WO2016002771A1 - 錯体中心形成剤、イオン性錯体及びこれらの製造方法 - Google Patents

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幹弘 高橋
益隆 新免
雅隆 藤本
寛樹 松崎
勇貴 上鶴
辻岡 章一
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セントラル硝子株式会社
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a complex center forming agent, an ionic complex, and methods for producing them.
  • a non-aqueous electrolyte containing a positive electrode active material made of a composite oxide containing a transition metal such as lithium, cobalt, manganese, nickel, a negative electrode active material made of a carbon material, and an ionic complex The thing including is becoming mainstream.
  • Phosphorus is known as an example of the central element of the ionic complex. Then, Examples of compounds comprising a phosphorus source, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6), phosphorus pentafluoride (PF 5), and phosphorus pentachloride (PCl 5) or the like is known.
  • LiPF 6 lithium hexafluorophosphate
  • PF 5 phosphorus pentafluoride
  • PCl 5 phosphorus pentachloride
  • Patent Document 1 For example, in Patent Document 1, PF 5 generated by decomposing LiPF 6 and a Li salt of a ligand exemplified by oxalic acid and glycolic acid are reacted in CH 3 CN. It has been shown that ionic complexes can be formed. Patent Document 1 shows that a one-coordinate, two-coordinate, and three-coordinate complex can be synthesized by changing the ratio of LiPF 6 to a Li salt of a ligand.
  • Patent Document 2 shows that an ionic complex can be generated using LiPF 6 as a raw material and a reaction aid containing Al, B or Si and oxalic acid.
  • Patent Document 2 shows that a bicoordinate complex can be synthesized by increasing the equivalent of oxalic acid and a reaction aid, and that the complex center is not limited to phosphorus but may be boron.
  • Patent Document 3 discloses that an ionic complex can be generated by reacting LiPF 6 with a tricarboxylic silyl (TMS) dicarboxylic acid. It is obtained by subjecting the reaction to oxalic acid as a main raw material for 3 days and then purifying by distillation (see Non-Patent Document 1). Patent Document 3 shows that the complex center is not limited to phosphorus but may be boron.
  • Non-Patent Document 2 shows that PF 5 generated by decomposing LiPF 6 at 200 ° C. and lithium oxalate are reacted in dimethyl carbonate (DMC). By reacting two molecules of PF 5 with one molecule of lithium oxalate, one molecule of ionic complex and one molecule of LiPF 6 are obtained.
  • the technique described in Non-Patent Document 2 is an excellent technique in that PF 5 is used not only as a raw material but also as a reaction aid for cleaving the PF bond.
  • Patent Document 4 and Non-Patent Document 3 use PCl 5 as a raw material and oxalic acid as a ligand to synthesize tris (oxalato) lithium phosphate (LTOP) in which oxalic acid is trimolecularly coordinated. It is shown.
  • LTOP tris (oxalato) lithium phosphate
  • LiPF 6 or PF 5 as a raw material, is manufactured by fluorinating a raw material containing no fluorine such as PCl 3 and PCl 5 Yes.
  • a raw material containing no fluorine such as PCl 3 and PCl 5 Yes.
  • the PF bond is strong, when removing fluorine, it is necessary to use a reaction aid such as a silicon reagent or to perform a reaction at a high temperature in a highly polar solvent that is difficult to remove in a subsequent step.
  • LiF lithium fluoride
  • SiF 4 tetrafluorosilane
  • TMSF trimethylsilyl fluoride
  • Patent Documents 1 and 3 a compound in which two ligands as shown in the following general formula are coordinated (hereinafter also referred to as “bimolecular coordination compound”) is efficiently synthesized. Can not. Furthermore, in the method described in Patent Document 3, it takes a lot of time to synthesize the carboxylic acid bis (trimethylsilyl) isomer that is the raw material. For example, when the raw material is oxalic acid, it needs to be purified by distillation after the reaction for 3 days (see Non-Patent Document 1). In addition, the technique described in Patent Document 3 has a problem that the ratio of lithium difluorophosphate produced by decomposition of the target product or its reaction intermediate is large.
  • M represents at least one selected from the group consisting of group 13 elements (Al, B), group 14 elements (Si), and group 15 elements (P, As, Sb)).
  • F represents fluorine.
  • -L to L- represent chelate ligands.
  • Non-Patent Document 2 an objective ionic complex and an equimolar number of LiPF 6 are necessarily by-produced. Further, the solubility of the ligand raw material greatly affects the progress of the reaction, and the target material cannot be obtained with a ligand raw material with low solubility. In addition, the above bimolecular coordination compound cannot be synthesized.
  • the ionic complex obtained by the method described in Patent Document 4 or Non-Patent Document 3 is a compound in which three molecules of ligands derived from a ligand-forming compound are coordinated.
  • PCl 5 is used as a raw material, but PCl 5 also has an action of converting oxalic acid to oxalate (for example, Non-Patent Document 4). It is very difficult to efficiently synthesize one- or two-coordinate ionic complexes by controlling the coordination number of oxalic acid by this method.
  • the reactivity of BCl 3 is as high as PCL 5 and it is difficult to control the coordination number of oxalic acid even if the complex center is boron instead of phosphorus.
  • the object of the present invention is to reduce the burden associated with the removal of fluorine atoms bonded to the center of the complex and to efficiently synthesize an ionic complex having a desired coordination number.
  • the present inventor has made extensive studies to solve the above problems, and as a phosphorus source, a compound containing both F and a halogen other than F is used as a complex center-forming agent. The present inventors have found that the problem can be solved and have completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following.
  • the present invention is a complex center forming agent represented by the following general formula (1).
  • A is at least one selected from the group consisting of metal ions, protons and onium ions.
  • F is fluorine.
  • M is at least one selected from the group consisting of group 13 elements (Al, B), group 14 elements (Si), and group 15 elements (P, As, Sb).
  • R 2 is a halogen other than fluorine.
  • b represents 0 or 1
  • s represents 1 to 5
  • t represents 1 to 5, respectively.
  • this invention is a manufacturing method of the compound represented by following General formula (1) including the process of introduce
  • A is at least one selected from the group consisting of metal ions, protons and onium ions.
  • F is fluorine.
  • M is at least one selected from the group consisting of group 13 elements (Al, B), group 14 elements (Si), and group 15 elements (P, As, Sb).
  • R 2 is a halogen other than fluorine.
  • b represents 0 or 1
  • s represents 1 to 5, and t represents 1 to 5, respectively. ]
  • the present invention uses a compound represented by the following general formula (1), wherein M is a central element, and the central element includes an oxo group ( ⁇ O group) and a thioxy group ( ⁇ S group).
  • M is a central element
  • the central element includes an oxo group ( ⁇ O group) and a thioxy group ( ⁇ S group).
  • a ligand having at least one group selected from the above is bonded in a cyclic manner to produce an ionic complex containing the central element and a cyclic ligand centered on the central element. It is a manufacturing method.
  • A is at least one selected from the group consisting of metal ions, protons and onium ions.
  • F is fluorine.
  • M is at least one selected from the group consisting of group 13 elements (Al, B), group 14 elements (Si), and group 15 elements (P, As, Sb).
  • R 2 is a halogen other than fluorine. b represents 0 or 1, s represents 1 to 5, and t represents 1 to 5, respectively. ]
  • the present invention also includes a reaction step in which a compound represented by the following general formula (1) and a compound represented by the following general formula (2-1) are reacted in an organic solvent.
  • This is a method for producing an ionic complex, which produces the ionic complex represented by (3-1).
  • A is at least one selected from the group consisting of metal ions, protons and onium ions.
  • F is fluorine.
  • M is at least one selected from the group consisting of group 13 elements (Al, B), group 14 elements (Si), and group 15 elements (P, As, Sb).
  • R 2 is a halogen other than fluorine.
  • b represents 0 or 1
  • t represents 1 to 5, respectively.
  • E 1 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a silicon-based substituent (such as trimethylsilyl or triethylsilyl). Only when the silicon-based substituent is primary or secondary, a direct bond may be formed between E 1 and X 2 .
  • E 2 represents hydrogen, an alkali metal, or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. When a direct bond is formed between E 1 and X 2 , E 2 is not present.
  • X 1 and X 2 are each independently O, S, or N, and in the case of N, —N (R 4 ) — is represented.
  • R 4 represents a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom. When the number of carbon atoms is 3 or more, R 4 can also take a branched chain or a cyclic structure. Further, when X 2 is N and m is 0, X 2 and R 1 are directly bonded to each other, and in this case, a structure as shown in the following general formulas (4) to (6) can be taken. Similarly, when X 1 is N and k is 0, X 1 and R 1 can be directly bonded to form a structure as shown in the following general formulas (4) to (6).
  • Y 1 and Y 2 each independently represent C or S. (If Y 1 is C, q is 1 if k is 1, and q is 0 if k is 0. If Y 2 is C, r is 1 if m is 1. , When m is 0, r is 0. When Y 1 is S, Z 1 bonded thereto is O, when k is 1, q is 1 or 2, and when k is 0 q is 0. When Y 2 is S, Z 2 bonded thereto is O, and when m is 1, r is 1 or 2, and when m is 0, r is 0.
  • R 1 is a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom (in the case of 3 or more carbon atoms, a branched chain or cyclic structure can also be used) Or —N (R 3 ) —.
  • R 3 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom which may have a halogen atom.
  • R 3 can take a branched chain or a cyclic structure.
  • Z 1 and Z 2 are each independently an O element or an S element.
  • A, F and M are the same as A, F and M described in the general formula (1).
  • X 1 , X 2 , Y 1 , Y 2 , R 1 , R 3 , R 4 , Z 1 and Z 2 are the same as X 1 , X 2 , Y 1 , Y 2 , explained in the general formula (2-1) It is the same as R 1 , R 3 , R 4 , Z 1 and Z 2 .
  • a is 1 or 2
  • o is 2 or 4
  • k, m, p, q and r are the same as those described in formula (2-1)
  • n is 1 or 2.
  • the present invention also includes a reaction step in which a compound represented by the following general formula (1) and a compound represented by the following general formula (2-2) are reacted in an organic solvent.
  • This is a method for producing an ionic complex, wherein the ionic complex represented by (3-2) is produced.
  • A is at least one selected from the group consisting of metal ions, protons and onium ions.
  • F is fluorine.
  • M is at least one selected from the group consisting of group 13 elements (Al, B), group 14 elements (Si), and group 15 elements (P, As, Sb).
  • R 2 is a halogen other than fluorine.
  • b represents 0 or 1
  • s represents 1 to 5
  • t represents 1 to 5, respectively.
  • E 1 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a silicon-based substituent (such as trimethylsilyl or triethylsilyl).
  • X 1 is O, S, or N, and in the case of N, it represents —N (R 4 ) —.
  • R 4 represents a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom. When the number of carbon atoms is 3 or more, R 4 can also take a branched chain or a cyclic structure.
  • X 1 and R 1 are directly bonded to each other, and in this case, a structure represented by the following general formulas (4) to (6) can be taken.
  • m is 0, N (R 5 ) (R 6 ) and R 1 are directly bonded, and in this case, structures such as the following general formulas (7) to (11) can be taken.
  • formula (7) and formula (9) in which the direct bond is a double bond R 6 does not exist.
  • Y 1 and Y 2 each independently represent C or S. (If Y 1 is C, q is 1 if k is 1, and q is 0 if k is 0. If Y 2 is C, r is 1 if m is 1.
  • R 1 is a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom (in the case of 3 or more carbon atoms, a branched chain or cyclic structure can also be used) Or —N (R 3 ) —.
  • R 3 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom which may have a halogen atom.
  • R 3 can take a branched chain or a cyclic structure.
  • Z 1 and Z 2 are each independently an O element or an S element.
  • N is nitrogen.
  • R 5 and R 6 are each independently a hydrocarbon group optionally having a ring having 1 to 10 carbon atoms, a heteroatom, or a halogen atom.
  • a branched chain or An annular structure can also be used.
  • k is 0 or 1 (when k is 0, q is also 0), m is 0 or 1 (when m is 0, r is also 0), p is 0 or 1, q is 0 to 2, and r is 0 to 2 respectively.
  • D is halogen ion, hexafluorophosphate anion, tetrafluoroborate anion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, bis (fluoromethanesulfonyl) imide anion, (fluoromethanesulfonyl) (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, bis ( It is at least one selected from (difluorophosphonyl) imide anion.
  • F and M are the same as F and M described in the general formula (1).
  • X 1 , Y 1 , Y 2 , R 1 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , Z 1 and Z 2 are the same as X 1 , Y 1 , Y 2 , explained in the general formula (2-2) The same as R 1 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , Z 1 and Z 2 .
  • c is 0 or 1
  • n is 1
  • c 0 (D is not present when c is 0)
  • n is 2
  • o is 2 or 4
  • k, m, p, q, and r are the same as k, m, p, q, and r described in the general formula (2-2). ]
  • the present invention also includes a reaction step in which a compound represented by the following general formula (1) and a compound represented by the following general formula (2-3) are reacted in an organic solvent.
  • This is a method for producing an ionic complex, which produces the ionic complex represented by (3-3).
  • A is at least one selected from the group consisting of metal ions, protons and onium ions.
  • F is fluorine.
  • M is at least one selected from the group consisting of group 13 elements (Al, B), group 14 elements (Si), and group 15 elements (P, As, Sb).
  • R 2 is a halogen other than fluorine.
  • b represents 0 or 1
  • s represents 1 to 5
  • t represents 1 to 5, respectively.
  • R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 are each independently a hydrocarbon group optionally having a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom.
  • R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 are each independently a hydrocarbon group optionally having a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom.
  • a branched chain or cyclic structure can be used.
  • N is nitrogen.
  • Y 1 and Y 2 each independently represent C or S.
  • R 1 is a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom (in the case of 3 or more carbon atoms, a branched chain or cyclic structure can also be used) Or —N (R 3 ) —.
  • R 3 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom. In the case where the number of carbon atoms is 3 or more, R 3 can take a branched chain or a cyclic structure.
  • Z 1 and Z 2 are each independently an O element or an S element.
  • k is 0 or 1 (when k is 0, q is also 0), m is 0 or 1 (when m is 0, r is also 0), p is 0 or 1, q is 0 to 2, and r is 0 to 2 respectively.
  • N (R 5 ) (R 6 ) and R 1 are directly bonded, and in this case, a structure such as the following general formulas (7) to (11) can be taken.
  • N (R 7 ) (R 8 ) and R 1 are directly bonded, and in this case, structures such as the following general formulas (12) to (16) can be taken.
  • R 6 does not exist.
  • R 8 does not exist.
  • Y 1 is C
  • q is 1 if k is 1, and q is 0 if k is 0.
  • Y 2 is C
  • r is 1 if m is 1, and r is 0 if m is 0.
  • Z 1 bonded thereto is O. If k is 1, q is 1 or 2, and if k is 0, q is 0.
  • Y 2 is S, Z 2 bonded thereto is O, r is 1 or 2 if m is 1, and r is 0 if m is 0.
  • D is halogen ion, hexafluorophosphate anion, tetrafluoroborate anion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, bis (fluoromethanesulfonyl) imide anion, (fluoromethanesulfonyl) (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, bis ( It is at least one selected from (difluorophosphonyl) imide anion.
  • F and M are the same as F and M described in the general formula (1).
  • N, Y 1 , Y 2 , R 1 , R 3 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , Z 1 and Z 2 are N, Y 1 , Y 2 described in the general formula (2-3).
  • R 1 , R 3 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , Z 1 and Z 2 are the same.
  • d is 1 to 3.
  • o is 2 or 4.
  • n is 1 or 2, when n is 1, d is 1, and when n is 2, d is 3.
  • k, m, p, q and r are the same as k, m, p, q and r described in the general formula (2-3).
  • the organic solvent is at least one selected from the group consisting of carbonates, esters, ketones, ethers, nitriles, hydrocarbons, and halogenated hydrocarbons.
  • this invention is a manufacturing method of the ionic complex in any one of (4) to (7) which further includes the reduced pressure concentration process of concentrate
  • this invention adds the low polar organic solvent whose solubility is lower than the main solvent which melt
  • the main solvent is dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propion.
  • the low-polar organic solvent may be an ether solvent (diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dioxane, 1,3-dioxane, etc.), a hydrocarbon solvent (toluene, benzene, xylene, pentane).
  • ether solvent diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dioxane, 1,3-dioxane, etc.
  • hydrocarbon solvent toluene, benzene, xylene, pentane
  • the present invention adds the low-polar organic solvent 0.5 to 30 times by mass with respect to a solution obtained by dissolving the ionic complex in a main solvent. It is a manufacturing method of the ionic complex in any one of (11).
  • this invention is a manufacturing method of the ionic complex in any one of (9) to (12) whose water
  • the present invention provides a low-polarity concentration step in which the reaction product is concentrated under reduced pressure after the reaction step, and a low polarity that is less soluble than the main solvent that dissolves the ionic complex after the reduced-pressure concentration step.
  • the main solvent is dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate, acetone, ethyl Methyl ketone, diethyl ketone, acetonitrile, propionitrile, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,2 It is at least one selected from the group consisting of dimethoxyethane and 1,2-diethoxyethane, and the low polarity organic solvent is a hydrocarbon solvent (toluene, benzene, xylene, pentane, hexane, heptane, cyclopentane, cyclohexane , Cycloheptane, etc.), chlorin
  • the present invention provides the method according to any one of (9) to (13), wherein in the purification step, the liquid temperature after the start of the addition of the low-polar organic solvent is within a range of 4 to 45 ° C. It is a manufacturing method of an ionic complex.
  • the present invention provides an ionic complex represented by any one of the following general formula (3-1), the following general formula (3-2), or the following general formula (3-3); It is an ionic complex composition containing a difluoro salt containing the same element and a residual halogen compound other than fluorine derived from the compound represented by the following general formula (1).
  • A is at least one selected from the group consisting of metal ions, protons and onium ions.
  • F is fluorine.
  • M is at least one selected from the group consisting of group 13 elements (Al, B), group 14 elements (Si), and group 15 elements (P, As, Sb).
  • X 1 and X 2 are each independently O, S, or N, and in the case of N, —N (R 4 ) — is represented.
  • R 4 represents a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom. When the number of carbon atoms is 3 or more, R 4 can also take a branched chain or a cyclic structure.
  • X 2 is N and m is 0, X 2 and R 1 are directly bonded to each other, and in this case, a structure as shown in the following general formulas (4) to (6) can be taken.
  • X 1 and R 1 can be directly bonded to form a structure as shown in the following general formulas (4) to (6).
  • R 4 does not exist.
  • Y 1 and Y 2 each independently represent C or S. (If Y 1 is C, q is 1 if k is 1, and q is 0 if k is 0. If Y 2 is C, r is 1 if m is 1. , When m is 0, r is 0. When Y 1 is S, Z 1 bonded thereto is O, when k is 1, q is 1 or 2, and when k is 0 q is 0.
  • R 1 is a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom (in the case of 3 or more carbon atoms, a branched chain or cyclic structure can also be used) Or —N (R 3 ) —.
  • R 3 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom which may have a halogen atom.
  • R 3 can take a branched chain or a cyclic structure.
  • Z 1 and Z 2 are each independently an O element or an S element.
  • a is 1 or 2
  • n is 1 or 2
  • o is 2 or 4
  • k is 0 or 1 (provided that k is 0 when q is 0)
  • m is 0 or 1 (provided that , M is 0, r is also 0)
  • p is 0 or 1
  • q 0 to 2
  • r is 0 to 2, respectively.
  • D is halogen ion, hexafluorophosphate anion, tetrafluoroborate anion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, bis (fluoromethanesulfonyl) imide anion, (fluoromethanesulfonyl) (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, bis ( It is at least one selected from (difluorophosphonyl) imide anion.
  • X 1 is O, S, or N, and in the case of N, it represents —N (R 4 ) —.
  • R 4 represents a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom. When the number of carbon atoms is 3 or more, R 4 can also take a branched chain or a cyclic structure. Further, when X 1 is N and k is 0, X 1 and R 1 are directly bonded to each other, and in this case, the structures represented by the above general formulas (4) to (6) can be taken. Similarly, when m is 0, N (R 5 ) (R 6 ) and R 1 are directly bonded, and in this case, structures such as the following general formulas (7) to (11) can be taken.
  • R 6 does not exist.
  • Z 1 and Z 2 are each independently an O element or an S element.
  • N is nitrogen.
  • R 5 and R 6 are each independently a hydrocarbon group optionally having a ring having 1 to 10 carbon atoms, a heteroatom, or a halogen atom. When the number of carbon atoms is 3 or more, a branched chain or An annular structure can also be used. Moreover, you may have a cyclic structure containing each other like following General formula (11).
  • k is 0 or 1 (when k is 0, q is also 0), m is 0 or 1 (when m is 0, r is also 0), p is 0 or 1, q is 0 to 2, and r is 0 to 2 respectively.
  • F, M, X 1, Y 1, Y 2 and R 1 are the same and the F, M, and X 1, Y 1, Y 2 and R 1 described in the general formula (3-1).
  • c is 0 or 1
  • n is 1
  • c is 0 (D is not present when c is 0)
  • n is 2
  • o is 2 or 4
  • k, m, and p are the same as k, m, and p described in the general formula (3-1).
  • R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 are each independently a hydrocarbon group optionally having a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom.
  • a branched chain or cyclic structure can be used.
  • R 1 is a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom (in the case of 3 or more carbon atoms, a branched chain or cyclic structure can also be used) Or —N (R 3 ) —.
  • R 3 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom. In the case where the number of carbon atoms is 3 or more, R 3 can take a branched chain or a cyclic structure.
  • d is 1 to 3.
  • n is 1 or 2, when n is 1, d is 1, and when n is 2, d is 3.
  • A is at least one selected from the group consisting of metal ions, protons and onium ions.
  • F is fluorine.
  • M is at least one selected from the group consisting of group 13 elements (Al, B), group 14 elements (Si), and group 15 elements (P, As, Sb).
  • R 2 is a halogen other than fluorine. b represents 0 or 1, s represents 1 to 5, and t represents 1 to 5, respectively. ]
  • an ionic complex having a desired coordination number can be efficiently synthesized without removing the fluorine atom bonded to the complex center of the complex center forming agent.
  • the complex center forming agent of the present invention comprises a compound represented by the following general formula (1).
  • A is at least one selected from the group consisting of metal ions, protons and onium ions.
  • F is fluorine.
  • M is at least one selected from the group consisting of group 13 elements (Al, B), group 14 elements (Si), and group 15 elements (P, As, Sb).
  • R 2 is a halogen other than fluorine.
  • B represents 0 or 1
  • s represents 1 to 5
  • t represents 1 to 5, respectively.
  • M is a group 15 element (P, As, Sb)
  • the central element M is cyclic with a ligand having at least one group selected from an oxo group ( ⁇ O group) and a thioxy group ( ⁇ S group).
  • ⁇ O group oxo group
  • ⁇ S group thioxy group
  • the complex center forming agent is a halogenated phosphoric acid compound
  • the compound represented by the general formula (1) is a mixture of LiPClF 5 , LiPCl 2 F 4 , LiPCl 3 F 3 , LiPCl 4 F 2 , LiPCl 5 F. It is.
  • the halogenated phosphoric acid compound does not exist alone in the normal temperature range but exists as a mixture due to disproportionation, and the bias varies depending on the ratio of Cl and F.
  • the complex center forming agent is composed of a phosphorus halide compound
  • the compound represented by the general formula (1) is a simple substance or a mixture of PClF 4 , PCl 2 F 3 , PCl 3 F 2 , and PCl 4 F.
  • M is a group 13 element (Al, B)
  • M is a group 13 element (Al, B)
  • the selectivity of the target product exceeds 90 mol%. Therefore, M is not particularly limited as long as it is selected from the group consisting of Group 13 elements (Al, B), Group 14 elements (Si), and Group 15 elements (P, As, Sb).
  • M is preferably a group 13 element (Al, B) in that the selectivity of the target product is high.
  • Examples of the method for producing the compound represented by the general formula (1) include fluorination of a phosphorous chloride, chlorination of a phosphorous fluoride, or disproportionation of a phosphorous chloride and a phosphorous fluoride. Especially, it is preferable to obtain the compound represented by the said General formula (1) by the fluorination of a phosphorus chlorination thing from the point of the utilization efficiency of a fluorine.
  • This technique includes a step of introducing hydrogen fluoride into a compound represented by the following general formula (1) ′.
  • A, M , R 2, b, s and t are the same as A, M, R 2, b , s and t in the general formula (1).
  • PCl 5 and lithium chloride (LiCl) are mixed with an organic solvent having a water content of 500 ppm by mass or less (for example, ethyl methyl carbonate, acetonitrile, tetrahydrofuran, ethyl acetate, etc.), and lithium hexachlorophosphate (LiPCl 6 ) is mixed.
  • This LiPCl 6 is fluorinated with 4 equivalents of hydrogen fluoride (HF) to obtain a halogenated phosphate compound LiPCl 2 F 4 containing F and Cl in a ratio of 4 to 2.
  • HF hydrogen fluoride
  • PCl 5 by fluorinating PCl 5 with 4 equivalents of hydrogen fluoride, a halogenated phosphorus compound PClF 4 containing F and Cl in a ratio of 4 to 1 is obtained.
  • the compound represented by the above general formula (1) such as a halogenated phosphoric acid compound, a halogenated phosphorus compound, a halogenated boric acid compound, or a boron halide compound has high hydrolyzability, and water is present in the system. Then, metaphosphoric acid, metaboric acid, etc. are produced by hydrolysis. It is difficult to remove these acids by concentration under reduced pressure. When Cl is partially substituted, Cl remains in the system. Therefore, the organic solvent preferably has a water content of 500 ppm by mass or less.
  • M include phosphorus and boron. Whether M is phosphorus or M is boron, the number of F contained in the compound represented by the general formula (1) is the number of F contained in the target ionic complex. Is preferably equal to the number of. However, it is expected that it is difficult to strictly control the ratio of Cl and F when producing the compound represented by the general formula (1). In this case, in order to avoid Cl remaining in the system, it is desirable that the amount of F is larger than the amount of Cl.
  • the compound represented by the general formula (1) is converted to LiPF 6 by adding a small amount of a metal fluoride such as LiF, or excessive chlorine content by vacuum concentration. Excess Cl contained in the compound represented by the general formula (1) can be removed by using a method of decomposing / removing.
  • the ionic complex includes M as a central element, and includes this central element and a cyclic ligand centering on the central element.
  • the compound represented by the above general formula (1) (hereinafter also referred to as “complex center forming agent” for convenience) and any one of the following general formulas (2-1) to (2-3): (Hereinafter also referred to as a “ligand-forming agent” for the sake of convenience) in an organic solvent.
  • the type of the organic solvent is not particularly limited, but it should be at least one selected from the group consisting of carbonates, esters, ketones, ethers, nitriles, hydrocarbons, and halogenated hydrocarbons. Is preferred.
  • the water content of the organic solvent is not particularly limited, but the water content is preferably 500 ppm by mass or less in order to prevent a large amount of Cl from remaining in the system.
  • the reaction temperature is not particularly limited, but is preferably ⁇ 10 ° C. or more and 60 ° C. or less, more preferably 10 ° C. or more and 40 ° C. or less.
  • the reaction temperature is less than ⁇ 10 ° C., the reaction progress may be extremely slow, and when the reaction temperature exceeds 60 ° C., by-products due to chlorination may increase.
  • reaction process Specific embodiments of the reaction step in which the compound represented by the general formula (1) is reacted with the compound represented by any one of the following general formulas (2-1) to (2-3) in an organic solvent Will be described.
  • the first embodiment is an embodiment in which the charge of the complex ion of the target ionic complex is “ ⁇ 1”.
  • the above complex center forming agent compound represented by the above general formula (1)
  • a ligand forming agent represented by the following general formula (2-1) in an organic solvent.
  • E 1 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a silicon-based substituent (such as trimethylsilyl or triethylsilyl). Only when the silicon-based substituent is primary or secondary, a direct bond may be formed between E 1 and X 2 .
  • E 2 represents hydrogen, an alkali metal, or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. When a direct bond is formed between E 1 and X 2 , E 2 is not present.
  • X 1 and X 2 are each independently O, S, or N, and in the case of N, —N (R 4 ) — is represented.
  • R 4 represents a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom. When the number of carbon atoms is 3 or more, R 4 can also take a branched chain or a cyclic structure.
  • X 2 is N and m is 0, X 2 and R 1 are directly bonded to each other, and in this case, a structure as shown in the following general formulas (4) to (6) can be taken.
  • Y 1 and Y 2 each independently represent C or S.
  • Y 1 is C
  • q is 1 if k is 1, and q is 0 if k is 0.
  • Y 2 is C
  • r is 1 if m is 1, and r is 0 if m is 0.
  • Z 1 bonded thereto is O. If k is 1, q is 1 or 2, and if k is 0, q is 0.
  • Y 2 Z 2 bonded thereto is O, r is 1 or 2 if m is 1, and r is 0 if m is 0.
  • R 1 is a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom (in the case of 3 or more carbon atoms, a branched chain or cyclic structure can also be used) Or —N (R 3 ) —.
  • R 3 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom which may have a halogen atom.
  • R 3 can take a branched chain or a cyclic structure.
  • Z 1 and Z 2 are each independently an O element or an S element.
  • k is 0 or 1 (provided that when k is 0, q is also 0), m is 0 or 1 (provided that m is 0, r is also 0), p is 0 or 1, q is 0 to 2, r represents 0 to 2, respectively.
  • A, F and M are the same as A, F and M described in the general formula (1).
  • X 1 , X 2 , Y 1 , Y 2 , R 1 , R 3 , R 4 , Z 1 and Z 2 are the same as X 1 , X 2 , Y 1 , Y 2 , explained in the general formula (2-1) It is the same as R 1 , R 3 , R 4 , Z 1 and Z 2 .
  • A is 1 or 2
  • o is 2 or 4
  • k, m, p, q, and r are the same as those described in the general formula (2-1)
  • n is 1 or 2.
  • complexes specific examples of the complex in which the complex center is phosphorus and one molecule of the ligand derived from the ligand forming agent is coordinated include the following complexes.
  • the complex center is phosphorus and the ligand derived from a ligand formation agent coordinated two molecules.
  • the second embodiment is an embodiment in which the charge of the complex ion of the ionic complex that is the object is “0 or +1”.
  • the above complex center forming agent compound represented by the above general formula (1)
  • the ligand forming agent represented by the following general formula (2-2) in an organic solvent.
  • an ionic complex represented by the following general formula (3-2) is produced.
  • E 1 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a silicon-based substituent (such as trimethylsilyl or triethylsilyl).
  • X 1 is O, S, or N, and in the case of N, it represents —N (R 4 ) —.
  • R 4 represents a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom. When the number of carbon atoms is 3 or more, R 4 can also take a branched chain or a cyclic structure. Further, when X 1 is N and k is 0, X 1 and R 1 are directly bonded to each other, and in this case, the structures represented by the above general formulas (4) to (6) can be taken.
  • Y 1 and Y 2 each independently represent C or S.
  • Y 1 is C
  • q is 1 if k is 1, and q is 0 if k is 0.
  • Y 2 is C
  • r is 1 if m is 1, and r is 0 if m is 0.
  • Z 1 bonded thereto is O. If k is 1, q is 1 or 2, and if k is 0, q is 0.
  • Y 2 Z 2 bonded thereto is O, r is 1 or 2 if m is 1, and r is 0 if m is 0.
  • R 1 is a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom (in the case of 3 or more carbon atoms, a branched chain or cyclic structure can also be used) Or —N (R 3 ) —.
  • R 3 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom which may have a halogen atom.
  • R 3 can take a branched chain or a cyclic structure.
  • Z 1 and Z 2 are each independently an O element or an S element.
  • N is nitrogen.
  • R 5 and R 6 are each independently a hydrocarbon group optionally having a ring having 1 to 10 carbon atoms, a heteroatom, or a halogen atom. When the number of carbon atoms is 3 or more, a branched chain or An annular structure can also be used. Moreover, you may have a cyclic structure containing each other like the said General formula (11).
  • k is 0 or 1 (when k is 0, q is also 0), m is 0 or 1 (when m is 0, r is also 0), p is 0 or 1, q is 0 to 2, and r is 0 to 2 respectively.
  • D represents a halogen ion, hexafluorophosphate anion, tetrafluoroborate anion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, bis (fluoromethanesulfonyl) imide anion, (fluoromethanesulfonyl) ( It is at least one selected from trifluoromethanesulfonyl) imide anion and bis (difluorophosphonyl) imide anion.
  • F and M are the same as F and M described in the general formula (1).
  • X 1 , Y 1 , Y 2 , R 1 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , Z 1 and Z 2 are the same as X 1 , Y 1 , Y 2 , explained in the general formula (2-2) The same as R 1 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , Z 1 and Z 2 .
  • C is 0 or 1, when n is 1, c is 0 (D is not present when c is 0), and when n is 2, c is 1.
  • o is 2 or 4
  • k, m, p, q, and r are the same as k, m, p, q, and r described in the general formula (2-2).
  • complexes specific examples of the complex in which the complex center is phosphorus and one molecule of the ligand derived from the ligand forming agent is coordinated include the following complexes.
  • the complex center is phosphorus and the ligand derived from a ligand formation agent coordinated two molecules.
  • the third aspect is an aspect when the charge of the complex ion of the target ionic complex is “+1 or +3”.
  • the complex center-forming agent (the compound represented by the general formula (1)) is reacted with the ligand-forming agent represented by the following general formula (2-3) in an organic solvent.
  • the ligand-forming agent represented by the following general formula (2-3) is reacted with the ligand-forming agent represented by the following general formula (2-3) in an organic solvent.
  • R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently a hydrocarbon group optionally having a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom, When the number of carbon atoms is 3 or more, a branched chain or cyclic structure can be used. Moreover, you may have a cyclic structure containing each other like the said General formula (11) and the following General formula (16).
  • N is nitrogen.
  • Y 1 and Y 2 each independently represent C or S.
  • R 1 is a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom or a halogen atom (in the case of 3 or more carbon atoms, a branched chain or cyclic structure can also be used) Or —N (R 3 ) —.
  • R 3 represents hydrogen, an alkali metal, a hydrocarbon group which may have a ring having 1 to 10 carbon atoms, a hetero atom, or a halogen atom. In the case where the number of carbon atoms is 3 or more, R 3 can take a branched chain or a cyclic structure.
  • Z 1 and Z 2 are each independently an O element or an S element.
  • k is 0 or 1 (when k is 0, q is also 0), m is 0 or 1 (when m is 0, r is also 0), p is 0 or 1, q is 0 to 2, and r is 0 to 2 respectively.
  • D represents a halogen ion, hexafluorophosphate anion, tetrafluoroborate anion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, bis (fluoromethanesulfonyl) imide anion, (fluoromethanesulfonyl) ( It is at least one selected from trifluoromethanesulfonyl) imide anion and bis (difluorophosphonyl) imide anion.
  • F and M are the same as F and M described in the general formula (1).
  • N, Y 1 , Y 2 , R 1 , R 3 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , Z 1 and Z 2 are N, Y 1 , Y 2 described in the general formula (2-3). , R 1 , R 3 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , Z 1 and Z 2 are the same.
  • D is 1 to 3. o is 2 or 4. n is 1 or 2, when n is 1, d is 1, and when n is 2, d is 3. k, m, p, q and r are the same as k, m, p, q and r described in the general formula (2-3). ]
  • complexes specific examples of the complex in which the complex center is phosphorus and one molecule of the ligand derived from the ligand forming agent is coordinated include the following complexes.
  • Specific examples of the ligand forming agent used in the reaction step include the following compounds.
  • Specific Embodiment of Ionic Complex Among the ionic complexes, specific examples of the complex in which the complex center is phosphorus and one molecule of the ligand derived from the ligand forming agent is coordinated include the following complexes.
  • the complex center is phosphorus and the ligand derived from a ligand formation agent coordinated two molecules.
  • complexes are mentioned as a specific aspect of the complex whose complex center is boron and 1 molecule of ligands derived from a ligand forming agent is coordinated.
  • the manufacturing method of the ionic complex which concerns on this invention further includes the vacuum concentration process of concentrate
  • the technique for concentration under reduced pressure is not particularly limited, and any conventionally known technique is sufficient.
  • the reaction product is subjected to reduced pressure to distill off the solvent that dissolves the ionic complex.
  • the insoluble matter may be removed by filtration.
  • the method for producing an ionic complex according to the present invention adds a low-polar organic solvent (poor solvent) having a lower solubility than the main solvent for dissolving the ionic complex after the vacuum concentration step, It is preferable to further include a purification step of separating the compound having a lower solubility in the main solvent than the ionic complex from the ionic complex by precipitating the ionic complex and then performing solid-liquid separation.
  • a low-polar organic solvent poor solvent
  • a purification step of separating the compound having a lower solubility in the main solvent than the ionic complex from the ionic complex by precipitating the ionic complex and then performing solid-liquid separation.
  • a ligand-forming agent compound represented by the above general formulas (2-1) to (2-3)
  • difluorophosphate or difluoroboric acid examples include salts, excess reaction products of complex center forming agents and ligand forming agents, and residual halogen compounds other than fluorine derived from complex center forming agents (compounds represented by the above general formula (1)). .
  • These correspond to impurities of the ionic complex composition, and are compounds that can adversely affect battery performance when the ionic complex composition is used as a part of the electrolytic solution.
  • Difluorophosphate or difluoroborate is an impurity generated from the fact that the complex center-forming agent (the compound represented by the general formula (1)) is a compound containing fluorine. These impurities are generated when the intermediate formed by the reaction of the complex center forming agent and the ligand is decomposed, or when the ionic complex generated from the intermediate is decomposed.
  • the excessive reaction product of the complex center forming agent and the ligand forming agent refers to a compound in which the ligand is excessively coordinated with respect to the target ionic complex.
  • the excess reaction product is (1Pc-2)
  • the excess reaction product is (1Pe-2)
  • the target product is (1Pc-2).
  • the excess reaction product is the aforementioned LTOP.
  • Examples of residual halogen compounds other than fluorine derived from the complex center-forming agent include lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, sodium chloride, sodium bromide, iodide.
  • Sodium, carboxylic acid chloride, carboxylic acid bromide, carboxylic acid iodide (when the ligand-forming agent is carboxylic acid, the acid-acid chloride of carboxylic acid is partially advanced by the complex center-forming agent chlorine) It is done.
  • These residual halogen compounds are impurities generated due to the complex center forming agent (the compound represented by the general formula (1)) being a compound containing a halogen other than fluorine.
  • the ionic complex depends on the structure of the chelate ligand, but the solubility is basically high due to the high degree of ionic dissociation, and the solvent is coordinated on the cation side. It is a compound that tends to be difficult to obtain as crystals. For example, after distilling off the solvent from a solution containing an ionic complex by heating under reduced pressure or the like, a viscous liquid or a solid wetted with a solvent often remains, and it is easy to handle a solid with low adhesion that is easy to handle. I can't get it.
  • the synthesized liquid contains impurities that adversely affect the battery performance when the ionic complex is used as a part of the electrolytic solution. Therefore, it is necessary to remove these, but it is often difficult to obtain crystals. . Therefore, it is preferable to establish conditions under which an ionic complex can be efficiently recovered as a solid (crystal) that can be easily handled from a polar solvent.
  • Main solvents are dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, ethyl acetate (AcOEt), propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propionic acid At least one selected from the group consisting of butyl, acetone, ethyl methyl ketone, diethyl ketone, acetonitrile, propionitrile, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran, 1,2-dimethoxyethane, and 1,2-diethoxyethane Preferably there is.
  • DMC dimethyl carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • EMC diethyl carbonate
  • methyl propyl carbonate ethyl propyl carbonate
  • ethyl acetate
  • Low polar organic solvents include ether solvents (diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dioxane, 1,3-dioxane, etc.), hydrocarbon solvents (toluene, benzene, xylene, pentane, hexane, heptane, cyclopentane, cyclohexane, Cycloheptane, etc.), chlorinated solvents having 1 or 2 carbon atoms (carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,1-dichloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, etc.), and hydrochlorofluoroolefins having 3 carbon atoms (1233zd (trans isomer), 1233zd (cis isomer), 1233yd (trans isomer), 1233yd (cis isomer), 1233zb (trans
  • the addition amount of the low polar organic solvent is preferably 0.5 to 30 times by mass, more preferably 0.7 to 25 times by mass with respect to the solution in which the ionic complex is dissolved in the main solvent. 0.9 to 20 times by mass is more preferable, and 1.1 to 15 times by mass is even more preferable. If the amount of the low-polar organic solvent added is too small, the ionic complex may not be effectively recovered as crystals. When there is too much addition amount of a low polar organic solvent, purity may not fully improve.
  • the moisture contained in the low polarity organic solvent is preferably 50 mass ppm or less. By suppressing the moisture contained in the low polar organic solvent to 50 mass ppm or less, an increase in impurities such as lithium difluorophosphate during the purification operation is suppressed, and other ions having F and P purity of 99% or more under the same conditions. Sex complex can be obtained.
  • the liquid temperature after the start of addition of the low-polar organic solvent is not particularly limited, but is preferably 4 ° C or higher and 45 ° C or lower, more preferably 4 ° C or higher and 35 ° C or lower, more preferably 4 ° C or higher and 25 ° C or lower. More preferably, it is as follows. If the liquid temperature is too high, the ionic complex may not be effectively recovered as crystals. If the liquid temperature is too low, the purity may not be sufficiently improved.
  • impurities such as lithium difluorophosphate, which is less soluble than the target ionic complex and difficult to remove, are effectively removed, and ionic properties with F and P purity of 98% or more are obtained.
  • a complex can be obtained.
  • the residual chlorine concentration contained in the ionic complex composition is an example of an index for determining whether to continue or finish the purification process. If the residual chlorine concentration contained in the ionic complex composition is 500 ppm by mass or less, the chlorine concentration when the ionic complex composition is used as the electrolyte can be 5 ppm by mass or less. If the chlorine concentration when the ionic complex composition is used as an electrolytic solution is 5 mass ppm or less, the influence on the battery performance due to impurities can be suppressed to the extent that there is no problem, so the purification process is repeated further. I don't need it.
  • the chlorine concentration when the ionic complex composition is used as an electrolyte exceeds 5 ppm by mass, and impurities affect the battery performance. Can affect. Therefore, it is preferable to repeat the purification step until the residual chlorine concentration contained in the ionic complex composition is 500 ppm by mass or less.
  • an organic solvent having a moisture content of 500 ppm by mass or less is used when the compound represented by the general formula (1) is produced.
  • the compound represented by the above general formula (1) such as a halogenated phosphoric acid compound, a halogenated phosphorus compound, a halogenated boric acid compound or a boron halide compound has high hydrolyzability, and water is added when water is present in the system. Metaphosphoric acid, metaboric acid, etc. are produced by decomposition. It is difficult to remove these acids by concentration under reduced pressure. When Cl is partially substituted, Cl remains in the system.
  • the residual chlorine concentration contained in an ionic complex can be restrained small by using the organic solvent whose water content is 500 mass ppm or less.
  • the residual chlorine concentration contained in the ionic complex composition can be reduced to 500 mass ppm or less by performing the purification step only once.
  • the ionic complex to be purified is a compound represented by the following general formula (3-1) ′
  • the ionic complex in which impurities that adversely affect battery performance are reduced to a problem-free concentration The number of purifications can be reduced to one.
  • an ionic complex in which impurities are reduced to a problem-free concentration can be provided while suppressing the number of purifications to one.
  • the main solvent used in the purification is dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propionic acid. At least one selected from butyl, acetone, ethyl methyl ketone, and diethyl ketone.
  • low-polar organic solvents used in the above purification are hydrocarbon solvents (toluene, benzene, xylene, pentane, hexane, heptane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, etc.), chlorinated solvents having 1 or 2 carbon atoms ( Carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,1-dichloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, and the like, and hydrochlorofluoroolefins having 1 to 3 carbon atoms (1233zd (trans isomer), 1233zd (cis isomer), 1233yd ( Trans isomer), 1233yd (cis isomer), 1233zb (trans isomer), 1233zb (cis isomer), 1233xe (trans isomer), 1233xe (cis)),
  • the addition amount of the low polarity organic solvent is 1.5 to 16 times the mass of the solution in which the ionic complex is dissolved in the main solvent.
  • F and P compounds that may remain as impurities include PF 6 salts, difluorophosphates, and ionic complexes (excess reaction products and intermediate products) in which the number of ligand substitutions differs from the ionic complex to be purified. As long as the concentration is properly controlled, these are not problems in use.
  • the ionic complex composition according to the present invention includes an ionic complex represented by any one of the following general formula (3-1), the following general formula (3-2), or the following general formula (3-3), It contains a difluoro salt containing the same element as M and a residual halogen compound other than fluorine derived from the compound represented by the following general formula (1).
  • the difluoro salt containing the same element as M is an impurity generated because the complex center forming agent (the compound represented by the general formula (1)) is a compound containing fluorine.
  • a residual halogen compound is an impurity produced
  • the ionic complex composition according to the present invention is a compound in which the complex center forming agent (the compound represented by the general formula (1) above) is a compound containing both fluorine and halogen other than fluorine. As, it contains both a difluoro salt containing the same element as M and a residual halogen compound other than fluorine derived from the compound represented by the following general formula (1).
  • a well-known ionic complex composition is not manufactured using the complex center formation agent (compound represented by the said General formula (1)) based on this invention.
  • the ionic complex composition may be difluorophosphate as an impurity depending on some reaction conditions such as excessive SiCl 4. However, it does not contain a phosphorus compound containing residual halogen other than fluorine in the molecule.
  • the ionic complex composition contains a phosphorus compound containing residual halogen other than fluorine in the molecule as an impurity. To do. Therefore, the ionic complex composition according to the present invention can be clearly distinguished from a known ionic complex composition as a product invention.
  • LiPCl 6 was synthesized. A synthesis method is described in Japanese Patent No. 5151121.
  • a LiPCl 6 solution can also be obtained by mixing equimolar numbers of PCl 5 and LiCl in a solvent.
  • LiPCl x F y in which the ratio of Cl to F is 1: 5, 3: 3, 4: 2, 5: 1 is prepared in the same manner. it can.
  • Comparative Example 1-1 Comparative Example 1-1
  • Comparative Example 1-2 Comparative Example 1-5
  • Comparative Example 1-5 are not preferable because the preferred selectivity cannot be obtained as compared with the method described in Example 1-1.
  • Comparative Examples 1-3 and 1-4 a selectivity equal to or higher than that in Example 1-1 is obtained.
  • it is LiPF 6 or PF 5 as a raw material, are prepared by fluorinating a raw material containing no fluorine such as PCl 3 and PCl 5.
  • it is essential to remove the fluorine from LiPF 6 or PF 5 to coordinate the ligand, and the fluorine once bound to phosphorus will be removed. descend.
  • LiF lithium fluoride
  • SiF 4 tetrafluorosilane
  • TMSF trimethylsilyl fluoride
  • Example 1-1 can reduce the burden associated with the removal of the fluorine atom bonded to the complex center, compared with Comparative Example 1-3 and Comparative Example 1-4. It can be said that the ionic complex of the order can be synthesized efficiently.
  • Example 1-2 Example 1-1 except that 40 mL of DMC was added, oxalic acid was doubled to 23.8 g (264 mmol), and a LiPCl x F y solution having a ratio of Cl to F of 4: 2 was used. A two-coordinate ionic complex composition according to Example 1-2 was obtained by the same procedure as described above.
  • Example 1-3 Add 40 mL of DMC, double the amount of oxalic acid to 23.8 g (264 mmol), use a LiPCl x F y solution with a 5: 1 ratio of Cl to F, and 3.4 g ( A two-coordinate ionic complex composition according to Example 1-3 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that 132 mmol) of LiF was added.
  • Comparative Example 1-6 The ionic complex composition according to Comparative Example 1-6 was prepared in the same manner as in Comparative Example 1-1 except that acetonitrile used was changed to 150 mL and lithium oxalate was changed to 26.9 g (264 mmol). Got.
  • Comparative Example 1-7 The ionicity according to Comparative Example 1-7 was determined in the same manner as in Comparative Example 1-3, except that the DMC used was changed to 150 mL and bis (trimethylsilyl) oxalate was doubled to 61.9 g (264 mmol). A complex composition was obtained.
  • Comparative Example 1-8 Comparative Example, except that the DMC used was changed to 150 mL, the oxalic acid was changed to 23.8 g (264 mmol), the SiCl 4 was changed to 26.8 g (158 mmol), and the reaction temperature was changed to 40 ° C.
  • the ionic complex composition according to Comparative Example 1-8 was obtained by the same procedure as 1-4.
  • Comparative Example 1-9 Except for changing DMC used to 150 mL, oxalic acid to 23.8 g (264 mmol) of double amount, and LiF to 6.8 g (264 mmol) of half amount, the same procedure as in Comparative Example 1-5 was performed. An ionic complex composition according to Comparative Example 1-9 was obtained.
  • the target ionic complex can be suitably recovered by using the complex center-forming agent according to the examples (Examples 1-2 and 1-3).
  • Comparative Examples 1-6, 1-7, and Comparative Example 1-9 are preferable because the preferred selectivity cannot be obtained as compared with the methods described in Examples 1-2 and 1-3. Absent.
  • Comparative Example 1-8 the same level of selectivity as in Example 1-2 and Example 1-3 was obtained.
  • the method described in Comparative Example 1-8 requires removal of fluorine from LiPF 6 and disposal of the removed fluorine, which contributes to an increase in manufacturing cost.
  • Example 1-2 and Example 1-3 can reduce the burden associated with the removal of the fluorine atom bonded to the complex center, and thus the desired arrangement compared to Comparative Example 1-8. It can be said that the ionic complex of the order can be synthesized efficiently.
  • Ligand-forming agent Compound (2f) above Object: When the coordination number is 1, the above compound (1Pf) When the coordination number is 2, the above compound (1Pf-2)
  • Example 1-4 Except that the ligand-forming agent used was 13.7 g (132 mmol) of malonic acid, the solvent was EMC, and the stirring time after completion of addition of malonic acid was 1 hour, the same as in Example 1-1.
  • the ionic complex composition according to Example 1-4 was obtained by the procedure.
  • Example 1-5 40 mL of EMC was added, malonic acid was doubled to 27.5 g (264 mmol), and a LiPClxFy solution having a Cl: F ratio of 4: 2 was used. Thus, an ionic complex composition according to Example 1-5 was obtained.
  • Comparative Example 1-10 was prepared in the same manner as in Comparative Example 1-3 except that the ligand forming agent used was 32.8 g (132 mmol) of bis (trimethylsilyl) malonate and the solvent was EMC. Such an ionic complex composition was obtained.
  • Comparative Example 1-11 Comparative Example 1-4, except that the ligand forming agent used was 13.7 g (132 mmol) of malonic acid, the solvent was EMC, and the stirring time after completion of the addition of malonic acid was 1 hour. By the method, an ionic complex composition according to Comparative Example 1-11 was obtained.
  • the target ionic complex can be suitably recovered by using the complex center forming agent according to the example (Examples 1-4 and 1-5).
  • Comparative Examples 1-10 and 1-11 the same selectivity as in Example 1-4 was obtained.
  • the methods described in Comparative Example 1-10 and Comparative Example 1-11 require removal of fluorine from LiPF 6 or PF 5 and disposal of the removed fluorine, which increases the manufacturing cost. It is a factor.
  • Example 1-4 can reduce the burden associated with the removal of the fluorine atom bonded to the center of the complex, compared with Comparative Example 1-10 and Comparative Example 1-11. It can be said that the ionic complex of the order can be synthesized efficiently.
  • Example 1-6 The ionic complex composition according to Example 1-6 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the ligand-forming agent used was 23.2 g (132 mmol) of methylene disulfonic acid. It was.
  • Comparative Example 1-13 was prepared in the same manner as in Comparative Example 1-1 except that the ligand-forming agent used was 24.8 g (132 mmol) of lithium methylene disulfonate and the reaction time was 24 hours. Such an ionic complex composition was obtained.
  • the target ionic complex can be suitably recovered by using the complex center-forming agent according to the example (Example 1-6).
  • Comparative Example 1-13 is not preferable because the preferred selectivity cannot be obtained as compared with the method described in Example 1-6. This is considered because the solubility of the raw material ligand is extremely low and the reaction rate is very slow.
  • Patent Document 3 German Patent Application Publication No. 102008028331
  • Patent Document 3 German Patent Application Publication No. 102008028331
  • Example 1-7 Except that the ligand forming agent used was 19.0 g (132 mmol) of 3,3,3-trifluorolactic acid, the ion according to Example 1-7 was prepared in the same manner as in Example 1-1. Sex complex composition was obtained. In Example 1-7, the target ionic complex is the above compound (1Pb).
  • Example 1-8 40 mL of DMC was added, the amount of 3,3,3-trifluorolactic acid was doubled to 38.0 g (264 mmol), and a LiPCl x F y solution having a Cl: F ratio of 4: 2 was used.
  • the ionic complex composition according to Example 1-8 was obtained in the same manner as in Example 1-7.
  • the target ionic complex is the above compound (1Pb-2).
  • Example 1-9 Except that the ligand forming agent used was hexafluoro-2-hydroxyisobutyric acid 28.0 g (132 mmol), the ionicity according to Example 1-9 was obtained in the same manner as in Example 1-1. A complex composition was obtained. In Example 1-9, the target ionic complex is the above compound (1Pc).
  • Example 1-10 The ionic complex according to Example 1-10 was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that the ligand-forming agent used was 14.4 g (132 mmol) of N, N-dimethylglycine lithium. A composition was obtained.
  • the target ionic complex is the compound (1Pr).
  • Example 1-11 The ionic complex according to Example 1-11 was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that 30.2 g (132 mmol) of lithium N-allylimide disulfonate was used as the ligand-forming agent. A composition was obtained.
  • the target ionic complex is the above compound (1Pq). Note that lithium N-allylimide disulfonate is disclosed in Bull. Chem. Soc. Jpn, 1986, 59, 952-954, a potassium salt was synthesized by the method described in the following, and then the potassium salt was replaced with a lithium salt.
  • Example 1-12 The ionic complex composition according to Example 1-12 was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that 12.5 g (132 mmol) of N-methylglycine lithium was used as the ligand-forming agent. Got. In Example 1-12, the target ionic complex is the above compound (1Pt).
  • Example 1-13 Except that the ligand forming agent used was 15.3 g (132 mmol) of N, N′-dimethyloxamide, the ionicity according to Example 1-13 was obtained in the same manner as in Example 1-1. A complex composition was obtained.
  • the target ionic complex is the above compound (1Pv).
  • the desired ionic complex is suitably recovered from any of the ligand-forming agents represented by the general formulas (2-1) to (2-3). I can say that.
  • Examples 1-14 to 1-22 are examples in which the complex center forming agent was changed from a halogenated phosphoric acid compound to a halogenated phosphorus compound.
  • Example 1-23 is an example in which concentration under reduced pressure is not performed after the reaction between the complex center forming agent and the ligand forming agent.
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • Example 1-14 the ionic complex composition according to Example 1-14 was obtained.
  • the ionic complex to be the target is the above compound (1Pe).
  • Example 1-15 An ionic complex composition according to Example 1-15 was obtained in the same procedure as in Example 1-14, except that 13.5 g (132 mmol) of lithium oxalate was used as the ligand forming agent.
  • the target ionic complex is the above compound (1Pe).
  • Example 1-16 A procedure similar to that of Example 1-14, except that 5.5 g (132 mmol) of sodium fluoride was used instead of lithium fluoride, and that the ligand-forming agent was 17.7 g (132 mmol) of sodium oxalate. Thus, an ionic complex composition according to Example 1-16 was obtained.
  • the ionic complex to be the target is the above compound (1Pe).
  • Example 1-17 the target ionic complex is the above compound (1Pe-2).
  • Example 1-18 An ionic complex composition according to Example 1-18 was obtained in the same procedure as Example 1-14, except that lithium ligand malonate was changed to 15.3 g (132 mmol).
  • the target ionic complex is the compound (1Pf).
  • Example 1-19 The ionicity according to Example 1-19 is the same as that of Example 1-14 except that the ligand forming agent is 19.8 g (132 mmol) of lithium 3,3,3-trifluorolactic acid. A complex composition was obtained.
  • the target ionic complex is the compound (1Pb).
  • Example 1-20 The ionic complex according to Example 1-20 was prepared in the same manner as in Example 1-14 except that the ligand-forming agent was 28.8 g (132 mmol) of lithium hexafluoro-2-hydroxyisobutyrate. A composition was obtained.
  • the target ionic complex is the compound (1Pc).
  • Example 1-21 The ionic complex composition according to Example 1-21 was prepared in the same manner as in Example 1-14 except that the ligand-forming agent was N, N-dimethylglycine lithium 14.4 g (132 mmol). Got. In Example 1-21, the ionic complex to be the target is the above compound (1Pr).
  • Example 1-22 An ionic complex composition according to Example 1-22 was obtained in the same procedure as Example 1-14 except that the ligand-forming agent was changed to 24.8 g (132 mmol) of lithium methylene disulfonate. .
  • the ionic complex to be the target is the above compound (1Pm).
  • Example 1-23 is an example in which concentration under reduced pressure is not performed after the reaction between the complex center forming agent and the ligand forming agent.
  • the ionic complex composition according to Example 1-23 was obtained.
  • the ionic complex to be the target is the above compound (1Pe).
  • Example 1-23 the obtained reaction solution was analyzed by F-NMR.
  • the composition of the reaction solution was 20 mol% LiPF 6, 76 mol% ionic complex (1Pe), and ionic complex. (1Pe-2) was 3 mol%, and LiPO 2 F 2 was 1 mol%. From this, it can be said that the target ionic complex can be suitably recovered regardless of whether or not the vacuum concentration is performed after the reaction between the complex center forming agent and the ligand forming agent.
  • Example 1-23 since concentration under reduced pressure was not performed after the reaction between the complex center forming agent and the ligand forming agent, the acid residual concentration in the liquid was as high as 40,000 mass ppm (converted to HF). .
  • the vacuum concentration was performed after the reaction between the complex center forming agent and the ligand forming agent (basically, Examples 1-1 to 1-20. However, Example 1 in which hydrochloric acid was not by-produced during the reaction. -10, 1-11, 1-15, 1-16 and 1-18 are excluded.)
  • the acid concentration in the liquid after the vacuum concentration step was 15,000 to 25,000 mass ppm (converted to HF). It was.
  • concentration under reduced pressure is preferably performed after the reaction between the complex center-forming agent and the ligand-forming agent in that the acid residual concentration in the liquid can be kept low.
  • Example 1-24 to 1-36 Central element: B Complex center forming agent: boron halide compound (BCl x F y ) or halogenated boric acid compound (LiBCl x F y ) Ligand former: various embodiments Examples 1-24 to 1-35 are concentrated under reduced pressure after completion of the reaction. Example 1-36 is not concentrated under reduced pressure after the completion of the reaction.
  • Examples 1-24 to 1-36 are examples in which the complex center is changed from phosphorus to boron.
  • a boron halide compound (BCl x F y ) is used as a complex center forming agent.
  • a halogenated boric acid compound (LiPCl x F y ) is used as the complex center forming agent.
  • Example 1-24 to 1-35 vacuum concentration was performed after the reaction between the complex center-forming agent and the ligand-forming agent, but in Example 1-36, this vacuum concentration was not performed.
  • BCl x F y (BCl 2 F, BClF 2 ) is obtained by mixing boron trichloride (hereinafter referred to as BCl 3 ) and boron trifluoride (hereinafter referred to as BF 3 ). Introducing into a solvent, boron trichloride (hereinafter referred to as BCl 3 ) and boron trifluoride (hereinafter referred to as BF 3 ) are mixed in a gaseous state under dilution of an inert gas, and then the mixture is introduced into a solvent (such as EMC).
  • BCl 3 boron trichloride
  • BF 3 boron trifluoride
  • BF 3 gas
  • BCl 3 solution hexane, EMC, etc.
  • BCl 3 gas
  • BF 3 solution diethyl ether, EMC, etc.
  • the BCl 3 solution and the BF 3 solution may be mixed.
  • it can be prepared by fluorinating BCl 3 with a metal fluoride such as HF, LiF or KF, or treating BF 3 with aluminum chloride (AlCl 3 ) or SiCl 4 .
  • a metal fluoride such as HF, LiF or KF
  • AlCl 3 aluminum chloride
  • SiCl 4 silicon chloride
  • LiBCl x F y can be obtained by mixing BCl 3 , LiCl, and LiBF 4 in an organic solvent (EMC or the like).
  • a halogenated boric acid compound can be prepared.
  • the borate LiBCl x F y containing Cl does not exist stably, and most of it exists as LiCl + BCl x F y or LiF + BCl x F y .
  • Example 1-24 To the solution containing BCl 2 F and BClF 2 prepared in [Preparation of boron halide compound (BCl x F y )], 17.9 g (128 mmol) of difluoromalonic acid dissolved in 45 mL of DMC was added, Stir at room temperature for 1 hour. Subsequently, the hydrochloric acid generated in the reaction solution in the above reaction was removed under reduced pressure, and the reaction solution was concentrated to obtain the ionic complex composition according to Example 1-24. In Example 1-24, the ionic complex to be the target is the above compound (1Bg).
  • Example 1-25 The ionic complex according to Example 1-25 was prepared in the same manner as in Example 1-24, except that the ligand-forming agent was changed to 18.4 g (128 mmol) of 3,3,3-trifluorolactic acid. A composition was obtained.
  • the ionic complex to be the target is the above compound (1Bb).
  • Example 1-26 The ligand-forming agent was 11.5 g (128 mmol) of oxalic acid, and the oxalic acid was directly added as a powder to a solution containing BCl 2 F and BClF 2 without dissolving the oxalic acid in DMC. Except for the above, the ionic complex composition according to Example 1-26 was obtained in the same procedure as in Example 1-24. In Example 1-26, the target ionic complex is the above compound (1Be).
  • Example 1-27 Lithium oxypyridine sulfonate 23.9 g (128 mmol) as a ligand-forming agent and a solution containing BCl 2 F and BClF 2 without dissolving the lithium thiothiopyridine sulfonate in 45 mL of DMC
  • an ionic complex composition according to Example 1-27 was obtained in the same procedure as in Example 1-24 except that it was directly added as a powder.
  • the target ionic complex is the compound (1Bk).
  • Example 1-28 As a ligand forming agent, 22.5 g (128 mmol) of methylene disulfonic acid was used, and the solution containing BCl 2 F and BClF 2 was directly used as a powder without dissolving the methylene disulfonic acid in DMC.
  • An ionic complex composition according to Example 1-28 was obtained in the same procedure as in Example 1-24, except for the addition.
  • the target ionic complex is the above compound (1Bm).
  • Example 1-29 The ligand-forming agent was 19.7 g (128 mmol) of sulfoacetic acid, and the sulfoacetic acid was added directly to the solution containing BCl 2 F and BClF 2 without dissolving the sulfoacetic acid in DMC. Except for this, the ionic complex composition according to Example 1-29 was obtained in the same procedure as in Example 1-24. In Example 1-29, the target ionic complex is the above compound (1Bo).
  • Example 1-30 Lithium N-allylimide disulfonate 29.3 g (128 mmol) was used as the ligand forming agent, and BCl 2 F and BClF 2 were contained without dissolving the lithium N-allylimide disulfonate in DMC.
  • An ionic complex composition according to Example 1-30 was obtained in the same procedure as in Example 1-24, except that it was directly added to the solution as a powder.
  • the target ionic complex is the compound (1Bq).
  • Example 1-31 The metal fluoride used in the preparation of the complex center forming agent (BCl x F y ) was 16.8 g (290 mmol) of potassium fluoride, and the ligand forming agent used was 37.6 g of potassium N-allylimide disulfonate ( Example 1 except that it was directly added as a powder to a solution containing BCl 2 F and BClF 2 without dissolving the potassium N-allylimide disulfonate in DMC.
  • the ionic complex composition according to Example 1-31 was obtained in the same procedure as -24. In Example 1-31, the ionic complex to be the target is the compound (1Bq).
  • Example 1-32 The ligand-forming agent is 14.0 g (128 mmol) of N, N-dimethylglycine lithium, and BCl 2 F and BClF 2 are contained without dissolving the N, N-dimethylglycine lithium in DMC.
  • An ionic complex composition according to Example 1-32 was obtained in the same procedure as in Example 1-24, except that it was directly added to the solution as a powder.
  • the ionic complex to be the target is the above compound (1Br).
  • Example 1-33 The ligand forming agent was 12.2 g (128 mmol) of N-methylglycine lithium, and the solution containing BCl 2 F and BClF 2 without dissolving the N-methylglycine lithium in DMC.
  • the ionic complex composition according to Example 1-33 was obtained in the same procedure as in Example 1-24 except that it was added directly as a powder.
  • the ionic complex to be the target is the above compound (1Bt).
  • Example 1-34 The ligand-forming agent was N, N′-dimethyloxamide 14.9 g (128 mmol), and BCl 2 F and BClF 2 were dissolved without dissolving the N, N′-dimethyloxamide in DMC.
  • An ionic complex composition according to Example 1-34 was obtained in the same procedure as in Example 1-24, except that it was directly added as a powder to the contained solution.
  • the target ionic complex is the above compound (1Bv).
  • Example 1-35 is an example in which a halogenated boric acid compound (LiBCl x F y ) was used as the complex center forming agent.
  • a halogenated boric acid compound LiBCl x F y
  • difluoromalonic acid dissolved in 45 mL of DMC
  • the hydrochloric acid generated in the reaction solution in the above reaction was removed under reduced pressure, and the reaction solution was concentrated.
  • an ionic complex composition according to Example 1-35 was obtained.
  • the ionic complex to be the target is the above compound (1Bg).
  • Example 1-36 is an example in which concentration under reduced pressure is not performed after the reaction between the complex center forming agent and the ligand forming agent.
  • concentration under reduced pressure is not performed after the reaction between the complex center forming agent and the ligand forming agent.
  • DMC difluoromalonic acid dissolved in 45 mL of DMC was added and stirred at room temperature for 1 hour. However, no subsequent vacuum concentration was performed. By doing so, an ionic complex composition according to Example 1-36 was obtained.
  • the target ionic complex is the above compound (1Bg).
  • Example 1-24 to Example 1-34 even if the complex center-forming agent is not a phosphorus halide compound but a boron halide compound (BCl x F y ), the desired ionic complex is preferably recovered. I can say that.
  • the complex center forming agent is a halogenated boric acid compound (LiBCl x F y ), the target ionic complex can be recovered favorably.
  • the target product (1Bg) was obtained with a selectivity of 96 mol% (based on BCl 3 ). Was confirmed.
  • the sum of the ionic complex (1Bg-2) and LiBF 4 was 4 mol%. From this, it can be said that the target ionic complex can be suitably recovered regardless of whether or not the vacuum concentration is performed after the reaction between the complex center forming agent and the ligand forming agent.
  • Example 1-36 since concentration under reduced pressure was not performed after the reaction between the complex center-forming agent and the ligand-forming agent, the residual acid concentration in the liquid was as high as 40,000 mass ppm (converted to HF). .
  • the vacuum concentration was performed after the reaction between the complex center forming agent and the ligand forming agent (basically, Examples 1-24 to 1-35. However, Example 1 in which hydrochloric acid was not by-produced during the reaction. -27, 1-30 and 1-32 were excluded.)
  • the acid concentration in the liquid after the vacuum concentration step was 20,000 to 30,000 mass ppm (converted to HF).
  • concentration under reduced pressure is preferably performed after the reaction between the complex center-forming agent and the ligand-forming agent in that the acid residual concentration in the liquid can be kept low.
  • Examples 2-1 to 2-12 are examples in which the amount of water contained in the solvent used in the synthesis of the complex center-forming agent is shifted to a plurality of types.
  • the solvent for synthesizing the complex-centered preparation is DMC
  • the ligand-forming agent is the compound (2b).
  • the amount of water contained in the solvent is shifted to three types of less than 100 ppm, 450 ppm and 1000 ppm.
  • the target ionic complex is the above compound (1Pb).
  • Examples 2-4 to 2-6 differ from Examples 2-1 to 2-3 in that the ligand-forming agent was the compound (2e).
  • the target ionic complex is the above compound (1Pe).
  • Examples 2-7 to 2-9 are examples 2-1 to 2-2 in that the solvent for synthesizing the complex-centered preparation was EMC, and the ligand-forming agent was the above compound (2e). Different from -3.
  • the target ionic complex is the above compound (1Pe).
  • Examples 2-10 to 2-12 are different from Examples 2-1 to 2-3 in that the central element of the complex-centered preparation was B, and the ligand-forming agent was the compound (2e). Different.
  • the target ionic complex is the above compound (1Be).
  • Example 2-1 Using DMC having a water content of less than 100 ppm by mass, a complex center forming agent LiPCl x F y was prepared by the same procedure as in Example 1-1. Then, Example 2-1 was carried out in the same procedure as Example 1-1, except that the ligand forming agent used was 19.0 g (132 mmol) of 3,3,3-trifluorolactic acid. Such an ionic complex composition was obtained.
  • Example 2-2 The ionicity according to Example 2-2 is the same as that of Example 2-1 except that the water content of DMC used in preparing the complex center-forming agent LiPCl x F y is 450 ppm by mass. A complex composition was obtained.
  • Example 2-3 The same procedure as in Example 2-1 was performed, except that the moisture content of DMC used when preparing the complex center-forming agent LiPCl x F y was 1000 mass ppm (general grade, non-dehydrated product). An ionic complex composition according to Example 2-3 was obtained.
  • Example 2-4 Using DMC having a water content of less than 100 ppm by mass, a complex center forming agent LiPCl x F y was prepared by the same procedure as in Example 1-1. Then, an ionic complex composition according to Example 2-4 was obtained in the same procedure as Example 1-1.
  • Example 2-5 The ionicity according to Example 2-5 was determined in the same manner as in Example 2-4, except that the DMC contained in the complex center-forming agent LiPCl x F y was 450 ppm by mass. A complex composition was obtained.
  • Example 2-6 The same procedure as in Example 2-4 was performed, except that the moisture content of DMC used when preparing the complex center-forming agent LiPCl x F y was 1000 ppm by mass (general grade, non-dehydrated product). An ionic complex composition according to Example 2-6 was obtained.
  • Example 2-7 As a solvent for introducing gaseous PCl 2 F 3 , EMC having a water content of less than 100 ppm by mass was used to prepare a complex center forming agent PCl x F y in the same procedure as in Example 1-14. Then, an ionic complex composition according to Example 2-7 was obtained in the same procedure as in Example 1-14.
  • Example 2-8 The ionicity according to Example 2-8 is the same as that of Example 2-7, except that the water content of EMC used in preparing the complex center-forming agent PCl x F y is 450 ppm by mass. A complex composition was obtained.
  • Example 2-9 The procedure was the same as in Example 2-7, except that the moisture content of the EMC used in preparing the complex center-forming agent PCl x F y was 1000 ppm by mass (general grade, non-dehydrated product). An ionic complex composition according to Example 2-9 was obtained.
  • Example 2-10 The ligand-forming agent was 11.5 g (128 mmol) of oxalic acid, and the oxalic acid was directly added as a powder to a solution containing BCl 2 F and BClF 2 without dissolving the oxalic acid in DMC. Except for the above, the ionic complex composition according to Example 2-10 was obtained in the same procedure as in Example 1-24.
  • Example 2-11 The ionicity according to Example 2-11 is the same as that of Example 2-10, except that the water content of DMC used in preparing the complex center-forming agent BCl x F y is 450 mass ppm. A complex composition was obtained.
  • Example 2-12 The same procedure as in Example 2-10 was performed, except that the water content of DMC used in preparing the complex center-forming agent BCl x F y was 1000 ppm by mass (general grade, non-dehydrated product). An ionic complex composition according to Example 2-12 was obtained.
  • Example 2-1 to 2-6 The solvent DMC was distilled off from the ionic complex compositions according to Examples 2-1 to 2-6, and after concentration to a concentration of about 45% by mass, insoluble matters were removed by filtration to obtain a concentrated solution. It was. Then, the chlorine concentration dissolved in the concentrated solution was measured by fluorescent X-ray. The results are shown in the column “before addition of poor solvent” in Table 16. In addition, the value of the chlorine concentration measured by fluorescent X-rays is a value based on the ionic complex of the target product.
  • the filtrate (mother liquor) separated by the above filtration contained LiPO 2 F 2 having a lower solubility in DMC than the ionic complex as the target product.
  • the filtrates (mother solutions) of Examples 2-4 to 2-6 further include a bicoordinate ionic complex (1Pe-2) having lower solubility in DMC than the ionic complex as the target product. It was.
  • Examples 2-7 to 2-9 Solvent EMC was distilled off from the ionic complex compositions according to Examples 2-7 to 2-9 and concentrated to a concentration of about 45% by mass, and then insoluble matters were removed by filtration to obtain a concentrated solution. It was. Then, the chlorine concentration dissolved in the concentrated solution was measured by fluorescent X-ray. The results are shown in the column “before addition of poor solvent” in Table 16.
  • the filtrate (mother liquor) separated by the above filtration contains LiPO 2 F 2 and a bicoordinate ionic complex (1Pe-2), which have lower solubility in EMC than the ionic complex that is the target product. It was.
  • Examples 2-10 to 2-12 The complex center of the ionic complex compositions according to Examples 2-10 to 2-12 is B.
  • the complex whose complex center is B is different from the complex whose complex center is P.
  • the ionic complex composition according to Examples 2-10 to 2-12 was distilled off the solvent DMC and concentrated to a concentration of about 40% by mass, and then the insoluble matter was removed by filtration to obtain a concentrated solution. It was. Then, the chlorine concentration dissolved in the concentrated solution was measured by fluorescent X-ray. The results are shown in the “Before cooling” column of Table 17.
  • the ionic complex composition can be obtained by performing purification once by adding a poor solvent to the concentrate.
  • the residual chlorine concentration contained in the product can be reduced to 500 ppm by mass or less (Examples 2-1, 2-2, 2-4, 2-5, 2-7 and 2-8) . If the residual chlorine concentration is 500 ppm by mass or less, the chlorine concentration in the electrolytic solution is likely to be 5 ppm by mass or less when the once purified product is used as an electrolyte solution raw material. If the chlorine concentration in the electrolyte is 5 ppm by mass or less, the impact on the battery performance due to impurities can be suppressed to the extent that there is no problem. There is no need to repeat the process.
  • the ionic complex composition (one-time refinement) can be obtained by performing purification once by adding a poor solvent to the concentrate.
  • the residual chlorine concentration contained in the product exceeds 500 ppm by mass (Examples 2-3, 2-6, and 2-9).
  • the once purified product is used as an electrolyte solution raw material, it is difficult to reduce the chlorine concentration in the electrolyte solution to 5 mass ppm or less. Therefore, it is necessary to repeat the purification step further until the residual chlorine concentration contained in the ionic complex composition is 500 ppm by mass or less.
  • the amount of water contained in the solvent used for the preparation of LiPCl x F y is preferably 500 ppm by mass or less.
  • the solvent used when introducing PCl x F y as a gas and reacting with the ligand-forming agent is also contained. It is preferable that the water content is 500 mass ppm or less.
  • the ionic complex composition (one purified product) can be obtained by performing purification once to recrystallize the ionic complex.
  • the ionic complex composition (one purified product) can be obtained by performing purification once to recrystallize the ionic complex. ) Contained over 500 ppm by mass (Example 2-12).
  • the once purified product is used as an electrolyte solution raw material, it is difficult to reduce the chlorine concentration in the electrolyte solution to 5 mass ppm or less. Therefore, it is necessary to repeat the purification step further until the residual chlorine concentration contained in the ionic complex composition is 500 ppm by mass or less.
  • the solvent used in preparing LiPCl x F y and reacting LiPCl x F y (Cl: F 2: 4) with oxalic acid was dimethyl carbonate (DMC) having a water content of less than 100 ppm by mass. It is.
  • DMC dimethyl carbonate
  • Examples 3-1 to 3-9 the same solvent as the solvent DMC used when reacting the complex center-forming agent and the ligand-forming agent was used as the main solvent, but Examples 3-10 to 3 were used.
  • the solvent DMC used in the reaction of the complex center forming agent and the ligand forming agent is replaced with ethyl methyl carbonate (EMC).
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • Examples 3-1 to 3-9 CH 2 Cl 2 is used as the poor solvent, whereas in Examples 3-10 to 3-18, CHCl 3 is used as the poor solvent.
  • ionic complex compositions according to Examples 3-10 to 3-18 were obtained under the same conditions as in Examples 3-1 to 3-9.
  • Examples 3-1 to 3-9 the same solvent as the solvent DMC used for reacting the complex center-forming agent and the ligand-forming agent was used as the main solvent, but Examples 3-19 to 3-3 were used.
  • the solvent DMC used for reacting the complex center forming agent and the ligand forming agent is replaced with EMC.
  • the replacement method is the same as that described in [Examples 3-10 to 3-18].
  • Examples 3-1 to 3-9 CH 2 Cl 2 is used as a poor solvent.
  • Examples 3-19 to 3-27 toluene is used as a poor solvent.
  • ionic complex compositions according to Examples 3-19 to 3-27 were obtained under the same conditions as in Examples 3-1 to 3-9.
  • Examples 3-28 to 3-35 The conditions after Example 3-28 are as shown in Table 19.
  • reaction conditions for the complex center-forming agent and the ligand-forming agent and the vacuum concentration conditions are the same as in Examples 3-1 to 3-9.
  • Examples 3-1 to 3-9 the same solvent as the solvent DMC used in the reaction of the complex center forming agent and the ligand forming agent was used as the main solvent, but Examples 3-28 to 3 were used.
  • the solvent DMC used for reacting the complex center-forming agent and the ligand-forming agent is replaced with ethyl acetate (AcOEt).
  • the replacement method is the same as that described in [Examples 3-10 to 3-18].
  • Examples 3-1 to 3-9 CH 2 Cl 2 is used as a poor solvent, whereas in Examples 3-28 to 3-35, CHCl 3 is used as a poor solvent.
  • ionic complex compositions according to Examples 3-28 to 3-35 were obtained under the same conditions as in Examples 3-1 to 3-9.
  • Examples 3-1 to 3-9 CH 2 Cl 2 is used as a poor solvent.
  • Examples 3-36 to 3-44 toluene is used as a poor solvent.
  • ionic complex compositions according to Examples 3-36 to 3-44 were obtained under the same conditions as in Examples 3-1 to 3-9.
  • Examples 3-1 to 3-9 CH 2 Cl 2 is used as the poor solvent, whereas in Examples 3-45 to 3-53, CHCl 3 is used as the poor solvent.
  • ionic complex compositions according to Examples 3-45 to 3-53 were obtained under the same conditions as in Examples 3-1 to 3-9.
  • Examples 3-54 to 3-62 The reaction conditions for the complex center-forming agent and the ligand-forming agent and the vacuum concentration conditions are the same as in Examples 3-1 to 3-9.
  • Examples 3-1 to 3-9 the same solvent as the solvent DMC used in the reaction of the complex center forming agent and the ligand forming agent was used as the main solvent, but Examples 3-54 to 3 were used.
  • the solvent DMC used for reacting the complex center-forming agent and the ligand-forming agent is replaced with tetrahydrofuran (THF).
  • THF tetrahydrofuran
  • Examples 3-1 to 3-9 CH 2 Cl 2 is used as the poor solvent, whereas in Examples 3-54 to 3-62, CHCl 3 is used as the poor solvent.
  • ionic complex compositions according to Examples 3-54 to 3-62 were obtained under the same conditions as in Examples 3-1 to 3-9.
  • the concentration of residual chlorine contained in the purified ionic complex composition is 500 ppm by mass or less. From this, it was confirmed that all the purification methods according to Examples 3-1 to 3-62 are suitable.
  • the addition amount of the poor solvent is preferably 25 mass times or less with respect to the solution in which the ionic complex is dissolved in the main solvent in that the purity of the ionic complex easily exceeds 95 mol%, and 20 mass times. It is more preferable in the point which is easy to make the purity of an ionic complex higher than it is below, and it is further more preferable in the point which is easy to make the purity of an ionic complex further higher that it is 15 mass times or less.
  • the addition amount of the poor solvent is preferably 0.7 times by mass or more with respect to the solution in which the ionic complex is dissolved in the main solvent, from the viewpoint of easily increasing the recovery rate of the ionic complex, 0.9 It is more preferable that the recovery rate of the ionic complex is higher than mass times, and it is more preferable that the recovery rate of the ionic complex is higher than 1.1 times by mass.
  • the liquid temperature after adding the poor solvent to the solution in which the ionic complex is dissolved in the main solvent is preferably 4 ° C. or higher and 45 ° C. or lower (Example 3-1 to Example 3-62). Especially, when the said liquid temperature is 35 degrees C or less, it is preferable at the point which the collection rate of an ionic complex tends to exceed 60%, and when 25 degrees C or less, the collection rate of an ionic complex tends to exceed 80%. More preferred.
  • Example 3-63 The same operations as in Example 3-3 were carried out except that 1233zd (cis isomer) was used as a poor solvent instead of CH 2 Cl 2 , and evaluation was performed in the same manner. The results are shown in Table 22.

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Abstract

 錯体中心に結合するフッ素原子の除去に係る負担を軽減し、所望の配位数のイオン性錯体を効率良く合成する。 本発明の錯体中心形成剤は、下記一般式(1)で表される化合物からなる。一般式(1)において、Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。Fはフッ素である。Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。Rはフッ素以外のハロゲンである。bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。イオン性錯体は、下記一般式(1)で表される化合物を用いて、Mを中心元素とし、該中心元素に、オキソ基(=O基)及びチオキシ基(=S基)から選ばれる少なくとも1つの基を有する配位子が環状に結合することによって得られる。

Description

錯体中心形成剤、イオン性錯体及びこれらの製造方法
 本発明は、錯体中心形成剤、イオン性錯体及びこれらの製造方法に関する。
 現在、リチウム二次電池として、リチウム、コバルト、マンガン、ニッケル等の遷移金属を含む複合酸化物からなる正極活物質と、炭素材料からなる負極活物質と、イオン性錯体を含有する非水系電解液とを含むものが主流となっている。
 イオン性錯体の中心元素の一例として、リンが知られている。そして、リンの供給源となる化合物の例として、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)、五フッ化リン(PF)、そして五塩化リン(PCl)等が知られている。
 例えば、特許文献1には、LiPFを分解させることで発生させたPFと、シュウ酸、グリコール酸等に例示される配位子のLi塩とをCHCN中で反応させることで、イオン性錯体を生成できることが示されている。また、特許文献1には、LiPFと配位子のLi塩との比率を変えることで、1配位、2配位、3配位の錯体を合成できることが示されている。
 特許文献2には、LiPFを原料とし、Al、B又はSiを含む反応助剤とシュウ酸とを使用してイオン性錯体を生成できることが示されている。また、特許文献2には、シュウ酸と反応助剤の当量を増やすことで2配位の錯体を合成できること、錯体中心がリンに限らず、ホウ素でもよいことが示されている。
 特許文献3には、LiPFを原料とし、トリメチルシリル(TMS)化されたジカルボン酸と反応させることでイオン性錯体を生成できることが示されている。シュウ酸を主原料として3日間反応に付し、その後、蒸留精製すること等によって得られる(非特許文献1参照)。また、特許文献3には、錯体中心がリンに限らず、ホウ素でもよいことが示されている。
 非特許文献2には、LiPFを200℃で分解させることで発生させたPFとシュウ酸リチウムとを炭酸ジメチル(DMC)中で反応させることが示されている。2分子のPFに対して1分子のシュウ酸リチウムを反応させることで、1分子のイオン性錯体と1分子のLiPFとが得られる。非特許文献2に記載の手法は、PFを原料のほか、P-F結合を切断するための反応助剤としても利用する点で優れた手法であるといえる。
 特許文献4及び非特許文献3には、原料にPClを、配位子にシュウ酸を使用して、シュウ酸が三分子配位したトリス(オキサラト)リン酸リチウム(LTOP)を合成することが示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
米国特許出願公開第2010/0267984号明細書 特許第3907446号公報 独国特許出願公開第102008028331号明細書 特許第4695802号公報
Synthesis,1980,626-627 ECS Transactions,2009,16(35),3-11 Chem.Eur.J.,2004,10,2451-2458 Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft,1909,41,3558-3566
 しかしながら、特許文献1、2、3及び非特許文献2に記載の手法では、原料となるLiPF又はPFは、PClやPClといったフッ素を含まない原料をフッ素化することによって製造されている。イオン性錯体を合成する過程で、LiPF又はPFからフッ素を除去して配位子のLi塩を配位させることが必須であり、一度リンに結合させたフッ素を取り除くことになり、フッ素利用効率が低下する。また、P-F結合は強固であるため、フッ素を除去する際、ケイ素試薬等の反応助剤の使用や、後工程で除去し難い高極性溶媒中での高温での反応が必要となる。その際、フッ素は、フッ化リチウム(以下、「LiF」という。)、テトラフルオロシラン(以下、「SiF」という。)又はトリメチルシリルフルオリド(以下、「TMSF」という。)として除去される。LiFは、ろ過により除去されるが、非常に微細であるため、ろ過の際に目詰まりを頻発させ、製造工程に多大な負荷をかける。SiF、TMSFは、昇温、減圧操作にて反応液から除去可能であるが、それらの無害化処理とフッ素の固定化廃棄(又は再利用)が必要となる。これらフッ素の除去と、その除去したフッ素の廃棄処理は、製造コスト上昇の一因となっている。
 加えて、特許文献1及び3に記載の手法では、下記一般式に示すような配位子が2分子配位した化合物(以下、「2分子配位化合物」ともいう。)を効率的に合成できない。さらに、特許文献3に記載の手法では、その原料であるカルボン酸ビス(トリメチルシリル)体の合成に多大に時間を要する。例えば、原料がシュウ酸である場合、三日間の反応の後に蒸留精製することを要する(非特許文献1参照)。加えて、特許文献3に記載の手法では、目的物又はその反応中間体が分解して生成するジフルオロリン酸リチウムの割合が多いといった課題もある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
[上記一般式において、Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つを示す。Fはフッ素を示す。-L~L-はキレート配位子を示す。]
 また、非特許文献2に記載の手法では、目的のイオン性錯体と等モル数のLiPFが必ず副生する。また、配位子原料の溶解度が反応進行の有無を大きく左右し、溶解度が低い配位子原料では目的物を得ることができない。加えて、上記の2分子配位化合物を合成することができない。
 また、特許文献4や非特許文献3に記載の手法で得られるイオン性錯体は、配位子形成化合物由来の配位子が3分子配位した化合物である。特許文献4や非特許文献2に記載の手法では、原料としてPClを使用しているが、PClは、シュウ酸をシュウ酸塩化物に変換する作用も有するため(例えば、非特許文献4参照)、この手法にてシュウ酸の配位数を制御し、1配位や2配位のイオン性錯体を効率良く合成することは非常に難しい。BClの反応性もPCl同様に高く、錯体中心をリンではなくホウ素にしたとしても、シュウ酸の配位数を制御するのは難しい。
 本発明は、錯体中心に結合するフッ素原子の除去に係る負担を軽減し、所望の配位数のイオン性錯体を効率良く合成することを目的とする。
 本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねたところ、リンの供給源として、FとF以外のハロゲンとの両方を含む化合物を錯体中心形成剤にすることで、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に、本発明では、以下のようなものを提供する。
 (1)本発明は、下記一般式(1)で表される錯体中心形成剤である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
[一般式(1)において、
  Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Fはフッ素である。
  Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Rはフッ素以外のハロゲンである。
  bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
 (2)また、本発明は、下記一般式(1)’で表される化合物にフッ化水素を導入する工程を含む、下記一般式(1)で表される化合物の製造方法である。
   Ab+[M-(Rs+tb-  (1)’
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
[一般式(1)及び(1)’において、
  Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Fはフッ素である。
  Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Rはフッ素以外のハロゲンである。
  bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
 (3)また、本発明は、下記一般式(1)で表される化合物を用いて、前記Mを中心元素とし、該中心元素に、オキソ基(=O基)及びチオキシ基(=S基)から選ばれる少なくとも1つの基を有する配位子が環状に結合し、前記中心元素と、前記中心元素を中心とする環状の配位子とを含むイオン性錯体を製造する、イオン性錯体の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
[一般式(1)において、
  Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Fはフッ素である。
  Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Rはフッ素以外のハロゲンである。
  bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
 (4)また、本発明は、下記一般式(1)で表される化合物と、下記一般式(2-1)で示される化合物とを有機溶媒中において反応させる反応工程を含み、下記一般式(3-1)で示されるイオン性錯体を製造する、イオン性錯体の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
[一般式(1)において、
  Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Fはフッ素である。
  Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Rはフッ素以外のハロゲンである。
  bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
 
[一般式(2-1)において、
  Eは、水素、アルカリ金属、炭素数1~10の炭化水素基、又は、ケイ素系置換基(トリメチルシリル、トリエチルシリル等)を表す。ケイ素系置換基が1級、又は2級の場合のみ、E、X間に直接結合を形成してもよい。
  Eは、水素、アルカリ金属、炭素数1~10の炭化水素基を表す。E、X間に直接結合を形成する場合、Eは存在しない。
  X、Xは、それぞれ独立でO、S、又はNであり、Nの場合、-N(R)-を表す。ここで、Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。また、XがNでmが0の場合、XとRは直接結合し、その際は下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。同様に、XがNでkが0の場合、XとRは直接結合し、下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる下記一般式(4)の場合、Rは存在しない。
  Y、Yはそれぞれ独立でC、又はSを表す。(YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。)
  Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。このとき、Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
  Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
  kは0又は1(ただし、kが0の場合、qも0)、mは0又は1(ただし、mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
[一般式(3-1)において、
  A、F及びMは、一般式(1)で説明したA、F及びMと同じである。
  X、X、Y、Y、R、R、R、Z及びZは、一般式(2-1)で説明したX、X、Y、Y、R、R、R、Z及びZと同じである。
  aは1又は2であり、oは2又は4であり、k、m、p、q及びrは一般式(2-1)で説明したものと同じであり、nは1又は2である。]
 (5)また、本発明は、下記一般式(1)で表される化合物と、下記一般式(2-2)で示される化合物とを有機溶媒中において反応させる反応工程を含み、下記一般式(3-2)で示されるイオン性錯体を製造する、イオン性錯体の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
[一般式(1)において、
  Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Fはフッ素である。
  Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Rはフッ素以外のハロゲンである。
  bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
 
[一般式(2-2)において、
  Eは、水素、アルカリ金属、炭素数1~10の炭化水素基、又は、ケイ素系置換基(トリメチルシリル、トリエチルシリル等)を表す。
  Xは、O、S、又はNであり、Nの場合、-N(R)-を表す。このとき、Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。また、XがNでkが0の場合、XとRは直接結合し、その際は下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。同様に、mが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(7)~(11)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる式(7)、式(9)の場合、Rは存在しない。
  Y、Yはそれぞれ独立でC、又はSを表す。(YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。)
  Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。このとき、Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
  Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
  Nは窒素である。
  R、Rはそれぞれ独立で炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基であり、炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる。また、下記一般式(11)のようにお互いを含む環状構造を有してもよい。
  kは0又は1(kが0の場合、qも0)、mは0又は1(mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
[一般式(3-2)において、
  Dはハロゲンイオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(フルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、(フルオロメタンスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ジフルオロホスホニル)イミドアニオンから選ばれる少なくとも一つである。
  F及びMは、一般式(1)で説明したF及びMと同じである。
  X、Y、Y、R、R、R、R、R、Z及びZは、一般式(2-2)で説明したX、Y、Y、R、R、R、R、R、Z及びZと同じである。
  cは0又は1であり、nが1の場合、cは0(cが0のときDは存在しない)であり、nが2の場合、cは1である。oは2又は4であり、k、m、p、q及びrは、一般式(2-2)で説明したk、m、p、q及びrと同じである。]
 (6)また、本発明は、下記一般式(1)で表される化合物と、下記一般式(2-3)で示される化合物とを有機溶媒中において反応させる反応工程を含み、下記一般式(3-3)で示されるイオン性錯体を製造する、イオン性錯体の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
[一般式(1)において、
  Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Fはフッ素である。
  Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Rはフッ素以外のハロゲンである。
  bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
 
[一般式(2-3)において、
  R、R、R、Rはそれぞれ独立で炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基であり、炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる。また、下記一般式(11)、下記一般式(16)のようにお互いを含む環状構造を有してもよい。
  Nは窒素である。
  Y、Yはそれぞれ独立でC、又はSを表す。
  Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
  Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
  kは0又は1(kが0の場合、qも0)、mは0又は1(mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。
  mが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(7)~(11)のような構造をとることもできる。同様にkが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(12)~(16)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる下記一般式(7)、(9)の場合、Rは存在しない。直接結合が二重結合となる下記一般式(12)、(14)の場合、Rは存在しない。
  YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
[一般式(3-3)において、
  Dはハロゲンイオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(フルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、(フルオロメタンスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ジフルオロホスホニル)イミドアニオンから選ばれる少なくとも一つである。
  F及びMは、一般式(1)で説明したF及びMと同じである。
  N、Y、Y、R、R、R、R、R、R、Z及びZは、一般式(2-3)で説明したN、Y、Y、R、R、R、R、R、R、Z及びZと同じである。
  dは1~3である。oは2又は4である。nは1又は2であり、nが1の場合、dは1であり、nが2の場合、dは3である。k、m、p、q及びrは一般式(2-3)で説明したk、m、p、q及びrと同じである。]
 (7)また、本発明は、前記有機溶媒が、炭酸エステル類、エステル類、ケトン類、エーテル類、ニトリル類、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類からなる群から選ばれる1種以上であり、前記有機溶媒の含有水分量が500質量ppm以下である、(4)から(6)のいずれかに記載のイオン性錯体の製造方法である。
 (8)また、本発明は、前記反応工程の後、反応生成物を減圧濃縮する減圧濃縮工程をさらに含む、(4)から(7)のいずれかに記載のイオン性錯体の製造方法である。
 (9)また、本発明は、前記減圧濃縮工程の後、前記イオン性錯体を溶解する主溶媒よりも溶解度が低い低極性有機溶媒を添加し、前記イオン性錯体を析出させ、その後、固液分離することで、前記主溶媒への溶解度が前記イオン性錯体よりも低い化合物を前記イオン性錯体から分離する精製工程をさらに含む、(8)に記載のイオン性錯体の製造方法である。
 (10)また、本発明は、前記主溶媒が、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルプロピル、炭酸エチルプロピル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトン、アセトニトリル、プロピオニトリル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,2-ジメトキシエタン、及び1,2-ジエトキシエタンからなる群から選ばれる少なくとも1つである、(9)に記載のイオン性錯体の製造方法である。
 (11)また、本発明は、前記低極性有機溶媒が、エーテル溶媒(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキサン等)、炭化水素溶媒(トルエン、ベンゼン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等)、炭素数1又は2の塩素系溶媒(四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等)、及び炭素数3のヒドロクロロフルオロオレフィン(トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233zd(トランス体)」と記載)、シス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233zd(シス体)」と記載)、トランス-1-クロロ-2,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233yd(トランス体)」と記載)、シス-1-クロロ-2,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233yd(シス体)」と記載)、トランス-1-クロロ-1,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233zb(トランス体)」と記載)、シス-1-クロロ-1,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233zb(シス体)」と記載)、トランス-2-クロロ-1,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233xe(トランス体)」と記載)、シス-2-クロロ-1,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233xe(シス体)」と記載)、トランス-3-クロロ-1,2,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233ye(トランス体)」と記載)、シス-3-クロロ-1,2,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233ye(シス体)」と記載)、2-クロロ-1,1,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233xc」と記載)、3-クロロ-1,1,2-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233yc」と記載)、2-クロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(以降、「1233xf」と記載)等)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、(9)又は(10)に記載のイオン性錯体の製造方法である。
 (12)また、本発明は、前記精製工程では、前記低極性有機溶媒を、前記イオン性錯体を主溶媒に溶解させた溶液に対して0.5~30質量倍添加する、(9)から(11)のいずれかに記載のイオン性錯体の製造方法である。
 (13)また、本発明は、前記低極性有機溶媒に含まれる水分が50質量ppm以下である、(9)から(12)のいずれかに記載のイオン性錯体の製造方法である。
 (14)また、本発明は、前記反応工程の後、反応生成物を減圧濃縮する減圧濃縮工程と、前記減圧濃縮工程の後、前記イオン性錯体を溶解する主溶媒よりも溶解度が低い低極性有機溶媒を添加し、前記イオン性錯体を析出させ、その後、固液分離することで、前記主溶媒への溶解度が前記イオン性錯体よりも低い化合物を前記イオン性錯体から分離する精製工程とをさらに含み、前記主溶媒が、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルプロピル、炭酸エチルプロピル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトン、アセトニトリル、プロピオニトリル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,2-ジメトキシエタン、及び1,2-ジエトキシエタンからなる群から選ばれる少なくとも1つであり、前記低極性有機溶媒が、炭化水素溶媒(トルエン、ベンゼン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等)、炭素数1又は2の塩素系溶媒(四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等)、及び炭素数3のヒドロクロロフルオロオレフィン(トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233zd(トランス体))、シス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233zd(シス体))、トランス-1-クロロ-2,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233yd(トランス体))、シス-1-クロロ-2,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233yd(シス体))、トランス-1-クロロ-1,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233zb(トランス体))、シス-1-クロロ-1,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233zb(シス体))、トランス-2-クロロ-1,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233xe(トランス体))、シス-2-クロロ-1,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233xe(シス体))、トランス-3-クロロ-1,2,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233ye(トランス体))、シス-3-クロロ-1,2,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233ye(シス体))、2-クロロ-1,1,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233xc)、3-クロロ-1,1,2-トリフルオロ-1-プロペン(1233yc)、2-クロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(1233xf)等)からなる群から選ばれる少なくとも1つであり、前記低極性有機溶媒の添加量が、前記イオン性錯体を主溶媒に溶解させた溶液に対して1.5~16質量倍であり、前記イオン性錯体が下記一般式(3-1)’で表される、(4)に記載のイオン性錯体の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
[下記一般式(3-1)’において、o及びnは、o=2、n=2であるか、又はo=4、n=1である。]
 (15)また、本発明は、前記精製工程では、前記低極性有機溶媒の添加開始以降の液温を4~45℃の範囲内にする、(9)から(13)のいずれかに記載のイオン性錯体の製造方法である。
 (16)また、本発明は、下記一般式(3-1)、下記一般式(3-2)又は下記一般式(3-3)のいずれかで表されるイオン性錯体と、下記Mと同じ元素を含むジフルオロ塩と、下記一般式(1)で表される化合物に由来するフッ素以外の残留ハロゲン化合物とを含有するイオン性錯体組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
[一般式(3-1)において、
  Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Fはフッ素である。
  Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  X、Xは、それぞれ独立でO、S、又はNであり、Nの場合、-N(R)-を表す。ここで、Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。また、XがNでmが0の場合、XとRは直接結合し、その際は下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。同様に、XがNでkが0の場合、XとRは直接結合し、下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる下記一般式(4)の場合、Rは存在しない。
  Y、Yはそれぞれ独立でC、又はSを表す。(YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。)
  Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。このとき、Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
  Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
  aは1又は2であり、nは1又は2であり、oは2又は4であり、kは0又は1(ただし、kが0の場合、qも0)、mは0又は1(ただし、mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
[一般式(3-2)において、
  Dはハロゲンイオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(フルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、(フルオロメタンスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ジフルオロホスホニル)イミドアニオンから選ばれる少なくとも一つである。
  Xは、O、S、又はNであり、Nの場合、-N(R)-を表す。このとき、Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。また、XがNでkが0の場合、XとRは直接結合し、その際は上記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。同様に、mが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(7)~(11)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる式(7)、式(9)の場合、Rは存在しない。
  Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
  Nは窒素である。
  R、Rはそれぞれ独立で炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基であり、炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる。また、下記一般式(11)のようにお互いを含む環状構造を有してもよい。
  kは0又は1(kが0の場合、qも0)、mは0又は1(mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。
  F、M、X、Y、Y及びRは、一般式(3-1)で説明したF、M、X、Y、Y及びRと同じである。
  cは0又は1であり、nが1の場合、cは0(cが0のときDは存在しない)であり、nが2の場合、cは1である。oは2又は4であり、k、m及びpは、一般式(3-1)で説明したk、m及びpと同じである。qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
[一般式(3-3)において、
  R、R、R、Rはそれぞれ独立で炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基であり、炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる。また、上記一般式(11)、下記一般式(16)のようにお互いを含む環状構造を有してもよい。
  Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
  dは1~3である。nは1又は2であり、nが1の場合、dは1であり、nが2の場合、dは3である。
  mが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(7)~(11)のような構造をとることもできる。同様にkが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(12)~(16)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる上記一般式(7)、(9)の場合、Rは存在しない。直接結合が二重結合となる下記一般式(12)、(14)の場合、Rは存在しない。
  YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。
  その他は、一般式(3-2)で説明したものと同じである。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
[一般式(1)において、
  Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Fはフッ素である。
  Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
  Rはフッ素以外のハロゲンである。
  bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
 本発明によると、錯体中心形成剤の錯体中心に結合するフッ素原子を除去することなく、所望の配位数のイオン性錯体を効率良く合成できる。
 以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
<錯体中心形成剤>
 本発明の錯体中心形成剤は、下記一般式(1)で表される化合物からなる。
 一般式(1)において、Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。Fはフッ素である。Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。Rはフッ素以外のハロゲンである。そして、bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。
 まず、Mが15族元素(P、As、Sb)である場合について説明する。Mが15族元素(P、As、Sb)である場合、中心元素Mに、オキソ基(=O基)及びチオキシ基(=S基)から選ばれる少なくとも1つの基を有する配位子を環状に結合させることによってイオン性錯体を得たとき、目的物の選択率は、30モル%を超える。
 以下、Mがリンである場合を例にして説明する。bが1のとき、上記一般式(1)で表される化合物は、ハロゲン化リン酸化合物である。一方、bが0のとき、Aは存在せず、上記一般式(1)で表される化合物は、ハロゲン化リン化合物である。
 錯体中心形成剤がハロゲン化リン酸化合物からなる場合、上記一般式(1)で表される化合物は、LiPClF、LiPCl、LiPCl、LiPCl、LiPClFの混合物である。ハロゲン化リン酸化合物は、通常の温度範囲では単独で存在せず、不均化により混合物として存在し、その偏りはCl、Fの割合によって異なる。
 錯体中心形成剤がハロゲン化リン化合物からなる場合、上記一般式(1)で表される化合物は、PClF、PCl、PCl、PClFの単体又は混合物である。
 続いて、Mが13族元素(Al、B)である場合について説明する。Mが13族元素(Al、B)である場合、中心元素Mに、オキソ基(=O基)及びチオキシ基(=S基)から選ばれる少なくとも1つの基を有する配位子を環状に結合させることによってイオン性錯体を得たとき、目的物の選択率が90モル%を超える。そのため、Mは、13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれるものであれば、特に限定されるものでないが、イオン性錯体を得たときに、目的物の選択率が高い点で、Mは、13族元素(Al、B)であることが好ましい。
<上記一般式(1)で表される化合物の製造方法>
 上記一般式(1)で表される化合物の製造方法として、リン塩素化物のフッ素化、リンフッ素化物の塩素化、又はリン塩素化物とリンフッ素化物の不均化等が挙げられる。中でも、フッ素の利用効率の点から、リン塩素化物のフッ素化によって上記一般式(1)で表される化合物を得ることが好ましい。
 以下では、リン塩素化物のフッ素化によって上記一般式(1)で表される化合物を得る手法について説明する。この手法は、下記一般式(1)’で表される化合物にフッ化水素を導入する工程を含む。
   Ab+[M-(Rs+tb-  (1)’
 一般式(1)’において、A、M、R、b、s及びtは、一般式(1)におけるA、M、R、b、s及びtと同じである。
 具体的手法について説明する。まず、PClと塩化リチウム(LiCl)を含有水分量が500質量ppm以下である有機溶媒(例えば、炭酸エチルメチル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、酢酸エチル等)で混合し、六塩化リン酸リチウム(LiPCl)を得る。このLiPClを4当量のフッ化水素(HF)でフッ素化し、FとClを4対2の割合で含むハロゲン化リン酸化合物LiPClが得られる。同様に、PClを4当量のフッ化水素でフッ素化することにより、FとClを4対1の割合で含むハロゲン化リン化合物PClFが得られる。
 ところで、ハロゲン化リン酸化合物、ハロゲン化リン化合物、ハロゲン化ホウ酸化合物又はハロゲン化ホウ素化合物等、上記一般式(1)で表される化合物は、加水分解性が高く、系中に水が存在すると加水分解によりメタリン酸、メタホウ酸等を生成する。これらの酸を減圧濃縮により除去することは難しく、その一部にClが置換されていた場合、系内にClが残留することとなる。そのため、有機溶媒は、含有水分量が500質量ppm以下であることが好ましい。
 また、Mの代表例として、リン、ホウ素が挙げられる。Mがリンである場合、Mがホウ素である場合のいずれであっても、上記一般式(1)で表される化合物に含まれるFの数は、目的とするイオン性錯体中に含まれるFの数と等しいことが好ましい。しかしながら、上記一般式(1)で表される化合物を製造する際、ClとFの比率を厳密に制御することが難しいことも予想される。この場合、系内にClが残留することを回避するため、Clの量が多いよりは、Fの量が多い方が望ましい。
 なお、Clが僅かに過剰である場合、LiF等の金属フッ素化物を少量添加することで、上記一般式(1)で表される化合物をLiPFに変換する、又は減圧濃縮により過剰の塩素分を分解・除去するといった手法を用いることで、上記一般式(1)で表される化合物に含まれる過剰なClを除去することができる。
 そして、本実施形態では、フッ素以外のハロゲンが塩素である場合について説明したが、フッ素以外のハロゲンが塩素以外、すなわち臭素又はヨウ素であっても、上記一般式(1)で表される化合物を好適に得ることができる。
<イオン性錯体の製造方法>
 続いて、本発明に係るイオン性錯体の製造方法について説明する。イオン性錯体は、Mを中心元素とし、この中心元素と、中心元素を中心とする環状の配位子とを含む。イオン性錯体は、上記の錯体中心形成剤を用いて、中心元素Mに、オキソ基(=O基)及びチオキシ基(=S基)から選ばれる少なくとも1つの基を有する配位子を環状に結合することによって得られる。具体的には、上記一般式(1)で表される化合物(以下、便宜的に「錯体中心形成剤」ともいう。)と、下記一般式(2-1)~(2-3)のいずれかで示される化合物(以下、便宜的に「配位子形成剤」ともいう。)とを有機溶媒中において反応させることによって得られる。
 有機溶媒の種類は特に限定されるものでないが、炭酸エステル類、エステル類、ケトン類、エーテル類、ニトリル類、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類からなる群から選ばれる1種以上であることが好ましい。
 有機溶媒の含有水分量は特に限定されるものでないが、系内に多くのClが残留するのを防ぐため、含有水分量は、500質量ppm以下であることが好ましい。
 反応温度は特に限定されるものでないが、-10℃以上60℃以下であることが好ましく、10℃以上40℃以下であることがより好ましい。反応温度が-10℃未満であると、反応進行が極めて遅くなる可能性があり、反応温度が60℃を超えると、塩素化による副生成物が増加する可能性がある。
〔反応工程〕
 以下、上記一般式(1)で表される化合物と、下記一般式(2-1)~(2-3)のいずれかで示される化合物とを有機溶媒中において反応させる反応工程の具体的態様について説明する。
(第1の態様)
 第1の態様は、目的物であるイオン性錯体の錯イオンの電荷が「-1」である場合の態様である。第1の態様では、上記の錯体中心形成剤(上記一般式(1)で表される化合物)と、下記一般式(2-1)で示される配位子形成剤とを有機溶媒中において反応させ、下記一般式(3-1)で示されるイオン性錯体を製造する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 一般式(2-1)において、Eは、水素、アルカリ金属、炭素数1~10の炭化水素基、又は、ケイ素系置換基(トリメチルシリル、トリエチルシリル等)を表す。ケイ素系置換基が1級、又は2級の場合のみ、E、X間に直接結合を形成してもよい。
 Eは、水素、アルカリ金属、炭素数1~10の炭化水素基を表す。E、X間に直接結合を形成する場合、Eは存在しない。
 なお、第1の態様において、配位子形成剤(2-1)のE、EのいずれもがLiでない場合、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応中又は反応後に、塩化リチウム、フッ化リチウム(LiF)等のリチウム源を最低1当量添加する必要がある。
 X、Xは、それぞれ独立でO、S、又はNであり、Nの場合、-N(R)-を表す。ここで、Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。また、XがNでmが0の場合、XとRは直接結合し、その際は下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。同様に、XがNでkが0の場合、XとRは直接結合し、下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる下記一般式(4)の場合、Rは存在しない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 Y、Yはそれぞれ独立でC、又はSを表す。YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。
 Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。このとき、Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
 Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
 kは0又は1(ただし、kが0の場合、qも0)、mは0又は1(ただし、mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。
 一般式(3-1)において、A、F及びMは、一般式(1)で説明したA、F及びMと同じである。
 X、X、Y、Y、R、R、R、Z及びZは、一般式(2-1)で説明したX、X、Y、Y、R、R、R、Z及びZと同じである。
 aは1又は2であり、oは2又は4であり、k、m、p、q及びrは一般式(2-1)で説明したものと同じであり、nは1又は2である。
 イオン性錯体のうち、錯体中心がリンであり、配位子形成剤由来の配位子が1分子配位した錯体の具体的態様として、以下の錯体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 また、錯体中心がリンであり、配位子形成剤由来の配位子が2分子配位した錯体の具体的態様として、以下の錯体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
〔第2の態様〕
 第2の態様は、目的物であるイオン性錯体の錯イオンの電荷が「0又は+1」である場合の態様である。第2の態様では、上記の錯体中心形成剤(上記一般式(1)で表される化合物)と、下記一般式(2-2)で示される配位子形成剤とを有機溶媒中において反応させ、下記一般式(3-2)で示されるイオン性錯体を製造する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 Eは、水素、アルカリ金属、炭素数1~10の炭化水素基、又は、ケイ素系置換基(トリメチルシリル、トリエチルシリル等)を表す。
 Xは、O、S、又はNであり、Nの場合、-N(R)-を表す。このとき、Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。また、XがNでkが0の場合、XとRは直接結合し、その際は上記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。同様に、mが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(7)~(11)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる式(7)、式(9)の場合、Rは存在しない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 Y、Yはそれぞれ独立でC、又はSを表す。YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。
 Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。このとき、Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
 Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。また、Nは窒素である。
 R、Rはそれぞれ独立で炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基であり、炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる。また、上記一般式(11)のようにお互いを含む環状構造を有してもよい。
 kは0又は1(kが0の場合、qも0)、mは0又は1(mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。
 一般式(3-2)において、Dはハロゲンイオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(フルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、(フルオロメタンスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ジフルオロホスホニル)イミドアニオンから選ばれる少なくとも一つである。
 F及びMは、一般式(1)で説明したF及びMと同じである。
 X、Y、Y、R、R、R、R、R、Z及びZは、一般式(2-2)で説明したX、Y、Y、R、R、R、R、R、Z及びZと同じである。
 cは0又は1であり、nが1の場合、cは0(cが0のときDは存在しない)であり、nが2の場合、cは1である。oは2又は4であり、k、m、p、q及びrは、一般式(2-2)で説明したk、m、p、q及びrと同じである。
 イオン性錯体のうち、錯体中心がリンであり、配位子形成剤由来の配位子が1分子配位した錯体の具体的態様として、以下の錯体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 また、錯体中心がリンであり、配位子形成剤由来の配位子が2分子配位した錯体の具体的態様として、以下の錯体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
〔第3の態様〕
 第3の態様は、目的物であるイオン性錯体の錯イオンの電荷が「+1又は+3」である場合の態様である。第3の態様では、上記の錯体中心形成剤(上記一般式(1)で表される化合物)と、下記一般式(2-3)で示される配位子形成剤とを有機溶媒中において反応させ、下記一般式(3-3)で示されるイオン性錯体を製造する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 一般式(2-3)において、R、R、R、Rはそれぞれ独立で炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基であり、炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる。また、上記一般式(11)、下記一般式(16)のようにお互いを含む環状構造を有してもよい。
 Nは窒素である。Y、Yはそれぞれ独立でC、又はSを表す。
 Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
 Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
 kは0又は1(kが0の場合、qも0)、mは0又は1(mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。
 mが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は上記一般式(7)~(11)のような構造をとることもできる。同様にkが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(12)~(16)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる下記一般式(7)、(9)の場合、Rは存在しない。直接結合が二重結合となる下記一般式(12)、(14)の場合、Rは存在しない。
 YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 一般式(3-3)において、Dはハロゲンイオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(フルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、(フルオロメタンスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ジフルオロホスホニル)イミドアニオンから選ばれる少なくとも一つである。
 F及びMは、一般式(1)で説明したF及びMと同じである。
 N、Y、Y、R、R、R、R、R、R、Z及びZは、一般式(2-3)で説明したN、Y、Y、R、R、R、R、R、R、Z及びZと同じである。
 dは1~3である。oは2又は4である。nは1又は2であり、nが1の場合、dは1であり、nが2の場合、dは3である。k、m、p、q及びrは一般式(2-3)で説明したk、m、p、q及びrと同じである。]
 イオン性錯体のうち、錯体中心がリンであり、配位子形成剤由来の配位子が1分子配位した錯体の具体的態様として、以下の錯体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 また、錯体中心がリンであり、配位子形成剤由来の配位子が2分子配位した錯体の具体的態様として、以下の錯体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
〔配位子形成剤の具体的態様〕
 反応工程で用いられる配位子形成剤の具体的態様として、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
〔イオン性錯体の具体的態様〕
 イオン性錯体のうち、錯体中心がリンであり、配位子形成剤由来の配位子が1分子配位した錯体の具体的態様として、以下の錯体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
 また、錯体中心がリンであり、配位子形成剤由来の配位子が2分子配位した錯体の具体的態様として、以下の錯体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 また、錯体中心がホウ素であり、配位子形成剤由来の配位子が1分子配位した錯体の具体的態様として、以下の錯体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 以下では、特に断りのない限り、符号(2a)~(2y)、(1Pa)~(1Py)、(1Pa-2)~(1Py-2)及び(1Ba)~(1By)は、上記の化合物を示すものとする。
〔減圧濃縮工程〕
 必須の態様ではないが、本発明に係るイオン性錯体の製造方法は、反応工程の後、反応生成物を減圧濃縮する減圧濃縮工程をさらに含むことが好ましい。減圧濃縮の手法は特に限定されるものでなく、従来公知の手法であれば足りる。例えば、反応生成物を減圧下に付してイオン性錯体を溶解する溶媒を留去することが挙げられる。また、上記留去によって不溶解物が生じた場合は、ろ過にて不溶解物を取り除いてもよい。
〔精製工程〕
 必須の態様ではないが、本発明に係るイオン性錯体の製造方法は、減圧濃縮工程の後、イオン性錯体を溶解する主溶媒よりも溶解度が低い低極性有機溶媒(貧溶媒)を添加し、イオン性錯体を析出させ、その後、固液分離することで、主溶媒への溶解度がイオン性錯体よりも低い化合物をイオン性錯体から分離する精製工程をさらに含むことが好ましい。
 主溶媒への溶解度がイオン性錯体よりも低い化合物として、配位子形成剤(上記一般式(2-1)~(2-3)で表される化合物)、ジフルオロリン酸塩又はジフルオロホウ酸塩、錯体中心形成剤と配位子形成剤との過剰反応生成物、及び錯体中心形成剤(上記一般式(1)で表される化合物)に由来するフッ素以外の残留ハロゲン化合物等が挙げられる。これらは、イオン性錯体組成物の不純物に該当し、イオン性錯体組成物を電解液の一部として使用した際、電池性能に悪影響を与え得る化合物である。
 ジフルオロリン酸塩又はジフルオロホウ酸塩は、錯体中心形成剤(上記一般式(1)で表される化合物)がフッ素を含む化合物であることに由来して生成する不純物である。これらの不純物は、錯体中心形成剤と配位子が反応して生成した中間体が分解すること、あるいは、中間体から生成したイオン性錯体が分解することによって生成される。
 錯体中心形成剤と配位子形成剤との過剰反応生成物とは、目的のイオン性錯体よりも配位子が過剰に配位してしまった化合物をいう。例えば、目的物が(1Pc)の場合、過剰反応生成物は(1Pc-2)であり、目的物が(1Pe)の場合、過剰反応生成物は(1Pe-2)であり、目的物が(1Pe-2)の場合、過剰反応生成物は前述したLTOPである。
 錯体中心形成剤(上記一般式(1)で表される化合物)に由来するフッ素以外の残留ハロゲン化合物の例として、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、カルボン酸塩化物、カルボン酸臭化物、カルボン酸ヨウ化物(配位子形成剤がカルボン酸である場合、錯体中心形成剤の塩素により、カルボン酸の酸塩化物化が一部進行)等が挙げられる。これら残留ハロゲン化合物は、錯体中心形成剤(上記一般式(1)で表される化合物)がフッ素以外のハロゲンを含む化合物であることに由来して生成する不純物である。
 特に中心元素がPの場合、イオン性錯体は、キレート配位子の構造にも依存するが、そのイオン乖離度の高さから基本的に溶解度が高く、溶媒がカチオン側に配位するため、結晶として得難い傾向がある化合物である。例えば、イオン性錯体を含む溶液から溶媒を加熱減圧等で留去した後には、粘稠な液体、又は溶媒で湿潤した固体が残される事が多く、取り扱い易い付着性の低い固体を容易には得られない。また、合成後の液中にはイオン性錯体を電解液の一部として使用した際に電池性能に悪影響を与える不純物が含まれるため、これらの除去が必要であるが、結晶として得難い場合が多い。そこで、極性溶媒中から、イオン性錯体を取り扱い容易な固体(結晶)として効率的に回収できる条件を確立することが好ましい。
 主溶媒は、炭酸ジメチル(DMC)、炭酸エチルメチル(EMC)、炭酸ジエチル、炭酸メチルプロピル、炭酸エチルプロピル、酢酸エチル(AcOEt)、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトン、アセトニトリル、プロピオニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン、1,2-ジメトキシエタン、及び1,2-ジエトキシエタンからなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
 低極性有機溶媒は、エーテル溶媒(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキサン等)、炭化水素溶媒(トルエン、ベンゼン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等)、炭素数1又は2の塩素系溶媒(四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等)、及び炭素数3のヒドロクロロフルオロオレフィン(1233zd(トランス体)、1233zd(シス体)、1233yd(トランス体)、1233yd(シス体)、1233zb(トランス体)、1233zb(シス体)、1233xe(トランス体)、1233xe(シス体)、1233ye(トランス体)、1233ye(シス体)、1233xc、1233yc、1233xf等)からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
 低極性有機溶媒の添加量は、上記イオン性錯体を主溶媒に溶解させた溶液に対して0.5~30質量倍であることが好ましく、0.7~25質量倍であることがより好ましく、0.9~20質量倍であることがさらに好ましく、1.1~15質量倍であることがよりさらに好ましい。低極性有機溶媒の添加量が少なすぎると、イオン性錯体を結晶として有効に回収できない可能性がある。低極性有機溶媒の添加量が多すぎると、純度が充分に向上しない可能性がある。
 低極性有機溶媒に含まれる水分は、50質量ppm以下であることが好ましい。低極性有機溶媒に含まれる水分を50質量ppm以下に抑えることで、精製操作中のジフルオロリン酸リチウム等の不純物の増加を抑制し、その他は同条件にてF、P純度99%以上のイオン性錯体を得ることができる。
 低極性有機溶媒の添加開始以降の液温は特に限定されるものでないが、4℃以上45℃以下であることが好ましく、4℃以上35℃以下であることがより好ましく、4℃以上25℃以下であることがさらに好ましい。液温が高すぎると、イオン性錯体を結晶として有効に回収できない可能性がある。液温が低すぎると、純度が充分に向上しない可能性がある。
 上記の精製工程を複数回行うことで、目的のイオン性錯体よりも溶解度が低く除去し難いジフルオロリン酸リチウムを始めとした不純物を効果的に除去し、F、P純度98%以上のイオン性錯体を得ることができる。
 精製工程を続けるか終えるかを判断する指標の目安として、イオン性錯体組成物に含まれる残留塩素濃度が挙げられる。イオン性錯体組成物に含まれる残留塩素濃度が500質量ppm以下であれば、イオン性錯体組成物を電解液として使用した場合の塩素濃度を5質量ppm以下にすることができる。イオン性錯体組成物を電解液として使用した場合の塩素濃度が5質量ppm以下であれば、不純物による電池性能への影響を問題の無い程度にまで抑えることができるため、これ以上精製工程を繰り返すことを要しない。
 一方、イオン性錯体組成物に含まれる残留塩素濃度が500質量ppmを超える場合、イオン性錯体組成物を電解液として使用した場合の塩素濃度が5質量ppmを超え、不純物が電池性能に影響を及ぼし得る。そのため、イオン性錯体組成物に含まれる残留塩素濃度が500質量ppm以下になるまで、精製工程を繰り返すことが好ましい。
 本実施形態の好適な態様として、上記一般式(1)で表される化合物を製造する際、含有水分量が500質量ppm以下である有機溶媒を用いることが挙げられる。ハロゲン化リン酸化合物、ハロゲン化リン化合物、ハロゲン化ホウ酸化合物又はハロゲン化ホウ素化合物等、上記一般式(1)で表される化合物は、加水分解性が高く、系中に水が存在すると加水分解によりメタリン酸、メタホウ酸等を生成する。これらの酸を減圧濃縮により除去することは難しく、その一部にClが置換されていた場合、系内にClが残留することとなる。本実施形態では、含有水分量が500質量ppm以下である有機溶媒を用いることで、イオン性錯体に含まれる残留塩素濃度を少なく抑えることができる。その結果、精製工程を1回行うだけで、イオン性錯体組成物に含まれる残留塩素濃度を500質量ppm以下にすることができる。
〔より好適な精製〕
 また、精製対象のイオン性錯体が下記一般式(3-1)’で表される化合物である場合、電池性能に悪影響を与える不純物を問題の無い濃度に低減させたイオン性錯体を、上記の精製の回数を1回に抑えて提供でき得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 具体的には、目的物であるイオン性錯体が、上記一般式(3-1)’で表される化合物であって、o及びnが、o=2、n=2であるか、又はo=4、n=1である場合、不純物を問題の無い濃度に低減させたイオン性錯体を、上記の精製の回数を1回に抑えて提供でき得る。
 この場合、上記精製の際に用いる主溶媒を、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルプロピル、炭酸エチルプロピル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトン、の中から選ばれる少なくとも1つとする。
 また、上記精製の際に用いる低極性有機溶媒を、炭化水素溶媒(トルエン、ベンゼン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等)、炭素数1又は2の塩素系溶媒(四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等)、及び炭素数3のヒドロクロロフルオロオレフィン(1233zd(トランス体)、1233zd(シス体)、1233yd(トランス体)、1233yd(シス体)、1233zb(トランス体)、1233zb(シス体)、1233xe(トランス体)、1233xe(シス体)、1233ye(トランス体)、1233ye(シス体)、1233xc、1233yc、1233xf等)の中から選ばれる少なくとも1つとする。
 また、低極性有機溶媒の添加量を、イオン性錯体を主溶媒で溶解させた溶液に対して、1.5~16質量倍にする。
 このようにすることで、一回の晶析操作で残留ハロゲン(フッ素以外)化合物やフッ酸換算した残留遊離酸を大きく低減させることが可能である。不純物として残留する可能性のあるF、P化合物は、PF塩、ジフルオロリン酸塩、精製対象イオン性錯体と配位子の置換数が異なるイオン性錯体(過剰反応生成物、中間生成物)であり、これらは濃度が適切に管理されている限り、使用上の問題とはならない。
〔イオン性錯体組成物〕
 本発明に係るイオン性錯体組成物は、下記一般式(3-1)、下記一般式(3-2)又は下記一般式(3-3)のいずれかで表されるイオン性錯体と、下記Mと同じ元素を含むジフルオロ塩と、下記一般式(1)で表される化合物に由来するフッ素以外の残留ハロゲン化合物とを含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 各々の符号については、上記一般式(3-1)、(3-2)及び(3-3)で説明したものと同じであるため、説明を省略する。
 上記Mと同じ元素を含むジフルオロ塩は、錯体中心形成剤(上記一般式(1)で表される化合物)がフッ素を含む化合物であることに由来して生成する不純物である。また、残留ハロゲン化合物は、錯体中心形成剤(上記一般式(1)で表される化合物)がフッ素以外のハロゲンを含む化合物であることに由来して生成する不純物である。つまり、本発明に係るイオン性錯体組成物は、錯体中心形成剤(上記一般式(1)で表される化合物)がフッ素と、フッ素以外のハロゲンとの両方を含む化合物であることから、不純物として、上記Mと同じ元素を含むジフルオロ塩と、下記一般式(1)で表される化合物に由来するフッ素以外の残留ハロゲン化合物との両方を含有する。
 公知のイオン性錯体組成物は、本発明に係る錯体中心形成剤(上記一般式(1)で表される化合物)を用いて製造されたものでない。錯体中心形成剤として、LiPF、PFに例示されるフッ化物を用いる場合、イオン性錯体組成物は、SiClが過剰である等の一部の反応条件によっては不純物として、ジフルオロリン酸塩を含有するが、フッ素以外の残留ハロゲンを分子内に含むリン化合物を含有することはない。また、錯体中心形成剤として、PCl、BClに例示されるフッ素以外のハロゲン化物を用いる場合、イオン性錯体組成物は、不純物として、フッ素以外の残留ハロゲンを分子内に含むリン化合物を含有する。したがって、本発明に係るイオン性錯体組成物は、物の発明として、公知のイオン性錯体組成物と明確に区別できる。
 以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に何ら制限を受けるものではない。
<実施例1> 本発明に係る錯体中心形成剤と、公知の錯体中心形成剤との比較
〔実施例1-1〕
配位子形成剤:上記化合物(2e)
目的物:上記化合物(1Pe)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000078
[錯体中心形成剤(LiPCl)の調製]
(LiPClの合成)
 まず、LiPClの合成を行った。合成の手法は、特許第5151121号公報に記載されている。
 容積500mLのポリテトラフルオロエチレン製容器に、含有水分100質量ppm未満である炭酸ジメチル(DMC)を125mL、PClを18.1g(132mモル)、LiClを5.6g(132mモル)加えた。そこに、撹拌下で内温10℃を維持しながら、Clを9.4g(133mモル)導入することで、LiPCl溶液を得た。
 なお、上記以外の手法として、PClとLiClを溶媒中で等モル数混合することによっても、LiPCl溶液を得ることができる。
(LiPClの調製)
 続いて、LiPCl溶液に10.6g(528mモル)のHFを、内温10℃を維持しながら導入した。これにより、LiPCl溶液を得た。
 なお、LiPClに対して加えるHFのモル数を変えることで、同様にClとFの比率が、1:5、3:3、4:2、5:1であるLiPClをそれぞれ調製できる。
[実施例1-1]
 上記の調製によって得られた、LiPCl(Cl:F=2:4)を132mモル含有するDMC溶液(約140mL)に対し、25℃撹拌下、配位子形成剤としてシュウ酸11.9g(132mモル)を添加し、更に4時間撹拌した。続いて、反応液を減圧し、反応液中に生成した塩酸を除去するとともに、除去後の反応液を濃縮した。これにより、実施例1-1に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-1] 特許文献1(米国特許出願公開第2010/0267984号明細書)に記載のイオン性錯体組成物
 20.0g(132mモル)のLiPFを容積200mLの金属製耐圧容器に入れた後、180~200℃に加熱してPFを発生させた。アセトニトリル(CHCN)110mLとシュウ酸リチウム13.4g(132mモル)とを入れた容積500mLの硝子製フラスコに、発生したPFを導入し、内温25℃にて4時間撹拌した。これにより、比較例1-1に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-2] 非特許文献2(ECS Transactions,2009,16(35),3-11)に記載のイオン性錯体組成物
 20.0g(132mモル)のLiPFを容積200mLの金属製耐圧容器に入れた後、180~200℃に加熱してPFを発生させた。110mLのDMCと13.4g(132mモル)のシュウ酸リチウムとを入れた容積500mLの硝子製フラスコに、発生したPFを導入し、内温25℃にて4時間撹拌した。これにより、比較例1-2に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-3] 特許文献3(独国特許出願公開第102008028331号明細書)に記載のイオン性錯体組成物
 20.0g(132mモル)のLiPFと110mLのDMCとを容積500mLの硝子製フラスコに加えて、LiPFを完全に溶解させた。撹拌下、シュウ酸ビス(トリメチルシリル)30.9g(132mモル)を滴下した後、40℃に加熱して更に14時間撹拌した。続いて、減圧にて生成したトリメチルシリルフルオリドを除去した。これにより、比較例1-3に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-4] 特許文献2(特許第3907446号公報)に記載のイオン性錯体組成物
 20.0g(132mモル)のLiPFと、110mLのDMCと、11.9g(132mモル)のシュウ酸とを容積500mLの硝子製フラスコに加えた。このとき、LiPFは完全に溶解したが、シュウ酸の大部分は溶け残っていた。25℃で撹拌し、13.4g(79mモル)のSiClをフラスコ内へ滴下した後、撹拌を4時間継続した。続いて、生成したテトラフルオロシランと塩酸とを減圧にて除去した。これにより、比較例1-4に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-5] LTOPの合成法について記載している特許文献4(特許第4695802号公報)及び非特許文献3(Chem.Eur.J.,2004,10,2451-2458)を参考に、三配位化合物(LTOP)ではなく、反応を途中で止めて一配位化合物(1Pe)が得られるかを確認した場合のイオン性錯体組成物
 11.9g(132mモル)のシュウ酸と110mLのDMCとを容積500mLの硝子製フラスコに加えた。そこに、27.4g(132mモル)のPClを追加すると、激しい気体の発生と共に原料が全て溶解した。減圧により、発生した塩酸を一部の溶媒(20mL)と共に除去した後、5.6g(132mモル)のLiClと、13.7g(528mモル)のLiFと、除去した量と同量のDMC(20mL)とを加え、25℃にて4時間撹拌した。これにより、比較例1-5に係るイオン性錯体組成物を得た。
[評価]
 実施例及び比較例に係るイオン性錯体組成物に含まれる成分を、F-NMRにて分析した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000079
 実施例に係る錯体中心形成剤を用いることで、目標とするイオン性錯体を好適に回収できることが確認された(実施例1-1)。
 一方、比較例1-1、比較例1-2及び比較例1-5に記載の手法では、実施例1-1に記載の手法ほど好適な選択率が得られないため、好ましくない。
 ところで、比較例1-3及び比較例1-4においても、実施例1-1と同等レベル以上の選択率が得られている。しかしながら、比較例1-3及び比較例1-4の手法では、原料となるLiPF又はPFが、PClやPClといったフッ素を含まない原料をフッ素化することによって製造されている。イオン性錯体を合成する過程で、LiPF又はPFからフッ素を除去して配位子を配位させることが必須であり、一度リンに結合させたフッ素を取り除くことになり、フッ素利用効率が低下する。また、P-F結合は強固であるため、フッ素を除去する際、ケイ素試薬等の反応助剤の使用や、後工程で除去し難い高極性溶媒中での高温での反応が必要となる。その際、フッ素は、フッ化リチウム(以下、「LiF」という。)、テトラフルオロシラン(以下、「SiF」という。)又はトリメチルシリルフルオリド(以下、「TMSF」という。)として除去される。LiFは、ろ過により除去されるが、非常に微細であるため、ろ過の際に目詰まりを頻発させ、製造工程に多大な負荷をかける。SiF、TMSFは、昇温、減圧操作にて反応液から除去可能であるが、それらの無害化処理とフッ素の固定化廃棄(又は再利用)が必要となる。これらフッ素の除去と、その除去したフッ素の廃棄処理は、製造コスト上昇の一因となっている。
 そのことから、実施例1-1に記載の手法は、錯体中心に結合するフッ素原子の除去に係る負担を軽減できる点で、比較例1-3及び比較例1-4に比べ、所望の配位数のイオン性錯体を効率良く合成できるといえる。
〔実施例1-2及び1-3〕
配位子形成剤:上記化合物(2e)
目的物:上記化合物(1Pe-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000080
[実施例1-2]
 DMCを40mL追加し、シュウ酸を倍量の23.8g(264mモル)とし、ClとFとの比率が4:2であるLiPCl溶液を使用したこと以外は、実施例1-1と同様の手順により、実施例1-2に係る2配位のイオン性錯体組成物を得た。
[実施例1-3]
 DMCを40mL追加し、シュウ酸を倍量の23.8g(264mモル)とし、ClとFの比率が5:1であるLiPCl溶液を使用し、シュウ酸添加完了後に3.4g(132mモル)のLiFを加えたこと以外は、実施例1-1と同様の手順により、実施例1-3に係る2配位のイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-6]
 使用するアセトニトリルを150mLへ、シュウ酸リチウムを倍量の26.9g(264mモル)へ変更した以外は、比較例1-1と同様の手順により、比較例1-6に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-7]
 使用するDMCを150mLへ、シュウ酸ビス(トリメチルシリル)を倍量の61.9g(264mモル)へ変更した以外は、比較例1-3と同様の手順により、比較例1-7に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-8]
 使用するDMCを150mLへ、シュウ酸を倍量の23.8g(264mモル)へ、SiClを倍量の26.8g(158mモル)へ、反応温度を40℃へ変更した以外は、比較例1-4と同様の手順により、比較例1-8に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-9]
 使用するDMCを150mLへ、シュウ酸を倍量の23.8g(264mモル)へ、LiFを半量の6.8g(264mモル)へ変更した以外は、比較例1-5と同様の手順により、比較例1-9に係るイオン性錯体組成物を得た。
[評価]
 実施例及び比較例に係るイオン性錯体組成物に含まれる成分を、F-NMRにて分析した。結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000081
 実施例に係る錯体中心形成剤を用いることで、目標とするイオン性錯体を好適に回収できることが確認された(実施例1-2及び1-3)。
 一方、比較例1-6、比較例1-7及び比較例1-9に記載の手法では、実施例1-2及び1-3に記載の手法ほど好適な選択率が得られないため、好ましくない。
 ところで、比較例1-8においても、実施例1-2及び実施例1-3と同等レベルの選択率が得られている。しかしながら、上述したとおり、比較例1-8に記載の手法では、LiPFからのフッ素の除去と、その除去したフッ素の廃棄処理を要し、製造コスト上昇の一因となっている。
 そのことから、実施例1-2及び実施例1-3に記載の手法は、錯体中心に結合するフッ素原子の除去に係る負担を軽減できる点で、比較例1-8に比べ、所望の配位数のイオン性錯体を効率良く合成できるといえる。
〔実施例1-4及び1-5〕
配位子形成剤:上記化合物(2f)
目的物:配位数が1である場合は上記化合物(1Pf)
    配位数が2である場合は上記化合物(1Pf-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000082
[錯体中心形成剤(LiPCl)の調製]
 溶媒を炭酸エチルメチル(EMC)にしたこと以外は、実施例1等における[錯体中心形成剤(LiPCl)の調製]と同様の手法にて、錯体中心形成剤(LiPCl)を得た。
[実施例1-4]
 使用する配位子形成剤をマロン酸13.7g(132mモル)に、溶媒をEMCに、マロン酸の添加完了後の撹拌時間を1時間にしたこと以外は、実施例1-1と同様の手順にて、実施例1-4に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例1-5]
 EMCを40mL追加し、マロン酸を倍量の27.5g(264mモル)にし、ClとFの比率が4:2であるLiPClxFy溶液を使用したこと以外は、実施例1-4と同様の手順にて、実施例1-5に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-10]
 使用する配位子形成剤をマロン酸ビス(トリメチルシリル)32.8g(132mモル)にし、溶媒をEMCにしたこと以外は、比較例1-3と同様の手法にて、比較例1-10に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-11]
 使用する配位子形成剤をマロン酸13.7g(132mモル)にし、溶媒をEMCにし、マロン酸の添加完了後の撹拌時間を1時間にしたこと以外は、比較例1-4と同様の手法にて、比較例1-11に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-12]
 使用するEMCを150mLにし、マロン酸ビス(トリメチルシリル)を倍量の65.6g(264mモル)にし、反応時間を20時間にしたこと以外は、比較例1-10と同様の手法にて、比較例1-12に係るイオン性錯体組成物を得た。
[評価]
 実施例及び比較例に係るイオン性錯体組成物に含まれる成分を、F-NMRにて分析した。結果を表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000083
 実施例に係る錯体中心形成剤を用いることで、目標とするイオン性錯体を好適に回収できることが確認された(実施例1-4及び実施例1-5)。
 特に、比較例1-12に記載されているように、配位子形成剤としてマロン酸ビス(トリメチルシリル)を用いた場合、反応時間が20時間であっても、目的物である2配位のイオン性錯体を得ることができず、分解生成物LiPOが増加するのみであった。これに対し、実施例1-5に係る手法では、選択率31%ではあるものの、目的物である2配位のイオン性錯体を生成できたといえる。
 ところで、比較例1-10及び比較例1-11においても、実施例1-4と同等レベルの選択率が得られている。しかしながら、上述したとおり、比較例1-10及び比較例1-11に記載の手法では、LiPF又はPFからのフッ素の除去と、その除去したフッ素の廃棄処理を要し、製造コスト上昇の一因となっている。
 そのことから、実施例1-4に記載の手法は、錯体中心に結合するフッ素原子の除去に係る負担を軽減できる点で、比較例1-10及び比較例1-11に比べ、所望の配位数のイオン性錯体を効率良く合成できるといえる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000084
[実施例1-6]
 使用する配位子形成剤をメチレンジスルホン酸23.2g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-1と同様の手法にて、実施例1-6に係るイオン性錯体組成物を得た。
[比較例1-13]
 使用する配位子形成剤をメチレンジスルホン酸リチウム24.8g(132mモル)にし、反応時間を24時間にしたこと以外は、比較例1-1と同様の手法にて、比較例1-13に係るイオン性錯体組成物を得た。
[評価]
 実施例及び比較例に係るイオン性錯体組成物に含まれる成分を、F-NMRにて分析した。結果を表8に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000085
 実施例に係る錯体中心形成剤を用いることで、目標とするイオン性錯体を好適に回収できることが確認された(実施例1-6)。
 一方、比較例1-13に記載の手法では、実施例1-6に記載の手法ほど好適な選択率が得られないため、好ましくない。これは、原料配位子の溶解度が極めて低く、反応速度が極めて遅いためと考えられる。なお、イオン性錯体(1Pm)を合成するにあたり、特許文献3(独国特許出願公開第102008028331号明細書)に記載の内容を応用した手法では、原料のメチレンジスルホン酸ビス(トリメチルシリル)を効率よく合成するために、高価な硫酸ビス(トリメチルシリル)を使用する必要があり(例えば、Afinidad,1987,44,409,234-238を参照)、原料コストが見合わないため、好ましくない。
〔実施例1-7~1-13〕
 中心元素:P
 配位子形成剤:種々の態様
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000086
 錯体中心形成剤の中心元素がPであり、化合物(2e)、化合物(2f)及び化合物(2m)以外の配位子形成剤を用いたときのイオン性錯体の合成例を以下に示す。
[実施例1-7]
 使用する配位子形成剤を3,3,3-トリフルオロ乳酸19.0g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-1と同様の手法にて、実施例1-7に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-7において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pb)である。
[実施例1-8]
 DMCを40mL追加し、3,3,3-トリフルオロ乳酸を倍量の38.0g(264mモル)にし、ClとFの比率が4:2であるLiPCl溶液を使用したこと以外は、実施例1-7と同様の手法にて、実施例1-8に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-8において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pb-2)である。
[実施例1-9]
 使用する配位子形成剤をヘキサフルオロ-2-ヒドロキシイソ酪酸28.0g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-1と同様の手法にて、実施例1-9に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-9において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pc)である。
[実施例1-10]
 使用する配位子形成剤をN,N-ジメチルグリシンリチウム14.4g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-1と同様の手法にて、実施例1-10に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-10において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pr)である。
[実施例1-11]
 使用する配位子形成剤をN-アリルイミドジスルホン酸リチウム30.2g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-1と同様の手法にて、実施例1-11に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-11において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pq)である。なお、N-アリルイミドジスルホン酸リチウムは、Bull.Chem.Soc.Jpn,1986,59,952-954に記載の手法にてカリウム塩を合成した後、カリウム塩をリチウム塩に交換したものである。
[実施例1-12]
 使用する配位子形成剤をN-メチルグリシンリチウム12.5g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-1と同様の手法にて、実施例1-12に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-12において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pt)である。
[実施例1-13]
 使用する配位子形成剤をN,N’-ジメチルオキサミド15.3g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-1と同様の手法にて、実施例1-13に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-13において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pv)である。
[評価]
 実施例に係るイオン性錯体組成物に含まれる成分を、F-NMRにて分析し、目的となるイオン性錯体の選択率を求めた。結果を表10に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000087
 
 実施例1-7~実施例1-13から、上記一般式(2-1)~(2-3)で表される任意の配位子形成剤において、目的とするイオン性錯体を好適に回収できるといえる。
〔実施例1-14~1-23〕
 中心元素:P
 錯体中心形成剤:ハロゲン化リン化合物(PCl,x:y=2:3)又はハロゲン化リン酸化合物(LiPCl,x:y=2:4)
 配位子形成剤:種々の態様
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000088
実施例1-14~1-22は、反応終了後に減圧濃縮あり
実施例1-23は、反応終了後の減圧濃縮なし
 実施例1-14~1-22は、錯体中心形成剤をハロゲン化リン酸化合物からハロゲン化リン化合物に変更したときの例である。実施例1-23は、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行わない場合の例である。
[錯体中心形成剤(PCl,x:y=2:3)の調製]
 錯体中心形成剤(PCl,x:y=2:3)の調製は、先端と先端から300mmの2カ所にガス導入管を具備したステンレス製反応管(直径=1インチφ、長さ=1,000mm)を使用して行った。以下、2本のガス導入管は先端から、導入管1、導入管2と呼ぶ。
 三塩化リン(液体)とフッ化水素(気体)をそれぞれ3.0g/min、2.0SLMの速度[モル比(HF/PCl)=3.1]で導入管1から反応管に供給した。その後、導入管2から塩素ガスを600SCCMの速度[モル比(Cl/PCl)=1.1]で供給することで、ステンレス製反応管出口よりPClと塩酸との混合ガスを得た。なお、操作圧力は大気圧、操作温度は25℃である。このガスを精製することなく錯体中心形成剤(PCl,x:y=2:3)として、イオン性錯体の合成に使用した。
 なお、錯体中心形成剤(PCl,x:y=2:3)の調製法は、特許第3494344号公報に詳しく記載されている。
[実施例1-14]
 容積500mLのポリテトラフルオロエチレン製容器に、含有水分100質量ppm未満である炭酸エチルメチル(EMC)125mL、シュウ酸11.9g(132mモル)、フッ化リチウム3.4g(132mモル)を加えた。そこへ撹拌下で内温0℃を維持しながら、錯体中心形成剤(PCl,x:y=2:3)21.0g(132mモル)を徐々に導入した。導入完了後内温0℃で1時間、その後室温付近まで昇温させて更に3時間撹拌を継続した。続いて減圧によって、上記反応において反応液中に生成した塩酸と、PCl(x:y=2:3)より持ち込まれていた塩酸を除去するとともに、該反応液を濃縮することで、実施例1-14に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-14において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pe)である。
[実施例1-15]
 配位子形成剤をシュウ酸リチウム13.5g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-14と同様の手順にて、実施例1-15に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-15において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pe)である。
[実施例1-16]
 フッ化リチウムの代わりにフッ化ナトリウム5.5g(132mモル)を用い、配位子形成剤をシュウ酸ナトリウム17.7g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-14と同様の手順にて、実施例1-16に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-16において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pe)である。
[実施例1-17]
 容積500mLのポリテトラフルオロエチレン製容器に、含有水分100質量ppm未満であるEMC165mL、シュウ酸水素リチウム25.3g(264mモル)を加えた。そこへ撹拌下で内温0℃を維持しながら、錯体中心形成剤(PCl,x:y=2:3)21.0g(132mモル)を徐々に導入した。導入完了後内温0℃で1時間、その後室温付近まで昇温させて更に3時間撹拌を継続した。続いて減圧によって、上記反応において反応液中に生成した塩酸と、PCl(x:y=2:3)より持ち込まれていた塩酸を除去するとともに、該反応液を濃縮することで、実施例1-17に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-17において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pe-2)である。
[実施例1-18]
 配位子形成剤をマロン酸リチウム15.3g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-14と同様の手順にて、実施例1-18に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-18において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pf)である。
[実施例1-19]
 配位子形成剤を3,3,3-トリフルオロ乳酸リチウム19.8g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-14と同様の手順にて、実施例1-19に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-19において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pb)である。
[実施例1-20]
 配位子形成剤をヘキサフルオロ-2-ヒドロキシイソ酪酸リチウム28.8g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-14と同様の手順にて、実施例1-20に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-20において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pc)である。
[実施例1-21]
 配位子形成剤をN,N-ジメチルグリシンリチウム14.4g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-14と同様の手順にて、実施例1-21に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-21において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pr)である。
[実施例1-22]
 配位子形成剤をメチレンジスルホン酸リチウム24.8g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-14と同様の手順にて、実施例1-22に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-22において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pm)である。
[実施例1-23]
 実施例1-23は、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行わない場合の例である。実施例1-1で使用したLiPCl、すなわち、LiPClxFy(Cl:F=2:4)を132mモル含有するDMC溶液(約140mL)に対して、25℃撹拌下、配位子形成剤としてシュウ酸11.9g(132mモル)を添加し、更に4時間撹拌を継続した。しかしながら、その後の減圧濃縮を行わなかった。そうすることで、実施例1-23に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-23において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pe)である。
[評価]
 実施例に係るイオン性錯体組成物に含まれる成分を、F-NMRにて分析し、目的となるイオン性錯体の選択率を求めた。結果を表12に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000089
 実施例1-14~実施例1-22から、錯体中心形成剤が、ハロゲン化リン酸化合物ではなくハロゲン化リン化合物であっても、目的とするイオン性錯体を好適に回収できるといえる。
 また、実施例1-23において、得られた反応液をF-NMRにて分析したところ、反応液の組成はLiPFが20モル%、イオン性錯体(1Pe)が76モル%、イオン性錯体(1Pe-2)が3モル%、LiPOが1モル%であった。このことから、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行うか否かにかかわらず、目的とするイオン性錯体を好適に回収できるといえる。
 しかしながら、実施例1-23では、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行っていないので、液中の酸残留濃度が40,000質量ppm(HF換算)と高かった。一方、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行った場合(基本的に実施例1-1~1-20。ただし、反応の際に塩酸が副生しない実施例1-10、1-11、1-15、1-16及び1-18を除く。)、減圧濃縮工程後の液中の酸濃度は、15,000~25,000質量ppm(HF換算)であった。
 このことから、必須ではないが、液中の酸残留濃度を低く抑えられる点で、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行うことが好ましいといえる。
〔実施例1-24~1-36〕
 中心元素:B
 錯体中心形成剤:ハロゲン化ホウ素化合物(BCl)又はハロゲン化ホウ酸化合物(LiBCl
 配位子形成剤:種々の態様
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000090
実施例1-24~1-35は、反応終了後に減圧濃縮あり
実施例1-36は、反応終了後の減圧濃縮なし
 実施例1-24~1-36は、錯体中心をリンからホウ素に変更したときの例である。実施例1-24~1-34及び実施例1-36では、錯体中心形成剤として、ハロゲン化ホウ素化合物(BCl)を使用している。一方、実施例1-35では、錯体中心形成剤として、ハロゲン化ホウ酸化合物(LiPCl)を使用している。
 また、実施例1-24~1-35では、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行っているが、実施例1-36では、この減圧濃縮を行っていない。
[ハロゲン化ホウ素化合物(BCl)の調製]
 BCl(BClF、BClF)は、三塩化ホウ素(以下BCl)と三フッ化ホウ素(以下BF)とを混合することで得られる。溶媒への導入は、不活性ガス希釈下、三塩化ホウ素(以下BCl)と三フッ化ホウ素(以下BF)とを気体状態で混合した後、混合物を溶媒(EMC等)に導入するようにしてもよいし、BCl溶液(ヘキサン、EMC等)にBF(気体)を導入してもよい。また、BF溶液(ジエチルエーテル、EMC等)にBCl(気体)を導入してもよいし、BCl溶液とBF溶液とを混合してもよい。
 また、BClをHFやLiF、KF等の金属フッ素化物にてフッ素化することや、BFを塩化アルミニウム(AlCl)又はSiClで処理することでも調製できる。
 以下、BClとLiFとを用いた手順について、具体的に説明する。
 容積500mLの硝子製容器に、含有水分100質量ppm未満であるDMC125mL、LiF7.5g(290mモル)を加えた。そこに5℃、撹拌下にて15.5g(132mモル)BClを徐々に導入した。導入が完了し、30分室温で撹拌を継続した後にサンプリングを行い、B-NMRにて分析したところ、BClF(28モル%)とBClF(52モル%)の生成を確認できた。その他にはBCl(15モル%)、BF(5モル%)が認められた。なお、LiFをBClに対して約2当量加えているが、溶解しているホウ素成分中のClとFとの比は2:3ではなく、約1:1となっていた。過剰のClはLiClとしては未溶解のまま残存しているが、イオン性錯体生成の際にLi源として使用されるものと考えられる。
[ハロゲン化ホウ酸化合物(LiBCl)の調製]
 BClとLiClとLiBFを有機溶媒(EMC等)中で混合することで、LiBClを得ることができる。
 また、BClとLiClとを有機溶媒(EMC等)中で混合した後に、HFやLiF、KF等の金属フッ素化物にてフッ素化することや、LiBFをAlCl又はSiClで処理することでも、ハロゲン化ホウ酸化合物を調製できる。なお、このClを含むホウ酸塩LiBClは、安定には存在せず、大部分がLiCl+BCl又はLiF+BClとして存在している。
 以下に、BClとLiClとLiBFとを用いた手順について、具体的に説明する。
 容積500mLの硝子製容器に、含有水分100質量ppm未満である125mLのDMCと、12.4g(132mモル)のLiBFと、5.6g(132mモル)のLiClとを加えた。そこに、5℃、撹拌下にて15.5g(132mモル)のBClを徐々に導入することで、LiBClを含むDMC溶液を得た。なお、大部分がLiCl+BCl又はLiF+BClとして分離しているが、溶液中(溶媒に溶解していない無機塩を含む)のFとClの比は2:2となっている。
[実施例1-24]
 上記[ハロゲン化ホウ素化合物(BCl)の調製]で調製したBClF、BClFが含まれる溶液に対して、DMC45mLに溶解させたジフルオロマロン酸17.9g(128mモル)を加え、室温にて1時間撹拌した。続いて減圧によって、上記反応において反応液中に生成した塩酸を除去するとともに、該反応液を濃縮することで、実施例1-24に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-24において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bg)である。
[実施例1-25]
 配位子形成剤を3,3,3-トリフルオロ乳酸18.4g(128mモル)にしたこと以外は、実施例1-24と同様の手順にて、実施例1-25に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-25において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bb)である。
[実施例1-26]
 配位子形成剤をシュウ酸11.5g(128mモル)にしたこと、及び該シュウ酸をDMCに溶解させることなく、BClF、BClFが含まれる溶液に対して、粉末として直接加えたこと以外は、実施例1-24と同様の手順にて、実施例1-26に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-26において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Be)である。
[実施例1-27]
 配位子形成剤をリチオオキシピリジンスルホン酸リチウム23.9g(128mモル)にしたこと、及び該リチオオキシピリジンスルホン酸リチウムをDMC45mLに溶解させることなく、BClF、BClFが含まれる溶液に対して、粉末として直接加えたこと以外は、実施例1-24と同様の手順にて、実施例1-27に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-27において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bk)である。
[実施例1-28]
 配位子形成剤をメチレンジスルホン酸22.5g(128mモル)にしたこと、及び該メチレンジスルホン酸をDMCに溶解させることなく、BClF、BClFが含まれる溶液に対して、粉末として直接加えたこと以外は、実施例1-24と同様の手順にて、実施例1-28に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-28において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bm)である。
[実施例1-29]
 配位子形成剤をスルホ酢酸19.7g(128mモル)にしたこと、及び該スルホ酢酸をDMCに溶解させることなく、BClF、BClFが含まれる溶液に対して、粉末として直接加えたこと以外は、実施例1-24と同様の手順にて、実施例1-29に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-29において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bo)である。
[実施例1-30]
 配位子形成剤をN-アリルイミドジスルホン酸リチウム29.3g(128mモル)にしたこと、及び該N-アリルイミドジスルホン酸リチウムをDMCに溶解させることなく、BClF、BClFが含まれる溶液に対して、粉末として直接加えたこと以外は、実施例1-24と同様の手順にて、実施例1-30に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-30において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bq)である。
[実施例1-31]
 錯体中心形成剤(BCl)の調製時に使用する金属フッ素化物をフッ化カリウム16.8g(290mモル)にし、使用する配位子形成剤をN-アリルイミドジスルホン酸カリウム37.6g(128mモル)にしたこと、及び該N-アリルイミドジスルホン酸カリウムをDMCに溶解させることなく、BClF、BClFが含まれる溶液に対して、粉末として直接加えたこと以外は、実施例1-24と同様の手順にて、実施例1-31に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-31において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bq)である。
[実施例1-32]
 配位子形成剤をN,N-ジメチルグリシンリチウム14.0g(128mモル)にしたこと、及び該N,N-ジメチルグリシンリチウムをDMCに溶解させることなく、BClF、BClFが含まれる溶液に対して、粉末として直接加えたこと以外は、実施例1-24と同様の手順にて、実施例1-32に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-32において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Br)である。
[実施例1-33]
 配位子形成剤をN-メチルグリシンリチウム12.2g(128mモル)にしたこと、及び該N-メチルグリシンリチウムをDMCに溶解させることなく、BClF、BClFが含まれる溶液に対して、粉末として直接加えたこと以外は、実施例1-24と同様の手順にて、実施例1-33に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-33において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bt)である。
[実施例1-34]
 配位子形成剤をN,N’-ジメチルオキサミド14.9g(128mモル)にしたこと、及び該N,N’-ジメチルオキサミドをDMCに溶解させることなく、BClF、BClFが含まれる溶液に対して、粉末として直接加えたこと以外は、実施例1-24と同様の手順にて、実施例1-34に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-34において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bv)である。
[実施例1-35]
 実施例1-35は、錯体中心形成剤として、ハロゲン化ホウ酸化合物(LiBCl)を用いたときの例である。上記[ハロゲン化ホウ酸化合物(LiBCl)の調製]で得たLiBClを含む溶液に対して、DMC45mLに溶解させたジフルオロマロン酸17.9g(128mモル)を加え、室温にて1時間撹拌した。続いて、減圧によって、上記反応において反応液中に生成した塩酸を除去するとともに、該反応液を濃縮した。これにより、実施例1-35に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-35において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bg)である。
[実施例1-36]
 実施例1-36は、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行わない場合の例である。実施例1-24で使用したBClF及びBClFを含む溶液に対して、DMC45mLに溶解させたジフルオロマロン酸17.9g(128mモル)を加え、室温にて1時間撹拌した。しかしながら、その後の減圧濃縮を行わなかった。そうすることで、実施例1-36に係るイオン性錯体組成物を得た。実施例1-36において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bg)である。
[比較例1-14]
 容積500mLの硝子製容器にDMC150mLを加え、そこに5℃、撹拌下にて15.5g(132mモル)のBClを徐々に導入した。次に、5℃を保ちつつ、ジフルオロマロン酸リチウム20.1g(132mモル)を加えて1時間撹拌を継続した。室温まで昇温させた後、LiF6.8g(264mモル)を加えてさらに1時間撹拌を継続した。これにより、比較例1-14に係るイオン性錯体組成物を得た。比較例1-14において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Bg)である。
[評価]
 実施例に係るイオン性錯体組成物に含まれる成分を、F、B-NMRにて分析し、目的となるイオン性錯体の選択率を求めた。結果を表14に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000091
 実施例1-24~実施例1-34から、錯体中心形成剤が、ハロゲン化リン化合物ではなくハロゲン化ホウ素化合物(BCl)であっても、目的とするイオン性錯体を好適に回収できるといえる。また、実施例1-35から、錯体中心形成剤がハロゲン化ホウ酸化合物(LiBCl)であっても、目的とするイオン性錯体を好適に回収できるといえる。
 加えて、実施例1-36において、得られた反応液をF、B-NMRにて分析したところ、目的物(1Bg)が96モル%の選択率(BCl基準)で得られていることが確認された。そして、イオン性錯体(1Bg-2)及びLiBFの合計は、4モル%であった。このことから、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行うか否かにかかわらず、目的とするイオン性錯体を好適に回収できるといえる。
 しかしながら、実施例1-36では、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行っていないので、液中の酸残留濃度が40,000質量ppm(HF換算)と高かった。一方、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行った場合(基本的に実施例1-24~1-35。ただし、反応の際に塩酸が副生しない実施例1-27、1-30及び1-32を除く。)、減圧濃縮工程後の液中の酸濃度は、20,000~30,000質量ppm(HF換算)であった。
 このことから、必須ではないが、液中の酸残留濃度を低く抑えられる点で、錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応後に減圧濃縮を行うことが好ましいといえる。
 一方、比較例1-14の態様では、目的とするイオン性錯体を実施例ほど好適に回収できない。
<実施例2> 錯体中心形成剤を合成する際に使用する溶媒に含まれる水分量の比較
〔実施例2-1~2-12〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000092
 実施例2-1~2-12は、錯体中心形成剤を合成する際に使用する溶媒に含まれる水分量を複数種類にシフトさせたときの例である。
 実施例2-1~2-3は、錯体中心系製剤の中心元素をPとし、錯体中心系製剤を合成する際の溶媒をDMCとし、配位子形成剤を上記化合物(2b)としたときの例であり、上記溶媒に含まれる水分量を100ppm未満、450ppm及び1000ppmの3種類にシフトさせている。実施例2-1~2-3において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pb)である。
 実施例2-4~2-6は、配位子形成剤を上記化合物(2e)とした点で実施例2-1~2-3と異なる。実施例2-4~2-6において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pe)である。
 実施例2-7~2-9は、錯体中心系製剤を合成する際の溶媒をEMCとした点、及び配位子形成剤を上記化合物(2e)とした点で実施例2-1~2-3と異なる。実施例2-7~2-9において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Pe)である。
 実施例2-10~2-12は、錯体中心系製剤の中心元素をBとした点、及び配位子形成剤を上記化合物(2e)とした点で実施例2-1~2-3と異なる。実施例2-10~2-12において、目的物となるイオン性錯体は、上記化合物(1Be)である。
[実施例2-1]
 含有水分が100質量ppm未満であるDMCを使用し、実施例1-1と同様の手順にて錯体中心形成剤LiPClを調製した。そして、使用する配位子形成剤を3,3,3-トリフルオロ乳酸19.0g(132mモル)にしたこと以外は、実施例1-1と同様の手順にて、実施例2-1に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例2-2]
 錯体中心形成剤LiPClを調製する際に使用したDMCの含有水分が450質量ppmであること以外は、実施例2-1と同様の手順にて、実施例2-2に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例2-3]
 錯体中心形成剤LiPClを調製する際に使用したDMCの含有水分が1000質量ppm(汎用グレード、未脱水品)であること以外は、実施例2-1と同様の手順にて、実施例2-3に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例2-4]
 含有水分が100質量ppm未満であるDMCを使用し、実施例1-1と同様の手順にて錯体中心形成剤LiPClを調製した。そして、実施例1-1と同様の手順にて、実施例2-4に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例2-5]
 錯体中心形成剤LiPClを調製する際に使用したDMCの含有水分が450質量ppmであること以外は、実施例2-4と同様の手順にて、実施例2-5に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例2-6]
 錯体中心形成剤LiPClを調製する際に使用したDMCの含有水分が1000質量ppm(汎用グレード、未脱水品)であること以外は、実施例2-4と同様の手順にて、実施例2-6に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例2-7]
 気体のPClを導入する溶媒として、含有水分が100質量ppm未満であるEMCを使用し、実施例1-14と同様の手順にて錯体中心形成剤PClを調製した。そして、実施例1-14と同様の手順にて、実施例2-7に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例2-8]
 錯体中心形成剤PClを調製する際に使用したEMCの含有水分が450質量ppmであること以外は、実施例2-7と同様の手順にて、実施例2-8に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例2-9]
 錯体中心形成剤PClを調製する際に使用したEMCの含有水分が1000質量ppm(汎用グレード、未脱水品)であること以外は、実施例2-7と同様の手順にて、実施例2-9に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例2-10]
 配位子形成剤をシュウ酸11.5g(128mモル)にしたこと、及び該シュウ酸をDMCに溶解させることなく、BClF、BClFが含まれる溶液に対して、粉末として直接加えたこと以外は、実施例1-24と同様の手順にて、実施例2-10に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例2-11]
 錯体中心形成剤BClを調製する際に使用したDMCの含有水分が450質量ppmであること以外は、実施例2-10と同様の手順にて、実施例2-11に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例2-12]
 錯体中心形成剤BClを調製する際に使用したDMCの含有水分が1000質量ppm(汎用グレード、未脱水品)であること以外は、実施例2-10と同様の手順にて、実施例2-12に係るイオン性錯体組成物を得た。
[評価]
(実施例2-1~2-6)
 実施例2-1~2-6に係るイオン性錯体組成物に対して溶媒DMCの留去を行い、濃度約45質量%まで濃縮した後、ろ過にて不溶解物を取り除いて濃縮液を得た。そして、この濃縮液中に溶存する塩素濃度を蛍光X線にて測定した。結果を表16の「貧溶媒添加前」欄に示す。なお、蛍光X線にて測定した塩素濃度の値は、目的物のイオン性錯体を基準とした値である。
 続いて、濃縮液50gに対して12倍量の貧溶媒CHCl(水分50質量ppm)を添加し、液温25度にて3時間撹拌した。そして、析出した固体をろ過にて回収した。得られた精製品に含まれる塩素濃度を蛍光X線にて測定した。結果を表16の「貧溶媒添加後」欄に示す。
 なお、上記ろ過で分離したろ液(母液)には、目的物となるイオン性錯体よりもDMCに対する溶解度が低いLiPOが含まれていた。また、実施例2-4~2-6のろ液(母液)には、目的物となるイオン性錯体よりもDMCに対する溶解度が低い2配位のイオン性錯体(1Pe-2)がさらに含まれていた。
(実施例2-7~2-9)
 実施例2-7~2-9に係るイオン性錯体組成物に対して溶媒EMCの留去を行い、濃度約45質量%まで濃縮した後、ろ過にて不溶解物を取り除いて濃縮液を得た。そして、この濃縮液中に溶存する塩素濃度を蛍光X線にて測定した。結果を表16の「貧溶媒添加前」欄に示す。
 続いて、濃縮液50gに対して12倍量の貧溶媒CHCl(水分50質量ppm)を添加し、液温25度にて3時間撹拌した。そして、析出した固体をろ過にて回収した。得られた精製品に含まれる塩素濃度を蛍光X線にて測定した。結果を表16の「貧溶媒添加後」欄に示す。
 なお、上記ろ過で分離したろ液(母液)には、目的物となるイオン性錯体よりもEMCに対する溶解度が低いLiPO及び2配位のイオン性錯体(1Pe-2)が含まれていた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000093
(実施例2-10~2-12)
 実施例2-10~2-12に係るイオン性錯体組成物の錯体中心はBである。この場合、反応液の溶媒を留去した濃縮液を冷却すれば、濃縮液に貧溶媒を加えることなく、イオン性錯体の結晶が析出する。この点で、錯体中心がBの錯体は、錯体中心がPの錯体とは異なる。
 実施例2-10~2-12に係るイオン性錯体組成物に対して溶媒DMCの留去を行い、濃度約40質量%まで濃縮した後、ろ過にて不溶解物を取り除いて濃縮液を得た。そして、この濃縮液中に溶存する塩素濃度を蛍光X線にて測定した。結果を表17の「冷却前」欄に示す。
 続いて、濃縮液を5℃まで冷却した後、撹拌を3時間継続させた。そして、析出した固体をろ過にて回収した。得られた精製品に含まれる塩素濃度を蛍光X線にて測定した。結果を表17の「冷却後」欄に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000094
(実施例2-1~2-9についてのまとめ)
 LiPClの調製に使用する溶媒(DMC、EMC等)に含まれる水分が500質量ppm以下である場合、濃縮液に貧溶媒を加えることによる精製を1回行うだけで、イオン性錯体組成物(1回精製品)に含まれる残留塩素濃度を500質量ppm以下にすることができる(実施例2-1、2-2、2-4、2-5、2-7及び2-8)。該残留塩素濃度が500質量ppm以下であれば、上記1回精製品を電解液原料として使用した場合、電解液中の塩素濃度を5質量ppm以下にしやすい。電解液中の塩素濃度が5質量ppm以下であれば、不純物による電池性能への影響を問題の無い程度にまで抑えることができるため、電解液原料である1回精製品に対してこれ以上精製工程を繰り返すことを要しない。
 一方、LiPClの調製に使用する溶媒に含まれる水分が500質量ppmを超える場合、濃縮液に貧溶媒を加えることによる精製を1回行うだけでは、イオン性錯体組成物(1回精製品)に含まれる残留塩素濃度が500質量ppmを超えてしまう(実施例2-3、2-6及び2-9)。上記1回精製品を電解液原料として使用した場合、電解液中の塩素濃度を5質量ppm以下にし難い。そのため、イオン性錯体組成物に含まれる残留塩素濃度が500質量ppm以下になるまで、精製工程をさらに繰り返す必要がある。
 上記のとおり、精製工程の回数をできる限り少なくするため、LiPClの調製に使用する溶媒に含まれる水分量は、500質量ppm以下であることが好ましい。
 なお、PClも加水分解され易く、加水分解物が残留塩素成分となるため、PClを気体として導入し配位子形成剤と反応させるときに使用する溶媒についてもまた、含有水分量が500質量ppm以下であることが好ましい。
(実施例2-10~2-12についてのまとめ)
 5配位のリン化合物の場合と異なり、3配位のホウ素化合物は、溶媒と安定な付加体(不揮発性)を形成しており、減圧濃縮によってホウ素化合物を除去することは困難である。そのため、減圧濃縮後においても10,000質量ppm以上のClが残留する。しかしながら、再結晶精製時にはその大部分が母液に残留し、容易に除去することが可能である(実施例2-10~2-12)。
 特に、BClの調製に使用するDMC中の水分が500質量ppm以下である場合、イオン性錯体を再結晶化させる精製を1回行うだけで、イオン性錯体組成物(1回精製品)に含まれる残留塩素濃度を500質量ppm以下にすることができる(実施例2-10及び2-11)。該残留塩素濃度が500質量ppm以下であれば、上記1回精製品を電解液原料として使用した場合、電解液中の塩素濃度を5質量ppm以下にしやすい。電解液中の塩素濃度が5質量ppm以下であれば、不純物による電池性能への影響を問題の無い程度にまで抑えることができるため、電解液原料である1回精製品に対してこれ以上精製工程を繰り返すことを要しない。
 一方、BClの調製に使用する溶媒に含まれる水分が500質量ppmを超える場合、イオン性錯体を再結晶化させる精製を1回行うだけでは、イオン性錯体組成物(1回精製品)に含まれる残留塩素濃度が500質量ppmを超えてしまう(実施例2-12)。上記1回精製品を電解液原料として使用した場合、電解液中の塩素濃度を5質量ppm以下にし難い。そのため、イオン性錯体組成物に含まれる残留塩素濃度が500質量ppm以下になるまで、精製工程をさらに繰り返す必要がある。
<実施例3> 精製条件の比較
〔実施例3-1~3-62〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000095
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000096
[実施例3-1~3-9]
(錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応)
 実施例1-1と同じ手法にて、LiPCl(Cl:F=2:4)とシュウ酸とを反応させた。LiPClを調製する際、及びLiPCl(Cl:F=2:4)とシュウ酸とを反応させる際に用いた溶媒は、含有水分が100質量ppm未満の炭酸ジメチル(DMC)である。
(減圧濃縮)
 続いて、反応液を減圧し、溶媒DMCの留去を行い、濃度約50質量%まで濃縮した後、ろ過にて不溶解物を取り除いて濃縮液を得た。
(精製)
 続いて、上記濃縮液50gに対し、含水率が表18に示す量である貧溶媒CHClを、表18に示す質量倍だけ添加し、表18に示す液温にて3時間撹拌した。そして、析出した固体をろ過にて回収し、実施例3-1~3-9に係るイオン性錯体組成物とした。
[実施例3-10~3-18]
 錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応条件及び減圧濃縮条件は、実施例3-1~3-9と同じである。
 精製条件について説明する。実施例3-1~3-9では、主溶媒として、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCと同じ溶媒を用いたが、実施例3-10~3-18では、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCから炭酸エチルメチル(EMC)に置換している。DMCからEMCへの置換は、濃縮後のDMC溶液にその質量の4倍のEMCを加えて再濃縮することを、計2回繰り返すことによって行った。濃縮後の濃度は約50質量%である。
 また、実施例3-1~3-9では、貧溶媒としてCHClを用いているが、実施例3-10~3-18では、貧溶媒としてCHClを用いている。
 他の条件については、実施例3-1~3-9と同じ条件にて、実施例3-10~3-18に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例3-19~3-27]
 錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応条件及び減圧濃縮条件は、実施例3-1~3-9と同じである。
 精製条件について説明する。実施例3-1~3-9では、主溶媒として、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCと同じ溶媒を用いたが、実施例3-19~3-27では、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCからEMCに置換している。置換の手法は、[実施例3-10~3-18]で説明した手法と同じである。
 また、実施例3-1~3-9では、貧溶媒としてCHClを用いているが、実施例3-19~3-27では、貧溶媒としてトルエンを用いている。
 他の条件については、実施例3-1~3-9と同じ条件にて、実施例3-19~3-27に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例3-28~3-35]
 実施例3-28以降の条件は、表19に示すとおりである。
 錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応条件及び減圧濃縮条件は、実施例3-1~3-9と同じである。
 精製条件について説明する。実施例3-1~3-9では、主溶媒として、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCと同じ溶媒を用いたが、実施例3-28~3-35では、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCから酢酸エチル(AcOEt)に置換している。置換の手法は、[実施例3-10~3-18]で説明した手法と同じである。
 また、実施例3-1~3-9では、貧溶媒としてCHClを用いているが、実施例3-28~3-35では、貧溶媒としてCHClを用いている。
 他の条件については、実施例3-1~3-9と同じ条件にて、実施例3-28~3-35に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例3-36~3-44]
 錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応条件及び減圧濃縮条件は、実施例3-1~3-9と同じである。
 精製条件について説明する。実施例3-1~3-9では、主溶媒として、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCと同じ溶媒を用いたが、実施例3-36~3-44では、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCから酢酸エチル(AcOEt)に置換している。置換の手法は、[実施例3-10~3-18]で説明した手法と同じである。
 また、実施例3-1~3-9では、貧溶媒としてCHClを用いているが、実施例3-36~3-44では、貧溶媒としてトルエンを用いている。
 他の条件については、実施例3-1~3-9と同じ条件にて、実施例3-36~3-44に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例3-45~3-53]
 錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応条件及び減圧濃縮条件は、実施例3-1~3-9と同じである。
 精製条件について説明する。実施例3-1~3-9では、主溶媒として、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCと同じ溶媒を用いたが、実施例3-45~3-53では、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCからCHCNに置換している。置換の手法は、[実施例3-10~3-18]で説明した手法と同じである。
 また、実施例3-1~3-9では、貧溶媒としてCHClを用いているが、実施例3-45~3-53では、貧溶媒としてCHClを用いている。
 他の条件については、実施例3-1~3-9と同じ条件にて、実施例3-45~3-53に係るイオン性錯体組成物を得た。
[実施例3-54~3-62]
 錯体中心形成剤と配位子形成剤との反応条件及び減圧濃縮条件は、実施例3-1~3-9と同じである。
 精製条件について説明する。実施例3-1~3-9では、主溶媒として、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCと同じ溶媒を用いたが、実施例3-54~3-62では、錯体中心形成剤と配位子形成剤とを反応する際に使用した溶媒DMCからテトラヒドロフラン(THF)に置換している。置換の手法は、[実施例3-10~3-18]で説明した手法と同じである。
 また、実施例3-1~3-9では、貧溶媒としてCHClを用いているが、実施例3-54~3-62では、貧溶媒としてCHClを用いている。
 他の条件については、実施例3-1~3-9と同じ条件にて、実施例3-54~3-62に係るイオン性錯体組成物を得た。
[評価]
 実施例3-1~3-62に係るイオン性錯体組成物の精製品について、イオン性錯体の純度、回収率及び残留塩素濃度を測定した。イオン性錯体の純度は、F-NMRの分析値から得た。イオン性錯体の回収率は、析出した固体をろ過にて回収し、加熱減圧(30~50℃、1~10hPa、3~6時間)にて乾燥させた後に質量を測定することによって求めた。残留塩素濃度は、蛍光X線にて測定した。結果を表20及び表21に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000097
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000098
 実施例3-1~実施例3-62のいずれの態様であっても、精製後のイオン性錯体組成物に含まれる残留塩素濃度は、500質量ppm以下である。このことから、実施例3-1~実施例3-62に係る精製手法はいずれも好適であることが確認された。
 特に、貧溶媒の添加量が、イオン性錯体を主溶媒に溶解させた溶液に対して25質量倍以下であると、イオン性錯体の純度が95モル%を超えやすい点で好ましく、20質量倍以下であると、イオン性錯体の純度をより高くしやすい点でより好ましく、15質量倍以下であると、イオン性錯体の純度をさらに高くしやすい点でさらに好ましい。また、貧溶媒の添加量が、イオン性錯体を主溶媒に溶解させた溶液に対して0.7質量倍以上であると、イオン性錯体の回収率を高くしやすい点で好ましく、0.9質量倍以上であると、イオン性錯体の回収率をより高くしやすい点でより好ましく、1.1質量倍以上であると、イオン性錯体の回収率をさらに高くしやすい点でさらに好ましい。
 また、イオン性錯体を主溶媒に溶解した溶液に貧溶媒を添加した後の液温は、4℃以上45℃以下であれば好適である(実施例3-1~実施例3-62)。中でも、上記液温が35℃以下であると、イオン性錯体の回収率が60%を超えやすい点で好ましく、25℃以下であると、イオン性錯体の回収率が80%を超えやすい点でより好ましい。
[実施例3-63]
 貧溶媒としてCHClではなく、1233zd(シス体)を用いた以外は、それぞれ実施例3-3と同様の操作を行い、同様に評価した。結果を表22に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000099
 表22に示すように、貧溶媒として炭素数3のヒドロクロロフルオロオレフィンを用いた場合も良好な精製結果を示した。

Claims (16)

  1.  下記一般式(1)で表される化合物からなる錯体中心形成剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [一般式(1)において、
      Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Fはフッ素である。
      Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Rはフッ素以外のハロゲンである。
      bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
  2.  下記一般式(1)’で表される化合物にフッ化水素を導入する工程を含む、下記一般式(1)で表される化合物の製造方法。
       Ab+[M-(Rs+tb-  (1)’
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [一般式(1)及び(1)’において、
      Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Fはフッ素である。
      Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Rはフッ素以外のハロゲンである。
      bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
  3.  下記一般式(1)で表される化合物を用いて、前記Mを中心元素とし、該中心元素に、オキソ基(=O基)及びチオキシ基(=S基)から選ばれる少なくとも1つの基を有する配位子が環状に結合し、前記中心元素と、前記中心元素を中心とする環状の配位子とを含むイオン性錯体を製造する、イオン性錯体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [一般式(1)において、
      Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Fはフッ素である。
      Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Rはフッ素以外のハロゲンである。
      bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
  4.  下記一般式(1)で表される化合物と、下記一般式(2-1)で示される化合物とを有機溶媒中において反応させる反応工程を含み、下記一般式(3-1)で示されるイオン性錯体を製造する、イオン性錯体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    [一般式(1)において、
      Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Fはフッ素である。
      Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Rはフッ素以外のハロゲンである。
      bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
     
    [一般式(2-1)において、
      Eは、水素、アルカリ金属、炭素数1~10の炭化水素基、又は、ケイ素系置換基(トリメチルシリル、トリエチルシリル等)を表す。ケイ素系置換基が1級、又は2級の場合のみ、E、X間に直接結合を形成してもよい。
      Eは、水素、アルカリ金属、炭素数1~10の炭化水素基を表す。E、X間に直接結合を形成する場合、Eは存在しない。
      X、Xは、それぞれ独立でO、S、又はNであり、Nの場合、-N(R)-を表す。ここで、Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。また、XがNでmが0の場合、XとRは直接結合し、その際は下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。同様に、XがNでkが0の場合、XとRは直接結合し、下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる下記一般式(4)の場合、Rは存在しない。
      Y、Yはそれぞれ独立でC、又はSを表す。(YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。)
      Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。このとき、Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
      Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
      kは0又は1(ただし、kが0の場合、qも0)、mは0又は1(ただし、mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    [一般式(3-1)において、
      A、F及びMは、一般式(1)で説明したA、F及びMと同じである。
      X、X、Y、Y、R、R、R、Z及びZは、一般式(2-1)で説明したX、X、Y、Y、R、R、R、Z及びZと同じである。
      aは1又は2であり、oは2又は4であり、k、m、p、q及びrは一般式(2-1)で説明したものと同じであり、nは1又は2である。]
  5.  下記一般式(1)で表される化合物と、下記一般式(2-2)で示される化合物とを有機溶媒中において反応させる反応工程を含み、下記一般式(3-2)で示されるイオン性錯体を製造する、イオン性錯体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    [一般式(1)において、
      Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Fはフッ素である。
      Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Rはフッ素以外のハロゲンである。
      bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
     
    [一般式(2-2)において、
      Eは、水素、アルカリ金属、炭素数1~10の炭化水素基、又は、ケイ素系置換基(トリメチルシリル、トリエチルシリル等)を表す。
      Xは、O、S、又はNであり、Nの場合、-N(R)-を表す。このとき、Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。また、XがNでkが0の場合、XとRは直接結合し、その際は下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。同様に、mが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(7)~(11)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる式(7)、式(9)の場合、Rは存在しない。
      Y、Yはそれぞれ独立でC、又はSを表す。(YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。)
      Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。このとき、Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
      Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
      Nは窒素である。
      R、Rはそれぞれ独立で炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基であり、炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる。また、下記一般式(11)のようにお互いを含む環状構造を有してもよい。
      kは0又は1(kが0の場合、qも0)、mは0又は1(mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
    [一般式(3-2)において、
      Dはハロゲンイオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(フルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、(フルオロメタンスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ジフルオロホスホニル)イミドアニオンから選ばれる少なくとも一つである。
      F及びMは、一般式(1)で説明したF及びMと同じである。
      X、Y、Y、R、R、R、R、R、Z及びZは、一般式(2-2)で説明したX、Y、Y、R、R、R、R、R、Z及びZと同じである。
      cは0又は1であり、nが1の場合、cは0(cが0のときDは存在しない)であり、nが2の場合、cは1である。oは2又は4であり、k、m、p、q及びrは、一般式(2-2)で説明したk、m、p、q及びrと同じである。]
  6.  下記一般式(1)で表される化合物と、下記一般式(2-3)で示される化合物とを有機溶媒中において反応させる反応工程を含み、下記一般式(3-3)で示されるイオン性錯体を製造する、イオン性錯体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
    [一般式(1)において、
      Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Fはフッ素である。
      Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Rはフッ素以外のハロゲンである。
      bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
     
    [一般式(2-3)において、
      R、R、R、Rはそれぞれ独立で炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基であり、炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる。また、下記一般式(11)、下記一般式(16)のようにお互いを含む環状構造を有してもよい。
      Nは窒素である。
      Y、Yはそれぞれ独立でC、又はSを表す。
      Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
      Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
      kは0又は1(kが0の場合、qも0)、mは0又は1(mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。
      mが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(7)~(11)のような構造をとることもできる。同様にkが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(12)~(16)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる下記一般式(7)、(9)の場合、Rは存在しない。直接結合が二重結合となる下記一般式(12)、(14)の場合、Rは存在しない。
      YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
    [一般式(3-3)において、
      Dはハロゲンイオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(フルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、(フルオロメタンスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ジフルオロホスホニル)イミドアニオンから選ばれる少なくとも一つである。
      F及びMは、一般式(1)で説明したF及びMと同じである。
      N、Y、Y、R、R、R、R、R、R、Z及びZは、一般式(2-3)で説明したN、Y、Y、R、R、R、R、R、R、Z及びZと同じである。
      dは1~3である。oは2又は4である。nは1又は2であり、nが1の場合、dは1であり、nが2の場合、dは3である。k、m、p、q及びrは一般式(2-3)で説明したk、m、p、q及びrと同じである。]
  7.  前記有機溶媒は、炭酸エステル類、エステル類、ケトン類、エーテル類、ニトリル類、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類からなる群から選ばれる1種以上であり、
     前記有機溶媒の含有水分量が500質量ppm以下である、請求項4から6のいずれかに記載のイオン性錯体の製造方法。
  8.  前記反応工程の後、反応生成物を減圧濃縮する減圧濃縮工程をさらに含む、請求項4から7のいずれかに記載のイオン性錯体の製造方法。
  9.  前記減圧濃縮工程の後、前記イオン性錯体を溶解する主溶媒よりも溶解度が低い低極性有機溶媒を添加し、前記イオン性錯体を析出させ、その後、固液分離することで、前記主溶媒への溶解度が前記イオン性錯体よりも低い化合物を前記イオン性錯体から分離する精製工程をさらに含む、請求項8に記載のイオン性錯体の製造方法。
  10.  前記主溶媒が、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルプロピル、炭酸エチルプロピル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトン、アセトニトリル、プロピオニトリル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,2-ジメトキシエタン、及び1,2-ジエトキシエタンからなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項9に記載のイオン性錯体の製造方法。
  11.  前記低極性有機溶媒が、エーテル溶媒、炭化水素溶媒、炭素数1又は2の塩素系溶媒、及び炭素数3のヒドロクロロフルオロオレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項9又は10に記載のイオン性錯体の製造方法。
  12.  前記精製工程では、前記低極性有機溶媒を、前記イオン性錯体を主溶媒に溶解させた溶液に対して0.5~30質量倍添加する、請求項9から11のいずれかに記載のイオン性錯体の製造方法。
  13.  前記低極性有機溶媒に含まれる水分が50質量ppm以下である、請求項9から12のいずれかに記載のイオン性錯体の製造方法。
  14.  前記反応工程の後、反応生成物を減圧濃縮する減圧濃縮工程と、
     前記減圧濃縮工程の後、前記イオン性錯体を溶解する主溶媒よりも溶解度が低い低極性有機溶媒を添加し、前記イオン性錯体を析出させ、その後、固液分離することで、前記主溶媒への溶解度が前記イオン性錯体よりも低い化合物を前記イオン性錯体から分離する精製工程とをさらに含み、
     前記主溶媒が、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルプロピル、炭酸エチルプロピル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトン、アセトニトリル、プロピオニトリル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,2-ジメトキシエタン、及び1,2-ジエトキシエタンからなる群から選ばれる少なくとも1つであり、
     前記低極性有機溶媒が、炭化水素溶媒、炭素数1又は2の塩素系溶媒、及び炭素数3のヒドロクロロフルオロオレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1つであり、
     前記低極性有機溶媒の添加量が、前記イオン性錯体を主溶媒に溶解させた溶液に対して1.5~16質量倍であり、
     前記イオン性錯体が下記一般式(3-1)’で表される、請求項4に記載のイオン性錯体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
    [下記一般式(3-1)’において、o及びnは、o=2、n=2であるか、又はo=4、n=1である。]
  15.  前記精製工程では、前記低極性有機溶媒の添加開始以降の液温を4~45℃の範囲内にする、請求項9から13のいずれかに記載のイオン性錯体の製造方法。
  16.  下記一般式(3-1)、下記一般式(3-2)又は下記一般式(3-3)のいずれかで表されるイオン性錯体と、下記Mと同じ元素を含むジフルオロ塩と、下記一般式(1)で表される化合物に由来するフッ素以外の残留ハロゲン化合物とを含有するイオン性錯体組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
    [一般式(3-1)において、
      Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Fはフッ素である。
      Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      X、Xは、それぞれ独立でO、S、又はNであり、Nの場合、-N(R)-を表す。ここで、Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。また、XがNでmが0の場合、XとRは直接結合し、その際は下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。同様に、XがNでkが0の場合、XとRは直接結合し、下記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる下記一般式(4)の場合、Rは存在しない。
      Y、Yはそれぞれ独立でC、又はSを表す。(YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。)
      Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。このとき、Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
      Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
      aは1又は2であり、nは1又は2であり、oは2又は4であり、kは0又は1(ただし、kが0の場合、qも0)、mは0又は1(ただし、mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
    [一般式(3-2)において、
      Dはハロゲンイオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(フルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、(フルオロメタンスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ジフルオロホスホニル)イミドアニオンから選ばれる少なくとも一つである。
      Xは、O、S、又はNであり、Nの場合、-N(R)-を表す。このとき、Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。また、XがNでkが0の場合、XとRは直接結合し、その際は上記一般式(4)~(6)のような構造をとることもできる。同様に、mが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(7)~(11)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる式(7)、式(9)の場合、Rは存在しない。
      Z、Zはそれぞれ独立でO元素又はS元素である。
      Nは窒素である。
      R、Rはそれぞれ独立で炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基であり、炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる。また、下記一般式(11)のようにお互いを含む環状構造を有してもよい。
      kは0又は1(kが0の場合、qも0)、mは0又は1(mが0の場合、rも0)、pは0又は1、qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。
      F、M、X、Y、Y及びRは、一般式(3-1)で説明したF、M、X、Y、Y及びRと同じである。
      cは0又は1であり、nが1の場合、cは0(cが0のときDは存在しない)であり、nが2の場合、cは1である。oは2又は4であり、k、m及びpは、一般式(3-1)で説明したk、m及びpと同じである。qは0~2、rは0~2をそれぞれ表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
    [一般式(3-3)において、
      R、R、R、Rはそれぞれ独立で炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基であり、炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる。また、上記一般式(11)、下記一般式(16)のようにお互いを含む環状構造を有してもよい。
      Rは炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基(炭素数が3以上の場合にあっては、分岐鎖あるいは環状構造のものも使用できる)、又は-N(R)-を表す。Rは水素、アルカリ金属、炭素数1~10の環やヘテロ原子やハロゲン原子を有していてもよい炭化水素基を表す。炭素数が3以上の場合にあっては、Rは分岐鎖あるいは環状構造をとることもできる。
      dは1~3である。nは1又は2であり、nが1の場合、dは1であり、nが2の場合、dは3である。
      mが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(7)~(11)のような構造をとることもできる。同様にkが0の場合、N(R)(R)とRは直接結合し、その際は下記一般式(12)~(16)のような構造をとることもできる。直接結合が二重結合となる上記一般式(7)、(9)の場合、Rは存在しない。直接結合が二重結合となる下記一般式(12)、(14)の場合、Rは存在しない。
      YがCの場合、kが1であればqは1であり、kが0であればqは0である。YがCの場合、mが1であればrは1であり、mが0であればrは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、kが1であればqは1又は2であり、kが0であればqは0である。YがSの場合、それに結合するZはOであり、mが1であればrは1又は2であり、mが0であればrは0である。
      その他は、一般式(3-2)で説明したものと同じである。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
    [一般式(1)において、
      Aは金属イオン、プロトン及びオニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Fはフッ素である。
      Mは13族元素(Al、B)、14族元素(Si)及び15族元素(P、As、Sb)からなる群から選ばれる少なくとも1つである。
      Rはフッ素以外のハロゲンである。
      bは0又は1、sは1~5、tは1~5をそれぞれ表す。]
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