WO2014061482A1 - イオン液体 - Google Patents
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- C07D295/08—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly bound oxygen or sulfur atoms
Definitions
- the present invention relates to an ionic liquid.
- An ionic liquid is a salt composed only of ions and generally has a melting point of 100 ° C. or lower. Ionic liquids are attracting attention because they have excellent characteristics such as non-volatility, flame retardancy, and high ionic conductivity, and can be designed in various physical properties and functions. Due to such properties, ionic liquids are expected to be applied as, for example, solvents in environmentally friendly green chemistry, and electrolytes for power storage devices.
- halogen-free ionic liquids are inferior to ionic liquids containing general fluorine-containing anions in terms of physical properties such as poor heat resistance and high viscosity.
- an ionic liquid for an electrochemical application such as an electrolyte of an electricity storage device
- electrochemical characteristics such as high ionic conductivity and a wide potential window are required.
- ionic liquids have been reported so far, they have halogen atoms, particularly fluorine atoms in the molecule, and no ionic liquids having a halogen-free and wide potential window have been known. .
- the present invention has been made in view of such circumstances, and does not contain a halogen atom and is excellent in heat resistance as a halogen-free ionic liquid, and has a wider potential window than that of a conventional ionic liquid.
- An object is to provide an ionic liquid having the same.
- the present inventors have found that a salt composed of a specific cyclic quaternary ammonium cation having an alkoxyalkyl group and a trimethylsilylalkanesulfonate anion becomes an ionic liquid,
- a halogen-free ionic liquid is excellent in heat resistance, and found that the ionic liquid has a wider potential window as compared with conventional ionic liquids, thereby completing the present invention.
- Claim 1 An ionic liquid comprising a cyclic quaternary ammonium cation represented by the following formula (1) and a trimethylsilylalkanesulfonate anion represented by the following formula (2).
- R 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
- R 2 represents a methyl group or an ethyl group.
- N is 1 or 2
- m is 2 or 3.
- Claim 2 The ionic liquid according to claim 1, wherein R 1 is a methyl group or an ethyl group.
- Claim 3 The ionic liquid according to claim 2, wherein R 1 and R 2 are methyl groups.
- Claim 4 The ionic liquid according to any one of claims 1 to 3, wherein n is 2.
- Claim 5 The ionic liquid according to any one of claims 1 to 4, wherein m is 3.
- the salt which consists of a trialkylsilylalkanesulfonic acid anion and a quaternary onium cation is disclosed by patent document 1, for example, the said salt is not an ionic liquid.
- the ionic liquid of the present invention is halogen-free, it has a low environmental impact, and as a conventional halogen-free ionic liquid, it has excellent heat resistance, has a wider potential window than the conventional ionic liquid, and is electrochemical. Is stable.
- Example 1 is a 1 H-NMR spectrum of Compound 1 obtained in Example 1.
- 2 is a 1 H-NMR spectrum of Compound 2 obtained in Example 2.
- 2 is a chart showing potential windows of Compound 1, Compound 2, and Compound 3 obtained in Comparative Example 1.
- the ionic liquid of the present invention comprises a cyclic quaternary ammonium cation represented by the following formula (1) and a trimethylsilylalkanesulfonate anion represented by the following formula (2).
- R 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
- R 2 is a methyl group or an ethyl group.
- n is 1 or 2, but 2 is particularly preferable from the viewpoint of chemical stability, and
- m is 2 or 3, but 3 is particularly preferable from the viewpoint of easy availability of raw materials.
- the alkyl group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group and a c-propyl group. Of these, a linear alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
- the melting point of the ionic liquid of the present invention is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower, and further preferably 50 ° C. or lower.
- the ionic liquid of the present invention is ion-exchanged using, for example, an ion exchange resin using a cyclic quaternary ammonium salt represented by the following formula (3) and a trimethylsilylalkanesulfonate represented by the following formula (4).
- an ion exchange resin using a cyclic quaternary ammonium salt represented by the following formula (3) and a trimethylsilylalkanesulfonate represented by the following formula (4).
- R 1 , R 2 , n and m are the same as above.
- X represents a halogen atom.
- M + represents a monovalent metal ion.
- an aqueous solution of a quaternary ammonium salt represented by the formula (3) is passed through a column packed with a cation exchange resin, and the cation of the quaternary ammonium salt is supported on the cation exchange resin. Wash through water.
- the target ionic liquid can be obtained by passing the trimethylsilylalkanesulfonate represented by the formula (4) through the column, collecting the eluate, and purifying it.
- cation exchange resin a commonly used cation exchange resin can be used, but a strongly acidic cation exchange resin is preferably used. These are available as commercial products.
- annular quaternary ammonium salt shown by Formula (3) is compoundable with the synthesis method of a well-known general amine.
- it can be synthesized by reacting pyrrolidine with an alkoxyalkyl halide to synthesize a tertiary amine and reacting the tertiary amine with an alkylating agent.
- the trimethylsilylalkanesulfonate represented by the formula (4) can be synthesized using a conventionally known method (such as the method described in US Pat. No. 3,141,898).
- Examples of the halogen atom represented by X include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms, with chlorine, bromine and iodine atoms being preferred.
- Examples of the metal ion represented by M + include sodium ion, potassium ion, silver ion, and the like, but sodium ion and potassium ion are preferable from the viewpoint of cost.
- the ionic liquid of the present invention is not limited to the synthesis method described above (“Ionic liquids—the forefront and future of development”, CMC Publishing Co., Ltd., 2003); Can be synthesized by a general synthesis method described in “Near Future-”, CMC Publishing, 2006, etc.).
- it can also be produced by reacting a cyclic quaternary ammonium salt represented by the formula (3) and a sulfonate salt represented by the formula (4) in a solvent.
- the solvent may be either water or an organic solvent.
- the use ratio of the cyclic quaternary ammonium salt to the trimethylsilylalkanesulfonate in the above reaction can be about 5: 1 to 1: 5 in molar ratio. Usually, it is preferable to carry out at a ratio close to 1: 1. After completion of the reaction, the desired product can be obtained by carrying out usual post-treatment.
- Other methods for producing the ionic liquid of the present invention include a neutralization method using an ion exchange resin.
- this neutralization method first, trimethylsilylalkanesulfonate and cyclic quaternary ammonium salt were converted to trimethylsilylalkanesulfonic acid and cyclic quaternary ammonium hydroxide using cation exchange resin and anion exchange resin, respectively. Then, it can obtain by mixing both.
- the counter ion there is no particular limitation on the counter ion as long as both the trimethylsilylalkanesulfonate and the cyclic quaternary ammonium salt are ion-exchanged.
- the trimethylsilylalkanesulfonate sodium salt, potassium salt and the like are preferable.
- a counter ion with the cyclic quaternary ammonium salt a halogen ion is preferable, and a chlorine ion and a bromine ion are particularly preferable from the viewpoint of cost.
- the molar ratio of trimethylsilylalkanesulfonic acid and cyclic quaternary ammonium hydroxide in the neutralization reaction is not particularly limited and can be about 5: 1 to 1: 5. Considering the cost, it is preferable to carry out at a ratio close to 1: 1, and it is particularly preferable to set the neutralization point of the aqueous layer as the reaction end point.
- the ionic liquid of the present invention described above is useful as a reaction solvent and an extraction solvent.
- it is a halogen-free ionic liquid, it is useful as a green solvent with little environmental load.
- it can be used as an antistatic agent or a plasticizer added to an electrolyte (electrolytic solution) of an electricity storage device, or a polymer material such as rubber or plastic. Since the ionic liquid of the present invention is excellent in heat resistance as compared with other halogen-free ionic liquids, it is suitable for these applications.
- the ionic liquid of the present invention has not only a conventional ionic liquid but also a wide potential window as compared with a conventional solid electrolyte salt and is electrochemically stable
- the electrolyte of a power storage device is particularly preferable. It can be suitably used as (electrolyte).
- Disassembly point device TG-DTA 6200 manufactured by Seiko Instruments Inc. Measurement conditions: Measurement was performed at 30 ° C. to 500 ° C. under a temperature increase of 10 ° C. per minute under the air atmosphere.
- Cyclic voltammetry measuring device electrochemical measuring device HSV-100 (manufactured by Hokuto Denko Corporation) Measurement conditions: Measurement was performed at a sweep rate of 10 mV / sec using a glassy carbon electrode as a working electrode, a platinum electrode as a counter electrode, and an Ag / Ag + type reference electrode as a reference electrode.
- Cation exchange resin Amberlyst 15JS-HG ⁇ DRY (manufactured by Organo Co., Ltd.) was packed in a column (capacity: about 20 mL) and replaced with H type.
- MEMPCl N-2-methoxyethyl-N-methylpyrrolidinium chloride
- Liquid compound 2 was synthesized in the same manner as in Example 1, except that sodium 2- (trimethylsilyl) -1-ethanesulfonate was used instead of sodium 3- (trimethylsilyl) -1-propanesulfonate.
- sodium 2- (trimethylsilyl) -1-ethanesulfonate was synthesized according to the method described in US Pat. No. 3,141,898.
- the 1 H-NMR spectrum of the obtained compound 2 is shown in FIG. Further, the melting point of Compound 2 was not observed, the glass transition point was ⁇ 70 ° C., and the decomposition point was 285 ° C.
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Abstract
下記式（１）で示される環状第４級アンモニウムカチオン及び下記式（２）で示されるトリメチルシリルアルカンスルホン酸アニオンからなるイオン液体を提供する。 （式中、Ｒ1は炭素数１～３のアルキル基を表す。Ｒ2はメチル基又はエチル基を表す。ｎは１又は２、ｍは２又は３である。）
Description
本発明は、イオン液体に関する。
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、不揮発性、難燃性、高イオン導電性等の優れた特性を有しており、また、物性や機能を様々にデザインできることから注目を集めている。このような性質から、イオン液体は、例えば、環境にやさしいグリーンケミストリーにおける溶媒として、また、蓄電デバイスの電解質等としての応用が期待されている。
しかし、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る。また、ハロゲンフリーのイオン液体は、耐熱性が悪い、粘度が高い等物性面で一般的なフッ素含有アニオンを含むイオン液体に劣ることが知られている。
また、蓄電デバイスの電解質等といった電気化学的な用途にイオン液体を用いるためには、高イオン導電性、広い電位窓等の電気化学的特性が要求される。これまでにそのようなイオン液体は報告されているが、それらは分子内にハロゲン原子、特にフッ素原子を有するものであり、ハロゲンフリーで、かつ広い電位窓を有するイオン液体は知られていなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ハロゲン原子を含まず、かつ、ハロゲンフリーのイオン液体としては耐熱性に優れ、また、従来のイオン液体に比べて広い電位窓を有するイオン液体を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、アルコキシアルキル基を有する特定の環状第４級アンモニウムカチオン及びトリメチルシリルアルカンスルホン酸アニオンから構成される塩がイオン液体となること、並びにハロゲンフリーのイオン液体としては耐熱性に優れていることを見出すとともに、該イオン液体が従来のイオン液体に比べて広い電位窓を有することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、下記イオン液体を提供する。
請求項１：
下記式（１）で示される環状第４級アンモニウムカチオン及び下記式（２）で示されるトリメチルシリルアルカンスルホン酸アニオンからなることを特徴とするイオン液体。
（式中、Ｒ1は炭素数１～３のアルキル基を表す。Ｒ2はメチル基又はエチル基を表す。ｎは１又は２、ｍは２又は３である。）
請求項２：
上記Ｒ1がメチル基又はエチル基である請求項１記載のイオン液体。
請求項３：
上記Ｒ1及びＲ2がメチル基である請求項２記載のイオン液体。
請求項４：
上記ｎが２である請求項１～３のいずれか１項記載のイオン液体。
請求項５：
上記ｍが３である請求項１～４のいずれか１項記載のイオン液体。
請求項１：
下記式（１）で示される環状第４級アンモニウムカチオン及び下記式（２）で示されるトリメチルシリルアルカンスルホン酸アニオンからなることを特徴とするイオン液体。
請求項２：
上記Ｒ1がメチル基又はエチル基である請求項１記載のイオン液体。
請求項３：
上記Ｒ1及びＲ2がメチル基である請求項２記載のイオン液体。
請求項４：
上記ｎが２である請求項１～３のいずれか１項記載のイオン液体。
請求項５：
上記ｍが３である請求項１～４のいずれか１項記載のイオン液体。
なお、トリアルキルシリルアルカンスルホン酸アニオン及び第４級オニウムカチオンからなる塩は、例えば、特許文献１に開示されているが、当該塩はイオン液体ではない。
本発明のイオン液体は、ハロゲンフリーであるため環境負荷が小さく、また、従来のハロゲンフリーのイオン液体としては耐熱性に優れ、従来のイオン液体に比べて広い電位窓を有し、電気化学的に安定である。
本発明のイオン液体は、下記式（１）で示される環状第４級アンモニウムカチオン及び下記式（２）で示されるトリメチルシリルアルカンスルホン酸アニオンからなる。
式中、Ｒ1は炭素数１～３のアルキル基を表す。Ｒ2はメチル基又はエチル基である。ｎは１又は２であるが、化学的安定性の点から特に２が好ましく、ｍは２又は３であるが、原料の入手し易さの点から特に３が好ましい。
上記アルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基及びｃ－プロピル基が挙げられる。これらのうち、直鎖アルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
上記式（１）で示される環状第４級アンモニウムカチオンとしては、Ｒ1及びＲ2がともにメチル基であるものが特に好ましい。
本発明のイオン液体の融点は、１００℃以下が好ましく、８０℃以下がより好ましく、５０℃以下が更に好ましい。
本発明のイオン液体は、例えば、下記式（３）で示される環状第４級アンモニウム塩と下記式（４）で示されるトリメチルシリルアルカンスルホン酸塩を用いて、イオン交換樹脂を用いてイオン交換させることによって製造することができる。
（式中、Ｒ1、Ｒ2、ｎ及びｍは上記と同じ。Ｘはハロゲン原子を表す。Ｍ+は１価の金属イオンを表す。）
具体的には、まず、式（３）で示される第４級アンモニウム塩の水溶液を陽イオン交換樹脂を充填したカラムに通し、上記第４級アンモニウム塩のカチオンを陽イオン交換樹脂に担持させ、水を通して洗浄する。次に、式（４）で示されるトリメチルシリルアルカンスルホン酸塩を上記カラムに通し、溶出液を回収し、精製することで、目的のイオン液体を得ることができる。
上記陽イオン交換樹脂としては、一般的に使用されている陽イオン交換樹脂を用いることができるが、強酸性陽イオン交換樹脂を用いることが好ましい。これらは、市販品として入手可能である。
なお、式（３）で示される環状第４級アンモニウム塩は、公知の一般的なアミン類の合成方法で合成することができる。例えば、ピロリジンとハロゲン化アルコキシアルキルとを反応させて第３級アミンを合成し、該第３級アミンとアルキル化剤とを反応させることで合成できる。
式（４）で示されるトリメチルシリルアルカンスルホン酸塩は、従来公知の方法（米国特許第３１４１８９８号明細書記載の方法等）を用いて合成することができる。また、上記式（４）においてｍ＝３であるスルホン酸塩は、市販品としても入手可能である。
上記Ｘで表されるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素原子が挙げられるが、塩素、臭素及びヨウ素原子が好ましい。
上記Ｍ+で表される金属イオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、銀イオン等が挙げられるが、コスト面から、ナトリウムイオン、カリウムイオンが好ましい。
上記Ｍ+で表される金属イオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、銀イオン等が挙げられるが、コスト面から、ナトリウムイオン、カリウムイオンが好ましい。
また、本発明のイオン液体は、上記の合成法以外でも成書（「イオン性液体－開発の最前線と未来－」、シーエムシー出版、２００３年；「イオン液体ＩＩ－驚異的な進歩と多彩な近未来－」、シーエムシー出版、２００６年、等）記載の一般的な合成方法で合成することが可能である。例えば、式（３）で示される環状第４級アンモニウム塩と式（４）で示されるスルホン酸塩とを溶媒中で反応させて製造することもできる。この場合、溶媒は水、有機溶媒どちらでも構わない。
上記反応における環状第４級アンモニウム塩とトリメチルシリルアルカンスルホン酸塩との使用比率は、モル比で５：１～１：５程度とすることができる。通常は１：１に近い比率で行うことが好ましい。
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。
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。
本発明のイオン液体のその他の製造方法として、イオン交換樹脂を用いた中和法を挙げることができる。この中和法の場合、まずトリメチルシリルアルカンスルホン酸塩及び環状第４級アンモニウム塩を、それぞれ陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を用いてトリメチルシリルアルカンスルホン酸及び水酸化環状第４級アンモニウムに変換した後、両者を混合することによって得ることができる。
本発明においてこの中和法を適用する場合、トリメチルシリルアルカンスルホン酸塩、環状第４級アンモニウム塩共にイオン交換するものならば、対イオンの制限は特にない。しかし、コスト面から、トリメチルシリルアルカンスルホン酸塩としてはナトリウム塩、カリウム塩等が好ましい。環状第４級アンモニウム塩との対イオンとしてはハロゲンイオンが好ましく、コスト面から、塩素イオン、臭素イオンが特に好ましい。
上記中和反応におけるトリメチルシリルアルカンスルホン酸及び水酸化環状第４級アンモニウムのモル比は特に制限がなく、５：１～１：５程度とすることができる。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く、特に水層の中和点を反応終結点とするのが好ましい。
以上説明した本発明のイオン液体は、反応溶媒や抽出溶媒として有用であり、特に、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。
また、蓄電デバイスの電解質（電解液）や、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用いることができる。本発明のイオン液体は他のハロゲンフリーのイオン液体に比べて耐熱性に優れるため、これらの用途に好適である。また、特に、本発明のイオン液体は、従来のイオン液体のみならず、従来の固体の電解質塩と比べても広い電位窓を有し、電気化学的に安定であるため、特に蓄電デバイスの電解質（電解液）等として好適に用いることができる。
また、蓄電デバイスの電解質（電解液）や、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用いることができる。本発明のイオン液体は他のハロゲンフリーのイオン液体に比べて耐熱性に優れるため、これらの用途に好適である。また、特に、本発明のイオン液体は、従来のイオン液体のみならず、従来の固体の電解質塩と比べても広い電位窓を有し、電気化学的に安定であるため、特に蓄電デバイスの電解質（電解液）等として好適に用いることができる。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
なお、実施例で使用した分析装置及び条件は下記のとおりである。
［１］核磁気共鳴（1Ｈ－ＮＭＲ）スペクトル
装置：日本電子（株）製 ＡＬ－４００
溶媒：重ＤＭＳＯ
［２］融点
装置：セイコーインスツルメンツ（株）製 ＤＳＣ ６２００
測定条件：２０℃～６０℃まで毎分１０℃昇温、６０℃で１分間保持後、６０℃～－９０℃まで毎分１℃降温、－９０℃で１分間保持後、－９０℃～６０℃まで毎分１℃昇温の条件で測定した。
［３］分解点
装置：セイコーインスツルメンツ（株）製 ＴＧ－ＤＴＡ ６２００
測定条件：空気雰囲気下、３０℃～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。
［４］サイクリックボルタンメトリー測定
装置：電気化学測定装置ＨＳＶ－１００（北斗電工（株）製）
測定条件：作用極にグラッシーカーボン電極、対極に白金電極、参照極にＡｇ／Ａｇ+型参照電極を用いて、掃引速度１０ｍＶ／ｓｅｃで測定を行った。
なお、実施例で使用した分析装置及び条件は下記のとおりである。
［１］核磁気共鳴（1Ｈ－ＮＭＲ）スペクトル
装置：日本電子（株）製 ＡＬ－４００
溶媒：重ＤＭＳＯ
［２］融点
装置：セイコーインスツルメンツ（株）製 ＤＳＣ ６２００
測定条件：２０℃～６０℃まで毎分１０℃昇温、６０℃で１分間保持後、６０℃～－９０℃まで毎分１℃降温、－９０℃で１分間保持後、－９０℃～６０℃まで毎分１℃昇温の条件で測定した。
［３］分解点
装置：セイコーインスツルメンツ（株）製 ＴＧ－ＤＴＡ ６２００
測定条件：空気雰囲気下、３０℃～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。
［４］サイクリックボルタンメトリー測定
装置：電気化学測定装置ＨＳＶ－１００（北斗電工（株）製）
測定条件：作用極にグラッシーカーボン電極、対極に白金電極、参照極にＡｇ／Ａｇ+型参照電極を用いて、掃引速度１０ｍＶ／ｓｅｃで測定を行った。
［実施例１］化合物１の合成
下記式で示される化合物１を合成した。
下記式で示される化合物１を合成した。
ピロリジン（和光純薬工業（株）製）１．５１質量部と塩化２－メトキシエチル（関東化学（株）製）１．００質量部とを混合し、還流しながら１時間反応させた。反応後、反応液は２層に分離したが、しばらく放冷すると下層は固化した。デカンテーションにより上層のみ回収し、減圧蒸留により精製を行った。この蒸留にて目的物であるＮ－２－メトキシエチルピロリジン（沸点７６℃／蒸気圧４５ｍｍＨｇ）を０．９６質量部得た（収率７０％）。
得られたＮ－２－メトキシエチルピロリジン１．００質量部、及びこれに対し２倍容量のトルエン（和光純薬工業（株）製）を混合し、オートクレーブ中に入れ、系内を窒素置換した。密閉系にしたのち、室温撹拌下、塩化メチルガス（日本特殊化学工業（株）製）を約１．００質量部加えた。塩化メチルガス導入時には温度及び内圧の上昇があり、最高時で温度は約５３℃、内圧は５．５ｋｇｆ／ｃｍ2まで上昇した。そのまま、加熱せず反応させ、２日後に塩化メチルガスを約０．７５質量部加えた。更に１日反応させた後、加圧解除し、系中に生成した結晶を減圧ろ過にてろ別し、真空ポンプを用いて乾燥させ、Ｎ－２－メトキシエチル－Ｎ－メチルピロリジニウムクロライドを１．２９質量部得た（収率９２％）。
陽イオン交換樹脂アンバーリスト１５ＪＳ－ＨＧ・ＤＲＹ（オルガノ（株）製）をカラム（容量約２０ｍＬ）に詰め、Ｈ型に置換した。そこにＮ－２－メトキシエチル－Ｎ－メチルピロリジニウムクロライド（ＭＥＭＰＣｌ）５５ｇを脱イオン水１００ｍＬに溶解した水溶液を通し、その後、脱イオン水を溶出液が中性になるまで充分に流した。これと同様の操作を複数回行い、Ｎ－２－メトキシエチル－Ｎ－メチルピロリジニウムクロライドを流した時の溶出液がほぼ中性になることを確認し、Ｎ－２－メトキシエチル－Ｎ－メチルピロリジニウム型に置換した。置換後、脱イオン水を充分に流し、溶出液が中性であることを確認した。３－（トリメチルシリル）－１－プロパンスルホン酸ナトリウム（シグマ－アルドリッチ社製）７．５７ｇを１５０ｍＬの脱イオン水に溶解した水溶液をカラムに通した。溶出液を回収し、真空ポンプを使用して減圧下、水を留去し濃縮した。残留分を更にオイルバスを用いて、１１０℃の加熱下、真空引きを１．５時間行い、目的物である化合物１を１１．３ｇ得た（収率９５％）。
得られた化合物１の1Ｈ－ＮＭＲスペクトルを図１に示す。
また、化合物１の融点は４０℃、分解点は２９３℃であった。
得られた化合物１の1Ｈ－ＮＭＲスペクトルを図１に示す。
また、化合物１の融点は４０℃、分解点は２９３℃であった。
［実施例２］化合物２の合成
下記式で示される化合物２を合成した。
下記式で示される化合物２を合成した。
３－（トリメチルシリル）－１－プロパンスルホン酸ナトリウムの代わりに２－（トリメチルシリル）－１－エタンスルホン酸ナトリウムを用いた以外は、実施例１と同じ方法で液状の化合物２を合成した。なお、２－（トリメチルシリル）－１－エタンスルホン酸ナトリウムは、米国特許第３１４１８９８号明細書記載の方法に従って合成した。
得られた化合物２の1Ｈ－ＮＭＲスペクトルを図２に示す。
また、化合物２の融点は観測されず、ガラス転移点は－７０℃、分解点は２８５℃であった。
得られた化合物２の1Ｈ－ＮＭＲスペクトルを図２に示す。
また、化合物２の融点は観測されず、ガラス転移点は－７０℃、分解点は２８５℃であった。
［比較例１］化合物３の合成
特開２００７－１６１７３３号公報記載の方法に従って、下記式で示される化合物３を合成した。化合物３の融点は１８℃、分解点は３６０℃であった。
特開２００７－１６１７３３号公報記載の方法に従って、下記式で示される化合物３を合成した。化合物３の融点は１８℃、分解点は３６０℃であった。
［サイクリックボルタンメトリー測定］
上記化合物１～３について、各々０．１Ｍのプロピレンカーボネート（キシダ化学（株）製）溶液を調整し、サイクリックボルタンメトリー測定を行った。
結果を図３に示す。図３から明らかなように、化合物１及び２の方が電位窓が広く、電気化学的に安定であることがわかった。
上記化合物１～３について、各々０．１Ｍのプロピレンカーボネート（キシダ化学（株）製）溶液を調整し、サイクリックボルタンメトリー測定を行った。
結果を図３に示す。図３から明らかなように、化合物１及び２の方が電位窓が広く、電気化学的に安定であることがわかった。
Claims (5)
- 下記式（１）で示される環状第４級アンモニウムカチオン及び下記式（２）で示されるトリメチルシリルアルカンスルホン酸アニオンからなることを特徴とするイオン液体。
- 上記Ｒ1がメチル基又はエチル基である請求項１記載のイオン液体。
- 上記Ｒ1及びＲ2がメチル基である請求項２記載のイオン液体。
- 上記ｎが２である請求項１～３のいずれか１項記載のイオン液体。
- 上記ｍが３である請求項１～４のいずれか１項記載のイオン液体。
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