ChemFiles イオン性液体

sigma-aldrich.com/chemicalsynthesis

BASIL^™ BASIONICS^™

Ionic Liquids for Catalysis Ionic Liquids for

Electrochemical Applications Enzymatic Reactions in Ionic Liquids

Task-Specific Ionic Liquids CYPHOS^® Phosphonium Ionic Liquids

Imidazolium-Based Ionic Liquids Pyridinium-Based Ionic Liquids Pyrrolidinium-Based Ionic Liquids Ammonium-Based Ionic Liquids Phosphonium-Based Ionic Liquids

イオン性液体 Ionic Liquids

CF5n6new060310.indd 1 06.3.22 5:28:01 PM

rich.com

ChemFilesの新シリーズ Enabling Technologies を化学者の皆様にお 届けします。このシリーズでは、化学合成やドラッグディスカバリー をはじめとする化学を実現する製品や技術に注目しています。

イオン性液体は彗星のように現われ、過去数年で発展してきました。

今号では、この有望な新材料に関する最新の応用例を特集していま す。よく知られているイミダゾリウムおよびピリジニウム塩からア ンモニウム、ピロリジニウム、ホスホニウム、およびスルホニウム 塩まで、130種類を超えるイオン性液体のポートフォリオに50種類 以上の新製品が新たに加わりました。Sigma-Aldrichはイオン性液体 のトップサプライヤーを目指しています。イオン性液体に関する最 新情報はsigma-aldrich.com/ionicliquids でご覧ください。お探しの 試薬が見当たらない場合は、シグマアルドリッチジャパンのテクニ カルサポート [email protected] まで日本語でお問い合わせくださ い。

イオン性液体はその名の通りイオン性の塩で、きわめて低い温度で も液体の新材料です。現在、イオン性液体の「公式」定義では水の 沸点が目安に用いられ、「イオン性液体とは100°C未満で液体のイオ ン性化合物である」とされていますが、融点が室温以下のものも多 く、中には0°C以下の物質もあります。こうした新材料は、融点か ら分解温度(300~400°C)までの幅広い温度で液体です。

典型的なイオン性液体、たとえば1-ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate (融点 <-20°C)を、典型的な無機塩類、たとえば食

塩(NaCl、融点801°C)と比較すれば、その性質の違いは明白です。

イオン性液体は対称性が著しく低いのです。さらに、アニオンのみ ならずカチオンの電荷までが共鳴によって分子内で非局在化し、そ の結果、イオン性液体は凝固点が低くなっています。特に長い脂肪 性側鎖をもつものなどでは、融点がなくガラス転移がみられるもの もあります。

anion, symmetric, large cation, symmetric, small

anion, large

cation, large, unsymmetric

Introduction

In tr o d u ct io n

このような物質は、内部の強力なイオン性(クーロン)相互作用によ り、蒸気圧がごく低く(分解が起こらない限り)、不燃性であり、熱的、

物理的、電気化学的にも安定性が高くなります。これらの極めて興 味深い特徴を持ち合わせていることに加え、溶媒としての特性にも 魅力があり、水や有機溶媒との混ざることなく二相系をもたらす性 質をもつなどの特長があります。

カチオンの選択はイオン性液体の特性に大きく影響し、しばしば安 定性を左右します。一般に、イオン性液体の化学特性はアニオンの 選択に支配されます。さまざまなカチオンとアニオンとを組み合わせ ることにより、理論的には10¹⁸通りのイオン性液体が考えられます が、実際にはそれほど多くありません。今日、イオン性液体は約1,000 種類が知られており、約300種類が市販されています。一般的な構 造は、有機カチオンと無機または有機アニオンとの組み合わせです。

N N R₁ R3

R2 N

R1 R3

R₄ R₂

N R4 R1

R2 R4

H₃C S

O O

O R O S

O

O O

cation (organic)

anion (organic)

anion (inorganic) imidazolium pyridinium

phosphonium

alkylsulfate

bis(trifluoromethyl- sulfonyl)imide

tosylate

hexafluoro- phosphate

tetrafluoro- borate

halide S N

S O F3C O CF3

O

O P R4 R1

R2 R4

ammonium

R1 R₂ S R₃

sulfonium

Hal R₃C S

O

O O N R₁ R₂

pyrrolidinium

methanesulfonate

PF6 BF4

イオン性液体の技術に関する学術および産業的な関心の高まりは、

年度ごとの発表文献数の増加から見て取れます(出典:Sci-Finder^TM)。

1990年には100件に遠く及ばなかったものが、2004年には1,500件 を超えています。

Publications per year

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 Year

No. of papers

1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

バルク供給／スケールアップのご相談は…

ファインケミカル事業部 Tel:03-5796-7340 Tel:03-5796-7345 E-mail:[email protected]

Intr oduction

Use and Applications

発表文献数が増加したのは、この新材料がもつ独特の性質による ものと考えられます。究極的には、有機カチオンとアニオンとの可 能な組み合わせにより、化学者はさまざまな官能基を導入したり組 み合わせたりして物理化学特性をデザイン、微調整することができ、

それによってテーラーメードの材料や液体を作ることができます。下 の図は、イオン性液体の重要な特性と、現在および将来の応用例を まとめたものです¹ 。

• organic reactions & catalysis

• bio-catalysis

• MALDI-TOF-matrices

• GC-head-space-solvents

• protein-crystallization IONIC LIQUIDS

• thermal stability

• low vapor pressure

• interesting solvent properties

• biphasic systems possible

• high electroelasticity

• high heat capacity

• non flammability

• liquid crystalline structures

SOLVENTS HEAT STORAGE

• thermal fluids

LIQUID CRYSTALS

• displays SEPARATION

ELECTROELASTIC MATERIALS

• gas seperations

• extractive distillation

• extraction

• membranes • artificial muscles

• robotics LUBRICANTS & ADDITIVES

• lubricants

• fuel additives

ANALYTICS ELECTROLYTES

• fuel cells

• sensors

• batteries

• supercaps

• metal finishing

• electric conductivity

© IOLITEC 2005.

• Nano-particle-synthesis

• polymerization

• coating

イオン性液体のこうした応用は、プロセス化学および材料科学 としての利用に分けられます。導電性材料としては、1948年に 1-butylpyridinium chloride/AlCl3が アルミニウム電着用の電解質とし て初めて注目を集めました²。この分野は今なお精力的な研究が行 われています。これに近いところでは、バッテリーおよび燃料電池用 の電解質というのも重要な用途です。

腐食性が低く空気安定性をもつ材料が1992年に登場したことは大き なブレイクスルーとなりました。WilkesおよびZaworotkoが1-ethyl- 3-methylimidazolium tetrafluoroborateを開発し、溶媒としての用途 に注目しました³。1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate

およびtetrafluoroborateは今なお文献上の主流ですが、性能およ

び取り扱いの面でさらに優れた物質があります。PF6-およびBF4-は、

水溶液中で分解し、有毒な強酸であるHFを生ずることが示されま した。

2000年以降、イオン性液体の独特の物理特性を組み合わせて利用 することにより、他にも興味深い用途が示唆されています。たとえ ば、熱流体としての利用は、その熱容量、熱安定性および低蒸気圧 という性質をあわせて活用したものです。この先数年で、さらに多 数の新たな用途が提唱され、そのなかからは実用化されるものが出 てくることが期待されます。イオン性液体がより多くの研究者に利用 されるようになるためには、技術的支援を行い、試験研究用のイオ ン性液体を各種用意することが必要と考えられます。この支援には 安全性データの拡充も含まれ、EUでは行政はイオン性液体のリサイ クル構想の届出と推進を求めています。

References

1. Lubricants: Wang, H.; Lu, Q.; Ye, C.; Liu, W.; Cui, Z. Wear 2004, 256, 44–48.

Artificial Muscles: Potential application, personal note.

MALDI-TOF-Matrices: Armstrong, D. W.; Zhang, L. K.; He, L.;

Gross, M. L. Anal. Chem. 2001, 73, 3679–3686.

GC-Head-Space-Solvents: Andre, M.; Loidl, J.; Schottenberger, H.; Bentivoglio, G.; Wurst, K.; Ongania, K.-H. Anal. Chem. 2005, 77, 702–705.

Protein-Crystallization: Ionic Liquids Technologies, Patent pending.

Bio-Catalysis: Moriguchi, T.; Yanagi, T.; Kunimori, M. J. Org.

Chem. 2000, 65, 8229–8238.

Hayakawa, Y.; Kawai, R. Hirata, A. J. Am. Chem Soc. 2001, 123, 8165–8176.

Eckstein, M.; Filho, M. V.; Liese, A.; Kragl, U. Chem. Comm. 2004, 1084–1085.

Liu, Y.; Wang, M.; Li, J.; Li, Z.; He, P; Liu, H.; Li, J. Chem. Comm.

2005, 1778–1780.

Organic Synthesis & Catalysis: For a general overview see:

Wasserscheid, P.; Welton, T. Ionic Liquids in Synthsis; Wiley-VCH:

Weinheim, 2003.

Deep Desulfuration: Bösmann, A.; Datsevich, L.; Jess, A.; Lauter, A.; Schmitz, C.; Wasserscheid, P. Chem. Comm. 2001, 2494–2495 Nakashima, K.; Kubota, F.; Maruyama, T.; Goto, M. Chem. Mater.

2003, 15, 1825–1829.

Nano-Particle-Synthesis: Zhou, Y.; Antonietti, M. J. Am. Chem.

Soc. 2003, 125, 14960–14961; Chem. Mater. 2004, 16, 544–550.

Liquid Crystals: Holbrey, J. D.; Seddon, K. R. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1999, 2133–2139.

Haristoy, D.; Tsiourvas, D. Chem. Mater. 2003, 15, 2079–2083.

Thermal Fluids: Wu, B.; Reddy, R. G.; Rogers, R. D. Proceedings of Solar Forum, 2001.

See also: Ionic Liquids Technologies GmbH & Co. KG, http://www.iolitec.de.

Fuel Cells: Yanes, E. G.; Gratz, S. R.; Baldwin, M. J.; Anal. Chem.

2001, 73, 3838–3844.

Sensors: See also: http://www.iolitec.de.

Supercaps: Sato, T; Masuda, G; Takagi, K. Electrochim. Acta 2004, 49, 3603–3611.

Metal Finishing: Zell, C. A.; Freyland, W. Langmuir 2003, 19, 7445–7450.

Scheeren, C. W.; Machado, G.; Dupont, J.; Fichtner, P.F.P.; Texeira, S.R. Inorg. Chem. 2003, 42, 4738–4742.

Huang, J.-F.; Sun, I.-W. J. Chromat. A, 2003, 1007, 39–45.

Gas Separations: Scovazzo, P; Kieft, J.; Finan, D. A.; Koval, C.;

DuBios, D.; Noble, R. J. Membr. Sci. 2004, 238, 57–63.

Extractive Distillation: Jork, C.; Seiler, M.; Beste, Y.-A.; Arlt, W. J.

Chem. Eng. Data 2004, 49, 852–857.

Extraction: Uerdingen, M.; Chem. unserer Zeit 2004, 38, 212–213.

Membranes: Branco, L. C.; Crespo, J. G.; Afonso, C. A. M.

Angew. Chem. 2002, 104, 2895–2897.

Fortunato, R.; Afonso, C. A. M.; Reis, M. A. M.; Crespo, J. G. J.

Membr. Sci. 2004, 242, 197–209.

2. Hurley, F. H. U.S. Patent 2,446,331, 1948.

Wier, T. P.; Hurley, F. S. U.S. Patent 2,446,349, 1948.

Wier, T. P. U.S. Patent 2,446,350, 1948.

3. Wilkes, J. S.; Zaworotko, M. J. Chem. Comm. 1992, 965–967.

CF5n6new060310.indd 3 06.3.22 5:28:14 PM

rich.com

BASIL

/BASIONICS

Dr. Matthias Maase, Dr. Klemens Massonne, Dr. Uwe Vagt, BASF Aktiengesellschaft, 67056 Ludwigshafen, Germany, www.basf.de/new- intermediates.

現在イオン性液体の用途で最も重要となっているのは、プロセス化 学における反応溶媒としての利用です。大きな突破口となったのは 工業生産規模での最初の応用であるBASF社のBASIL^TMプロセスで、 これはECNの「2004年成長のための技術革新賞」(Innovation for Growth Award 2004)を受賞しました。

プロセス化学では副生成物として酸 ― 最も一般的には塩酸(HCl) ― が生成することがあります。反応生成物を分解などの副反応から保 護する必要がある場合、酸は除去しなければなりません。通常はト リエチルアミンなどの三級アミンを反応混合物に加えてアンモニウ ム塩を生成させ、分液操作により水層に抽出して除去します。しかし、

反応混合物が水分で分解するような場合は複雑です。アンモニウム 塩の生成は反応時のスラリー形成につながります。スラリー形成は 溶液の粘度上昇や熱伝導不足などさまざまな障害をもたらすため、

アンモニウム塩は濾過して分離する必要があります。

ジエトキシフェニルホスフィン(ジクロロフェニルホスフィンとエタ ノールとから合成される光開始剤中間体)の生産でBASF社が直面 したのがこの状況です。塩酸を反応混合物から除去しなければ生成 物は不要な副反応を受けることになりますが、抽出に水を用いると 目的とする生成物が加水分解されるため、反応は有機溶媒中で等モ ル量のトリエチルアミンを存在させて行う必要がありました。その結 果生じた混合物は、粘性が高くてほとんど撹拌不能なスラリーでし た。この厄介なプロセスの改善を図るなかで、「酸を塩基で除去する 必要があるのであれば塩の生成は避けられない。しかし液体の塩、

イオン性液体ならよいのではないか」という考えが浮かんだのです。 トリエチルアミンの代わりに1-methylimidazoleを酸捕捉剤として用 いると、すぐによい結果が得られました。反応で生じたイオン性液 体はmethylimidazolium chlorideです。この物質は融点が75°Cであ るため、約80°Cという反応温度では液体です。反応後は透明な二 層の液体となり、簡単に分離できます。上層には純粋な生成物が含 まれ反応溶媒は不要です。下層は純粋なイオン性液体で、水酸化ナ トリウムで脱プロトン化されてメチルイミダゾールが再生します。

P R

R Cl P

R R OEt N

EtOH N +

NH N

Cl

+ +

Ionic Liquid

このように1-methylimidazoleは酸を除去するのに非常に有用ですが、

試験研究のごく初期の段階で素晴らしい結果がもうひとつ得られて いました。イオン性液体が求核反応の触媒として作用したのです。 単位体積時間当たり収量が大幅に向上し、8 kg m^-3 h^-1が690,000 kg m^-3 h^-1にもなりました。これによってBASF社は、それまで20 m³のバッ チ容器を要していたこの反応を、親指大の小さなジェットリアクター で行うことができるようになりました。この小さなリアクターは、生

産能が1000t/aを超える連続操業プラントの一部となり、2004年の

第3四半期にBASF社のLudwigshafen工場で操業が開始されました。

このBASIL^TM技術による酸の除去は、試験研究の目的においても、

エステル化、アシル化、シリル化、リン酸化、スルフリル化、脱離、

脱プロトン、および一般的な酸除去に応用されています。このプロ セスを実験室から工業生産規模にまでスケールアップさせた経験を も持つBASF社は、あらゆるサービスパッケージと共にこのプロセス をライセンス供与することができます。

BASF社がすでにパイロットプラント規模で開発したプロセスには、

methylimidazolium chloride存在下での塩酸によるアルコールの塩素 化もあります。塩素化反応では通常、ホスゲンまたは塩化チオニル が塩素化剤として用いられます。イオン性液体の存在下では塩化物 イオンが圧倒的に強い求核剤であるため、塩素化が簡単かつ安価に 行われます。

イオン性液体は、共沸蒸留や抽出蒸留などの分離プロセスでも有利 です。分離プロセスではフェノール抽出のための添加溶剤または溶 媒として用いられます。

BASF社は、主としてイミダゾリウムカチオンを基本とする一連の イオン性液体を、BASIONICS^TMという商標名で生産しています。

BASIONICS^TMはイオン性液体のさまざまな基本特性を一般に利

用可能とするもので、標準(ST)、酸性、塩基性に分類される常温 では液体の低粘性物質であり、さまざまな用途が考えられます。

BASIONICS^TMの全製品は、kgスケールではSigma-Aldrichが販売し、

100 kg~トンのバルク供給のご要望に対しては、全く同じスペックの

製品をBASF社が提供します。

BASF社がイオン性液体をバルク供給する場合の考え方で重要な部 分としては、製品品質の規定も挙げられます。いかなる用途に対して も、規格項目を規定する必要があることは明らかです。例えば色素 増感太陽電池用のイオン性液体は無色でなければなりませんが、同 じイオン性液体が非水電解質としてガルバニックプロセスに用いられ る場合には、色は問題にならない代わりに別の規格を明確に規定す る必要があると考えられます。このためBASF社では、一旦お客様 が(単独であれBASF社との共同であれ)あるプロセスまたは用途に 用いるイオン性液体を定めたならば、一連の製品規格(純度、副生 成物、ハロゲン含量、色、粘度など)を詳細に定め、この規格に基

づいてバルク生産のプロセスを設計します。

イオン性液体BASIONICS^TMが、生きたポートフォリオであることは ぜひ知っておいていただきたいと思います。今後もBASIONICS^TMの 品目は拡張されるでしょうが、さらに重要なのはそれがお客様のニー ズによって行われるということです。イオン性液体の構成要素である カチオン、アニオンのいずれについてもお客様が求める特定の用途 に即してデザインすることができます。プロセス化学に関する技術ノ ウハウ、既存のバリューチェーンを最大限に活用し、BASF社はバル ク量の各種イオン性液体を低価格で生産しています。

応用例

すでに記したように、イオン性液体に関しては数多くの文献が出さ れています。次項に挙げるのは、BASIONIC^TMのイオン性液体が利用 可能な用途の例です。

BASIL

—BASF’s Processes Based on Ionic Liquids

BASIONICS

—BASF’s Portfolio of Ionic Liquids

バルク供給／スケールアップのご相談は…

ファインケミカル事業部 Tel:03-5796-7340 Tel:03-5796-7345 E-mail:[email protected]

BASIONICS

Prod. # Name Applications

30764

38899 1-Ethyl-3-methylimidazolium chloride (BASIONIC^™ ST 80) 1-Butyl-3-methylimidazolium chloride (BASIONIC^™ ST 70)

precursors for the preparation of other Ionic Liquids by anion metathesis

29164

30881 1-Ethyl-3-methylimidazolium methanesulfonate (BASIONIC^™ ST 35) 1-Butyl-3-methylimidazolium methanesulfonate (BASIONIC^™ ST 78)

electrodeposition of metals, e.g., titanium-aluminum or platinum-zinc alloys;^1–3 esterification of starch;⁴ dissolution and delignification of lignocellulosic materials;⁵ dissolution of silk fibroin⁶

38938 Methyl-tributylammonium methylsulfate (BASIONIC^™ ST 62) electrochemical synthesis of organic compounds⁷ 50365 1,2,3-Trimethylimidazolium methylsulfate (BASIONIC^™ ST 99) production of organopolysiloxanes⁸

40477 Methylimidazolium chloride (BASIONIC^™ AC 75) separation of acids from chemical reaction mixtures;⁹ halogenating agent and recyclable catalyst;¹⁰ electroplating bath for Tungsten¹¹ and Molybdenum¹² 59760

56486 57457

Methylimidazolium hydrogensulfate (BASIONIC^™ AC 39) 1-Ethyl-3-methylimidazolium hydrogensulfate (BASIONIC^™ AC 25) 1-Butyl-3-methylimidazolium hydrogensulfate (BASIONIC^™ AC 28)

extraction medium for removing impurities from aprotic solvents;¹³ synthesis of coumarins;¹⁴ solvent for GC-headspace;¹⁵ solvent and catalyst for Mannich- reaction,¹⁶ Friedel–Crafts-alkylations,¹⁷ and aromatic sulfonation¹⁸

51059

55292 1-Ethyl-3-methylimidazolium tetrachloroaluminate (BASIONIC^™ AC 09) 1-Butyl-3-methylimidazolium tetrachloroaluminate (BASIONIC^™ AC 01)

electrolyte for batteries;¹⁹ synthesis of polyisoolefins;²⁰ reaction medium for Rh-catalyzed hydrogenations²¹ and Diels–Alder-reactions;²² extractive desulfuration of hydrocarbon fuels;²³ reaction medium for synthesis and catalysis;^24–26 polymerization of ethylene carbonate²⁷ 51053

39952 1-Ethyl-3-methylimidazolium acetate (BASIONIC^™ BC 01) 1-Butyl-3-methylimidazolium acetate (BASIONIC^™ BC 02)

electrolytes for non-aqueous capillary electrophoresis²⁸

51682

53177 1-Ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate (BASIONIC^™ LQ 01) 1-Butyl-3-methylimidazolium methylsulfate (BASIONIC^™ LQ 02)

extractive deep desulfuration;²⁹ extraction of contaminant gases;³⁰ lipase-catalyzed enantioselective acylation³¹

43437

42254 1-Ethyl-3-methylimidazolium thiocyanate (BASIONIC^™ VS 01) 1-Butyl-3-methylimidazolium thiocyanate (BASIONIC^™ VS 02)

electrolyte for dye-sensitized solar cells;³² electrolyte for dye-sensitized semiconductor-particles;³³ solvent for the dissolution of cellulose with Ionic Liquids³⁴

05338 1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium ethyl sulfate (BASIONIC^™ ST 67)

1-Butyl-3-methylimidazolium acetate, 8 BASF quality, ≥95%

C10H18N2O2

N⁺ N

CH₃

CH3 O -O CH3

FW: 198.26 mp: <-20 °C [284049-75-8]

39952-100G 100 g ¥50,100

39952-1KG 1 kg ¥138,300

1-Butyl-3-methylimidazolium chloride, 8 BASF quality, ≥95%

C8H15ClN2

N⁺ N

Cl^- CH3

H₃C

FW: 174.67 mp: 41 °C [79917-90-1]

38899-100G 100 g ¥9,300

38899-1KG 1 kg ¥26,000

1-Butyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate, 8 BASF quality, ≥95%

C8H16N2O4S

S N⁺ N

O^- O O HO CH₃

H3C

FW: 236.29 mp: 28 °C [262297-13-2]

57457-100G 100 g ¥25,000

57457-1KG 1 kg ¥69,100

1-Butyl-3-methylimidazolium methanesulfonate, 8 BASF quality, ≥95%

C9H18N2O3S

S N⁺ N

O^- O O H3C CH3

H3C

FW: 234.32 mp: 75–80 °C [342789-81-5]

30881-100G 100 g ¥25,000

30881-1KG 1 kg ¥69,100

CF5n6new060310.indd 5 06.3.22 5:28:21 PM

rich.com

1-Butyl-3-methylimidazolium methyl sulfate, 8 BASF quality, ≥95%

C9H18N2O4S

S N⁺ N

O^- O O H3CO CH₃

H3C

FW: 250.32 mp: <-20 °C [401788-98-5]

53177-100G 100 g ¥20,000

53177-1KG 1 kg ¥55,300

1-Butyl-3-methylimidazolium tetrachloroaluminate, 8 BASF quality, ≥95%

C8H15AlCl4N2

N⁺ N

CH3

H₃C

AlCl4–

FW: 308.01 mp: -10 °C [80432-09-3]

55292-100G 100 g ¥25,000

55292-1KG 1 kg ¥69,100

1-Butyl-3-methylimidazolium thiocyanate, 8 BASF quality, ≥95%

C9H15N3S

N⁺ N

CH3

H₃C

SCN^–

FW: 197.30 mp: <-20 °C [344790-87-0]

42254-100G 100 g ¥40,100

42254-1KG 1 kg ¥110,600

1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium ethyl sulfate, 8 BASF quality, ≥95%

C9H18N2O4S

S N⁺ N

O^- O O

O CH3

H3C CH3

H3C

FW: 250.32 mp: 67 °C [516474-08-1]

05338-100G 100 g ¥20,000

05338-1KG 1 kg ¥55,300

1-Ethyl-3-methylimidazolium acetate, 8 BASF quality, ≥90%

C8H14N2O2

N⁺ N

CH3

H3C O -O CH3

FW: 170.21 mp: <-20 °C [143314-17-4]

51053-100G 100 g ¥55,100

51053-1KG 1 kg ¥152,100

1-Ethyl-3-methylimidazolium chloride, 8 BASF quality, ≥95%

C6H11ClN2

N⁺ N

Cl^- CH3

H3C

FW: 146.62 mp: 80 °C [65039-09-0]

30764-100G 100 g ¥25,000

30764-1KG 1 kg ¥69,100

1-Ethyl-3-methylimidazolium ethyl sulfate, 8 BASF quality, ≥95%

C8H16N2O4S

N⁺ N

CH3

H3C S

O^- O O

O H3C

FW: 236.29 mp: <-20 °C [342573-75-5]

51682-100G 100 g ¥20,000

51682-1KG 1 kg ¥55,300

1-Ethyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate, 8 BASF quality, ≥95%

C6H12N2O4S

N⁺ N

CH3

H3C S

O^- O O

FW: 208.24 HO

[412009-61-1]

56486-100G 100 g ¥30,100

56486-1KG 1 kg ¥83,000

1-Ethyl-3-methylimidazolium methanesulfonate, 8 BASF quality, ≥95%

C7H14N2O3S

N⁺ N

CH3

H3C S

O^- O O H3C

FW: 206.26 mp: 35 °C [145022-45-3]

29164-100G 100 g ¥30,100

29164-1KG 1 kg ¥83,000

1-Ethyl-3-methylimidazolium tetrachloroaluminate, 8 BASF quality, ≥95%

C6H11AlCl4N2

N⁺ N

CH₃

H3C AlCl4–

FW: 279.96 mp: 9 °C [80432-05-9]

51059-100G 100 g ¥30,100

51059-1KG 1 kg ¥83,000

1-Ethyl-3-methylimidazolium thiocyanate, 8 BASF quality, ≥95%

C7H11N3S

N⁺ N

CH₃

H₃C SCN^–

FW: 169.25 mp: -6 °C [331717-63-6]

43437-100G 100 g ¥45,100

43437-1KG 1 kg ¥124,400

1-Methylimidazolium chloride, 8

BASF quality, ≥95%

C4H6N2 · HCl NH⁺

N CH3

Cl^-

FW: 118.56 mp: 75 °C [35487-17-3]

40477-100G 100 g ¥22,500

40477-1KG 1 kg ¥62,200

BASIONICS

バルク供給／スケールアップのご相談は…

ファインケミカル事業部 Tel:03-5796-7340 Tel:03-5796-7345 E-mail:[email protected] References

1. Tsuda, T.; Hussey, C.L.; Stafford, G.R. Electrochem. Soc. 2002, 2002–19 (Molten Salts XIII), 650–659.

2. Huang, J.-F.; Sun, I.-W. Electrochim. Acta 2004, 49, 3251–3258.

3. Endres, F.; Bukowski, M.; Hempelmann, R.; Natter, H. Angew.

Chem., Int. Ed. 2003, 42, 3428–3430.

4. Myllymaeki, V.; Aksela, R. PCT Int. Appl. 2005, 25 pp. CODEN:

PIXXD2 WO 2005023873.

5. Myllymaeki, V.; Aksela, R. PCT Int. Appl. 2005, 25 pp. CODEN:

PIXXD2 WO 2005017001.

6. Phillips, D. M.; Drummy, L. F.; Conrady, D. G.; Fox, D. M.; Naik, R. R.; Stone, M. O.; Trulove, P. C.; De Long, H. C.; Mantz, R. A.

J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14350–14351.

7. Griesbach, U.; Quaiser, C.; Hermeling, D.; Bottke, N.; Schubert, M.; Urtel, H. PCT Int. Appl. 2004, 23 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2004106316.

8. Hell, K.; Hesse, U.; Weyershausen, B. Eur. Pat. Appl. 2004, 13 pp. CODEN: EPXXDW EP 1382630.

9. Volland, M.; Seitz, V.; Maase, M.; Flores, M.; Papp, R.;

Massonne, K.; Stegmann, V.; Halbritter, K.; Noe, R.; Bartsch, M.;

Siegel, W.; Becker, M.; Huttenloch, O. PCT Int. Appl. 2003, 111 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2003062251.

10. Wu, H.-H.; Sun, J.; Yang, F.; Tang, J.; He, M.-Y. Chin. J. Chem.

2004, 22, 619–621.

11. Takahashi, S.; Akimoto, K.; Saeki, I.; Akama, R.; Oku, K. Jpn.

Kokai Tokkyo Koho 1990, 5 pp. CODEN: JKXXAF JP 02080589.

12. Takahashi, S.; Akimoto, K.; Saeki, I.; Akama, R.; Oku, K. Jpn.

Kokai Tokkyo Koho 1990, 5 pp. CODEN: JKXXAF JP 02097691.

13. Maase, M.; Budich, M.; Grossmann, G.; Szarvas, L. PCT Int.

Appl. 2005, 31 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2005019137.

14. Singh, V.; Kaur, S.; Sapehiyia, V.; Singh, J.; Kad, G. L. Catal.

Commun. 2005, 6, 57–60.

15. Andre, M.; Loidl, J.; Laus, G.; Schottenberger, H.; Bentivoglio, G.; Wurst, K.; Ongania, K.-H. Anal. Chem. 2005, 77, 702–705.

16. Zhao, G.; Jiang, T.; Gao, H.; Han, B.; Huang, J.; Sun, D. Green Chem. 2004, 6, 75–77.

17. Wasserscheid, P.; Sesing, M.; Korth W. Green Chem. 2002, 4, 134–138.

18. Earle, M.J.; Katdare, S.P. PCT Int. Appl. 2002, 20 pp. CODEN:

PIXXD2 WO 2002030878.

19. Carlin, R.T.; De Long, H.C.; Fuller, J.; Trulove, P.C. J. Electrochem.

Soc. 1994, 141, L73–L76.

20. Murphy, V. PCT Int. Appl. 2000, 36 pp. CODEN: PIXXD2 WO 2000032658.

21. Mann, B.E.; Guzman, M.H. Inorg. Chim. Acta 2002, 330, 143–

148.

22. (a) Acevedo, O.; Evanseck, J.D. ACS Symposium Series 2003, 856 (Ionic Liquids as Green Solvents), 174–190. (b) C.W. Lee, Tetrahedron Lett. 1999, 40, 2461–2464.

23. (a) Schoonover, R.E. U.S. Pat. Appl. 2003, 10 pp. CODEN:

USXXCO US 2003085156. (b) Boesmann, A.; Datsevich, L.; Jess, A.; Lauter, A.; Schmitz, C.; Wasserscheid, P. Chem. Commun.

2001, 2494–2495.

24. Qiao, C.-Z.; Zhang, Y.-F.; Zhang, J.-C.; Li, C.-Y. Appl. Catal. A:

General, 2004, 276, 61–66.

25. Mohile, S.S.; Potdar, M.K.; Salunkhe, M.M. Tetrahedron Lett.

2003, 44, 1255–1258.

26. Olivier, H.; Chauvin, Y. Chemical Industries (Dekker) 1996, 68 (Catalysis of Organic Reactions), 249–263.

27. Kadokawa, J.-I.; Iwasaki, Y.; Tagaya, H. Macromol. Rap. Comm.

2002, 23, 757–760.

28. Vaher, M.; Koel, M.; Kaljurand, M. Electrophoresis 2002, 23, 426–430.

29. Eßer, J.; Wasserscheid, P.; Jess, A. Green Chem. 2004, 6, 316–322.

30. Brennecke, J. F.; Maginn, E. J. U.S. Pat. Appl. 2002, 17 pp.

CODEN: USXXCO US 2002189444.

31. Itoh, T.; Ouchi, N.; Hayase, S.; Nishimura, Y. Chem. Lett. 2003, 32, 654–655.

32. (a) Meng, Q. B.; Takahashi, K; Zhang, X. T.; Sutanto, I.; Rao, T.

N.; Sato, O.; Fujishima, A.; Watanabe, H.; Nakamori, T.; Uragami, M. Langmuir 2003, 19, 3572–3574. (b) Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Humphry-Baker, R.; Graetzel, M. Chem. Mater. 2004, 16, 2694–2696.

33. Tsukahara, J.; Shiratsuchi, K.; Kubota, T.; Sen, S. Eur. Pat. Appl.

2001, 36 pp. CODEN: EPXXDW EP 1107333.

34. Swatloski, R. P.; Spear, S. K.; Holbrey, J. D.; Rogers, R. D. J. Am.

Chem. Soc. 2002, 124, 4974–4975.

BASIONICS

1-Methylimidazolium hydrogen sulfate, 8 BASF quality, ≥95%

C4H6N2 · H2SO4 NH⁺

N CH3

S O^- O HO O

FW: 180.18 mp: 39 °C [681281-87-8]

59760-100G 100 g ¥22,500

59760-1KG 1 kg ¥62,200

Tributylmethylammonium methyl sulfate, 8 BASF quality, ≥95%

C14H33NO4S

N (CH2)3CH3

(CH2)3CH3 (CH2)3CH3

H3C ⁺ S

O^- O O H3CO

FW: 311.48 mp: 62 °C [13106-24-6]

38938-100G 100 g ¥15,000

38938-1KG 1 kg ¥41,500

1,2,3-Trimethylimidazolium methyl sulfate, 8 BASF quality, ≥95%

C7H14N2O4S

S N⁺

N O^-

O O H3CO CH3

CH3 CH3

FW: 222.26 mp: 113 °C [65086-12-6]

50365-100G 100 g ¥20,000

50365-1KG 1 kg ¥55,300

CF5n6new060310.indd 7 06.3.22 5:28:37 PM

rich.com

Annegret Stark and Bernd Ondruschka, Friedrich-Schiller-University, Institute for Technical Chemistry and Environmental Chemistry, Lessingstr. 12, 07743 Jena, Germany; [email protected].

イオン性液体はさまざまな触媒反応の溶媒として詳細に研究されて きました^1-4。その長所は、アニオン、カチオン、または置換基を変化さ せることによって物理化学特性が容易に調節可能であるという点で す。これにより、ある特定の用途に最適な粘度、基質および生成物の 溶解度などの特性を持つイオン性液体がデザインされます(デザイナ ー溶媒)⁵。触媒作用では、均一な反応系を二相化することによってこ の特徴が利用され、均一系触媒と不均一系触媒の双方の長所が組み 合わされています。分液抽出に代わるのは熱的手段による生成物の 精製です。イオン性液体は蒸気圧がきわめて低いため、蒸留プロセス で溶媒および触媒の量が変化しません。

以下の例では、多くの触媒がイオン性液体溶媒中で高い活性を有し、

生成物の分離が簡単な相分離によって行われることを示しています。

1995年にはすでに、イオン性液体の存在下ロジウム触媒よりアルケ ンの水素化、異性化、またはヒドロホルミル化で高い収率および選 択性が得られることが、Chauvinらによって示されていました。特に、

1-butyl-3-methylimidazolium hexafluoroantimonate(BMIM SbF6、Prod.

# 51027)、1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate(BMIM PF6)、および 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate(BMIM BF4)など中程度の配位能を持つアニオンからなるイオン性液体は、

単一溶媒と比較して良好な結果が得られました⁶。

BMIM PF6, BMIM SbF6, 1-butyl-3-methylimidazolium trifluorometh- anesulfonate (BMIM CF3SO3) および1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (BMIM N(CF3SO2) 2)中でスカンジウ ムまたは白金(II)触媒によるDiels–Alder反応も研究されました。ジ クロロメタンとの比較できわめて高いendo/exo比(>99/1)および良 好な反応速度が得られました。メチルビニルケトンと2,3-ジメチル

-1,3-ブタジエンとの反応例では、10サイクルにわたって効率的にリサ

イクルされることが示されました^7,8。

イオン性液体は、生体触媒反応の溶媒としても研究されていま す。たとえば、カチオンとして1-alkyl-3-methylimidazoliumまた は4-methyl-N-alkylpyridinium,アニオンとしてtetrafluoroborate, hexafluorophosphate, trifluoromethanesulfonateなどを用いたイオン 性液体中では、リパーゼが触媒するさまざまな基質のトランスエス テル化反応で高い不斉収率が得られました^4,9-11。これはイオン性液 体と酵素との相互作用によるもので、生体触媒反応の選択性を変え る知見です。また、生成物をジエチルエーテルでイオン性液体層から 抽出した後に、イオン性液体も酵素もリサイクルすることができまし た¹⁰。

イオン性液体に含まれる不純物によって触媒反応の結果が影響を受 けることが、複数の研究者によって明らかにされています^4,6,12-22。し かし、使用したイオン性液体の各ロットに関するデータがほとんどな く、実験室間の結果を比較するのは困難です。

水、未反応アミン(1-メチルイミダゾールなど)、および微量のハ ロゲン化物などの不純物は、イオン性液体の製造時によく生じま す。Grubbsの第一世代触媒が触媒する1-オクテンのメタセシス反 応において、Sigma-Aldrichの高純度な1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate(Prod. # 39931)または 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate(Prod. # 39736)にこうした不純物を既知量混合(水

<200 ppm、ハロゲン(Cl^-<10 ppm)した結果、触媒反応に用いるイオ ン性液体の純度の重要性が明らかになりました。

Figure 1は、触媒作用は水の存在には比較的影響を受けにくく、触

媒に対して水が100当量存在しても(イオン性液体中に2.04 mol %

の水)、反応があまり影響されないことを示しています。

Influence of water impurity

0 10 20 30 40 50 60 70

0 50 100 150 200 250 300

t / min.

Conversion / % _{0.24 mol %}

2.04 mol % 88.44 mol % 168.26 mol %

Figure 1. Influence of added increments of water to pure BMIM BF4 on the conversion of the metathesis of 1-octene at room temperature, as a function of time. Reaction conditions: 0.02 mol % catalyst precursor (relative to 1-octene), Ionic Liquid:1-octene = 1:1 (vol.)

しかし、微量の塩化物が存在すると、Figure 2に示すとおり影響はは るかに大きくなります。塩化物が触媒の2.3倍存在すると(イオン性 液体中に0.07 mol %の塩化物、100 ppmという低濃度に相当)、ター ンオーバー頻度が820 h^-1から700 h^-1に低下しました。

Influence of chloride impurity

0 10 20 30 40 50 60 70

0 100 200 300 400

t / min.

Conversion / %

0.00 mol % 0.07 mol % 0.28 mol % 0.69 mol % 51.00 mol %

Figure 2. Influence of added increments of 1-hexyl-3-methylimidazolium chloride (HMIM Cl) to pure BMIM BF4 on the conversion of the metathesis of 1-octene at room temperature, as a function of time. Reaction conditions: 0.03 mol % catalyst precursor (relative to 1-octene), Ionic Liquid:1-octene = 1:1 (vol.).

興味深いことに、触媒反応は微量の1-メチルイミダゾールの存在に きわめて敏感です。Figure 3はイオン性液体中に残留する1-メチル イミダゾールが、6.3:1の1-メチルイミダゾール:触媒比で触媒を完 全に不活化することを示しています。これはイオン性液体中0.18

mol %(600 ppm)という微量の1-メチルイミダゾールに相当します。

0 10 20 30 40 50 60 70

0 100 200 300 400

t / min.

Conversion / % _{0.00 mol %}

0.06 mol % 0.12 mol % 0.18 mol % Influence of 1-methylimidazole impurity

Figure 3. Influence of added increments of 1-methylimidazole to pure BMIM BF4

on the conversion of the metathesis of 1-octene at room temperature as a function of time. Reaction conditions: 0.03 mol % catalyst precursor (relative to 1-octene), Ionic Liquid:1-octene = 1:1 (vol.).

Sigma-Aldrichでは、水分200 ppm未満、ハロゲン含量(Cl^-)10 ppm 未満という触媒反応用の高純度イオン性液体を取り扱っています。

Ionic Liquids for Catalysis

Ionic Liquids for Catalysis

バルク供給／スケールアップのご相談は…

ファインケミカル事業部 Tel:03-5796-7340 Tel:03-5796-7345 E-mail:[email protected]

Ionic Liquids for Catalysis

1-Ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate 8 for catalysis, ≥98.5% T

C6H11BF4N2

N⁺ N

CH3

CH₃ BF4–

FW: 197.97 mp: 11 °C [143314-16-3]

39736-5ML 5 mL ¥18,000

39736-50ML 50 mL ¥129,600

1-Butyl-3-methylimidazolium chloride, dry, ≥99% AT 8 C8H15ClN2

N⁺ N

Cl^- CH3

H3C

FW: 174.67 mp: 41 °C [79917-90-1]

55509-5G 5 g ¥6,800

55509-25G 25 g ¥27,000

1-Butyl-3-methylimidazolium chloride, 8 puriss., dry, ≥99% AT

C8H15ClN2

N⁺ N

CH3 Cl^–

CH3

FW: 174.67 mp: 41 °C [79917-90-1]

04129-5G 5 g ¥6,700

04129-25G 25 g ¥26,800

1-Butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate 8 for catalysis, ≥98.5% T

C8H15F6N2P

N⁺ N

CH3 PF6–

CH3

FW: 284.18 mp: 11 °C [174501-64-5]

18122-5G 5 g ¥6,900

18122-50G 50 g ¥49,300

1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate 8 for catalysis, ≥98.5% T

C8H15BF4N2 N⁺

N CH₃

CH3 BF4–

FW: 226.02 mp: -71 °C [174501-65-6]

39931-5G 5 g ¥15,300

39931-50G 50 g ¥49,500

1-Butyl-1-methylpyrrolidinium dicyanamide, ≥99% 8 C11H20N4

N⁺ CH3

CH3 CN -NCN

FW: 208.30 [370865-80-8]

50893-5G 5 g ¥60,900

50893-50G 50 g ¥138,000

1-Butyl-3-methylimidazolium hexafluoroantimonate, 8

≥98%

C8H15F6N2Sb _N+

N CH₃

SbF6-

H3C

FW: 374.97 mp: -1 °C [174645-81-9]

51027-5G 5 g ¥18,600

51027-50G 50 g ¥55,900

References

1. Holbrey, J. D.; Seddon, K. R. Clean Prod. Proc. 1999 1, 223.

2. Wasserscheid, P.; Keim, W. Angew. Chem. Int. Ed. 2000 3, 3772.

3. Welton, T. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 2459.

4. Sheldon, R. A.; Madeira, R.; Lau, R. M.; Sorgedrager, M. J.; van Rantwijk, F.; Seddon, K. R. Green Chem. 2002, 4, 147.

5. Freemantle, M. Chem. Eng. News 1998, 76, 32.

6. Chauvin, Y.; Olivier-Bourbigou, H. Chemtech. 1995, 26, 26.

7. Song, C. E.; Shim, W. H.; Roh, E. J.; Lee, S. C.; Choi, J. H. Chem.

Commun. 2001, 1122.

8. Doherty, S.; Goodrich, P.; Hardacre, C.; Luo, H. K.; Rooney, D.

W.; Seddon, K. R.; Styring, P. Green Chem. 2004, 6, 63.

9. Schöfer, S. H.; Kaftzik, N.; Wasserscheid, P.; Kragl, U. Chem.

Commun. 2001, 425.

10. Itoh, T.; Akasaki, E.; Kudo, K.; Shirakami, S. Chem. Lett. 2001, 262.

11. Lozano, P.; de Diego, T.; Carrie, D.; Vaultier, M.; Iborra, J. L.

Chem. Commun. 2002, 692.

12. Chauvin, Y.; Mussmann, L.; Olivier, H. Angew. Chem. Int. Ed.

1996, 34, 2698.

13. Suarez, P. A. Z.; Dullius, J. E. L.; Einloft, S.; de Souza, R. F.;

Dupont, J. Inorg. Chim. Acta 1997, 255, 207.

14. Monteiro, A. L.; Zinn, F. K.; de Souza, R. F.; Dupont, J.

Tetrahedron: Asymmetry 1997, 8, 177.

15. Dyson, P. J.; Ellis, D. J.; Parker D. G.; Welton, T. Chem. Commun.

1999, 25.

16. Ellis, B.; Keim, W.; Wasserscheid, P. Chem. Commun. 1999, 337.

17. Carmichael, A. J.; Earle, M. J.; Holbrey, J. D.; McCormac, P. B.;

Seddon, K. R. Org. Lett. 1999, 1, 997.

18. Dyson, P. J.; Ellis, D. J.; Lincoln, R.; Russel, K.; Smith, P. J.;

Welton, T. Electrochem. Soc. Proc. 2000, 99-41, 161.

19. Song, C. E.; Roh, E. J. Chem. Commun. 2000, 837.

20. Seddon, K. R.; Stark, A. Green Chem. 2002, 119.

21. de Souza, R. F.; Rech,; V. Dupont, J. Adv. Synth. Catal. 2002, 344, 153.

22. Klingshirn, M. A.; Broker, G. A.; Holbrey, J. D.; Shaughnessy, K.

H.; Rogers, R. D. Chem. Commun. 2002, 1394.

CF5n6new060310.indd 9 06.3.22 5:28:49 PM

rich.com

Ionic Liquids for Electr ochemical Applications

過去10年でイオン性液体は、電気化学的用途での非水電解質として の利用に関して大きな関心を集めてきました。このため、電導度が 電気化学的安定性とともに最も重要な物理特性となっています。蒸 気圧の低さおよび不燃性などの興味深い特性はほかにもあり、数々 の文献ですでに紹介され検討されているように、イオン性液体は多 くの興味深い用途に関して理想的な電解質であると考えられます¹。 電導度

すでに触れたように、きわめて興味深い特性のひとつが電導度で す。一般的な値は1.0~10.0 mS/cm程度です。最近では、イミダゾ リウムカチオンを利用した電導度が20 mS/cmを超える興味深い材 料、1-ethyl-3-methylimidazolium thiocyanate(Prod. # 07424)およ び1-ethyl-3-methylimidazolium dicyanamide(Prod. # 00796)が発表 されています。

N N N N

SCN N(CN)₂

もちろん、塩化ナトリウムのような一般的な無機塩類の水溶液はさ らに高い電導度を示します。しかし、食塩水に関してほかの特性を イオン性液体と比較すると、水性電解質は液体の温度帯が狭く溶媒 である水が揮発性であるという大きな短所が見えてきます。

電気化学的安定性

イオン性液体には、広い電気化学窓というもうひとつのきわめて重 要な特性があります。これは酸化還元プロセスに対する電気化学的 安定性の尺度として知られています。

Cation + e

Anion neutral species + e

neutral species

電気化学窓は不純物に大きく左右されます。ハロゲン化合物は分子 アニオン(ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドをはじめとす る安定な含フッ素アニオンなど)と比較してはるかに容易に酸化さ れます。このとき負電荷は広範囲に非局在化します。その結果、電 気化学的安定性はハロゲン化合物の混入によって大きく損なわれま す。

Cation stability:

N R

< R2 ^{N N} R2 R1 S

R3 R2

<

R2 N R1

R4 R3

<

Anion stability:

< < <

Hal AlCl4 PF₆, BF₄ N(SO₂CF₃)₂

Conductivities and Electrochemical Windows of Selected Materials

Ionic Liquid Conductivity

Electrochemical Window a) Highly Conductive

1-Ethyl-3-methylimidazolium dicyanamide 27 mS/cm 2.9 V 1-Ethyl-3-methylimdazolium thiocyanate 21 mS/cm 2.3 V b) Electrochemically Stable

Triethylsulphonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide 8.2 mS/cm 5.5 V N-Methyl-N-trioctylammonium bis(trifluoro-

methylsulfonyl)imide

2.2 mS/cm 5.7 V N-Butyl-N-methylpyrrolidinium bis(trifluoro-

methylsulfonyl)imide 2.1 mS/cm 6.6 V

c) Combined Properties

1-Ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate 12 mS/cm 4.3 V 1-Ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethylsulfonate 8.6 mS/cm 4.3 V

用途 a) 高い電導度

最も高い電導度を持つ1-ethyl-3-methylimidazolium thiocyanateお

よびdicyanamideは電気化学的安定性があまり高くありません。し

かしこの両材料は、熱安定性および不揮発性とともに高電導度が 求められるようなあらゆる用途に適しており、色素増感太陽電池用 の1-dodecyl-3-methylimidazolium iodide(Prod. # 18289)などがあ ります²。

b) 高い安定性

電導度が比較的低い一方で電気化学的にきわめて安定な材料に N-butyl-N-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide(Prod.

# 40963)、triethylsulphonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide(Prod.

# 08748)、およびN-methyl-N-trioctylammonium bis(trifluoromethyl- sulfonyl)imide(Prod. # 00797)があります。いずれもバッテリー³、燃 料電池⁴、金属析出⁵、およびナノ粒子の電気化学合成⁶に適した電 解質です。

c) 複合的特性

電導度および電気化学的安定性がともに要求される用途(スーパー キャパシタ⁷やセンサ⁸など)には、安定性のあるアニオン(テトラ フルオロホウ酸やトリフルオロメチルスルホン酸など)をもつイミダ ゾリウム塩のイオン性液体が材料として適しています。

Sigma-Aldrichではお客様の電気化学的用途に特に役立つイオン性液 体製品群をご用意しています。

1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate 8 for electrochemistry, ≥99%

C9H17BF4N2

N⁺ N

CH3

CH₃ BF4– CH3

FW: 240.05 mp: 37 °C [402846-78-0]

04383-5G 5 g ¥5,900

04383-50G 50 g ¥17,600

1-Butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethyl- 8 sulfonyl)imide for electrochemistry, ≥99.5%

C11H20F6N2O4S2

N⁺ S -NS

CF3

CF3 O O O CH3 O

CH₃

FW: 422.41 mp: -50 °C

40963-5G 5 g ¥22,600

40963-50G 50 g ¥63,900

1-Dodecyl-3-methylimidazolium iodide 8 C16H31IN2

N⁺ N CH3

(CH2)11CH3 I^-

FW: 378.34 [81995-09-7]

18289-5G 5 g ¥33,300

18289-50G 50 g ¥91,600

1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium trifluoromethane- 8 sulfonate for electrochemistry, ≥99%

C8H13F3N2O3S

S N⁺

N O^-

O O F3C CH3

H3C CH3

FW: 274.26 [174899-72-0]

00765-5G 5 g ¥31,600

00765-50G 50 g ¥87,400

Ionic Liquids for Electrochemical Applications