JP4011830B2

JP4011830B2 - N-alkoxyalkylimidazolium salt, ionic liquid and ionic gel comprising the imidazolium salt

Info

Publication number: JP4011830B2
Application number: JP2000184298A
Authority: JP
Inventors: 信夫君塚; 琢也中嶋
Original assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: JP2002003478A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成高分子、生体高分子、分子集合体等を可溶化できるイオン液体を製造するのに有用な前記一般式１で表されるイミダゾリウム塩、該イミダゾリウム塩からなるイオン液体および該イオン液体に合成高分子、蛋白質、多糖、糖誘導体、分子集合体を溶解して得られるイオン液体、ならびにイオン性ゲルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
イオン液体とは、室温から比較的高温（〜３００℃）まで液体状態にある溶融塩である。その特性は、非プロトン性のイオン構造に基づく高い極性を示し、低分子量の有機化合物ならびに無機化合物に対して優れた溶解力を示す。また、イオン液体の多くは蒸気圧が極めて小さく、不揮発性であることから、クリーンな反応環境を提供するし、真空中で使用できるので色々な反応条件を提供しうる。更に、幾つかの有機溶媒や水と混合しない性質を有することから、二相反応の環境を提供できる。特に空気や湿度に対して安定なイオン液体の開発により、新たな活気をイオン液体の分野にもたらしている。従って、これらの性質及びイオン液体の反応選択性などを利用する、種々の合成化学分野において注目されてきている。また、イオン性を持ち電荷の移動特性を持つことから、リチウム二次電池用の電解液として、またゲル化することにより固体電解質としての利用も期待されている。
【０００３】
従来、これらイオン液体は有機のカチオンと無機アニオンから得られてきた。カチオン種としては、アルキルアンモニウム〔ＮＲ_ＸＨ_４−Ｘ〕^＋、アルキルフォスフォニウム〔ＰＲ_ＸＨ_４−Ｘ〕^＋、Ｎ，Ｎ’−ジアルキルイミダゾリウム、Ｎ−アルキルピリジニウムなどが用いられる。またアニオン種としては、アルミニウムの塩素化物（A1C1_４−，A1_２C1_７ ⁻）や、テトラフルオロホウ酸アニオン（BF_４ ⁻）、ヘキサフルオロホスフェート（PF_６ ⁻）などを代表的なものとして挙げることができる。
【０００４】
イミダゾリウム塩からなる室温溶融塩を合成する手法としては、１，３−ジアルキルイミダゾリウムハライドに、酸アニオンを含む銀塩を反応させるアニオン交換法が知られている。該塩への変換は、１，３−ジアルキルイミダゾリウムハライドは融点が高く、室温溶融塩とならないので、その融点を低下せしめるための手段である。この方法は、副生成物であるハロゲン化銀が溶媒に難溶性であるため、精製し易いという利点があるが、使用しうる銀塩の種類に制約がある。また、アニオン交換過程を含むために、その調製に手間がかかる欠点を有する。
【０００５】
また、上記のイオン液体のうち、アルミニウムの塩化物を対アニオンとして含むイオン液体は、わずかな水分の混入により分解し、塩酸を発生するという欠点があった。これに対し、テトラフルオロホウ酸アニオン（BF_４ ⁻）、ヘキサフルオロホスフェート（PF_６ ⁻）を含むＮ，Ｎ’−ジアルキルイミダゾリウム塩Ｉ（MeImC_４と記す）については、水に安定なイオン液体が得られるために、様々な応用がされつつある。
【０００６】
イオン性液の他の利用としては、例えば、Diels-Alder反応の溶媒として知られている水に代替する利用の例がある。すなわち、シクロペンタジェンとメチルアクリレート及びメチルビニルケトンとの〔ＥｔＮＨ_３〕〔ＮＯ_３〕溶媒中での反応である。これらの反応は、エキソ型とエンド型の混合物が生成する反応であるが、前記溶媒はエキソ型／エンド型の選択性に関与することが知られている。すなわち、該溶媒の効果は、活性化プロセスにおける試薬の会合を促進する内圧を発生させる疎溶媒相互作用に寄与する。前記イオン性溶媒を用いる反応は非極性溶媒を用いる場合に比べて、エンド型化合物の生成に極めて有利であるが、水に比べると、反応性および選択性に対する溶媒の寄与はそう大きくはないが、湿分感受性の試薬を用いる反応の溶媒としてはイオン溶液は有利である。
【０００７】
また、β−ナフトキシドNa塩のＣ対Ｏのアルキル化反応において、従来からの有機溶媒を用いた場合と、単に溶融したホスホニウムとハロゲン化アンモニウム（これらは、１１０℃で溶融する。）を溶媒とする場合の特性を対比している。前記反応における位置選択性（regioselectivity）は、２−ナフトール塩のカウンターイオンの性質及び溶媒に依存する。双極性の非プロトン溶媒中ではオルトアルキル化（o−alkylation）が優位である。ｎ-Ｂｕ_４PBr、n-Bu_４NBr、〔emim〕Ｂｒ及びn-Ｂｕ_４PClを溶媒として用いると、全ての場合において高い位置選択性（９３〜９７％）によりオルトアルキル化が起こった。これはイオン溶媒の極性に依存する。また、芳香族炭化水素をイオン液体の存在下にオレフィンと反応させる芳香族炭化水素のアルキル化法も公知であり（特表平８−５０８７５４号公報参照）、ここでも、イオン液体を利用した反応では、反応生成物を容易に分離することができること、およびアルキル化生成物に対する選択性を向上させることが報告されている。更に、二重結合の水素化反応やヒドロホルミル化反応、パラジウム触媒によるC−Cカップリング反応（Heck反応）、Friedel-Crafts反応の媒体としてイオン液体を使用した場合、触媒の活性化、生成物の収量の増加などをもたらすことが報告されている。このように、イオン液体は種々の反応において、反応の選択性、反応の活性化、及び収量の増大などの作用・効果がもたらされる点で、化学反応に大きく貢献する。
【０００８】
更には、水に不溶性のイオン性溶媒により二相反応の反応系が提供され、これを利用することにより、反応原料と反応生成物の分離の容易化、界面反応による反応制御などがもたらされるといった利点がある。
【０００９】
ところで、特開平５−２５８６０７号公報、特開平２０００−３６２０号公報（公報Ａ）、及び特開２０００−１１７５３号公報（公報Ｂ）などには、イオン伝導性高分子化合物、イミダゾリウム構造を有する高分子化合物を用いた高分子電解質が記載されている。該発明は、先行技術である１，３−ジアルキルイミダゾリウムから誘導されるイオン液体はその製造が難しいこと、および該イオン溶液を調製する原料である１，３−ジアルキルイミダゾリウムハライドの合成および精製の煩雑であることの不都合を解決するものであり、前記各公報に記載の高分子イミダゾリウム塩に種々のアニオンを導入した化合物は比較的簡便に合成でき、多様な物性を備えた室温で高いイオン伝導性を示し、且つ温度安定性に優れた電解質を提供できることが説明されている。
【００１０】
具体的には、公報Ａには、Ｎ−エチルイミダゾールとビニルスルホン酸から成る溶融塩を重合させて得た、ポリビニルスルホン酸Ｎ−エチルイミダゾリウム塩が、また公報Ｂには、Ｎ−ビニルイミダゾールと酸を反応させて得られるＮ−アルキルイミダゾリウム塩の重合によるＮ−ビニルイミダゾリウム溶融塩ポリマーが開示されているが、いずれも室温で固体である。一方、１−エチル３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメチル硫酸塩にポリ（ビニリデンフルオライド）−ヘキサフルオロプロピレン共重合体を溶解することにより、イオン液体のゲル化が報告されているが、生体高分子の可溶化ならびに生体高分子を含むイオン性ゲルの形成について言及する文献は存在しない。また、合成高分子や生体高分子、分子集合体に対する可溶化能を示す、低粘性のイオン液体は今までのところ見あたらない。また、従来のイオン液体I（Ｎ−メチル，Ｎ’−ｎ−ブチルイミダゾリウムヘキサフルオロリン酸塩：MeImC_４）は粘性が高く、溶質の拡散が起こりにくい問題があった。さらにまた、従来のイオン液体はポリビニルアルコールなどの合成高分子や、蛋白質、多糖、核酸などの生体高分子を可溶化できず、ミセル、二分子膜などの分子集合体を可溶化することも不可能である。これらの結果、イオン液体の用途は低分子化合物の合成媒体としての利用や、固体電解質の出発原料に限られており、イオン液体中における合成高分子、生体高分子や分子集合体の機能発現、さらに高分子や分子集合体を溶解させることによってイオン液体をゲル化させ、イオン性ゲルを作製する手法は開発されていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来のイオン液体の上記不都合を解消し、特に生体高分子ならびに分子集合体に対して高い溶解力を示す低粘性イオン液体を得ることができるカチオン形成化合物の分子設計、該化合物から誘導されるイオン溶液、該溶液に高分子を溶解したイオン性ゲル、ならびに前記カチオン形成化合物の合成手法などを提供することである。また、対アニオンが合成原料であるアルキルハライド由来のハロゲンアニオンのままで、換言すればアニオン交換を要しないで室温でイオン液体を与えるカチオン形成化合物を開発し、さらに、生体高分子を溶解しうるイオン液体を提供すると共に新規なイオン性ゲルを提供すること課題とする。
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った。従来イオン液体として知られているＮ−メチル，Ｎ’−ｎ−ブチルイミダゾリウムヘキサフルオロリン酸塩I（MeImC_４）は、アルキル基として飽和炭化水素鎖（アルキル基としては少なくとも一方は炭素数１２、好ましくは炭素数６以下とすることができる。）を含む。このアルキル鎖に柔軟、かつ溶質と親和性を有する結合官能基を導入すれば、目的の低粘性イオン液体が得られるものと期待された。そこで溶質と水素結合を形成しうるエーテル結合を、Ｎ，Ｎ’−ジアルキルイミダゾリウム塩のアルキル基部分に導入したイオン液体II（Ｎ−メチルＮ’−（２−メトキシエチル）イミダゾリウムブロマイド：MeImC_２OC_１と記す）、III（Ｎ−メチルＮ’−（２−メトキメチル）イミダゾリウムブロミド：MeImC_１OC_１と記す）を開発した。その結果、このイオン液体が従来のイオン液体に比べて低粘性であること、またポリビニルアルコールなどの合成高分子、蛋白質や多糖などの生体高分子ならびに分子集合体を可溶化できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、一般式１で表されるＮ−アルキルＮ’−アルコキシアルキルーイミダゾール化合物をイオン液体として用いたことである。
【００１４】
【化２】

【００１５】
（一般式１中、ｎは１〜６、Ｒ^１は炭素数１〜４のアルキル基もしくは水素、Ｒ^２は炭素数１〜１２のアルキル基、Ａはアニオンである。）
【００１６】
本発明のイオン液体及びゲルの形成に用いられるイオン液体は前記一般式１で表されるＮ−アルキルＮ’−アルコキシアルキルーイミダゾール化合物からのカチオンとアニオンとから誘導されるイミダゾリウム塩からなるイオン液体である。好ましくは、前記一般式１においてｎが１〜２、Ｒ^１がメチル基、Ｒ^２がメチル基であることを特徴とする前記イオン液体であり、より好ましくは、イオン液体のオニウム塩を構成する陰イオンが、ビス（トリフロロメチルスルホニル）イミド酸、過塩素酸、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロリン酸、トリス（トリフロロメチルスルホニル）炭素酸、トリフロロメタンスルホン酸、トリフロロ酢酸又は有機カルボン酸またはハロゲンイオン（クロリドイオン、ブロミドイオン）より選ばれた少なくとも１種である前記イオン液体である。
【００１７】
本発明の第１は、前記一般式１で表されるイミダゾール化合物から誘導されるイミダゾリウム塩からなるイオン溶液に合成高分子、蛋白質、多糖、糖誘導体、分子集合体を溶解し、凝固させて得られるイオン性ゲルである。好ましくは、高分子化合物が、ペンタエリスリトール、β−D-グルコース、α−シクロデキストリン、ポリビニルアルコール、水酸基を有する中性高分子、ポリビニル系高分子、ポリエーテル系高分子、ポリアミド系高分子、ポリエステル系高分子、ポリカーボネート系高分子およびイオネン系高分子、蛋白質、多糖類より選ばれた少くとも１種以上のものであることを特徴とする前記イオン性ゲルである。
【００１８】
本発明の第２は、前記ゲルからなる固体電解質、ならびに生体高分子（蛋白質、多糖、糖誘導体、核酸）可溶化ならびに固定化担体用のイオン性ゲルである。
【００１９】
【発明の実施の態様】
本発明の一般式１で表される化合物、特に陰イオンとしてハロゲンアニオンを含むイミダゾリウム塩の調製は、１−アルキルイミダゾール（アルキル基としては、炭素数１〜４の低級アルキル基）、例えば１−メチルイミダゾール、とＸ−（ＣＨ_２）n−Ｏ−Ｒ^２〔式中Ｘはハロゲン原子、ｎは１〜６、Ｒ^２は炭素数１〜１２のアルキル基〕、例えば２−ブロモエチルメチルエーテルとを反応さることによってえられる。反応は、イミダゾール化合物に、末端ハロゲン化エーテル化合物を滴下後、反応系を６０℃〜１００℃以下で加熱し、１時間〜５０時間撹拌する。反応溶媒は必ずしも必要としないが、クロロホルム、アルコールなどの溶媒を利用できる。原料の１−ブロモジメチルエーテルは蒸留により精製したものを用いた。これらの試験におけるＮ−アルキルイミダゾールのアルキルハライドによる四級化反応の進行は、^１H-NMR測定および元素分析によって確認した。得られたイミダゾール塩は、アセトン、酢酸エチルなどによる洗浄、クロロホルム溶液として活性アルミナ（中性）のカラムにより精製される。得られたイオン液体の粘度は、東京計器産業（株）製Ｅ型粘度計を用いて測定した。
【００２０】
【実施例】
合成例１
１−メチルイミダゾール10.6gに２−ブロモエチルメチルエーテル17.9gを滴下漏斗を用いてゆっくりと滴下した。滴下後、攪拌しながら６０℃まで加熱し、褐色の粘性溶液を得た。これを分液漏斗を用いてアセトン100ml、さらに酢酸エチル100mlで洗浄した。反応物に含まれるアセトン、酢酸エチルを減圧下で留去した後、得られた液体をクロロホルムに溶解し、活性アルミナ（中性）のカラムを通して精製した。クロロホルムを減圧留去して、黄色の粘性液体としてＮ−メチルＮ’−メトキシエチルイミダゾリウムブロミド（MeImC_２OC_１）17.5g（収率＝61%）を得た。本品の^１H-NMR測定および元素分析を行った結果は表１、表２に示したとおりであり、１位のＮ−メチルプロトンの化学シフトが反応後４ppm付近に観測されることから、反応の進行が確認された。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【表２】
MeImC₂OC₁の元素分析結果

【００２３】
合成例２
１−メチルイミダゾール14.2gを油浴で約６０℃まで加熱した。これを攪拌しながらブロモメチルメチルエーテル22.5gをゆっくり滴下したところ、淡黄色の粘性液体となった。２日間室温で攪拌した後、得られた液体を分液漏斗を用いて酢酸エチル100mlで３回洗浄した。生成物中の酢酸エチルを減圧により留去し、さらにデシケータ中で乾燥させてＮ−メチルＮ’−メトキシメチルイミダゾリウムブロミド（MeImC_１OC_１）31.7g（収率=90%）を得た。本品の^１H-NMR測定および元素分析を行った結果は表３、表４に示したとおりであり、１位のＮ−メチルプロトンの化学シフトが反応後4ppm付近に観測されることから、反応の進行が確認された。
【００２４】
【表３】

【００２５】
【表４】
MeImC₁OC₁の元素分析結果

【００２６】
合成されたＮ，Ｎ’−ジアルキルイミダゾリウム塩II（MeImC_２OC_１）、III（MeImC_１OC_１）は室温で液体であり、対アニオンが臭素アニオンであるにも拘わらずイオン液体となることが確認された。またこれらの粘度ならびに密度は表５に示したとおりであった。従来のイオン液体I（MeImC_４）に比べ、エーテル基を導入した新規イオン液体II（MeImC_２OC_１），III（MeImC_１OC_１）はより低い粘度を与え、特にIII（MeImC_１OC_１）の粘度はI（MeImC_４）の半分以下であり、エーテル結合の導入によって低粘性のイオン液体が得られた。
【００２７】
【表５】
イオン液体の密度ならびに粘度（20 ℃）

【００２８】
実施例１
合成例１，２において得られたイオン液体II（MeImC_２OC_１）、III（MeImC_１OC_１）中における種々の溶質の可溶化特性を、既知のイオン液体I（MeImC_４）と比較検討した。イオン液体0.5〜1mlに、以下に示す種々の物質（2〜10mg）を加えて加熱し、溶解性を評価した結果は表６に示したとおりであった。溶質となる分子としては、公知のものが制限なく採用されるが、水酸基を有する中性の分子が特に良好に溶解する。尿素、カテコール等の低分子化合物は用いたイオン性流体I（MeImC_４），II（MeImC_２OC_１），III（MeImC_１OC_１）のいずれにも溶解した。
【００２９】
一方、ペンタエリスリトール、β-D-グルコース、α-シクロデキストリン、ポリビニルアルコールはイオン液体I（MeImC_４）には不溶であるが、エーテル結合を含むイオン性流体II（MeImC_２OC_１），III（MeImC_１OC_１）には溶解した。これらの高分子を溶解する場合の濃度は５重量％以下、好適には１重量％〜３重量％である。
【００３０】
一方、ポリ-L-グルタミン酸ナトリウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムなどのアニオン性高分子、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどの非極性高分子、ポリアリルアミン塩酸塩などのカチオン性高分子、さらにチトクロムｃ、ペルオキシダーゼなどの蛋白質については、いずれのイオン性流体にも溶解しなかった。
【００３１】
一方、蛋白質であるグルコースオキシダーゼはI（MeImC_４）に不溶であるが、エーテル結合を含むイオン性流体II（MeImC_２OC_１），III（MeImC_１OC_１）には溶解した。以上のように、イオン性流体II（MeImC_２OC_１），III（MeImC_１OC_１）は水酸基を有する中性高分子、多糖や糖誘導体を良好に溶解する。このように、本発明のイオン液体は前記種々の高分子を溶解することができるから、その有機化学的修飾反応、酵素を用いた生化学物質の変換反応（蛋白質、糖の化学修飾）のような研究などに利用できる。特に、水に対して不安定な修飾試薬である酸ハライドや酸無水物、活性エステル等を用いて蛋白質、糖、多糖などの生体高分子を修飾できる特徴を有する。また、保護基を使用せずとも糖、多糖を可溶化できることから、これらの迅速、簡便かつ安価な化学修飾法を提供する。さらに、これらのイオン性媒体中において適切な反応試薬・条件を用いれば、複数ある官能基を位置選択的に修飾することも可能と考えられる。
【００３２】
【表６】
イオン液体への各種化合物の溶解特性

【００３３】
実施例２
水中に分散すると自発的に二分子膜を形成するジアルキルアンモニウム塩（2C_１２N^＋Br⁻，2C_１４N^＋Br⁻）の各イオン液体への溶解性ならびに、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）による二分子膜形成の評価を行った。これらの各イオン液体への溶解は、超音波照射により行い、その結果を表６に示した。2C_１２N^＋Br⁻はイオン液体I（MeImC_４）、II（MeImC_２OC_１）、III（MeImC_１OC_１）の全てに溶解した。ＤＳＣ測定結果を表７に示した。イオン液体I（MeImC4）中において2C_１２N^＋Br⁻は二分子膜状態に特有のゲルー液晶相転移に基づく吸熱ピークを与えず、分子分散していることが判った。前記合成二分子膜は、安定な界面活性剤として、表面・界面改質剤、コロイド安定化剤、化粧品、洗剤、潤滑剤、電解質などの分野で利用され、また蛋白質や遺伝子、薬物を細胞内へ輸送する機能を有することが知られている。
【００３４】
一方イオン液体II（MeImC_２OC_１）、III（MeImC_１OC_１）中においては、それぞれ５２．４℃、５０．７℃にゲル−液晶相転移温度を与えることから、二分子膜が形成されていることが判った。2C_１２N^＋Br⁻の場合、イオン液体I（MeImC_４）中には溶解しないが、II（MeImC_２OC_１）、III（MeImC_１OC_１）には溶解し、それぞれ６４．８℃、６７．７℃にゲル−液晶相転移温度を与えた。このように、イオン液体II（MeImC_２OC_１）、III（MeImC_１OC_１）中において、分子集合体である二分子膜の形成が確認された。二分子膜やミセルなどの分子集合体形成は、イオン液体に界面活性を付与するばかりでなく、非極性の化学反応場や、液晶としての性質を与える。さらに、蛋白質・触媒等の溶解性を高める手段として利用できる。また、その応用としては、表面・界面改質剤、電解質材料、液晶表示材料、化粧品、イオン伝導体材料や生体触媒材料の応用が考えられる。
【００３５】
【化３】

【００３６】
【表７】
ジアルキルアンモニウム塩のゲル−液晶相転移温度と相転移パラメータ

【００３７】
実施例３
アゾベンゼン発色団を有する両親媒性化合物C_８AzoC_１０N^＋Br⁻は水中において二分子膜を形成すると300nmに吸収極大波長を与えるが、エタノール中に分散した場合、分子分散状態となり360nm付近に吸収極大波長を与える。そこで、C_８AzoC_１０N^＋Br⁻をイオン液体中に溶解し、紫外−可視吸収スペクトルからイオン液体中における二分子膜形成について評価した。イオン液体I（MeImC_４）中においては、C_８AzoC_１０N^＋Br⁻の吸収極大波長は360nm付近に観測されることから（２０℃）、C_８AzoC_１０N^＋Br⁻は二分子膜を形成せず、分子分散していること（即ち二分子膜会合体が形成されないこと）が判った。
【００３８】
次に、III（MeImC_１OC_１）に化合物３〔C_８AzoC_１０N^＋Br⁻〕を分散したときの紫外−可視吸収スペクトルを図１に示した。
【００３９】
【化４】

【００４０】
２０℃においてC_８AzoC_１０N^＋Br⁻の吸収極大は300nm付近に観察され、水中と同様に二分子膜として分散していることが判明した。一方、この溶液を９０℃に加熱すると、360nm付近の吸収が現れた。このスペクトル変化は、２０℃で形成された二分子膜が、高温で液晶状態に転移し、分子分散種もしくはミセルとして分散していることを示す。一方、この溶液を２０℃まで冷却すると、360nmの吸収は消失し、再び300nmに吸収が現れた。このスペクトル変化は可逆的に観測されることから、イオン液体III（MeImC_１OC_１）中においてC_８AzoC_１０N^＋Br⁻が二分子膜を形成することは明かである。このように、エーテル結合を導入したイオン液体中においては、両親媒性化合物が分子集合体として可溶化されることが示された。このように、エーテル結合を含むイオン液体II（MeImC_２OC_１）、III（MeImC_１OC_１）中において、はじめて二分子膜、ミセルなどの分子集合体が形成される。このことは、イオン液体の物性（イオン伝導性、反応溶媒特性、抽出特性、触媒の可溶化特性、液晶性）を分子集合体形成やその相転移現象によって制御する、新規かつ有用な方法論を与える。また、不揮発性の媒体中に分子集合体を可溶化することから、環境調和型材料としての応用も可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明よれば、従来のイオン液体にはない、多くの合成高分子、生体高分子、分子集合体に対し高い可溶化能力を有するイオン液体を提供でき。且つ、従来のイオン液体に対して、アニオン交換をすることなく常温で液体のイオン液体が得られる等、製造面でも改善され、更に、粘性が低いことから、反応物質の拡散が容易になり、反応媒体としても優れた特性を有する。従って、これまでイオン液体と相溶しなかった高分子、生体高分子ならびに分子集合体を溶解させることができるので、それらの可溶化担体や反応溶媒、合成反応における抽出溶媒あるいは有機電解質等の機能性物質としての利用性が向上し、実用的な利用性が期待できる。また生体高分子を溶解したイオン性ゲルは、環境にやさしい生体材料を利用できるのみならず、生体高分子の持つ特異な分子認識・触媒機能を備えた機能性ゲルの開発、イオン電導性を有するゲルの製造、利用の面で適しており、固体電解質材料や電気化学材料、生体触媒材料など広範な利用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】C_８AzoC_１０N^＋Br⁻のイオン性流体III（MeImC_１OC_１）中における紫外−可視吸収スペクトル及び温度依存性[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, synthetic polymers, biopolymers, imidazolium salt represented by useful Formula 1 to produce an ionic liquid of the molecular aggregate or the like can be solubilized, the ionic liquid consisting of the imidazolium salt and the ionic liquid in the synthetic polymer, protein, polysaccharide, sugar derivatives, ionic liquids obtained by dissolving the molecular assembly, and to a ionic gel.
[0002]
[Prior art]
An ionic liquid is a molten salt that is in a liquid state from room temperature to a relatively high temperature (˜300 ° C.). Its characteristics are high polarity based on the aprotic ionic structure, and excellent dissolving power for low molecular weight organic compounds and inorganic compounds. In addition, since most ionic liquids have a very low vapor pressure and are non-volatile, they provide a clean reaction environment and can be used in a vacuum, so that various reaction conditions can be provided. Furthermore, since it does not mix with some organic solvents or water, it can provide an environment for a two-phase reaction. In particular, the development of ionic liquids that are stable against air and humidity has brought new vitality to the field of ionic liquids . Therefore, it has attracted attention in various synthetic chemistry fields utilizing these properties and reaction selectivity of ionic liquids . In addition, since it has ionicity and charge transfer characteristics, it is expected to be used as an electrolyte for lithium secondary batteries and as a solid electrolyte by gelation.
[0003]
Conventionally, these ionic liquids have been obtained from organic cations and inorganic anions. As the cation species, alkylammonium [NR _X H _4−X ] ⁺ , alkylphosphonium [PR _X H _4−X ] ⁺ , N, N′-dialkylimidazolium, N-alkylpyridinium, and the like are used. Examples of the anionic species, aluminum chlorinated _{_{(A1C1 4 -, A1 2 C1}} 7 -) or tetrafluoroborate anion (BF ₄ ^-), hexafluorophosphate (PF ₆ ^-) and the like as typical be able to.
[0004]
As a technique for synthesizing a room temperature molten salt composed of an imidazolium salt, an anion exchange method is known in which a 1,3-dialkylimidazolium halide is reacted with a silver salt containing an acid anion. Conversion to the salt is a means for lowering the melting point of 1,3-dialkylimidazolium halide because it has a high melting point and does not become a room temperature molten salt. This method has an advantage that the by-product silver halide is hardly soluble in a solvent, and thus is easy to purify. However, there is a limitation on the type of silver salt that can be used. Moreover, since an anion exchange process is included, it has the fault that the preparation takes time.
[0005]
Further, among the above ionic liquids, ionic liquid containing aluminum chloride as a counter anion, decomposed by the incorporation of small moisture, has a drawback that generates hydrochloric acid. On the other hand, for N, N′-dialkylimidazolium salt I (denoted as MeImC ₄ ) containing tetrafluoroborate anion (BF ₄ ⁻ ) and hexafluorophosphate (PF ₆ ⁻ ), it is an ionic liquid that is stable in water. Therefore, various applications are being made.
[0006]
As another use of the ionic liquid, for example, there is an example of use in place of water known as a solvent for the Diels-Alder reaction. That is, the reaction of cyclopentagen, methyl acrylate and methyl vinyl ketone in a [EtNH ₃ ] [NO ₃ ] solvent. These reactions are reactions in which a mixture of exo and endo forms, but the solvent is known to participate in exo / endo selectivity. That is, the effect of the solvent contributes to the lyophobic interaction that generates an internal pressure that promotes the association of the reagents in the activation process. The reaction using the ionic solvent is extremely advantageous for the production of endo-type compounds compared to the case of using a nonpolar solvent, but the contribution of the solvent to the reactivity and selectivity is not so large compared to water. An ionic solution is advantageous as a solvent for the reaction using a moisture-sensitive reagent.
[0007]
Further, in the C-to-O alkylation reaction of β-naphthoxide Na salt, when using a conventional organic solvent, and simply melting phosphonium and ammonium halide (these melt at 110 ° C.) as a solvent. The characteristics when compared are compared. The regioselectivity in the reaction depends on the nature of the counter ion of the 2-naphthol salt and the solvent. In dipolar aprotic solvents, ortho-alkylation is dominant. When n-Bu ₄ PBr, n-Bu ₄ NBr, [emim] Br and n-Bu ₄ PCl were used as solvents, orthoalkylation occurred in all cases with high regioselectivity (93-97%). This depends on the polarity of the ionic solvent. Also known is an alkylation method of an aromatic hydrocarbon in which an aromatic hydrocarbon is reacted with an olefin in the presence of an ionic liquid (see JP-A-8-508754), and here also a reaction using an ionic liquid. Report that the reaction products can be easily separated and that selectivity to alkylated products is improved. Furthermore, when an ionic liquid is used as a medium for double bond hydrogenation, hydroformylation, palladium-catalyzed C-C coupling (Heck reaction), or Friedel-Crafts reaction, activation of the catalyst, It has been reported that the yield increases. As described above, the ionic liquid greatly contributes to the chemical reaction in terms of effects and effects such as reaction selectivity, reaction activation, and yield increase in various reactions.
[0008]
Furthermore, a reaction system for a two-phase reaction is provided by an ionic solvent insoluble in water, and by using this, the separation of the reaction raw material and the reaction product is facilitated, and the reaction control by interfacial reaction is brought about. There are advantages.
[0009]
By the way, JP-A-5-258607, JP-A-2000-3620 (publication A), and JP-A-2000-11753 (publication B) have an ion conductive polymer compound and an imidazolium structure. A polymer electrolyte using a polymer compound is described. The present invention is that the ionic liquid derived from the prior art 1,3-dialkylimidazolium is difficult to produce, and the synthesis and purification of 1,3-dialkylimidazolium halide which is a raw material for preparing the ionic solution The compounds in which various anions are introduced into the polymer imidazolium salts described in the above-mentioned publications can be synthesized relatively easily and are high at room temperature with various physical properties. It is described that an electrolyte exhibiting ionic conductivity and excellent in temperature stability can be provided.
[0010]
Specifically, the publication A discloses polyvinyl sulfonic acid N-ethylimidazolium salt obtained by polymerizing a molten salt composed of N-ethylimidazole and vinyl sulfonic acid, and the publication B discloses N-vinyl imidazole. N-vinyl imidazolium molten salt polymers obtained by polymerization of N-alkylimidazolium salts obtained by reacting an acid with an acid are disclosed, but all are solid at room temperature. On the other hand, gelation of an ionic liquid has been reported by dissolving a poly (vinylidene fluoride) -hexafluoropropylene copolymer in 1-ethyl 3-methylimidazolium trifluoromethyl sulfate. There is no literature that mentions the solubilization of ionic gels and the formation of ionic gels containing biopolymers. In addition, no low-viscosity ionic liquids that have solubilization ability for synthetic polymers, biopolymers, and molecular aggregates have been found so far. Further, the conventional ionic liquid I (N-methyl, N′-n-butylimidazolium hexafluorophosphate: MeImC ₄ ) has a problem that the viscosity is high and solute diffusion hardly occurs. Furthermore, conventional ionic liquids cannot solubilize synthetic polymers such as polyvinyl alcohol and biopolymers such as proteins, polysaccharides, and nucleic acids, and do not solubilize molecular aggregates such as micelles and bilayers. Is possible. As a result, the use of ionic liquids is limited to use as a low molecular weight compound synthesis medium and solid electrolyte starting materials, and the functional expression of synthetic polymers, biopolymers and molecular assemblies in ionic liquids , Further, a method for producing an ionic gel by gelling an ionic liquid by dissolving a polymer or a molecular assembly has not been developed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages of conventional ionic liquids , and in particular, to design a molecular structure of a cation-forming compound that can obtain a low-viscosity ionic liquid exhibiting a high solubility for biopolymers and molecular assemblies, It is to provide an ionic solution derived from a compound, an ionic gel in which a polymer is dissolved in the solution, and a synthesis method of the cation-forming compound. In addition, the development of a cation-forming compound that gives an ionic liquid at room temperature without requiring anion exchange while the counter anion remains a halogen anion derived from the alkyl halide, which is a synthetic raw material, and can dissolve biopolymers An object is to provide an ionic liquid and a novel ionic gel.
[0012]
The present inventors have intensively studied to solve the above problems. N-methyl, N′-n-butylimidazolium hexafluorophosphate I (MeImC ₄ ), which is conventionally known as an ionic liquid , has a saturated hydrocarbon chain as an alkyl group (at least one of the alkyl groups has 12 carbon atoms). , Preferably 6 or less carbon atoms). It was expected that a target low-viscosity ionic liquid could be obtained by introducing a binding functional group having flexibility and affinity for a solute into the alkyl chain. Therefore, an ionic liquid II (N-methyl N ′-(2-methoxyethyl) imidazolium bromide in which an ether bond capable of forming a hydrogen bond with a solute is introduced into the alkyl group of the N, N′-dialkylimidazolium salt: MeImC ₂ OC ₁ ), III (N-methyl N ′-(2-methoxymethyl) imidazolium bromide: MeImC ₁ OC ₁ ) was developed. As a result, it has been found that this ionic liquid has a lower viscosity than conventional ionic liquids , and that synthetic polymers such as polyvinyl alcohol, biopolymers such as proteins and polysaccharides and molecular aggregates can be solubilized. It came to complete.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A feature of the present invention is that an N-alkyl N′-alkoxyalkyl-imidazole compound represented by the general formula 1 is used as an ionic liquid.
[0014]
[Chemical 2]

[0015]
(In General Formula 1, n is 1 to 6, R ¹ is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or hydrogen, R ² is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and A is an anion.)
[0016]
Ionic ionic liquids used to form the ionic liquid and gel of the present invention is composed of imidazolium salts derived from cations and anions from N- alkyl N'- alkoxyalkyl over imidazole compound represented by formula 1 It is liquid . Preferably, in the general formula 1, the ionic liquid is characterized in that n is 1 to 2, R ¹ is a methyl group, and R ² is a methyl group, and more preferably constitutes an onium salt of the ionic liquid. Anions are bis (trifluoromethylsulfonyl) imidic acid, perchloric acid, tetrafluoroboric acid, hexafluorophosphoric acid, tris (trifluoromethylsulfonyl) carbon acid, trifluoromethanesulfonic acid, trifluoroacetic acid or organic carboxylic acid Alternatively, the ionic liquid is at least one selected from halogen ions (chloride ions, bromide ions).
[0017]
In the first aspect of the present invention , a synthetic polymer, a protein, a polysaccharide, a sugar derivative, and a molecular assembly are dissolved in an ionic solution composed of an imidazolium salt derived from the imidazole compound represented by the general formula 1 and coagulated. The resulting ionic gel. Preferably, the polymer compound is pentaerythritol, β-D-glucose, α-cyclodextrin, polyvinyl alcohol, a neutral polymer having a hydroxyl group, a polyvinyl polymer, a polyether polymer, a polyamide polymer, a polyester. The ionic gel is characterized in that it is at least one selected from a polymer, a polycarbonate polymer, an ionene polymer, a protein, and a polysaccharide.
[0018]
A second aspect of the present invention is an ionic gel for solid electrolytes composed of the gel and for solubilizing and immobilizing biopolymers (proteins, polysaccharides, sugar derivatives, nucleic acids).
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preparation of the compound represented by the general formula 1 of the present invention , particularly an imidazolium salt containing a halogen anion as an anion, is 1-alkylimidazole (the alkyl group is a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), for example, 1 - methylimidazole, and _{X- (CH 2) n-O} -R 2 [wherein X is a halogen atom, n represents 1 to 6, ^{R 2} is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms], for example, 2-bromoethyl methyl Obtained by reacting with ether. In the reaction, after the terminal halogenated ether compound is added dropwise to the imidazole compound, the reaction system is heated at 60 ° C. to 100 ° C. and stirred for 1 hour to 50 hours. A reaction solvent is not necessarily required, but solvents such as chloroform and alcohol can be used. The raw material 1-bromodimethyl ether was purified by distillation. The progress of the quaternization reaction of N-alkylimidazole with alkyl halide in these tests was confirmed by ¹ H-NMR measurement and elemental analysis. The obtained imidazole salt is washed with acetone, ethyl acetate or the like, and purified with a column of activated alumina (neutral) as a chloroform solution. The viscosity of the obtained ionic liquid was measured using an E-type viscometer manufactured by Tokyo Keiki Sangyo Co., Ltd.
[0020]
【Example】
Synthesis example 1
To 10.6 g of 1-methylimidazole, 17.9 g of 2-bromoethyl methyl ether was slowly added dropwise using a dropping funnel. After dropping, the mixture was heated to 60 ° C. with stirring to obtain a brown viscous solution. This was washed with 100 ml of acetone and 100 ml of ethyl acetate using a separatory funnel. After acetone and ethyl acetate contained in the reaction product were distilled off under reduced pressure, the resulting liquid was dissolved in chloroform and purified through a column of activated alumina (neutral). Chloroform was distilled off under reduced pressure to obtain 17.5 g (yield = 61%) of N-methyl N′-methoxyethyl imidazolium bromide (MeImC ₂ OC ₁ ) as a yellow viscous liquid. The results of ¹ H-NMR measurement and elemental analysis of this product are as shown in Tables 1 and 2, and the chemical shift of the 1-position N-methyl proton is observed around 4 ppm after the reaction. Progress of the reaction was confirmed.
[0021]
[Table 1]

[0022]
[Table 2]
Elemental analysis results of MeImC ₂ OC ₁

[0023]
Synthesis example 2
14.2 g of 1-methylimidazole was heated to about 60 ° C. in an oil bath. While this was stirred, 22.5 g of bromomethyl methyl ether was slowly added dropwise to give a pale yellow viscous liquid. After stirring for 2 days at room temperature, the resulting liquid was washed 3 times with 100 ml of ethyl acetate using a separatory funnel. Ethyl acetate in the product was distilled off under reduced pressure, and further dried in a desiccator to obtain 31.7 g (yield = 90%) of N-methyl N′-methoxymethylimidazolium bromide (MeImC ₁ OC ₁ ). The results of ¹ H-NMR measurement and elemental analysis of this product are as shown in Tables 3 and 4, and the chemical shift of the 1-position N-methyl proton is observed around 4 ppm after the reaction. Progress of the reaction was confirmed.
[0024]
[Table 3]

[0025]
[Table 4]
Elemental analysis results of MeImC ₁ OC ₁

[0026]
The synthesized N, N′-dialkylimidazolium salts II (MeImC ₂ OC ₁ ) and III (MeImC ₁ OC ₁ ) are liquid at room temperature and become ionic liquids even though the counter anion is a bromine anion. Was confirmed. These viscosities and densities were as shown in Table 5. Compared with the conventional ionic liquid I (MeImC ₄ ), the new ionic liquids II (MeImC ₂ OC ₁ ) and III (MeImC ₁ OC ₁ ) introduced with an ether group give lower viscosity, particularly III (MeImC ₁ OC ₁ ). The viscosity of was less than half of I (MeImC ₄ ), and a low-viscosity ionic liquid was obtained by introducing an ether bond.
[0027]
[Table 5]
Density and viscosity of ionic liquid (20 ° C)

[0028]
Example 1
The solubilization characteristics of various solutes in the ionic liquids II (MeImC ₂ OC ₁ ) and III (MeImC ₁ OC ₁ ) obtained in Synthesis Examples 1 and 2 were compared with the known ionic liquid I (MeImC ₄ ). . Various substances (2 to 10 mg) shown below were added to 0.5 to 1 ml of the ionic liquid , heated, and the solubility was evaluated. The results are shown in Table 6. As the solute molecule, a known molecule is used without limitation, but a neutral molecule having a hydroxyl group dissolves particularly well. Low molecular weight compounds such as urea and catechol were dissolved in any of the ionic fluids I (MeImC ₄ ), II (MeImC ₂ OC ₁ ), and III (MeImC ₁ OC ₁ ) used.
[0029]
On the other hand, pentaerythritol, β-D-glucose, α-cyclodextrin, and polyvinyl alcohol are insoluble in ionic liquid I (MeImC ₄ ), but ionic fluid II (MeImC ₂ OC ₁ ), III (containing an ether bond) It was dissolved in MeImC ₁ OC ₁ ). The concentration when these polymers are dissolved is 5% by weight or less, preferably 1% by weight to 3% by weight.
[0030]
On the other hand, anionic polymers such as sodium poly-L-glutamate and sodium polystyrene sulfonate, nonpolar polymers such as polystyrene and polyvinyl chloride, cationic polymers such as polyallylamine hydrochloride, and cytochrome c, peroxidase, etc. The protein did not dissolve in any ionic fluid.
[0031]
On the other hand, glucose oxidase which is a protein is insoluble in I (MeImC ₄ ) but dissolved in ionic fluids II (MeImC ₂ OC ₁ ) and III (MeImC ₁ OC ₁ ) containing an ether bond. As described above, the ionic fluids II (MeImC ₂ OC ₁ ) and III (MeImC ₁ OC ₁ ) dissolve well neutral polymers having a hydroxyl group, polysaccharides and sugar derivatives. As described above, since the ionic liquid of the present invention can dissolve the various polymers, the organic chemical modification reaction, the conversion reaction of biochemical substances using enzymes (chemical modification of proteins and sugars), and the like. It can be used for research. In particular, it has a feature that biopolymers such as proteins, sugars, and polysaccharides can be modified using acid halides, acid anhydrides, active esters, and the like, which are unstable reagents for water. Further, since sugars and polysaccharides can be solubilized without using a protecting group, a rapid, simple and inexpensive chemical modification method is provided. Furthermore, it is considered possible to modify a plurality of functional groups regioselectively by using appropriate reaction reagents and conditions in these ionic media.
[0032]
[Table 6]
Dissolution characteristics of various compounds in ionic liquids

[0033]
Example 2
Solubility of dialkylammonium salts (2C ₁₂ N ⁺ Br ⁻ , 2C ₁₄ N ⁺ Br ⁻ ) that spontaneously form a bilayer when dispersed in water in each ionic liquid , as well as two by differential scanning calorimetry (DSC). The molecular film formation was evaluated. Dissolution in each of these ionic liquids was performed by ultrasonic irradiation, and the results are shown in Table 6. 2C ₁₂ N ⁺ Br ⁻ was dissolved in all of the ionic liquids I (MeImC ₄ ), II (MeImC ₂ OC ₁ ), and III (MeImC ₁ OC ₁ ). The DSC measurement results are shown in Table 7. In ionic liquid I (MeImC4), it was found that 2C ₁₂ N ⁺ Br ⁻ did not give an endothermic peak due to the gel-liquid crystal phase transition peculiar to the bilayer state and was molecularly dispersed. The synthetic bilayer membrane is used as a stable surfactant in the fields of surface / interface modifiers, colloid stabilizers, cosmetics, detergents, lubricants, electrolytes, etc. It is known to have a function of transporting to
[0034]
On the other hand, in ionic liquids II (MeImC ₂ OC ₁ ) and III (MeImC ₁ OC ₁ ), a gel-liquid crystal phase transition temperature is given to 52.4 ° C. and 50.7 ° C., respectively. I found out. In the case of 2C ₁₂ N ⁺ Br ⁻ , it does not dissolve in ionic liquid I (MeImC ₄ ), but dissolves in II (MeImC ₂ OC ₁ ) and III (MeImC ₁ OC ₁ ), respectively, at 64.8 ° C. and 67 A gel-liquid crystal phase transition temperature was given at 7 ° C. Thus, formation of the bilayer film which is a molecular assembly was confirmed in the ionic liquids II (MeImC ₂ OC ₁ ) and III (MeImC ₁ OC ₁ ). Formation of molecular aggregates such as bimolecular films and micelles not only imparts surface activity to ionic liquids , but also imparts nonpolar chemical reaction fields and properties as liquid crystals. Furthermore, it can be used as a means for enhancing the solubility of proteins, catalysts and the like. In addition, the application of surface / interface modifiers, electrolyte materials, liquid crystal display materials, cosmetics, ion conductor materials, and biocatalyst materials can be considered.
[0035]
[Chemical 3]

[0036]
[Table 7]
Gel-liquid crystal phase transition temperature and phase transition parameters of dialkylammonium salts

[0037]
Example 3
The amphiphilic compound C ₈ AzoC ₁₀ N ⁺ Br ⁻ having an azobenzene chromophore gives a maximum absorption wavelength at 300 nm when it forms a bimolecular film in water, but when dispersed in ethanol, it becomes a molecularly dispersed state and absorbs around 360 nm. The maximum wavelength is given. _{_{^{Therefore, C 8 AzoC 10 N + Br}}} - is dissolved in the ionic liquid, UV - from the visible absorption spectrum was evaluated for bilayer formation in ionic liquids. In the ionic liquid I (MeImC ₄₎ _{_{^{in, C 8 AzoC 10 N + Br}}} - absorption maximum wavelength from that observed in the vicinity of _{360nm (20 ℃), C 8} AzoC 10 N + Br - is a bilayer membrane It was found that they were not formed but were molecularly dispersed (that is, bilayer membrane aggregates were not formed).
[0038]
Next, FIG. 1 shows an ultraviolet-visible absorption spectrum when Compound 3 [C ₈ AzoC ₁₀ N ⁺ Br ⁻ ] is dispersed in III (MeImC ₁ OC ₁ ).
[0039]
[Formula 4]

[0040]
At 20 ° C., the absorption maximum of C ₈ AzoC ₁₀ N ⁺ Br ⁻ was observed around 300 nm, and was found to be dispersed as a bilayer like water. On the other hand, when this solution was heated to 90 ° C., absorption near 360 nm appeared. This change in spectrum indicates that the bilayer film formed at 20 ° C. transitions to a liquid crystal state at a high temperature and is dispersed as molecularly dispersed species or micelles. On the other hand, when this solution was cooled to 20 ° C., the absorption at 360 nm disappeared and the absorption again appeared at 300 nm. Since this spectral change is observed reversibly, it is clear that C ₈ AzoC ₁₀ N ⁺ Br ⁻ forms a bilayer in ionic liquid III (MeImC ₁ OC ₁ ). Thus, it was shown that the amphiphilic compound is solubilized as a molecular assembly in the ionic liquid into which an ether bond is introduced. Thus, in the ionic liquids II (MeImC ₂ OC ₁ ) and III (MeImC ₁ OC ₁ ) containing an ether bond, molecular assemblies such as bilayers and micelles are formed for the first time. This provides a new and useful methodology for controlling the physical properties (ionic conductivity, reaction solvent properties, extraction properties, catalyst solubilization properties, liquid crystal properties) of ionic liquids through the formation of molecular aggregates and their phase transitions. . In addition, since the molecular assembly is solubilized in a non-volatile medium, it can be applied as an environmentally conscious material.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ionic liquid having a high solubilizing ability with respect to many synthetic polymers, biopolymers, and molecular aggregates that are not found in conventional ionic liquids . And, then against the conventional ionic liquids, such as ionic liquid in the liquid is obtained at ordinary temperature without the anion exchange, is improved in terms of production, furthermore, since the viscosity is low, it facilitates the diffusion of reactants Also, it has excellent characteristics as a reaction medium. Therefore, it is possible to dissolve polymers, biopolymers and molecular aggregates that have not been compatible with ionic liquids so far, so that their functions such as solubilizing carriers, reaction solvents, extraction solvents in organic reactions, organic electrolytes, etc. Usability as a chemical substance is improved, and practical utility can be expected. In addition, biopolymer-dissolved ionic gels can be used not only for environmentally friendly biomaterials, but also for the development of functional gels that have specific molecular recognition and catalytic functions of biopolymers, and have ionic conductivity. It is suitable for the production and use of gels and is expected to be widely used for solid electrolyte materials, electrochemical materials and biocatalyst materials.
[Brief description of the drawings]
[FIG. 1] UV-visible absorption spectrum and temperature dependence of C ₈ AzoC ₁₀ N ⁺ Br ⁻ in ionic fluid III (MeImC ₁ OC ₁ )

Claims

An ionic liquid and an ionic gel obtained by dissolving a synthetic polymer, protein, polysaccharide, sugar derivative, and molecular assembly in an ionic liquid composed of an imidazolium salt represented by the following general formula 1.
An N-alkyl-N′-alkoxyalkylimidazolium salt represented by the general formula 1.

(In General Formula 1, n is 1 to 6, R ¹ is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or hydrogen, R ² is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and A is an anion.)

Synthetic polymer is pentaerythritol, β-D-glucose, α-cyclodextrin, polyvinyl alcohol, neutral polymer with hydroxyl group, polyvinyl polymer, polyether polymer, polyamide polymer, polyester polymer The ionic liquid and ionic gel according to claim 1 , wherein the ionic liquid and the ionic gel are at least one selected from polycarbonate-based polymers and ionene-based polymers.

The ionic liquid according to claim 1 , wherein the protein is glucose oxidase.

2. The ionic liquid and ionic gel according to claim 1 , wherein the molecular assembly is a bimolecular film made of C ₈ AzoC ₁₀ N ⁺ Br ⁻ or a dialkylammonium salt.

An ionic gel for solid electrolyte and biopolymer solubilized / immobilized carrier comprising the solid electrolyte of claim 1, 2, 3, or 4 .