WO2015122519A1 - リン酸ジエステル塩の製造方法及びリン酸ジエステルの製造方法 - Google Patents

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WO2015122519A1
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phosphoric acid
acid diester
group
reaction
diester salt
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PCT/JP2015/054151
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紀敬 坂口
静郁 桂
西田 哲郎
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ステラケミファ株式会社
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/06Phosphorus compounds without P—C bonds
    • C07F9/08Esters of oxyacids of phosphorus
    • C07F9/09Esters of phosphoric acids
    • C07F9/11Esters of phosphoric acids with hydroxyalkyl compounds without further substituents on alkyl
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
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    • C07F9/09Esters of phosphoric acids
    • C07F9/12Esters of phosphoric acids with hydroxyaryl compounds

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a phosphate diester salt and a method for producing a phosphate diester. More specifically, the reaction between a dihalophosphate and a hydroxy compound does not require harsh reaction conditions in terms of reaction temperature and reaction time, and complicated operations such as distillation, and can be easily and efficiently produced.
  • the present invention relates to a method for producing an acid diester salt and a method for producing a phosphoric acid diester.
  • Examples of a general method for producing a phosphoric acid diester salt include a method in which the phosphoric acid diester is neutralized with a base, or the phosphoric acid diester is subjected to cation exchange using an ion exchange resin to obtain a target salt.
  • a method for producing a phosphoric acid diester a method in which an alcohol is reacted with phosphorus halide such as phosphorus oxychloride or phosphorus pentachloride, diphosphorus pentoxide or polyphosphoric acid is generally known. Yes. In this method, a mixture of phosphoric acid monoester and phosphoric acid diester is mainly obtained.
  • Patent Document 1 discloses a method for producing a phosphoric diester salt characterized by reacting a secondary amine and a phosphoric acid triester in a pressure vessel.
  • the reaction must be performed at a high temperature of 100 ° C. or more and for 30 hours or more, which is not suitable for production on an industrial scale.
  • Patent Document 2 listed below discloses a phosphate ester or a salt thereof, which is purified by removing orthophosphoric acid or a salt thereof from a mixture containing a phosphate ester or a salt thereof, and orthophosphoric acid or a salt thereof using a reverse osmosis membrane.
  • a method for producing a salt is disclosed.
  • the yield of desired phosphoric acid diester is low and it is not suitable from a viewpoint of manufacturing only a phosphoric acid diester salt.
  • Patent Document 3 discloses a production method in which a phosphoric acid triester is hydrolyzed with an aqueous inorganic base in the presence of a phosphoric acid diester to obtain a corresponding phosphoric acid diester.
  • a phosphoric acid triester is hydrolyzed with an aqueous inorganic base in the presence of a phosphoric acid diester to obtain a corresponding phosphoric acid diester.
  • Patent Document 3 discloses a production method in which a phosphoric acid triester is hydrolyzed with an aqueous inorganic base in the presence of a phosphoric acid diester to obtain a corresponding phosphoric acid diester.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to reduce the reaction temperature and reaction time, and it does not require complicated operations such as distillation, and it is efficiently produced by a very simple method.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a phosphoric acid diester salt and a method for producing a phosphoric acid diester.
  • the method for producing a phosphoric acid diester salt of the present invention provides M (PO 2 X 2 ) n (wherein M represents a monovalent to trivalent cation, and X represents a halogen atom. Wherein n represents a natural number of 1 to 3), and a hydroxy compound is reacted.
  • the reaction between the dihalophosphate and the hydroxy compound is preferably performed in an organic solvent in the presence of a base.
  • the reaction between the dihalophosphate and the hydroxy compound is preferably performed in the presence of a base without a solvent.
  • the hydroxy compound is preferably at least one selected from the group consisting of alcohols, phenols, naphthols, saccharides and oxocarbonic acids.
  • M is at least one selected from the group consisting of alkali metal ions, alkaline earth metal ions, transition metal ions, and onium ions.
  • the M is a lithium ion.
  • X is preferably a chlorine atom.
  • the base is preferably an amine or a metal hydroxide.
  • the organic solvent is at least one aprotic compound selected from the group consisting of nitriles, esters, ketones, ethers, halogenated hydrocarbons, nitromethane, nitroethane, and dimethylformamide.
  • An organic solvent is preferable.
  • the organic solvent is dimethoxyethane.
  • the manufacturing method of the phosphoric acid diester of this invention makes the phosphoric acid diester salt obtained by the manufacturing method of the phosphoric acid diester salt mentioned above react with an acid.
  • M (PO 2 X 2 ) n (wherein M represents a monovalent to trivalent cation, X represents a halogen atom, and n represents 1 to 3).
  • the reaction temperature and reaction time can be reduced by reacting the dihalophosphate represented by (2) with a hydroxy compound, and complicated operations such as distillation are not required. It becomes possible to produce a phosphoric acid diester salt efficiently.
  • the method for producing a phosphoric acid diester of the present invention it is possible to produce a phosphoric acid diester efficiently by an extremely simple method by reacting the phosphoric acid diester salt with an acid.
  • the manufacturing method of the phosphoric acid diester salt which concerns on this Embodiment is demonstrated below.
  • the manufacturing method of the phosphoric acid diester salt of this Embodiment is performed by making a dihalophosphate and a hydroxy compound react. This reaction may be performed in the presence of a base in an organic solvent.
  • the dihalophosphate is represented by M (PO 2 X 2 ) n (wherein M represents a monovalent to trivalent cation, X represents a halogen atom, and n represents a natural number of 1 to 3). And is the precursor of the phosphoric acid diester salt.
  • M represents a monovalent to trivalent cation.
  • the monovalent cation is not particularly limited, and examples thereof include alkali metal ions, alkaline earth metal ions, aluminum ions, transition metal ions, ammonium ions (NH 4+ ), primary ammonium ions, secondary ammonium ions, secondary ions. Examples include onium ions such as tertiary ammonium ions, quaternary ammonium ions, quaternary phosphonium ions, and sulfonium ions. It does not specifically limit as a bivalent cation, An alkaline-earth metal ion etc. are mentioned. Moreover, it does not specifically limit as a trivalent cation, A transition metal ion etc. are mentioned. These cations are appropriately selected according to the reaction target unless reacting with the hydroxy compound or the base coexisting in the organic solvent.
  • the alkali metal of the alkali metal ion is not particularly limited, and examples thereof include lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium. These can be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of easy availability and high reactivity with a hydroxy compound, the M is preferably lithium or sodium.
  • the alkaline earth metal of the alkaline earth metal ion is not particularly limited, and examples thereof include magnesium, calcium, strontium, and barium. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the transition metal of the transition metal ion is not particularly limited, and examples thereof include manganese, cobalt, nickel, iron, chromium, copper, molybdenum, tungsten, and vanadium. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the primary ammonium that forms the primary ammonium ion is not particularly limited, and examples thereof include methylammonium, ethylammonium, propylammonium, isopropylammonium, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the secondary ammonium that forms the secondary ammonium ion is not particularly limited.
  • dimethylammonium, diethylammonium, dipropylammonium, dibutylammonium, methylethylammonium, methylpropylammonium, methylbutylammonium, propylbutylammonium examples include diisopropylammonium. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the tertiary ammonium forming the tertiary ammonium ion is not particularly limited.
  • trimethylammonium, triethylammonium, tripropylammonium, tributylammonium, dimethylethylammonium, methyldiethylammonium, triisopropylammonium, dimethylisopropylammonium examples include diethylisopropylammonium, dimethylpropylammonium, dimethylbutylammonium and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the quaternary ammonium forming the quaternary ammonium ion is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic quaternary ammoniums, imidazoliums, pyridiniums, pyrazoliums, and pyridaziniums. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the aliphatic quaternary ammoniums are not particularly limited, and examples thereof include tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetraisopropylammonium, trimethylethylammonium, dimethyldiethylammonium, methyltriethylammonium, trimethylpropylammonium, trimethylisopropylammonium, tetra Butylammonium, trimethylbutylammonium, trimethylpentylammonium, trimethylhexylammonium, 1-ethyl-1-methyl-pyrrolidinium, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium, 1-ethyl-1-methyl-piperidinium, 1-butyl- Examples include 1-methylpiperidinium. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the imidazoliums are not particularly limited. For example, 1.3 dimethyl-imidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-n-propyl-3-methylimidazolium, 1-n-butyl-3 -Methylimidazolium, 1-n-hexyl-3-methylimidazolium and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the pyridiniums are not particularly limited, and examples thereof include 1-methylpyridinium, 1-ethylpyridinium, 1-n-propylpyridinium and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the pyrazoliums are not particularly limited. For example, 1,2-dimethylpyrazolium, 1-methyl-2-ethylpyrazolium, 1-propyl-2-methylpyrazolium, 1-methyl-2-butyl Pyrazolium, 1-methylpyrazolium, 3-methylpyrazolium, 4-methylpyrazolium, 4-iodopyrazolium, 4-bromopyrazolium, 4-iodo3-methylpyrazolium, 4 -Bromo-3-methylpyrazolium, 3-trifluoromethylpyrazolium. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the pyridaziniums are not particularly limited, and for example, 1-methylpyridazinium, 1-ethylpyridazinium, 1-propylpyridazinium, 1-butylpyridazinium, 3-methylpyridazinium Ni, 4-methylpyridazinium, 3-methoxypyridazinium, 3,6-dichloropyridazinium, 3,6-dichloro-4-methylpyridazinium, 3-chloro-6-methylpyri Examples include dazinium and 3-chloro-6-methoxypyridazinium. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the quaternary phosphonium forming the quaternary phosphonium ion is not particularly limited, and examples thereof include benzyltriphenylphosphonium, tetraethylphosphonium, and tetraphenylphosphonium. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the sulfonium ion is not particularly limited, and examples thereof include trimethylsulfonium, triphenylsulfonium, triethylsulfonium, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • X represents a halogen atom
  • examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine.
  • fluorine and chlorine are preferred, and chlorine is more preferred from the viewpoint of availability, reactivity with hydroxy compounds, and operability when reacting dihalophosphates with hydroxy compounds.
  • dihalophosphate lithium diiodolinate, sodium diiodolinate, potassium diiodolinate, lithium dibromophosphate, sodium dibromophosphate, potassium dibromophosphate, lithium dichlorophosphate, dichlorophosphate Sodium, potassium dichlorophosphate, lithium difluorophosphate, sodium difluorophosphate, potassium difluorophosphate and the like can be mentioned.
  • dihalophosphates lithium difluorophosphate and lithium dichlorophosphate are preferred from the viewpoint of reactivity with hydroxy compounds and availability.
  • the hydroxy compound is not particularly limited, and examples thereof include alcohols, phenols, naphthols, saccharides, oxocarbonic acid and the like. These can be used alone or in combination of two or more. These exemplified hydroxy compounds may be appropriately selected according to the use of the phosphoric acid diester salt which is the production purpose. Of the hydroxy compounds, alcohols and phenols can be preferably used from the viewpoint of availability.
  • the alcohols are not particularly limited.
  • chain alkyl alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, isopropyl alcohol, pentanol, hexanol, heptanol, and octanol
  • cyclic alkyl alcohols such as cyclopentanol and cyclohexanol.
  • phenols are not particularly limited.
  • phenol, hydroquinone, phloroglucinol, catechol, resorcinol, pyrogallol, 3-methoxyphenol, 4-methoxyphenol, cresol, 5-methoxyresorcinol, 3,5-dimethoxy Phenol, 4-phenoxyphenol, and halogen-containing phenols include 2-iodophenol, 2-bromophenol, 2-chlorophenol, 2-fluorophenol, 3-iodophenol, 3-bromophenol, 3-chlorophenol, 3 -Fluorophenol, 4-iodophenol, 4-bromophenol, 4-chlorophenol, 4-fluorophenol, 3,5-diiodophenol, 3,5-dibromophenol, 3,5-dichlorophenol, , 5-difluorophenol, penta-iodophenol, penta-bromophenol, pentachlorophenol, pentafluorophenol and the like. These can be used alone
  • the naphthols are not particularly limited, and examples thereof include 1-naphthol, 2-naphthol, 1,6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 1,7-dihydroxynaphthalene, Examples include 3-amino-2-naphthol and 5-amino-1-naphthol. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the saccharide is not particularly limited, for example, allose, growth, glucose, altrose, mannose, galactose, idose, lyxose, xylose, arabinose, apiose, erythrose, threose, fructose, sorbose, tagatose, ribulose, xylulose, erythrulose, Examples include trehalose, cordobiose, nigerose, maltose, isomaltose, deoxyribose, glucuronic acid, glucosamine, galactosamine, ascorbic acid, glucuronolactone, gluconolactone, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the oxocarbonic acid is not particularly limited, and examples thereof include delta acid, squaric acid, croconic acid, rosinic acid, heptagonic acid and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the reaction start temperature when the dihalophosphate and the hydroxy compound start the reaction is not particularly limited as long as the reaction proceeds, and may be appropriately set according to the reaction species. Specifically, it is preferably in the range of 0 to 100 ° C., more preferably 10 to 80 ° C., and further preferably 20 to 40 ° C. from the viewpoint of operability. By setting the reaction start temperature to 100 ° C. or less, the energy consumed during the reaction can be reduced. On the other hand, by setting the reaction start temperature to 0 ° C. or higher, it is possible to prevent the reaction rate from being significantly attenuated.
  • the temperature adjusting means is not particularly limited, and when the reaction start temperature is controlled by cooling so as to be within the above temperature range, the reaction vessel charged with dihalophosphate and hydroxy compound is cooled by ice cooling or the like. It can be carried out. Moreover, when heating and controlling so that reaction start temperature may be in the said temperature range, it can carry out by the hot water bath etc. which were set to arbitrary temperature. Furthermore, when the temperature is high even during the reaction, for example, it may be cooled to about room temperature (20 ° C. to 30 ° C.).
  • the reaction time in the reaction between the dihalophosphate and the hydroxy compound is not particularly limited, and may be appropriately set according to the reaction species. Specifically, for example, a range of 2 hours to 12 hours is preferable, from the viewpoint of industrial production, 2 to 8 hours is more preferable, and 2 to 5 hours is more preferable.
  • the reaction between the dihalophosphate and the hydroxy compound can be performed in an organic solvent.
  • the organic solvent is not particularly limited as long as it does not hinder the reaction with other reactants and products, but an aprotic organic solvent is preferable.
  • the aprotic solvent is not particularly limited, and examples thereof include nitriles, esters, ketones, ethers, and halogenated hydrocarbons.
  • nitriles are not particularly limited, and examples thereof include acetonitrile and propionitrile. These can be used alone or in combination of two or more.
  • esters are not particularly limited, and examples thereof include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, ethyl acetate, methyl acetate, and butyl acetate. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the ketones are not particularly limited, and examples thereof include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the ethers are not particularly limited, and examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • halogenated hydrocarbons are not particularly limited, and examples thereof include dichloromethane and chloroform. These can be used alone or in combination of two or more.
  • aprotic organic solvent examples include nitromethane, nitroethane, dimethylformamide and the like.
  • ethers having low solubility of by-product onium salts are preferable, and among them, dimethoxyethane that easily dissolves the generated phosphoric acid diester salt is more preferable.
  • the amount of the organic solvent used is preferably 1 or more times the mass of the dihalophosphate, more preferably 1 to 100 times, and even more preferably 2 to 50 times.
  • the upper limit of the amount of the organic solvent used is not particularly limited. However, if the organic solvent is used excessively, more energy than necessary is required for distilling it off, which may be industrially disadvantageous. . Accordingly, the upper limit of the amount of the organic solvent used is preferably set as appropriate according to the reaction species.
  • the reaction between the dihalophosphate and the hydroxy compound is preferably performed in the presence of a base in an organic solvent from the viewpoint of reaction rate.
  • a base is present in an organic solvent, and the reaction can be performed even in the absence of a base.
  • the base is not particularly limited, and examples thereof include amines and metal hydroxides.
  • the amines are not particularly limited as long as they do not hinder the reaction with other reactants and products.
  • examples of such amines include ammonia, primary amines, secondary amines, and tertiary amines. These can be used alone or in combination of two or more. Of these amines, tertiary amines are preferred from the viewpoint of the stability of the reaction between the dihalophosphate and the hydroxy compound.
  • the primary amines are not particularly limited, and examples thereof include methylamine, ethylamine, propylamine, and isopropylamine.
  • the secondary amines are not particularly limited, and examples thereof include dimethylamine, diethylamine, diisopropylamine, dibutylamine, ethylmethylamine, methylpropylamine, butylmethylamine, butylpropylamine, and diisopropylamine.
  • the tertiary amines are not particularly limited.
  • the metal hydroxide is not particularly limited as long as it does not hinder the reaction with other reactants and products.
  • Examples of such metal hydroxides include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, and hydroxide. Aluminum etc. are mentioned.
  • lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and calcium hydroxide are preferable from the viewpoint of availability, and lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide are particularly preferable.
  • the amount of the hydroxy compound used is preferably 2 equivalents or more, more preferably 2 to 20 equivalents, more preferably 2 to 15 equivalents per 1 equivalent of the dihalophosphate. 2 to 10 equivalents are preferred and particularly preferred.
  • the upper limit of the amount of the hydroxy compound used is not particularly limited, but if the hydroxy compound is used in excess, more production time and energy are required when distilling it off, which is industrially disadvantageous. There is a case. Accordingly, the upper limit of the amount of the hydroxy compound used is preferably set as appropriate according to the reaction species and reaction scale.
  • the “equivalent” means a molar equivalent. The molar equivalent represents the ratio of the substance amount (unit: mol [mol]).
  • the order of addition of each raw material is not particularly limited, but usually, after adding the dihalophosphate into the reaction vessel, the organic solvent and the hydroxy compound are sequentially added. It is done by adding.
  • the amount of the base used is preferably 2 equivalents or more, more preferably 2 to 3 equivalents per 1 equivalent of dihalophosphate. More preferred is 1 to 2.5 equivalents, and particularly preferred is 2.2 to 2.5 equivalents.
  • the upper limit of the amount of the base used is not particularly limited.
  • the upper limit of the amount of base used is preferably set as appropriate according to the reaction species and reaction scale.
  • “equivalent” here means molar equivalent similarly to the above-mentioned case.
  • reaction between the dihalophosphate and the hydroxy compound can be carried out in the absence of a solvent.
  • the hydroxy compound also serves as a reaction solvent.
  • the amount of the hydroxy compound used is preferably 2 equivalents or more, more preferably 2 to 20 equivalents, even more preferably 1 equivalent of the dihalophosphate. 2 to 15 equivalents, particularly preferably 2 to 10 equivalents.
  • the upper limit of the usage-amount of a hydroxy compound since the said hydroxy compound also plays the role as a solvent other than the role as a reaction seed
  • “equivalent” here means molar equivalent similarly to the above-mentioned case.
  • the reaction may be performed in the presence of the above-mentioned base.
  • the type of base is as described above.
  • the amount of the base used is preferably 2 equivalents or more, more preferably 2 to 3 equivalents, still more preferably 2.1 to 2.5 equivalents, and 2.2 to 2.5 equivalents relative to 1 equivalent of dihalophosphate. Is particularly preferred.
  • the upper limit of the amount of the base used is not particularly limited. However, if an excessive amount of base is used, excessive production time and energy are required for distilling it off, which may be industrially disadvantageous. . Accordingly, the upper limit of the amount of base used is preferably set as appropriate according to the reaction species and reaction scale. In addition, “equivalent” here means molar equivalent similarly to the above-mentioned case.
  • each raw material is not particularly limited. Usually, however, after a hydroxy compound that serves as a solvent is added to a reaction vessel, a dihalophosphate is then added. Is performed.
  • phosphoric acid diester salt obtained in the method for producing a phosphoric acid diester salt according to the present embodiment are those represented by the following chemical formula (1).
  • the phosphoric acid diester salt obtained by the manufacturing method of this Embodiment is not limited to what is represented by following Chemical formula (1).
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrocarbon group, or a hydrocarbon group having at least one of a halogen atom, a heteroatom, or an unsaturated bond (hereinafter referred to as “hydrocarbon group having a halogen atom”). .)
  • the hydrocarbon group has 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 4.
  • the hydrocarbon group having a halogen atom or the like has 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • the number of unsaturated bonds is preferably in the range of 1 to 10, more preferably in the range of 1 to 5, and particularly preferably in the range of 1 to 3.
  • the hydrocarbon group or the hydrocarbon group having a halogen atom or the like is determined according to the type of hydroxy compound to be reacted with the dihalophosphate.
  • a chain alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group
  • a cyclic alkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group 2-iodoethyl group, 2-bromoethyl group, 2-chloroethyl group, 2-fluoroethyl group, 1,2-diiodoethyl group, 1,2-dibromoethyl group, 1,2-dichloroethyl group, 1,2-difluoro Ethyl group,
  • the R 1 and R 2 may be the same or different from each other in the functional group group exemplified above.
  • the halogen atom means a fluorine, chlorine, bromine or iodine atom, and part or all of the hydrogen in the hydrocarbon group may be substituted with any of these halogen atoms.
  • a hetero atom means atoms, such as oxygen, nitrogen, or sulfur.
  • the reaction process for synthesizing the phosphoric acid diester salt represented by the chemical formula (1) is represented by the dihalophosphate represented by M (PO 2 X 2 ) n, R 1 OH and R 2 OH. Taking the hydroxy compound as an example, the following chemical reaction formula (2) is shown.
  • amines are used as bases, and are denoted as Amine for convenience.
  • a phosphate diester salt is formed, and at the same time, by-produced HX is captured by amines, and an acid salt of amines in an organic solvent (in the chemical reaction formula (2), for convenience, Amine ⁇ HX Is precipitated).
  • Metal hydroxide as a base (in the chemical reaction formula (3), AOH is represented.
  • A represents a functional group other than a hydroxyl group among the compounds exemplified when a specific example of a hydroxy compound is described.) Is used, a phosphate diester salt is formed, and at the same time, precipitation of metal halide AX and water are by-produced.
  • the precipitate formed as a by-product is filtered off, and the remaining organic solvent is distilled off from the reaction filtrate in which the phosphoric acid diester salt is dissolved.
  • the phosphoric acid diester salt can be obtained.
  • the manufacturing method of the phosphoric acid diester of this Embodiment can be performed by making the phosphoric acid diester salt obtained by the said method react with an acid.
  • the acid is not particularly limited, and examples thereof include Arrhenius acid such as hydrogen halide, nitric acid, and sulfuric acid.
  • the hydrogen halide is not particularly limited, and examples thereof include hydrogen fluoride, hydrogen chloride, hydrogen bromide, and hydrogen iodide.
  • the reaction between the phosphoric acid diester salt (when M is a monovalent cation) and the acid is, for example, as shown in the following chemical reaction formula (4) or (5).
  • Q in the chemical reaction formula (4) represents a monovalent anion
  • the phosphate diester salt undergoes a salt exchange reaction with a monovalent anion acid (Arrhenius acid) to form a phosphate diester.
  • By-product MQ is separated and purified, whereby a high-purity phosphoric acid diester is obtained.
  • HQ in the chemical reaction formula (4) represents, for example, HF, HCl, HBr, HI, HNO 3 or the like.
  • H 2 L in the chemical reaction formula (5) represents a divalent anion
  • the phosphate diester salt undergoes a salt exchange reaction with an acid (Arrhenius acid) of the divalent anion to produce a phosphate diester.
  • By-product M 2 L is separated and purified, whereby a high-purity phosphoric acid diester is obtained.
  • H 2 L in the chemical reaction formula (5) represents, for example, H 2 SO 4 and the like.
  • the resulting phosphoric acid diester can be further purified by distillation or ion exchange resin.
  • the reaction between the phosphoric acid diester salt and the acid can be performed, for example, by adding the phosphoric acid diester salt to the aqueous solution of the acid.
  • the addition amount of the phosphoric acid diester salt is preferably 5 parts by mass to 100 parts by mass, more preferably 10 parts by mass to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acid aqueous solution, and 20 parts by mass. More preferred is from 60 parts by weight to 60 parts by weight.
  • the addition amount of phosphoric acid diester salt 5 parts by mass or more, the yield of the acid obtained by one operation can be increased.
  • the addition amount of the phosphoric acid diester salt 100 parts by mass or less it is possible to suppress insufficient dissolution of the phosphoric acid diester salt and suppress a decrease in reactivity.
  • the concentration of the acid aqueous solution is preferably 5% by mass to 70% by mass, more preferably 5% by mass to 50% by mass, and more preferably 5% by mass to 30% by mass with respect to 100% by mass of the solution. More preferably, it is mass%.
  • concentration is preferably 5% by mass or more, the reaction between the phosphoric diester salt and the acid can be performed smoothly.
  • the concentration is 70% by mass or less, the amount of acid used as a raw material can be suppressed, and the production cost can be suppressed.
  • the reaction temperature between the phosphoric acid diester salt and the acid is not particularly limited, but is usually preferably ⁇ 20 ° C. to 100 ° C., more preferably 0 ° C. to 50 ° C., and preferably 0 ° C. to 30 ° C. Is more preferable.
  • By setting the reaction temperature to ⁇ 20 ° C. or higher it is possible to suppress a decrease in reactivity.
  • by setting the reaction temperature to 100 ° C. or lower it is possible to prevent the acid as a raw material from being reduced by volatilization.
  • the reaction time of the phosphoric acid diester salt and the acid is not particularly limited, but it is usually preferably 0.5 hours to 5 hours, more preferably 0.5 hours to 3 hours, and more preferably 0.5 hours to More preferably, it is 1.5 hours.
  • the reaction time is usually preferably 0.5 hours to 5 hours, more preferably 0.5 hours to 3 hours, and more preferably 0.5 hours to More preferably, it is 1.5 hours.
  • the reaction between the phosphoric acid diester salt and the acid can be carried out, for example, by adding the phosphoric acid diester salt to an organic solvent.
  • the addition amount of the phosphoric acid diester salt is preferably 5 parts by mass to 100 parts by mass, more preferably 10 parts by mass to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic solvent. More preferably, it is ⁇ 50 parts by mass.
  • the addition amount of phosphoric acid diester salt 5 parts by mass or more, the yield of the acid obtained by one operation can be increased.
  • the addition amount of the phosphoric acid diester salt 100 parts by mass or less it is possible to suppress insufficient dissolution of the phosphoric acid diester salt and suppress a decrease in reactivity.
  • the amount of the acid added is preferably 0.8 equivalents or more, more preferably 0.8 to 3.0 equivalents, based on 1 equivalent of the phosphoric acid diester salt.
  • the amount is more preferably 0.8 equivalents to 2.0 equivalents, and particularly preferably 0.8 equivalents to 1.5 equivalents.
  • the acid is divalent, it is preferably 0.4 equivalents or more, more preferably 0.4 to 1.5 equivalents, more preferably 0.4 equivalents to 1 equivalents per equivalent of phosphoric diester salt. It is more preferably 0.0 equivalent, and particularly preferably 0.4 equivalent to 0.75 equivalent.
  • the addition amount of 0.8 equivalent (0.4 equivalent in the case of divalent) or more enables the reaction between the phosphoric diester salt and the acid to be carried out smoothly.
  • the phosphoric acid diester salt in the reaction can be reduced.
  • the upper limit of the acid is not particularly limited.
  • the addition amount is set to 3.0 equivalents (1.5 equivalents in the case of a divalent acid) or less, whereby The amount of acid used can be suppressed, and the production cost can be reduced.
  • “equivalent” here means molar equivalent similarly to the above-mentioned case.
  • the reaction temperature of the phosphoric acid diester salt and the acid in the organic solvent is not particularly limited, but is usually preferably ⁇ 20 ° C. to 100 ° C., more preferably 0 ° C. to 50 ° C., and more preferably 0 ° C. to More preferably, it is 30 ° C.
  • the reaction temperature is usually preferably ⁇ 20 ° C. or higher, it is possible to suppress a decrease in reactivity.
  • by setting the reaction temperature to 100 ° C. or lower, it is possible to prevent the acid as a raw material from being reduced by volatilization.
  • the reaction time of the phosphoric acid diester salt and the acid in the organic solvent is not particularly limited, but usually it is preferably 0.5 hours to 5 hours, more preferably 0.5 hours to 3 hours, More preferably, it is 0.5 hours to 1.5 hours.
  • the reaction time is preferably 0.5 hours to 5 hours, more preferably 0.5 hours to 3 hours, More preferably, it is 0.5 hours to 1.5 hours.
  • Dihalophosphate (M (PO 2 X 2 ) n (wherein M represents a monovalent to trivalent cation, X represents a halogen atom, and n represents a starting material for the phosphoric diester salt of the present embodiment) Represents a natural number of 1 to 3.))
  • M a monovalent to trivalent cation
  • X represents a halogen atom
  • n a starting material for the phosphoric diester salt of the present embodiment
  • an alkali dihalophosphate that is a dihalophosphate is reacted with an alkali metal hydroxide and phosphoryl halide.
  • Metal salts can be obtained.
  • the alkali metal hydroxide is represented by MOH (wherein M represents an alkali metal atom).
  • M represents an alkali metal atom.
  • the M is an alkali metal atom, and specifically includes at least one selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb and Cs. From the viewpoint of high reactivity with the phosphoryl halide, the M is preferably Li.
  • the halogenated phosphoryl is represented by POX 3 (wherein X is a halogen atom other than fluorine and represents at least one selected from the group consisting of chlorine, bromine and iodine). More specifically, examples include phosphoryl chloride, phosphoryl bromide, phosphoryl iodide, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Of these phosphoryl halides, phosphoryl chloride is preferable from the viewpoint of availability and high reactivity with alkali metal hydroxides.
  • the reaction start temperature when the alkali metal hydroxide and the phosphoryl halide start the reaction is not particularly limited as long as the reaction proceeds, but is in the range of ⁇ 20 ° C. to 100 ° C., preferably 0 ° C. -25 ° C, more preferably 10 ° C to less than 25 ° C.
  • the reaction start temperature is set to 100 ° C. or lower, it is possible to suppress a decrease in yield due to the evaporation of phosphoryl halide and to prevent the purity of the alkali metal dihalophosphate from being lowered.
  • the reaction start temperature by setting the reaction start temperature to ⁇ 20 ° C. or higher, it is possible to prevent the phosphoryl halide from solidifying.
  • the temperature adjusting means is not particularly limited, and when the reaction start temperature is cooled and controlled so as to be within the above temperature range, the reaction vessel in which the alkali metal hydroxide and the phosphoryl halide are charged is iced. It can be performed by cooling or the like. Moreover, when heating and controlling so that reaction start temperature may be in the said temperature range, it can carry out by the hot water bath etc. which were set to arbitrary temperature. In addition, after completion
  • the reaction between the alkali metal hydroxide and the phosphoryl halide may be performed in an organic solvent or in the absence of a solvent.
  • the organic solvent is not particularly limited, but an aprotic organic solvent is preferable. By not using a protic organic solvent such as alcohol, side reactions such as generation of an alkoxyphosphoryl group or a phenoxyphosphoryl group can be suppressed.
  • the aprotic organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include nitriles, esters, ketones, ethers, and halogenated hydrocarbons. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the organic solvent used is preferably 2 times or more, more preferably 2 to 10 times, particularly preferably 4 to 5 times the mass of the alkali metal hydroxide.
  • the amount of the organic solvent used is preferably 2 times or more, more preferably 2 to 10 times, particularly preferably 4 to 5 times the mass of the alkali metal hydroxide.
  • the amount of phosphoryl halide used for synthesizing the alkali metal dihalophosphate in the organic solvent is preferably 1 equivalent or more, more preferably 1 to 2 equivalents per 1 equivalent of the alkali metal hydroxide.
  • the amount is preferably 1.05 to 1.5 equivalents, more preferably 1.1 to 1.2 equivalents.
  • the upper limit is not particularly limited, but when 2 or more equivalents of phosphoryl halide are used, more energy than necessary may be required when distilling off excess phosphoryl halide. Accordingly, the upper limit of the amount of the organic solvent used is preferably set as appropriate according to the reaction species.
  • “equivalent” here means molar equivalent similarly to the above-mentioned case.
  • the amount of the phosphoryl halide used is preferably 1.5 equivalents or more, more preferably 1 equivalent of alkali metal hydroxide. 1.5 to 20 equivalents, more preferably 1.8 to 10 equivalents, particularly preferably 2 to 5 equivalents.
  • the upper limit of the amount of phosphoryl halide used is not particularly limited because the halogenated phosphoryl plays a role as a solvent in addition to a role as a reactive species.
  • the upper limit of the amount of phosphoryl halide used is preferably set as appropriate according to the reaction species.
  • “equivalent” here means molar equivalent similarly to the above-mentioned case.
  • a difluorophosphate as the dihalophosphate, at least one selected from the group consisting of an alkali metal halide, an alkaline earth metal halide, an aluminum halide and an onium halide is used. It can be synthesized by a method of reacting a halide with difluorophosphoric acid in the presence of hexafluorophosphate (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-155773).
  • a method for producing a difluorophosphate by reacting lithium hexafluorophosphate and carbonate in a non-aqueous solvent (JP 2011-86630 A), an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium After reacting at least one raw material salt selected from halogen salts, carbonates, phosphates, hydroxides and oxides of difluorophosphoric acid in difluorophosphoric acid, crystallization in the difluorophosphoric acid is performed.
  • a method for producing the difluorophosphate by subjecting the precipitate deposited by the operation to solid-liquid separation from difluorophosphoric acid and distilling off the difluorophosphoric acid contained in the precipitate (JP 2012-51752 A). It can also be adopted.
  • dichlorophosphate when dichlorophosphate is produced as the dihalophosphate, it can be synthesized by a method of reacting phosphorus oxychloride and lithium carbonate (Japanese Patent Laid-Open No. 2014-15343).
  • the phosphoric acid diester salt obtained by the manufacturing method of the phosphoric acid diester salt which concerns on this Embodiment, and the phosphoric acid diester obtained by the manufacturing method of phosphoric acid diester are secondary batteries, such as a lithium ion battery, and pigment
  • lithium diester lithium which is a phosphoric acid diester salt can be suitably used for an electrolyte such as a lithium ion battery, a lithium secondary battery, or a lithium ion capacitor.
  • Example 1 The lithium dichlorophosphate (5.0 g) was charged into a PFA container, and then dimethoxyethane (120 g) was charged. Thereafter, 7.9 g of triethylamine was added, and 7.35 g of phenol was added dropwise at room temperature (20 ° C.) while stirring. During dripping, it was confirmed that a vigorous heat was generated and a white precipitate was deposited in the system. Phenol was 2.2 equivalents per 1 equivalent of lithium dichlorophosphate. Triethylamine was 2.2 equivalents per 1 equivalent of lithium dichlorophosphate.
  • the obtained white solid was subjected to anion analysis using ion chromatography (IC-850, manufactured by Metrohm).
  • IC-850 manufactured by Metrohm
  • diphenyl phosphoric acid manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., reagent
  • the purity of diphenyllithium phosphate determined from anion analysis by ion chromatography was 98.5%.
  • Example 2 Said lithium dichlorophosphate 5.0g was thrown into the PFA container, and 30 g of dimethoxyethane was thrown in subsequently. Thereafter, 9.0 g of triethylamine was added, and 35.5 g of 2,2,2-trifluoroethanol was added dropwise at room temperature (20 ° C.) with stirring. During the dropwise addition, heat was generated and it was confirmed that a white precipitate was deposited in the system. The amount of 2,2,2-trifluoroethanol was 10 equivalents per 1 equivalent of lithium dichlorophosphate. Triethylamine was 2.5 equivalents per 1 equivalent of lithium dichlorophosphate.
  • the chloride ion concentration was determined to be 1.0%.
  • the purity of the white solid determined by anion analysis of ion chromatography was 99.0% by the difference method.
  • Example 3 Said lithium dichlorophosphate 5.0g was thrown into the PFA container, and 30 g of dimethoxyethane was thrown in subsequently. Thereafter, 9.0 g of triethylamine was added, and 71.5 g of 2,2,2-trifluoroethanol was added dropwise at room temperature (20 ° C.) with stirring. During the dropwise addition, heat was generated and it was confirmed that a white precipitate was deposited in the system. The amount of 2,2,2-trifluoroethanol was 20 equivalents per 1 equivalent of lithium dichlorophosphate. Triethylamine was 2.5 equivalents per 1 equivalent of lithium dichlorophosphate.
  • the chlorine ion concentration was determined to be 1.6%.
  • the purity of the white solid determined from anion analysis of ion chromatography was 98.4% by the difference method.
  • the resulting white solid was confirmed to have an absorption derived from PO—C bond near 950 cm ⁇ 1. It was done. Furthermore, a peak derived from a C—F bond was confirmed in the vicinity of 1150 cm ⁇ 1 . From these results, the obtained white solid was determined to be lithium bis (2,2,2-trifluoroethyl) phosphate having an anion content of 98.4%.
  • Example 4 Said lithium dichlorophosphate 5.0g was thrown into the PFA container, and 30 g of dimethoxyethane was thrown in subsequently. Thereafter, 9.0 g of triethylamine was added, and 35.5 g of 2,2,2-trifluoroethanol was added dropwise with stirring (0 ° C.). During the dropwise addition, heat was generated and it was confirmed that a white precipitate was deposited in the system. The amount of 2,2,2-trifluoroethanol was 10 equivalents per 1 equivalent of lithium dichlorophosphate. Triethylamine was 2.5 equivalents per 1 equivalent of lithium dichlorophosphate.
  • the chloride ion concentration was determined to be 1.0%.
  • the purity of the white solid determined by anion analysis of ion chromatography was 99.0% by the difference method.
  • Example 5 Said lithium dichlorophosphate 5.0g was thrown into the PFA container, and ethanol 16.4g as a hydroxy compound was thrown in subsequently. Thereafter, 8.6 g of triethylamine was added dropwise at room temperature (20 ° C.) while stirring. During dripping, a little heat was generated, and it was confirmed that a white precipitate was deposited in the system. In addition, ethanol was 10 equivalent with respect to 1 equivalent of lithium dichlorophosphate. Triethylamine was 2.4 equivalents per 1 equivalent of lithium dichlorophosphate.
  • the obtained white solid was subjected to anion analysis using ion chromatography ⁇ IC-850 manufactured by Metrohm Co., Ltd.>, and no peak of the phosphate anion derived from the raw material was confirmed. Chlorine ions and new peaks were also confirmed. Qualification was performed using diethyl phosphate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent) as a standard substance, and it was confirmed that the obtained white solid was a diethyl phosphate salt.
  • the chlorine ion concentration was determined to be 1.4%.
  • the purity of the white solid determined by anion analysis of ion chromatography was 98.6% by the difference method.
  • Example 6 Said lithium dichlorophosphate 5.0g was thrown into the PFA container, and ethanol 32.8g as a hydroxy compound was thrown in subsequently. Thereafter, 8.6 g of triethylamine was added dropwise at room temperature (20 ° C.) while stirring. During dripping, a little heat was generated, and it was confirmed that a white precipitate was deposited in the system. In addition, ethanol was 10 equivalent with respect to 1 equivalent of lithium dichlorophosphate. Triethylamine was 2.4 equivalents per 1 equivalent of lithium dichlorophosphate.
  • the obtained white solid was subjected to anion analysis using ion chromatography ⁇ IC-850 manufactured by Metrohm Co., Ltd.>, and no peak of the phosphate anion derived from the raw material was confirmed. Chlorine ions and new peaks were also confirmed. Qualification was performed using diethyl phosphate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent) as a standard substance, and it was confirmed that the obtained white solid was a diethyl phosphate salt.
  • the chlorine ion concentration was determined to be 1.4%.
  • the purity of the white solid determined by anion analysis of ion chromatography was 98.6% by the difference method.
  • Example 7 20.0 g of lithium bis (2,2,2-trifluoroethyl) phosphate obtained in Example 2 was dissolved in 30.0 g of water, and then 10.0 g of hydrochloric acid having a concentration of 35% was added. The mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 30 minutes for reaction, and after stirring, extraction was performed 4 times using 25 g of diethyl ether. Further, diethyl ether was washed twice with 20 g of water. The diethyl ether layer was distilled off under reduced pressure to obtain 17.8 g of a colorless transparent liquid.
  • the cation purity of the unemployed transparent liquid determined from the cation analysis of ion chromatography was 99.99% from the difference method, and the anion purity determined from the anion analysis was 99.95% from the difference method.
  • Example 8 In 10.0 g of lithium diethyl phosphate obtained in Example 5, 50 g of ethanol was dissolved, and 2.8 g of concentrated sulfuric acid having a concentration of 98% was added dropwise at room temperature (25 ° C.). A white precipitate was observed during the dropping, and the mixture was stirred for 30 minutes after the dropping. Thereafter, the white precipitate was removed by filtration under reduced pressure, and the obtained ethanol was distilled off under reduced pressure to obtain 8.3 g of a colorless transparent liquid. In addition, the used sulfuric acid was 0.46 equivalent with respect to 1 equivalent of lithium diethyl phosphate.
  • the cation purity of the unemployed transparent liquid determined from the cation analysis of ion chromatography was 99.68% from the difference method, and the anion purity determined from the anion analysis was 99.97% from the difference method.

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Abstract

【課題】反応温度や反応時間の低減が図れ、また蒸留などの煩雑な操作も必要とせず、極めて簡単な方法で、効率よく製造することが可能なリン酸ジエステル塩の製造方法及びリン酸ジエステルの製造方法を提供する。 【解決手段】本発明に係るリン酸ジエステル塩の製造方法は、M(PO)n(式中、Mは1価~3価のカチオンを示し、Xはハロゲン原子を示し、nは1~3の自然数を示す。)で表されるジハロリン酸塩と、ヒドロキシ化合物とを反応させることを特徴とする。また、本発明に係るリン酸ジエステルの製造方法は、前記リン酸ジエステル塩を酸と反応させることを特徴とする。

Description

リン酸ジエステル塩の製造方法及びリン酸ジエステルの製造方法
 本発明は、リン酸ジエステル塩の製造方法及びリン酸ジエステルの製造方法に関する。より詳細には、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応により、反応温度や反応時間などの点で過酷な反応条件や、蒸留などの煩雑な操作を必要とせず、簡便で効率よく製造可能なリン酸ジエステル塩の製造方法及びリン酸ジエステルの製造方法に関する。
 リン酸ジエステル塩の一般的な製造方法としては、リン酸ジエステルを塩基で中和させるか、あるいはリン酸ジエステルをイオン交換樹脂を用いてカチオン交換させることにより目的の塩を得る方法が挙げられる。
 また、リン酸ジエステルの製造方法としては、アルコールと、オキシ塩化リン、五塩化リンなどのハロゲン化リン、五酸化二リン又はポリリン酸等とを反応させて製造する方法が一般的に知られている。この方法では主にリン酸モノエステルとリン酸ジエステルとの混合物が得られる。
 一方、電気化学デバイス用の電解液や電解質材料の用途を初めとする電子材料用途では、性能や耐久性の観点から純度に対する要求がますます高くなってきている。しかし、前記のような従来の製造方法ではこうした要求を満たすことが困難になってきている。そのため、さらに純度の高いリン酸ジエステル塩またはリン酸ジエステルを得るための種々方法が提案されている。
 例えば、下記特許文献1には、第2級アミンとリン酸トリエステルとを耐圧容器中で反応させることを特徴とするリン酸ジエステル塩の製造方法が開示されている。しかしながら、当該製造方法では、100℃以上の高温で、かつ30時間以上の反応を行わなければならず、工業スケールでの製造に好適ではない。
 また、下記特許文献2には、リン酸エステルまたはその塩、およびオルトリン酸またはその塩を含有する混合物から、逆浸透膜を用いてオルトリン酸またはその塩を除去して精製するリン酸エステルまたはその塩の製造方法が開示されている。しかしながら、当該製造方法では、所望のリン酸ジエステルの収率が低く、リン酸ジエステル塩のみを製造するという観点からは好適ではない。
 また、下記特許文献3には、リン酸トリエステルを、リン酸ジエステルの存在下で、無機塩基水溶液で加水分解して、対応するリン酸ジエステルを得る製造方法が開示されている。しかしながら、純度の高いリン酸エステルを得るために蒸留工程を行う必要があり、工程数が多くなる。また、リン酸ジエステル塩を製造する場合には、塩基との中和工程も行う必要があり、さらに煩雑な製造工程を行う必要がある。
特開2012-1459号公報 特開平7-330784号公報 特開2004-269421号公報
 本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、反応温度や反応時間の低減が図れ、また蒸留などの煩雑な操作も必要とせず、極めて簡単な方法で、効率よく製造することが可能なリン酸ジエステル塩の製造方法及びリン酸ジエステルの製造方法を提供することにある。
 本発明のリン酸ジエステル塩の製造方法は、前記の課題を解決する為に、M(PO)n(式中、Mは1価~3価のカチオンを示し、Xはハロゲン原子を示し、nは1~3の自然数を示す。)で表されるジハロリン酸塩と、ヒドロキシ化合物とを反応させることを特徴とする。
 前記の構成に於いて、前記ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応は、有機溶媒中において塩基の存在下で行うことが好ましい。
 前記の構成に於いて、前記ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応は、無溶媒において塩基の存在下で行うことが好ましい。
 また、前記の構成に於いては、前記ヒドロキシ化合物が、アルコール類、フェノール類、ナフトール類、糖類及びオキソカーボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
 さらに前記の構成に於いては、前記Mがアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、遷移金属イオン及びオニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
 また、前記の構成に於いては、前記Mがリチウムイオンであることが好ましい。
 また、前記の構成に於いては、前記Xが塩素原子であることが好ましい。
 また、前記の構成に於いては、前記塩基がアミン類又は金属水酸化物であることが好ましい。
 また、前記の構成に於いては、前記有機溶媒がニトリル類、エステル類、ケトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、ニトロメタン、ニトロエタン及びジメチルホルムアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の非プロトン性有機溶媒であることが好ましい。
 また、前記の構成に於いては、前記有機溶媒がジメトキシエタンであることが好ましい。
 また、本発明のリン酸ジエステルの製造方法は、前記の課題を解決する為に、前記に記載のリン酸ジエステル塩の製造方法により得られたリン酸ジエステル塩を、酸と反応させることを特徴とする。
 本発明のリン酸ジエステル塩の製造方法によれば、M(PO)n(式中、Mは1価~3価のカチオンを示し、Xはハロゲン原子を示し、nは1~3の自然数を示す。)で表されるジハロリン酸塩と、ヒドロキシ化合物とを反応させることにより、反応温度及び反応時間の低減が図れ、また蒸留などの煩雑な操作を不要にし、極めて簡単な方法で効率よくリン酸ジエステル塩を製造することが可能になる。
 また、本発明のリン酸ジエステルの製造方法によれば、リン酸ジエステル塩を酸と反応させることにより、極めて簡単な方法で効率よくリン酸ジエステルを製造することが可能になる。
(リン酸ジエステル塩の製造方法)
 本実施の形態に係るリン酸ジエステル塩の製造方法について、以下に説明する。
 本実施の形態のリン酸ジエステル塩の製造方法は、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物とを反応させることにより行われる。この反応においては、有機溶媒中において塩基の存在下で行ってもよい。
 前記ジハロリン酸塩は、M(PO)n(式中、Mは1価~3価のカチオンを示し、Xはハロゲン原子を示し、nは1~3の自然数を示す。)で表され、リン酸ジエステル塩の前駆体にあたる。
 前記Mは1価~3価のカチオンを示す。1価のカチオンとしては特に限定されず、例えば、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アルミニウムイオン、遷移金属イオン、アンモニウムイオン(NH4+)、第1級アンモニウムイオン、第2級アンモニウムイオン、第3級アンモニウムイオン、第4級アンモニウムイオン、第4級ホスホニウムイオン、スルホニウムイオン等のオニウムイオンが挙げられる。2価のカチオンとしては特に限定されず、アルカリ土類金属イオン等が挙げられる。また、3価のカチオンとしては特に限定されず、遷移金属イオン等が挙げられる。これらのカチオンは、前記ヒドロキシ化合物、又は有機溶媒中に共存させる塩基と反応しない限り、反応目的物に応じて適宜選択される。
 前記アルカリ金属イオンのアルカリ金属としては特に限定されず、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムが挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。入手の容易さや、ヒドロキシ化合物との反応性の高さの観点からは、前記Mはリチウム、ナトリウムであることが好ましい。
 アルカリ土類金属イオンのアルカリ土類金属としては特に限定されず、例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムが挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記遷移金属イオンの遷移金属としては特に限定されず、例えば、マンガン、コバルト、ニッケル、鉄、クロム、銅、モリブデン、タングステン、バナジウム等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記第1級アンモニウムイオンをなす第1級アンモニウムとしては特に限定されず、例えば、メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、プロピルアンモニウム、イソプロピルアンモニウム等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記第2級アンモニウムイオンをなす第2級アンモニウムとしては特に限定されず、例えば、ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、ジプロピルアンモニウム、ジブチルアンモニウム、メチルエチルアンモニウム、メチルプロピルアンモニウム、メチルブチルアンモニウム、プロピルブチルアンモニウム、ジイソプロピルアンモニウム等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記第3級アンモニウムイオンをなす第3級アンモニウムとしては特に限定されず、例えば、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジメチルエチルアンモニウム、メチルジエチルアンモニウム、トリイソプロピルアンモニウム、ジメチルイソプロピルアンモニウム、ジエチルイソプロピルアンモニウム、ジメチルプロピルアンモニウム、ジメチルブチルアンモニウム等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記第4級アンモニウムイオンをなす第4級アンモニウムとしては特に限定されず、例えば、脂肪族4級アンモニウム類、イミダゾリウム類、ピリジニウム類、ピラゾリウム類、ピリダジニウム類等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 さらに、前記脂肪族4級アンモニウム類としては特に限定されず、例えば、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトライソプロピルアンモニウム、トリメチルエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム、トリメチルプロピルアンモニウム、トリメチルイソプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、トリメチルブチルアンモニウム、トリメチルペンチルアンモニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム、1-エチル-1-メチル-ピロリジニウム、1-ブチル-1-メチルピロリジニウム、1-エチル-1-メチル-ピペリジニウム、1-ブチル-1-メチルピペリジニウム等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記イミダゾリウム類としては特に限定されず、例えば、1.3ジメチル-イミダゾリウム、1-エチル-3-メチルイミダゾリウム、1-n-プロピル-3-メチルイミダゾリウム、1-n-ブチル-3-メチルイミダゾリウム、1-n-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウム等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記ピリジニウム類としては特に限定されず、例えば、1-メチルピリジニウム、1-エチルピリジニウム、1-n-プロピルピリジニウム等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記ピラゾリウム類としては特に限定されず、例えば、1,2-ジメチルピラゾリウム、1-メチル-2-エチルピラゾリウム、1-プロピル-2-メチルピラゾリウム、1-メチル-2-ブチルピラゾリウム、1-メチルピラゾリウム、3-メチルピラゾリウム、4-メチルピラゾリウム、4-ヨードピラゾリウム、4-ブロモピラゾリウム、4-ヨードー3-メチルピラゾリウム、4-ブロモー3-メチルピラゾリウム、3-トリフルオロメチルピラゾリウムが挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記ピリダジニウム類としては特に限定されず、例えば、1-メチルピリダジニウム、1-エチルピリダジニウム、1-プロピルピリダジニウム、1-ブチルピリダジニウム、3-メチルピリダジニウム、4-メチルピリダジニウム、3-メトキシピリダジニウム、3,6-ジクロロピリダジニウム、3,6-ジクロ-4-メチルピリダジニウム、3-クロロ-6-メチルピリダジニウム、3-クロロー6-メトキシピリダジニウムが挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記第4級ホスホニウムイオンをなす第4級ホスホニウムとしては特に限定されず、例えば、ベンジルトリフェニルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラフェニルホスホニウム等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記スルホニウムイオンとしては特に限定されず、例えば、トリメチルスルホニウム、トリフェニルスルホニウム、トリエチルスルホニウム等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記Xはハロゲン原子を示し、当該ハロゲン原子としてはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。これらのハロゲン原子のうち、入手の容易さやヒドロキシ化合物との反応性、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物を反応させる際の操作性の観点からは、フッ素、塩素が好ましく、塩素がさらに好ましい。
 前記ジハロリン酸塩の具体例をさらに詳述すると、例えば、ジヨードリン酸リチウム、ジヨードリン酸ナトリウム、ジヨードリン酸カリウム、ジブロモリン酸リチウム、ジブロモリン酸ナトリウム、ジブロモリン酸カリウム、ジクロロリン酸リチウム、ジクロロリン酸ナトリウム、ジクロロリン酸カリウム、ジフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸ナトリウム、ジフルオロリン酸カリウム等が挙げられる。これらのジハロリン酸塩のうち、ヒドロキシ化合物との反応性や入手の容易さの観点からは、ジフルオロリン酸リチウムやジクロロリン酸リチウムが好ましい。
 前記ヒドロキシ化合物としては特に限定されず、例えば、アルコール類、フェノール類、ナフトール類、糖類、オキソカーボン酸等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。例示したこれらのヒドロキシ化合物は、製造目的であるリン酸ジエステル塩の用途等に応じて適宜選定すればよい。前記ヒドロキシ化合物のうち、入手の容易さの観点からは、アルコール類、フェノール類を好適に用いることができる。
 前記アルコール類としては特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール等の鎖状アルキルアルコール類、シクロペンタノールやシクロヘキサノール等の環状アルキルアルコール類、2-ヨードエタノール、2-ブロモエタノール、2-クロロエタノール、2-フルオロエタノール、1,2-ジヨードエタノール、1,2-ジブロモエタノール、1,2-ジクロロエタノール、1,2-ジフルオロエタノール、2,2-ジヨードエタノール、2,2-ジブロモエタノール、2,2-ジクロロエタノール、2,2-ジフルオロエタノール、2,2,2-トリブロモエタノール、2,2,2-トリクロロエタノール、2,2,2-トリフルオロエタノール、ヘキサフルオロ-2-プロパノール等の鎖状含ハロゲンアルコール類、2-ヨードシクロヘキサノール、2-ブロモシクロヘキサノール、2-クロロシクロヘキサノール、2-フルオロシクロヘキサノール等の環状含ハロゲンアルキルアルコール類、2-プロペノール、イソプロペノール、2-ブテニルアルコール、3-ブテニルアルコール等の鎖状アルケニルアルコール類、2-シクロペンテン-1-オール、2-シクロヘキセン-1-オール、3-シクロヘキセン-1-オール等の環状アルケニルアルコール類、2-プロピニルアルコール、1-ブチニルアルコール、2-ブチニルアルコール、3-ブチニルアルコール、1-ペンチニルアルコール、2-ペンチニルアルコール、3-ペンチニルアルコール、4-ペンチニルアルコール等の鎖状アルキニルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、トリエチレングリコール等の鎖状ジオール類、1,2-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロへキサンジオール等の環状ジオール類、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の鎖状トリオール類、ソルビトール、マルチトール、キシリトール、マンニトール、エリトリトール等の糖アルコール類が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記フェノール類としては特に限定されず、例えば、フェノール、ハイドロキノン、フロログルシノール、カテコール、レソシノール、ピロガロール、3-メトキシフェノール、4-メトキシフェノール、クレゾール、5-メトキシレソシノール、3,5-ジメトキシフェノール、4-フェノキシフェノール、含ハロゲンフェノール類としては、2-ヨードフェノール、2-ブロモフェノール、2-クロロフェノール、2-フルオロフェノール、3-ヨードフェノール、3-ブロモフェノール、3-クロロフェノール、3-フルオロフェノール、4-ヨードフェノール、4-ブロモフェノール、4-クロロフェノール、4-フルオロフェノール、3,5-ジヨードフェノール、3,5-ジブロモフェノール、3,5-ジクロロフェノール、3,5-ジフルオロフェノール、ペンタヨードフェノール、ペンタブロモフェノール、ペンタクロロフェノール、ペンタフルオロフェノール等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 また、前記ナフトール類としては特に限定されず、例えば、1-ナフトール、2-ナフトール、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、1,7-ジヒドロキシナフタレン、3-アミノー2-ナフトール、5-アミノー1-ナフトール等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記糖類としては特に限定されず、例えば、アロース、グロース、グルコース、アルトロース、マンノース、ガラクトース、イドース、リキソース、キシロース、アラビノース、アピオース、エリトロース、トレオース、フルクトース、ソルボース、タガトース、リブロース、キシルロース、エリトルロース、トレハロース、コージビオース、ニゲロース、マルトース、イソマルトース、デオキシリボース、グルクロン酸、グルコサミン、ガラクトサミン、アスコルビン酸、グルクロノラクトン、グルコノラクトン等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記オキソカーボン酸としては特に限定されず、例えば、デルタ酸、スクアリン酸、クロコン酸、ロジゾン酸、へプタゴン酸等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物とが反応を開始する際の反応開始温度は、当該反応が進行する限りにおいて特に限定されず、反応種に応じて適宜設定すればよい。具体的には、0℃~100℃の範囲内が好ましく、操作性の観点からは10~80℃がより好ましく、20℃~40℃がさらに好ましい。反応開始温度を100℃以下にすることにより、反応時に消費されるエネルギーを低減することができる。その一方、反応開始温度を0℃以上にすることにより、反応速度が著しく減衰するのを防止することができる。温度の調整手段としては特に限定されず、反応開始温度を前記温度範囲内となる様に冷却して制御する場合には、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物等が投入された反応容器を氷冷等により行うことができる。また、反応開始温度を前記温度範囲内となる様に加熱して制御する場合には、任意の温度に設定された湯浴等により行うことができる。さらに、反応中においても温度が高い場合は、例えば、室温(20℃~30℃)程度まで冷却してもよい。
 前記ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応における反応時間は特に限定されず、反応種に応じて適宜設定すればよい。具体的には、例えば、2時間~12時間の範囲が好ましく、工業的生産の観点からは2~8時間がより好ましく、2~5時間がさらに好ましい。
 尚、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物を反応させる際には、撹拌しながら行うのが好ましい。これにより、反応時間の短縮が図れる。撹拌は、例えば、ヒドロキシ化合物を、ジハロリン酸塩を含む溶液に滴下する際の他、反応終了まで行うのが好ましい。
 前記ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応は有機溶媒中で行うことができる。前記有機溶媒としては、他の反応物や生成物と反応するような支障が生じない限り、特に限定されないが、非プロトン性有機溶媒が好ましい。
 前記非プロトン性溶媒として特に限定されず、例えば、ニトリル類、エステル類、ケトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。
 前記ニトリル類としては特に限定されず、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記エステル類としては特に限定されず、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記ケトン類としては特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記エーテル類としては特に限定されず、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記ハロゲン化炭化水素類としては特に限定されず、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 また、前記非プロトン性有機溶媒のその他の例として、ニトロメタン、ニトロエタン、ジメチルホルムアミド等も挙げられる。
 以上に例示した非プロトン性有機溶媒のうち、副成するオニウム塩の溶解度が低いエーテル類が好ましく、中でも生成したリン酸ジエステル塩を溶解させやすいジメトキシエタンがより好ましい。
 前記有機溶媒の使用量としては、前記ジハロリン酸塩の質量に対し1倍量以上が好ましく、1~100倍量がより好ましく、2~50倍量がさらに好ましい。前記有機溶媒の使用量を、前記ジハロリン酸塩の質量の1倍量以上にすることにより、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応性が悪化するのを防止し、ジハロリン酸塩の収率の低下や純度の低下を抑制することができる。尚、前記有機溶媒の使用量の上限については特に限定されないが、過剰に前記有機溶媒を用いると、これを留去する際に必要以上のエネルギーが必要となり、工業的に不利となる場合がある。従って、有機溶媒の使用量の上限については、反応種に応じて適宜設定するのが好ましい。
 前記ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応は、有機溶媒中において塩基の存在下で行うことが反応速度の観点から好ましい。但し、本発明は有機溶媒中に塩基が存在する態様のみに限定されるものではなく、塩基の非存在下でも反応を行うことが可能である。
 前記塩基としては特に限定されず、例えば、アミン類、金属水酸化物等が挙げられる。
 前記アミン類は、他の反応物や生成物と反応するような支障が生じない限り特に限定されない。そのようなアミン類としては、例えば、アンモニア、第1級アミン類、第2級アミン類、第3級アミン類等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。これらのアミン類のうち、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物の反応の安定性の観点からは、第3級アミン類が好ましい。
 前記第1級アミン類としては特に限定されず、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン等が挙げられる。前記第2級アミン類としては特に限定されず、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、エチルメチルアミン、メチルプロピルアミン、ブチルメチルアミン、ブチルプロピルアミン、ジイソプロピルアミン等が挙げられる。前記第3級アミン類としては特に限定されず、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、エチルジメチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリイソプロピルアミン、ジメチルイソプロピルアミン、ジエチルイソプロピルアミン、ジメチルプロピルアミン、ブチルジメチルアミン等が挙げられる。これらのアミン類のうち、入手の容易さや、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物の反応の安定性の観点からは、トリエチルアミン、トリメチルアミンが好ましい。
 また、前記金属水酸化物としては、他の反応物や生成物と反応するような支障が生じない限り特に限定されない。そのような金属水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム等が挙げられる。これらの金属水酸化物のうち入手の容易さの観点からは、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムが好ましく、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好ましい。
 前記有機溶媒中でジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物を反応させる場合、ヒドロキシ化合物の使用量はジハロリン酸塩1当量に対して2当量以上が好ましく、2~20当量がより好ましく、2~15当量がさらに好ましく、2~10当量が特に好ましい。ヒドロキシ化合物の使用量を2当量以上にすることにより、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応性が悪化し、未反応のジハロリン酸塩が残存するのを防止することができる。その結果、リン酸ジエステル塩の純度の低下を抑制することができる。尚、前記ヒドロキシ化合物の使用量の上限については特に限定されないが、過剰に前記ヒドロキシ化合物を使用すると、これを留去する際に必要以上の製造時間とエネルギーが必要となり、工業的に不利となる場合がある。従って、ヒドロキシ化合物の使用量の上限については、反応種や反応スケールに応じて適宜設定するのが好ましい。尚、「当量」とはモル当量のことを意味する。モル当量は、物質量(単位:モル[mol])の比を表すものである。
 また、前記有機溶媒中でリン酸ジエステル塩を合成する場合、各原料の添加の順序については特に限定されないが、通常は、ジハロリン酸塩を反応容器に投入した後に、有機溶媒及びヒドロキシ化合物を順次添加して行われる。
 前記リン酸ジエステル塩の合成を有機溶媒中で塩基の存在下で行う場合、当該塩基の使用量は、ジハロリン酸塩1当量に対して2当量以上が好ましく、2~3当量がより好ましく、2.1~2.5当量がさらに好ましく、2.2~2.5当量が特に好ましい。塩基の使用量を2当量以上にすることにより、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応の進行が遅くなって反応時間が長時間となるのを抑制することができる。また、未反応のジハロリン酸塩やヒドロキシ化合物が残存することにより、得られるリン酸ジエステル塩の純度が低下するのを防止することができる。尚、前記塩基の使用量の上限については特に限定されないが、過剰に塩基を使用すると、これを留去する際に必要以上の製造時間とエネルギーが必要となり、工業的に不利となる場合がある。従って、塩基の使用量の上限については、反応種や反応スケールに応じて適宜設定するのが好ましい。尚、ここでいう「当量」とは、前述の場合と同様、モル当量を意味する。
 また、前記ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応は、無溶媒下で行うこともできる。この場合、ヒドロキシ化合物は反応溶媒としての役割も果たす。
 無溶媒下で前記ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物とを反応させる場合、当該ヒドロキシ化合物の使用量は、ジハロリン酸塩1当量に対して2当量以上が好ましく、より好ましくは2~20当量、さらに好ましくは2~15当量、特に好ましくは2~10当量である。前記ヒドロキシ化合物の使用量を2当量以上にすることにより、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応性が悪化し、未反応のジハロリン酸塩が残存するのを防止することができる。その結果、リン酸ジエステル塩の純度の低下を抑制することができる。尚、ヒドロキシ化合物の使用量の上限については、当該ヒドロキシ化合物が反応種としての役割の他に溶媒としての役割も担うため、特に限定はされない。しかしながら、ヒドロキシ化合物を過剰に用いると、これを留去する際に必要以上のエネルギーが必要となり、工業的に不利となる場合がある。従って、ヒドロキシ化合物の使用量の上限については、反応種に応じて適宜設定するのが好ましい。尚、ここでいう「当量」とは、前述の場合と同様、モル当量を意味する。
 無溶媒下で前記ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物とを反応させる場合、前述の塩基の存在下で行ってもよい。塩基の種類については、前述の通りである。また、塩基の使用量は、ジハロリン酸塩1当量に対して2当量以上が好ましく、2~3当量がより好ましく、2.1~2.5当量がさらに好ましく、2.2~2.5当量が特に好ましい。塩基の使用量を2当量以上にすることにより、ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応の進行が遅くなって反応時間が長時間となるのを抑制することができる。また、未反応のジハロリン酸塩やヒドロキシ化合物が残存することにより、得られるリン酸ジエステル塩の純度が低下するのを防止することができる。尚、前記塩基の使用量の上限については特に限定されないが、過剰に塩基を使用すると、これを留去する際に必要以上の製造時間とエネルギーが必要となり、工業的に不利となる場合がある。従って、塩基の使用量の上限については、反応種や反応スケールに応じて適宜設定するのが好ましい。尚、ここでいう「当量」とは、前述の場合と同様、モル当量を意味する。
 また、無溶媒下でリン酸ジエステル塩を合成する場合、各原料の添加の順序については特に限定されないが、通常は、溶媒としての役割を果たすヒドロキシ化合物を反応容器に投入した後に、ジハロリン酸塩を添加して行われる。
 本実施の形態に係るリン酸ジエステル塩の製造方法において得られるリン酸ジエステル塩とは、具体的には、例えば、下記化学式(1)で表されるものである。但し、本実施の形態の製造方法で得られるリン酸ジエステル塩は下記化学式(1)で表されるものに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 式中のMは前述の通り、1価~3価のカチオンを示し、nは1~3の自然数を示す。R及びRは、それぞれ独立して、炭化水素基、又はハロゲン原子、ヘテロ原子若しくは不飽和結合の少なくとも何れか1つを有する炭化水素基(以下、「ハロゲン原子等を有する炭化水素基」という。)を示す。前記炭化水素基の炭素数は1~20であり、好ましくは  1~10、より好ましくは1~4である。また、ハロゲン原子等を有する炭化水素基の炭素数は1~20であり、好ましくは1~10、より好ましくは1~4である。また、不飽和結合の数は1~10の範囲が好ましく、1~5の範囲がより好ましく1~3の範囲が特に好ましい。
 前記炭化水素基又はハロゲン原子等を有する炭化水素基としては、ジハロリン酸塩に反応させるヒドロキシ化合物の種類に応じて決定されるものである。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基、2-ヨードエチル基、2-ブロモエチル基、2-クロロエチル基、2-フルオロエチル基、1,2-ジヨードエチル基、1,2-ジブロモエチル基、1,2-ジクロロエチル基、1,2-ジフルオロエチル基、2,2-ジヨードエチル基、2,2-ジブロモエチル基、2,2-ジクロロエチル基、2,2-ジフルオロエチル基、2,2,2-トリブロモエチル基、2,2,2-トリクロロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ヘキサフルオロー2-プロピル基等の鎖状含ハロゲンアルキル基、2-ヨードシクロヘキシル基、2-ブロモシクロヘキシル基、2-クロロシクロヘキシル基、2-フルオロシクロヘキシル基等の環状含ハロゲンアルキル基、2-プロペニル基、イソプロペニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基等の鎖状アルケニル基、2-シクロペンテニル基、2-シクロヘキセニル基、3-シクロヘキセニル基等の環状アルケニル基、2-プロピニル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基等の鎖状アルキニル基、フェニル基、3-メトキシフェニル基、4-メトキシフェニル基、3,5-ジメトキシフェニル基、4-フェノキシフェニル基等のフェニル基、2-ヨードフェニル基、2-ブロモフェニル基、2-クロロフェニル基、2-フルオロフェニル基、3-ヨードフェニル基、3-ブロモフェニル基、3-クロロフェニル基、3-フルオロフェニル基、4-ヨードフェニル基、4-ブロモフェニル基、4-クロロフェニル基、4-フルオロフェニル基、3,5-ジヨードフェニル基、3,5-ジブロモフェニル基、3,5-ジクロロフェニル基、3,5-ジフルオロフェニル基等の含ハロゲンフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、3-アミノ-2-ナフチル基等のナフチル基等が挙げられる。
 前記RとRは、前記に例示した官能基群において、同種でもよく相互に異なっていてもよい。尚、前記ハロゲン原子とは、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素の原子を意味し、前記炭化水素基中の水素の一部または全部がこれらのハロゲン原子の何れかで置換されていてもよい。また、ヘテロ原子とは、酸素、窒素又は硫黄等の原子を意味する。
 また、前記化学式(1)で表されるリン酸ジエステル塩が合成される反応プロセスについて、前記M(PO)nで表されるジハロリン酸塩と、ROHおよびROHで表されるヒドロキシ化合物を例にして説明すると、下記化学反応式(2)で示す通りとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 前記化学反応式(2)においては塩基としてアミン類を用いており、便宜的にAmineと表記している。この反応においては、リン酸ジエステル塩を生成すると同時に、副生するHXをアミン類が捕捉し、有機溶媒中にアミン類の酸性塩(化学反応式(2)中では、便宜的にAmine・HXと表記している。)の沈殿を生ずる。
 また、塩基としてアミン類に代えて金属水酸化物を用いた場合には、下記化学反応式(3)で示す通りとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 塩基として金属水酸化物(化学反応式(3)中では、AOHと表記している。Aはヒドロキシ化合物の具体例を説明した際に例示した各化合物のうち水酸基以外の官能基を表す。)を用いた場合、リン酸ジエステル塩を生成すると同時に、金属ハライドAXの沈殿および水が副生する。
 前記化学反応式(2)又は(3)においては、それらの反応後に、副生する沈殿物を濾別し、リン酸ジエステル塩が溶解した反応濾液から残存する有機溶媒を留去することによって目的のリン酸ジエステル塩を得ることができる。
 本実施の形態のリン酸ジエステル塩の製造方法において得られたリン酸ジエステル塩の純度をさらに向上させたい場合は、再結晶や蒸留、乾燥、洗浄等の操作によって、あるいは吸着剤等の使用によって純度を高めることが可能である。
 (リン酸ジエステルの製造方法)
 本実施の形態のリン酸ジエステルの製造方法は、前記の方法により得られたリン酸ジエステル塩を酸と反応させることにより行うことができる。
 前記酸としては特に限定されず、例えば、ハロゲン化水素、硝酸、硫酸等のアレニウス酸が挙げられる。前記ハロゲン化水素としては特に限定されず、例えば、フッ化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素が挙げられる。
 リン酸ジエステル塩(Mが1価のカチオンの場合)と酸との反応は、例えば、下記化学反応式(4)又は(5)に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 前記化学反応式(4)中のQは1価の陰イオンを表し、リン酸ジエステル塩が1価陰イオンの酸(アレニウス酸)と塩交換反応を起こし、リン酸ジエステルを生成する。副生するMQについては分離精製され、これにより、高純度のリン酸ジエステルが得られる。尚、化学反応式(4)中のHQは、例えば、HF、HCl、HBr、HI、HNO等を表す。
 前記化学反応式(5)中のLは2価の陰イオンを表し、リン酸ジエステル塩が2価陰イオンの酸(アレニウス酸)と塩交換反応を起こし、リン酸ジエステルを生成する。副生するMLについては分離精製され、これにより、高純度のリン酸ジエステルが得られる。尚、化学反応式(5)中のHLは、例えば、HSO等を表す。
 得られたリン酸ジエステルは、蒸留やイオン交換樹脂等により精製して更に高純度化することもできる。
 リン酸ジエステル塩と酸の反応は、例えば、当該酸の水溶液にリン酸ジエステル塩を添加することにより行うことができる。この場合、リン酸ジエステル塩の添加量は、酸の水溶液100質量部に対し、5質量部~100質量部であることが好ましく、10質量部~ 80質量部であることがより好ましく、20質量部~60質量部であることがさらに好ましい。リン酸ジエステル塩の添加量を5質量部以上にすることにより、一回の操作で得られる酸の収量を上げることができる。その一方、リン酸ジエステル塩の添加量を100質量部以下にすることにより、リン酸ジエステル塩の溶解不足を抑制し、反応性の低下を抑制することができる。
 また、酸の水溶液の濃度としては、当該溶液100質量%に対し、5質量%~70質量%であることが好ましく、5質量%~50質量%であることがより好ましく、5質量%~30質量%であることがさらに好ましい。濃度を5質量%以上にすることにより、リン酸ジエステル塩と酸との反応をスムーズに行うことができる。その一方、濃度を70質量%以下にすることにより、原料となる酸の使用量を抑制し、生産コストを抑制することができる。
 リン酸ジエステル塩と酸の反応温度としては特に限定されないが、通常は-20℃~100℃であることが好ましく、0℃~50℃であることがより好ましく、0℃~30℃であることがさらに好ましい。反応温度を-20℃以上にすることにより、反応性の低下を抑制することができる。その一方、反応温度を100℃以下にすることにより、原料となる酸が揮発により減少することを抑制することができる。
 リン酸ジエステル塩と酸の反応時間としては特に限定されないが、通常は0.5時間~ 5時間であることが好ましく、0.5時間~3時間であることがより好ましく、0.5時間~1.5時間であることがさらに好ましい。反応時間を0.5時間以上にすることにより、未反応分による純度の低下を抑制することができる。その一方、反応時間を5時間以下にすることにより、生産性を向上することができる。
 また、リン酸ジエステル塩と酸の反応は、例えば、有機溶媒にリン酸ジエステル塩を添加することにより行うこともできる。この場合、リン酸ジエステル塩の添加量は、有機溶媒100質量部に対し、5質量部~100質量部であることが好ましく、10質量部~ 80質量部であることがより好ましく、10質量部~50質量部であることがさらに好ましい。リン酸ジエステル塩の添加量を5質量部以上にすることにより、一回の操作で得られる酸の収量を上げることができる。その一方、リン酸ジエステル塩の添加量を100質量部以下にすることにより、リン酸ジエステル塩の溶解不足を抑制し、反応性の低下を抑制することができる。
 前記酸の添加量は、当該酸が1価の場合、リン酸ジエステル塩1当量に対し、0.8当量以上であることが好ましく、0.8~3.0当量であることがより好ましく、0.8当量~2.0当量であることがさらに好ましく、0.8当量~1.5当量であることが特に好ましい。また、酸が2価の場合、リン酸ジエステル塩1当量に対し、0.4当量以上であることが好ましく、0.4~1.5当量であることがより好ましく、0.4当量~1.0当量であることがさらに好ましく、0.4当量~0.75当量であることが特に好ましい。1価の酸の場合、その添加量を0.8当量(2価の場合は0.4当量)以上にすることにより、リン酸ジエステル塩と酸との反応をスムーズに行うことができ、未反応のリン酸ジエステル塩を少なくすることができる。尚、酸の上限値は特に限定されないが、例えば、1価の酸の場合、添加量を3.0当量(2価の酸の場合は、1.5当量)以下にすることにより、原料となる酸の使用量を抑制し、生産コストを抑制することができる。尚、ここでいう「当量」とは、前述の場合と同様、モル当量を意味する。
 有機溶媒中でのリン酸ジエステル塩と酸の反応温度としては特に限定されないが、通常は-20℃~100℃であることが好ましく、0℃~50℃であることがより好ましく、0℃~30℃であることがさらに好ましい。反応温度を-20℃以上にすることにより、反応性の低下を抑制することができる。その一方、反応温度を100℃以下にすることにより、原料となる酸が揮発により減少することを抑制することができる。
 有機溶媒中でのリン酸ジエステル塩と酸の反応時間としては特に限定されないが、通常は0.5時間~ 5時間であることが好ましく、0.5時間~3時間であることがより好ましく、0.5時間~1.5時間であることがさらに好ましい。反応時間を0.5時間以上にすることにより、未反応分による純度の低下を抑制することができる。その一方、反応時間を5時間以下にすることにより、生産性を向上することができる。
 (その他の事項)
 本実施の形態のリン酸ジエステル塩の出発原料となるジハロリン酸塩(M(PO)n(式中、Mは1価~3価のカチオンを示し、Xはハロゲン原子を示し、nは1~3の自然数を示す。))は、種々の方法により製造可能である。
 例えば、前記Mがアルカリ金属原子であり、前記Xがフッ素以外のハロゲン原子である場合には、アルカリ金属水酸化物と、ハロゲン化ホスホリルとを反応させることにより、ジハロリン酸塩であるジハロリン酸アルカリ金属塩を得ることができる。
 前記アルカリ金属水酸化物は、MOH(式中、Mはアルカリ金属原子を示す。)で表される。前記Mはアルカリ金属原子であって、具体的にはLi、Na、K、RbおよびCsからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。ハロゲン化ホスホリルとの反応性の高さの観点からは、前記MはLiであることが好ましい。
 前記ハロゲン化ホスホリルは、POX(式中、Xはフッ素以外のハロゲン原子であって、塩素、臭素及びヨウ素からなる群より選ばれる少なくとも1種を示す。)で表される。より具体的には、例えば塩化ホスホリル、臭化ホスホリル、ヨウ化ホスホリル等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。これらのハロゲン化ホスホリルのうち、入手の容易さと、アルカリ金属水酸化物との反応性の高さの観点からは、塩化ホスホリルが好ましい。
 前記アルカリ金属水酸化物とハロゲン化ホスホリルが反応を開始する際の反応開始温度は、当該反応が進行する限りにおいて特に限定されないが、-20℃~100℃の範囲内であり、好ましくは0℃~25℃、より好ましくは10℃~25℃未満である。反応開始温度を100℃以下にすることにより、ハロゲン化ホスホリルの蒸発による収率の低下を抑制し、ジハロリン酸アルカリ金属塩の純度が低くなるのを防止することができる。その一方、反応開始温度を-20℃以上にすることにより、ハロゲン化ホスホリルが凝固するのを防止することができる。温度の調整手段としては特に限定されず、反応開始温度を前記温度範囲内となる様に冷却して制御する場合には、アルカリ金属水酸化物とハロゲン化ホスホリル等が投入された反応容器を氷冷等により行うことができる。また、反応開始温度を前記温度範囲内となる様に加熱して制御する場合には、任意の温度に設定された湯浴等により行うことができる。尚、前記アルカリ金属水酸化物とハロゲン化ホスホリルの反応終了後は、室温(例えば、25℃)程度にまで下がる。
 前記アルカリ金属水酸化物とハロゲン化ホスホリルとの反応は、有機溶媒中で行ってもよく、無溶媒下で行ってもよい。前記有機溶媒としては特に限定されないが、非プロトン性有機溶媒が好ましい。アルコール等のプロトン性有機溶媒を用いないことにより、アルコキシホスホリル基やフェノキシホスホリル基の生成といった副反応が生じるのを抑制することができる。
 前記非プロトン性有機溶媒としては特に限定されず、例えば、ニトリル類、エステル類、ケトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種以上を併用することができる。
 前記有機溶媒の使用量としては、前記アルカリ金属水酸化物の質量に対し2倍量以上が好ましく、2~10倍量がより好ましく、4~5倍量が特に好ましい。前記有機溶媒の使用量を、前記アルカリ金属水酸化物の質量の2倍量以上にすることにより、前記アルカリ金属水酸化物とハロゲン化ホスホリルの反応の際におけるアルカリ金属水酸化物の攪拌性の悪化を防止し、反応性の低下を抑制することができる。尚、前記有機溶媒の使用量の上限については特に限定されないが、過剰に前記有機溶媒を用いると、これを留去する際に必要以上のエネルギーが必要となり、工業的に不利となる場合がある。従って、有機溶媒の使用量の上限については、反応種に応じて適宜設定するのが好ましい。
 前記有機溶媒中でジハロリン酸アルカリ金属塩を合成する際に使用するハロゲン化ホスホリルの使用量は、アルカリ金属水酸化物1当量に対して1当量以上が好ましく、1~2当量であることがより好ましく、1.05~1.5当量であることがさらに好ましく、1.1~1.2当量であることが特に好ましい。前記ハロゲン化ホスホリルの使用量を1当量以上にすることにより、アルカリ金属水酸化物が残存するのを防止することができる。上限は特に限定されないが、ハロゲン化ホスホリルを2当量以上使用した場合、余剰のハロゲン化ホスホリルを留去する際に必要以上のエネルギーが必要となる場合がある。従って、有機溶媒の使用量の上限については、反応種に応じて適宜設定するのが好ましい。尚、ここでいう「当量」とは、前述の場合と同様、モル当量を意味する。
 無溶媒下で前記アルカリ金属水酸化物とハロゲン化ホスホリルとを反応させる場合、当該ハロゲン化ホスホリルの使用量は、アルカリ金属水酸化物1当量に対して1.5当量以上が好ましく、より好ましくは1.5~20当量、さらに好ましくは1.8~10当量、特に好ましくは2~5当量である。前記ハロゲン化ホスホリルの使用量を1.5当量以上にすることにより、アルカリ金属水酸化物が残存するのを防止することができる。尚、ハロゲン化ホスホリルの使用量の上限については、当該ハロゲン化ホスホリルが反応種としての役割の他に溶媒としての役割も担うため、特に限定はされない。しかしながら、ハロゲン化ホスホリルを過剰に用いると、これを留去する際に必要以上のエネルギーが必要となり、工業的に不利となる場合がある。従って、ハロゲン化ホスホリルの使用量の上限については、反応種に応じて適宜設定するのが好ましい。尚、ここでいう「当量」とは、前述の場合と同様、モル当量を意味する。
 また、その他、前記ジハロリン酸塩としてジフルオロリン酸塩を製造する場合には、ハロゲン化アルカリ金属、ハロゲン化アルカリ土類金属、ハロゲン化アルミニウム及びハロゲン化オニウムからなる群より選択される少なくとも1種のハロゲン化物と、ジフルオロリン酸とを、六フッ化リン酸塩の存在下で反応させる方法(特開2010-155773号公報)により合成することができる。さらに、ヘキサフルオロリン酸リチウムと炭酸塩とを非水溶媒中で反応させることにより、ジフルオロリン酸塩を製造する方法(特開2011-86630号公報)や、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはオニウムのハロゲン塩、炭酸塩、リン酸塩、水酸化物、酸化物より選ばれる少なくともひとつの原料塩とジフルオロリン酸とを、ジフルオロリン酸中において反応させた後、該ジフルオロリン酸中において晶析操作によって析出した析出物をジフルオロリン酸から固液分離し、析出物に含まれるジフルオロリン酸を留去することにより、当該ジフルオロリン酸塩を製造する方法(特開2012-51752号公報)を採用することもできる。
 また、前記ジハロリン酸塩としてジクロロリン酸塩を製造する場合には、オキシ塩化リンと炭酸リチウムを反応させる方法(特開2014-15343号公報)により合成することができる。
 また、本実施の形態に係るリン酸ジエステル塩の製造方法により得られるリン酸ジエステル塩、およびリン酸ジエステルの製造方法により得られるリン酸ジエステルは、リチウムイオン電池をはじめとする二次電池や色素増感太陽電池、電気二重層キャパシタ、電解コンデンサー等の電気化学デバイス用の電解液や電解質材料、或いは帯電防止剤や難燃材等の機能性材料として有用である。特にリン酸ジエステル塩であるリン酸ジエステルリチウムは、リチウムイオン電池やリチウム二次電池、リチウムイオンキャパシタ等の電解質に好適に用いることができる。
 以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨ではない。
 (ジクロロリン酸リチウムの合成)
 冷却管と滴下ロートを装着したフラスコにジメチルカーボネート25.0gを投入し、その後水酸化リチウム5.0gを投入した。続いて、20℃(反応開始温度)、窒素雰囲気下にてフラスコ内を攪拌しながら、38.4gの塩化ホスホリルをゆっくりと滴下した。このときフラスコ内にて激しく反応している様子が確認された。
 その後、フラスコ内を約30分間攪拌し、ガスの発生がほぼ収まり、室温まで冷却されたところで、窒素気流下130℃にてジメチルカーボネートと余剰の塩化ホスホリルの留去を行った。これにより、29.2gの白色結晶が得られた。その後、窒素気流下、130℃にてジメチルカーボネートと余剰の塩化ホスホリルを留去すると29.2gの白色固体のジクロロリン酸リチウムが得られた。このジクロロリン酸リチウムの重量収率は99.3質量%であった。
 (実施例1)
 前記のジクロロリン酸リチウム5.0gをPFA容器に投入し、続いてジメトキシエタン120gを投入した。その後、トリエチルアミンを7.9g投入し、攪拌しながらフェノール7.35gを室温(20℃)下で滴下した。滴下中、激しく発熱し白色の沈殿が系内に析出するのが確認された。尚、フェノールは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、 2.2当量であった。また、トリエチルアミンは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、 2.2当量であった。
 その後、PFA容器を室温(20℃)まで冷却して戻し、その後も攪拌を続けた。滴下から撹拌終了までの反応時間は5時間であった。さらに、減圧濾過を行い、白色固体とろ液とを分離した。減圧下でろ液からジメトキシエタンを留去することにより、白色の固体8.2gを得た。
 得られた白色固体について、イオンクロマトグラフィー〈メトローム社製IC-850〉を用いてアニオン分析を行った。ジフェニルリン酸(東京化成工業(株)製、試薬)を標準物質として定性を行ったところ、得られた白色個体はリン酸ジフェニル塩であることが確認された。イオンクロマトグラフィーによるアニオン分析から求めたリン酸ジフェニルリチウムの純度は98.5%であった。
 (実施例2)
 前記のジクロロリン酸リチウム5.0gをPFA容器に投入し、続いてジメトキシエタン30gを投入した。その後、トリエチルアミン9.0gを投入し、攪拌しながら2,2,2-トリフルオロエタノール35.5gを室温(20℃)下で滴下した。滴下中、発熱し、白色沈殿が系内に析出するのが確認された。尚、2,2,2-トリフルオロエタノールは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、10当量であった。また、トリエチルアミンは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、2.5当量であった。
 その後、PFA容器を室温(20℃)まで冷却して戻し、その後も攪拌を続けた。滴下から撹拌終了までの反応時間は3時間であった。さらに、減圧濾過を行い、白色沈殿物とジメトキシエタン溶液とを分離した。
 この白色沈殿物をカチオンクロマトグラフィー(ダイオネクス社製、商品名:ICS-1500)にて分析を行ったところ、トリエチルアミンのみが検出された。またアニオンクロマトグラフィー(メトローム社製、商品名:IC-850)にて分析を行ったところ、塩化物イオンのみ検出された。これにより、前述の化学反応式(2)に従って、ジクロロリン酸リチウム、2,2,2-トリフルオロエタノールおよびトリエチルアミンが反応した際に、トリエチルアミン塩酸塩が沈殿副生物として生成することが確認できた。
 続いて、濾液からジメトキシエタンを留去したところ、白色の固体8.4gが得られた。この白色固体を、イオンクロマトグラフィー〈メトローム社製IC-850〉にてアニオン分析を行ったところ、原料由来のリン酸アニオンのピークは確認されなかった。また、塩素イオンと新規のピークが確認された。
 続いて、塩素イオン濃度を求めたところ1.0%であった。イオンクロマトグラフィーのアニオン分析から求めた白色固体の純度は、差数法にて99.0%であった。
 また、この白色固体をFT-IR〈パーキンエルマー社製 SPECTRUM2000〉を用いて赤外吸収スペクトルを確認したところ、得られた化合物には950cm-1付近にP-O-C結合由来の吸収が確認された。さらに、1150cm-1付近にC-F結合由来のピークが確認された。これらの結果から、得られた白色固体はアニオン含量99.0%のビス(2,2,2-トリフルオロエチル)リン酸リチウムであると判定した。
 (実施例3)
 前記のジクロロリン酸リチウム5.0gをPFA容器に投入し、続いてジメトキシエタン30gを投入した。その後、トリエチルアミン9.0gを投入し、攪拌しながら2,2,2-トリフルオロエタノール71.5gを室温(20℃)下で滴下した。滴下中、発熱し、白色沈殿が系内に析出するのが確認された。尚、2,2,2-トリフルオロエタノールは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、20当量であった。また、トリエチルアミンは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、2.5当量であった。
 その後、PFA容器を室温(20℃)まで冷却して戻し、その後も攪拌を続けた。滴下から撹拌終了までの反応時間は3時間であった。さらに、減圧濾過を行い、白色沈殿物とジメトキシエタン溶液とを分離した。
 この白色沈殿物をカチオンクロマトグラフィー(ダイオネクス社製、商品名:ICS-1500)にて分析を行ったところ、トリエチルアミンのみが検出された。またアニオンクロマトグラフィー(メトローム社製、商品名:IC-850)にて分析を行ったところ、塩化物イオンのみ検出された。これにより、前述の化学反応式(2)に従って、ジクロロリン酸リチウム、2,2,2-トリフルオロエタノールおよびトリエチルアミンが反応した際に、トリエチルアミン塩酸塩が沈殿副生物として生成することが確認できた。
 続いて、濾液からジメトキシエタンを留去したところ、白色の固体8.1gが得られた。この白色固体を、イオンクロマトグラフィー〈メトローム社製IC-850〉にてアニオン分析を行ったところ、原料由来のリン酸アニオンのピークは確認されなかった。また、塩素イオンと新規のピークが確認された。
 続いて、塩素イオン濃度を求めたところ1.6%であった。イオンクロマトグラフィーのアニオン分析から求めた白色固体の純度は、差数法にて98.4%であった。
 また、この白色固体をFT-IR(パーキンエルマー社製 SPECTRUM2000)を用いて赤外吸収スペクトルを確認したところ、得られた化合物には950cm-1付近にP-O-C結合由来の吸収が確認された。さらに、1150cm-1付近にC-F結合由来のピークが確認された。これらの結果から、得られた白色固体はアニオン含量98.4%のビス(2,2,2-トリフルオロエチル)リン酸リチウムであると判定した。
 (実施例4)
 前記のジクロロリン酸リチウム5.0gをPFA容器に投入し、続いてジメトキシエタン30gを投入した。その後、トリエチルアミン9.0gを投入し、攪拌しながら2,2,2-トリフルオロエタノール35.5gを氷冷下(0℃)で滴下した。滴下中、発熱し、白色沈殿が系内に析出するのが確認された。尚、2,2,2-トリフルオロエタノールは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、10当量であった。また、トリエチルアミンは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、2.5当量であった。
 その後、PFA容器を室温(20℃)まで冷却して戻し、その後も攪拌を続けた。滴下から撹拌終了までの反応時間は3時間であった。さらに、減圧濾過を行い、白色沈殿物とジメトキシエタン溶液とを分離した。
 この白色沈殿物をカチオンクロマトグラフィー(ダイオネクス社製、商品名:ICS-1500)にて分析を行ったところ、トリエチルアミンのみが検出された。またアニオンクロマトグラフィー(メトローム社製、商品名:IC-850)にて分析を行ったところ、塩化物イオンのみ検出された。これにより、前述の化学反応式(2)に従って、ジクロロリン酸リチウム、2,2,2-トリフルオロエタノールおよびトリエチルアミンが反応した際に、トリエチルアミン塩酸塩が沈殿副生物として生成することが確認できた。
 続いて、濾液からジメトキシエタンを留去したところ、白色の固体8.3gが得られた。この白色固体を、イオンクロマトグラフィー〈メトローム社製IC-850〉にてアニオン分析を行ったところ、原料由来のリン酸アニオンのピークは確認されなかった。また、塩素イオンと新規のピークが確認された。
 続いて、塩素イオン濃度を求めたところ1.0%であった。イオンクロマトグラフィーのアニオン分析から求めた白色固体の純度は、差数法にて99.0%であった。
 また、この白色固体をFT-IR〈パーキンエルマー社製 SPECTRUM2000〉を用いて赤外吸収スペクトルを確認したところ、得られた化合物には950cm-1付近にP-O-C結合由来の吸収が確認された。さらに、1150cm-1付近にC-F結合由来のピークが確認された。これらの結果から、得られた白色固体はアニオン含量99.0%のビス(2,2,2-トリフルオロエチル)リン酸リチウムであると判定した。
 (実施例5)
 前記のジクロロリン酸リチウム5.0gをPFA容器に投入し、続いてヒドロキシ化合物としてのエタノール16.4gを投入した。その後、攪拌しながら、トリエチルアミン8.6gを室温(20℃)下で滴下した。滴下中、少し発熱し、白色沈殿が系内に析出するのが確認された。尚、エタノールは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、10当量であった。また、トリエチルアミンは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、2.4当量であった。
 その後、PFA容器を室温(20℃)まで冷却して戻し、その後も攪拌を続けた。滴下から撹拌終了までの反応時間は5時間であった。さらに、減圧濾過を行い、白色沈殿物とエタノール溶液とを分離した。減圧下でろ液からエタノールを留去することにより、白色の固体5.1gを得た。
 得られた白色固体について、イオンクロマトグラフィー〈メトローム社製IC-850〉を用いてアニオン分析を行ったところ、原料由来のリン酸アニオンのピークは確認されなかった。また、塩素イオンと新規のピークが確認された。ジエチルリン酸(和光純薬(株)製、試薬)を標準物質として定性を行ったところ、得られた白色個体はリン酸ジエチル塩であることが確認された。
 続いて、塩素イオン濃度を求めたところ1.4%であった。イオンクロマトグラフィーのアニオン分析から求めた白色固体の純度は、差数法にて98.6%であった。
 (実施例6)
 前記のジクロロリン酸リチウム5.0gをPFA容器に投入し、続いてヒドロキシ化合物としてのエタノール32.8gを投入した。その後、攪拌しながら、トリエチルアミン8.6gを室温(20℃)下で滴下した。滴下中、少し発熱し、白色沈殿が系内に析出するのが確認された。尚、エタノールは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、10当量であった。また、トリエチルアミンは、ジクロロリン酸リチウム1当量に対し、2.4当量であった。
 その後、PFA容器を室温(20℃)まで冷却して戻し、その後も攪拌を続けた。滴下から撹拌終了までの反応時間は5時間であった。さらに、減圧濾過を行い、白色沈殿物とエタノール溶液とを分離した。減圧下でろ液からエタノールを留去することにより、白色の固体5.1gを得た。
 得られた白色固体について、イオンクロマトグラフィー〈メトローム社製IC-850〉を用いてアニオン分析を行ったところ、原料由来のリン酸アニオンのピークは確認されなかった。また、塩素イオンと新規のピークが確認された。ジエチルリン酸(和光純薬(株)製、試薬)を標準物質として定性を行ったところ、得られた白色個体はリン酸ジエチル塩であることが確認された。
 続いて、塩素イオン濃度を求めたところ1.4%であった。イオンクロマトグラフィーのアニオン分析から求めた白色固体の純度は、差数法にて98.6%であった。
 (実施例7)
 実施例2で得られたビス(2,2,2-トリフルオロエチル)リン酸リチウム20.0gを水30.0gに溶解させ、続いて濃度35%の塩酸10.0gを投入した。室温(25℃)下、30分間撹拌を行って反応させ、撹拌後ジエチルエーテル25gを用いて4回抽出を行った。さらにジエチルエーテルを水20gで2回洗浄した。減圧下にてジエチルエーテル層を留去し、無色透明液17.8gを得た。
 この無色透明液をカチオンクロマトグラフィー(ダイオネクス社製、商品名:ICS-1500)にて分析を行ったところ、Liイオンのみが検出され、その濃度は100ppmであった。また、アニオンクロマトグラフィー(メトローム社製、商品名:IC-850)にて分析を行ったところ、目的物のアニオンピークと塩化物イオンが検出され、当該塩化物イオンの濃度は510ppmであった。これにより、得られた無色透明液体は、ビス(2,2,2-トリフルオロエチル)リン酸であることが確認された。
 イオンクロマトグラフィーのカチオン分析から求めた無職透明液体のカチオン純度は差数法から99.99%であり、アニオン分析から求めたアニオン純度は差数法から99.95%であった。
 (実施例8)
 実施例5で得られたジエチルリン酸リチウム10.0gにエタノール50gに溶解させ、室温(25℃)下、濃度98%の濃硫酸2.8gを滴下した。滴下中、白色沈殿が見られ、滴下後30分撹拌を行って反応させた。その後、減圧下ろ過により白色沈殿を除去し、得られたエタノールを減圧下にて留去し、無色透明液8.3gを得た。尚、用いた硫酸は、ジエチルリン酸リチウム1当量に対し、0.46当量であった。
 この無色透明液をカチオンクロマトグラフィー(ダイオネクス社製、商品名:ICS-1500)にて分析を行ったところ、Liイオンのみが検出され、その濃度は3200ppmであった。また、アニオンクロマトグラフィー(メトローム社製、商品名:IC-850)にて分析を行ったところ、目的物のアニオンピークと塩化物イオンが検出され、当該塩化物イオンの濃度は243ppmであった。これにより、得られた無色透明液体は、ジエチルリン酸であることが確認された。
 イオンクロマトグラフィーのカチオン分析から求めた無職透明液体のカチオン純度は差数法から99.68%であり、アニオン分析から求めたアニオン純度は差数法から99.97%であった。
 

Claims (11)

  1.  M(PO)n(式中、Mは1価~3価のカチオンを示し、Xはハロゲン原子を示し、nは1~3の自然数を示す。)で表されるジハロリン酸塩と、ヒドロキシ化合物とを反応させるリン酸ジエステル塩の製造方法。
  2.  前記ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応は、有機溶媒中において塩基の存在下で行う請求項1に記載のリン酸ジエステル塩の製造方法。
  3.  前記ジハロリン酸塩とヒドロキシ化合物との反応は、無溶媒において塩基の存在下で行う請求項1に記載のリン酸ジエステル塩の製造方法。
  4.  前記ヒドロキシ化合物が、アルコール類、フェノール類、ナフトール類、糖類及びオキソカーボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1~3の何れか1項に記載のリン酸ジエステル塩の製造方法。
  5.  前記Mがアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、遷移金属イオン及びオニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1~4の何れか1項に記載のリン酸ジエステル塩の製造方法。
  6.  前記Mがリチウムイオンである請求項1~5の何れか1項に記載のリン酸ジエステル塩の製造方法。
  7.  前記Xが塩素原子である請求項1~6の何れか1項に記載のリン酸ジエステル塩の製造方法。
  8.  前記塩基がアミン類又は金属水酸化物である請求項2~7の何れか1項に記載のリン酸ジエステル塩の製造方法。
  9.  前記有機溶媒がニトリル類、エステル類、ケトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、ニトロメタン、ニトロエタン及びジメチルホルムアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の非プロトン性有機溶媒である請求項2に記載のリン酸ジエステル塩の製造方法。
  10.  前記有機溶媒がジメトキシエタンである請求項9に記載のリン酸ジエステル塩の製造方法。
  11.  請求項1~10の何れか1項に記載のリン酸ジエステル塩の製造方法により得られたリン酸ジエステル塩を、酸と反応させるリン酸ジエステルの製造方法。
     
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