(57)【要約】【課題】多価金属錯体カチオンが有する機能を利用することができるイオン液体およびその製造方法を提供する。発光性亜鉛錯体の場合、多価亜鉛錯体カチオンを構成要素として含むイオン液体を提供し、発光性イオン液体として利用する。【解決手段】金属錯体カチオンとアニオンで構成されるイオン液体であって、金属錯体カチオンの価数が２以上であるイオン液体に関する。また、本発明は、一般式（１）で表されるオリゴエーテルを亜鉛塩化合物に対して、モル比０．８〜１．２の範囲で混合する工程を有するイオン液体の製造方法に関する。［化１］2016006022.tif 000008【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属錯体カチオンとアニオンで構成されるイオン液体であって、金属錯体カチオンの価数が２以上であるイオン液体。
【請求項２】
金属錯体カチオンの価数が２である請求項１に記載のイオン液体。
【請求項３】
金属錯体カチオンが亜鉛錯体カチオンである請求項２に記載のイオン液体。
【請求項４】
亜鉛錯体カチオンが、Ｚｎ２＋イオンと下記一般式（１）
【化１】
2016006022.tif 000007
（式中、ｎは２以上の整数を表し、Ｒ１とＲ２は、各々独立に、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、シリル基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルケニル基、炭素数１〜１０のアルキニル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、オキシカルボニル基、スルファモイル基、アミド基、ウレイド基、スルフィニル基、スルホニル基またはアミノ基を有していてもよい。）
で表されるオリゴエーテルとの配位化合物である請求項３に記載のイオン液体。
【請求項５】
一般式（１）のｎが３または４である請求項４に記載のイオン液体。
【請求項６】
一般式（１）のＲ１とＲ２が炭素数１〜１０のアルキル基である請求項４または５に記載のイオン液体。
【請求項７】
一般式（１）のｎが４であり、かつ、Ｒ１とＲ２が共にメチル基である請求項６に記載のイオン液体。
【請求項８】
一般式（１）のｎが３であり、かつ、Ｒ１がブチル基、Ｒ２がメチル基である請求項６に記載のイオン液体。
【請求項９】
アニオンが、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、及びヨウ化物イオンからなる群から選ばれるハロゲンイオンである請求項１〜８のいずれかに記載のイオン液体。
【請求項１０】
ハロゲンイオンが塩化物イオンである請求項９に記載のイオン液体。
【請求項１１】
１気圧下、２０℃で測定された発光スペクトルのピークトップ波長が３８０〜７５０ｎｍである請求項１〜１０のいずれかに記載のイオン液体。
【請求項１２】
１気圧下、２０℃で測定された発光スペクトルのピークトップ波長が３８０〜４８０ｎｍである請求項１１に記載のイオン液体。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のイオン液体を発光材料として用いた光学機器。
【請求項１４】
一般式（１）で表されるオリゴエーテルを亜鉛塩化合物に対して、モル比０．８〜１．２の範囲で混合する工程を有する請求項４〜１２のいずれかに記載のイオン液体の製造方法。
【請求項１５】
亜鉛塩化合物が無水塩化亜鉛である請求項１４に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、金属錯体カチオンを構成要素として含むイオン液体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン液体は液体でありながら、その多くは、難燃性、不揮発性、イオン伝導性といった一般的な有機溶媒とは異なる性質を持っている。このため、産業への応用、例えば、電解液、反応溶媒、検出薬、磁性流体などへの応用に向けて活発に研究されている。
【０００３】
イオン液体は塩であり、カチオンとアニオンから構成される化合物である。イオン液体の中には、カチオンあるいはアニオンが金属錯体であるものが存在し、このようなイオン液体を「金属錯体イオン液体」と呼ぶ。例えば、特許文献１には、銅錯体あるいはニッケル錯体をカチオンとした金属錯体イオン液体が報告され、配位性分子の検出試薬としての応用が提案されている。特許文献２には、鉄錯体あるいはコバルト錯体をカチオンとした金属錯体イオン液体が報告され、酸化反応試薬や磁性流体への応用が提案されている。特許文献３には、銀錯体をカチオンとした金属錯体イオン液体が報告され、このイオン液体を原料として銀ナノ粒子を製造する方法が提案されている。非特許文献１及び２には、リチウム錯体をカチオンとしたイオン液体が報告され、リチウムイオン電池あるいはリチウム空気電池用電解液への応用が提案されている。非特許文献３には、鉄錯体をアニオンとした金属錯体イオン液体が報告され、磁性流体としての応用が提案されている。
【０００４】
金属錯体イオン液体は、金属錯体が持つ機能を利用することができ、様々な用途への応用が可能となる。例えば、特許文献１の銅あるいはニッケル錯体のイオン液体は、これらの錯体が持つ「分子配位による色の変化」という機能により、検出試薬への応用が可能となる。特許文献２や非特許文献３の鉄錯体イオン液体は、鉄錯体が持つ「常磁性」という機能により磁性流体への応用が可能となる。特許文献３の銀錯体イオン液体は、銀錯体が示す「配位子から銀イオンへの光誘起電子移動に由来した銀イオンの還元」という機能により、銀ナノ粒子（固体析出した銀）の原料になる。非特許文献１及び２のリチウム錯体イオン液体は、リチウム錯体が示す「高速の溶液内拡散」という機能によってリチウムイオン伝導体になり、リチウム空気電池用電解液としての応用が可能となる。
【０００５】
これらの先行技術文献に開示されたイオン液体は、１価のカチオンと１価のアニオンで構成されており、多価のカチオンやアニオンで構成されるイオン液体は開示されていない。これは、多価カチオンあるいは多価アニオンを構成要素とする塩は、カチオン−アニオン間のクーロン引力相互作用が強い故に融点が高くなる傾向にあり、融点が１００℃以下の塩になりにくいためである。しかし、少数ではあるが、特許文献４に報告されているように、２価のカチオンあるいは２価のアニオンを構成要素としたイオン液体も存在する。これらのイオン液体は、２価のカチオンあるいは２価のアニオンに由来した性質を示すため、イオン液体の応用例を拡張するものである。
【０００６】
このように、イオン液体の中には、多価のカチオンやアニオンで構成されるものも存在するが、これらのカチオンやアニオンが金属錯体である例は報告されておらず、多価の金属錯体カチオンあるいは金属錯体アニオンの機能をイオン液体として利用した例も存在しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−０６３９２８号公報
【特許文献２】特開２０１０−０３７３３６号公報
【特許文献３】特開２０１０−００６７４０号公報
【特許文献４】特表２００８−５０７５５６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｒ．  Ｔａｔａｒａ  ｅｔａｌ．，“Ｓｏｖａｔｅ  Ｉｏｎｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ，  ［Ｌｉ（ｔｒｉｇｌｙｍｅ）１］［ＮＴｆ２］，ａｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  ｆｏｒ  Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ  Ｌｉ−Ａｉｒ  Ｂａｔｔｅｒｙ：Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｄｅｐｔｈ  ａｎｄ  Ｒｅｖｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙ”，  Ｃｈｅｍ．  Ｌｅｔｔ．，２０１３，Ｖｏｌ．４２，ｐ１０５３−１０５５
【非特許文献２】Ｔ．  Ｔａｍｕｒａ  ｅｔａｌ．，“Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｇｌｙｍｅ−Ｌｉ  Ｓａｌｔ  Ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ  ａｓ  ａ  Ｎｅｗ  Ｆａｍｉｌｙ  ｏｆ  Ｒｏｏｍ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｉｏｎｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄｓ”，  Ｃｈｅｍ．  Ｌｅｔｔ．，２０１０，Ｖｏｌ．３９，ｐ７５３−７５５
【非特許文献３】Ｓ．  Ｈａｙａｓｈｉ  ｅｔａｌ．，“Ａ  Ｎｅｗ  Ｃｌａｓｓ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｌｕｉｄｓ：ｂｍｉｍ［ＦｅＣｌ４］  ａｎｄ  ｎｂｍｉｍ［ＦｅＣｌ４］  Ｉｏｎｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄｓ”，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，２００６，Ｖｏｌ．４２、Ｎｏ．１，ｐ１２−１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、多価金属錯体カチオンが有する機能を利用することができるイオン液体およびその製造方法を提供することを目的とする。たとえば発光性亜鉛錯体の場合、多価亜鉛錯体カチオンを構成要素として含むイオン液体を提供し、発光性イオン液体として利用することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、２価の亜鉛錯体カチオンを構成要素として含むイオン液体が発光性材料として利用できることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明は、金属錯体カチオンとアニオンで構成されるイオン液体であって、金属錯体カチオンの価数が２以上であるイオン液体に関する。
【００１２】
金属錯体カチオンの価数が２であることが好ましい。
【００１３】
金属錯体カチオンが亜鉛錯体カチオンであることが好ましい。
【００１４】
亜鉛錯体カチオンが、Ｚｎ２＋イオンと下記一般式（１）
【００１５】
【化１】
2016006022.tif 000002
【００１６】
（式中、ｎは２以上の整数を表し、Ｒ１とＲ２は、各々独立に、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、シリル基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルケニル基、炭素数１〜１０のアルキニル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、オキシカルボニル基、スルファモイル基、アミド基、ウレイド基、スルフィニル基、スルホニル基またはアミノ基を有していてもよい。）
で表されるオリゴエーテルとの配位化合物であることが好ましい。
【００１７】
一般式（１）のｎが３または４であることが好ましい。
【００１８】
一般式（１）のＲ１とＲ２が炭素数１〜１０のアルキル基であることが好ましい。
【００１９】
一般式（１）のｎが４であり、かつ、Ｒ１とＲ２が共にメチル基であることが好ましい。
【００２０】
一般式（１）のｎが３であり、かつ、Ｒ１がブチル基、Ｒ２がメチル基であることが好ましい。
【００２１】
アニオンが、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、及びヨウ化物イオンからなる群から選ばれるハロゲンイオンであることが好ましい。
【００２２】
ハロゲンイオンが塩化物イオンであることが好ましい。
【００２３】
１気圧下、２０℃で測定された発光スペクトルのピークトップ波長が３８０〜７５０ｎｍであることが好ましい。
【００２４】
１気圧下、２０℃で測定された発光スペクトルのピークトップ波長が３８０〜４８０ｎｍであることが好ましい。
【００２５】
また、本発明は、上記イオン液体を発光材料として用いた光学機器に関する。
【００２６】
また、本発明は、一般式（１）で表されるオリゴエーテルを亜鉛塩化合物に対して、モル比０．８〜１．２の範囲で混合する工程を有する前記イオン液体の製造方法に関する。
【００２７】
亜鉛塩化合物が無水塩化亜鉛であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のイオン液体は、２価以上の金属錯体カチオンを構成要素として有するため、これらの金属錯体の機能をイオン液体の機能として利用できる。たとえば２価の亜鉛錯体カチオンを構成要素として含むイオン液体では、この亜鉛錯体が有する可視域発光という機能がイオン液体の機能として発現し、発光性材料として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１で得られた[Ｚｎ（Ｇ４）][Ｃｌ]２の発光スペクトルである。
【図２】実施例２で得られた[Ｚｎ（Ｇ３Ｂｕ）][Ｃｌ]２の発光スペクトルである。
【図３】比較例１で得られた[Ｌｉ（Ｇ４）][ＮＴｆ２]の発光スペクトルである。
【図４】比較例２で得られた[Ｌｉ（Ｇ３Ｂｕ）] [ＮＴｆ２] の発光スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明においてイオン液体とは、金属錯体による多価カチオンと任意のアニオンによる塩である。本発明では、イオン液体を１気圧下での融点が１００℃以下の塩と定義するが、好ましくは室温（２０℃）以下である。
【００３１】
金属錯体カチオンの価数が２以上のものである。金属錯体カチオンの価数は２以上であれば特に制限されないが、１気圧下での融点を１００℃以下とするには、カチオン−アニオン間のクーロン相互作用が小さいほうが望ましいため、金属錯体カチオンの価数は２であることが好ましい。金属錯体カチオンの価数とは、金属錯体カチオン自体の価数を意味する。
【００３２】
金属錯体カチオンは配位化合物が中心金属に配位結合したものである。中心金属としては、例えば、亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、鉄、マンガン、クロム、カドミウム、銀、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、テクネチウム、モリブデン、水銀、金、白金、イリジウム、オスミウム、レニウム、タングステン等が挙げられる。これらの中でも亜鉛は、その錯体カチオンのＬｅｗｉｓ酸性が弱い傾向にあり、この結果、Ｌｅｗｉｓ塩基であるアニオンとの引力相互作用が弱くなり、イオン液体の融点が低くなるため、好適に用いられる。
【００３３】
配位化合物としては特に限定されないが、例えば、オリゴエーテル、アセチルアセトナート、エチレンジアミン、シアノ、アクア、オキソ、アンミン等が挙げられる。これらの中でも、オリゴエーテルは、それが配位した金属錯体カチオンのＬｅｗｉｓ酸性が弱い傾向にあり、この結果、Ｌｅｗｉｓ塩基であるアニオンとの引力相互作用が弱くなり、イオン液体の融点が低くなるため、好適に用いられる。
【００３４】
オリゴエーテルとしては、下記一般式（１）
【００３５】
【化２】
2016006022.tif 000003
【００３６】
（式中、ｎは２以上の整数を表し、Ｒ１とＲ２は、各々独立に、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、シリル基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルケニル基、炭素数１〜１０のアルキニル基または炭素数６〜１２のアリール基であり、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、オキシカルボニル基、スルファモイル基、アミド基、ウレイド基、スルフィニル基、スルホニル基またはアミノ基を有していてもよい。）
で表されるオリゴエーテルが挙げられる。
【００３７】
ｎとしては、通常２〜６であり、４配位あるいは５配位の安定な金属錯体カチオンを作るという点で、３または４が好ましい。
【００３８】
炭素数１〜１０のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基等が挙げられる。
【００３９】
アルキル基にはシクロアルキル基も含まれる。シクロアルキル基としては、炭素数４〜１２のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、イソプロピルシクロヘキシル基、ｔ−ブチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
【００４０】
炭素数１〜１０のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、へキセニル基、シクロヘキセニル基、アリル基等が挙げられる。
【００４１】
炭素数１〜１０のアルキニル基としては、例えば、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、１−ブチニル基、２−ブチニル基、３−ブチニル基等が挙げられる。
【００４２】
炭素数６〜１２のアリール基としては、ヘテロ原子を含まなくても含んでいてもよい。炭素数６〜１２のヘテロ原子を含まないアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、シクロヘキシルフェニル基、ｔ−ブチルフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。炭素数６〜１２のヘテロアリール基としては、例えば、ピリジル基、ピラジル基、ビピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、シンノリル基等が挙げられる。
【００４３】
上記置換基が、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、オキシカルボニル基、スルファモイル基、アミド基、ウレイド基、スルフィニル基、スルホニル基またはアミノ基を有する場合の具体的な官能基としては、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数４〜１２のシクロアルコキシ基、炭素数１〜１０のアリールオキシ基、炭素数１〜１０のアルキルチオ基、炭素数４〜１２のシクロアルキルチオ基、炭素数６〜１２のアリールチオ基、炭素数１〜１０のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシカルボニル基、炭素数１〜１０のスルファモイル基、炭素数１〜１０のアシル基、炭素数１〜１０のアシルオキシ基、炭素数１〜１０のアミド基、炭素数１〜１０のカルボニル基、炭素数１〜１０のウレイド基、炭素数１〜１０のスルフィニル基、炭素数１〜１０のアルキルスルホニル基、炭素数６〜１２のアリールスルホニリ基、炭素数１〜１０のアミノ基が挙げられる。
【００４４】
本発明において好ましい金属錯体カチオンとして例示される２価の亜鉛錯体カチオンは、Ｚｎ２＋イオンとオリゴエーテルとの配位化合物であり、下記一般式（２）で表されるように、Ｚｎ２＋とＯ原子との間に配位結合が生成していると考えられる。
【００４５】
【化３】
2016006022.tif 000004
【００４６】
（式中、ｎ、Ｒ１、Ｒ２は前記一般式（１）で示されたものと同じ。）
【００４７】
２価の亜鉛錯体カチオンとアニオンで構成されるイオン液体の融点を１気圧下で１００℃以下とするためには、イオン液体を構成するカチオンの分子量を低くすることが有効である。この観点からは、一般式（１）のオリゴエーテルとしては、ｎが３または４であることが好ましい。同様に、Ｒ１とＲ２が共に上述した炭素数１〜１０のアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。これらの中でも、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（ｎ＝４、Ｒ１＝メチル基、Ｒ２＝メチル基）が特に好ましい。また、イオン液体の融点を下げるためには、イオン液体を構成するカチオンの分子構造を左右非対称とすることも有効である。この観点からは、一般式（１）のオリゴエーテルとしては、Ｒ１がブチル基、Ｒ２がメチル基であることが好ましい。これらの中でも、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル（ｎ＝３、Ｒ１＝ブチル基、Ｒ２＝メチル基）が特に好ましい。
【００４８】
アニオンとしては特に限定されず、例えば、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等のハロゲンイオン；ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、ビス（フルオロスルホニル）イミドアニオン、ビス（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）イミドアニオン、ビス（ノナフルオロブタンスルホニル）イミドアニオン等のイミドアニオン；テトラフルオロホウ酸アニオン；ヘキサフルオロリン酸アニオン等が挙げられる。これらの中でも、１気圧下での融点を室温以下にしやすい点で、ハロゲンイオンが好ましく、塩化物イオンがより好ましい。
【００４９】
一方、アニオンとしてビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン（以下、「ＮＴｆ２−」と称する）等のイミドアニオンを用いた場合、融点が室温以下にならないことがある。これは、非特許文献１及び２に記載されているリチウム錯体イオン液体とは対照的である。すなわち、これらの非特許文献には、Ｌｉ＋に一般式（１）のオリゴエーテルが配位したリチウム錯体カチオンとＮＴｆ２−アニオンで構成されるイオン液体が検討され、融点が室温以下であると報告されている。
【００５０】
本発明のイオン液体は、可視域に発光特性を有することが好ましく、１気圧下、２０℃で測定された発光スペクトルのピークトップ波長は、好ましくは３８０〜７５０ｎｍ、より好ましくは３８０〜４８０ｎｍ（紫色から青色発光）である。
【００５１】
本発明のイオン液体の室温下での発光量子収率は、好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．０３以上である。
【００５２】
また、本発明は、一般式（１）で表されるオリゴエーテルを亜鉛塩化合物に対して、モル比０．８〜１．２の範囲で混合する工程を有する前記イオン液体の製造方法に関する。上記モル比としては、０．９〜１．１の範囲がより好ましい。モル比が０．８未満では、オリゴエーテルと配位しなかった亜鉛塩化合物が、除去するのが困難な不純物としてイオン液体中に残る傾向があり、１．２を超えると、亜鉛塩化合物と配位しなかったオリゴエーテルによって、難燃性、不揮発性、イオン伝導性などのイオン液体の特徴が薄くなる傾向にある。
【００５３】
亜鉛塩化合物としては無水物が好ましい。亜鉛塩化合物としては、例えば、フッ化亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド亜鉛、ホウフッ化亜鉛、リンフッ化亜鉛等が挙げられる。これらの中でも、イオン液体を構成するアニオンを塩化物イオンとすることができる点で、無水塩化亜鉛が好ましい。亜鉛塩化合物と一般式（１）で表されるオリゴエーテルを等モルずつ混合する場合、窒素雰囲気下で混合することが好ましい。また、混合を効率的に行うには、混合温度は好ましくは室温〜１６０℃、より好ましくは１２０〜１４０℃である。混合時間は好ましくは２０〜３６０分、より好ましくは２０〜６０分である。混合後は室温下で放冷することが好ましい。
【００５４】
本発明のイオン液体の中には、可視域での発光を示すものがあり、発光性イオン液体として光学機器に利用できる。特に本発明のイオン液体であって、一般式（２）で表される２価亜鉛錯体カチオンを構成要素として含むイオン液体には、紫色から青色の発光を示すものがあり、紫から青色の光を放出する光学機器への応用が可能である。
【００５５】
また、本発明のイオン液体の中には、高いイオン伝導性、特に、高い金属錯体カチオン伝導性を有するものがある。このようなイオン液体は、一次あるいは二次電池の電解液もしくは金属めっき工程の浴として利用できる。さらに、本発明のイオン液体は、カチオンが多価であるため、カチオンが１価であるイオン液体と比較して電圧印加時のカチオン伝導度が大きくなると期待される。このため、本発明のイオン液体は、高速の充放電反応を起こす電池用電解液や高効率の金属めっき工程用浴としての利用が期待される。
【００５６】
さらに、本発明のイオン液体の中でも亜鉛錯体カチオンを構成要素として含むイオン液体は、亜鉛錯体の移動によって亜鉛イオンの伝導が実現されるため、電極反応に亜鉛イオンが関与する一次あるいは二次電池の電解液に利用できる。また、亜鉛めっきの浴としても利用できる。
【００５７】
特に、本発明のイオン液体は難揮発性であることが期待されるため、亜鉛イオンが関与する一次あるいは二次電池の中でも、電解液が大気に暴露される電池の電解液として好適に利用できる。このような電解液が大気に暴露される電池の例としては、亜鉛空気電池が挙げられる。
【００５８】
本発明のイオン液体は、一般的なイオン液体と同様に、難揮発性、難燃性を有する。このため、揮発による環境への流出が少なく、かつ、温度上昇による爆発の危険も少ない反応溶媒、言い換えると、低環境負荷と安全を両立した反応溶媒として利用できる。特に、本発明のイオン液体は、多価カチオンを含むため、静電的相互作用の大きい強極性反応溶媒としての利用が期待される。
【００５９】
本発明のイオン液体の中には、分子配位によって変色を起こす多価金属錯体カチオンを構成要素として含むものがある。このようなイオン液体は、分子検出試薬として利用できる。
本発明のイオン液体の中には、常磁性を示す多価金属錯体カチオンを構成要素として含むものがある。このようなイオン液体は、液体全体が常磁性を示し、磁性流体として利用できる。常磁性を示す金属錯体カチオンの例としては、Ｆｅ３＋イオンの錯体カチオンが挙げられる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００６１】
実施例１〜３
表１に記載した無水ＺｎＣｌ２又はビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド亜鉛（以下、Ｚｎ（ＮＴｆ２）２）と、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（以下、Ｇ４）又はトリエチレングリコールブチルメチルエーテル（以下、Ｇ３Ｂｕ）とを、表１に記載した量秤量し、５０ｍＬ丸底フラスコに入れ、次いで窒素雰囲気下１３０℃で加熱しながら３０分間攪拌した。その後、２０℃で放冷したところ、実施例１、２では相分離のない単一相の薄茶色の液体を、実施例３では薄茶色の固体を得た。
【００６２】
比較例１〜２
表１に記載したビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドリチウム（以下、ＬｉＮＴｆ２）とＧ４又はＧ３Ｂｕを表１に記載した量秤量し、５０ｍＬ丸底フラスコに入れ、次いで窒素雰囲気下２０℃で６時間攪拌したところ、相分離のない単一相の無色透明液体を得た。
【００６３】
＜融点＞
実施例３で得られた生成物の融点を、微量融点測定装置（ヤナコ機器開発研究所製、ＭＰ−５００Ｐ）を用いて測定した。結果を表１に示す。実施例１〜２、比較例１〜２で得られた生成物の融点は測定しなかったが、いずれも２０℃で液体であったことから、融点は２０℃以下である。
【００６４】
＜発光スペクトル＞
実施例１〜２および比較例１〜２で得られた生成物の室温における発光スペクトルを、分光蛍光光度計（株式会社日立製作所製、Ｆ−７０００）を用いて測定した。得られた発光スペクトルを図１〜４に示し、入射光の波長、ピークトップの波長、ピークトップが可視域にある場合の発光特性を表１に示す。
【００６５】
＜発光量子収率＞
実施例１〜２および比較例１〜２で得られた生成物の室温における発光量子収率を、絶対ＰＬ量子収率測定装置（浜松ホトニクス株式会社製、Ｑｕａｎｔａｕｒｕｓ−ＱＹ）を用いて測定した。入射光の波長は発光スペクトルを測定したときと同じである。得られた発光量子収率を表１に示す。
【００６６】
＜イオン液体の組成式＞
非特許文献１及び２の記載によると、ＬｉＮＴｆ２とトリエチレングリコールジメチルエーテル（以下、Ｇ３）を等モルずつ混合すると、［Ｌｉ（Ｇ３）］＋をカチオン、ＮＴｆ２−をアニオンとするイオン液体（組成式：［Ｌｉ（Ｇ３）］［ＮＴｆ２］）（参考例１）が生成する。
【００６７】
上記非特許文献１及び２の参考例１のイオン液体から推定した実施例１〜３および比較例１〜２で得られた生成物の組成式を下記および表１に示す。
実施例１：組成式［Ｚｎ（Ｇ４）］［Ｃｌ］２
［Ｚｎ（Ｇ４）］２＋をカチオン、Ｃｌ−をアニオンとするイオン液体
実施例２：組成式［Ｚｎ（Ｇ３Ｂｕ） ］［Ｃｌ］２
［Ｚｎ（Ｇ３Ｂｕ）］２＋をカチオン、Ｃｌ−をアニオンとするイオン液体
実施例３：組成式［Ｚｎ（Ｇ４）］［ＮＴｆ２］２
［Ｚｎ（Ｇ４）］２＋をカチオン、ＮＴｆ２−をアニオンとするイオン液体
比較例１：組成式［Ｌｉ（Ｇ４）］［ＮＴｆ２］
［Ｌｉ（Ｇ４）］＋をカチオン、ＮＴｆ２−をアニオンとするイオン液体
比較例２：組成式［Ｌｉ（Ｇ３Ｂｕ）］［ＮＴｆ２］
［Ｌｉ（Ｇ３Ｂｕ）］＋をカチオン、ＮＴｆ２−をアニオンとするイオン液体
【００６８】
実施例１〜３、比較例１〜２で得られたイオン液体の推定構造式を参考例１の構造式とともに以下に示す。
【００６９】
【化４】
2016006022.tif 000005
【００７０】
【表１】
2016006022.tif 000006
【００７１】
比較例１〜２より、［Ｌｉ（Ｇ４）］＋や［Ｌｉ（Ｇ３Ｂｕ）］＋を構成要素とするイオン液体は可視域に発光せず、また、発光量子収率も非常に小さかった。一方、実施例１〜２より、［Ｚｎ（Ｇ４）］２＋や［Ｚｎ（Ｇ３Ｂｕ）］２＋を構成要素とするイオン液体は、可視域で発光し、また、発光量子収率も発光性材料として十分に高くなった。これらの結果から、２価の亜鉛錯体カチオンを構成要素とするイオン液体を合成することにより、亜鉛錯体の特徴である可視域の発光を機能として有するイオン液体が製造できた。
【００７２】
また、比較例１〜２より、［Ｌｉ（Ｇ４）］＋や［Ｌｉ（Ｇ３Ｂｕ）］＋をカチオンとするイオン液体は、アニオンをＮＴｆ２−とすると融点が室温以下になった。一方、実施例３より、［Ｚｎ（Ｇ４）］２＋をカチオンとするイオン液体は、アニオンをＮＴｆ２−としても融点が室温以下にならなかった。しかし、実施例１より、Ｃｌ−をアニオンとすると、融点が室温以下になった。実施例２より、Ｃｌ−をアニオンとしたときの融点の添加効果は、［Ｚｎ（Ｇ３Ｂｕ）］２＋をカチオンとしたときも同様に認められた。これらの結果から、２価の亜鉛錯体カチオンを構成要素とするイオン液体の融点は、構成要素のアニオンの種類が大きく影響することが分かった。
【図１】
2016006022.tif 000009
【図２】
2016006022.tif 000010
【図３】
2016006022.tif 000011
【図４】
2016006022.tif 000012