[发明专利]季铵化合物及它们的用途

说明书

本发明涉及季铵化合物及它们的用途。特别地，但并不排除，涉及离 子导电的方法、适于离子导电的化合物以及包括这些化合物的结构。还涉 及提供离子液体和溶解物质的方法。

对制造和离子型导电物质有很大的兴趣。离子型导电聚合物的广阔范 围是已知的，可能最著名的例子为Nafion(RTM)。但是，依据其性质，聚 合物往往是固体材料。本发明提供一类非聚合的、离子型导电化合物，其 物理特性可修改成适合所需的最终应用。特别地，可以提供可用作液体电 解质的离子型导电液体。其它应用也被公开。

根据本发明的第一个方面，提供一种导电方法，所述导电方法包括提 供季铵化合物和引起季铵化合物离子型导电的步骤。

季铵化合物优选为离子液体。离子液体通常理解为低于100℃的液体 的盐。本发明的一些实施方案为室温离子液体，即在25℃或低于25℃的 液体的盐。季铵化合物可以是在20℃和大气压下的液体。选择性地，季铵 化合物可以是在这些条件下的固体。

季铵化合物可以具有溶剂的混合物的形式被提供。溶剂可有助于产生 液体混合物，并且可赋予超过纯季铵化合物和纯溶剂的有益效果。溶剂的 例子为水、醇以及碳酸丙烯酯。通常地，混合物包含按重量计小于10％、 优选小于5％的溶剂，即使较多地增加溶剂，例如多达25％或更多是可以 的。

季铵化合物可通过阴离子和阳离子导电而导电，这可以涉及质子导 电。

国际出版物WO00/06610、WO00/06533、WO00/06658，WO01/36510、 WO01/40874以及WO01/74919公开了由具有一个或多个二烯基端基的许 多化合物的聚合得到的一类聚合物，其所有公开内容全文引入以供参考。 虽然这些文献描述了相应单体的制备，但是主要关心地是其中公开的聚合 物的特性。本发明人惊奇地发现，在上述国际出版物中一般性公开的相应 于聚合物的一些单体可离子型导电和/或拥有其它有用的特性和应用，这些 在本文中被描述。

然后，季铵化合物优选为二烯基季铵化合物，最优选包括子化学式(I) 的基团

其中R²和R³独立地选自(CR⁷R⁸)_n、或基团CR⁹R¹⁰、CR⁷R⁸CR⁹R¹⁰或 CR⁹R¹⁰CR⁷R⁸，其中n为0、1或2，R⁷和R⁸独立地选自氢、氟、卤素或烃 基，R⁹或R¹⁰中任一个为氢并且另一个为吸电子基团，或R⁹和R¹⁰一起形 成吸电子基团，和

R⁴和R⁵独立地选自CH或CR¹¹，其中R¹¹为吸电子基团；

虚线表示键的存在或不存在，X¹为基团CX²X³其中连接基团CX²X³的虚线键不存在，X¹为基团CX²其中连接基团CX²的虚线键存在，Y¹为 基团CY²Y³其中连接基团CY²Y³的虚线键不存在，Y¹为基团CY²其中连 接基团CY²的虚线键存在，并且X²、X³、Y²以及Y³独立地选自氢和氟；

以及R¹为氢或烃基，Z为电荷m的阴离子。

化合物的特性可通过改变悬垂于季氮的取代基和阴离子的性质来改 变和修改成适于所需的应用。这能够提供“目标具体的”离子性液体。