JPH07285960A - ジオキソラン含有溶剤 - Google Patents

ジオキソラン含有溶剤

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JPH07285960A
JPH07285960A JP8027794A JP8027794A JPH07285960A JP H07285960 A JPH07285960 A JP H07285960A JP 8027794 A JP8027794 A JP 8027794A JP 8027794 A JP8027794 A JP 8027794A JP H07285960 A JPH07285960 A JP H07285960A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 汎用的な利用に耐える有機溶媒を提供する。 【構成】 2−オキソ−1,3−ジオキソラン類を含有
してなる溶剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2−オキソ−1,3−ジ
オキソラン類を含有してなる溶剤に関するものである。
本発明の溶剤は、例えば、電池用溶媒、トナー用溶媒、
ポリマー溶解用溶媒、抽出用溶媒等幅広く利用できる。
【0002】
【従来の技術】極性基溶媒としては、酢酸エチル、酢酸
ブチル、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等が知ら
れている。しかしながら、これらの溶媒は、エーテル結
合、エステル結合で極性基を構成しているのみで沸点が
低く、応用範囲が限定されてしまう難点がある。また、
γ−ブチルラクトン、エチレンカーボネート、プロピレ
ンカーボネート等も、高い沸点で極性溶媒として有力な
ものであるが、例えば、電池用電解液溶媒として使用し
た際、長期間保存後の放電特性が十分とはいえない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、有機溶媒
としてより汎用的な利用に耐えるものが望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、有
機溶媒としての汎用的な利用のためこれらの難点を解決
するために、鋭意検討を重ねた結果、極性基をカーボネ
ート基とエステル基2個とを1分子に持たせたジオキソ
ラン類が溶媒として優れた性能を有することを見だし本
発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は、下記の一
般式(I)で表される2−オキソ−1,3−ジオキソラ
ン類を含有してなる溶剤にある。
【0005】
【化3】
【0006】式中、R1 及びR2 は炭素数2〜18のア
ルキル基を表わし、これらは相互に異なっていてもよ
い。以下、本発明を詳細に説明する。一般式(I)で表
される2−オキソ−1,3−ジオキソラン類は、たとえ
ば酒石酸ジアルキルエステルにホスゲン、ジホスゲン、
トリホスゲン、クロロ蟻酸アルキルエステル、ジアルキ
ルカーボネート等のカーボネート化剤を塩基の存在下で
反応させて、酒石酸ジアルキルエステルの2つの水酸基
をカーボネート化することによって製造される。 反応式
【0007】
【化4】
【0008】一般式(I)としては、炭素数2以上、中
でも炭素数2〜18、特に好ましくは、炭素数2〜8の
アルキル基で、具体的には、エチル、プロピル、イソプ
ロピル、ブチル、オクチルがあげられる。酒石酸のアル
キルエステルの2つのアルキル基は、同じアルキルで
も、異なったものでも構わない。ただし、炭素数1のメ
チルエステルの場合固体であり、溶媒としては、用いる
ことは出来ない。一方、酒石酸ジアルキルエステルは、
l,d,dl,meso体と光学及び立体異性体がある
が、いずれであっても構わない。
【0009】カーボネート化する方法としては、酒石酸
のジアルキルエステルを溶媒、例えば、THF、トルエ
ン、ベンゼン、ヘキサン、酢酸エチル、塩化メチレン、
四塩化炭素等、好ましくは、THF、トルエンに溶解
し、塩基例えば、ピリジン、トリメチルアミン、ジメチ
ルアニリン、ジメチルピリジンの存在下でホスゲンを吹
き込むことにより得られる。ホスゲンの代わりとして、
ジホスゲン、トリホスゲン、クロロ蟻酸エチルエステ
ル、ジメチルカーボネート等を作用させることによりカ
ーボネートを得ることができる。
【0010】酒石酸ジアルキルエステルに対する仕込む
モル比は、反応機構の違いから一概には決められない
が、ホスゲンの場合、1等量前後好ましくは、1〜2等
量、ジホスゲンの場合は、0.5等量前後好ましくは、
0.5〜1等量、トリホスゲンの場合は、1/3等量前
後好ましくは、1/3〜2/3等量、クロロ蟻酸エチル
エステルの場合は、2等量前後好ましくは、1.5〜3
等量、ジメチルカーボネートの場合は、1〜10等量好
ましくは、1〜5等量である。
【0011】反応の温度は、用いる溶媒の沸点から−7
8℃の低温まで可能で反応熱を除去する必要があり、冷
却しながら好ましくは−10℃〜50℃で行う。反応時
間は、ホスゲン、ジホスゲン、トリホスゲンを用いる場
合は、瞬間で目的とする2−オキソ−1,3−ジオキソ
ラン類が生成するので熟成を含め、2〜3時間で十分で
ある。クロロ蟻酸エチル、ジメチルカーボネートの場合
反応が遅いので、一概に決められないが、1時間から1
日程度を要することもある。
【0012】生成した塩基の塩を除去し、溶媒を留去
後、蒸留により目的のものを得ることができる。得られ
る2−オキソ−1,3−ジオキソラン類は用いる酒石酸
ジアルキルエステルの異性体の種類により、4R−トラ
ンス,4S−トランス,シス体となる。一般式(I)で
表される2−オキソ−1,3−ジオキソラン類は、0.
5mmHgで100℃以上の沸点を持ち非揮発性であ
り、融点0℃以下の液体である。
【0013】一般に溶媒の特性を評価するとき双極子モ
ーメント(Dipole moment)を計算する。
双極子モーメントの高い物は極性があり、塩類を溶解す
る能力が高い。電池用溶媒として優れたγ−ブチルラク
トンが4.12Debyeを示すのに対し、一般式
(I)で示す化合物は、3〜4.2Debyeの高い値
を示し、溶媒として有効性を示した。また、融点は−4
0℃以下のガラス転移点をしめすことから明確な融点は
なく非晶質で低温特性に優れたものと言える。
【0014】上記性質を有していることから、電池用電
解液溶媒、トナー用溶媒、塩ビの可塑剤、反応溶媒、抽
出用溶媒等に有機溶媒として幅広く利用出来る。これら
の中でも特に電池用電解液溶媒に好適である。また、前
記一般式(I)で表される2−オキソ−1,3−ジオキ
ソラン類の中でもR1 及びR2 がエチル、イソプロピル
であるものが好ましい。更に、前記一般式(I)で表さ
れる2−オキソ−1,3−ジオキソラン類の中でも式
(II)で表されるものは、新規な2−オキソ−1,3−
ジオキソラン類であり、上記した溶媒のほかにもポリマ
ー用モノマー、医薬、農薬中間体等に使用しうる。
【0015】
【化5】
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明するが、
本発明は、これらの実施例によって制限されるものでは
ない。 実施例1 500mlの4口フラスコにl−酒石酸エチル2.06
2gを仕込み、テトラヒドロフラン(THF)200m
l、ピリジン21mlに溶解させ10℃に冷却した。1
1.87gのトリホスゲンを40mlのTHF溶解した
ものを滴下ロートより、1時間かけゆっくり滴下した。
滴下後3時間攪拌した。
【0017】反応液を濾過し、濃縮した後、ヘキサン2
0ml、トルエン80mlの混合液を添加し、生成した
沈澱を濾過して除いた。溶媒を留去後、蒸留を行った。
浴温度を160℃、減圧度0.3mmHgにて124℃
の(4R−トランス)2−オキソ−1,3−ジオキソラ
ン−4,5−ジカルボン酸ジエチルエステル14gを得
た。得られた物は、下記性質を有する。
【0018】
【表1】・赤外吸収スペクトル 1833cm-1(カーボネートのC=0伸縮振動) 1740cm-1(エステルのC=0伸縮振動) ・核磁気共鳴スペクトル ( 1H−NMR,250MHz,CDCl3 ) CH3 6H 1.35(t) CH2 4H 4.32(q) CH 2H 5.10(s) ・沸点 124℃/0.3mmHg ・融点 DSC測定によると非晶質で−56℃にガラス
転移点を示した。 測定条件 −5℃/min ・双極子モーメント 3.852〔D〕 尚、双極子モーメントは分子軌道計算により算出した
(使用ソフト「MOPAC」)
【0019】実施例2 実施例1のl−酒石酸エチルの代わりにl−酒石酸イソ
プロピル23.43gを使用し、同様の操作を行った。
蒸留条件は、125℃/0.29mmHgで14.6g
の(4R−トランス)−2−オキソ−1,3−ジオキソ
ラン−4,5−ジカルボン酸ジイソプロピルエステルを
得た。得られた物は、下記性質を有する。
【0020】
【表2】・赤外吸収スペクトル 1839cm-1(カーボネートのC=0伸縮振動) 1740cm-1(エステルのC=0伸縮振動) ・核磁気共鳴スペクトル ( 1H−NMR,250MHz,CDCl3 ) CH3 12H 1.33(d) CH−O− 2H 5.14(m) CH(O)(CO) 2H 5.02(s) ・沸点 125℃/0.29mmHg ・融点 DSC測定によると非晶質で−56℃にガラス
転移点を示した。 測定条件 −5℃/min ・双極子モーメント 4.004〔D〕
【0021】実施例3 実施例1のl−酒石酸エチルの代わりにd−酒石酸エチ
ルを使用した。得られた(4S−トランス)−2−オキ
ソ−1,3−ジオキソラン−4,5−ジカルボン酸ジエ
チルエステルの物性を示す。
【0022】
【表3】・赤外吸収スペクトル 1833cm-1(カーボネートのC=0伸縮振動) 1740cm-1(エステルのC=0伸縮振動) ・核磁気共鳴スペクトル ( 1H−NMR,250MHz,CDCl3 ) CH3 6H 1.35(t) CH2 4H 4.32(q) CH 2H 5.10(s) ・沸点 124℃/0.3mmHg ・融点 DSC測定によると非晶質で−56℃にガラス
転移点を示した。 測定条件 −5℃/min ・双極子モーメント 3.852〔D〕
【0023】実施例4 実施例1で得られたエチル体(l)にテトラエチルアン
モニウムテトラフルオロボレートを0.3Mol濃度に
溶解させた。電位窓を測定した所4.5V(+2.2〜
−2.3V)であった。
【0024】実施例5 実施例1〜3で得られたジオキソラン類について、テト
ラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートに対する
20℃の溶解度を測定した。次にそれを示す。 サンプル 溶解度(g/100g) 実施例1 6.8 実施例2 4.5 実施例3 6.8
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、汎用的な利用に耐えう
る溶剤が得られる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I)で表される2−オキソ
    −1,3−ジオキソラン類を含有してなる溶剤。 【化1】 (但し、式中R1 及びR2 は炭素数2〜18のアルキル
    基を表し、これらは相互に異なっていてもよい)
  2. 【請求項2】 下記一般式(II)で表される2−オキソ
    −1,3−ジオキソラン類。 【化2】
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