(57)【要約】      （修正有）【課題】二酸化炭素（ＣＯ２）等の酸性ガスを選択的に分離・精製するための吸収剤の提供。【解決手段】下記一般式（１）で表されるイミダゾリウム及びフッ素原子で置換された炭素数２〜２０個の炭化水素基によりジエステル置換されるホスフェートを含むイオン液体。2012219018.tif 000028［式中、Ｒ１及びＲ３は、炭素数１〜２０個の炭化水素基であり、そしてＲ２、Ｒ４及びＲ５は、水素原子又は炭素数１〜２０個の炭化水素基である。］【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）：
【化１】
2012219018.tif 000024
｛式中、Ｒ１及びＲ３は、炭素数１〜２０個の炭化水素基であり、そしてＲ２、Ｒ４及びＲ５は、水素原子又は炭素数１〜２０個の炭化水素基である。｝で表されるイミダゾリウム、及び
下記一般式（２）：
【化２】
2012219018.tif 000025
｛式中、Ｒ’１及びＲ’２は、フッ素原子で置換された炭素数２〜２０個の炭化水素基である。｝で表されるホスフェート
を含むイオン液体。
【請求項２】
請求項１に記載のイオン液体に、酸性ガス又は該酸性ガスと非酸性ガスとの混合ガスを接触させることにより、該酸性ガスを該イオン液体に吸収させる方法。
【請求項３】
前記酸性ガスは二酸化炭素である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
以下の工程：
下記一般式（３）：
【化３】
2012219018.tif 000026
｛式中、Ｒ’１及びＲ’２は、前記一般式（２）で規定された通りであり、そしてＲ’３は、水素原子又はフッ素原子で置換された炭素数２〜２０個の炭化水素基である。｝で表されるリン化合物と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩及び酸化物から成る群から選択される無機塩基化合物とを接触させて、混合物を得る工程、及び
該混合物と下記一般式（４）：
【化４】
2012219018.tif 000027
｛式中、Ｒ１〜Ｒ５は、前記一般式（１）で規定された通りであり、そしてＸは、ハロゲン原子である。｝で表されるハロゲン化合物とを接触させる工程
を含む請求項１に記載のイオン液体の製造方法。
【請求項５】
前記無機塩基化合物はアルカリ金属の水酸化物又は炭酸塩である、請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素（ＣＯ２）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の酸性ガスを物理的に吸収させるか，又は酸性ガスと水素（Ｈ２）、メタン（ＣＨ４）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）等の非酸性ガスとが含まれる混合ガスから酸性ガスを物理的に吸収させることにより、酸性ガスを貯蔵・分離・精製するのに有用なイオン液体、そのイオン液体の使用方法及びそのイオン液体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化が問題として取り上げられ、温室効果ガスの１つであるＣＯ２の排出量削減の動きが活発になっている。特に火力発電所、セメントプラント、鉄鋼プラント、化学プラント等の排出ガス、又は産出直後の天然ガスにＣＯ２が含まれるため、これらのガスからＣＯ２を選択的に分離回収して、ＣＯ２を地中へ貯留する方法、若しくはＣＯ２を固定化する方法等が検討されている。
【０００３】
従来、排出ガス等からＣＯ２を分離回収する方法として、化学吸収法、物理吸収法、膜分離法、吸着分離法、深冷分離法等が知られている。このうち、物理吸収法は、排出ガスをメタノール、又はポリエチレングリコールジメチルエーテル類等の吸収液と接触させて吸収させた後、減圧若しくは大気圧雰囲気下でＣＯ２を放散させる方法であり、吸収液の再生エネルギーコストが低く抑えられる特徴を有する。しかしながら、メタノール及びポリエチレングリコールジメチルエーテル類等の吸収液は蒸気圧を有するため、吸収液の蒸発損失が起こる。この問題を回避するため、吸収液を冷却する設備が必要となる（例えば非特許文献１参照）。また、これらの吸収液と水とは相溶性があるため、排出ガス中に水分が存在すると吸収液に水分が溶解し、ＣＯ２の吸収能力が低下することが知られている。
【０００４】
上記課題を解決する新たな物理吸収剤としてイオン液体が提案されている（例えば特許文献１〜４、並びに非特許文献１及び２を参照）。イオン液体は、蒸気圧がほぼゼロであるため、蒸発損失がほとんど無く、吸収液を冷却する設備が不要となること、難燃性を有すること、さらにＣＯ２を吸収することが知られている。しかしながら、これまでに開発されてきたイオン液体は、ＣＯ２の吸収能力が未だ不十分であったため、ＣＯ２の吸収能力が高い新たなイオン液体の出現が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６５７９３４３号明細書
【特許文献２】特開２００６−３０５５４４号公報
【特許文献３】特開２００９−１０６９０９号公報
【特許文献４】特開２００８−２９６２１１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】（財）地球環境産業技術研究機構編集「図解  ＣＯ２貯留テクノロジー」第３章ＣＯ２回収技術材料開発の動向  工業調査会（２００６年）
【非特許文献２】「ＣＯ２の分離・回収と貯留・隔離技術」第６講イオン液体物理吸収法によるＣＯ２の分離・回収技術  ＮＴＳ（２００９年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上記問題点に鑑み、ＣＯ２等の酸性ガスの吸収能力が高く、且つ水に溶解し難いイオン液体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らはＣＯ２等の酸性ガスの吸収能力が高いイオン液体を見出すため、イオン液体の分子構造について抜本的な見直しを行い鋭意検討した。その結果、カチオン部位及びアニオン部位を含むイオン液体であって、アニオン部位がリン原子を有するホスフェートであり、且つホスフェート中の２つの置換基がフッ素原子で置換された炭化水素基を有するイオン液体はＣＯ２等の酸性ガスの吸収能力が高く、水に溶解し難いことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］  下記一般式（１）：
【化１】
2012219018.tif 000002
｛式中、Ｒ１及びＲ３は、炭素数１〜２０個の炭化水素基であり、そしてＲ２、Ｒ４及びＲ５は、水素原子又は炭素数１〜２０個の炭化水素基である。｝で表されるイミダゾリウム、及び
下記一般式（２）：
【化２】
2012219018.tif 000003
｛式中、Ｒ’１及びＲ’２は、フッ素原子で置換された炭素数２〜２０個の炭化水素基である。｝で表されるホスフェート
を含むイオン液体。
【００１０】
［２］  ［１］に記載のイオン液体に、酸性ガス又は該酸性ガスと非酸性ガスとの混合ガスを接触させることにより、該酸性ガスを該イオン液体に吸収させる方法。
【００１１】
［３］  前記酸性ガスは二酸化炭素である、［２］に記載の方法。
【００１２】
［４］  以下の工程：
下記一般式（３）：
【化３】
2012219018.tif 000004
｛式中、Ｒ’１及びＲ’２は、前記一般式（２）で規定された通りであり、そしてＲ’３は、水素原子又はフッ素原子で置換された炭素数２〜２０個の炭化水素基である。｝で表されるリン化合物と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩及び酸化物から成る群から選択される無機塩基化合物とを接触させて、混合物を得る工程、及び
該混合物と下記一般式（４）：
【化４】
2012219018.tif 000005
｛式中、Ｒ１〜Ｒ５は、前記一般式（１）で規定された通りであり、そしてＸは、ハロゲン原子である。｝で表されるハロゲン化合物とを接触させる工程
を含む［１］に記載のイオン液体の製造方法。
【００１３】
［５］  前記無機塩基化合物はアルカリ金属の水酸化物又は炭酸塩である、［４］に記載の方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のイオン液体に、二酸化炭素（ＣＯ２）等の酸性ガス、又は酸性ガスと水素（Ｈ２）、メタン（ＣＨ４）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）等の非酸性ガスとの混合ガスを接触させると、前記イオン液体に前記酸性ガスを効率的に吸収させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について詳細に記述する。
本発明のイオン液体は、カチオン部位及びアニオン部位を含み、そして前記カチオン部位は下記一般式（１）：
【化５】
2012219018.tif 000006
｛式中、Ｒ１及びＲ３は、炭素数１〜２０個の炭化水素基であり、そしてＲ２、Ｒ４及びＲ５は、水素原子、又は炭素数１〜２０個の炭化水素基である。｝
で表されるイミダゾリウムであり、前記アニオン部位は下記一般式（２）：
【化６】
2012219018.tif 000007
｛式中、Ｒ’１及びＲ’２は、フッ素原子で置換された炭素数２〜２０個の炭化水素基である。｝
で表されるホスフェートである。
【００１６】
＜イミダゾリウム＞
上記一般式（１）で表されるイミダゾリウムのＲ１〜Ｒ５において、炭素数１〜２０個の炭化水素基の「炭化水素基」とは、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。
【００１７】
飽和炭化水素基の具体例としては：
−ＣＨ３
−ＣＨ２ＣＨ３
−（ＣＨ２）２ＣＨ３
−ＣＨ（ＣＨ３）２
−（ＣＨ２）３ＣＨ３
−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２
−Ｃ（ＣＨ３）３
−（ＣＨ２）４ＣＨ３
−（ＣＨ２）５ＣＨ３
−（ＣＨ２）６ＣＨ３
−（ＣＨ２）７ＣＨ３
−（ＣＨ２）８ＣＨ３
−（ＣＨ２）９ＣＨ３
−（ＣＨ２）１０ＣＨ３
−（ＣＨ２）１１ＣＨ３
−（ＣＨ２）１２ＣＨ３
−（ＣＨ２）１３ＣＨ３
−（ＣＨ２）１４ＣＨ３
−（ＣＨ２）１５ＣＨ３
−（ＣＨ２）１６ＣＨ３
−（ＣＨ２）１７ＣＨ３
−（ＣＨ２）１８ＣＨ３
−（ＣＨ２）１９ＣＨ３
が挙げられる。好ましくは、飽和炭化水素基は、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、又は−（ＣＨ２）３ＣＨ３である。
【００１８】
不飽和炭化水素基の具体例としては：
−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）２ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）３ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）４ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）５ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）６ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）７ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）８ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）９ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）１０ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）１１ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）１２ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）１３ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）１４ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）１５ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）１６ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）１７ＣＨ＝ＣＨ２
−（ＣＨ２）１８ＣＨ＝ＣＨ２
が挙げられる。
【００１９】
芳香族炭化水素基の具体例としては：
【化７】
2012219018.tif 000008
が挙げられる。
【００２０】
＜ホスフェート＞
上記一般式（２）で表されるホスフェートのＲ’１及びＲ’２は、フッ素原子で置換された炭素数２〜２０個の炭化水素基である。ここで、フッ素原子で置換された炭素数２〜２０個の炭化水素基の「フッ素原子で置換された炭化水素基」とは：
・フッ素原子で置換された飽和炭化水素基（下記一般式（５））
−ＣｍＦａＨ２ｍ＋１−ａ      （５）
｛式中、ｍは、２〜２０の整数であり、そしてａは、１〜４０の整数である。｝、又は
・フッ素原子で置換された芳香族炭化水素基
をいう。
【００２１】
フッ素原子で置換された飽和炭化水素基の具体例としては：
−ＣＨ２ＣＦ３
−ＣＨ２ＣＨＦ２
−ＣＨ２ＣＨ２Ｆ
−ＣＨＦＣＦ３
−ＣＨＦＣＨＦ２
−ＣＨＦＣＨ２Ｆ
−（ＣＨ２）２ＣＦ３
−ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３
−ＣＨ（ＣＦ３）２
−（ＣＨ２）３ＣＦ３
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）２Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）３Ｆ
【００２２】
−ＣＨ２ＣＨ（ＣＦ３）２
−（ＣＨ２）４ＣＦ３
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）２Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）３Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）４Ｆ
−（ＣＨ２）５ＣＦ３
−（ＣＨ２）４（ＣＦ２）２Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）３Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）４Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）５Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）４Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）５Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）６Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）５Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）６Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）７Ｆ
【００２３】
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）６Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）７Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）８Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）７Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）８Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）９Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）８Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）９Ｆ
【００２４】
−ＣＨ２（ＣＦ２）１０Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）９Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）１０Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）１１Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）１０Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）１１Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）１２Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）１１Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）１２Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）１３Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）１２Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）１３Ｆ
【００２５】
−ＣＨ２（ＣＦ２）１４Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）１３Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）１４Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）１５Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）１４Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）１５Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）１６Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）１５Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）１６Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）１７Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）１６Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）１７Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）１８Ｆ
−（ＣＨ２）３（ＣＦ２）１７Ｆ
−（ＣＨ２）２（ＣＦ２）１８Ｆ
−ＣＨ２（ＣＦ２）１９Ｆ
が挙げられる。好ましくは、フッ素原子で置換された飽和炭化水素基は、−ＣＨ（ＣＦ３）２である。
【００２６】
フッ素原子で置換された芳香族炭化水素基の具体例としては：
【化８】
2012219018.tif 000009
が挙げられる。
【００２７】
＜イオン液体＞
カチオン部位が上記一般式（１）で表されるイミダゾリウムであり、且つアニオン部位が上記一般式（２）で表されるホスフェートであるイオン液体は、後述するように一般式（３）で表されるリン化合物を無機塩基化合物と接触・混合させた後、一般式（４）で表されるハロゲン化合物と接触・混合する操作により得られる。一般式（３）で表されるリン化合物及び一般式（４）で表されるハロゲン化合物の入手性、合成時のハンドリング等の理由から、上記一般式（１）で表されるイミダゾリウムのＲ１〜Ｒ５としては、好ましくは、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜１０個の炭化水素基であり、且つＲ２、Ｒ４及びＲ５は水素原子又は炭素数１〜１０個の炭化水素基であり、より好ましくは、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜５個の炭化水素基であり、且つＲ２、Ｒ４及びＲ５は水素原子又は炭素数１〜５個の炭化水素基であり、特に好ましくは、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜４個の炭化水素基であり、且つＲ２、Ｒ４及びＲ５は水素原子である。
【００２８】
一方、上記一般式（２）で表されるホスフェートのＲ’１及びＲ’２は、好ましくはフッ素原子で置換された炭素数２〜１０個の炭化水素基であり、より好ましくはフッ素原子で置換された炭素数２〜６個の炭化水素基であり、特に好ましくはフッ素原子で置換された炭素数２〜４個の炭化水素基である。
【００２９】
本発明のイオン液体に、酸性ガス（例えば、二酸化炭素など）、又は酸性ガスと非酸性ガスとの混合ガスを接触させることにより、酸性ガスを本発明のイオン液体に吸収させることができる。本発明者らは、二酸化炭素（ＣＯ２）の吸収能力が高いイオン液体を見出すため、様々な分子構造を有するイオン液体を合成した後、イオン液体の単位体積当たりのＣＯ２吸収量を測定した。具体的には、合成したイオン液体を圧力容器に入れ４０℃に昇温した後、所定圧（０．５〜２．０ＭＰａ）のＣＯ２とイオン液体とを接触させ、２時間攪拌後、圧力変化を測定し、初期圧力と２時間攪拌後の圧力との差圧からイオン液体の単位体積（Ｌ）当たりのＣＯ２吸収量（ｍｏｌ）を測定・評価した（実施例４を参照）。
【００３０】
その結果、カチオン部位がイミダゾリウムであり、且つアニオン部位がフッ素原子で置換された炭化水素基を有するホスフェートであるイオン液体が、従来のアニオン部位にスルホニルイミドを有するイオン液体（例えば、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（比較例１のイオン液体（Ｃ−１）を参照））、又はヘキサフルオロホスフェートを有するイオン液体（例えば、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム  ヘキサフルオロホスフェート（比較例１のイオン液体（Ｃ−２）を参照））と比べて、ＣＯ２の吸収能力が高いことを見出した。
【００３１】
本発明のイオン液体が、高いＣＯ２吸収能力を有する理由として：
１）  ホスフェートが嵩高いため、電荷が非局在化し、静電相互作用又はファンデルワールス力によりＣＯ２を引き付ける力が強くなり、ＣＯ２の吸収能力が高くなった；及び
２）  ホスフェートがフッ素原子で置換された炭化水素基を有するため、ＣＯ２とフッ素原子との静電相互作用が高くなり、ＣＯ２の吸収能力が高められた
などが考えられる。
【００３２】
なお、比較例２及び比較例３に示したように、ホスフェートのＲ’１及びＲ’２がエチル基（比較例２のイオン液体（Ｃ−３）を参照）、あるいはブチル基（比較例３のイオン液体（Ｃ−４）を参照）等の炭化水素基である場合、イオン液体は水に均一に溶解した。
【００３３】
一方、カチオン部位がイミダゾリウムであり、アニオン部位がフッ素原子で置換された炭化水素基を有するホスフェートから構成される本発明のイオン液体は、水に溶解し難いイオン液体であることが分かった。
【００３４】
カチオン部位が上記一般式（１）で表されるイミダゾリウムであり、且つアニオン部位が上記一般式（２）で表されるホスフェートである本発明のイオン液体は、以下の工程：
下記一般式（３）：
【化９】
2012219018.tif 000010
｛式中、Ｒ’１及びＲ’２は、上記一般式（２）で規定された通りであり、そしてＲ’３は、水素原子、又はフッ素原子で置換された炭素数２〜２０個の炭化水素基である。｝で表されるリン化合物と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩及び炭酸水素塩から成る群から選択される無機塩基化合物とを接触及び／又は混合させて、混合物を得る工程、及び
前記混合物と下記一般式（４）：
【化１０】
2012219018.tif 000011
｛式中、Ｒ１〜Ｒ５は、上記一般式（１）で規定された通りであり、そしてＸは、ハロゲン原子である。｝で表されるハロゲン化合物と接触及び／又は混合させる工程
を含む製造方法により得られることができる。
【００３５】
上記接触及び／又は混合工程は、各成分同士を反応させるか、各成分の水溶液若しくは溶液同士を混ぜ合わせるか、又は固体、粉末などの各成分同士を接触させることにより行なわれることができる。
【００３６】
本発明のイオン液体の製造方法は、下記スキーム：
【化１１】
2012219018.tif 000012
｛本スキーム中、Ｍは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の原子を表す。｝
で表される。
【００３７】
上記一般式（３）で表されるリン化合物のＲ’３は、水素原子、又はフッ素原子で置換された炭素数２〜２０個の炭化水素基である。ここで、フッ素原子で置換された炭素数２〜２０個の炭化水素基の「フッ素原子で置換された炭化水素基」とは、上述した上記一般式（２）で表されるホスフェートのＲ’１及びＲ’２と同じである。
【００３８】
上記一般式（３）で表されるリン化合物の製造方法は、特に制限されるものでないが、例えば、水酸基を有するフッ素原子含有化合物（ＲｆＯＨ）を五塩化リン（ＰＣｌ５）若しくはオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）と反応させる方法（例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｆｌｕｏｒｉｎｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  １０６巻  １５３頁  （２０００年）参照）、又は水酸基を有するフッ素原子含有化合物（ＲｆＯＨ）をブチルリチウムでリチウム塩（ＲｆＯＬｉ）にした後、三塩化リン（ＰＣｌ３）と反応させ、さらにＮ２Ｏ４で酸化させる方法（例えば、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ２５巻  ３８３０頁（１９８６年）を参照）等が挙げられる。
【００３９】
上記一般式（４）で表されるハロゲン化合物において、Ｘはハロゲン原子であるが、該ハロゲン化合物の合成時の原材料の入手性、ハンドリング等の理由から、Ｘは、好ましくは塩素、臭素又はヨウ素であり、より好ましくは塩素又は臭素であり、特に好ましくは臭素である。
【００４０】
本発明のイオン液体の製造方法では、上記スキームで示したように、まず上記一般式（３）で表されるリン化合物とアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩及び酸化物から成る群から選択される少なくとも１種の無機塩基化合物とを接触及び／又は混合させる。
【００４１】
本発明で使用する無機塩基化合物の具体例としては、
水酸化物：ＬｉＯＨ  ＮａＯＨ  ＫＯＨ
炭酸塩：Ｌｉ２ＣＯ３  Ｎａ２ＣＯ３  Ｋ２ＣＯ３  Ｃｓ２ＣＯ３  ＣａＣＯ３  ＢａＣＯ３
炭酸水素塩：ＮａＨＣＯ３  ＫＨＣＯ３
酸化物：Ｌｉ２Ｏ  Ｎａ２Ｏ  Ｋ２Ｏ  ＣａＯ  ＢａＯ
等が挙げられるが、好ましくはアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩又は炭酸水素塩であり、より好ましくはアルカリ金属の水酸化物又は炭酸塩であり、特に好ましくは水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）又は炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）である。
【００４２】
無機塩基化合物の使用量は、通常、上記一般式（３）で表されるリン化合物１モルに対して、１モル〜３モルが好ましく、１モル〜２モルが特に好ましく、１モル〜１．５モルが最も好ましい。
【００４３】
使用する溶媒は、反応物質に対して不活性な溶媒であればよく、本発明で使用される溶媒の例としては、水；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶媒；アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等のニトリル系溶媒；Ｎ，Ｎ―ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類；ジメチルスルホキシド、スルホラン、クロロホルム、ジクロロメタン等が挙げられる。これらの溶媒は単独又は混合して使用できる。
【００４４】
上記一般式（３）で表されるリン化合物と無機塩基化合物とを接触させるときの反応温度は、通常、−２０℃〜１００℃であるが、好ましくは−１０℃〜８０℃であり、より好ましくは０℃〜５０℃であり、特に好ましくは、１０℃〜３０℃であるか、又は室温である。
【００４５】
上記一般式（３）で表されるリン化合物と無機塩基化合物とを接触させるときの反応時間は、通常、０．０１時間〜６０時間であるが、好ましくは０．１時間〜４８時間、より好ましくは０．２時間〜３６時間、特に好ましくは０．５時間〜２４時間である。
【００４６】
次に、本発明のイオン液体の製造方法では、上記一般式（３）で表されるリン化合物と無機塩基化合物とを接触させた後、引き続き得られた混合物を上記一般式（４）で表されるハロゲン化合物と接触させてよい。
【００４７】
上記一般式（４）で表されるハロゲン化合物の使用量は、上記一般式（３）で表されるリン化合物１モルに対して、０．９０モル〜２モルが好ましく、０．９５モル〜１．５モルがより好ましく、０．９８モル〜１．２モルが特に好ましい。
【００４８】
引き続き上記一般式（４）で表されるハロゲン化合物と接触させるときの反応温度は、通常、−２０℃〜１００℃であるが、好ましくは−１０℃〜８０℃であり、より好ましくは０℃〜５０℃であり、特に好ましくは、１０℃〜３０℃又は室温である。
【００４９】
引き続き上記一般式（４）で表されるハロゲン化合物と接触させるときの反応時間は、通常、０．０１時間〜６０時間であるが、好ましくは０．１時間〜４８時間、より好ましくは０．２時間〜３６時間、特に好ましくは０．５時間〜２４時間である。
【００５０】
反応終了後、例えば反応溶媒として水を使用する場合、水層とイオン液体層の２層に分離することがあるが、この場合、イオン液体層を分液すればよい。なお、目的物であるイオン液体を収率良く得るために、抽出溶媒としてジクロロメタン、クロロホルム、酢酸エチル等の有機溶媒を使用しても差し支えない。
【００５１】
反応溶媒として有機溶媒を使用する場合、例えば、反応混合物中の溶媒を減圧留去後、残渣にジクロロメタン、クロロホルム、酢酸エチル等の有機溶媒と水を加えて有機層を分液する。一方、水層は該有機溶媒で抽出操作を２〜３回繰り返す。これらの有機層をまとめて有機溶媒を減圧留去すると、所望のイオン液体を得ることができる。
【００５２】
なお、上記で得られたイオン液体は、従来既知の精製方法、例えば活性炭等の使用、又は水による洗浄等により、不純物を除去されるか、又は脱色されることができる。
【００５３】
以上のように、本発明に係るイオン液体は、二酸化炭素（ＣＯ２）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の酸性ガス；又は該酸性ガスと水素（Ｈ２）、メタン（ＣＨ４）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）等の非酸性ガスとの混合ガス；特に、二酸化炭素（ＣＯ２）を吸収する能力に優れているので工業的に極めて有用である。
【実施例】
【００５４】
以下実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）、  １９Ｆ  ＮＭＲ（３７６ＭＨｚ）による分子構造解析
測定装置：ＪＮＭ−ＧＳＸ４００Ｇ型核磁気共鳴装置（日本電子株式会社製）
溶媒：重クロロホルム
基準物質：テトラメチルシラン（１Ｈ  ＮＭＲ）、
フレオン−１１（ＣＦＣｌ３）（１９Ｆ  ＮＭＲ）
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ／ＭＳによる構造解析
測定装置：ＡＸＩＭＡ  ＣＦＲ  ｐｌｕｓ（島津製作所）
レーザー：窒素レーザー（３３７ｎｍ）
検出器形式：リニアモード
イオン検出：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ−ｉｏｎ  ｍｏｄｅ
Ｎｅｇａｔｉｖｅ−ｉｏｎ  ｍｏｄｅ
積算回数：５００回
マトリックス：ジスラノール
【００５５】
［実施例１］  イオン液体（Ｐ−１）の合成
【化１２】
2012219018.tif 000013
ＰＯ［ＯＣＨ（ＣＦ３）２］３（３４．８ｇ、１００ｍｍｏｌ）に水（１００ｍｌ）とアセトニトリル２００ｍｌを加え室温で攪拌後、水酸化ナトリウム（６．０ｇ、１５０ｍｍｏｌ）の水溶液（１００ｍｌ）を室温で滴下した。次に、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム  ブロミド（２１．９ｇ、１００ｍｍｏｌ）のアセトニトリル溶液（２００ｍｌ）を室温で加え１時間撹拌した。反応混合物から溶媒を減圧留去した後、クロロホルムを加えてクロロホルム層を分液した後、さらに水層はクロロホルムで２回抽出操作を行った。分液したクロロホルム溶液を合わせて、硫酸ナトリウムで乾燥した後、クロロホルムを減圧留去すると、淡黄色のイオン液体（Ｐ−１）（２５．５ｇ、収率４８％）が得られた。なお、上記で得られたイオン液体（Ｐ−１）に水を加えて室温で撹拌した後、静置すると均一に溶解することなく、２層に分離した。
１Ｈ  ＮＭＲ：  ０．９６ｐｐｍ（ｔ、３Ｈ）、１．３５ｐｐｍ（ｍ、２Ｈ）、１．８５ｐｐｍ（ｍ、２Ｈ）、３．９７ｐｐｍ（ｓ、３Ｈ）、４．１９ｐｐｍ（ｑ、２Ｈ）、５．１７ｐｐｍ（ｍ、２Ｈ）、７．２６ｐｐｍ（ｓ、１Ｈ）、７．３２ｐｐｍ（ｓ、１Ｈ）、９．８５ｐｐｍ（ｓ、１Ｈ）
１９Ｆ  ＮＭＲ：  −  ７４．９６ｐｐｍ（ｄ、１２Ｆ）
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ／ＭＳ：
【化１３】
2012219018.tif 000014
１３９．０（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ−ｉｏｎ  ｍｏｄｅ）
【化１４】
2012219018.tif 000015
３９６．７（Ｎｅｇａｔｉｖｅ−ｉｏｎ  ｍｏｄｅ）
【００５６】
［実施例２］  イオン液体（Ｐ−１）の合成
ＰＯ（ＯＨ）［ＯＣＨ（ＣＦ３）２］２（１５．２ｇ、３８．２ｍｍｏｌ）にアセトニトリル２００ｍｌを加え、均一に溶解させた。この溶液に、Ｋ２ＣＯ３（５．２８ｇ、３８．２ｍｍｏｌ）の水溶液（１００ｍｌ）を室温で加え、３０分攪拌させた。次に、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム  ブロミド（８．３７ｇ、３８．２ｍｍｏｌ）のアセトニトリル溶液（２００ｍｌ）を室温で加え１時間撹拌した。反応混合物から溶媒を減圧留去した後、クロロホルムを加えて、クロロホルム層を分液した後、さらに水層はクロロホルムで２回抽出操作を行った。分液したクロロホルム抽出液を合わせて、硫酸ナトリウムで乾燥した後、クロロホルムを減圧留去すると、淡黄色のイオン液体（Ｐ−１）（１７．５ｇ、収率８５％）が得られた。
【００５７】
［実施例３］  イオン液体（Ｐ−２）の合成
【化１５】
2012219018.tif 000016
ＰＯ［ＯＣＨ（ＣＦ３）２］３（２１．９ｇ、６２．９ｍｍｏｌ）に水（１００ｍｌ）とアセトニトリル２００ｍｌを加え、均一に溶解させた。攪拌した後、水酸化ナトリウム（５．７ｇ、１４３ｍｍｏｌ）を水１００ｍｌに溶解させた水酸化ナトリウム水溶液を室温で滴下した。次に、１，３−ジエチルイミダゾリウム  ブロミド（１２．９ｇ、６２．９ｍｍｏｌ）のアセトニトリル溶液（２００ｍｌ）を室温で加え、１時間撹拌した。反応混合物から溶媒を減圧留去した後、クロロホルムを加え、クロロホルム層を分液した後、さらに水層はクロロホルムで２回抽出操作を行った。分液したクロロホルム溶液を合わせて、硫酸ナトリウムで乾燥した後、クロロホルムを減圧留去すると、無色のイオン液体（Ｐ−２）（１２．０ｇ、収率３７％）が得られた。
１Ｈ  ＮＭＲ：  １．５６ｐｐｍ（ｔ、６Ｈ）、４．２９ｐｐｍ（ｑ、４Ｈ）、５．１９ｐｐｍ（ｍ、２Ｈ）、７．３１ｐｐｍ（ｓ、２Ｈ）、１０．０５ｐｐｍ（ｓ、１Ｈ）、
１９Ｆ  ＮＭＲ：  −  ７６．９４ｐｐｍ（ｓ、１２Ｆ）
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ／ＭＳ：
【化１６】
2012219018.tif 000017
１２４．９（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ−ｉｏｎ  ｍｏｄｅ）
【化１７】
2012219018.tif 000018
３９７．０（Ｎｅｇａｔｉｖｅ−ｉｏｎ  ｍｏｄｅ）
【００５８】
［実施例４］
実施例１〜３で得られたイオン液体（Ｐ−１）〜（Ｐ−２）を各々の圧力容器に入れ、４０℃に昇温後、所定圧（０．５〜２．０ＭＰａ）のＣＯ２を導入し、２時間撹拌後、圧力変化を測定し、初期圧力と２時間撹拌後の圧力との差圧からイオン液体の単位体積（Ｌ）当たりのＣＯ２吸収量（ｍｏｌ）を測定した。表１に１．２５ＭＰａにおけるＣＯ２の吸収量（ｍｏｌ）を示した。
【００５９】
【表１】
2012219018.tif 000019
【００６０】
［比較例１］
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ンイミド（Ｃ−１）（関東化学株式会社製）、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム  ヘキサフルオロホスフェート（Ｃ−２）（関東化学株式会社製）を各々の圧力容器に入れ、実施例４と同様の方法でイオン液体の単位体積（Ｌ）当たりのＣＯ２吸収量（ｍｏｌ）を測定した。表２に１．２５ＭＰａにおけるＣＯ２の吸収量を示した。
【化１８】
2012219018.tif 000020
【００６１】
【表２】
2012219018.tif 000021
【００６２】
本発明のイオン液体（Ｐ−１）〜（Ｐ−２）は、既存のイオン液体（Ｃ−１）〜（Ｃ−２）と比べて、ＣＯ２の吸収量が高いことが分かった。
【００６３】
［比較例２］
１−エチル−３−メチルイミダゾリウム  ジエチルホスフェート（Ｃ−３）（関東化学株式会社製）に水を加えて撹拌後、静置したが均一に溶解したままであった。
【化１９】
2012219018.tif 000022
【００６４】
［比較例３］
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム  ジブチルホスフェート（Ｃ−４）（シグマアルドリッチ社製）に水を加えて撹拌後、静置したが均一に溶解したままであった。
【化２０】
2012219018.tif 000023
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のイオン液体は、ＣＯ２等の酸性ガスの吸収能力が高いため、酸性ガスを吸収するか、又は酸性ガスと非酸性ガスとの混合ガスから酸性ガスを選択的に分離・精製するための吸収剤として利用することができる。