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含鎂電解液的制作方法

文檔序號(hào):11636446閱讀:817來源:國知局
含鎂電解液的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及含有鎂離子的電解液和包含該電解液的電化學(xué)裝置。



背景技術(shù):

鎂由于其離子為多價(jià)離子,因而每單位體積的電容量大。并且,鎂與鋰相比熔點(diǎn)高而較為安全,除此以外,還具有在地球上的資源分布的不均小、資源量豐富且廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)。因此,以金屬鎂作為負(fù)極的鎂離子電池作為代替鋰離子電池的下一代電池受到矚目。

但是,在以金屬鎂作為負(fù)極的鎂離子電池中,鎂由于其高還原性而與電解液發(fā)生反應(yīng),由此在電極表面形成鈍化覆膜。其結(jié)果,會(huì)阻礙鎂的可逆性溶解、析出,難以進(jìn)行負(fù)極反應(yīng)。

作為不形成這種鈍化覆膜的電解液,已知有將格氏試劑rmgx(r為烷基或芳基,x為氯或溴)溶解于四氫呋喃中得到的電解液,且確認(rèn)到鎂的可逆性溶解、析出。

另一方面,aurbach等人進(jìn)行了下述報(bào)道:使用二丁基鎂bu2mg和乙基二氯化鋁etalcl2制備mg(alcl2buet)2的thf溶液,對(duì)于鎂可使用至2.4v左右的電位(非專利文獻(xiàn)1)。

但是,這些使用了格氏試劑或烷基鎂的電解液具有親核性質(zhì),因而有可能與正極中所用的化學(xué)活性高的活性物質(zhì)或硫直接反應(yīng),在實(shí)用電池中的使用受到限制。

與此相對(duì),wang等人報(bào)道了通過將非親核性的苯氧化物系鎂鹽與氯化鋁混合、對(duì)于鎂可使用至2.6v左右的電解液(非專利文獻(xiàn)2)。

另外,liao等人報(bào)道了通過將非親核性的醇鹽系鎂鹽與氯化鋁混合而使鎂具有2.5v左右的氧化耐性的電解液(非專利文獻(xiàn)3)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1:nature,407,p724-727(2000)

非專利文獻(xiàn)2:chem.commun,2012,48,10763-10765

非專利文獻(xiàn)3:j.mater.chem.a,2014,2,581-584



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明所要解決的課題

雖然非專利文獻(xiàn)2、非專利文獻(xiàn)3中記載的電解液報(bào)道了如上所述使用非親核性的鎂鹽而且具有寬電位窗的電解液,但目前需要能夠在更高的電位下工作的電解液。

即,本發(fā)明的目的在于提供一種使用非親核性的醇鹽系鎂鹽、氧化分解電位高、反復(fù)穩(wěn)定地進(jìn)行鎂的溶解析出的電解液。

用于解決課題的手段

本發(fā)明涉及:“一種鎂電池用電解液,其是將下述通式(i)所表示的化合物、路易斯酸和溶劑混合而成的:

(式中,y表示碳原子或硅原子,x表示氯原子或溴原子,r1表示可以具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基,r2和r3各自獨(dú)立地表示氯化鎂氧基(-omgcl);溴化鎂氧基(-omgbr);碳原子數(shù)為1~6的烯基;可以具有鹵代基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為1~6的烷基;或者可以具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基。)”;“一種電化學(xué)裝置,其包含上述電解液、正極和負(fù)極”和“一種下述通式(i’)所表示的化合物:

(式中,x表示氯原子或溴原子,r’1表示可以具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基,r’2和r’3各自獨(dú)立地表示氫原子;-omgcl;-omgbr;碳原子數(shù)為1~6的烯基;可以具有鹵代基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為1~6的烷基;或者可以具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基。)”。

發(fā)明的效果

本發(fā)明的電解液與現(xiàn)有的電解液相比氧化分解電位高,因而能夠用作高電壓的鎂電池的電解液。另外,本發(fā)明的電解液在作為鎂二次電池的電解液使用的情況下,可起到反復(fù)穩(wěn)定地進(jìn)行鎂的溶解析出的效果。此外,本發(fā)明的電解液還具有優(yōu)異的保存穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1表示示出實(shí)施例7中的、在使用電解液1[三苯基甲氧基氯化鎂-氯化鋁/四氫呋喃(thf)溶液]的cv測(cè)定中進(jìn)行10次循環(huán)的結(jié)果的曲線圖。

圖2表示示出實(shí)施例7中的、在使用電解液2[三苯基甲氧基氯化鎂-氯化鋁/三乙二醇二甲醚溶液]的cv測(cè)定中進(jìn)行10次循環(huán)的結(jié)果的曲線圖。

圖3表示示出實(shí)施例7中的、在使用電解液2[三苯基甲氧基氯化鎂-氯化鋁/三乙二醇二甲醚溶液]的cv測(cè)定中進(jìn)行40次循環(huán)的結(jié)果的曲線圖。

圖4表示示出比較例3中的、在使用比較電解液1[(tert-buomgcl)6-alcl3/thf溶液]的cv測(cè)定中進(jìn)行10次循環(huán)的結(jié)果的曲線圖。

圖5表示示出比較例3中的、在使用比較電解液2[mgcl2-me2alcl-bu4ncl/thf溶液]的cv測(cè)定中進(jìn)行10次循環(huán)的結(jié)果的曲線圖。

圖6表示示出實(shí)施例16中的、在使用電解液7[三苯基甲硅烷氧基氯化鎂-氯化鋁/thf溶液]的cv測(cè)定中進(jìn)行10次循環(huán)的結(jié)果的曲線圖。

圖7表示示出比較例5中的、在使用比較電解液3[(me3siomgcl)6-alcl3/thf溶液]的cv測(cè)定中進(jìn)行10次循環(huán)的結(jié)果的曲線圖。

具體實(shí)施方式

[通式(i)所表示的化合物]

通式(i)所表示的化合物的y表示碳原子或硅原子,優(yōu)選硅原子。y為硅原子的通式(i)所表示的化合物表現(xiàn)出比y為碳原子時(shí)更優(yōu)異的保存穩(wěn)定性。

通式(i)所表示的化合物的x表示氯原子或溴原子,優(yōu)選氯原子。

作為通式(i)所表示的化合物的r1~r3中的碳原子數(shù)為6~10的芳基,可以舉出苯基或萘基,優(yōu)選苯基。

作為r1~r3中的碳原子數(shù)為6~10的芳基的取代基的鹵代基可以舉出氟基、氯基、溴基、碘基等,優(yōu)選氟基。

作為r1~r3中的碳原子數(shù)為6~10的芳基的取代基的烷基通常是碳原子數(shù)為1~6的烷基,優(yōu)選碳原子數(shù)為1~4,可以為直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀。具體而言,可以舉出例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、正己基、異己基、仲己基、叔己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1,2-二甲基丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基等,優(yōu)選甲基、乙基、正丙基、正丁基,更優(yōu)選甲基。

作為r1~r3中的碳原子數(shù)為6~10的芳基的取代基的鹵代烷基可以為直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀,但優(yōu)選直鏈狀,碳原子數(shù)通常為1~6、優(yōu)選為1~3。具體而言,可以舉出氟烷基、氯烷基、溴烷基等,優(yōu)選氟烷基,其中特別優(yōu)選全氟烷基。更具體而言,可以舉出例如氟甲基、全氟甲基、氟乙基、全氟乙基、氟正丙基、全氟正丙基、氟正丁基、全氟正丁基、氟正戊基、全氟正戊基、氟正己基、全氟正己基、氯甲基、全氯甲基、氯乙基、全氯乙基、氯正丙基、全氯正丙基、氯正丁基、全氯正丁基、氯正戊基、全氯正戊基、氯正己基、全氯正己基、溴甲基、全溴甲基、溴乙基、全溴乙基、溴正丙基、全溴正丙基、溴正丁基、全溴正丁基、溴正戊基、全溴正戊基、溴正己基、全溴正己基等,其中優(yōu)選全氟甲基、全氟乙基、全氟正丙基、全氟正丁基、全氟正戊基、全氟正己基,更優(yōu)選全氟甲基、全氟乙基、全氟正丙基。

作為r1~r3中的碳原子數(shù)為6~10的芳基的取代基的烷氧基通常碳原子數(shù)為1~6,優(yōu)選碳原子數(shù)為1~4,具體而言,可以舉出例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基等,優(yōu)選甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、叔丁氧基等。

作為r1~r3中的可以具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基,優(yōu)選具有鹵代基作為取代基的芳基、具有烷基作為取代基的芳基、具有烷氧基作為取代基的芳基、無取代的芳基等。另外,r1~r3中的具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基的取代基的個(gè)數(shù)通常為1~7個(gè)、優(yōu)選為1~5個(gè)、更優(yōu)選為1~2個(gè)。

具體而言,r1~r3中的可以具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基可以舉出例如苯基、萘基;氟苯基、氯苯基、溴苯基、碘苯基、全氟苯基、全氯苯基、全溴苯基、全碘苯基;甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基、異丙基苯基、正丁基苯基、異丁基苯基、仲丁基苯基、叔丁基苯基、正戊基苯基、異戊基苯基、仲戊基苯基、叔戊基苯基、新戊基苯基、正己基苯基、異己基苯基、仲己基苯基、叔己基苯基、3-甲基戊基苯基、2-甲基戊基苯基、1,2-二甲基丁基苯基、環(huán)丙基苯基、環(huán)戊基苯基、環(huán)己基苯基;氟甲基苯基、全氟甲基苯基、氟乙基苯基、全氟乙基苯基、氟正丙基苯基、全氟正丙基苯基、氟異丙基苯基、全氟異丙基苯基、氟正丁基苯基、全氟正丁基苯基、氟異丁基苯基、全氟異丁基苯基、氟仲丁基苯基、全氟仲丁基苯基、氟叔丁基苯基、全氟叔丁基苯基、氟正戊基苯基、全氟正戊基苯基、氟異戊基苯基、全氟異戊基苯基、氟仲戊基苯基、全氟仲戊基苯基、氟叔戊基苯基、全氟叔丁基苯基、氟新戊基苯基、全氟新戊基苯基、氟正己基苯基、全氟正己基苯基、氟異己基苯基、全氟異己基苯基、氟仲己基苯基、全氟仲己基苯基、氟叔己基苯基、全氟叔己基苯基、氟-3-甲基戊基苯基、全氟-3-甲基戊基苯基、氟-2-甲基戊基苯基、全氟-2-甲基戊基苯基、氟-1,2-二甲基丁基苯基、全氟-1,2-二甲基丁基苯基、氟環(huán)丙基苯基、全氟環(huán)丙基苯基、氟環(huán)丁基苯基、全氟環(huán)丁基苯基、氟環(huán)戊基苯基、全氟環(huán)戊基苯基、氟環(huán)己基苯基、全氟環(huán)己基苯基、氯甲基苯基、全氯甲基苯基、氯乙基苯基、全氯乙基苯基、氯正丙基苯基、全氯正丙基苯基、氯異丙基苯基、全氯異丙基苯基、氯正丁基苯基、全氯正丁基苯基、氯異丁基苯基、全氯異丁基苯基、氯仲丁基苯基、全氯仲丁基苯基、氯叔丁基苯基、全氯叔丁基苯基、氯正戊基苯基、全氯正戊基苯基、氯異戊基苯基、全氯異戊基苯基、氯仲戊基苯基、全氯仲戊基苯基、氯叔戊基苯基、全氯叔丁基苯基、氯新戊基苯基、全氯新戊基苯基、氯正己基苯基、全氯正己基苯基、氯異己基苯基、全氯異己基苯基、氯仲己基苯基、全氯仲己基苯基、氯叔己基苯基、全氯叔己基苯基、氯-3-甲基戊基苯基、全氯-3-甲基戊基苯基、氯-2-甲基戊基苯基、全氯-2-甲基戊基苯基、氯-1,2-二甲基丁基苯基、全氯-1,2-二甲基丁基苯基、氯環(huán)丙基苯基、全氯環(huán)丙基苯基、氯環(huán)丁基苯基、全氯環(huán)丁基苯基、氯環(huán)戊基苯基、全氯環(huán)戊基苯基、氯環(huán)己基苯基、全氯環(huán)己基苯基、溴甲基苯基、全溴甲基苯基、溴乙基苯基、全溴乙基苯基、溴正丙基苯基、全溴正丙基苯基、溴異丙基苯基、全溴異丙基苯基、溴正丁基苯基、全溴正丁基苯基、溴異丁基苯基、全溴異丁基苯基、溴仲丁基苯基、全溴仲丁基苯基、溴叔丁基苯基、全溴叔丁基苯基、溴正戊基苯基、全溴正戊基苯基、溴異戊基苯基、全溴異戊基苯基、溴仲戊基苯基、全溴仲戊基苯基、溴叔戊基苯基、全溴叔丁基苯基、溴新戊基苯基、全溴新戊基苯基、溴正己基苯基、全溴正己基苯基、溴異己基苯基、全溴異己基苯基、溴仲己基苯基、全溴仲己基苯基、溴叔己基苯基、全溴叔己基苯基、溴-3-甲基戊基苯基、全溴-3-甲基戊基苯基、溴-2-甲基戊基苯基、全溴-2-甲基戊基苯基、溴-1,2-二甲基丁基苯基、全溴-1,2-二甲基丁基苯基、溴環(huán)丙基苯基、全溴環(huán)丙基苯基、溴環(huán)丁基苯基、全溴環(huán)丁基苯基、溴環(huán)戊基苯基、全溴環(huán)戊基苯基、溴環(huán)己基苯基、全溴環(huán)己基苯基;甲氧基苯基、乙氧基苯基、正丙氧基苯基、異丙氧基苯基、正丁氧基苯基、異丁氧基苯基、仲丁氧基苯基、叔丁氧基苯基、正戊氧基苯基、異戊氧基苯基、仲戊氧基苯基、叔戊氧基苯基、新戊氧基苯基、正己氧基苯基、異己氧基苯基、仲己氧基苯基、叔己氧基苯基、3-甲基戊氧基苯基、2-甲基戊氧基苯基、1,2-二甲基丁氧基苯基、環(huán)丙氧基苯基、環(huán)丁氧基苯基、環(huán)戊氧基苯基、環(huán)己氧基苯基等。

在上述具體例中,優(yōu)選苯基、甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基、異丙基苯基、正丁基苯基、異丁基苯基、仲丁基苯基、叔丁基苯基、正戊基苯基、異戊基苯基、仲戊基苯基、叔戊基苯基、新戊基苯基、正己基苯基、異己基苯基、仲己基苯基、叔己基苯基、3-甲基戊基苯基、2-甲基戊基苯基、1,2-二甲基丁基苯基、環(huán)丙基苯基、環(huán)戊基苯基、環(huán)己基苯基;氟甲基苯基、全氟甲基苯基、氟乙基苯基、全氟乙基苯基、氟正丙基苯基、全氟正丙基苯基、氟正丁基苯基、全氟正丁基苯基、氟正戊基苯基、全氟正戊基苯基、氟正己基苯基、全氟正己基苯基、氯甲基苯基、全氯甲基苯基、氯乙基苯基、全氯乙基苯基、氯正丙基苯基、全氯正丙基苯基、氯正丁基苯基、全氯正丁基苯基、氯正戊基苯基、全氯正戊基苯基、氯正己基苯基、全氯正己基苯基、溴甲基苯基、全溴甲基苯基、溴乙基苯基、全溴乙基苯基、溴正丙基苯基、全溴正丙基苯基、溴正丁基苯基、全溴正丁基苯基、溴正戊基苯基、全溴正戊基苯基、溴正己基苯基、全溴正己基苯基;甲氧基苯基、乙氧基苯基、正丙氧基苯基、異丙氧基苯基、正丁氧基苯基、異丁氧基苯基、仲丁氧基苯基、叔丁氧基苯基、正戊氧基苯基、正己氧基苯基等,更優(yōu)選苯基、甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基、異丙基苯基;氟甲基苯基、氯甲基苯基、溴甲基苯基、碘甲基苯基;甲氧基苯基、乙氧基苯基、正丙氧基苯基、異丙氧基苯基、叔丁氧基苯基等。

作為通式(i)所表示的化合物的r2和r3中的碳原子數(shù)為1~6的烯基,可以為直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀,優(yōu)選碳原子數(shù)為1~3的烯基。具體而言,可以舉出例如乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、異丙烯基、3-丁烯基、2-丁烯基、1-丁烯基、1,3-丁二烯基、4-戊烯基、3-戊烯基、2-戊烯基、1-戊烯基、1-甲基-1-丁烯基、5-己烯基、4-己烯基、3-己烯基、2-己烯基、1-己烯基等,其中優(yōu)選乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、異丙烯基,更優(yōu)選烯丙基。

作為通式(i)所表示的化合物的r2和r3中的碳原子數(shù)為1~6的烷基,優(yōu)選碳原子數(shù)為1~4,可以為直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀。具體而言,可以舉出例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、正己基、異己基、仲己基、叔己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1,2-二甲基丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基等,優(yōu)選甲基、乙基、正丙基、正丁基。

作為r2和r3中的碳原子數(shù)為1~6的烷基的取代基的鹵代基可以舉出氟基、氯基、溴基、碘基等,優(yōu)選氟基。

作為r1~r3中的碳原子數(shù)為1~6的烷基的取代基的烷氧基通常碳原子數(shù)為1~6,優(yōu)選碳原子數(shù)為1~3,具體而言,可以舉出例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基等,優(yōu)選甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基等。

作為r1~r3中的可以具有鹵代基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為1~6的烷基,具體而言,可以舉出例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、正己基、異己基、仲己基、叔己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1,2-二甲基丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基;全氟甲基、全氟乙基、全氟正丙基、全氟異丙基、全氟正丁基、全氟異丁基、全氟仲丁基、全氟叔丁基、全氟正戊基、全氟異戊基、全氟仲戊基、全氟叔戊基、全氟新戊基、全氟正己基、全氟異己基、全氟仲己基、全氟叔己基、全氟-3-甲基戊基、全氟-2-甲基戊基、全氟-1,2-二甲基丁基、全氟環(huán)戊基、全氟環(huán)己基、氟甲基、氟乙基、氟正丙基、氟異丙基、氟正丁基、氟異丁基、氟仲丁基、氟叔丁基、氟正戊基、氟異戊基、氟仲戊基、氟叔戊基、氟新戊基、氟正己基、氟異己基、氟仲己基、氟叔己基、氟-3-甲基戊基、氟-2-甲基戊基、氟-1,2-二甲基丁基、氟環(huán)戊基、氟環(huán)己基;全氯甲基、全氯乙基、全氯正丙基、全氯異丙基、全氯正丁基、全氯仲丁基、全氯叔丁基、全氯正戊基、全氯異戊基、全氯仲戊基、全氯叔戊基、全氯新戊基、全氯正己基、全氯異己基、全氯仲己基、全氯叔己基、全氯-3-甲基戊基、全氯-2-甲基戊基、全氯-1,2-二甲基丁基、全氯環(huán)戊基、全氯環(huán)己基、氯甲基、氯乙基、氯正丙基、氯異丙基、氯正丁基、氯異丁基、氯仲丁基、氯叔丁基、氯正戊基、氯異戊基、氯仲戊基、氯叔戊基、氯新戊基、氯正己基、氯異己基、氯仲己基、氯叔己基、氯-3-甲基戊基、氯-2-甲基戊基、氯-1,2-二甲基丁基、氯環(huán)戊基、氯環(huán)己基;全溴甲基、全溴乙基、全溴正丙基、全溴異丙基、全溴正丁基、全溴仲丁基、全溴叔丁基、全溴正戊基、全溴異戊基、全溴仲戊基、全溴叔戊基、全溴新戊基、全溴正己基、全溴異己基、全溴仲己基、全溴叔己基、全溴-3-甲基戊基、全溴-2-甲基戊基、全溴-1,2-二甲基丁基、全溴環(huán)戊基、全溴環(huán)己基、溴甲基、溴乙基、溴正丙基、溴異丙基、溴正丁基、溴異丁基、溴仲丁基、溴叔丁基、溴正戊基、溴異戊基、溴仲戊基、溴叔戊基、溴新戊基、溴正己基、溴異己基、溴仲己基、溴叔己基、溴-3-甲基戊基、溴-2-甲基戊基、溴-1,2-二甲基丁基、溴環(huán)戊基、溴環(huán)己基;全碘甲基、全碘乙基、全碘正丙基、全碘異丙基、全碘正丁基、全碘仲丁基、全碘叔丁基、全碘正戊基、全碘異戊基、全碘仲戊基、全碘叔戊基、全碘新戊基、全碘正己基、全碘異己基、全碘仲己基、全碘叔己基、全碘-3-甲基戊基、全碘-2-甲基戊基、全碘-1,2-二甲基丁基、全碘環(huán)戊基、全碘環(huán)己基、碘甲基、碘乙基、碘正丙基、碘異丙基、碘正丁基、碘異丁基、碘仲丁基、碘叔丁基、碘正戊基、碘異戊基、碘仲戊基、碘叔戊基、碘新戊基、碘正己基、碘異己基、碘仲己基、碘叔己基、碘-3-甲基戊基、碘-2-甲基戊基、碘-1,2-二甲基丁基、碘環(huán)戊基、碘環(huán)己基;甲氧基甲基、乙氧基甲基、正丙氧基甲基、異丙氧基甲基、正丁氧基甲基、異丁氧基甲基、仲丁氧基甲基、叔丁氧基甲基、正戊氧基甲基、新戊氧基甲基、正己氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、正丙氧基乙基、異丙氧基乙基、正丁氧基乙基、異丁氧基乙基、仲丁氧基乙基、叔丁氧基乙基、正戊氧基乙基、新戊氧基乙基、正己氧基乙基、甲氧基正丙基、乙氧基正丙基、正丙氧基正丙基、異丙氧基正丙基、正丁氧基正丙基、異丁氧基正丙基、仲丁氧基正丙基、叔丁氧基正丙基、正戊氧基正丙基、新戊氧基正丙基、正己氧基正丙基、甲氧基正丁基、乙氧基正丁基、正丙氧基正丁基、異丙氧基正丁基、正丁氧基正丁基、異丁氧基正丁基、仲丁氧基正丁基、叔丁氧基正丁基、正戊氧基正丁基、新戊氧基正丁基、正己氧基正丁基等。

其中,優(yōu)選全氟甲基、全氟乙基、全氟正丙基、全氟異丙基、全氟正丁基、全氟仲丁基、全氟叔丁基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基等。

通式(i)所表示的化合物中的r2和r3優(yōu)選:氯化鎂氧基(-omgcl);碳原子數(shù)為1~6的烯基;碳原子數(shù)為1~6的烷基;或者可以具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基,更優(yōu)選氯化鎂氧基(-omgcl);碳原子數(shù)為1~6的烯基;碳原子數(shù)為1~6的烷基;或者可以具有烷基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基。它們的優(yōu)選的具體例可以舉出氯化鎂氧基(-omgcl)、乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、異丙烯基、甲基、乙基、正丙基、正丁基、苯基、甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基、異丙基苯基;氟甲基苯基、氯甲基苯基、溴甲基苯基、碘甲基苯基;甲氧基苯基、乙氧基苯基、正丙氧基苯基、異丙氧基苯基、叔丁氧基苯基等,更優(yōu)選氯化鎂氧基(-omgcl)、乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、異丙烯基、甲基、乙基、正丙基、正丁基、苯基、甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基、異丙基苯基等。

作為通式(i)所表示的化合物的優(yōu)選具體例,可以舉出下述通式(i-i)、(i-ii)或(i-iii)所表示的化合物。

(式中,r4、r5和r6各自獨(dú)立地表示鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基,n4、n5和n6各自獨(dú)立地表示0~5的整數(shù)。x、y與上述相同。)

(式中,r7表示氯化鎂氧基(-omgcl);碳原子數(shù)為1~6的烯基或碳原子數(shù)為1~6的烷基,r4、r6、n4、n6和x、y與上述相同。)

(式中,2個(gè)r8各自獨(dú)立地表示氯化鎂氧基(-omgcl);碳原子數(shù)為1~6的烯基或碳原子數(shù)為1~6的烷基,r4、n4、x和y與上述相同。)

在(i-i)、(i-ii)或(i-iii)所表示的化合物中,y優(yōu)選硅原子。另外,x優(yōu)選氯原子。

作為上述r4、r5和r6中的鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基,優(yōu)選鹵代基、烷基或烷氧基。其具體例可以舉出與作為上述r1~r3中的碳原子數(shù)為6~10的芳基的取代基所記載的基團(tuán)相同的基團(tuán),優(yōu)選的基團(tuán)也相同。

上述n4、n5和n6優(yōu)選0~2。

上述r7和r8中的碳原子數(shù)為1~6的烯基和碳原子數(shù)為1~6的烷基的具體例分別可以舉出與r2和r3中的碳原子數(shù)為1~6的烯基和碳原子數(shù)為1~6的烷基相同的基團(tuán),優(yōu)選的基團(tuán)也相同。

r7優(yōu)選氯化鎂氧基(-omgcl)或碳原子數(shù)為1~6的烯基。r8優(yōu)選碳原子數(shù)為1~6的烷基。

[路易斯酸]

本發(fā)明的路易斯酸含有鈹(be)、硼(b)、鋁(al)、硅(si)、錫(sn)、鈦(ti)、鉻(cr)、鐵(fe)、鈷(co)作為元素。具體而言,可以舉出氟化鈹(ii)、氯化鈹(ii)、溴化鈹(ii)等鈹化合物;氯化硼(iii)、氟化硼(iii)、溴化硼(iii)、三苯氧基硼烷、苯基二氯硼烷、三苯基硼烷等硼化合物;氯化鋁(iii)、溴化鋁(iii)、碘化鋁(iii)、二甲基氯化鋁、二乙基氯化鋁、甲基二氯化鋁、乙基二氯化鋁、三甲基鋁、三乙基鋁等鋁化合物;三氟甲磺酸三甲基硅酯、碘代三甲硅烷、三氟甲磺酸叔丁基二甲基硅酯或三氟甲磺酸三異丙基硅酯等甲硅烷基化合物;氯化錫(iv)、溴化錫(iv)、氯化錫(ii)、三氟甲磺酸錫(ii)等錫化合物;氯化鈦(iv)、氟化鈦(iv)、溴化鈦(iv)、碘化鈦(iv)等鈦化合物;氟化鉻(ii)、氟化鉻(iii)、氯化鉻(ii)、氯化鉻(iii)、溴化鉻(ii)、溴化鉻(iii)、碘化鉻(ii)、碘化鉻(iii)等鉻化合物;氟化鐵(ii)、氯化鐵(ii)、氯化鐵(iii)、溴化鐵(ii)、碘化鐵(ii)等鐵化合物;或氟化鈷(ii)、氯化鈷(ii)、溴化鈷(ii)、碘化鈷(ii)等鈷化合物。

其中,優(yōu)選硼化合物或鋁化合物,更優(yōu)選鋁化合物。具體而言,優(yōu)選氯化鋁(iii)、甲基二氯化鋁、二甲基氯化鋁、氯化硼(iii)等,特別優(yōu)選氯化鋁(iii)。

[溶劑]

作為本發(fā)明的溶劑,優(yōu)選能夠溶解上述本發(fā)明的通式(i)所表示的化合物的溶劑。作為這樣的溶劑,可以舉出例如醚系溶劑、鹵代烴系溶劑、碳酸酯系溶劑、腈系溶劑、砜系溶劑等。

作為上述醚系溶劑,可以舉出例如二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、二異丙醚、1,2-二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、環(huán)戊基甲基醚、叔丁基甲基醚、1,4-二氧雜環(huán)己烷等;作為鹵代烴系溶劑,可以舉出例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等;作為碳酸酯系溶劑,可以舉出例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亞丙酯等;作為腈系溶劑,可以舉出例如乙腈、丙腈、丁腈、丁二腈、庚二腈、甲氧基丙腈等;作為砜系溶劑,可以舉出例如環(huán)丁砜、二甲基砜、乙基甲基砜、甲基正丙基砜、甲基異丙基砜、正丁基甲基砜、異丁基甲基砜、仲丁基甲基砜、叔丁基甲基砜、二乙基砜、乙基正丙基砜、乙基異丙基砜、正丁基乙基砜、異丁基乙基砜、仲丁基乙基砜、叔丁基乙基砜、二正丙基砜、二異丙基砜、正丁基正丙基砜、二正丁基砜等。

在上述具體例中,優(yōu)選醚系溶劑、砜系溶劑等,具體而言,特別優(yōu)選1,2-二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、四氫呋喃、環(huán)丁砜,特別優(yōu)選二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、四氫呋喃。

本發(fā)明的溶劑也可以是將2種以上的上述溶劑混合而成的溶劑。

[電解液]

本發(fā)明的電解液是將本發(fā)明的通式(i)所表示的化合物和本發(fā)明的路易斯酸混合至本發(fā)明的溶劑中而成的。

該電解液中的通式(i)所表示的化合物的濃度通常為0.1~5mol/ml、優(yōu)選為0.1~3mol/ml、更優(yōu)選為0.2~2mol/ml。

本發(fā)明的電解液中所用的路易斯酸的量通常為本發(fā)明的通式(i)所表示的化合物的0.1~5mol倍、優(yōu)選為0.1~3mol倍。

本發(fā)明的電解液也可以含有通常在該領(lǐng)域中使用的覆膜形成劑、過充電防止劑、脫氧劑、脫水劑、阻燃劑等添加劑以及冠醚等配位性的添加劑。

這種本發(fā)明的電解液可以用于鎂電池,在鎂二次電池的情況下,顯示出高氧化分解電位,能夠穩(wěn)定地反復(fù)使用。

本發(fā)明的電解液通過將上述本發(fā)明的通式(i)所表示的化合物和本發(fā)明的路易斯酸溶解(混合)于本發(fā)明的溶劑中而制造。更具體而言,相對(duì)于上述本發(fā)明的通式(i)所表示的化合物1mol,使用本發(fā)明的路易斯酸0.1~5mol,將它們以達(dá)到上述濃度的方式添加至本發(fā)明的溶劑中并進(jìn)行混合,由此來制造。需要說明的是,混合時(shí)可以根據(jù)需要在-78~300℃的范圍進(jìn)行加熱或冷卻,優(yōu)選為0~70℃。

[電化學(xué)裝置]

本發(fā)明的電化學(xué)裝置是具有正極、負(fù)極和本發(fā)明的電解液的電化學(xué)裝置。具體而言,可以舉出一次電池、二次電池、雙電層電容器等,其中優(yōu)選二次電池。

本發(fā)明的電化學(xué)裝置中的正極只要可在其內(nèi)部或表面及其附近含有鎂或鎂離子,則沒有特別限定。具體而言,可以舉出例如包含含有鈷、錳、釩、鋁、鐵、硅、磷、鎳、鉬、鈦等的氧化物或硫化物作為活性物質(zhì)的電極等。

另外,該正極中也可以含有硫等能夠吸附儲(chǔ)藏鎂或鎂離子的活性物質(zhì)、氧化力高的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)、多孔碳或活性炭等形成雙電層的材料,也可以以被氧化的形態(tài)含有鎂。

本發(fā)明的電化學(xué)裝置中的負(fù)極只要可在其內(nèi)部或表面及其附近含有鎂或鎂離子,則沒有特別限定。具體而言,可以舉出例如能夠溶解析出鎂的金屬鎂、鎂合金、或能夠與鎂進(jìn)行合金化的金屬、能夠進(jìn)行鎂或鎂離子的嵌入的碳材料等。

另外,除了正極、負(fù)極和本發(fā)明的電解液以外,本發(fā)明的電化學(xué)裝置可以進(jìn)一步具有隔膜。作為該隔膜,只要能夠使正極與負(fù)極電絕緣、并且能夠使鎂離子透過即可,可以舉出例如多孔性聚烯烴膜等微多孔性高分子膜。作為多孔性聚烯烴膜的具體例,可以舉出例如多孔性聚乙烯膜單獨(dú)的膜、或者將多孔性聚乙烯膜與多孔性聚丙烯膜重疊而制成多層膜的膜等。

[通式(i’)所表示的化合物]

通式(i’)所表示的化合物的x表示氯原子或溴原子,優(yōu)選氯原子。

通式(i’)所表示的化合物的r’1表示可以具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基,可以具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基的具體例和優(yōu)選例可以舉出與通式(i)所表示的化合物的r1相同的基團(tuán)。

通式(i’)所表示的化合物的r’2和r’3各自獨(dú)立地表示氯化鎂氧基(-omgcl);碳原子數(shù)為1~6的烯基;可以具有鹵代基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為1~6的烷基;或者可以具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基。碳原子數(shù)為1~6的烯基;可以具有鹵代基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為1~6的烷基;以及可以具有鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基作為取代基的碳原子數(shù)為6~10的芳基的具體例和優(yōu)選例可以舉出與通式(i)所表示的化合物的r2和r3相同的基團(tuán)。

r’2和r’3的優(yōu)選的具體例可以舉出與通式(i)所表示的化合物的r2和r3相同的基團(tuán)。

作為通式(i’)所表示的化合物的具體例,可以舉出例如溴化鎂化合物,具體而言,可以舉出三苯基甲硅烷氧基溴化鎂;三(2-甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(3-甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(4-甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,2-二甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(3,3-二甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3-二甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,4-二甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(3,4-二甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,4,6-三甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,4,5-四甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,4,6-四甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,5,6-四甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,4,5,6-五甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂;三(2-氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(3-氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(4-氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,2-二氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(3,3-二氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3-二氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,4-二氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(3,4-二氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,4,6-三氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,4,5-四氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,4,6-四氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,5,6-四氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,4,5,6-五氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂;三(2-甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(3-甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(4-甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,2-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(3,3-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,4-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(3,4-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,4,6-三甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,4,5-四甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,4,6-四甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,5,6-四甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、三(2,3,4,5,6-五甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂;二甲基苯基甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二苯基甲硅烷氧基溴化鎂、二乙基苯基甲硅烷氧基溴化鎂、乙基二苯基甲硅烷氧基溴化鎂、二(叔丁基)苯基甲硅烷氧基溴化鎂、叔丁基二苯基甲硅烷氧基溴化鎂;二甲基(甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(二甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(二甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(三甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(三甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(四甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(四甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(五甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(五甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂;二甲基(氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(二氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(二氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(三氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(三氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(四氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(四氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(五氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(五氟苯基)甲硅烷氧基溴化鎂;二甲基(甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(二甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(二甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(三甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(三甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(四甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(四甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(五甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(五甲氧基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂;二甲基(三氟甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(三氟甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(二(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(二(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(三(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(三(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(四(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(四(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(五(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(五(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二(叔丁基)(三氟甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(三氟甲基苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(二(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(二(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(三(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(三(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(四(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(四(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、二甲基(五(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂、甲基二(五(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基溴化鎂;二苯基硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(甲基苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(二甲基苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(三甲基苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(四甲基苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(五甲基苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂);二(氟苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(二氟苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(三氟苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(四氟苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(五氟苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂);二(甲氧基苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(二甲氧基苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(三甲氧基苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(四甲氧基苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(五甲氧基苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂);二(三氟甲基苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(二(三氟甲基)苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(三(三氟甲基)苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(四(三氟甲基)苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)、二(五(三氟甲基)苯基)硅烷二氧雙(溴化鎂)等。

另外,作為通式(i’)所表示的化合物的具體例,可以舉出例如氯化鎂化合物,具體而言,可以舉出三苯基甲硅烷氧基氯化鎂;三(2-甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3-甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(4-甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,2-二甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3,3-二甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3-二甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,4-二甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3,4-二甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,4,6-三甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,4,5-四甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,4,6-四甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,5,6-四甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,4,5,6-五甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂;三(2-氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3-氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(4-氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,2-二氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3,3-二氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3-二氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,4-二氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3,4-二氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,4,6-三氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,4,5-四氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,4,6-四氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,5,6-四氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,4,5,6-五氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂;三(2-甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3-甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(4-甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,2-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3,3-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,4-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3,4-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,4,6-三甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,4,5-四甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,4,6-四甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,5,6-四甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2,3,4,5,6-五甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂;二甲基苯基甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二苯基甲硅烷氧基氯化鎂、二乙基苯基甲硅烷氧基氯化鎂、乙基二苯基甲硅烷氧基氯化鎂、二(叔丁基)苯基甲硅烷氧基氯化鎂、叔丁基二苯基甲硅烷氧基氯化鎂;二甲基(甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(二甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(二甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(三甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(三甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(四甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(四甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(五甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(五甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂;二甲基(氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(二氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(二氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(三氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(三氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(四氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(四氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(五氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(五氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂;二甲基(甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(二甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(二甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(三甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(三甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(四甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(四甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(五甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(五甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂;二甲基(三氟甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(三氟甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(二(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(二(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(三(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(三(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(四(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(四(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(五(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(五(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二(叔丁基)(三氟甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(三氟甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(二(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(二(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(三(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(三(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(四(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(四(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基(五(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、甲基二(五(三氟甲基)苯基)甲硅烷氧基氯化鎂;二苯基硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(甲基苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(二甲基苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(三甲基苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(四甲基苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(五甲基苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂);二(氟苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(二氟苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(三氟苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(四氟苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(五氟苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂);二(甲氧基苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(二甲氧基苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(三甲氧基苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(四甲氧基苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(五甲氧基苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂);二(三氟甲基苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(二(三氟甲基)苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(三(三氟甲基)苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(四(三氟甲基)苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)、二(五(三氟甲基)苯基)硅烷二氧雙(氯化鎂)等。

通式(i’)所表示的化合物優(yōu)選上述氯化鎂化合物,其中,優(yōu)選三苯基甲硅烷氧基氯化鎂、三(2-甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3-甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(4-甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2-氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3-氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(4-氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(2-甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(3-甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、三(4-甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂、二甲基苯基甲硅烷氧基氯化鎂、二苯基硅烷二氧雙(氯化鎂)等。

上述通式(i’)所表示的化合物也可以為配位體,例如可以為與上述本發(fā)明的溶劑形成的配位體。例如,在與thf形成配位體的情況下,推測(cè)形成下述的二聚物的配位體。

(式中,x、r’1、r’2和r’3與上述相同。)

[通式(i’)所表示的化合物的制造方法]

通式(i’)所表示的化合物例如可以通過使下述通式(ii’)所表示的硅烷醇化合物與格氏試劑在適當(dāng)?shù)娜軇┲羞M(jìn)行反應(yīng)而得到。

(式中,r’1~r’3與上述相同。)

通式(ii’)所表示的化合物的具體例可以舉出依照上述通式(i’)所表示的化合物的具體例的化合物,優(yōu)選的化合物也可以舉出依照通式(i’)所表示的化合物的優(yōu)選例的化合物。

通式(ii’)所表示的化合物可以使用市售品,也可以使用通過自身公知的方法制造的化合物。作為自身公知的方法,例如依照pauld.priceetal,daltontarnsactions,(2),271-282,2008中記載的方法制造下述通式(iii’)所表示的化合物后,對(duì)該化合物實(shí)施自身公知的氧化方法,由此來進(jìn)行。

(式中,r’1~r’3與上述相同。)

通式(iii’)所表示的化合物的具體例可以舉出依照上述通式(i’)所表示的化合物的具體例的化合物,優(yōu)選的化合物也可以舉出依照通式(i’)所表示的化合物的優(yōu)選例的化合物。

作為上述格氏試劑,可以舉出例如rmgx所表示的化合物(r表示具有取代基的碳原子數(shù)為1~6的烷基或具有取代基的苯基,x與上述相同。)。

作為r中的碳原子數(shù)為1~6的烷基,可以舉出與r2和r3中的碳原子數(shù)為1~6的烷基相同的烷基。作為r中的烷基和苯基的取代基,可以舉出例如鹵代基、烷基、鹵代烷基或烷氧基等,作為其具體例,可以舉出與在r1中的芳基的取代基的項(xiàng)中所說明的基團(tuán)相同的基團(tuán)。

通式(ii’)所表示的硅烷醇化合物與格氏試劑的反應(yīng)中所用的格氏試劑的用量相對(duì)于通式(ii’)所表示的化合物1摩爾,通常為0.5~2摩爾、優(yōu)選為0.5~1摩爾。

通式(ii’)所表示的硅烷醇化合物與格氏試劑的反應(yīng)溫度通常為-78~80℃,其反應(yīng)時(shí)間通常為5秒~5小時(shí)。另外,該反應(yīng)優(yōu)選在氬氣、氮?dú)獾榷栊詺怏w氣氛下進(jìn)行,更優(yōu)選在氬氣氣氛下進(jìn)行。作為此時(shí)使用的溶劑,只要將通式(ii’)所表示的硅烷醇化合物或格氏試劑中的至少一者溶解即可,優(yōu)選溶解兩者的溶劑。具體而言,可以舉出例如與上述本發(fā)明的溶劑相同的溶劑,其中,可以舉出二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、二異丙醚、1,2-二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、環(huán)戊基甲基醚、叔丁基甲基醚、1,4-二氧雜環(huán)己烷等醚系溶劑,優(yōu)選為四氫呋喃。

需要說明的是,所得到的反應(yīng)物可以在濃縮干燥后根據(jù)需要用二異丙醚等溶劑進(jìn)行清洗。

具體而言,通式(i’)所表示的化合物例如如下制造。

即,在氬氣氣氛下,將上述通式(ii’)所表示的硅烷醇化合物溶解于四氫呋喃等溶劑中。進(jìn)而,滴加相對(duì)于硅烷醇化合物1摩爾溶解有0.1~2摩爾苯基氯化鎂的四氫呋喃溶液等,反應(yīng)5秒~5小時(shí)。根據(jù)需要進(jìn)行將反應(yīng)溶液濃縮干燥等得到固體的操作,將所得到的固體用二異丙醚等溶劑進(jìn)行清洗并干燥,由此制造通式(i’)所表示的化合物。

下面,舉出實(shí)施例和比較例來更具體地說明本發(fā)明,但本發(fā)明不受這些示例的任何限定。

實(shí)施例

實(shí)施例1電解液1的制備

(1)鎂鹽的合成

在氬氣氣氛下,將二苯甲酮(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)7.29g(40mmol)溶解于四氫呋喃(thf)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)20ml中,滴加濃度2m的苯基氯化鎂(phmgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)20ml(40mmol)。攪拌4小時(shí)后,濾取結(jié)晶并干燥,得到三苯基甲氧基氯化鎂(ph3comgcl)。

(2)電解液的制備

在氬氣氣氛下,將上述三苯基甲氧基氯化鎂(ph3comgcl)1.60g(5mmol)混合至thf20ml中,加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)0.67g(5mmol)。在50℃下維持5分鐘后,冷卻過濾,得到電解液1[三苯基甲氧基氯化鎂-氯化鋁/thf溶液]。

實(shí)施例2電解液2的制備

在氬氣氣氛下,將實(shí)施例1的(1)中得到的三苯基甲氧基氯化鎂(ph3comgcl)1.60g(5mmol)混合至三乙二醇二甲醚20ml中,加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)0.17g(1.25mmol)。在50℃下維持5分鐘后,冷卻過濾,得到電解液2[三苯基甲氧基氯化鎂-氯化鋁/三乙二醇二甲醚溶液]。

實(shí)施例3電解液3的制備

在氬氣氣氛下,將實(shí)施例1的(1)中得到的三苯基甲氧基氯化鎂(ph3comgcl)1.60g(5mmol)混合至thf20ml中,加熱至35℃后,添加二甲基氯化鋁(me2alcl)(將關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社制造的己烷溶液濃縮)0.48g(5mmol)。在50℃下維持5分鐘后,冷卻而得到電解液3[三苯基甲氧基氯化鎂-二甲基氯化鋁/thf溶液]。

實(shí)施例4電解液4的制備

(1)鎂鹽的合成

在氬氣氣氛下,向濃度2m的苯基氯化鎂(phmgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)10ml(20mmol)中加入thf(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)30ml,滴加丙酮(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)1.28g(22mmol)。攪拌2小時(shí)后,濾取結(jié)晶并干燥,得到二甲基苯基甲氧基氯化鎂(me2phcomgcl)。

(2)電解液的制備

在氬氣氣氛下,向二甲基苯基甲氧基氯化鎂(me2phcomgcl)0.97g(5mmol)中混合thf,加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)0.17g(1.25mmol)。在50℃下維持5分鐘后,冷卻而得到電解液4[二甲基苯基甲氧基氯化鎂-氯化鋁/thf溶液]。

實(shí)施例5電解液5的制備

在氬氣氣氛下,將二苯甲酮(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)7.29g(40mmol)溶解于thf(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)20ml中,之后滴加濃度1m的烯丙基氯化鎂((c3h5)mgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)40ml(40mmol),攪拌4小時(shí)。對(duì)于所得到的溶液12ml(8mmol),在室溫下添加氯化鋁(alcl3)0.17g(2mmol)并攪拌1小時(shí),得到電解液5[1,1-二苯基-1-(2-丙烯基)甲氧基氯化鎂-氯化鋁/thf溶液]。

實(shí)施例6電解液6的制備

在氬氣氣氛下,將4,4-二氟二苯甲酮(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)4.36g(20mmol)溶解于四氫呋喃(thf)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)15ml中,滴加濃度2m的苯基氯化鎂(phmgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)10ml(20mmol),攪拌4小時(shí)。將所得到的溶液6.8ml(5mmol)加熱至40℃后,添加氯化鋁(alcl3)0.67g(5mmol),冷卻而得到電解液6[1,1-二(4-氟苯基)-1-苯基甲氧基氯化鎂-氯化鋁/thf溶液]。

比較例1比較電解液1的制備

在氬氣氣氛下,將濃度2m的乙基氯化鎂(etmgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)10ml(20mmol)與thf(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)10ml混合,滴加叔丁醇(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)1.48g(20mmol)。之后,添加氯化鋁(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)0.44g(3.3mmol)并攪拌,得到比較例電解液1[(tert-buomgcl)6-alcl3/thf溶液]。

比較例2比較電解液2的制備

在氬氣氣氛下,將氯化鎂(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)0.5g(5.3mmol)溶解于thf(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)21ml中,滴加二甲基氯化鋁(me2alcl)(將關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社制造的己烷溶液濃縮)0.97g(10.5mmol)后,加入四丁基氯化銨(bu4ncl)(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)1.46g(5.3mmol)。在60℃下攪拌2天后,冷卻而得到比較電解液2[mgcl2-me2alcl-bu4ncl/thf溶液]。

實(shí)施例7/比較例3各種電解液的循環(huán)伏安法(cv)測(cè)定

使用電解液1~6,進(jìn)行了循環(huán)伏安法(cv)測(cè)定(實(shí)施例7)。另外,同樣地使用比較電解液1和2進(jìn)行了cv測(cè)定(比較例3)。

cv測(cè)定具體而言如下進(jìn)行。即,使用三極式杯型電池,工作電極使用鉑電極(直徑3mm;bas公司制造),反電極使用mg棒(直徑1.6mm;nilaco公司制造),參比電極使用mg棒(直徑1.6mm;nilaco公司制造)。向燒杯中加入電解液2ml,在室溫下(25℃)以5mv/s的掃描速度進(jìn)行-1.5~3.5v的范圍的測(cè)定。該測(cè)定中使用了電化學(xué)測(cè)定系統(tǒng)(biologic公司制造)。

將各電解液的氧化分解電位(第10次循環(huán))的結(jié)果示于下表。

另外,將電解液1的第10次循環(huán)的結(jié)果示于圖1,將電解液2的第10次循環(huán)和第40次循環(huán)的結(jié)果分別示于圖2和圖3,將比較電解液1和2的第10次循環(huán)的結(jié)果示于圖4和5。需要說明的是,圖中的橫軸表示以參比電極的電位為基準(zhǔn)的工作電極的電位,縱軸(ma/cm2)表示將在各電位下觀測(cè)到的電流值除以工作電極的表面積而得到的電流密度。

[表1]

由表1的結(jié)果可知,本申請(qǐng)發(fā)明的電解液的氧化分解電位為+2.8v~+3.4v,能夠在與現(xiàn)有方法同等或更高的高電壓下使用。此外,由圖3的結(jié)果可知,電解液2即便重復(fù)進(jìn)行40次鎂的溶解析出也能夠穩(wěn)定地使用而不發(fā)生劣化。

另一方面,比較電解液2[(tert-buomgcl)6-alcl3的thf溶液]是在j.mater.chem.a,2014,2,581-584(非專利文獻(xiàn)3)中記載的電解液。使用該電解液進(jìn)行了cv測(cè)定,結(jié)果確認(rèn)到其氧化分解電位基本上如文獻(xiàn)值所示為+2.4v。

實(shí)驗(yàn)例1利用掃描電子顯微鏡(sem)的銅板表面的確認(rèn)

利用sem(hitachihigh-technologies公司制造)確認(rèn)了電解液1的循環(huán)伏安法(cv)測(cè)定中的電流是否是與mg的溶解析出相伴的結(jié)果。

具體而言,使用三極式杯型電池,工作電極使用銅板(厚度0.1mm;nilaco公司制造),反電極使用mg棒(直徑1.6mm;nilaco公司制造),參比電極使用mg棒(直徑1.6mm;nilaco公司制造)。向燒杯中加入實(shí)施例1的電解液2ml,在室溫下(25℃)以0.1ma的電流值使鎂在銅板上析出5小時(shí)。該實(shí)驗(yàn)中使用了電化學(xué)測(cè)定系統(tǒng)(biologic公司制造)。

析出后,利用sem確認(rèn)銅板表面,結(jié)果確認(rèn)到鎂的析出。另外,利用eds(能量色散型x射線分析)進(jìn)行鎂、鋁、銅、氯、碳、氧的元素分析,還確認(rèn)到析出物為鎂。

實(shí)施例8電解液7的制備

(1)鎂鹽的合成

在氬氣氣氛下,將三苯基硅烷醇(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)11.1g(40mmol)溶解于四氫呋喃(thf)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)20ml中,滴加濃度2m的苯基氯化鎂(phmgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)20ml(40mmol),攪拌1小時(shí)。之后,使溶液濃縮干燥,將所生成的粉體用二異丙醚(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)70ml進(jìn)行清洗。濾取粉體并干燥,得到三苯基甲硅烷氧基氯化鎂(ph3siomgcl)。

下面示出1h-nmr的測(cè)定結(jié)果。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):7.25-7.80(m,15h)

(2)電解液的制備

在氬氣氣氛下,向三苯基甲硅烷氧基氯化鎂(ph3siomgcl)3.35g(10mmol)中混合thf(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)40ml,加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)1.33g(10mmol)。在50℃下維持10分鐘后,進(jìn)行冷卻,1周后進(jìn)行過濾而得到電解液7[三苯基甲硅烷氧基氯化鎂-氯化鋁/thf溶液]。

實(shí)施例9電解液8的制備

在氬氣氣氛下,向?qū)嵤├?(1)中得到的三苯基甲硅烷氧基氯化鎂(ph3siomgcl)0.84g(2.5mmol)中混合thf(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)10ml,在室溫下滴加濃度1m的三氯硼烷(bcl3)的二氯甲烷(ch2cl2)溶液(和光純藥工業(yè)制造)0.5ml(0.5mmol)。加熱并在50℃下維持10分鐘后,進(jìn)行濃縮,加入四氫呋喃(thf)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)10ml。將所得到的溶液8ml(2mmol)加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)0.21g(1.6mmol)。在50℃下維持10分鐘后,冷卻而得到電解液8[三苯基甲硅烷氧基氯化鎂-氯化鋁-三氯硼烷/thf溶液]。

實(shí)施例10電解液9的制備

在氬氣氣氛下,向?qū)嵤├?(1)中得到的三苯基甲硅烷氧基氯化鎂(ph3siomgcl)0.84g(2.5mmol)中混合三乙二醇二甲醚(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)10ml,加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)0.33g(2.5mmol)。在50℃下維持10分鐘后,進(jìn)行冷卻,1周后進(jìn)行過濾,得到電解液9[三苯基甲硅烷氧基氯化鎂-氯化鋁/三乙二醇二甲醚溶液]。

實(shí)施例11電解液10的制備

(1)三(4-甲基苯基)硅烷醇

在氮?dú)鈿夥障?,?000ml燒瓶中加入4-甲基苯基溴化鎂的thf溶液(1.0m,東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)288ml(288mmol)。之后,將燒瓶內(nèi)的溶液的溫度保持為35℃以下,同時(shí)用1小時(shí)滴加將三氯硅烷(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)12.2g(90mmol)溶解于thf302ml中而成的溶液。滴加結(jié)束后,進(jìn)一步在室溫下攪拌2小時(shí),使其反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后,滴加鹽酸(1.0m)45ml進(jìn)行中和。接著,加入二異丙醚(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)450ml進(jìn)行分液。進(jìn)而將有機(jī)層用鹽酸(1.0m)45ml進(jìn)行清洗并分液。對(duì)有機(jī)層加入硫酸鎂30g(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)進(jìn)行干燥。過濾硫酸鎂后,將濾液減壓濃縮,得到三(4-甲基苯基)硅烷的粗體。進(jìn)而將粗體溶解于二異丙醚50ml和乙醇50ml中,之后減壓濃縮,進(jìn)行析晶。過濾所析出的白色固體后,用乙醇(60ml)進(jìn)行清洗。將所得到的固體減壓干燥,由此得到三(4-甲基苯基)硅烷20.44g(67.6mmol,收率75%,白色固體)。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)2.36(s,9h,me),5.41(s,1h,sih),7.18(d,6h,j=8.2hz,ar),7.46(d,6h,j=8.2hz,ar)

接著,在氮?dú)鈿夥障?,將所得到的?4-甲基苯基)硅烷6.05g(20mmol)和thf375ml加入至1000ml燒瓶中。進(jìn)而,加入高錳酸鉀(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)3.32g(21mmol)和離子交換水(3.8ml)。一邊使用超聲波清洗機(jī)(us-2,as-1公司制造)對(duì)燒瓶施加超聲波,一邊在60℃下攪拌反應(yīng)13小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后,使混合液從硅膠c-200(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)60g中通過,過濾副產(chǎn)物氧化錳。將濾液減壓濃縮,得到三(4-甲基苯基)硅烷醇的粗體。將所得到的粗體溶解于二氯甲烷(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)30ml和正己烷(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社)60ml中后,減壓濃縮,進(jìn)行析晶。過濾所析出的白色固體后,用正己烷(10ml)進(jìn)行清洗。將所得到的固體減壓干燥,由此得到三(4-甲基苯基)硅烷醇3.1g(9.58mmol,收率48%,白色固體)。

1h-nmr(400mhz,c6d6)(ppm):1.89(s,1h,sioh),2.10(s,9h,me),7.06(d,6h,j=8.2hz,ar),7.68(d,6h,j=8.2hz,ar)

(2)鎂鹽的合成

在氬氣氣氛下,將所得到的三(4-甲基苯基)硅烷醇2.55g(8mmol)溶解于四氫呋喃(thf)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)12ml中,滴加濃度2m的苯基氯化鎂(phmgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)3.8ml(7.6mmol),攪拌1小時(shí)。之后,使溶液濃縮干燥,將所生成的粉體用二異丙醚(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)30ml進(jìn)行清洗。濾取粉體并干燥,得到三(4-甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂((4-me-c6h4)3siomgcl)。

下面示出1h-nmr的測(cè)定結(jié)果。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):2.33(s,9h)7.14-7.17(d,6h,j=7.0hz)7.58-7.61(d,6h,j=7.0hz)

(3)電解液的制備

在氬氣氣氛下,向三(4-甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂((4-me-c6h4)3siomgcl)0.94g(2.5mmol)中混合thf(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)10ml,加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)0.33g(2.5mmol)。在50℃下維持10分鐘后,進(jìn)行冷卻,得到電解液10[三(4-甲基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂-氯化鋁/thf溶液]。

實(shí)施例12電解液11的制備

(1)三(4-氟)硅烷醇的合成

在氮?dú)鈿夥障拢?000ml燒瓶中加入4-氟苯基溴化鎂的thf溶液(1.0m,東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)288ml(288mmol)。之后,將燒瓶內(nèi)的溶液的溫度保持為35℃以下,同時(shí)用1小時(shí)滴加將三氯硅烷(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)12.2g(90mmol)溶解于thf302ml中而成的溶液。滴加結(jié)束后,進(jìn)一步在室溫下攪拌2小時(shí),使其反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后,滴加鹽酸(1.0m)45ml進(jìn)行中和。接著,加入二異丙醚450ml進(jìn)行分液。進(jìn)而將有機(jī)層用鹽酸(1.0m)45ml進(jìn)行清洗并分液。對(duì)所得到的有機(jī)層加入硫酸鎂30g(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)進(jìn)行干燥。過濾硫酸鎂后,將濾液減壓濃縮,得到三(4-氟苯基)硅烷的粗體。進(jìn)而向粗體中加入正戊烷(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)30ml,用滴管僅將油析的著色成分除去。將殘留的溶液減壓濃縮。過濾所析出的固體,用乙醇30ml進(jìn)行清洗。將所得到的白色固體減壓干燥,得到三(4-氟苯基)硅烷22.68g(72.1mmol,收率80%,白色固體)。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)5.44(s,1h,sih),7.05-7.11(m,6h,ar),7.47-7.52(m,6h,ar)

接著,在氮?dú)鈿夥障?,將所得到的?4-氟苯基)硅烷6.29g(20mmol)和thf375ml加入至1000ml燒瓶中。進(jìn)而,加入高錳酸鉀(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)3.32g(21mmol)和離子交換水(3.8ml)。一邊使用超聲波清洗機(jī)(us-2,as-1公司制造)對(duì)燒瓶施加超聲波,一邊保持室溫以下的溫度并攪拌反應(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后,使混合液從硅膠c-200(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)60g中通過,過濾副產(chǎn)物氧化錳。將濾液減壓濃縮,得到三(4-氟苯基)硅烷醇的粗體。用硅膠柱(展開溶劑:乙酸乙酯/正己烷=1/9、(乙酸乙酯、正己烷均為和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造))純化后,減壓干燥,得到三(4-氟苯基)硅烷醇2.55g(7.72mmol,收率39%,白色固體)。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ:2.50(s,1h,sioh),7.07-7.14(m,6h,ar),7.54-7.60(m,6h,ar)

(2)鎂鹽的合成

在氬氣氣氛下,將所得到的三(4-氟苯基)硅烷醇2.15g(6.5mmol)溶解于四氫呋喃(thf)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)19.5ml中,在-78度下滴加濃度2m的苯基氯化鎂(phmgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)3.1ml(6.2mmol),攪拌1小時(shí)。使溶液濃縮干燥,向所生成的油中加入己烷(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)50ml、二異丙醚(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)30ml,生成粉體。濾取粉體并干燥,得到三(4-氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂((4-f-c6h4)3siomgcl)。

下面示出1h-nmr的測(cè)定結(jié)果。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):7.06-7.11(t,6h,j=8.8hz)7.64-7.68(t,6h,j=7.0hz)

(3)電解液的制備

在氬氣氣氛下,向三(4-氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂((4-f-c6h4)3siomgcl)0.86g(2.2mmol)中混合thf(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)8.8ml,加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)0.29g(2.2mmol)。在50℃下維持10分鐘后,進(jìn)行冷卻,得到電解液11[三(4-氟苯基)甲硅烷氧基氯化鎂-氯化鋁/thf溶液]。

實(shí)施例13電解液12的制備

(1)三(3,5-二甲氧基苯基)硅烷醇的合成

向2000ml燒瓶中加入mg片(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)6.36g(0.262mol)和碘(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)10mg,減壓干燥1小時(shí)。進(jìn)而,在氮?dú)鈿夥障录尤胨臍溥秽?和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)222ml。接著,用1.5小時(shí)滴加將1-溴-3,5-二甲氧基苯(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)52.1g(0.240mol)溶解于四氫呋喃(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)274ml中而成的溶液。滴加結(jié)束后,在室溫下攪拌1小時(shí)。進(jìn)而將燒瓶內(nèi)的溫度保持為35℃以下,同時(shí)用1小時(shí)滴加將三氯硅烷(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)10.2g(0.075mol)溶解于四氫呋喃(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)252ml中而成的溶液。滴加結(jié)束后,在室溫下反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后,滴加鹽酸(1.0m,和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)45ml進(jìn)行中和,加入二異丙醚(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)450ml進(jìn)行分液。進(jìn)而將有機(jī)層用鹽酸(1.0m,和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)45ml進(jìn)行清洗,并進(jìn)行分液。對(duì)有機(jī)層加入硫酸鎂30g(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)進(jìn)行干燥。之后,在過濾硫酸鎂后,將濾液減壓濃縮,得到三(3,5-二甲氧基苯基)硅烷的粗體。將所得到的粗體溶解于二異丙醚(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)50ml和乙醇(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)30ml中,減壓濃縮,進(jìn)行析晶。過濾所析出的白色固體后,用乙醇(30ml)進(jìn)行清洗。將所得到的固體減壓干燥,由此得到三(3,5-二甲氧基苯基)硅烷28.7g(65.0mmol,收率87%,白色固體)。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):3.75(s,18h,ome),5.34(s,1h,sih),6.50(t,3h,j=2.4hz,ar),6.71(d,6h,j=2.4hz,ar)

接著,在氮?dú)鈿夥障拢瑢⑺玫降娜?3,5-二甲氧基苯基)硅烷8.81g(20mmol)和thf375ml加入至1000ml燒瓶中。進(jìn)而,加入高錳酸鉀(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)3.32g(21mmol)和離子交換水(3.8ml)。一邊使用超聲波清洗機(jī)(us-2,as-1公司制造)對(duì)燒瓶施加超聲波,一邊保持為室溫以下的溫度并攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后,使混合液從硅膠c-200(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)60g中通過,過濾副產(chǎn)物氧化錳。將濾液減壓濃縮,得到三(3,5-二甲氧基苯基)硅烷醇的粗體。將所得到的粗體溶解于二氯甲烷(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)20ml和正己烷(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社)30ml中后,濃縮而進(jìn)行析晶。過濾所析出的白色固體后,用正己烷(30ml)進(jìn)行清洗。將所得到的固體減壓干燥,由此得到三(3,5-二甲氧基苯基)硅烷醇7.68g(16.8mmol,收率84%,白色固體)。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):2.46(s,1h,sioh),3.75(s,18h,ome),6.52(t,3h,j=2.4hz,ar),6.76(d,6h,j=2.4hz,ar)

(2)鎂鹽的合成

在氬氣氣氛下,將所得到的三(3,5-二甲氧基苯基)硅烷醇3.65g(8mmol)溶解于thf30ml中,滴加濃度2m的苯基氯化鎂(phmgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)3.8ml(7.6mmol)并攪拌1小時(shí)。之后,使溶液濃縮干燥,將所生成的粉體用二異丙醚(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)36.5ml進(jìn)行清洗。濾取粉體并干燥,得到三(3,5-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂((3,5-(meo)2-c6h3)3siomgcl)。

下面示出1h-nmr的測(cè)定結(jié)果。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):3.75(s,18h)6.44-6.48(t,3h,j=2.4hz)6.80-6.91(d,6h,j=2.4hz)

(3)電解液的制備

在氬氣氣氛下,向三(3,5-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂((3,5-(meo)2-c6h3)3siomgcl)1.29g(2.5mmol)中混合thf10ml,加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)0.33g(2.5mmol)。在50℃下維持10分鐘后,進(jìn)行冷卻,得到電解液12[三(3,5-二甲氧基苯基)甲硅烷氧基氯化鎂-氯化鋁/thf溶液]。

實(shí)施例14電解液13的制備

(1)鎂鹽的合成

在氬氣氣氛下,將二甲基苯基硅烷醇(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)4.57g(30mmol)溶解于四氫呋喃(thf)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)15ml中,滴加濃度2m的苯基氯化鎂(phmgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)15ml(30mmol),攪拌1小時(shí)。使溶液濃縮干燥,向所生成的油中加入己烷(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)30ml、叔丁基甲基醚(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)85ml,生成粉體。濾取粉體并干燥,得到二甲基苯基甲硅烷氧基氯化鎂(me2phsiomgcl)。

下面示出1h-nmr的測(cè)定結(jié)果。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):0.20-0.60(m,6h)7.20-7.40(m,3h)7.50-7.70(m,2h)

(2)電解液的制備

在氬氣氣氛下,向二甲基苯基甲硅烷氧基氯化鎂(me2phsiomgcl)1.06g(5mmol)中混合thf(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)20ml,加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)0.67g(5mmol)。在50℃下維持10分鐘后,進(jìn)行冷卻,得到電解液13[二甲基苯基甲硅烷氧基氯化鎂-氯化鋁/thf溶液]。

實(shí)施例15電解液14的制備

(1)鎂鹽的合成

在氬氣氣氛下,將二苯基硅烷二醇(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)8.65g(40mmol)溶解于四氫呋喃(thf)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)20ml中,滴加濃度2m的苯基氯化鎂(phmgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)40ml(80mmol),攪拌1小時(shí)。之后,使溶液濃縮干燥,將所生成的粉體用二異丙醚(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)50ml進(jìn)行清洗。濾取粉體并干燥,得到二苯基硅烷二氧雙(氯化鎂)(ph2si(omgcl)2)。

下面示出1h-nmr的測(cè)定結(jié)果。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):6.90-8.00(m,10h)

(2)電解液的制備

在氬氣氣氛下,向二苯基硅烷二氧雙(氯化鎂)(ph2si(omgcl)2)0.83g(2.5mmol)中混合thf(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)20ml,加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)0.67g(5mmol)。在50℃下維持10分鐘后,進(jìn)行冷卻,得到電解液14[二苯基硅烷二氧雙(氯化鎂)-氯化鋁/thf溶液]。

比較例4比較電解液3的制備

在氬氣氣氛下,對(duì)濃度2m的乙基氯化鎂(etmgcl)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)5ml(10mmol)滴加三甲基硅烷醇(me3sioh)(aldrich公司制造)0.90g(10mmol),并進(jìn)行空氣冷卻。在室溫下添加氯化鋁(alcl3)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)0.22g(1.67mmol),攪拌1小時(shí),得到比較電解液3[(me3siomgcl)6-alcl3/thf溶液]。

實(shí)施例16電解液15的制備

(1)鎂鹽的合成

在氬氣氣氛下,將三苯基硅烷醇(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)5.53g(20mmol)溶解于四氫呋喃(thf)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)20ml中,滴加濃度1m的苯基溴化鎂(phmgbr)的thf溶液(東京化成工業(yè)株式會(huì)社制造)10ml(10mmol),使其反應(yīng)1小時(shí)。之后,使溶液濃縮干燥,將所生成的油用二異丙醚(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)40ml進(jìn)行粉末化。濾取粉體并干燥,得到三苯基甲硅烷氧基溴化鎂(ph3siomgbr)。

下面示出1h-nmr的測(cè)定結(jié)果。

1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ(ppm):6.95-7.90(m,15h)

(2)電解液的制備

在氬氣氣氛下,向三苯基甲硅烷氧基溴化鎂(ph3siomgbr))0.95g中混合thf(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)10ml,加熱至50℃后,添加氯化鋁(alcl3)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制造)0.33g(2.5mmol)。在50℃下維持10分鐘后,進(jìn)行冷卻、過濾,得到電解液15[三苯基甲硅烷氧基溴化鎂-氯化鋁/thf溶液]。

實(shí)施例17/比較例5各種電解液的循環(huán)伏安法(cv)測(cè)定

使用電解液7~15,與實(shí)施例7同樣地進(jìn)行了循環(huán)伏安法(cv)測(cè)定(實(shí)施例17)。另外,同樣地使用比較電解液3,與實(shí)施例7同樣地進(jìn)行了cv測(cè)定(比較例5)。

將各電解液的氧化分解電位的結(jié)果示于下述表2。

另外,將電解液7的第10次循環(huán)的結(jié)果示于圖6,將比較電解液3的第10次循環(huán)的結(jié)果示于圖7。需要說明的是,圖中的橫軸表示以參比電極的電位為基準(zhǔn)的工作電極的電位,縱軸(ma/cm2)表示將在各電位下觀測(cè)到的電流值除以工作電極的表面積而得到的電流密度。

[表2]

由表2的結(jié)果可知,使用了硅系化合物的本申請(qǐng)發(fā)明的電解液的氧化分解電位為+2.8v~+3.2v,顯示出高于現(xiàn)有方法的值,能夠在高電壓下使用。

另外,關(guān)于電解液7,使用保存1個(gè)月后的電解液7進(jìn)行cv測(cè)定,也確認(rèn)到顯示出+3.2v的氧化分解電位。由此也可知本申請(qǐng)的電解液的保存穩(wěn)定性優(yōu)異。

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