, wherein R 4 to R 6 are an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.
6. A salt of any one of 1 to 5, wherein R 4 to R 6 are the same group.
7. A salt of any of 1-6 wherein n is 1, 2 or 3.
8. A salt of any of 1-7, wherein the cation is an organic cation.
9. A salt of 8, wherein the cation is an organic cation containing a phosphorus atom.
10. A salt of 8 wherein the cation is a nitrogen atom-containing organic cation.
11. A salt according to any one of 1 to 10, which is an ionic liquid having a melting point of 100° C. or lower.
12. 11 salts that are ionic liquids with a melting point of 25° C. or lower.
本発明のケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩は、カチオンの種類によってイオン液体となり、ハロゲンフリーであるため環境負荷が小さい。 The silicon-containing tetraalkylborate of the present invention becomes an ionic liquid depending on the type of cation, and is halogen-free, so that it has a low environmental load.
[ケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩]
本発明のケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩は、下記式(1)で表されるアニオン、及びカチオンを含むものである。
The silicon-containing tetraalkylborate of the present invention contains an anion represented by the following formula (1) and a cation.
式(1)中、R1~R3は、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基である。前記アルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基等が挙げられる。 In formula (1), R 1 to R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group may be linear, branched or cyclic, and specific examples thereof include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, cyclopropyl, n-butyl and sec-butyl. group, isobutyl group, tert-butyl group, cyclobutyl group and the like.
これらのうち、R1~R3としては、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、炭素数1~3の直鎖アルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基が更に好ましい。また、R1~R3は、全て同一の基であることが好ましく、全てメチル基又はエチル基であることがより好ましく、全てメチル基であることが更に好ましい。 Among these, R 1 to R 3 are preferably C 1-3 alkyl groups, more preferably C 1-3 linear alkyl groups, and still more preferably methyl or ethyl groups. R 1 to R 3 are all preferably the same group, more preferably all methyl groups or ethyl groups, and even more preferably all methyl groups.
式(1)中、R4~R6は、炭素数1~8のアルキル基である。前記アルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、前述した炭素数1~4のアルキル基のほか、n-ペンチル基、シクロペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、イソペンチル基等が挙げられる。 In formula (1), R 4 to R 6 are alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms. The alkyl group may be linear, branched, or cyclic, and specific examples thereof include the aforementioned alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, n-pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, isopentyl group and the like.
これらのうち、R4~R6としては、炭素数2~6のアルキル基が好ましく、炭素数2~4のアルキル基がより好ましく、エチル基、イソプロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基が更に好ましい。また、R4~R6は、全て同一の基であることが好ましい。 Among these, R 4 to R 6 are preferably alkyl groups having 2 to 6 carbon atoms, more preferably alkyl groups having 2 to 4 carbon atoms, such as ethyl group, isopropyl group, n-butyl group and tert-butyl group. is more preferred. Moreover, it is preferable that all of R 4 to R 6 are the same group.
式(1)中、nは、1~6の整数であるが、1、2又は3が好ましい。 In formula (1), n is an integer of 1 to 6, preferably 1, 2 or 3.
本発明のケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩に含まれるカチオンは、特に限定されないが、1価のものが好ましい。また、前記カチオンは、無機カチオンであっても、有機カチオンであってもよいが、有機カチオンが好ましい。 The cation contained in the silicon-containing tetraalkylborate of the present invention is not particularly limited, but is preferably monovalent. Further, the cation may be an inorganic cation or an organic cation, but an organic cation is preferred.
前記無機カチオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン等のアルカリ金属イオン、マグネシウムイオン、銀イオン、亜鉛イオン、銅イオン等の金属イオンが挙げられる。 Examples of the inorganic cations include alkali metal ions such as sodium ions, potassium ions and lithium ions, metal ions such as magnesium ions, silver ions, zinc ions and copper ions.
前記有機カチオンとしては、リン原子含有有機カチオンや窒素原子含有有機カチオンが好ましく、具体的には、4級ホスホニウムイオン、4級アンモニウムイオン、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピペリジニウムイオン等が好ましい。 As the organic cations, phosphorus atom-containing organic cations and nitrogen atom-containing organic cations are preferable, and specific examples include quaternary phosphonium ions, quaternary ammonium ions, imidazolium ions, pyridinium ions, pyrrolidinium ions, piperidinium ions, and the like. is preferred.
前記リン原子含有有機カチオンとしては、例えば下記式(2)で表される4級ホスホニウムイオンが好ましい。
式(2)中、R11は、炭素数1~20のアルキル基である。前記炭素数1~20のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、前述した炭素数1~8のアルキル基のほか、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-エイコシル基等が挙げられる。 In formula (2), R 11 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms may be linear, branched, or cyclic, and specific examples thereof include the aforementioned alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, n-nonyl groups, n- Decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n- An eicosyl group and the like can be mentioned.
式(2)中、R12は、炭素数1~20のアルキル基又は-(CH2)k-ORで表されるアルコキシアルキル基である。kは、1又は2である。Rは、メチル基又はエチル基である。前記炭素数1~20のアルキル基としては、前述したものが挙げられる。前記アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基及びエトキシエチル基が挙げられる。前記アルコキシアルキル基のうち、好ましくはメトキシメチル基又はメトキシエチル基である。 In formula (2), R 12 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group represented by --(CH 2 ) k --OR. k is 1 or 2; R is a methyl group or an ethyl group. Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include those described above. The alkoxyalkyl group includes a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a methoxyethyl group and an ethoxyethyl group. Among the alkoxyalkyl groups, a methoxymethyl group or a methoxyethyl group is preferable.
式(2)で表される4級ホスホニウムイオンのうち、R12が-(CH2)k-ORで表されるアルコキシアルキル基であるものはイオン液体を形成しやすい。R12がアルキル基の場合は、R11とR12とが異なる構造のものはイオン液体を形成しやすい。この場合、炭素数の差が1以上あることが好ましく、より好ましくは2以上、更に好ましくは4以上である。 Among the quaternary phosphonium ions represented by the formula (2), those in which R 12 is an alkoxyalkyl group represented by --(CH 2 ) k --OR easily form an ionic liquid. When R 12 is an alkyl group, those having different structures for R 11 and R 12 tend to form an ionic liquid. In this case, the difference in the number of carbon atoms is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, still more preferably 4 or more.
前記窒素原子含有有機カチオンとしては、例えば下記式(3)で表されるものが好ましい。
式(3)中、R21~R24は、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、又は-(CH2)k-ORで表されるアルコキシアルキル基である。kは、1又は2である。Rは、メチル基又はエチル基である。前記炭素数1~20のアルキル基及びアルコキシアルキル基としては、前述したものと同様のものが挙げられる。 In formula (3), R 21 to R 24 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group represented by --(CH 2 ) k --OR. k is 1 or 2; R is a methyl group or an ethyl group. Examples of the alkyl group and alkoxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms are the same as those described above.
また、R21~R24のいずれか2つが、互いに結合してこれらが結合する窒素原子とともに環を形成してもよい。更に、R21~R24のいずれか2つが互いに結合してこれらが結合する窒素原子とともに環を形成し、残りの2つも互いに結合して窒素原子をスピロ原子とするスピロ環を形成してもよい。この場合、前記環としては、アジリジン環、アゼチジン環、ピロリジン環、ピペリジン環、アゼパン環等が挙げられるが、ピロリジン環、ピペリジン環等が好ましく、ピロリジン環等がより好ましい。また、前記スピロ環としては、1,1'-スピロビピロリジン環が特に好ましい。 Also, any two of R 21 to R 24 may bond with each other to form a ring together with the nitrogen atom to which they bond. Furthermore, any two of R 21 to R 24 may be bonded together to form a ring together with the nitrogen atom to which they are bonded, and the remaining two may be bonded together to form a spiro ring having the nitrogen atom as the spiro atom. good. In this case, examples of the ring include an aziridine ring, an azetidine ring, a pyrrolidine ring, a piperidine ring, an azepane ring and the like, but a pyrrolidine ring, a piperidine ring and the like are preferable, and a pyrrolidine ring and the like are more preferable. As the spiro ring, a 1,1'-spirobipyrrolidine ring is particularly preferred.
R21~R24がすべてアルキル基の場合は、少なくとも1つがその他のものと異なる構造であるものはイオン液体を形成しやすく、この場合、炭素数の差が1以上であることが好ましく、より好ましくは2以上、更に好ましくは4以上である。 When all of R 21 to R 24 are alkyl groups, at least one of which has a structure different from the others tends to form an ionic liquid. In this case, the difference in carbon number is preferably 1 or more, and more It is preferably 2 or more, more preferably 4 or more.
式(3)で表される窒素原子含有有機カチオンとして具体的には、下記式(3-1)又は(3-2)で表される4級アンモニウムイオン、下記式(3-3)又は(3-4)で表されるピロリジニウムイオン等が挙げられる。
式(3-1)~(3-4)中、R及びkは、前記と同じ。R201~R204は、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基である。R205及びR206は、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基である。また、R205及びR206は、互いに結合してこれらが結合する窒素原子とともに環を形成してもよい。前記炭素数1~4のアルキル基としては、前述したものと同様のものが挙げられる。 In formulas (3-1) to (3-4), R and k are the same as above. R 201 to R 204 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 205 and R 206 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. In addition, R 205 and R 206 may combine with each other to form a ring together with the nitrogen atom to which they are bonded. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include those mentioned above.
前記窒素原子含有有機カチオンとしては、例えば下記式(4)で表されるイミダゾリウムイオンも好ましい。
式(4)中、R31及びR32は、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、又は-(CH2)k-ORで表されるアルコキシアルキル基である。R及びkは、前記と同じである。前記炭素数1~20のアルキル基及びアルコキシアルキル基としては、前述したものと同様のものが挙げられる。この場合、R31とR32とは異なる基である方が、イオン液体を形成しやすい。 In formula (4), R 31 and R 32 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group represented by --(CH 2 ) k --OR. R and k are the same as above. Examples of the alkyl group and alkoxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms are the same as those described above. In this case, it is easier to form an ionic liquid when R 31 and R 32 are different groups.
前記窒素原子含有有機カチオンとしては、例えば下記式(5)で表されるピリジニウムイオンも好ましい。
式(5)中、R41は、炭素数1~8のアルキル基、又は-(CH2)k-ORで表されるアルコキシアルキル基である。R及びkは、前記と同じである。前記炭素数1~8のアルキル基及びアルコキシアルキル基としては、前述示したものと同様のものが挙げられる。 In formula (5), R 41 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxyalkyl group represented by --(CH 2 ) k --OR. R and k are the same as above. Examples of the alkyl group and alkoxyalkyl group having 1 to 8 carbon atoms are the same as those described above.
本発明のケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩は、カチオンの種類によってはイオン液体となる。例えば、カチオンが式(3-4)で表されるものはイオン液体になりやすく、また、式(2)で表されるもののうち、R11とR12とが異なる構造のものはイオン液体になりやすい。本発明においてイオン液体とは、イオンのみから構成される塩であって、融点が100℃以下のものを意味する。本発明のケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩からなるイオン液体は、融点が室温(25℃)以下(すなわち、室温で液体)であるものが好ましい。本発明のケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩からなるイオン液体は、ハロゲンフリーであるため環境負荷が小さい。 The silicon-containing tetraalkylborate of the present invention becomes an ionic liquid depending on the type of cation. For example, cations represented by formula (3-4) tend to form ionic liquids, and cations represented by formula (2) with different structures in which R 11 and R 12 are different form ionic liquids. Prone. In the present invention, the ionic liquid means a salt composed only of ions and having a melting point of 100° C. or lower. The ionic liquid composed of the silicon-containing tetraalkylborate of the present invention preferably has a melting point of room temperature (25° C.) or lower (that is, liquid at room temperature). The ionic liquid composed of the silicon-containing tetraalkylborate of the present invention is halogen-free and thus has a small environmental load.
[ケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩の製造方法]
本発明のケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩は、例えば、下記スキームAに従って製造することができる。
The silicon-containing tetraalkylborate of the present invention can be produced, for example, according to Scheme A below.
まず、化合物(1A)と化合物(1B)とを反応させ、化合物(1C)を合成する(第1工程)。ここで、前記式中n=1のとき、化合物(1C)は空気中で不安定なため、不活性ガス下で反応を行うことが好ましい。なお、化合物(1A)は、対応するハロゲン化物から公知の方法、例えば、実験化学講座(第4版)24巻(丸善出版)第1章記載の方法で合成できる。 First, compound (1A) and compound (1B) are reacted to synthesize compound (1C) (first step). Here, when n=1 in the above formula, the compound (1C) is unstable in the air, so the reaction is preferably carried out under an inert gas. Compound (1A) can be synthesized from the corresponding halide by a known method, for example, the method described in Jikken Kagaku Koza (4th edition), Vol. 24 (Maruzen Publishing), Chapter 1.
第1工程の反応は、化合物(1A)の溶液及び化合物(1B)の溶液を混合することで進行させることができる。このとき、溶液の溶媒としては、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の有機溶媒を使用することができる。 The reaction in the first step can proceed by mixing a solution of compound (1A) and a solution of compound (1B). At this time, organic solvents such as hexane, benzene, toluene, diethyl ether, and tetrahydrofuran can be used as solvents for the solution.
第1工程の反応において、式(1A)で表される化合物と式(1B)で表される化合物との使用比率は、モル比で5:1~1:5程度とすることができるが、コスト面を考慮すると、1:1に近い比率で行うことが好ましい。 In the reaction of the first step, the molar ratio of the compound represented by formula (1A) to the compound represented by formula (1B) can be about 5:1 to 1:5. Considering the cost aspect, it is preferable to perform at a ratio close to 1:1.
第1工程の反応は、30~90℃で行うことが好ましく、50~70℃で行うことがより好ましい。反応時間は、通常4~8時間程度である。 The reaction in the first step is preferably carried out at 30-90°C, more preferably at 50-70°C. The reaction time is usually about 4 to 8 hours.
得られた化合物(1C)は、通常の後処理を行って回収し、次工程に使用することができる。 The obtained compound (1C) can be recovered by a usual post-treatment and used in the next step.
次に、第2工程として、化合物(1C)と化合物(1D)とのイオン交換反応を行う。これによって、式(1)で表されるアニオンを含む塩を得ることができる。 Next, as a second step, ion exchange reaction between compound (1C) and compound (1D) is carried out. Thereby, a salt containing an anion represented by formula (1) can be obtained.
イオン交換反応は、例えば、化合物(1C)の水溶液及び化合物(1D)の水溶液を混合することで行うことができる。このときの反応温度は、10~50℃で行うことが好ましく、室温付近で(25℃前後)で行うことが更に好ましい。反応時間は、通常1~2時間程度である。なお、化合物(1C)及び化合物(1D)を混合するときは、水溶液に限定されず、両者を溶かすものであれば有機溶媒を用いてもよい。 The ion exchange reaction can be performed, for example, by mixing an aqueous solution of compound (1C) and an aqueous solution of compound (1D). The reaction temperature at this time is preferably 10 to 50° C., more preferably around room temperature (around 25° C.). The reaction time is usually about 1 to 2 hours. When compound (1C) and compound (1D) are mixed, the mixture is not limited to an aqueous solution, and an organic solvent may be used as long as it dissolves both.
第2工程の反応において、式(1C)で表される化合物と式(1D)で表される化合物との使用比率は、モル比で5:1~1:5程度とすることができるが、コスト面を考慮すると、1:1に近い比率で行うことが好ましい。 In the reaction of the second step, the molar ratio of the compound represented by the formula (1C) to the compound represented by the formula (1D) can be about 5:1 to 1:5. Considering the cost aspect, it is preferable to perform at a ratio close to 1:1.
反応終了後は、通常の後処理を行って目的物を得ることができる。 After completion of the reaction, the desired product can be obtained by performing a normal post-treatment.
本発明のケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩は、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、レドックスキャパシタ、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウム空気電池、プロトンポリマー電池等の蓄電デバイスの電解液溶媒、電解質や電解質用添加剤としても使用できる。また、本発明のケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩は、潤滑剤としても使用できる。更に、本発明のケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩は、ゴム、プラスチック等の高分子材料に添加する帯電防止剤や可塑剤等としても使用できる。また、本発明のケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩からなるイオン液体は、ハロゲンフリーのイオン液体であるため、環境負荷の少ないグリーン溶媒として有用である。 The silicon-containing tetraalkylborate of the present invention is an electrolyte solvent for electric storage devices such as electric double layer capacitors, lithium ion capacitors, redox capacitors, lithium secondary batteries, lithium ion secondary batteries, lithium air batteries, and proton polymer batteries. It can also be used as an electrolyte or an additive for electrolytes. The silicon-containing tetraalkylborate of the present invention can also be used as a lubricant. Furthermore, the silicon-containing tetraalkylborate of the present invention can be used as an antistatic agent or plasticizer added to polymer materials such as rubbers and plastics. In addition, since the ionic liquid comprising the silicon-containing tetraalkylborate of the present invention is a halogen-free ionic liquid, it is useful as a green solvent with low environmental load.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されない。なお、実施例等で使用した分析装置及び条件は以下のとおりである。
[1]核磁気共鳴(1H-NMR、13C-NMR、11B-NMR)スペクトル
装置:日本電子(株)製ECP-500
溶媒:重水、重ジメチルスルホキシド又は重クロロホルム
[2]融点
(実施例1のみ)
装置:セイコーインスツル(株)製DSC6200
測定条件:20~40℃まで毎分10℃昇温、40℃で1分間保持後、40~-100℃まで毎分1℃降温、-100℃で1分間保持後、-100~100℃まで毎分1℃昇温の条件で測定した。
(実施例2~5)
装置:(株)リガク製Thermo plus EVO II DSC
測定条件:30~100℃まで毎分5℃昇温、100℃で1分間保持後、100~30℃まで毎分5℃降温の条件で測定した。
[3]分解点
装置:(株)リガク製Thermo plus EVO II TG-DTA
測定条件:空気雰囲気下、室温~500℃まで毎分10℃昇温の条件で測定し、10%重量減少した温度を分解点とした。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. The analyzers and conditions used in Examples and the like are as follows.
[1] Nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR, 13 C-NMR, 11 B-NMR) spectrometer: ECP-500 manufactured by JEOL Ltd.
Solvent: heavy water, heavy dimethylsulfoxide or heavy chloroform [2] Melting point (Example 1 only)
Equipment: DSC6200 manufactured by Seiko Instruments Inc.
Measurement conditions: Temperature rise 10°C per minute from 20 to 40°C, hold at 40°C for 1 minute, lower temperature from 40 to -100°C by 1°C per minute, hold at -100°C for 1 minute, then -100 to 100°C Measurement was performed under the condition that the temperature was raised by 1°C per minute.
(Examples 2-5)
Apparatus: Thermo plus EVO II DSC manufactured by Rigaku Corporation
Measurement conditions: The temperature was raised from 30 to 100°C by 5°C per minute, maintained at 100°C for 1 minute, and then lowered by 5°C per minute from 100 to 30°C.
[3] Decomposition point device: Thermo plus EVO II TG-DTA manufactured by Rigaku Corporation
Measurement conditions: Measurement was performed in an air atmosphere at a temperature increase of 10°C per minute from room temperature to 500°C, and the temperature at which the weight decreased by 10% was taken as the decomposition point.
[実施例1]オクチルトリブチルホスホニウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートの合成
[実施例1-1]リチウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートの合成
この実験操作は、全て真空ライン又はグローブボックス内で行い、系内に空気が入らないように注意して行った。また、溶媒は、全て凍結脱気し、乾燥させたものを用いた。
磁気攪拌子を備えたナス型シュレンクフラスコにトリエチルボランのヘキサン溶液10.0mL(10.0mmol)を入れ、ここにアルゴン気流下、室温で(トリメチルシリル)メチルリチウムのヘキサン溶液10.0mL(9.53mmol)を加えた。このとき、シュレンクフラスコ内は瞬時に白濁した。この固体をライン操作でろ過し、得られた固体をヘキサンで洗浄後、真空乾燥することでリチウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートを空気に不安定な無色結晶として得た。収量1.59g(8.23mmol)、収率86.4%。
[Example 1] Synthesis of octyltributylphosphonium(trimethylsilylmethyl)triethylborate [Example 1-1] Synthesis of lithium(trimethylsilylmethyl)triethylborate All of this experimental operation was performed in a vacuum line or in a glove box. I was careful not to let air get inside. In addition, all the solvents used were freeze-deaerated and dried.
10.0 mL (10.0 mmol) of a hexane solution of triethylborane was placed in an eggplant-shaped Schlenk flask equipped with a magnetic stirrer, and 10.0 mL (9.53 mmol) of a hexane solution of (trimethylsilyl)methyllithium was placed therein under an argon stream at room temperature. ) was added. At this time, the inside of the Schlenk flask instantly became cloudy. This solid was filtered by a line operation, and the obtained solid was washed with hexane and then vacuum-dried to obtain lithium (trimethylsilylmethyl)triethylborate as air-unstable colorless crystals. Yield 1.59 g (8.23 mmol), yield 86.4%.
[実施例1-2]オクチルトリブチルホスホニウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートの合成
この実験操作は、全て真空ライン又はグローブボックス内で行い、系内に空気が入らないように注意して行った。また溶媒は、全て凍結脱気したもの用いた。
臭化オクチルトリブチルホスホニウム0.72g(1.81mmol)とリチウム(トリメチルシリルメチル)(トリエチル)ボラート0.29g(1.52mmol)を別々のナス型シュレンクフラスコに入れ、それぞれに水5mLを加えた。臭化オクチルトリブチルホスホニウム水溶液を、シリンジを用いてもう一方のナス型シュレンクフラスコに加えた、このとき、フラスコ内は瞬時に白濁した。1時間攪拌後、フラスコ内は二層の液体に分かれた。この上層を2回水で洗浄し、真空乾燥することで、オクチルトリブチルホスホニウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートを無色粘性液体として得た。収量0.42g(0.85 mmol)、収率55.6%。
得られたオクチルトリブチルホスホニウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートの1H-NMRスペクトルを図1に、13C-NMRスペクトルを図2に、11B-NMRスペクトルを図3に、TG-DTAチャートを図4に、DSCチャートを図5に示す。
[Example 1-2] Synthesis of octyltributylphosphonium(trimethylsilylmethyl)triethylborate All of these experimental operations were performed in a vacuum line or in a glove box, and care was taken to prevent air from entering the system. All the solvents used were freeze-degassed.
0.72 g (1.81 mmol) of octyltributylphosphonium bromide and 0.29 g (1.52 mmol) of lithium (trimethylsilylmethyl)(triethyl)borate were placed in separate eggplant-shaped Schlenk flasks, and 5 mL of water was added to each. The octyltributylphosphonium bromide aqueous solution was added to the other eggplant-shaped Schlenk flask using a syringe, and at this time, the inside of the flask instantly became cloudy. After stirring for 1 hour, the inside of the flask separated into two liquid layers. The upper layer was washed twice with water and dried in a vacuum to obtain octyltributylphosphonium(trimethylsilylmethyl)triethylborate as a colorless viscous liquid. Yield 0.42 g (0.85 mmol), yield 55.6%.
The 1 H-NMR spectrum of the obtained octyltributylphosphonium (trimethylsilylmethyl) triethylborate is shown in FIG. 1, the 13 C-NMR spectrum is shown in FIG. 2, the 11 B-NMR spectrum is shown in FIG. 3, and the TG-DTA chart is shown. 4, the DSC chart is shown in FIG.
[実施例2]テトラブチルアンモニウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートの合成
臭化オクチルトリブチルホスホニウムのかわりに臭化テトラブチルアンモニウムを用いた以外は、実施例1-2と同様の方法でテトラブチルアンモニウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートを白色固体として得た。
得られたテトラブチルアンモニウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートの1H-NMRスペクトルを図6に、13C-NMRスペクトルを図7に、11B-NMRスペクトルを図8に、TG-DTAチャートを図9に、DSCチャートを図10に示す。
[Example 2] Synthesis of tetrabutylammonium (trimethylsilylmethyl) triethylborate Tetrabutylammonium (tributylammonium) ( Trimethylsilylmethyl)triethylborate was obtained as a white solid.
The 1 H-NMR spectrum of the obtained tetrabutylammonium (trimethylsilylmethyl) triethylborate is shown in FIG. 6, the 13 C-NMR spectrum is shown in FIG. 7, the 11 B-NMR spectrum is shown in FIG. 8, and the TG-DTA chart is shown. 9, the DSC chart is shown in FIG.
[実施例3]テトラブチルアンモニウム(トリメチルシリルメチル)トリブチルボラートの合成
トリエチルボランのヘキサン溶液のかわりにトリブチルボランのヘキサン溶液10.0mL(10.0mmol)を用いた以外は、実施例1-1と同様の方法でリチウム(トリメチルシリルメチル)トリブチルボラートを得た。
次に、臭化オクチルトリブチルホスホニウムのかわりに臭化テトラブチルアンモニウムを用い、リチウム(トリメチルシリルメチル)(トリエチル)ボラートのかわりにリチウム(トリメチルシリルメチル)トリブチルボラートを用いた以外は、実施例1-2と同様の方法でテトラブチルアンモニウム(トリメチルシリルメチル)トリブチルボラートを白色固体として得た。
得られたテトラブチルアンモニウム(トリメチルシリルメチル)トリブチルボラートの1H-NMRスペクトルを図11に、13C-NMRスペクトルを図12に、11B-NMRスペクトルを図13に、TG-DTAチャートを図14に、DSCチャートを図15に示す。
[Example 3] Synthesis of tetrabutylammonium (trimethylsilylmethyl) tributylborate Example 1-1 was repeated except that 10.0 mL (10.0 mmol) of a hexane solution of tributylborane was used instead of the hexane solution of triethylborane. Lithium (trimethylsilylmethyl)tributyl borate was obtained in a similar manner.
Next, Example 1-2 except that tetrabutylammonium bromide was used instead of octyltributylphosphonium bromide, and lithium (trimethylsilylmethyl)tributylborate was used instead of lithium (trimethylsilylmethyl)(triethyl)borate. Tetrabutylammonium(trimethylsilylmethyl)tributylborate was obtained as a white solid in a similar manner.
The 1 H-NMR spectrum of the obtained tetrabutylammonium (trimethylsilylmethyl) tributylborate is shown in FIG. 11, the 13 C-NMR spectrum in FIG. 12, the 11 B-NMR spectrum in FIG. 13, and the TG-DTA chart in FIG. 14, the DSC chart is shown in FIG.
[実施例4]テトラブチルアンモニウム(トリメチルシリルメチル)トリイソブチルボラートの合成
トリエチルボランのヘキサン溶液のかわりにトリイソブチルボランのヘキサン溶液を用いた以外は、実施例1-1と同様の方法でリチウム(トリメチルシリルメチル)トリイソブチルボラートを得た。
次に、臭化オクチルトリブチルホスホニウムのかわりに臭化テトラブチルアンモニウムを用い、リチウム(トリメチルシリルメチル)(トリエチル)ボラートのかわりにリチウム(トリメチルシリルメチル)トリブチルボラートを用いた以外は、実施例1-2と同様の方法でテトラブチルアンモニウム(トリメチルシリルメチル)トリイソブチルボラートを白色固体として得た。
得られたテトラブチルアンモニウム(トリメチルシリルメチル)トリイソブチルボラートの1H-NMRスペクトルを図16に、13C-NMRスペクトルを図17に、11B-NMRスペクトルを図18に、TG-DTAチャートを図19に、DSCチャートを図20に示す。
[Example 4] Synthesis of tetrabutylammonium(trimethylsilylmethyl)triisobutylborate A hexane solution of triisobutylborane was used in place of the hexane solution of triethylborane, but the same procedure as in Example 1-1 was repeated to obtain lithium ( Trimethylsilylmethyl)triisobutylborate was obtained.
Next, Example 1-2 except that tetrabutylammonium bromide was used instead of octyltributylphosphonium bromide, and lithium (trimethylsilylmethyl)tributylborate was used instead of lithium (trimethylsilylmethyl)(triethyl)borate. Tetrabutylammonium(trimethylsilylmethyl)triisobutylborate was obtained as a white solid in a similar manner.
The 1 H-NMR spectrum of the obtained tetrabutylammonium (trimethylsilylmethyl) triisobutylborate is shown in FIG. 16, the 13 C-NMR spectrum is shown in FIG. 17, the 11 B-NMR spectrum is shown in FIG. 18, and the TG-DTA chart is shown. FIG. 19 shows a DSC chart in FIG.
[実施例5]テトラブチルホスホニウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートの合成
臭化オクチルトリブチルホスホニウムのかわりに臭化テトラブチルホスホニウムを用いた以外は、実施例1-2と同様の方法でテトラブチルホスホニウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートを白色固体として得た。
得られたテトラブチルホスホニウム(トリメチルシリルメチル)トリエチルボラートの1H-NMRスペクトルを図21に、13C-NMRスペクトルを図22に、11B-NMRスペクトルを図23に、TG-DTAチャートを図24に、DSCチャートを図25に示す。
[Example 5] Synthesis of tetrabutylphosphonium (trimethylsilylmethyl) triethylborate Tetrabutylphosphonium (trimethylsilylmethyl) triethylborate was prepared in the same manner as in Example 1-2, except that tetrabutylphosphonium bromide was used instead of octyltributylphosphonium bromide. Trimethylsilylmethyl)triethylborate was obtained as a white solid.
The 1 H-NMR spectrum of the obtained tetrabutylphosphonium (trimethylsilylmethyl) triethylborate is shown in FIG. 21, the 13 C-NMR spectrum is shown in FIG. 22, the 11 B-NMR spectrum is shown in FIG. 24 and the DSC chart is shown in FIG.
DSC及びTG-DTA測定より求めた得られた各ケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩の融点及び分解点を、表1に示す。 Table 1 shows the melting point and decomposition point of each silicon-containing tetraalkylborate obtained by DSC and TG-DTA measurements.
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