(57)【要約】      （修正有）【課題】  低温からの広範な温度領域において安定な液状を呈すると共に、良好な導電率を有し、リチウム二次電池、電気二重層キャパシター、色素増感型太陽電池、燃料電池または反応溶媒等に使用できる材料としての利用が可能なイオン液体を提供すること。【解決手段】  下記一般式（１）で示される有機物をカチオン成分として含むイオン液体およびその製造方法。2006315963.tif 000012 【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示される有機物をカチオン成分として含むイオン液体。
【化１】
2006315963.tif 000009
[式中の置換基Ｒ1 〜Ｒ6 は、互いに独立しており、同一であっても異なっていても良い。置換基Ｒ1 〜Ｒ6 はそれぞれ、Ｈ原子、C1〜C30 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の二重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルケニル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の三重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルキニル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、アリール基、アルコキシアルキル基、複素環基のいずれかを示す。また、これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 のうちの単一または複数の置換基に含まれるＨ原子は、ハロゲン原子によって部分的にもしくは完全に置換でき、あるいは、ＣＮ基、ＮＯ2 基によって部分的に置換できる。また、Ｒ3 〜Ｒ6 は、Ｃ1 および／またはＣ2 原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成してもよい。更に、Ｒ2 およびＲ3 は、Ｃ1 および／またはＮ原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成することもできる。これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 に含まれる炭素原子は、-O-, -C(O)-,-C(O)O-,-S-,-S(O)-,-SO2-,-SO3-,-N=,-N=N-,-NH-,-NR'-,-N(R')2, -PR'-,-P(O)R'-,-P(O)R'-O-,-O-P(O)R'-O-,および-P(R')2=N-の群から選択される原子および／または原子団によって置換できる（ここで、R'はC1〜C10 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、またはＦ原子によって部分的もしくは完全に置換されたアルキル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、非置換もしくは置換されたフェニル基、または非置換もしくは置換されたヘテロシクルスを示す）。ＸおよびＹは、それぞれ独立して、Ｓ原子またはＯ原子を示す。更に、点線は、共役構造を示す。]
【請求項２】
カチオン成分とアニオン成分とからなるイオン液体であって、カチオン成分が下記一般式（１）で示されるカチオン成分の群から選ばれる一種または複数種であるイオン液体。
【化２】
2006315963.tif 000010
[式中の置換基Ｒ1 〜Ｒ6 は、互いに独立しており、同一であっても異なっていても良い。置換基Ｒ1 〜Ｒ6 はそれぞれ、Ｈ原子、C1〜C30 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の二重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルケニル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の三重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルキニル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、アリール基、アルコキシアルキル基、複素環基のいずれかを示す。また、これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 のうちの単一または複数の置換基に含まれるＨ原子は、ハロゲン原子によって部分的にもしくは完全に置換でき、あるいは、ＣＮ基、ＮＯ2 基によって部分的に置換できる。また、Ｒ3 〜Ｒ6 は、Ｃ1 および／またはＣ2 原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成してもよい。更に、Ｒ2 およびＲ3 は、Ｃ1 および／またはＮ原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成することもできる。これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 に含まれる炭素原子は、-O-, -C(O)-,-C(O)O-,-S-,-S(O)-,-SO2-,-SO3-,-N=,-N=N-,-NH-,-NR'-,-N(R')2, -PR'-,-P(O)R'-,-P(O)R'-O-,-O-P(O)R'-O-,および-P(R')2=N-の群から選択される原子および／または原子団によって置換できる（ここで、R'はC1〜C10 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、またはＦ原子によって部分的もしくは完全に置換されたアルキル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、非置換もしくは置換されたフェニル基、または非置換もしくは置換されたヘテロシクルスを示す）。ＸおよびＹは、それぞれ独立して、Ｓ原子またはＯ原子を示す。更に、点線は、共役構造を示す。]
【請求項３】
前記アニオン成分が、 [RSO3] - , [Rf SO3]- ,[(Rf SO2)2N] - ,[(Rf SO2)3C] - ,[(FSO2)3C] - ,[RCH2OSO3] - ,[RC(O)O] - , [Rf C(O)O]- ,[CCl3C(O)O]- ,[(CN)3C] - ,[(CN)2CR]- , [(RO(O)C)2CR] - ,[R2P(O)O]- ,[RP(O)O2]2-,[(RO)2P(O)O] - , [(RO) P(O)O2]2- , [(RO)(R) P(O)O] - , [Rf 2P(O)O] - ,[R f P(O)O2]2- ,[B(OR)4] - ,[N(CF3)2]- ,[N(CN)2] - ,[AlCl4]- , PF6 - , BF4 - , SO42- ,HSO4 - ,NO3- ,F- ,Cl - ,Br - , およびI -  [式中の置換基Ｒは、Ｈ原子、ハロゲン原子、C1〜C10 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、C2〜C10 の単一もしくは複数の二重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルケニル基、C2〜C10 の単一もしくは複数の三重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルキニル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、アリール基、アルコキシアルキル基のいずれかを示す。この置換基Ｒに含まれるＨ原子は、ハロゲン原子によって部分的にもしくは完全に置換でき、あるいは、ＣＮ基、ＮＯ2 基によって部分的に置換できる。また、この置換基Ｒに含まれる炭素原子は、-O- ，-C(O)-, -C(O)O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO3-, -N=, -N=N-, -NR'-, -N(R')2, -PR'-, -P(O)R'-, -P(O)R'-O-, -O-P(O)R'-O-,および-P(R')2=N-の群から選択される原子および／または原子団によって置換できる（ここで、R'はC1〜C10 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、またはＦ原子によって部分的もしくは完全に置換されたアルキル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、非置換もしくは置換されたフェニル基、または非置換もしくは置換されたヘテロシクルスを示す）。また、R f はフッ素含有置換基である。] の群の中から選ばれる一種または複数種である請求項２記載のイオン液体。
【請求項４】
前記一般式（１）中のＲ1 〜Ｒ6 が、それぞれＣ1 〜Ｃ6 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基（Ｒ1 〜Ｒ6 は互いに同種でも異種であってもよい）である請求項１〜３のいずれかに記載のイオン液体。
【請求項５】
前記一般式（１）中のＹが、Ｓ原子である請求項１〜４のいずれかに記載のイオン液体。
【請求項６】
前記アニオン成分が、 (ＣＦ3 ＳＯ2)2 Ｎ -、ＣＦ3 ＳＯ3 - 、ＣＦ3 ＣＯＯ- 、ＰＦ6 - 、ＢＦ4 - 、Ｎ (ＣＮ)2- 、ＳＯ42- 、ＨＳＯ4 - 、ＮＯ3 - 、Ｆ- 、Ｃｌ- 、Ｂｒ- 、およびＩ- の群の中から選ばれる一種または複数種であり、かつ、前記一般式（１）中のＲ1 およびＲ2 が、それぞれＣ1 〜Ｃ6 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基（Ｒ1 およびＲ2 は互いに同種でも異種であってもよい）であり、Ｒ3 〜Ｒ6 がＨ原子であり、ＹがＳ原子である請求項２記載のイオン液体。
【請求項７】
前記一般式（１）中のＲ1 およびＲ2 の一方がメチル基であり、もう一方がエチル基またはプロピル基であり、Ｒ3 〜Ｒ6 がＨ原子であり、かつ、前記アニオン成分が（ＣＦ3 ＳＯ2)2 Ｎ -、ＰＦ6 - またはＢＦ4 - のいずれかである請求項２記載のイオン液体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のイオン液体を電解液として含む蓄電用デバイス。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載のイオン液体を含むリチウム二次電池。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載のイオン液体を含む電気二重層キャパシター。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれかに記載のイオン液体を含む色素増感型太陽電池。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれかに記載のイオン液体を含む燃料電池。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれかに記載のイオン液体を含む反応溶媒。
【請求項１４】
下記一般式（２) または（３）で示される有機物をアルキル化することを特徴とする前記一般式（１）で示される有機物をカチオン成分として含むイオン液体の製造方法。
【化３】
2006315963.tif 000011
[式中の置換基Ｒ1 〜Ｒ6 は、互いに独立しており、同一であっても異なっていても良い。置換基Ｒ1 〜Ｒ6 はそれぞれ、Ｈ原子、C1〜C30 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の二重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルケニル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の三重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルキニル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、アリール基、アルコキシアルキル基、複素環基のいずれかを示す。また、これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 のうちの単一または複数の置換基に含まれるＨ原子は、ハロゲン原子によって部分的にもしくは完全に置換でき、あるいは、ＣＮ基、ＮＯ2 基によって部分的に置換できる。また、Ｒ3 〜Ｒ6 はＣ1 および／またはＣ2 原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成してもよい。更に、Ｒ2 およびＲ3 はＣ1 および／またはＮ原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成することもできる。これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 に含まれる炭素原子は、-O-, -C(O)-,-C(O)O-,-S-,-S(O)-,-SO2-,-SO3-,-N=,-N=N-,-NH-,-NR'-,-N(R')2, -PR'-,-P(O)R'-,-P(O)R'-O-,-O-P(O)R'-O-,および-P(R')2=N-の群から選択される原子および／または原子団によって置換できる（ここで、R'はC1〜C10 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、またはＦ原子によって部分的あるいは完全に置換されたアルキル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、非置換もしくは置換されたフェニル基、または非置換もしくは置換されたヘテロシクルスを示す）。ＸおよびＹは、それぞれ独立して、Ｓ原子またはＯ原子を示す。] 
【請求項１５】
前記アルキル化後、得られた塩とアニオン交換する請求項１４記載のイオン液体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温からの広範な温度領域において液状を呈するイオン液体およびその製造方法と、それを利用した蓄電用デバイス、リチウム二次電池、電気二重層キャパシター、色素増感型太陽電池、燃料電池または反応溶媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンモニウム系カチオンに代表されるようなＮ原子を含むオニウムをカチオンとして形成されるイオン液体は、従来から多数報告されているが、２０℃を超える温度においては液状を呈するものの、２０℃以下で液体として存在するものはごく一部である。そのため、室温付近においては、単独では電解質としても溶媒としても使用しにくいという状況である。（特許文献１、特許文献２および非特許文献１〜３参照）
すなわち、低温域において安定した液状を示すイオン液体が少ないことが、リチウム二次電池、電気二重層キャパシター、燃料電池あるいは色素増感型太陽電池、または蓄電用デバイス向け電解質あるいは添加剤としての応用に関し大きな障害となっている。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第02/076924 号パンフレット
【特許文献２】特開2003-331918 号公報
【特許文献３】特表2001-517205 号公報
【非特許文献１】松本一、宮崎義憲、溶融塩および高温化学、44, 7(2001)
【非特許文献２】H.Matsumoto, M.Yanagida, K.Tanimoto, M.Nomura, Y.Kitagawa and Y.Miyazaki, Chem. Lett, 8, 922(2000)
【非特許文献３】D.R.MacFarlane, J.Sun, J.Golding, P.Meakin and M.Forsyth, Electrochemica Acta, 45, 1271(2000)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、低温からの広範な温度領域において安定な液状を呈すると共に、良好な導電率を有するイオン液体とその製造方法を提供することを目的とし、更には、上記のようなリチウム二次電池、電気二重層キャパシター、色素増感型太陽電池、燃料電池または反応溶媒等に使用する材料としての利用が可能なイオン液体を提供することを目的とするものであって、具体的には、Ｓ原子またはＯ原子を有する環状カチオンからなる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】
【０００５】
本発明者らは、カチオン成分とアニオン成分からなる多数の塩を合成し、上記目的を達成するためのイオン液体について鋭意検討した結果、下記一般式（１）で示される有機物カチオンを含む塩が、低温からの広範な温度領域で液体状態を呈すると共に、優れた導電性を有するイオン液体を構成することを見出した。
【０００６】
【化１】
2006315963.tif 000002
【０００７】
[式中の置換基Ｒ1 〜Ｒ6 は、互いに独立しており、同一であっても異なっていても良い。置換基Ｒ1 〜Ｒ6 はそれぞれ、Ｈ原子、C1〜C30 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の二重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルケニル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の三重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルキニル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、アリール基、アルコキシアルキル基、複素環基のいずれかを示す。また、これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 のうちの単一または複数の置換基に含まれるＨ原子は、ハロゲン原子によって部分的にもしくは完全に置換でき、あるいは、ＣＮ基、ＮＯ2 基によって部分的に置換できる。また、Ｒ3 〜Ｒ6 は、Ｃ1 および／またはＣ2 原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成してもよい。更に、Ｒ2 およびＲ3 は、Ｃ1 および／またはＮ原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成することもできる。これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 に含まれる炭素原子は、-O-, -C(O)-,-C(O)O-,-S-,-S(O)-,-SO2-,-SO3-,-N=,-N=N-,-NH-,-NR'-,-N(R')2, -PR'-,-P(O)R'-,-P(O)R'-O-,-O-P(O)R'-O-,および-P(R')2=N-の群から選択される原子および／または原子団によって置換できる（ここで、R'はC1〜C10 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、またはＦ原子によって部分的もしくは完全に置換されたアルキル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、非置換もしくは置換されたフェニル基、または非置換もしくは置換されたヘテロシクルスを示す）。ＸおよびＹは、それぞれ独立して、Ｓ原子またはＯ原子を示す。更に、点線は、共役構造を示す。]
【０００８】
即ち、本発明は、「前記一般式（１）で示される有機物をカチオン成分として含むイオン液体」、および、「カチオン成分とアニオン成分とからなるイオン液体であって、カチオン成分が前記一般式（１）で示されるカチオン成分の群から選ばれる一種または複数種であるイオン液体」を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、良好な導電率を有し、低温からの広範な温度領域において安定した液体状態を保持するイオン液体を提供することができる。
本発明のイオン液体は、リチウム二次電池、電気二重層キャパシター、燃料電池、色素増感型太陽電池、または蓄電用デバイス向け電解質、添加剤、あるいは反応溶媒等に応用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明で用いられるカチオン成分は、前記一般式（１）で示されるものである。前記一般式（１）中の置換基Ｒ1 〜Ｒ6 は、Ｈ原子、C1〜C30 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の二重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルケニル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の三重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルキニル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、アリール基、アルコキシアルキル基、複素環基のいずれかを示す。また、これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 のうちの単一または複数の置換基に含まれるＨ原子は、ハロゲン原子によって部分的にもしくは完全に置換でき、あるいは、ＣＮ基、ＮＯ2 基によって部分的に置換できる。また、Ｒ3 〜Ｒ6 は、Ｃ1 および／またはＣ2 原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成してもよい。更に、Ｒ2 およびＲ3 は、Ｃ1 および／またはＮ原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成することもできる。これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 に含まれる炭素原子は、-O-, -C(O)-,-C(O)O-,-S-,-S(O)-,-SO2-,-SO3-,-N=,-N=N-,-NH-,-NR'-,-N(R')2, -PR'-,-P(O)R'-,-P(O)R'-O-,-O-P(O)R'-O-,および-P(R')2=N-の群から選択される原子および／または原子団によって置換できる（ここで、R'はC1〜C10 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、またはＦ原子によって部分的もしくは完全に置換されたアルキル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、非置換もしくは置換されたフェニル基、または非置換もしくは置換されたヘテロシクルスを示す。）前記一般式（１）中のＸおよびＹは、それぞれ独立して、Ｓ原子またはＯ原子を示す。更に、前記一般式（１）中の点線は、共役構造を示す。
【００１１】
本発明で用いられる前記アニオン成分は、 [RSO3] - , [Rf SO3]- ,[(Rf SO2)2N] - ,[(Rf SO2)3C] - ,[(FSO2)3C] - ,[RCH2OSO3] - ,[RC(O)O] - , [Rf C(O)O]- ,[CCl3C(O)O]- ,[(CN)3C] - ,[(CN)2CR]- , [(RO(O)C)2CR] - ,[R2P(O)O]- ,[RP(O)O2]2-,[(RO)2P(O)O] - , [(RO) P(O)O2]2- , [(RO)(R) P(O)O] - , [Rf 2P(O)O] - ,[R f P(O)O2]2- ,[B(OR)4] - ,[N(CF3)2]- ,[N(CN)2] - ,[AlCl4]- , PF6 - , BF4 - , SO42- ,HSO4 - ,NO3- ,F- ,Cl - ,Br - , およびI -  [式中の置換基Ｒは、Ｈ原子、ハロゲン原子、C1〜C10 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、C2〜C10 の単一もしくは複数の二重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルケニル基、C2〜C10 の単一もしくは複数の三重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルキニル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基のいずれかを示す。この置換基Ｒに含まれるＨ原子は、ハロゲン原子によって部分的にもしくは完全に、あるいは、ＣＮ基、ＮＯ2 基によって部分的に置換できる。また、この置換基Ｒに含まれる炭素原子は、-O- ，-C(O)-, -C(O)O-, -S-, -S(O)-, -SO2-, -SO3-, -N=, -N=N-, -NR'-, -N(R')2, -PR'-, -P(O)R'-, -P(O)R'-O-, -O-P(O)R'-O-,および-P(R')2=N-の群から選択される原子および／または原子団によって置換できる（ここで、R'はC1〜C10 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、またはＦ原子によって部分的もしくは完全に置換されたアルキル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、非置換もしくは置換されたフェニル基、または非置換もしくは置換されたヘテロシクルスを示す）。また、R f はフッ素含有置換基である。] の群の中から選ばれる一種または複数種が好ましい。
【００１２】
また、前記一般式（１）で示されるカチオン成分としては、前記一般式（１）中のＲ1 〜Ｒ6 が、それぞれＣ1 〜Ｃ6 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基（Ｒ1 〜Ｒ6 は互いに同種でも異種であってもよい）であるものが好ましい。
また、前記一般式（１）中のＹは、Ｓ原子であることが好ましい。
【００１３】
また、前記一般式（１）の対イオンである前記アニオン成分が、 (ＣＦ3 ＳＯ2)2 Ｎ -、ＣＦ3 ＳＯ3 - 、ＣＦ3 ＣＯＯ- 、ＰＦ6 - 、ＢＦ4 - 、Ｎ (ＣＮ)2- 、ＳＯ42- 、ＨＳＯ4 - 、ＮＯ3 - 、Ｆ- 、Ｃｌ- 、Ｂｒ- 、およびＩ- の群の中から選ばれる一種または複数種であり、かつ、前記一般式（１）中のＲ1 およびＲ2 が、それぞれＣ1 〜Ｃ6 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基（Ｒ1 およびＲ2 は互いに同種でも異種であってもよい）であるものが好ましい。更に、Ｒ3 〜Ｒ6 がＨ原子であり、ＹがＳ原子であるイオン液体がより好ましい。
【００１４】
また、前記一般式（１）中のＲ1 およびＲ2 の一方がメチル基であり、もう一方がエチル基またはプロピル基であり、Ｒ3 〜Ｒ6 がＨ原子であり、かつ、前記アニオン成分が（ＣＦ3 ＳＯ2)2 Ｎ -、ＰＦ6 - またはＢＦ4 - のいずれかであるイオン液体が特に好ましい。
【００１５】
以上の本発明のイオン液体は、蓄電用デバイス向け電解質、電解液あるいは添加剤等に要求される良好な導電率を有する安定な液体であって、リチウム二次電池、電気二重層キャパシターあるいは色素増感型太陽電池に使用される材料として、また、各種反応に使用する反応溶媒として有用である。
なお、前記一般式（１）に示したカチオンは、便宜上Ｃ原子上に陽電荷を置いたメチルカチオン（メチリウム) として表しているが、ＸおよびＹで示されるヘテロ原子の種類によっては、陽電荷が分子内で非局在化しているものと考えられる。
【００１６】
前記一般式（１）で示されるカチオン成分を含むイオン液体の代表的な合成方法を下記に示す。
【００１７】
【化２】
2006315963.tif 000003
【００１８】
【化３】
2006315963.tif 000004
【００１９】
原料となる前記一般式（２）または（３）で示される有機物に、アルキル化剤（Ｒ2 ＺまたはＲ1 Ｚ）を滴下し、所定の温度、時間、反応させる。ジエチルエーテル等で洗浄した後、真空乾燥する。アルキル化剤（Ｒ2 ＺまたはＲ1 Ｚ）としては、硫酸ジアルキルエステル、スルホン酸ジアルキルエステル、炭酸ジアルキルエステル、りん酸トリアルキルエステル、モノ−あるいはポリ−フルオロアルキルスルホン酸アルキルエステル、パーフルオロアルキルスルホン酸アルキルエステル、モノ−あるいはポリ−フルオロカルボン酸アルキル、パーフルオロカルボン酸アルキル、ヨウ化アルキル、臭化アルキル、塩化アルキル、硫酸、硝酸等を挙げることができる。
【００２０】
また、例えば、下記の方法でアニオン交換することによって、異なるアニオンを有するイオン液体とすることも可能である。
【００２１】
【化４】
2006315963.tif 000005
【００２２】
ここで、イオン結合性化合物ＡＱとしては、例えば、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ，ＮａＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ，ＫＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ，ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ，ＣＦ3 ＳＯ3 Ｎａ，ＣＦ3 ＳＯ3 Ｋ，ＣＦ3 ＣＨ2 ＳＯ3 Ｌｉ，ＣＦ3 ＣＨ2 ＳＯ3 Ｎａ，ＣＦ3 ＣＨ2 ＳＯ3 Ｋ，ＣＦ3 ＣＯＯＬｉ，ＣＦ3 ＣＯＯＮａ，ＣＦ3 ＣＯＯＫ，ＬｉＰＦ6 ，ＮａＰＦ6 ，ＫＰＦ6 ，ＬｉＢＦ4 ，ＮａＢＦ4 ，ＫＢＦ4 ，ＬｉＳｂＦ6 ，ＮａＳｂＦ6 ，ＫＳｂＦ6 ，ＮａＮ（ＣＮ）2 ，ＡｇＮ（ＣＮ）2 ，Ｎａ2 ＳＯ4 ，Ｋ2 ＳＯ4 ，ＮａＮＯ3 ，ＫＮＯ3 等が挙げられるが、上記化合物に限られるものではない。
【００２３】
前記一般式（２）または前記一般式（３）中の置換基Ｒ1 〜Ｒ6 は、互いに独立しており、同一であっても異なっていても良い。置換基Ｒ1 〜Ｒ6 はそれぞれ、Ｈ原子、C1〜C30 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の二重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルケニル基、C2〜C30 の単一もしくは複数の三重結合を持つ直鎖状または側鎖を有するアルキニル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、アリール基、アルコキシアルキル基、複素環基のいずれかを示す。また、これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 のうちの単一または複数の置換基に含まれるＨ原子は、ハロゲン原子によって部分的にもしくは完全に置換でき、あるいは、ＣＮ基、ＮＯ2 基によって部分的に置換できる。また、Ｒ3 〜Ｒ6 は、Ｃ1 および／またはＣ2 原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成してもよい。更に、Ｒ2 およびＲ3 は、Ｃ1 および／またはＮ原子と共同して環状構造または芳香環構造または複素環構造を形成することもできる。これらの置換基Ｒ1 〜Ｒ6 に含まれる炭素原子は、-O-, -C(O)-,-C(O)O-,-S-,-S(O)-,-SO2-,-SO3-,-N=,-N=N-,-NH-,-NR'-,-N(R')2, -PR'-,-P(O)R'-,-P(O)R'-O-,-O-P(O)R'-O-,および-P(R')2=N-の群から選択される原子および／または原子団によって置換できる（ここで、R'はC1〜C10 の直鎖状または側鎖を有するアルキル基、またはＦ原子によって部分的もしくは完全に置換されたアルキル基、飽和状態または部分的にもしくは完全に不飽和状態のシクロアルキル基、非置換もしくは置換されたフェニル基、または非置換もしくは置換されたヘテロシクルスを示す）。ＸおよびＹは、それぞれ独立して、Ｓ原子またはＯ原子を示す。更に、点線は、共役構造を示す。
上記のハロゲン原子としては、F, Cl, Br および Iを挙げることができる。
【００２４】
上記のシクロアルキル基としてはシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル等を挙げることができる。また、該シクロアルキル基は、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基等の二重結合、三重結合等の不飽和結合を有するものも含み、またハロゲン原子によって部分的にもしくは完全に置換でき、あるいは、ＣＮ基、ＮＯ2 基によって部分的に置換できる。ハロゲン原子を１個または複数個有するアルキル基、アルケニル基、アルキニル基等不飽和結合を有するものも含む。
【００２５】
また、上記の複素環基としては、ピロジニル、ピロリニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、ピラロゾリジニル、ピラゾニル、ピペリジル、ピペラジニル、モルホリニル、チエニル基等を挙げることができる。また、これらの複素環基にはアルキル基、アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、チオール基、アルキルチオ基並びにハロゲン原子を、一個または複数個含有していてもよい。
【００２６】
また、上記のアリール基としては、フェニル、クメニル、メシチル、トリル、キシリル基等を挙げることができる。また、これらのアリール基にはアルキル基、アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基、アシル基、ホルミル基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、チオール基、アルキルチオ基並びにハロゲン原子を、一個または複数個含有していてもよい。
【００２７】
また、上記のアルコキシアルキル基としては、メトキシメチル、メトキシエチル、エトキシメチル、エトキシエチル基等を挙げることができる。また、これらのアルコキシアルキル基にはアシル基、アミノ基、アゾ基、チオ基、スルフォニル基、スルフィニル基、スルホナト基並びにハロゲン原子を、一個または複数個含有していてもよい。
【００２８】
さらにまた、式中のＸおよびＹで表されるヘテロ原子としては、ＳまたはＯ原子を挙げることができる。
【００２９】
一方、前記一般式（１）の対イオンであるアニオン成分としては、（ＣＦ3 ＳＯ2)2 Ｎ -、ＣＦ3 ＳＯ3 - 、ＣＦ3 ＣＯＯ- 、ＰＦ6 - 、ＢＦ4 - 、Ｎ( ＣＮ)2- 、ＳＯ42- 、ＨＳＯ4 - 、ＮＯ3 - 、Ｆ- 、Ｃｌ- 、Ｂｒ- 、Ｉ- 等を挙げることができる。また、該アニオン成分は複数種組み合わせることもできる。
イオン液体の分子量が大きくなると粘度が増し、導電率が低下する傾向にあるため、前記一般式（１）で示されるカチオンの分子量としては、３００以下が好ましく、より好ましくは２５０以下、さらに好ましくは２００以下である。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３１】
実施例１
(a) ３−エチル−２−（メチルチオ) −２−チアゾリウム硫酸エチルの調製
還流冷却管、滴下ロートおよび攪拌子を備えた三口丸底フラスコを窒素置換し、２−（メチルチオ) −２−チアゾリン  20.0g(150mmol)を入れ、撹拌しながら硫酸ジエチル34.7g(225mmol)を滴下した。窒素気流下で混合物を３０℃で７２時間攪拌し反応させ、うす黄色透明液体を得た。この液体をエーテルで充分に洗浄し、５０℃で５時間真空乾燥することにより、41.0g(収率９５％) の３−エチル−２−（メチルチオ) −２−チアゾリウム硫酸エチルを得た。
化合物の同定は核磁気共鳴分析装置(BRUKER 社製 BRUKER Ultra Shield 300 NMR Spectrometer)で行なった。スペクトルデータを以下に示す。
1H- NMR(300MHz, 溶媒:acetone-d6,  標準物質: テトラメチルシラン)
δ   4.77(t,   2H)
4.01-3.84(m,   6H)
3.01(s,   3H)
1.42(t,   3H)
1.15(t,   3H)
以下に構造式を示す（式中の点線は、共役構造を示す）。
【００３２】
【化５】
2006315963.tif 000006
【００３３】
(b) ３−エチル−２−（メチルチオ) −２−チアゾリウムビストリフルオロメタンスルフォニウムイミドの調製
(a) で得られた３−エチル−２−（メチルチオ) −２−チアゾリウム硫酸エチル28.7g(100.0mmol)を純水200ml に溶解し、この水溶液中に、リチウムビストリフルオロメタンスルフォニルイミド 28.7g(100.0mmol) を純水200ml に溶解した水溶液を、攪拌しながら加えた。６０分間攪拌を続け、反応させて疎水性のうす黄色の透明な液体を得た。得られた疎水性液体を純水で２〜３回洗浄後、ジクロロメタンで抽出した。アルミナカラムで精製し、無色透明な液体とした。その液体を濃縮した後、８０℃で１０時間真空乾燥することにより、室温で無色透明な液体を39.8g(収率９０％) 得た。
化合物の同定は核磁気共鳴分析装置 (BRUKER社製 BRUKER Ultra Shield 300 NMR Spectrometer)で行い、目的物である３−エチル−２−（メチルチオ) −２−チアゾリウムビストリフルオロメタンスルフォニルイミドであることを確認した。スペクトルデータを以下に示す。
1H- NMR(300MHz, 溶媒: acetone-d6,   標準物質: テトラメチルシラン)
δ   4.75(t,   2H)
3.99-3.90(m,   4H)
3.01(s,   3H)
1.42(t,   3H)
19F-NMR(282MHz, 溶媒: acetone-d6,   標準物質:CF3Cl)
δ   -79.87(s,   6F)
以下に構造式を示す（式中の点線は、共役構造を示す）。
【００３４】
【化６】
2006315963.tif 000007
【００３５】
走査型示差熱量計( 島津製作所( 製)DSC8230) による融点測定を行った。融点は２０．４℃、結晶化温度は５．０℃であった。また、交流インピーダンス法（北斗電工（株）製電気化学測定システムＨＺ−３０００）による２５℃における導電率は０．３３Sm-1であった。
【００３６】
(c) ３−エチル−２−（メチルチオ) −２−チアゾリウムヘキサフルオロホスフェートの調製
(a) で得られた３−エチル−２−（メチルチオ) −２−チアゾリウム硫酸エチル4.31g(15mmol) を純水100ml に溶解し、この水溶液中に、LiPF6 2.28g(15mmol) を純水100ml に溶解した水溶液を、攪拌しながら加えた。６０分間攪拌を続け、反応させて疎水性の紫色の固体を得た。得られた疎水性固体を純水で２〜３回洗浄後、ジクロロメタンで抽出した。アルミナカラムで精製し、抽出液を濃縮した後、８０℃で１０時間真空乾燥することにより、２５℃において白色固体の化合物を2.9g（収率６４％）得た。
化合物の同定は核磁気共鳴分析装置 (BRUKER社製 BRUKER Ultra Shield 300 NMR Spectrometer)で行い、目的物である３−エチル−２−（メチルチオ) −２−チアゾリウムヘキサフルオロホスフェートであることを確認した。スペクトルデータを以下に示す。
1H- NMR(300MHz, 溶媒: acetone-d6,   標準物質: テトラメチルシラン)
δ   4.72(t,   2H)
3.97-3.89(m,   4H)
3.01(s,   3H)
1.42(t,   3H)
19F-NMR(282MHz, 溶媒: acetone-d6,   標準物質:CF3Cl)
δ   -71.23 (s,   3F)
-73.74 (s,  3F)
以下に構造式を示す（式中の点線は、共役構造を示す）。
【００３７】
【化７】
2006315963.tif 000008
【００３８】
走査型示差熱量計( 島津製作所( 製)DSC8230) による融点測定を行った。融点は５７．０℃、結晶化温度は３２．０℃であった。