イオン液体
【課題】 穏和な条件下で、蒸留速度の速いイオン液体を提供する。
【解決手段】 本発明は、カチオン成分およびアニオン成分からなる非プロトン性イオン液体であって、上記カチオン成分は有機カチオンであり、上記アニオン成分は下記化学式（１）で示される化学構造を含むことを特徴とするイオン液体である。但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基、Ｒ３は水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基を示す。また、Ｒ１とＲ３、又はＲ２とＲ３の間で環を形成してもよい。
【化１】
【解決手段】 本発明は、カチオン成分およびアニオン成分からなる非プロトン性イオン液体であって、上記カチオン成分は有機カチオンであり、上記アニオン成分は下記化学式（１）で示される化学構造を含むことを特徴とするイオン液体である。但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基、Ｒ３は水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基を示す。また、Ｒ１とＲ３、又はＲ２とＲ３の間で環を形成してもよい。
【化１】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気デバイス用材料、各種反応用溶媒などに使用可能なイオン液体に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン液体は、一般に、イミダゾリニウムなどのカチオンと、Ｂｒ−、Ｃｌ−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−などのアニオンとの組み合わせで構成され、難燃性、不揮発性、高いイオン伝導性、優れた熱安定性を示すため、電池やキャパシタ用の電解液、環境適合性の高い溶媒（グリーン溶媒）などへの応用が広く研究されている。
【０００３】
イオン液体の特性の一つとして、蒸気圧が非常に低いことが挙げられる。この特性は長所であるが、一方で短所となる場合がある。それは、精製を行う場合であり、蒸気圧が低いと蒸留による精製が困難となる。例えば、電解液のような電気デバイス用材料には高純度のイオン液体が必要であるが、蒸留精製することができれば容易に高純度のイオン液体を得ることができる。また、一度使用したイオン液体には様々な不純物が含まれており、再度利用するためには、不純物を除去する必要がある。しかし、不純物がイオン液体に可溶性で、さらに、不揮発性である場合、蒸留以外の方法での精製は困難である。このような事情もあって、効率よく容易に蒸留精製することができるイオン液体が切望されている。
【０００４】
イオン液体はプロトン性イオン液体と非プロトン性イオン液体とに分類される。プロトン性イオン液体は中和型イオン液体とも呼ばれ、下記反応式（１）に示すブレンステッド酸（ＨＡ）とブレンステッド塩基（Ｂ）の中和により合成されるイオン液体である。プロトン性イオン液体以外のものが、非プロトン性イオン液体に分類される。
【０００５】
【化１】
【０００６】
非特許文献１にはプロトン性イオン液体の蒸留について報告されているが、その機構は通常の液体の蒸留とは異なる。それは、イオン液体を蒸留するものではなく、上記反応式で逆反応により生じるブレンステッド酸とブレンステッド塩基を蒸留するものである。ＨＡとＨＢ＋の酸性度の差（ΔｐＫａ）が小さい場合のみ上記反応式（１）が平衡状態にあるため、蒸留が可能となる。蒸留された酸、塩基は再び中和してイオン液体を形成する。このように、プロトン性イオン液体は、中和反応が平衡状態にあると、中性分子であるブレンステッド酸、ブレンステッド塩基が生じるため、純粋なイオン液体を得にくい。
【０００７】
特許文献１、特許文献２及び非特許文献２には、非プロトン性イオン液体についての記載がある。特許文献１には、非特許文献１と同じように、イオン液体中に平衡状態で存在する中性分子を蒸留することが記載されている。また、特許文献２には、イオン液体の熱分解により生成した分解物を蒸留し、それらを反応させて再びイオン液体とすることが記載されている。しかし、蒸留された分解物には複数の成分が含まれており成分分離を行わないでそのまま反応させると、再生されたイオン液体は、カチオン上のアルキル基の組み換えによって、複数の成分を含むイオン液体となる。特許文献２には、イオン液体として、1−メチル−３−エチルイミダゾリウムクロライドが例に挙げられているが、再生されるイオン液体の成分は、１，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１，３−ジエチルイミダゾリウムクロライド、1−メチル−３−エチルイミダゾリウムクロライドの混合物となる。一方、非特許文献２には高温、減圧下で、イオン液体を組成変化させずに蒸留できることが報告されている。しかし、蒸留速度が速いビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドをアニオンとするイオン液体であっても、数百ｍｇ／ｈの蒸留速度を得るには０．１ｍｂaｒ（１０Ｐａ）で３００℃もの高温が必要である。このような条件を工業レベルで実現することは、高額な設備が必要となる上、エネルギー消費も大きく、現実的には難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００７−５２４６６４
【特許文献２】特表２００３−５０７１８５
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｖｏｌ．１２５，ＮＯ．５０，ｐｐ１５４１１−１５４１９，２００３
【非特許文献２】Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．４３９，ｐｐ８３１−８３４，２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
非特許文献２にあるように、ある種の非プロトン性イオン液体を蒸留することは可能であるものの、十分な蒸留速度を得るには、高温、高真空という厳しい条件が必要である。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、穏和な条件下で、蒸留速度の速いイオン液体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するため、本発明者は鋭意研究して以下の発明がなされた。
【００１２】
本発明は、カチオン成分およびアニオン成分からなる非プロトン性イオン液体であって、前記カチオン成分は有機カチオンであり、前記アニオン成分は下記化学式（１）で示される化学構造を含むイオン液体に関する。但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基、Ｒ３は水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基を示す。また、Ｒ１とＲ３、又はＲ２とＲ３の間で環を形成してもよい。
【００１３】
【化２】
【００１４】
本発明における非プロトン性イオン液体とは、プロトン性イオン液体に分類されないものを言う。プロトン性イオン液体とは、下記反応式（１）に示すブレンステッド酸（ＨＡ）とブレンステッド塩基（Ｂ）の中和により合成されるイオン液体である。さらに、カチオン中心を構成する原子又はカチオン中心とπ電子共役した原子は、炭素以外の原子を含み、その原子に水素原子が共有結合又はイオン結合した構造を有するものがプロトン性イオン液体のカチオン成分に該当する。
【００１５】
【化３】
【００１６】
また、前記化学式（１）中、Ｒ１、Ｒ２は、ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、Ｃ（ＣＨ３）３、ＣＦ３、ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３のいずれかであり、Ｒ３は、Ｈ、ＣＨ３、ＣＦ３、Ｆのいずれかであることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記アニオン成分は下記化学式（２）で示される１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートアニオンであることが好ましい。
【００１８】
【化４】
【００１９】
また、前記カチオン成分は下記化学式（３）で示される群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。但し、式中、Ｒ１〜Ｒ４は、炭素数が２０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示し、Ｒ´１〜Ｒ´１０は水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示す。
【００２０】
【化５】
【００２１】
さらに、本発明のイオン液体は下記化学式（４）で示される構造を有することが好ましい。
【００２２】
【化６】
【００２３】
また、本発明のイオン液体は下記化学式（５）で示される構造を有することが好ましい。
【００２４】
【化７】
【００２５】
さらに、本発明のイオン液体は下記化学式（６）で示される構造を有することが好ましい。
【００２６】
【化８】
【００２７】
また、本発明のイオン液体は下記化学式（７）で示される構造を有することが好ましい。
【００２８】
【化９】
【００２９】
さらに、本発明のイオン液体は下記化学式（８）で示される構造を有することが好ましい。
【００３０】
【化１０】
【発明の効果】
【００３１】
本発明のイオン液体は、従来よりも速い速度、穏和な条件で蒸留が可能であり、精製や回収が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、実施例で用いられる蒸留装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明について更に詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
【００３４】
イオン液体
イオン液体に関しては幾つかの定義が提唱されている（イオン液体II―驚異的な進歩と多彩な近未来―，シーエムシー出版，ｐｐ４−１５，２００６）。本発明において、イオン液体とは、少なくとも一方が有機イオンであるカチオンとアニオンのみから成り、融点が１００℃以下である物質を示す。また、本発明のイオン液体は、少なくとも常温で液体であることが好ましい。
【００３５】
アニオン成分
本発明のイオン液体を構成するアニオン成分には下記化学式（１）で示されるアニオンが用いられる。但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基、Ｒ３は水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基を示す。また、Ｒ１とＲ３、又はＲ２とＲ３の間で環を形成してもよい。
【００３６】
【化１１】
【００３７】
Ｒ１、Ｒ２としては水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロ−ｎ−プロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロ−ｎ−ブチル基、パーフルオロイソブチル基、パーフルオロ−ｓｅｃ−ブチル基、パーフルオロ−ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、２−フラニル基、２−チエニル基が好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。Ｒ１とＲ２は同一でも異なっていても良い。Ｒ３としては水素原子、フッ素原子、メチル基、トリフルオロメチル基が好ましく、水素原子が特に好ましい。化学式（１）で示されるアニオンの好ましい具体例としては下記化学式（２）で示される１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートアニオン、下記化学式（９）で示されるアセチルアセトネートアニオン、下記化学式（１０）で示される１，１，１−トリフルオロアセチルアセトネートアニオン、下記化学式（１１）で示されるジピバロイルメタネートアニオンが挙げられる。中でも１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートアニオンの場合に、特に好ましい。
【００３８】
【化１２】
【００３９】
【化１３】
【００４０】
【化１４】
【００４１】
【化１５】
【００４２】
カチオン成分
本発明において用いられるカチオン成分は特に制限されない。ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンやヘキサフルオロボレートアニオン等とイオン液体を形成するカチオンを本発明に於いても用いることができる。好ましいカチオンとしては下記化学式（３）で示されるカチオンが挙げられる。但し、式中、Ｒ１〜Ｒ４は、炭素数が２０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示し、Ｒ´１〜Ｒ´１０は水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示す。
【００４３】
【化１６】
【００４４】
Ｒ１〜Ｒ４としてはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、２−メトキシエチル基、トリメチルシリルメチル基、アリル基が好ましい。Ｒ´１〜Ｒ´１０としては水素原子、メチル基が好ましい。好ましいカチオンとしてより具体的には、下記化学式（１２）で示されるカチオンがあげられる。但し、式中、ｎは１〜１０の整数を示す。
【００４５】
【化１７】
【００４６】
合成方法
本発明のイオン液体は公知のイオン液体の合成法により合成することができる。例えば、下記反応式（２）〜（４）に示される合成法が挙げられる。式中、Ｃ＋は本発明のイオン液体を構成するカチオン、Ｘ−はＣｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−のいずれかのアニオン、Ｍ＋はＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ａｇ＋のいずれかのカチオンを示す。
【００４７】
【化１８】
【００４８】
上記反応式（２）に示したアニオン交換法によるイオン液体の合成方法について説明する。
【００４９】
＜アニオン原料＞
アニオン原料には、目的アニオンとＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ａｇ＋等からなる塩を用いる。これらの塩は、公知の方法により合成することができる。例えば、下記化学式（１３）で示される化合物とＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＬｉＮＨ２、ＮａＮＨ２、ＫＮＨ２、リチウムジイソプロピルアミド、ＮＨ３、硝酸銀、酢酸銀等を反応させて合成する。但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基、Ｒ３は水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基を示す。また、Ｒ１とＲ３、又はＲ２とＲ３の間で環を形成してもよい。合成法によっては水和物として得られることがあるが、組成が正確に分かっていればイオン液体の原料として用いることができる。
【００５０】
【化１９】
【００５１】
また、上記化学式（１３）で示される化合物には市販品を用いることができる他、公知の方法により合成することができる。例えば、アルデヒド又はケトンとカルボン酸エステル、カルボン酸無水物、カルボン酸ハロゲン化物等とのクライゼン縮合により合成することができる。アニオン原料は、純度９９％以上に精製して用いることが望ましい。
【００５２】
＜カチオン原料＞
カチオン原料は市販品を用いることができる他、公知の方法により合成することができる。カチオン原料には目的カチオンのハロゲン化物塩が用いられる。カチオン原料は、純度９９％以上に精製して用いることが望ましい。
【００５３】
＜イオン液体の合成＞
本発明のイオン液体は、カチオンの電荷とアニオンの電荷が等しくなるように反応させることにより合成することができる。例えば、１価のカチオン原料と１価のアニオン原料の場合は１：１のモル比で反応させ、２価のカチオン原料と１価のアニオン原料の場合は１：２のモル比で反応させる。反応溶媒としては水、メタノール、エタノール、アセトニトリル、アセトンが好ましい。カチオン原料とアニオン原料それぞれの溶液を調整し、一方の溶液に他方の溶液を添加することにより反応を行う。反応は空気中、常温で実施することができる。ハロゲン化物塩が副生するが、蒸留によりイオン液体を分離することができる。また、イオン液体が疎水性の場合には、水で洗浄することによりハロゲン化物塩を除去することができる。
【００５４】
蒸留
本発明のイオン液体の蒸留法としては分子蒸留又はショートパス蒸留が適している。分子蒸留とは０．１Ｐａ未満の高真空下において、液体の蒸発面と凝縮面との間隔をその分子の平均自由行程より短くして蒸留する方法である。ショートパス蒸留は短行程蒸留とも呼ばれ、液体の蒸発面と凝縮面との間隔が短い蒸留法であるが、その間隔は分子の平均自由行程よりも長く、分子蒸留よりも高い０．１Ｐａ以上の圧力で行われる。どちらの蒸留法も沸点以下の温度で蒸留することができる。分子蒸留とショートパス蒸留は装置が類似しており、市販の分子蒸留又はショートパス蒸留装置を用いることができる。中でも薄膜蒸留装置が適している。薄膜蒸留とは液体試料を薄い膜状にして加熱し蒸発させる蒸留法であり、蒸発効率が高く、試料への熱負荷が小さいという特徴がある。薄膜蒸留装置には、液膜の形成法によって流下式、回転遠心式、ワイパー式等がある。本発明のイオン液体の蒸留にはいずれの方式の装置も使用することができるが、これらに限定されるものではない。数ｍｌ以下少量の試料の蒸留には、クーゲルロール蒸留装置も使用することができ、昇華装置を蒸留装置として流用することもできる。これらの蒸留装置では、窒素やアルゴン等の不活性ガスをキャリアガスとして流しながら蒸留することもできる。
【００５５】
蒸留温度は５０℃以上３００℃以下が好ましく、１００℃以上２００℃未満がより好ましい。蒸留圧力は０．０１Ｐａ以上１０００Ｐａ以下が好ましく、０．１Ｐａ以上１００Ｐａ以下がより好ましい。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。
【００５７】
イオン液体の合成
〔実施例１〕１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（４））の合成
＜ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの合成＞
全ての操作は窒素雰囲気で行う。また、使用する溶媒は脱水剤で十分に脱水し、窒素バブリングにより脱酸素したものを使用する。滴下ロートを備えた１０００ｍＬの３つ口フラスコに、水素化ナトリウム（純度６０％、４０％オイル含有）２１．９１ｇ（５４７．８ｍｍｏｌ）とｎ−ヘキサン７５０ｍＬとを入れる。フラスコ内を攪拌しながら、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトン１２６．１ｇ（６０６．１ｍｍｏｌ）を室温で１６０分間かけて滴下する。反応を完了させるために、滴下終了後、さらに３．５日間攪拌を続ける。析出した沈殿をグラスフィルターで濾過する。グラスフィルター上の沈殿をｎ−ヘキサン１８０ｍＬで５回洗浄し、減圧乾燥すると白色固体１２３．６５ｇが得られる。得られた白色固体をジエチルエーテル１２５０ｍＬに溶解し、ガラス繊維フィルターでろ過する。濾液を濃縮すると結晶が析出する。析出した結晶を濾過しジエチルエーテル１００ｍＬで２回洗浄した後減圧乾燥する。その結果、白色固体１０８．８７ｇ（収率８６％）が得られる。表１に元素分析の結果を示す。
〔元素分析値〕
【００５８】
【表１】
【００５９】
＜１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・クロライドの合成＞
全ての操作は窒素雰囲気で行う。また、使用する溶媒は脱水剤で十分に脱水し、窒素バブリングにより脱酸素したものを使用する。また、１−メチルイミダゾールは予め蒸留精製したものを使用する。ジムロート冷却管を備えた５００ｍＬの３つ口フラスコに、１−メチルイミダゾール７０．１０ｇ（８５３．８ｍｍｏｌ）と１−クロロブタン１５８．００ｇ（１７０７ｍｍｏｌ）とを入れる。９０℃で３０時間攪拌し、室温で冷却する。生成した固体をジエチルエーテルで洗浄し、濾過、減圧乾燥する。その結果、白色固体１４６．７５ｇ（収率９８％）が得られる。表２に元素分析の結果を示す。
〔元素分析値〕
【００６０】
【表２】
【００６１】
＜１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの合成＞
ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート２３．５１ｇ（１０２．２ｍｍｏｌ）と１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・クロライド１７．８５ｇ（１０２．２ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにエタノール５０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・クロライドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はエタノール３０ｍＬで洗い流し、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・クロライドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに１６時間攪拌を続ける。エタノールを減圧留去し、水５０ｍＬとジクロロメタン１００ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水５０ｍｌで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で２時間乾燥する。その結果、黄色液体２９．５０ｇ（収率８３％）が得られる。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００６２】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）９．２１（１Ｈ，ｓ），７．４２（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝１．７Ｈｚ），７．３８（１Ｈ，ｓ），５．５０（０．７７Ｈ，ｓ），４．１７（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．２Ｈｚ），３．８６（３Ｈ，ｓ），２．３６（０．２３Ｈ，ｓ），１．７９（２Ｈ，ｑｕｉｎｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），１．３１（２Ｈ，ｓｅｘｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ），０．９２（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．６１（ｑ，ＪＣＦ＝３０Ｈｚ），１３８．３３，１２４．５６，１２３．２０，１１９．６４（ｑ，ＪＣＦ＝２９２Ｈｚ），８４．０９，５０．２３，３６．７４，３２．８０，２０．０３，１３．６５
合成したイオン液体は、後述する方法で１５０℃、１３Ｐａにて蒸留することができる。蒸留したイオン液体のＮＭＲ測定結果を以下に示す。これらの結果から、蒸留の前後でイオン液体の構造に変化が無いことが分かる。
【００６３】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）９．２１（１Ｈ，ｓ），７．４１（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝１．７Ｈｚ），７．３７（１Ｈ，ｓ），５．４７（０．６６Ｈ，ｓ），４．１７（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），３．８６（３Ｈ，ｓ），２．３３（０．３４Ｈ，ｓ），１．７９（２Ｈ，ｑｕｉｎｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），１．３１（２Ｈ，ｓｅｘｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），０．９２（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．２６（ｑ，ＪＣＦ＝２９Ｈｚ），１３８．３４，１２４．５６，１２３．２０，１１９．５５（ｑ，ＪＣＦ＝２９３Ｈｚ），８３．７８，５０．２３，３６．７５，３２．７９，２０．０３，１３．６５
〔実施例２〕１−ヘキシルピリジニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（５））の合成
１−ヘキシルピリジニウム・ブロマイドはＡＣＲＯＳ社製の試薬を使用し、ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートは実施例１と同様に合成する。ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート１５．２０ｇ（６６．０８ｍｍｏｌ）と１−ヘキシルピリジニウム・ブロマイド１６．１３ｇ（６６．０６ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにアセトニトリル３０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ヘキシルピリジニウム・ブロマイドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はアセトニトリル３０ｍＬで洗い流し、１−ヘキシルピリジニウム・ブロマイドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに２０時間攪拌を続ける。アセトニトリルを減圧留去し、水３５ｍＬとジクロロメタン７０ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水３５ｍＬで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で３時間乾燥する。その結果、黄色液体２２．３６ｇ（収率９１％）が得られる。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００６４】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）８．９９（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝５．５Ｈｚ），８．５０（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．７Ｈｚ），８．０４（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．９Ｈｚ），５．４６（０．７７Ｈ，ｓ），４．５７（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．６Ｈｚ），２．３７（０．２３Ｈ，ｓ），１．９５（２Ｈ，ｑｕｉｎｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），１．３０（６Ｈ，ｍ），０．８７（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．１Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．２４（ｑ，ＪＣＦ＝２９Ｈｚ），１４６．５３，１４６．０３，１４５．９６，１４５．８９，１２９．３２，１１９．５４（ｑ，ＪＣＦ＝２９２Ｈｚ），８３．７７，６２．７３，３２．０２，３１．８１，２６．３２，２３．０８，２２．１３，１４．１８
〔実施例３〕１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（６））の合成
＜１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム・ブロマイドの合成＞
全ての操作は窒素雰囲気で行う。また、使用する溶媒は脱水剤で十分に脱水し、窒素バブリングにより脱酸素したものを使用する。また、１−メチルピロリジンは予め蒸留精製したものを使用する。滴下ロートとジムロート冷却管を備えた５００ｍＬの３つ口フラスコに、１−メチルピロリジン３０．３０ｇ（３５５．８ｍｍｏｌ）とシクロペンチルメチルエーテル２００ｍＬとを入れる。６０℃で攪拌しながら１−ブロモヘキサン８８．２０ｇ（５３４．３ｍｍｏｌ）を４時間かけて滴下する。そのまま６０℃で１６時間攪拌し、さらに１１０℃で１時間還流した後室温へ冷却する。生成した沈殿をシクロペンチルメチルエーテルで洗浄し、濾過、減圧乾燥する。その結果、白色固体７９．９２ｇ（収率８９％）が得られる。表３に元素分析の結果を示す。
〔元素分析値〕
【００６５】
【表３】
【００６６】
＜１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの合成＞
実施例１と同様に合成したナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート２１．０９ｇ（９１．６８ｍｍｏｌ）と１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム・ブロマイド２２．９４ｇ（９１．６８ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにアセトニトリル３０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム・ブロマイドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はアセトニトリル３０ｍＬで洗い流し、１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム・ブロマイドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに２０時間攪拌を続ける。アセトニトリルを減圧留去し、水５０ｍＬとジクロロメタン１００ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水５０ｍＬで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で２時間乾燥する。その結果、黄色液体２９．５３ｇ（収率７７％）が得られる。表６に元素分析の結果を示す。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００６７】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）５．４３（０．８１Ｈ，ｍ），３．４４（４Ｈ，ｍ），３．２５（２Ｈ，ｍ），２．９６（３Ｈ，ｓ），２．３８（０．１９Ｈ，ｓ），２．１４（４Ｈ，ｓ），１．７１（２Ｈ，ｍ），１．３１（６Ｈ，ｓ），０．９０（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．２４（ｑ，ＪＣＦ＝２９Ｈｚ），１１９．５４（ｑ，ＪＣＦ＝２９２Ｈｚ），８３．７４，６５．３３，６５．２９，６５．２６，６５．２４，４９．２４，４９．２１，３１．９２，２６．７３，２６．７２，２６．７０，２４．３２，２３．１１，２２．４０，１４．２１
〔実施例４〕１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（７））の合成
＜１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム・ブロマイドの合成＞
全ての操作は窒素雰囲気で行う。また、使用する溶媒は脱水剤で十分に脱水し、窒素バブリングにより脱酸素したものを使用する。また、１−メチルピペリジンは予め蒸留精製したものを使用する。滴下ロートとジムロート冷却管を備えた５００ｍＬの３つ口フラスコに、１−メチルピペリジン１９．５８ｇ（１９７．５ｍｍｏｌ）とシクロペンチルメチルエーテル１００ｍＬとを入れる。１１０℃で攪拌しながら１−ブロモヘキサン６５．８６ｇ（３９９．０ｍｍｏｌ）を４時間かけて滴下する。そのまま１１０℃で１６時間攪拌した後室温へ冷却する。生成した沈殿をシクロペンチルメチルエーテルで洗浄し、濾過、減圧乾燥する。その結果、白色固体５１．１２ｇ（収率９８％）が得られる。表４に元素分析の結果を示す。
〔元素分析値〕
【００６８】
【表４】
【００６９】
＜１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの合成＞
実施例１と同様に合成したナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート１１．５０ｇ（４９．９９ｍｍｏｌ）と１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム・ブロマイド１３．２１ｇ（４９．９９ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにアセトニトリル２０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム・ブロマイドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はアセトニトリル３０ｍＬで洗い流し、１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム・ブロマイドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに１６時間攪拌を続ける。アセトニトリルを減圧留去し、水３０ｍＬとジクロロメタン６０ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水３０ｍＬで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で２時間乾燥する。その結果、黄色液体１７．９９ｇ（収率９２％）が得られる。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００７０】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）５．４１（０．７４Ｈ，ｓ），３．２９〜３．２１（６Ｈ，ｍ），２．９６（３Ｈ，ｓ），２．３８（０．２６Ｈ，ｓ），１．８２（４Ｈ，ｍ），１．７１〜１．５４（３Ｈ，ｍ），１．３２（６Ｈ，ｍ），０．９０（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７２．８７（ｑ，ＪＣＦ＝２９Ｈｚ），１１９．６７（ｑ，ＪＣＦ＝２９３Ｈｚ），８３．４２，６４．５１，６１．９５，４８．６０，３１．９３，２６．６６，２３．１１，２２．３４，２１．６５，２０．６２，１４．２１
〔実施例５〕ｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（８））の合成
ｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウム・ブロマイドは、東京化成工業（株）製の試薬を使用し、ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートは実施例１と同様に合成する。ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート２３．８９ｇ（１０３．９ｍｍｏｌ）とｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウム・ブロマイド２３．２８ｇ（１０３．８ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにアセトニトリル４０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながらｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウム・ブロマイドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はアセトニトリル３０ｍＬで洗い流し、ｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウム・ブロマイドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに１５時間攪拌を続ける。アセトニトリルを減圧留去し、水５０ｍＬとジクロロメタン１００ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水５０ｍＬで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で３時間乾燥する。その結果、黄色液体３４．５９ｇ（収率９５％）が得られる。表８に元素分析の結果を示す。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００７１】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）５．４５（０．７７Ｈ，ｓ），３．２３（２Ｈ，ｍ），３．２１（９Ｈ，ｓ），２．４１（０．２３Ｈ，ｓ），１．６９（２Ｈ，ｍ），１．３１（６Ｈ，ｍ），０．９０（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．７Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．２９（ｑ，ＪＣＦ＝２９Ｈｚ），１１９．５１（ｑ，ＪＣＦ＝２９２Ｈｚ），８３．７９，６７．５８，５３．８５，５３．８１，５３．７７，３１．８８，２６．４９，２６．４７，２６．４６，２３．４７，２３．０７，１４．１９
〔実施例６〕１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（１４））の合成
【００７２】
【化２０】
【００７３】
＜１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・クロライドの合成＞
全ての操作は窒素雰囲気で行う。また、使用する溶媒は脱水剤で十分に脱水し、窒素バブリングにより脱酸素したものを使用する。また、１，２−ジメチルイミダゾールは予め蒸留精製したものを使用する。ジムロート冷却管を備えた３００ｍＬの３つ口フラスコに、１，２−ジメチルイミダゾール５０．１２ｇ（５２１．４ｍｍｏｌ）と１−クロロブタン９７．４６ｇ（１０５３ｍｍｏｌ）とを入れる。９０℃で３０時間攪拌し、室温で冷却する。生成した固体をジエチルエーテルで洗浄し、濾過、減圧乾燥する。その結果、白色固体６９．５２ｇ（収率７１％）が得られる。表５に元素分析の結果を示す。
〔元素分析値〕
【００７４】
【表５】
【００７５】
＜１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの合成＞
実施例１と同様に合成したナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート２３．０４ｇ（１００．２ｍｍｏｌ）と１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・クロライド１８．９０ｇ（１００．２ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにエタノール３０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・クロライドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はエタノール３０ｍＬで洗い流し、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・クロライドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに１５時間攪拌を続ける。エタノールを減圧留去し、水５０ｍＬとジクロロメタン１００ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水５０ｍＬで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で２時間乾燥する。その結果、黄色液体３２．２０ｇ（収率８９％）が得られる。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００７６】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）７．３５（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．９Ｈｚ），７．３３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．９Ｈｚ），５．４１（０．６５Ｈ，ｓ），４．０４（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），３．７１（３Ｈ，ｓ），２．４７（３Ｈ，ｓ），２．３８（０．３５Ｈ，ｓ），１．７２（２Ｈ，ｑｕｉｎｔ，Ｊ＝７．６Ｈｚ），１．３３（２Ｈ，ｓｅｘｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），０．９３（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．１１（ｑ，ＪＣＦ＝２６Ｈｚ），１４５．４２，１２３．４１，１２１．９５，１１９．５４（ｑ，ＪＣＦ＝２９３Ｈｚ），８３．６０，４９．０２，３５．７４，３２．３４，２０．１６，１３．７６，１０．０７
〔実施例７〕１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／１，１，１−トリフルオロアセチルアセトネート（化学式（１５））の合成
【００７７】
【化２１】
【００７８】
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム炭酸水素塩水溶液はＡｌｄｒｉｃｈ社製の試薬を使用し、１，１，１−トリフルオロアセチルアセトンは予め蒸留精製したものを使用する。１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム炭酸水素塩５０．０ｗｔ％水溶液１０．１０ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）と１，１，１−トリフルオロアセチルアセトン３．８９ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の５０ｍＬナス型フラスコに秤量する。１，１，１−トリフルオロアセチルアセトンにメタノール５ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム炭酸水素塩の溶液に１，１，１−トリフルオロアセチルアセトンの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はメタノール５ｍＬで洗い流し、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム炭酸水素塩の溶液に残さず加える。添加と同時に気体が発生する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに１時間攪拌を続ける。ロータリーエバポレーターで濃縮した後、６６Ｐａ、６０℃で３時間乾燥する。その結果、黄色液体７．３７ｇ（収率１００％）が得られる。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００７９】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）９．２９（１Ｈ，ｓ），７．４７（１Ｈ，ｓ），７．４１（１Ｈ，ｓ），４．９８（０．７３Ｈ，ｓ），４．１７（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），３．８６（３Ｈ，ｓ），２．９５（０．２７Ｈ，ｓ），２．１５（３Ｈ，ｓ），１．８０（２Ｈ，ｑｕｉｎｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ），１．３１（２Ｈ，ｓｅｘｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ），０．９２（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１９５．２５，１６９．１９（ｑ，ＪＣＦ＝２７Ｈｚ），１３８．４３，１２４．５８，１２３．２４，１２１．７９（ｑ，ＪＣＦ＝２８８Ｈｚ），９３．３９，５０．２１，３６．７２，３２．７６，２９．８９，２０．０５，１３．６９
蒸留速度の測定
＜１＞イオン液体のモル吸光係数の測定
合成したイオン液体１００．０ｍｇを窒素雰囲気下で２５．０ｍＬのメスフラスコに量りとる。秤量を窒素雰囲気下で行うのはイオン液体の吸湿を避けるためであり、以後の操作は空気中で行うことができる。次に、イオン液体を入れたメスフラスコにメタノールを注入し定容する。希釈した溶液を蓋付きの光路長１．００ｃｍの石英セルに入れ、吸光光度計にセットする。溶液の紫外可視吸収スペクトルを測定し、極大吸収波長における吸光度を読み取る。イオン液体の溶液の吸光度が０．１〜１の間になるように、メタノールで適当な濃度に希釈する。希釈した溶液の濃度は、下記〔式１〕のモル濃度ｃ（ｍｏｌＬ−１）となり、この時の吸光度からモル吸光係数を求める。モル吸光係数は〔式１〕に示すＬａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則より求めることができる。但しＡは吸光度、εはモル吸光係数、ｌは光路長、ｃは溶液のモル濃度を示す。
[式１]
Ａ＝εｌｃ
合成した各実施例のイオン液体及び比較例として１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（化学式（１６），関東化学（株）製）の極大吸収波長とモル吸光係数を表６に示す。
【００８０】
【化２２】
【００８１】
【表６】
【００８２】
＜２＞イオン液体の蒸留
図１は、蒸留装置１の概略図である。蒸留装置１の外径は２０ｍｍ、全長は１８０ｍｍである。蒸留装置１は外管２と冷却管３で構成される。外管２の底部にはマグネチックスターラーの攪拌子４が入っている。減圧口５には真空ラインを接続し、冷却水接続管６より冷却水を流す。外管２の底部に５００ｍｇの合成したイオン液体７を入れ、マグネチックスターラーで攪拌子４を攪拌しながら１３Ｐａまで減圧する。減圧はイオン液体７が発泡して飛沫を飛ばさないようにゆっくりと行う。外管２の下端から６ｃｍまでを１５０℃に調節されたオイルバスに浸けると、冷却管３の下部に蒸留されたイオン液体７’が結露する。沸点より低い温度で蒸留するのでイオン液体７は沸騰せず、蒸留中に飛沫が飛散することはない。冷却管に結露したイオン液体７’の量が多くなると落下するので、その前に蒸留装置１をオイルバスから引き上げ、水浴に浸けて冷却する。
＜３＞蒸留速度の計算
上記の操作で、蒸留装置１をオイルバスに浸けてから引き上げるまでを蒸留時間とし、下記〔式３〕での蒸留時間ｔ（時間）とする。
【００８３】
減圧口５の真空ラインを停止させ、常圧とした後、イオン液体７’を落下させないように冷却管３を取り外す。冷却管３に付着したイオン液体７’を２５．０ｍＬのメスフラスコにメタノールで洗い流し入れ定容する。希釈した溶液を吸光光度計で測定し、吸光度が０．１〜１の間になるように、適宜希釈する。この時の希釈倍率が下記〔式２〕で示すｘとなる。適宜希釈した溶液の紫外可視吸収スペクトルは、蒸留前とスペクトルの形に変化がないことを確認した。表６に示した極大吸収波長における吸光度を読み取り、表６のモル吸光度係数と〔式１〕から、モル濃度ｃ’を計算する。
【００８４】
ここで、蒸留時間ｔ（時間）の間に蒸留されたイオン液体の質量をｗ（ｇ）、イオン液体の分子量をＭ、希釈倍率をｘとすると溶液のモル濃度ｃ’（ｍｏｌＬ−１）は〔式２〕で示される。
[式２]
【００８５】
計算したモル濃度ｃ’と〔式２〕からｗを求める。蒸留速度を１時間当たりに蒸留されるイオン液体の質量と定義すると、蒸留速度は〔式３〕より求めることができる。
[式３]
【００８６】
蒸留速度の結果を表７に示す。尚、表中の相対速度は、各実施例の蒸留速度を比較例である１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの蒸留速度で除した値である。
【００８７】
【表７】
【００８８】
表７より本発明のイオン液体は、比較例の１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドよりも蒸留速度が速いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明のイオン液体は、穏和な条件で速い速度での蒸留が可能であるため、従来のイオン液体では難しかった精製や回収を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００９０】
１・・・蒸留装置、２・・・外管、３・・・冷却管、４・・・攪拌子、５・・・減圧口、６・・・冷却水接続管、７、７’・・・イオン液体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気デバイス用材料、各種反応用溶媒などに使用可能なイオン液体に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン液体は、一般に、イミダゾリニウムなどのカチオンと、Ｂｒ−、Ｃｌ−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−などのアニオンとの組み合わせで構成され、難燃性、不揮発性、高いイオン伝導性、優れた熱安定性を示すため、電池やキャパシタ用の電解液、環境適合性の高い溶媒（グリーン溶媒）などへの応用が広く研究されている。
【０００３】
イオン液体の特性の一つとして、蒸気圧が非常に低いことが挙げられる。この特性は長所であるが、一方で短所となる場合がある。それは、精製を行う場合であり、蒸気圧が低いと蒸留による精製が困難となる。例えば、電解液のような電気デバイス用材料には高純度のイオン液体が必要であるが、蒸留精製することができれば容易に高純度のイオン液体を得ることができる。また、一度使用したイオン液体には様々な不純物が含まれており、再度利用するためには、不純物を除去する必要がある。しかし、不純物がイオン液体に可溶性で、さらに、不揮発性である場合、蒸留以外の方法での精製は困難である。このような事情もあって、効率よく容易に蒸留精製することができるイオン液体が切望されている。
【０００４】
イオン液体はプロトン性イオン液体と非プロトン性イオン液体とに分類される。プロトン性イオン液体は中和型イオン液体とも呼ばれ、下記反応式（１）に示すブレンステッド酸（ＨＡ）とブレンステッド塩基（Ｂ）の中和により合成されるイオン液体である。プロトン性イオン液体以外のものが、非プロトン性イオン液体に分類される。
【０００５】
【化１】
【０００６】
非特許文献１にはプロトン性イオン液体の蒸留について報告されているが、その機構は通常の液体の蒸留とは異なる。それは、イオン液体を蒸留するものではなく、上記反応式で逆反応により生じるブレンステッド酸とブレンステッド塩基を蒸留するものである。ＨＡとＨＢ＋の酸性度の差（ΔｐＫａ）が小さい場合のみ上記反応式（１）が平衡状態にあるため、蒸留が可能となる。蒸留された酸、塩基は再び中和してイオン液体を形成する。このように、プロトン性イオン液体は、中和反応が平衡状態にあると、中性分子であるブレンステッド酸、ブレンステッド塩基が生じるため、純粋なイオン液体を得にくい。
【０００７】
特許文献１、特許文献２及び非特許文献２には、非プロトン性イオン液体についての記載がある。特許文献１には、非特許文献１と同じように、イオン液体中に平衡状態で存在する中性分子を蒸留することが記載されている。また、特許文献２には、イオン液体の熱分解により生成した分解物を蒸留し、それらを反応させて再びイオン液体とすることが記載されている。しかし、蒸留された分解物には複数の成分が含まれており成分分離を行わないでそのまま反応させると、再生されたイオン液体は、カチオン上のアルキル基の組み換えによって、複数の成分を含むイオン液体となる。特許文献２には、イオン液体として、1−メチル−３−エチルイミダゾリウムクロライドが例に挙げられているが、再生されるイオン液体の成分は、１，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１，３−ジエチルイミダゾリウムクロライド、1−メチル−３−エチルイミダゾリウムクロライドの混合物となる。一方、非特許文献２には高温、減圧下で、イオン液体を組成変化させずに蒸留できることが報告されている。しかし、蒸留速度が速いビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドをアニオンとするイオン液体であっても、数百ｍｇ／ｈの蒸留速度を得るには０．１ｍｂaｒ（１０Ｐａ）で３００℃もの高温が必要である。このような条件を工業レベルで実現することは、高額な設備が必要となる上、エネルギー消費も大きく、現実的には難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００７−５２４６６４
【特許文献２】特表２００３−５０７１８５
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｖｏｌ．１２５，ＮＯ．５０，ｐｐ１５４１１−１５４１９，２００３
【非特許文献２】Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．４３９，ｐｐ８３１−８３４，２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
非特許文献２にあるように、ある種の非プロトン性イオン液体を蒸留することは可能であるものの、十分な蒸留速度を得るには、高温、高真空という厳しい条件が必要である。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、穏和な条件下で、蒸留速度の速いイオン液体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するため、本発明者は鋭意研究して以下の発明がなされた。
【００１２】
本発明は、カチオン成分およびアニオン成分からなる非プロトン性イオン液体であって、前記カチオン成分は有機カチオンであり、前記アニオン成分は下記化学式（１）で示される化学構造を含むイオン液体に関する。但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基、Ｒ３は水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基を示す。また、Ｒ１とＲ３、又はＲ２とＲ３の間で環を形成してもよい。
【００１３】
【化２】
【００１４】
本発明における非プロトン性イオン液体とは、プロトン性イオン液体に分類されないものを言う。プロトン性イオン液体とは、下記反応式（１）に示すブレンステッド酸（ＨＡ）とブレンステッド塩基（Ｂ）の中和により合成されるイオン液体である。さらに、カチオン中心を構成する原子又はカチオン中心とπ電子共役した原子は、炭素以外の原子を含み、その原子に水素原子が共有結合又はイオン結合した構造を有するものがプロトン性イオン液体のカチオン成分に該当する。
【００１５】
【化３】
【００１６】
また、前記化学式（１）中、Ｒ１、Ｒ２は、ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、Ｃ（ＣＨ３）３、ＣＦ３、ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３のいずれかであり、Ｒ３は、Ｈ、ＣＨ３、ＣＦ３、Ｆのいずれかであることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記アニオン成分は下記化学式（２）で示される１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートアニオンであることが好ましい。
【００１８】
【化４】
【００１９】
また、前記カチオン成分は下記化学式（３）で示される群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。但し、式中、Ｒ１〜Ｒ４は、炭素数が２０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示し、Ｒ´１〜Ｒ´１０は水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示す。
【００２０】
【化５】
【００２１】
さらに、本発明のイオン液体は下記化学式（４）で示される構造を有することが好ましい。
【００２２】
【化６】
【００２３】
また、本発明のイオン液体は下記化学式（５）で示される構造を有することが好ましい。
【００２４】
【化７】
【００２５】
さらに、本発明のイオン液体は下記化学式（６）で示される構造を有することが好ましい。
【００２６】
【化８】
【００２７】
また、本発明のイオン液体は下記化学式（７）で示される構造を有することが好ましい。
【００２８】
【化９】
【００２９】
さらに、本発明のイオン液体は下記化学式（８）で示される構造を有することが好ましい。
【００３０】
【化１０】
【発明の効果】
【００３１】
本発明のイオン液体は、従来よりも速い速度、穏和な条件で蒸留が可能であり、精製や回収が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、実施例で用いられる蒸留装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明について更に詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
【００３４】
イオン液体
イオン液体に関しては幾つかの定義が提唱されている（イオン液体II―驚異的な進歩と多彩な近未来―，シーエムシー出版，ｐｐ４−１５，２００６）。本発明において、イオン液体とは、少なくとも一方が有機イオンであるカチオンとアニオンのみから成り、融点が１００℃以下である物質を示す。また、本発明のイオン液体は、少なくとも常温で液体であることが好ましい。
【００３５】
アニオン成分
本発明のイオン液体を構成するアニオン成分には下記化学式（１）で示されるアニオンが用いられる。但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基、Ｒ３は水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基を示す。また、Ｒ１とＲ３、又はＲ２とＲ３の間で環を形成してもよい。
【００３６】
【化１１】
【００３７】
Ｒ１、Ｒ２としては水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロ−ｎ−プロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロ−ｎ−ブチル基、パーフルオロイソブチル基、パーフルオロ−ｓｅｃ−ブチル基、パーフルオロ−ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、２−フラニル基、２−チエニル基が好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。Ｒ１とＲ２は同一でも異なっていても良い。Ｒ３としては水素原子、フッ素原子、メチル基、トリフルオロメチル基が好ましく、水素原子が特に好ましい。化学式（１）で示されるアニオンの好ましい具体例としては下記化学式（２）で示される１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートアニオン、下記化学式（９）で示されるアセチルアセトネートアニオン、下記化学式（１０）で示される１，１，１−トリフルオロアセチルアセトネートアニオン、下記化学式（１１）で示されるジピバロイルメタネートアニオンが挙げられる。中でも１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートアニオンの場合に、特に好ましい。
【００３８】
【化１２】
【００３９】
【化１３】
【００４０】
【化１４】
【００４１】
【化１５】
【００４２】
カチオン成分
本発明において用いられるカチオン成分は特に制限されない。ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンやヘキサフルオロボレートアニオン等とイオン液体を形成するカチオンを本発明に於いても用いることができる。好ましいカチオンとしては下記化学式（３）で示されるカチオンが挙げられる。但し、式中、Ｒ１〜Ｒ４は、炭素数が２０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示し、Ｒ´１〜Ｒ´１０は水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示す。
【００４３】
【化１６】
【００４４】
Ｒ１〜Ｒ４としてはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、２−メトキシエチル基、トリメチルシリルメチル基、アリル基が好ましい。Ｒ´１〜Ｒ´１０としては水素原子、メチル基が好ましい。好ましいカチオンとしてより具体的には、下記化学式（１２）で示されるカチオンがあげられる。但し、式中、ｎは１〜１０の整数を示す。
【００４５】
【化１７】
【００４６】
合成方法
本発明のイオン液体は公知のイオン液体の合成法により合成することができる。例えば、下記反応式（２）〜（４）に示される合成法が挙げられる。式中、Ｃ＋は本発明のイオン液体を構成するカチオン、Ｘ−はＣｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−のいずれかのアニオン、Ｍ＋はＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ａｇ＋のいずれかのカチオンを示す。
【００４７】
【化１８】
【００４８】
上記反応式（２）に示したアニオン交換法によるイオン液体の合成方法について説明する。
【００４９】
＜アニオン原料＞
アニオン原料には、目的アニオンとＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ａｇ＋等からなる塩を用いる。これらの塩は、公知の方法により合成することができる。例えば、下記化学式（１３）で示される化合物とＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＨ、ＮａＨ、ＫＨ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＬｉＮＨ２、ＮａＮＨ２、ＫＮＨ２、リチウムジイソプロピルアミド、ＮＨ３、硝酸銀、酢酸銀等を反応させて合成する。但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基、Ｒ３は水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基を示す。また、Ｒ１とＲ３、又はＲ２とＲ３の間で環を形成してもよい。合成法によっては水和物として得られることがあるが、組成が正確に分かっていればイオン液体の原料として用いることができる。
【００５０】
【化１９】
【００５１】
また、上記化学式（１３）で示される化合物には市販品を用いることができる他、公知の方法により合成することができる。例えば、アルデヒド又はケトンとカルボン酸エステル、カルボン酸無水物、カルボン酸ハロゲン化物等とのクライゼン縮合により合成することができる。アニオン原料は、純度９９％以上に精製して用いることが望ましい。
【００５２】
＜カチオン原料＞
カチオン原料は市販品を用いることができる他、公知の方法により合成することができる。カチオン原料には目的カチオンのハロゲン化物塩が用いられる。カチオン原料は、純度９９％以上に精製して用いることが望ましい。
【００５３】
＜イオン液体の合成＞
本発明のイオン液体は、カチオンの電荷とアニオンの電荷が等しくなるように反応させることにより合成することができる。例えば、１価のカチオン原料と１価のアニオン原料の場合は１：１のモル比で反応させ、２価のカチオン原料と１価のアニオン原料の場合は１：２のモル比で反応させる。反応溶媒としては水、メタノール、エタノール、アセトニトリル、アセトンが好ましい。カチオン原料とアニオン原料それぞれの溶液を調整し、一方の溶液に他方の溶液を添加することにより反応を行う。反応は空気中、常温で実施することができる。ハロゲン化物塩が副生するが、蒸留によりイオン液体を分離することができる。また、イオン液体が疎水性の場合には、水で洗浄することによりハロゲン化物塩を除去することができる。
【００５４】
蒸留
本発明のイオン液体の蒸留法としては分子蒸留又はショートパス蒸留が適している。分子蒸留とは０．１Ｐａ未満の高真空下において、液体の蒸発面と凝縮面との間隔をその分子の平均自由行程より短くして蒸留する方法である。ショートパス蒸留は短行程蒸留とも呼ばれ、液体の蒸発面と凝縮面との間隔が短い蒸留法であるが、その間隔は分子の平均自由行程よりも長く、分子蒸留よりも高い０．１Ｐａ以上の圧力で行われる。どちらの蒸留法も沸点以下の温度で蒸留することができる。分子蒸留とショートパス蒸留は装置が類似しており、市販の分子蒸留又はショートパス蒸留装置を用いることができる。中でも薄膜蒸留装置が適している。薄膜蒸留とは液体試料を薄い膜状にして加熱し蒸発させる蒸留法であり、蒸発効率が高く、試料への熱負荷が小さいという特徴がある。薄膜蒸留装置には、液膜の形成法によって流下式、回転遠心式、ワイパー式等がある。本発明のイオン液体の蒸留にはいずれの方式の装置も使用することができるが、これらに限定されるものではない。数ｍｌ以下少量の試料の蒸留には、クーゲルロール蒸留装置も使用することができ、昇華装置を蒸留装置として流用することもできる。これらの蒸留装置では、窒素やアルゴン等の不活性ガスをキャリアガスとして流しながら蒸留することもできる。
【００５５】
蒸留温度は５０℃以上３００℃以下が好ましく、１００℃以上２００℃未満がより好ましい。蒸留圧力は０．０１Ｐａ以上１０００Ｐａ以下が好ましく、０．１Ｐａ以上１００Ｐａ以下がより好ましい。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。
【００５７】
イオン液体の合成
〔実施例１〕１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（４））の合成
＜ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの合成＞
全ての操作は窒素雰囲気で行う。また、使用する溶媒は脱水剤で十分に脱水し、窒素バブリングにより脱酸素したものを使用する。滴下ロートを備えた１０００ｍＬの３つ口フラスコに、水素化ナトリウム（純度６０％、４０％オイル含有）２１．９１ｇ（５４７．８ｍｍｏｌ）とｎ−ヘキサン７５０ｍＬとを入れる。フラスコ内を攪拌しながら、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトン１２６．１ｇ（６０６．１ｍｍｏｌ）を室温で１６０分間かけて滴下する。反応を完了させるために、滴下終了後、さらに３．５日間攪拌を続ける。析出した沈殿をグラスフィルターで濾過する。グラスフィルター上の沈殿をｎ−ヘキサン１８０ｍＬで５回洗浄し、減圧乾燥すると白色固体１２３．６５ｇが得られる。得られた白色固体をジエチルエーテル１２５０ｍＬに溶解し、ガラス繊維フィルターでろ過する。濾液を濃縮すると結晶が析出する。析出した結晶を濾過しジエチルエーテル１００ｍＬで２回洗浄した後減圧乾燥する。その結果、白色固体１０８．８７ｇ（収率８６％）が得られる。表１に元素分析の結果を示す。
〔元素分析値〕
【００５８】
【表１】
【００５９】
＜１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・クロライドの合成＞
全ての操作は窒素雰囲気で行う。また、使用する溶媒は脱水剤で十分に脱水し、窒素バブリングにより脱酸素したものを使用する。また、１−メチルイミダゾールは予め蒸留精製したものを使用する。ジムロート冷却管を備えた５００ｍＬの３つ口フラスコに、１−メチルイミダゾール７０．１０ｇ（８５３．８ｍｍｏｌ）と１−クロロブタン１５８．００ｇ（１７０７ｍｍｏｌ）とを入れる。９０℃で３０時間攪拌し、室温で冷却する。生成した固体をジエチルエーテルで洗浄し、濾過、減圧乾燥する。その結果、白色固体１４６．７５ｇ（収率９８％）が得られる。表２に元素分析の結果を示す。
〔元素分析値〕
【００６０】
【表２】
【００６１】
＜１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの合成＞
ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート２３．５１ｇ（１０２．２ｍｍｏｌ）と１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・クロライド１７．８５ｇ（１０２．２ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにエタノール５０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・クロライドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はエタノール３０ｍＬで洗い流し、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・クロライドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに１６時間攪拌を続ける。エタノールを減圧留去し、水５０ｍＬとジクロロメタン１００ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水５０ｍｌで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で２時間乾燥する。その結果、黄色液体２９．５０ｇ（収率８３％）が得られる。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００６２】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）９．２１（１Ｈ，ｓ），７．４２（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝１．７Ｈｚ），７．３８（１Ｈ，ｓ），５．５０（０．７７Ｈ，ｓ），４．１７（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．２Ｈｚ），３．８６（３Ｈ，ｓ），２．３６（０．２３Ｈ，ｓ），１．７９（２Ｈ，ｑｕｉｎｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），１．３１（２Ｈ，ｓｅｘｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ），０．９２（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．６１（ｑ，ＪＣＦ＝３０Ｈｚ），１３８．３３，１２４．５６，１２３．２０，１１９．６４（ｑ，ＪＣＦ＝２９２Ｈｚ），８４．０９，５０．２３，３６．７４，３２．８０，２０．０３，１３．６５
合成したイオン液体は、後述する方法で１５０℃、１３Ｐａにて蒸留することができる。蒸留したイオン液体のＮＭＲ測定結果を以下に示す。これらの結果から、蒸留の前後でイオン液体の構造に変化が無いことが分かる。
【００６３】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）９．２１（１Ｈ，ｓ），７．４１（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝１．７Ｈｚ），７．３７（１Ｈ，ｓ），５．４７（０．６６Ｈ，ｓ），４．１７（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），３．８６（３Ｈ，ｓ），２．３３（０．３４Ｈ，ｓ），１．７９（２Ｈ，ｑｕｉｎｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），１．３１（２Ｈ，ｓｅｘｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），０．９２（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．２６（ｑ，ＪＣＦ＝２９Ｈｚ），１３８．３４，１２４．５６，１２３．２０，１１９．５５（ｑ，ＪＣＦ＝２９３Ｈｚ），８３．７８，５０．２３，３６．７５，３２．７９，２０．０３，１３．６５
〔実施例２〕１−ヘキシルピリジニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（５））の合成
１−ヘキシルピリジニウム・ブロマイドはＡＣＲＯＳ社製の試薬を使用し、ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートは実施例１と同様に合成する。ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート１５．２０ｇ（６６．０８ｍｍｏｌ）と１−ヘキシルピリジニウム・ブロマイド１６．１３ｇ（６６．０６ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにアセトニトリル３０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ヘキシルピリジニウム・ブロマイドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はアセトニトリル３０ｍＬで洗い流し、１−ヘキシルピリジニウム・ブロマイドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに２０時間攪拌を続ける。アセトニトリルを減圧留去し、水３５ｍＬとジクロロメタン７０ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水３５ｍＬで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で３時間乾燥する。その結果、黄色液体２２．３６ｇ（収率９１％）が得られる。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００６４】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）８．９９（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝５．５Ｈｚ），８．５０（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．７Ｈｚ），８．０４（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．９Ｈｚ），５．４６（０．７７Ｈ，ｓ），４．５７（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．６Ｈｚ），２．３７（０．２３Ｈ，ｓ），１．９５（２Ｈ，ｑｕｉｎｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），１．３０（６Ｈ，ｍ），０．８７（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．１Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．２４（ｑ，ＪＣＦ＝２９Ｈｚ），１４６．５３，１４６．０３，１４５．９６，１４５．８９，１２９．３２，１１９．５４（ｑ，ＪＣＦ＝２９２Ｈｚ），８３．７７，６２．７３，３２．０２，３１．８１，２６．３２，２３．０８，２２．１３，１４．１８
〔実施例３〕１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（６））の合成
＜１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム・ブロマイドの合成＞
全ての操作は窒素雰囲気で行う。また、使用する溶媒は脱水剤で十分に脱水し、窒素バブリングにより脱酸素したものを使用する。また、１−メチルピロリジンは予め蒸留精製したものを使用する。滴下ロートとジムロート冷却管を備えた５００ｍＬの３つ口フラスコに、１−メチルピロリジン３０．３０ｇ（３５５．８ｍｍｏｌ）とシクロペンチルメチルエーテル２００ｍＬとを入れる。６０℃で攪拌しながら１−ブロモヘキサン８８．２０ｇ（５３４．３ｍｍｏｌ）を４時間かけて滴下する。そのまま６０℃で１６時間攪拌し、さらに１１０℃で１時間還流した後室温へ冷却する。生成した沈殿をシクロペンチルメチルエーテルで洗浄し、濾過、減圧乾燥する。その結果、白色固体７９．９２ｇ（収率８９％）が得られる。表３に元素分析の結果を示す。
〔元素分析値〕
【００６５】
【表３】
【００６６】
＜１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの合成＞
実施例１と同様に合成したナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート２１．０９ｇ（９１．６８ｍｍｏｌ）と１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム・ブロマイド２２．９４ｇ（９１．６８ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにアセトニトリル３０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム・ブロマイドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はアセトニトリル３０ｍＬで洗い流し、１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム・ブロマイドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに２０時間攪拌を続ける。アセトニトリルを減圧留去し、水５０ｍＬとジクロロメタン１００ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水５０ｍＬで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で２時間乾燥する。その結果、黄色液体２９．５３ｇ（収率７７％）が得られる。表６に元素分析の結果を示す。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００６７】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）５．４３（０．８１Ｈ，ｍ），３．４４（４Ｈ，ｍ），３．２５（２Ｈ，ｍ），２．９６（３Ｈ，ｓ），２．３８（０．１９Ｈ，ｓ），２．１４（４Ｈ，ｓ），１．７１（２Ｈ，ｍ），１．３１（６Ｈ，ｓ），０．９０（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．２４（ｑ，ＪＣＦ＝２９Ｈｚ），１１９．５４（ｑ，ＪＣＦ＝２９２Ｈｚ），８３．７４，６５．３３，６５．２９，６５．２６，６５．２４，４９．２４，４９．２１，３１．９２，２６．７３，２６．７２，２６．７０，２４．３２，２３．１１，２２．４０，１４．２１
〔実施例４〕１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（７））の合成
＜１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム・ブロマイドの合成＞
全ての操作は窒素雰囲気で行う。また、使用する溶媒は脱水剤で十分に脱水し、窒素バブリングにより脱酸素したものを使用する。また、１−メチルピペリジンは予め蒸留精製したものを使用する。滴下ロートとジムロート冷却管を備えた５００ｍＬの３つ口フラスコに、１−メチルピペリジン１９．５８ｇ（１９７．５ｍｍｏｌ）とシクロペンチルメチルエーテル１００ｍＬとを入れる。１１０℃で攪拌しながら１−ブロモヘキサン６５．８６ｇ（３９９．０ｍｍｏｌ）を４時間かけて滴下する。そのまま１１０℃で１６時間攪拌した後室温へ冷却する。生成した沈殿をシクロペンチルメチルエーテルで洗浄し、濾過、減圧乾燥する。その結果、白色固体５１．１２ｇ（収率９８％）が得られる。表４に元素分析の結果を示す。
〔元素分析値〕
【００６８】
【表４】
【００６９】
＜１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの合成＞
実施例１と同様に合成したナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート１１．５０ｇ（４９．９９ｍｍｏｌ）と１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム・ブロマイド１３．２１ｇ（４９．９９ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにアセトニトリル２０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム・ブロマイドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はアセトニトリル３０ｍＬで洗い流し、１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム・ブロマイドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに１６時間攪拌を続ける。アセトニトリルを減圧留去し、水３０ｍＬとジクロロメタン６０ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水３０ｍＬで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で２時間乾燥する。その結果、黄色液体１７．９９ｇ（収率９２％）が得られる。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００７０】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）５．４１（０．７４Ｈ，ｓ），３．２９〜３．２１（６Ｈ，ｍ），２．９６（３Ｈ，ｓ），２．３８（０．２６Ｈ，ｓ），１．８２（４Ｈ，ｍ），１．７１〜１．５４（３Ｈ，ｍ），１．３２（６Ｈ，ｍ），０．９０（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７２．８７（ｑ，ＪＣＦ＝２９Ｈｚ），１１９．６７（ｑ，ＪＣＦ＝２９３Ｈｚ），８３．４２，６４．５１，６１．９５，４８．６０，３１．９３，２６．６６，２３．１１，２２．３４，２１．６５，２０．６２，１４．２１
〔実施例５〕ｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（８））の合成
ｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウム・ブロマイドは、東京化成工業（株）製の試薬を使用し、ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートは実施例１と同様に合成する。ナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート２３．８９ｇ（１０３．９ｍｍｏｌ）とｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウム・ブロマイド２３．２８ｇ（１０３．８ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにアセトニトリル４０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながらｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウム・ブロマイドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はアセトニトリル３０ｍＬで洗い流し、ｎ−ヘキシルトリメチルアンモニウム・ブロマイドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに１５時間攪拌を続ける。アセトニトリルを減圧留去し、水５０ｍＬとジクロロメタン１００ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水５０ｍＬで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で３時間乾燥する。その結果、黄色液体３４．５９ｇ（収率９５％）が得られる。表８に元素分析の結果を示す。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００７１】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）５．４５（０．７７Ｈ，ｓ），３．２３（２Ｈ，ｍ），３．２１（９Ｈ，ｓ），２．４１（０．２３Ｈ，ｓ），１．６９（２Ｈ，ｍ），１．３１（６Ｈ，ｍ），０．９０（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．７Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．２９（ｑ，ＪＣＦ＝２９Ｈｚ），１１９．５１（ｑ，ＪＣＦ＝２９２Ｈｚ），８３．７９，６７．５８，５３．８５，５３．８１，５３．７７，３１．８８，２６．４９，２６．４７，２６．４６，２３．４７，２３．０７，１４．１９
〔実施例６〕１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート（化学式（１４））の合成
【００７２】
【化２０】
【００７３】
＜１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・クロライドの合成＞
全ての操作は窒素雰囲気で行う。また、使用する溶媒は脱水剤で十分に脱水し、窒素バブリングにより脱酸素したものを使用する。また、１，２−ジメチルイミダゾールは予め蒸留精製したものを使用する。ジムロート冷却管を備えた３００ｍＬの３つ口フラスコに、１，２−ジメチルイミダゾール５０．１２ｇ（５２１．４ｍｍｏｌ）と１−クロロブタン９７．４６ｇ（１０５３ｍｍｏｌ）とを入れる。９０℃で３０時間攪拌し、室温で冷却する。生成した固体をジエチルエーテルで洗浄し、濾過、減圧乾燥する。その結果、白色固体６９．５２ｇ（収率７１％）が得られる。表５に元素分析の結果を示す。
〔元素分析値〕
【００７４】
【表５】
【００７５】
＜１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム／１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの合成＞
実施例１と同様に合成したナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネート２３．０４ｇ（１００．２ｍｍｏｌ）と１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・クロライド１８．９０ｇ（１００．２ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の２００ｍＬナス型フラスコに秤量する。それぞれのフラスコにエタノール３０ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・クロライドの溶液にナトリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はエタノール３０ｍＬで洗い流し、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・クロライドの溶液に残さず加える。添加と同時に白色の沈殿が生成する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに１５時間攪拌を続ける。エタノールを減圧留去し、水５０ｍＬとジクロロメタン１００ｍＬを加えると透明な２層の溶液となる。有機層（下層）を分離し、水５０ｍＬで２回洗浄する。ジクロロメタンを減圧留去した後、６６Ｐａ、６０℃で２時間乾燥する。その結果、黄色液体３２．２０ｇ（収率８９％）が得られる。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００７６】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）７．３５（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．９Ｈｚ），７．３３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．９Ｈｚ），５．４１（０．６５Ｈ，ｓ），４．０４（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），３．７１（３Ｈ，ｓ），２．４７（３Ｈ，ｓ），２．３８（０．３５Ｈ，ｓ），１．７２（２Ｈ，ｑｕｉｎｔ，Ｊ＝７．６Ｈｚ），１．３３（２Ｈ，ｓｅｘｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），０．９３（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１７３．１１（ｑ，ＪＣＦ＝２６Ｈｚ），１４５．４２，１２３．４１，１２１．９５，１１９．５４（ｑ，ＪＣＦ＝２９３Ｈｚ），８３．６０，４９．０２，３５．７４，３２．３４，２０．１６，１３．７６，１０．０７
〔実施例７〕１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／１，１，１−トリフルオロアセチルアセトネート（化学式（１５））の合成
【００７７】
【化２１】
【００７８】
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム炭酸水素塩水溶液はＡｌｄｒｉｃｈ社製の試薬を使用し、１，１，１−トリフルオロアセチルアセトンは予め蒸留精製したものを使用する。１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム炭酸水素塩５０．０ｗｔ％水溶液１０．１０ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）と１，１，１−トリフルオロアセチルアセトン３．８９ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）とを窒素雰囲気下で別々の５０ｍＬナス型フラスコに秤量する。１，１，１−トリフルオロアセチルアセトンにメタノール５ｍＬを加え溶液とする。室温で攪拌しながら１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム炭酸水素塩の溶液に１，１，１−トリフルオロアセチルアセトンの溶液を添加する。フラスコに残った溶液はメタノール５ｍＬで洗い流し、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム炭酸水素塩の溶液に残さず加える。添加と同時に気体が発生する。反応を完了させるために、添加終了後、さらに１時間攪拌を続ける。ロータリーエバポレーターで濃縮した後、６６Ｐａ、６０℃で３時間乾燥する。その結果、黄色液体７．３７ｇ（収率１００％）が得られる。合成したイオン液体の構造はＮＭＲにて確認した。結果を下記に示す。
【００７９】
〔ＮＭＲスペクトルデータ〕
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）９．２９（１Ｈ，ｓ），７．４７（１Ｈ，ｓ），７．４１（１Ｈ，ｓ），４．９８（０．７３Ｈ，ｓ），４．１７（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），３．８６（３Ｈ，ｓ），２．９５（０．２７Ｈ，ｓ），２．１５（３Ｈ，ｓ），１．８０（２Ｈ，ｑｕｉｎｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ），１．３１（２Ｈ，ｓｅｘｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ），０．９２（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤ３ＣＮ）
δ（ｐｐｍ）１９５．２５，１６９．１９（ｑ，ＪＣＦ＝２７Ｈｚ），１３８．４３，１２４．５８，１２３．２４，１２１．７９（ｑ，ＪＣＦ＝２８８Ｈｚ），９３．３９，５０．２１，３６．７２，３２．７６，２９．８９，２０．０５，１３．６９
蒸留速度の測定
＜１＞イオン液体のモル吸光係数の測定
合成したイオン液体１００．０ｍｇを窒素雰囲気下で２５．０ｍＬのメスフラスコに量りとる。秤量を窒素雰囲気下で行うのはイオン液体の吸湿を避けるためであり、以後の操作は空気中で行うことができる。次に、イオン液体を入れたメスフラスコにメタノールを注入し定容する。希釈した溶液を蓋付きの光路長１．００ｃｍの石英セルに入れ、吸光光度計にセットする。溶液の紫外可視吸収スペクトルを測定し、極大吸収波長における吸光度を読み取る。イオン液体の溶液の吸光度が０．１〜１の間になるように、メタノールで適当な濃度に希釈する。希釈した溶液の濃度は、下記〔式１〕のモル濃度ｃ（ｍｏｌＬ−１）となり、この時の吸光度からモル吸光係数を求める。モル吸光係数は〔式１〕に示すＬａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則より求めることができる。但しＡは吸光度、εはモル吸光係数、ｌは光路長、ｃは溶液のモル濃度を示す。
[式１]
Ａ＝εｌｃ
合成した各実施例のイオン液体及び比較例として１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（化学式（１６），関東化学（株）製）の極大吸収波長とモル吸光係数を表６に示す。
【００８０】
【化２２】
【００８１】
【表６】
【００８２】
＜２＞イオン液体の蒸留
図１は、蒸留装置１の概略図である。蒸留装置１の外径は２０ｍｍ、全長は１８０ｍｍである。蒸留装置１は外管２と冷却管３で構成される。外管２の底部にはマグネチックスターラーの攪拌子４が入っている。減圧口５には真空ラインを接続し、冷却水接続管６より冷却水を流す。外管２の底部に５００ｍｇの合成したイオン液体７を入れ、マグネチックスターラーで攪拌子４を攪拌しながら１３Ｐａまで減圧する。減圧はイオン液体７が発泡して飛沫を飛ばさないようにゆっくりと行う。外管２の下端から６ｃｍまでを１５０℃に調節されたオイルバスに浸けると、冷却管３の下部に蒸留されたイオン液体７’が結露する。沸点より低い温度で蒸留するのでイオン液体７は沸騰せず、蒸留中に飛沫が飛散することはない。冷却管に結露したイオン液体７’の量が多くなると落下するので、その前に蒸留装置１をオイルバスから引き上げ、水浴に浸けて冷却する。
＜３＞蒸留速度の計算
上記の操作で、蒸留装置１をオイルバスに浸けてから引き上げるまでを蒸留時間とし、下記〔式３〕での蒸留時間ｔ（時間）とする。
【００８３】
減圧口５の真空ラインを停止させ、常圧とした後、イオン液体７’を落下させないように冷却管３を取り外す。冷却管３に付着したイオン液体７’を２５．０ｍＬのメスフラスコにメタノールで洗い流し入れ定容する。希釈した溶液を吸光光度計で測定し、吸光度が０．１〜１の間になるように、適宜希釈する。この時の希釈倍率が下記〔式２〕で示すｘとなる。適宜希釈した溶液の紫外可視吸収スペクトルは、蒸留前とスペクトルの形に変化がないことを確認した。表６に示した極大吸収波長における吸光度を読み取り、表６のモル吸光度係数と〔式１〕から、モル濃度ｃ’を計算する。
【００８４】
ここで、蒸留時間ｔ（時間）の間に蒸留されたイオン液体の質量をｗ（ｇ）、イオン液体の分子量をＭ、希釈倍率をｘとすると溶液のモル濃度ｃ’（ｍｏｌＬ−１）は〔式２〕で示される。
[式２]
【００８５】
計算したモル濃度ｃ’と〔式２〕からｗを求める。蒸留速度を１時間当たりに蒸留されるイオン液体の質量と定義すると、蒸留速度は〔式３〕より求めることができる。
[式３]
【００８６】
蒸留速度の結果を表７に示す。尚、表中の相対速度は、各実施例の蒸留速度を比較例である１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドの蒸留速度で除した値である。
【００８７】
【表７】
【００８８】
表７より本発明のイオン液体は、比較例の１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム／ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドよりも蒸留速度が速いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明のイオン液体は、穏和な条件で速い速度での蒸留が可能であるため、従来のイオン液体では難しかった精製や回収を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００９０】
１・・・蒸留装置、２・・・外管、３・・・冷却管、４・・・攪拌子、５・・・減圧口、６・・・冷却水接続管、７、７’・・・イオン液体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン成分およびアニオン成分からなる非プロトン性イオン液体であって、
前記カチオン成分は有機カチオンであり、
前記アニオン成分は下記化学式（１）で示される化学構造を含むことを特徴とするイオン液体。
但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基、Ｒ３は水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基を示す。また、Ｒ１とＲ３、又はＲ２とＲ３の間で環を形成してもよい。
【化１】
【請求項２】
前記化学式（１）中、Ｒ１、Ｒ２は、ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、Ｃ（ＣＨ３）３、ＣＦ３、ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３のいずれかであり、Ｒ３は、Ｈ、ＣＨ３、ＣＦ３、Ｆのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のイオン液体。
【請求項３】
前記アニオン成分は下記化学式（２）で示される１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートアニオンであることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のイオン液体。
【化２】
【請求項４】
前記カチオン成分は下記化学式（３）で示される群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載のイオン液体。
但し、式中、Ｒ１〜Ｒ４は、炭素数が２０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示し、Ｒ´１〜Ｒ´１０は水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示す。
【化３】
【請求項５】
下記化学式（４）で示される構造を有する、請求項１に記載のイオン液体。
【化４】
【請求項６】
下記化学式（５）で示される構造を有する、請求項１に記載のイオン液体。
【化５】
【請求項７】
下記化学式（６）で示される構造を有する、請求項１に記載のイオン液体。
【化６】
【請求項８】
下記化学式（７）で示される構造を有する、請求項１に記載のイオン液体。
【化７】
【請求項９】
下記化学式（８）で示される構造を有する、請求項１に記載のイオン液体。
【化８】
【請求項１】
カチオン成分およびアニオン成分からなる非プロトン性イオン液体であって、
前記カチオン成分は有機カチオンであり、
前記アニオン成分は下記化学式（１）で示される化学構造を含むことを特徴とするイオン液体。
但し、式中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基、Ｒ３は水素原子、ハロゲン原子、炭素数が１０以下のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又は複素環基を示す。また、Ｒ１とＲ３、又はＲ２とＲ３の間で環を形成してもよい。
【化１】
【請求項２】
前記化学式（１）中、Ｒ１、Ｒ２は、ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、Ｃ（ＣＨ３）３、ＣＦ３、ＣＦ２ＣＦ３、ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３のいずれかであり、Ｒ３は、Ｈ、ＣＨ３、ＣＦ３、Ｆのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のイオン液体。
【請求項３】
前記アニオン成分は下記化学式（２）で示される１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロアセチルアセトネートアニオンであることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のイオン液体。
【化２】
【請求項４】
前記カチオン成分は下記化学式（３）で示される群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載のイオン液体。
但し、式中、Ｒ１〜Ｒ４は、炭素数が２０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示し、Ｒ´１〜Ｒ´１０は水素原子、炭素数が１０以下のアルキル基、アルコキシアルキル基、トリアルキルシリルアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は複素環基を示す。
【化３】
【請求項５】
下記化学式（４）で示される構造を有する、請求項１に記載のイオン液体。
【化４】
【請求項６】
下記化学式（５）で示される構造を有する、請求項１に記載のイオン液体。
【化５】
【請求項７】
下記化学式（６）で示される構造を有する、請求項１に記載のイオン液体。
【化６】
【請求項８】
下記化学式（７）で示される構造を有する、請求項１に記載のイオン液体。
【化７】
【請求項９】
下記化学式（８）で示される構造を有する、請求項１に記載のイオン液体。
【化８】
【図１】
【公開番号】特開２０１０−７０５３９（Ｐ２０１０−７０５３９Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７９５０３（Ｐ２００９−１７９５０３）
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
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