[发明专利]离子液体

说明书

技术领域

本发明涉及离子液体。

背景技术

所谓离子液体，是只由离子构成的盐，一般熔点为100℃以下。离子液体由于具有不挥发性、阻燃性、高离子导电性等优异的特性，此外，能够各种各样地设计物性、功能，因此倍受瞩目。由于这样的性质，因此期待着离子液体作为例如对环境友好的绿色化学中的溶剂以及作为蓄电器件的电解质等的应用。

但是，目前为止已知的离子液体的多数在阴离子中含有氟原子等卤素原子，因此在环境负荷方面依然存在问题。此外，不含卤素的离子液体已知耐热性差，粘度高等，在物性方面包含一般的含氟阴离子的离子液体差。

此外，为了将离子液体用于蓄电器件的电解质等这样的电化学的用途，要求高离子导电性、宽的电位窗等电化学的特性。目前为止报道了这样的离子液体，但这些在分子内具有卤素原子、特别是氟原子，不含卤素并且具有宽的电位窗的离子液体尚属未知。

现有技术文献

专利文献

特許文献1：特表2005-535690号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于这样的实际情况而完成，目的在于提供离子液体，其不含卤素原子，并且作为不含卤素的离子液体，耐热性优异，而且与以往的离子液体相比具有宽的电位窗。

用于解决课题的手段

本发明人为了实现上述目的反复深入研究，结果发现：由具有烷氧基烷基的特定的环状季铵阳离子和三甲基甲硅烷基烷烃磺酸阴离子构成的盐成为离子液体，以及作为不含卤素的离子液体，耐热性优异，同时发现该离子液体与以往的离子液体相比，具有宽的电位窗，完成了本发明。

即，本发明提供下述离子液体。

方案1：

离子液体，其特征在于，包含由下述式(1)所示的环状季铵阳离子和下述式(2)所示的三甲基甲硅烷基烷烃磺酸阴离子。

[化1]

(式中，R¹表示碳原子数为1～3的烷基。R²表示甲基或乙基。n为1或2，m为2或3。)

方案2：

方案1所述的离子液体，其中，上述R¹为甲基或乙基。

方案3：

方案2所述的离子液体，其中，上述R¹和R²为甲基。

方案4：

方案1～3的任1项所述的离子液体，其中，上述n为2。

方案5：

方案1～4的任1项所述的离子液体，其中，上述m为3。

再有，由三烷基甲硅烷基烷烃磺酸阴离子和季鎓阳离子构成的盐在例如专利文献1中已公开，但该盐不是离子液体。

发明的效果

本发明的离子液体，由于不含卤素，因此环境负荷小，而且作为以往的不含卤素的离子液体，耐热性优异，与以往的离子液体相比，具有宽的电位窗，电化学上稳定。

附图说明

图1是实施例1中得到的化合物1的¹H-NMR波谱。

图2是实施例2中得到的化合物2的¹H-NMR波谱。

图3是表示上述化合物1、化合物2和比较例1中得到的化合物3的电位窗的图。

具体实施方式

本发明的离子液体包含下述式(1)所示的环状季铵阳离子和下述式(2)所示的三甲基甲硅烷基烷烃磺酸阴离子。

[化2]

式中，R¹表示碳原子数为1～3的烷基。R²为甲基或乙基。n为1或2，从化学稳定性的方面出发，特别优选2，m为2或3，从原料的获得容易性的方面出发，特别优选3。

上述烷基可以是直链状、分支状、环状的任一种，可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基和环丙基。这些中，优选直链烷基，更优选甲基或乙基。

作为上述式(1)所示的环状季铵阳离子，特别优选R¹和R²都为甲基的环状季铵阳离子。

本发明的离子液体的熔点优选100℃以下，更优选80℃以下，进一步优选50℃以下。

本发明的离子液体能够通过例如使用下述式(3)所示的环状季铵盐和下述式(4)所示的三甲基甲硅烷基烷烃磺酸盐，使用离子交换树脂进行离子交换而制造。

[化3]

(式中，R¹、R²、n和m与上述相同。X表示卤素原子。M⁺表示1价的金属离子。)