JP6780945B2 - イオン液体、潤滑剤及び磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
(1)低揮発性であること。
(2)表面補充機能のために低表面張力であること。
(3)末端極性基とディスク表面への相互作用があること。
(4)使用期間での分解、減少がないように、熱的及び酸化安定性が高いこと。
(5)金属、ガラス、高分子に対して化学的に不活性で、ヘッドやガイドに対して摩耗粉を生じないこと。
(6)毒性、可燃性がないこと。
(7)境界潤滑特性に優れていること。
(8)有機溶媒に溶解すること。
しかし、これらのパーフルオロカルボン酸アンモニウム塩は、以下の反応式(A)に示す反応の中で、カチオンとアニオンの相互作用が弱く、Le Chatelier’sの法則から、高温では平衡が左側になり、解離した中性の化合物となって熱的な安定性が悪くなる。つまり、高温ではプロトンの移動が起こり、平衡が中性の物質へと移動して解離する(例えば、非特許文献8参照)。
このときに酸及び塩基のそれぞれの解離定数Ka1及びKb2は、濃度を含めた形で次のScheme2のように表すことができる。
ここで酸と塩基の酸解離定数の差ΔpKaについて議論する。酸・塩基反応はお互いにその酸性・塩基性(あるいはその共役酸の酸性)に影響され、その酸性度の差ΔpKaは併せて次のScheme3に表すことができる。
[AH]+[B]⇔[A−HB+]
上記式の平衡がイオン側(右側)へシフトし、より安定性が増すことを報告している(例えば、非特許文献8参照)。また、渡邉らは、プロトン性イオン液体のプロトン移動性と熱的な安定性がΔpKaに大きく依存し、塩基としてDBU(1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデ−7−センを用いた場合、そのΔpKaが15以上となる酸を用いることにより、イオン液体の熱的安定性が大きく向上することを報告している(非特許文献9参照)。また、近藤らは、ΔpKaが大きいパーフルオロオクタンスルホン酸オクタデシルアンモニウム塩系のプロトン性イオン液体が磁気記録媒体の耐久性を改善することを報告している(非特許文献10、特許文献3参照)。また、イオン液体の耐熱性に関しての最近の近藤らの報告では、ΔpKaがある程度までは分解温度は上昇するが、それ以上ではΔpKaを大きくしてもその分解温度はそれほど高くはならないことが報告されている(非特許文献11、及び12参照)。また、ジェミナルなジカチオンを持つピロリジニウム系イオン液体では、通常のモノカチオンのイオン液体よりも耐熱性を改善する場合があることが報告されている(非特許文献13参照)。しかし、非特許文献13にも掲載されているように、それを構成する分子構造と物理的又は化学的な性質との関係についてはよく理解されていない。カチオンとアニオンとのコンビネーションは、イオン液体の物理的又は化学的な性質に非常に影響を与える。アニオン部分はバライアティに富むが、構造的に類似なカチオンでなければその関係性は明確にはならない(例えば、非特許文献14参照)。例えば、ハロゲンの水素結合力が強いほど(Cl>Br>I)液体の粘性は増加する。しかし、粘性を増加させる方法はこれだけではなく、例えば、イミダゾールのアルキル鎖を変化させることによっても可能である。同様に融点、表面張力、熱安定性についても影響を与えるが、そのアニオンの効果は広範囲にわたっては研究されていない。それゆえ、カチオンやアニオンのコンビネーションにより、これらの物理的又は化学的な性質を変化させることは可能であるが、予測することは難しい。
前記共役酸が、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を有し、
前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下であり、
前記イオン液体のCF3(CHF)2CF2CF3に対する溶解性が、CF3(CHF)2CF2CF3100質量部に対して、0.1質量部以上であることを特徴とする潤滑剤である。
<2> 前記共役酸が、下記一般式(A)、下記一般式(B)、下記一般式(C)、下記一般式(D)、下記一般式(E)、及び下記一般式(F)のいずれかで表される前記<1>に記載の潤滑剤である。
ただし、前記一般式(B)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(C)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(D)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、R2は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。
ただし、前記一般式(E)中、R3は、炭化水素基を表し、R4は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表し、R5は、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素を含む炭素数8以上のフッ素化炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(F)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、nは、1以上3以下の整数を表す。
<3> 前記共役塩基が、下記一般式(X)、下記一般式(Y)、及び下記一般式(Z)のいずれかで表される前記<1>から<2>のいずれかに記載の潤滑剤である。
ただし、前記一般式(Y)中、nは、1以上12以下の整数を表す。
ただし、前記一般式(Z)中、nは、0以上6以下の整数を表す。
<4> 非磁性支持体と、前記非磁性支持体上に磁性層と、前記磁性層上に前記<1>から<3>のいずれかに記載の潤滑剤とを有することを特徴とする磁気記録媒体である。
<5> 共役塩基と、共役酸とを有し、
前記共役酸が、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を有し、
前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下であり、
CF3(CHF)2CF2CF3に対する溶解性が、CF3(CHF)2CF2CF3100質量部に対して、0.1質量部以上であることを特徴とするイオン液体である。
<6> 前記共役酸が、下記一般式(A)、下記一般式(B)、下記一般式(C)、下記一般式(D)、下記一般式(E)、及び下記一般式(F)のいずれかで表される前記<5>に記載のイオン液体である。
ただし、前記一般式(B)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(C)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(D)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、R2は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。
ただし、前記一般式(E)中、R3は、炭化水素基を表し、R4は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表し、R5は、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素を含む炭素数8以上のフッ素化炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(F)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、nは、1以上3以下の整数を表す。
<7> 前記共役塩基が、下記一般式(X)、下記一般式(Y)、及び下記一般式(Z)のいずれかで表される前記<5>から<6>のいずれかに記載のイオン液体である。
ただし、前記一般式(Y)中、nは、1以上12以下の整数を表す。
ただし、前記一般式(Z)中、nは、0以上6以下の整数を表す。
1. 潤滑剤及びイオン液体
2. 磁気記録媒体
3. 実施例
本発明の一実施形態として示す潤滑剤は、共役酸と、共役塩基とを有するイオン液体を含有する。
本発明の一実施形態として示すイオン液体は、共役酸と、共役塩基とを有する。
前記イオン液体において、前記共役酸は、炭化水素基を含む基を有する。前記炭化水素基は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基である。ここで、「炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基」は、炭素に結合する水素原子の一部がフッ素原子に置換された部分フッ素化炭化水素基であってもよい。前記部分フッ素化炭化水素基としては、例えば、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素を含む炭素数8以上のフッ素化炭化水素基が挙げられる。
前記イオン液体において、前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaは、10以下である。
前記イオン液体は、CF3(CHF)2CF2CF3に対する溶解性が、CF3(CHF)2CF2CF3100質量部に対して、0.1質量部以上であり、0.3質量部以上が好ましく、0.5質量部以上がより好ましい。溶解性の上限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、一例としては、2.0質量部などが挙げられる。
なお、前記溶解性は、25℃における溶解性である。
さらに、フッ素系溶媒としてよく使用されるCF3(CHF)2CF2CF3に一定量溶解するため、フッ素系溶媒を用いた潤滑剤を作製できる。その結果、磁気記録媒体の生産ラインを防爆仕様にする必要がない。
ここで、イオン液体を含有する潤滑剤は、通常、イオン液体が0.05質量%又は0.1質量%程度の濃度で使用される。そのため、前記イオン液体のフッ素系溶媒に対する溶解性としては、0.05質量%以上が必要であり、0.1質量%以上が好ましい。また、使用状況によっては、それ以上の溶解性が要求されることもある。更には、潤滑剤の使用状況、保存状況の変化等を加味すると、0.1質量%以上〔CF3(CHF)2CF2CF3100質量部に対してイオン液体が0.1質量部以上〕の溶解性が要求され、好ましくは、0.3質量%以上の溶解性が要求される。
前記pKaの下限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記pKaは、−5.0以上が好ましい。
前記共役塩基としては、元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが10以下であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記一般式(V)で表される共役塩基、下記一般式(W)で表される共役塩基、下記一般式(X)で表される共役塩基、下記一般式(Y)で表される共役塩基、下記一般式(Z)で表される共役塩基などが挙げられる。これらの中でも、前記イオン液体のフッ素系溶媒に対する溶解性を高くできる点で、下記一般式(X)で表される共役塩基、下記一般式(Y)で表される共役塩基、及び下記一般式(Z)で表される共役塩基が好ましく、下記一般式(X)で表される共役塩基、及び下記一般式(Y)で表される共役塩基がより好ましい。
ただし、前記一般式(Y)中、nは、1以上12以下の整数を表し、1以上6以下の整数が好ましい。
ただし、前記一般式(Z)中、nは、0以上6以下の整数を表す。
前記共役酸は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を有する。
前記炭化水素基の炭素数としては、6以上であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10以上が好ましい。
前記炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基としては、前記炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基が好ましい。
ただし、炭素数が多すぎるとフッ素系溶媒への溶解性が低下する傾向にあるため、前記炭化水素基の炭素数は、摩擦係数低減の効果と、フッ素系溶媒への溶解性とを考慮して決定されることが好ましい。
−(CH2)l−CH3 一般式(I)
−(CH2)m−(CF2)n−CF3 一般式(II)
前記一般式(I)中、lは、5以上の整数を表し、9以上29以下の整数が好ましく、9以上24以下の整数がより好ましく、9以上19以下の整数が特に好ましい。
前記一般式(II)中、mは、1以上6以下の整数を表し、nは、3以上20以下の整数を表す。ただし、m+nは、7以上である。mは、1以上3以下の整数が好ましく、nは、5以上10以下の整数が好ましい。
ただし、前記一般式(B)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(C)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(D)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、R2は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。
ただし、前記一般式(E)中、R3は、炭化水素基を表し、R4は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表し、R5は、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素を含む炭素数8以上のフッ素化炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(F)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、nは、1以上3以下の整数を表す。
前記R1における前記炭化水素基の炭素数の上限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、原材料の調達の観点から、前記炭素数は、30以下が好ましく、25以下がより好ましく、20以下が特に好ましい。前記炭化水素基が長鎖であることにより、摩擦係数を低減し、潤滑特性を向上させることができる。
前記R1としては、前記炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基が好ましい。
ただし、炭素数が多すぎるとフッ素系溶媒への溶解性が低下する傾向にあるため、前記炭化水素基の炭素数は、摩擦係数低減の効果と、フッ素系溶媒への溶解性とを考慮して決定されることが好ましい。
−(CH2)l−CH3 一般式(III)
前記一般式(III)中、lは、5以上の整数を表し、9以上29以下の整数が好ましく、9以上19以下の整数がより好ましい。
前記R5としては、以下の一般式(IV)で表される基が好ましい。
−(CH2)m−(CF2)n−CF3 一般式(IV)
前記一般式(IV)中、mは、1以上6以下の整数を表し、nは、3以上20以下の整数を表す。ただし、m+nは、7以上である。mは、1以上3以下の整数が好ましく、nは、7以上10以下の整数が好ましい。フッ素化炭素の炭素数も長すぎると溶媒への溶解性が低下するので、分子中のその他の構成要素によってその長さは決められる。
前記イオン液体としては、下記一般式(1)で表されるイオン液体、下記一般式(2)表されるイオン液体、下記一般式(3)で表されるイオン液体、下記一般式(4)で表されるイオン液体、下記一般式(5)で表されるイオン液体、及び下記一般式(6)で表されるイオン液体が好ましい。
ただし、前記一般式(2)中、A−は、共役塩基を表し、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(3)中、A−は、共役塩基を表し、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(4)中、A−は、共役塩基を表し、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、R2は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。
ただし、前記一般式(5)中、A−は、共役塩基を表し、R3は、炭化水素基を表し、R4は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表し、R5は、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素を含む炭素数8以上のフッ素化炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(6)中、A−は、共役塩基を表し、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、nは、1以上3以下の整数を表す。
ただし、前記一般式(2−2)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、nは、1以上12以下の整数を表す。
ただし、前記一般式(4−2)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、R2は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表し、nは、1以上12以下の整数を表す。
ただし、前記一般式(5−2)中、R3は、炭化水素基を表し、R4は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表し、R5は、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素を含む炭素数8以上のフッ素化炭化水素基を含む基を表し、lは、1以上12以下の整数を表す。
前記イオン液体の一般式におけるR2の好ましい範囲は、対応する前記共役酸の一般式のR2の好ましい範囲と同じである。
前記イオン液体の一般式におけるR3の好ましい範囲は、対応する前記共役酸の一般式のR3の好ましい範囲と同じである。
前記イオン液体の一般式におけるR4の好ましい範囲は、対応する前記共役酸の一般式のR4の好ましい範囲と同じである。
前記イオン液体の一般式におけるR5の好ましい範囲は、対応する前記共役酸の一般式のR5の好ましい範囲と同じである。
前記イオン液体の一般式の共役塩基におけるlの好ましい範囲は、対応する前記共役塩基の一般式のlの好ましい範囲と同じである。
前記イオン液体の一般式の共役塩基におけるnの好ましい範囲は、対応する前記共役塩基の一般式のnの好ましい範囲と同じである。
前記溶媒としては、フッ素系溶媒が好ましい。前記フッ素系溶媒としては、例えば、ハイドロフルオロエーテル〔例えば、C3F7OCH3、C4F9OCH3、C4F9OC2H5、C2F5CF(OCH3)C3F7、CF3(CHF)2CF2CF3〕などが挙げられるが、それにIPAやエタノールあるいはメタノール等のアルコールを混合して用いても良い。
前記フッ素系溶媒は、市販品であってもよい。前記市販品としては、例えば、3M社製のNovecTM 7000、7100、7200、7300、71IPA、三井・デュポン フロロケミカル株式会社製のVertrel XF、X−P10などが挙げられる。
次に、前述の潤滑剤を用いた磁気記録媒体について説明する。本発明の一実施形態として示す磁気記録媒体は、非磁性支持体上に少なくとも磁性層を有してなり、前記磁性層に前述の潤滑剤を保有してなるものである。
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。本実施例では、イオン液体を合成し、イオン液体を含有する潤滑剤を作製した。そして、まずはフッ素系溶媒であるバートレル〔CF3(CHF)2CF2CF3〕への溶解性について調べた。その潤滑剤溶液を用いて磁気ディスク及び磁気テープの表面に塗布して、それぞれディスク耐久性及びテープ耐久性について評価した。磁気ディスクの製造、ディスク耐久性試験、磁気テープの製造、及びテープ耐久性試験は、次のように行った。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
例えば、国際公開第2005/068589号公報に従って、ガラス基板上に磁性薄膜を形成し、図4に示すような磁気ディスクを作製した。具体的には、アルミシリケートガラスからなる外径65mm、内径20mm、ディスク厚0.635mmの化学強化ガラスディスクを準備し、その表面をRmaxが4.8nm、Raが0.43nmになるように研磨した。ガラス基板を純水及び純度99.9%以上のイソプロピルアルコール(IPA)中で、それぞれ5分間超音波洗浄を行い、IPA飽和蒸気内に1.5分間放置後、乾燥させ、これを基板11とした。
TG/DTA測定では、セイコーインスツルメント社製EXSTAR6000を使用し、200ml/minの流量で空気中を導入しながら、10℃/minの昇温速度で30℃−600℃の温度範囲で測定を行った。
市販のひずみゲージ式ディスク摩擦・摩耗試験機を用いて、ハードディスクを14.7Ncmの締め付けトルクで回転スピンドルに装着後、ヘッドスライダーのハードディスクに対して内周側のエアベアリング面の中心が、ハードディスクの中心より17.5mmになるようにヘッドスライダーをハードディスク上に取り付けCSS耐久試験を行った。本測定に用いたヘッドは、IBM3370タイプのインライン型ヘッドであり、スライダーの材質はAl2O3−TiC、ヘッド荷重は63.7mNである。本試験は、クリーン清浄度100、25℃60%RHの環境下で、CSS(Contact、Start、Stop)毎に摩擦力の最大値をモニターした。摩擦係数が1.0を超えた回数をCSS耐久試験の結果とした。CSS耐久試験の結果において、50,000回を超える場合には「>50,000」と表示した。また、耐熱性を調べるために、200℃の温度で3分間加熱試験を行った後のCSS耐久性試験を同様に行った。
図5に示すような断面構造の磁気テープを作製した。先ず、5μm厚の東レ製ミクトロン(芳香族ポリアミド)フィルムからなる基板21に、斜め蒸着法によりCoを被着させ、膜厚100nmの強磁性金属薄膜からなる磁性層22を形成した。次に、この強磁性金属薄膜表面にプラズマCVD法により10nmのダイヤモンドライクカーボンからなるカーボン保護層23を形成させた後、6ミリ幅に裁断した。このカーボン保護層23上にIPAに溶解したイオン液体を、膜厚が1nm程度となるように塗布して潤滑剤層24を形成し、サンプルテープを作製した。
各サンプルテープについて、温度−5℃環境下、温度40℃30%RH環境下のスチル耐久性、並びに、温度−5℃環境下、温度40℃90%RH環境下の摩擦係数及びシャトル耐久性について測定を行った。スチル耐久性は、ポーズ状態での出力が−3dB低下するまでの減衰時間を評価した。シャトル耐久性は、1回につき2分間の繰り返しシャトル走行を行い、出力が3dB低下するまでのシャトル回数で評価した。また、耐熱性を調べるために、100℃の温度で10分間加熱試験を行った後の耐久性試験も同様に行った。
<ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンの合成>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1042cm−1にSNSの逆対称伸縮振動、1091cm−1にSO2の対称伸縮振動、1164cm−1にCF2の対称伸縮振動、1360cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1633cm−1にC=Nの伸縮振動、2848cm−1にCH2の対称伸縮振動、2920cm−1にCH2の逆対称伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.853(t,3H,J=6.6Hz), 1.150−1.470(m,32H), 1.490−1.750(m,6H), 1.750−1.890(m,2H), 1.960−2.120(2H,m), 2.700−2.800(1H,m), 3.400−3.480(m,2H), 3.507(t,J=6.0Hz,2H), 3.550−3.650(m,2H),7.690(brs,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.085, 19.199, 22.663, 25.502, 26.143, 27.105, 28.234, 28.982, 29.226, 29.349, 29.394, 29.501, 29.593, 29.639, 29.684, 31.913, 38.659, 43.375, 49.664, 53.953, 168.258
なお、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンにおける共役塩基の元となる酸〔ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.0である。
<ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.826(t,3H,J=6.9Hz), 1.180−1.310(m,30H), 1.530−1.640(m,2H), 1.710−1.810(m,6H), 2.100−2.170(m,2H), 2.850−2.910(2H,m), 3.452−3.505(m,2H), 3.613(t,J=7.5Hz,2H), 3.650−3.750(m,4H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);13.918, 20.114, 22.465, 22.984, 25.930, 26.357, 28.234, 28.570, 28.982, 29.135, 29.242, 29.303, 29.394, 29.440, 29.486, 31.699, 47.252, 49.328, 54.182, 55.387, 166.259
1072cm−1にSNSの逆対称伸縮振動、1163cm−1にCF2の対称伸縮振動、1352cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1469cm−1にCH2の変角振動、1626cm−1にC=Nの対称伸縮振動,2852cm−1にCH2の対称伸縮振動、2922cm−1にCH2の逆対称伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.854(t,3H,J=6.6Hz), 1.170−1.320(m,30H), 1.520−1.610(m,2H), 1.650−1.810(m,6H), 2.030−2.130(m,2H), 2.750−2.800(2H,m), 3.380−3.440(m,2H), 3.450−3.540(m,4H), 3.580−3.630(m,2H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.055, 19.855, 22.663, 22.953, 25.838, 26.433, 28.204, 28.433, 28.254, 29.059, 29.333, 29.394, 29.455, 29.562, 29.623, 29.669, 31.898, 46.977, 48.992, 54.121, 55.189, 166.381
なお、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムにおける共役塩基の元となる酸〔ビス(ノナフルオロメタンスルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.0である。
<ノナフルオロブタンスルホン酸−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成>
ノナフルオロブタンスルホン酸−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1132cm−1にSO2の対称伸縮振動、1230cm−1にCFの対称伸縮振動、1259cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1468cm−1にCH2の変角振動、2854cm−1にCH2の対称伸縮振動、2924cm−1にCH2の逆対称伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.850(t,3H,J=6.6Hz), 1.170−1.320(m,30H), 1.520−1.620(m,2H), 1.670−1.820(m,6H), 2.040−2.140(m,2H), 2.790−2.850(2H,m), 3.417−3.470(m,2H), 3.490−3.600(m,4H), 3.620−3.670(m,2H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.040, 19.992, 22.618, 23.045, 25.899, 26.464, 28.341, 28.494, 28.555, 29.089, 29.288, 29.379, 29.440, 29.532, 29.593, 29.639, 31.852, 46.993, 49.038, 54.105, 55.220, 166.488
なお、ノナフルオロブタンスルホン酸−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムにおける共役塩基の元となる酸(ノナフルオロブタンスルホン酸)のアセトニトリル中でのpKaは、0.7である。
<ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−ブチル−N−オクタデシルピロリジニウムの合成>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−ブチル−N−オクタデシルピロリジニウムの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1072cm−1にSNSの逆対称伸縮振動、1134cm−1、1165cm−1、1196cm−1、1232cm−1にCF2の対称伸縮振動、1352cm−1にSO2の逆対称伸縮振動、1469cm−1にCH2の変角振動、2852cm−1にCH2の対称伸縮振動、2922cm−1にCH2の逆対称伸縮振動が見られた。
1H−NMR(δppm);0.890(t,3H,J=6.9Hz), 1.004(t,3H,J=6.9Hz), 1.220−1.470(m,32H), 1.625−1.770(m,4H), 2.000−2.140(m,4H), 3.221−3.288(m,4H), 3.489−3.536(m,4H)
13C−NMR(δppm);13.880, 14.444, 20.733, 22.824, 23.740, 24.213, 26.212, 27.418, 30.181, 30.486, 30.532, 30.608, 30.776, 33.081, 60.783, 60.997, 63.973
なお、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−ブチル−N−オクタデシルピロリジニウムにおける共役塩基の元となる酸〔ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.0である。
<ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−オクタデシルピロリジニウムの合成>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−オクタデシルピロリジニウムの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1076cm−1にSNSの逆対称伸縮振動、1151cm−1、1213cm−1、1232cm−1にCF2の対称伸縮振動、1354cm−1にSO2の逆対称伸縮振動、1469cm−1にCH2の変角振動、2852cm−1にCH2の対称伸縮振動、2920cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3182cm−1にNH伸縮振動が見られた。
1H−NMR(δppm);0.855(t,3H,J=6.6Hz), 1.140−1.330(m,30H), 1.650−1.780(m,2H), 2.050−2.200(m,4H), 2.810−2.960(m,2H), 3.000−3.110(m,2H), 3.710−3.810(m,2H), 7.750(brs,1H)
13C−NMR(δppm);14.070, 22.663, 22.770, 25.731, 26.357, 28.921, 29.242, 29.349, 29.425, 29.532, 29.684, 31.913, 54.914, 56.532
なお、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−オクタデシルピロリジニウムにおける共役塩基の元となる酸〔ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.0である。
<ノナフルオロブタンスルホン酸−N−オクタデシルピロリジニウムの合成>
ノナフルオロブタンスルホン酸−N−オクタデシルピロリジニウムの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1134cm−1にSO2の対称伸縮振動、1232cm−1にCF2の対称伸縮振動、1352cm−1にSO2の逆対称伸縮振動、1468cm−1にCH2の変角振動、2850cm−1にCH2の対称伸縮振動、2918cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3076cm−1にNH伸縮振動が見られた。
1H−NMR(δppm);0.842(t,3H,J=6.6Hz), 1.170−1.360(m,30H), 1.520−1.630(m,2H), 1.760−1.910(m,2H), 1.910−2.040(m,2H), 2.870−3.020(m,2H), 3.000−3.120(m,2H), 3.410−3.570(m,2H), 9.234(brs,1H)
13C−NMR(δppm);14.089, 22.254, 22.697, 25.399, 26.085, 28.650, 28.879, 28.985, 29.107, 29.214, 31.473, 53.406, 54.154
なお、ノナフルオロブタンスルホン酸−N−オクタデシルピロリジニウムにおける共役塩基の元となる酸(ノナフルオロブタンスルホン酸)のアセトニトリル中でのpKaは、0.7である。
<トリフルオロメタンスルホン酸−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成>
トリフルオロメタンスルホン酸−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1030cm−1にSO2結合の対称伸縮振動、1146cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1261cm−1にCF3の対称伸縮振動、1448cm−1にCH2の変角振動、1624cm−1にC=Nの対称伸縮振動,2848cm−1にCH2の対称伸縮振動、2916cm−1にCH2の逆対称伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.843(t,J=6.6Hz,3H), 1.160−1.320(m,30H), 1.520−1.640(m,2H), 1.670−1.820(m,6H), 2.095(quint,J=6.0Hz,2H),2.790−2.850(m,2H), 3.416−3.470(m,2H), 3.490−3.600(m,4H), 3.610−3.680(m,2H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.065, 20.048, 22.627, 23.070, 25.955, 26.474, 28.427, 28.519, 28.580, 29.114, 29.297, 29.389, 29.450, 29.542, 29.603, 29.648, 31.862, 47.048, 49.094, 54.146, 55.290, 166.513
なお、トリフルオロメタンスルホン酸−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムにおける共役塩基の元となる酸(トリフルオロメタンスルホン酸)のアセトニトリル中でのpKaは、0.7である。
<ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−オクタデシルイミダゾリウムの合成>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−オクタデシルイミダゾリウムの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.841(t,3H,J=6.6Hz), 1.125−1.350(m,30H), 1.865−1.970(m,2H), 2.854−3.019(m,2H), 4.242−4.312(2H,m), 4.855−4.898(m,2H), 7.325−7.337(m,1H), 7.608−7.620(m,1H),10.196(s,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.040, 22.633, 26.174, 28.891, 29.303, 29.440, 29.547, 29.608, 29.639, 29.959, 30.310, 31.608, 31.867, 42.689, 49.954, 50.641, 121.858, 122.942, 137.213
1074cm−1にSO2結合の対称伸縮振動、1149cm−1に及び1198cm−1にCF2の対称伸縮振動、1352cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1469cm−1にCH2の変角振動、1564cm−1にC=Nの対称伸縮振動,2850cm−1にCH2の対称伸縮振動、2920cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3099cm−1及び3158cm−1にイミダゾール環のCHの伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.854(t,3H,J=6.6Hz), 1.150−1.350(m,30H), 1.760−1.900(m,2H), 2.644−2.805(m,2H), 4.136−4.185(m,2H), 4.562−4.606(m,2H), 7.252−7.263(m,1H), 7.454−7.465(m,1H),8.946(s,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.024, 22.648, 26.006, 28.830, 29.247, 29.333, 29.440, 29.547, 29.669, 30.020, 31.913, 42.300, 50.457, 122.209, 123.003, 136.312
なお、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−オクタデシルイミダゾリウムにおける共役基の元となる酸〔ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.0である。
<ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−メチルイミダゾリウムの合成>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−メチルイミダゾリウムの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1H−NMR(CDCl3,δppm);2.976(tt/J=7.2Hz,18.6Hz,2H), 3.955(s,3H), 4.643(t/J=7.2Hz,2H), 7.618−7.630(m,1H), 7.766−7.772(m,1H),9.095(s,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);32.119(t/J=21Hz), 36.790, 43.032, 123.926, 125.315, 138.716
1072cm−1にSO2結合の対称伸縮振動、1147cm−1に及び1176cm−1にCF2の対称伸縮振動、1352cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1577cm−1にC=Nの対称伸縮振動,3097cm−1及び3157cm−1にイミダゾール環のCH伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);2.836−3.020(m,2H), 3.934(s,3H), 4.613(t/J=7.2Hz,2H), 7.597−7.604(m,1H), 7.736−7.742(m,1H),9.095(s,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);32.073(t/J=21Hz), 36.576, 42.941, 123.865, 125.254, 138.020
なお、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−メチルイミダゾリウムにおける共役塩基の元となる酸〔ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.0である。
<ノナフルオロブタンスルホン酸−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−メチルイミダゾリウムの合成>
ノナフルオロブタンスルホン酸−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−メチルイミダゾリウムの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1047cm−1にSO2結合の対称伸縮振動、1147cm−1に及び1194cm−1にCF2の対称伸縮振動、1254cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1572cm−1にC=Nの対称伸縮振動,3093cm−1及び3159cm−1にイミダゾール環のCH伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);2.886−3.020(m,2H), 3.938(s,3H), 4.619(t/J=7.2Hz,2H), 7.603−7.609(m,1H), 7.740−7.747(m,1H),9.098(s,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);32.027(t/J=21Hz), 36.576, 42.941, 123.850, 125.239, 138.060
なお、ノナフルオロブタンスルホン酸−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−メチルイミダゾリウムにおける共役塩基の元となる酸(ノナフルオロブタンスルホン酸)のアセトニトリル中でのpKaは、0.7である。
<1,3−ビス[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−オクタデシルイミダゾリウム)]プロパンの合成>
1,3−ビス[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−オクタデシルイミダゾリウム)]プロパンの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.820(t/J=6.6Hz,6H)1.100−1.350(m,60H)1.800−1.920(m,4H), 2.852(quint/J=7.2Hz,2H), 4.191(t/J=7.2Hz,4H), 4.692(t/J=7.2Hz,4H), 7.201−7.213(m,2H), 8.209−8.221(m,2H),10.181(s,2H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.022, 22.584, 26.217, 28.857, 29.254, 29.407, 29.498, 29.560, 29.605, 30.033, 30.811, 31.811, 46.700, 50.241, 121.291, 123.901, 136.447
1072cm−1にSNS結合の逆対称振動、1167cm−1にCF2の対称伸縮振動、1352cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1468cm−1にCH2の変角振動、1566cm−1にC=Nの対称伸縮振動,2850cm−1にCH2の対称伸縮振動、2920cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3120cm−1及び3155cm−1にイミダゾール環のCH]伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.854(t/J=6.9Hz,6H), 1.150−1.350(m,60H), 1.780−1.900(m,4H), 2.481−2.587(m,2H), 4.098(t/J=6.9Hz,4H), 4.359(t/J=7.2Hz,4H), 7.189−7.200(m,2H), 7.600−7.610(m,2H),8.333(s,2H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.085, 22.679, 26.143, 28.799, 29.257, 29.349, 29.455, 29.547, 29.654, 29.684, 29.883, 31.470, 31.913, 46.413, 50.412, 122.057, 123.308, 135.458
なお、1,3−ビス[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−オクタデシルイミダゾリウム)]プロパンにおける共役塩基の元となる酸〔ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.0である。
<ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成>
比較のために、実施例1Aの酸をビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドからヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミドに変えた、ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成を、以下のスキームにしたがって行った。
1042cm−1にSNSの逆対称伸縮振動、1091cm−1にSO2の対称伸縮振動、1164cm−1にCF2の対称伸縮振動、1360cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1633cm−1にC=Nの伸縮振動、2848cm−1にCH2の対称伸縮振動、2920cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3387cm−1にNH伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.869(t,3H,J=6.6Hz), 1.170−1.340(m,32H), 1.441−1.555(m,2H), 1.600−1.750(m,4H), 1.772−1.832(m,2H), 1.941−2.101(m,2H), 2.670−2.780(m,1H), 3.413(t,2H,J=6.6Hz), 3.508(t,2H,J=6.6Hz), 3.550−3.652(m,2H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.055, 19.260, 22.633, 26.052, 27.090, 28.524, 29.120, 29.226, 29.318, 29.364, 29.486, 29.578, 29.608, 29.669, 31.867, 38.690, 43.177, 49.511, 53.861, 167.922
なお、ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムにおける共役塩基の元となる酸〔ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは、−0.8である。
<ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成>
比較のために、実施例1Aの酸をビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドからヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸に変えた、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成を、以下のスキームにしたがって行った。
1055cm−1にSO2の対称伸縮振動、1252cm−1にCF2の対称伸縮振動、1368cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1467cm−1にCH2の変角振動、1643cm−1にC=Nの伸縮振動、2851cm−1にCH2の対称伸縮振動、2920cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3296cm−1にNH伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.843(t,3H,J=6.6Hz), 1.205−1.287(m,32H), 1.544−1.800(m,8H), 1.975−2.033(m,2H), 2.792−2.816(m,1H), 3.440−3.559(m,6H), 8.713(brs,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.024, 19.336, 22.633, 25.121, 26.311, 27.181, 28.311, 29.028, 29.303, 29.425, 29.532, 29.608, 29.654, 31.882, 38.491, 43.375, 49.725, 53.785, 168.029
なお、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムにおける共役塩基の元となる酸〔ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.7である。
<トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成>
比較のために、実施例1Aの酸をビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドからトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドに変えた、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの合成を、以下のスキームにしたがって行った。
1117cm−1にSO2の対称伸縮振動、1198cm−1にCF3の対称伸縮振動、1381cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1470cm−1にCH2の変角振動、1632cm−1にC=Nの伸縮振動、2850cm−1にCH2の対称伸縮振動、2918cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3408cm−1にNH伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.850(t,3H,J=6.6Hz), 1.174−1.335(m,32H), 1.485−1.557(m,2H), 1.590−1.740(m,4H), 1.774−1.842(m,2H), 1.994−2.057(m,2H), 2.640−2.740(m,1H), 3.360−3.430(m,2H), 3.450−3.690(m,4H), 7.160(brs,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.070, 19.122, 22.648, 25.899, 27.044, 28.463, 29.013, 29.165, 29.333, 29.455, 29.578, 29.669, 31.882, 38.644, 43.238, 49.481, 53.968, 120.126(q、J=325Hz) , 168.197
なお、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムにおける共役塩基の元となる酸〔トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド〕のアセトニトリル中でのpKaは、−3.7である。
<ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−7−オクタデシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセニウムの合成>
カチオン部に7−オクタデシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセン構造を有し、アニオン部にヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミドを有する、ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−7−オクタデシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセニウムの合成を、以下のスキームにしたがって行った。
R.W.Alderらの方法〔非特許文献、 Roger W. Alder, Rodney W. Mowlam, David J. Vachon and Gray R. Weisman, “New Synthetic Routes to Macrocyclic Triamines,” J. Chem. Sos. Chem. Commun. pp.507−508 (1992)参照〕を参考にして合成した。
即ち、水素化ナトリウム(55質量%ヘキサン)を、乾燥THFに溶解させた1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセン(TBD)8.72g中に10℃で加えて攪拌した。10℃に温度を保ったまま、臭素化オクタデカンを20分間かけて滴下した。その後、10℃で30分間撹拌し、続いて、常温で2時間撹拌した後に、1時間加熱還流した。常温に戻して過剰の水素化ナトリウムを加えて反応させた。溶媒を除去後、アミノ処理したシリカゲルでカラムクロマトグラフィーを行い、淡黄色の目的物を得た。
1042cm−1にSNSの逆対称伸縮振動、1092cm−1にSO2の対称伸縮振動、1157cm−1にCF2の対称伸縮振動、1361cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1628cm−1にC=Nの伸縮振動、2849cm−1にCH2の対称伸縮振動、2921cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3412cm−1にNH伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.847(t,3H,J=6.6Hz), 1.222−1.274(m,30H), 1.460−1.600(m,2H), 1.969−2.055(m,4H), 3.210(t,2H,J=10Hz), 3.310−3.409(m,8H), 5.931(brs,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.055, 20.450, 20.740, 22.633, 26.494, 27.044, 29.226, 29.303, 29.425, 29.532, 29.608, 29.654, 31.867, 38.980, 46.428, 47.298, 47.786, 50.183, 150.385
なお、ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−7−オクタデシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセニウムにおける共役塩基の元となる酸〔ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは、−0.8である。
<ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸−7−オクタデシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセニウムの合成>
カチオン部に7−オクタデシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセン構造を有し、アニオン部にヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸を有する、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸−7−オクタデシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセニウムの合成を、以下のスキームにしたがって行った。
1151cm−1−1287cm−1にCFの対称伸縮振動、1373cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1602cm−1にC=Nの伸縮振動、2851cm−1にCH2の対称伸縮振動、2924cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3289cm−1にNH伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.841(t,3H,J=6.6Hz), 1.205−1.239(m,30H), 1.460−1.590(m,2H), 1.915−2.060(m,4H), 3.254−3.316(m,8H), 3.390−3.450(m,2H), 7.158(brs,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.041, 20.619, 20.970, 22.649, 26.419, 27.091, 29.319, 29.350, 29.502, 29.670, 31.883, 38.767, 46.368, 47.314, 47.986, 50.230, 150.417
なお、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸−7−オクタデシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセニウムにおける共役塩基の元となる酸〔ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.7である。
<ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−N−オクタデシルピロリジニウムの合成>
実施例5Aあるいは実施例6Aとは異なり、カチオン部にN−オクタデシルピロリジニウム構造を有するイオン液体ではあるが、アニオン部をヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミドに変えた、ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−N−オクタデシルピロリジニウムの合成を、以下のスキームにしたがって行った。
1151cm−1にCF2の対称伸縮振動、1354cm−1にSO2の逆対称伸縮振動、1466cm−1にCH2の変角振動、2850cm−1にCH2の対称伸縮振動、2918cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3192cm−1にNH伸縮振動が見られた。
1H−NMR(δppm);0.843(t,3H,J=6.6Hz), 1.150−1.360(m,30H), 1.500−1.630(m,2H), 1.760−2.060(m,4H), 2.860−3.140(m,4H), 3.400−3.580(m,2H), 9.239(brs,1H)
13C−NMR(δppm);14.119, 22.270, 22.697, 25.399, 26.101, 28.650, 28.879, 28.985, 29.107, 29.214, 31.473, 53.406, 54.154
なお、ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−N−オクタデシルピロリジニウムにおける共役塩基の元となる酸〔ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは、−0.8である。
<ノナフルオロブタンスルホン酸−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−オクタデシルイミダゾリウムの合成>
ノナフルオロブタンスルホン酸−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−オクタデシルイミダゾリウムの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1147cm−1にSO2結合の対称伸縮振動、1200cm−1にCF2の対称伸縮振動、1456cm−1にCH2の変角振動、1564cm−1にC=Nの対称伸縮振動,2850cm−1にCH2の対称伸縮振動、2916cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3113cm−1及び3150cm−1にイミダゾール環のCHの伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.849(t/J=6.9Hz,3H), 1.160−1.380(m,30H), 1.860−1.970(m,2H), 2.620−3.010(m,2H), 4.254(t/J=6.6Hz,2H), 4.845(t/J=6.6Hz,2H), 7.276(s,1H), 7.526(s,1H),10.184(s,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.070, 22.648, 26.189, 28.906, 29.318, 29.455, 29.562, 29.623, 29.669, 29.990, 31.882, 32.691, 32.722, 42.719, 50.671, 121.706, 122.881, 137.503
なお、ノナフルオロブタンスルホン酸−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−オクタデシルイミダゾリウムにおける役塩基の元となる酸(ノナフルオロブタンスルホン酸)のアセトニトリル中でのpKaは、0.7である。
<ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−ブチル−3−n−オクタデシルイミダゾリウムの合成>
比較のために、モノカチオンイオン液体であるビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−ブチル−3−n−オクタデシルイミダゾリウムの合成を、以下のスキームにしたがって行った。
1072cm−1にSO2の対称伸縮振動、1137cm−1及び1168cm−1にCF2の対称伸縮振動、1352cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1469cm−1にCH2の変角振動、1564cm−1にC=Nの伸縮振動、2850cm−1にCH2の対称伸縮振動、2920cm−1にCH2の逆対称伸縮振動、3097cm−1及び3157cm−1にイミダゾール環のCHの伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.837(t/J=6.6Hz,3H), 0.885(t/J=7.2Hz,3H), 1.140−1.300(m,32H), 1.760(quint/J=7.2Hz,4H), 4.112−4.173(m,4H), 7.776(s,1H), 7.781(s,1H), 9.175(s,1H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);13.341, 14.043, 18.927, 22.239, 25.627, 28.466, 28.863, 28.970, 29.062, 29.184, 29.413, 31.443, 48.751, 49.026, 122.624, 136.101
なお、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−ブチル−3−n−オクタデシルイミダゾリウムにおける共役塩基の元となる酸〔ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは0.0である。
<1,5−ビス[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−オクタデシルイミダゾリウム]ペンタンの合成>
1,5−ビス[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−オクタデシルイミダゾリウム]ペンタンの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1072cm−1にSO2の対称伸縮振動、1167cm−1にCF2の対称伸縮振動、1352cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1468cm−1にCH2の変角振動、1566cm−1にC=Nの伸縮振動、2854cm−1にCH2の対称伸縮振動、2924cm−1にCH2の逆対称伸縮振動が見られた。
1H−NMR(重DMSO,δppm);0.828(t,6H,J=6.9Hz), 1.130−1.340(m,62H), 1.710−1.880(m,8H), 4.106−4.169(m,8H), 7.750−7.761(m,2H), 7.772−7.782(m,2H), 9.141(s,2H)
13C−NMR(重DMSO,δppm);13.967, 22.239, 25.689, 28.543, 28.772, 28.879, 29.016, 29.138, 29.214, 29.520, 31.458, 48.675, 49.041, 122.594, 122.639, 136.086
なお、1,5−ビス[1−オクタデシルイミダゾリウム−ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド]ペンタンにおける共役塩基の元となる酸[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド]のアセトニトリル中でのpKaは、0.0である。
<1,9−ビス[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−オクタデシルイミダゾリウム]ノナンの合成>
1,9−ビス[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−オクタデシルイミダゾリウム]ノナンの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
1072cm−1にSNS逆対称伸縮振動、1169cm−1にCF2の対称伸縮振動、1352cm−1にSO2結合の逆対称伸縮振動、1469cm−1にCH2の変角振動、1564cm−1にC=Nの対称伸縮振動,2850cm−1にCH2の対称伸縮振動、2920cm−1にCH2の逆対称伸縮振動が見られた。
1H−NMR(CDCl3,δppm);0.870(t/J=6.9Hz,6H), 1.180−1.370(m,70H), 1.780−1.920(m,8H), 4.151(quin/J=7.2Hz,8H), 7.244−7.257(m,2H), 7.398−7.410(m,2H), 8.816(s,2H)
13C−NMR(CDCl3,δppm);14.055, 22.663, 25.334, 26.082, 27.807, 27.929, 28.845, 29.288, 29.333, 29.455, 29.562, 29.669, 29.730, 30.127, 31.898, 50.015, 50.091, 121.980, 122.621, 135.366
なお、1,9−ビス[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−オクタデシルイミダゾリウム]ノナンにおける共役塩基の元となる酸〔ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.0である。
<フッ素系溶媒への溶解性測定結果>
各実施例、及び各比較例で合成したイオン液体に対して、フッ素系溶媒として三井・デュポン フロロケミカル株式会社社製バートレルXF〔CF3(CHF)2CF2CF3〕を用いて溶解性試験を行った。
所定質量のバートレルXFに対してイオン液体を加え、超音波を5分間照射した後に1日間放置し、その溶解性を目視で確認した。
具体的には、バートレルXF(25℃)100質量部に対して、0.5質量部、0.1質量部それぞれのイオン液体を加え、超音波を5分間照射した後に1日間放置したのちに、その溶解性を目視で確認し、以下の評価基準で評価した。
なお、目視で確認し、透明である場合を溶解していると判断した。また、不透明である又は不溶分が見られる場合を溶解していない(不溶)と判断した。
結果を表2−1〜表2−2に示す。
・0.5質量%以上:
0.5質量部の添加で溶解している。
・0.1質量%以上0.5質量%未満:
0.5質量部の添加では不溶であるが、0.1質量部の添加では溶解している。
・0.1質量%未満:
0.5質量部、及び0.1質量部のいずれの添加でも不溶である。
実施例2Aのイオン液体のフッ素系溶媒への溶解性は、0.5質量%以上であった。
実施例3Aのイオン液体のフッ素系溶媒への溶解性は、0.5質量%以上であった。
実施例4Aのイオン液体のフッ素系溶媒への溶解性は、0.5質量%以上であった。
実施例5Aのイオン液体のフッ素系溶媒への溶解性は、0.5質量%以上であった。
実施例6Aのイオン液体のフッ素系溶媒への溶解性は、0.1質量%以上0.5質量%未満であった。
実施例7Aのイオン液体のフッ素系溶媒への溶解性は、0.5質量%以上であった。
実施例8Aのイオン液体のフッ素系溶媒への溶解性は、0.1質量%以上0.5質量%未満であった。
実施例9Aのイオン液体のフッ素系溶媒への溶解性は、0.5質量%以上であった。
実施例10Aのイオン液体のフッ素系溶媒への溶解性は、0.1質量%以上0.5質量%未満であった。
実施例11Aのイオン液体のフッ素系溶媒への溶解性は、0.5質量%以上であった。
同じオクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン構造を持つイオン液体でもそのオクタデシル基が導入される位置によっても溶解性は異なってくることが分かった。つまり6位に導入されたものでは、アニオンとしてのビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド構造のものだけが溶解するが、8位に導入されたものでは実施例2Bび実施例3Bからわかるように、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド構造ばかりではなく、6位に導入されたものでは溶解しなかったパーフルオロスルホン酸構造のものも溶解するようになる(比較例2B)。つまり8位にオクタデシル基を導入することにより溶解性は改善されることが分かる。
前記一般式(A−1)中、R21は、炭化水素基を表す。
前記一般式(E)中、R1、R2、及びR3は、それぞれ独立して、水素原子、及び長鎖の炭化水素基のいずれかを表す。ただし、R1、R2、及びR3の少なくとも1つは、長鎖の炭化水素基である。
前記一般式(Y)、及び前記一般式(Z)中、nは、前述のとおりである。
s
<熱安定性測定結果>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ352.9℃、378.2℃、396.7℃であり、比較例として示した一般的に磁気記録媒体用途の潤滑剤として知られている市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)と比較すると100℃以上、またZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても50℃以上高いことが分かる。
<熱安定性測定結果>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ341.1℃、372.9℃、396.3℃であった。市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性が改善されていることが分かる。
<熱安定性測定結果>
ノナフルオロブタンスルホン酸−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ346.9℃、373.1℃、396.8℃であり、比較例として示した一般的に磁気記録媒体用途の潤滑剤として知られている市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)と比較すると150℃以上、またZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても100℃以上高いことが分かる。
<熱安定性測定結果>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−ブチル−N−オクタデシルピロリジニウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ331.4℃、360.2℃、382.5℃であった。市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性が改善されていることが分かる。
<熱安定性測定結果>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−オクタデシルピロリジニウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ312.6℃、334.4℃、355.5℃であった。市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性が改善されていることが分かる。
<熱安定性測定結果>
ノナフルオロブタンスルホン酸−N−オクタデシルピロリジニウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ339.4℃、359.0℃、377.3℃であった。市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性が改善されていることが分かる。
<熱安定性測定結果>
トリフルオロメタンスルホン酸−8−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ319.2℃、346.6℃、389.0℃であり、比較例として示した一般的に磁気記録媒体用途の潤滑剤として知られている市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)と比較すると140℃以上、またZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても80℃以上高いことが分かる。
<熱安定性測定結果>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−オクタデシルイミダゾリウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ335.8℃、358.5℃、377.7℃であった。市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、それぞれ150℃、90℃以上熱安定性が改善されていることが分かる。
<熱安定性測定結果>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−メチルイミダゾリウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ350.3℃、365.5℃、381.3℃であり、比較例として示した一般的に磁気記録媒体用途の潤滑剤として知られている市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)と比較すると150℃以上、またZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても90℃以上高いことが分かる。
<熱安定性測定結果>
ノナフルオロブタンスルホン酸−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−メチルイミダゾリウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ373.8℃、389.3℃、401.7℃であった。市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、それぞれ170℃、120℃以上熱安定性が改善されていることが分かる。
<熱安定性測定結果>
1,3−ビス[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−N−オクタデシルイミダゾリウム)]プロパンの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ352.3℃、381.9℃、401.4℃であった。市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、それぞれ170℃、120℃以上熱安定性が改善されていることが分かる。
<熱安定性測定結果>
ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ346.3℃、384.1℃、414.0℃であった。イオン液体であるために市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性は高い。
<熱安定性測定結果>
ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ361.9℃、382.7℃、403.5℃であった。イオン液体であるために市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性は高い。
<熱安定性測定結果>
トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド−6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ354.9℃、385.0℃、404.3℃であった。イオン液体であるために市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性は高い。
<熱安定性測定結果>
ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−7−オクタデシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセニウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ288.4℃、376.2℃、412.1℃であった。イオン液体であるために市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性は高い。
<熱安定性測定結果>
ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸−7−オクタデシル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセニウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ356.1℃、380.4℃、401.5℃であった。イオン液体であるために市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性は高い。
<熱安定性測定結果>
ヘキサフルオロシクロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド−N−オクタデシルピロリジニウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ336.4℃、358.4℃、379.4℃であった。イオン液体であるために市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性は高い。
<熱安定性測定結果>
ノナフルオロブタンスルホン酸−1−1’H,1’H,2’H,2’Hヘプタデカフルオロデシル−3−オクタデシルイミダゾリウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ257.5℃、267.6℃、278.4℃であった。イオン液体であるために市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性は高い。
<熱安定性測定結果>
ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−ブチル−3−n−オクタデシルイミダゾリウムの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ347.2℃、367.0℃、387.8℃であった。イオン液体であるために市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性は高い。
<熱安定性測定結果>
1,5−ビス[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−オクタデシルイミダゾリウム]ペンタンの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ360.1℃、384.4℃、402.0℃であった。イオン液体であるために市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性はそれぞれ170℃、120℃以上高い。
<熱安定性測定結果>
1,9−ビス[ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド−1−オクタデシルイミダゾリウム]ノナンの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ355.1℃、381.0℃、400.9℃であった。イオン液体であるために市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例11C)やZ−TETRAOL(比較例12C)と比較しても、熱安定性はそれぞれ170℃、110℃以上高い。
<熱安定性測定結果>
比較例11Cとして、末端に水酸基をもつ分子量約2000の市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOLの測定を行った結果、5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ165.0℃、197.0℃、226.0℃であり、重量減少は蒸発に起因している。
<熱安定性測定結果>
市販品で磁気記録媒体用潤滑剤として一般的に使用されている、末端に水酸基を複数個持つ分子量約2000のパーフルオロポリエーテル(Z−TETRAOL)を、比較例12Cの潤滑剤として用いた。Z−TETRAOLの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ240.0℃、261.0℃、282.0℃であり、Z−DOL同様に重量減少は蒸発に起因している。
熱安定性についてのイオン液体の中での比較であるが、オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン構造を持つものについては、実施例1C〜実施例3C、実施例7C及び比較例1C〜比較例3Cから比較できる。この場合には10℃〜50℃程度比較例のほうが重量減少温度は高い。しかし、オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン構造を持つイオン液体は重量減少温度がかなり高く、20%の重量減少温度は400℃に近く、十分な熱安定性を持つものと考えられる。
また、N−オクタデシルピロリジン構造を持つイオン液体については、実施例4C〜実施例6C及び比較例6Cを比較して、熱安定性については、実施例と比較例とで大きな違いはない。しかし前述のようにイオン液体であるために、市販品のパーフルオロポリエーテル構造と比較して非常に高い熱安定性を示す。
また、イミダゾール構造を持つイオン液体については、実施例8C〜実施例11C及び比較例7C〜比較例10Cを比較して、熱安定性については比較例7Cを除いて、実施例と比較例とで大きな違いはない。しかし前述のようにイオン液体であるために、市販品のパーフルオロポリエーテル構造と比較して非常に高い熱安定性を示す。
<ディスク耐久性試験>
実施例1A〜実施例11A、及び比較例1A〜比較例10Aのそれぞれのイオン液体を含有する潤滑剤を塗布して、磁気ディスクを作製した。表5−1、及び表−2に示すように、磁気ディスクのCSS測定は、50,000回を超え、加熱試験後のCSS測定も50,000回を超え、優れた耐久性を示した。
<ディスク耐久性試験>
Z−DOLを含有する潤滑剤を用いて、前述の磁気ディスクを作製した。表5−2に示すように、磁気ディスクのCSS測定は、50,000回を超えたものの、加熱試験後のCSS測定は12,000回であり、加熱試験により耐久性が悪化した。
<ディスク耐久性試験>
Z−TETRAOLを含有する潤滑剤を用いて、前述の磁気ディスクを作製した。表5−2に示すように、磁気ディスクのCSS測定は、50,000回を超えたものの、加熱試験後のCSS測定は36,000回であり、加熱試験により耐久性が悪化した。
実施例1A〜11Aのイオン液体、比較例1A〜10Aのイオン液体、Z−DOL、及びZ−TETRAOLをそれぞれ含有する潤滑剤を用いて、前述の磁気テープを作製した。そして、以下の測定を行った。結果を表6−1、表6−2に示す。
・100回のシャトル走行後の磁気テープの摩擦係数
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度90%環境下
・スチル耐久試験
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度30%環境下
・シャトル耐久試験
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度90%環境下
・加熱試験後の100回のシャトル走行後の磁気テープの摩擦係数
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度90%環境下
・加熱試験後のスチル耐久試験
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度30%環境下
・加熱試験後のシャトル耐久試験
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度90%環境下
表中、シャトル耐久性の「>200」は、200回超であることを表す。
実施例1A〜実施例11Aのそれぞれのイオン液体を含有する潤滑剤を塗布した磁気テープは、優れた摩擦特性、スチル耐久性、及びシャトル耐久性を有することが分かった。
比較例1A〜比較例10Aのそれぞれのイオン液体を含有する潤滑剤を塗布した磁気テープは、優れた摩擦特性、スチル耐久性、及びシャトル耐久性を有することが分かった。この比較例潤滑剤はイオン液体であるゆえに加熱試験後にも優れた磁気テープ耐久性を示した。
Z−DOLを塗布した磁気テープは、スチル耐久性、及びシャトル耐久性の劣化が大きいことが分かった。
Z−TETRAOLを塗布した磁気テープは、スチル耐久性、及びシャトル耐久性の劣化が大きいことが分かった。
以上の説明からも明らかなように、共役塩基と、共役酸とを有するイオン液体を含有し、前記共役酸が、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を有し、前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下であり、前記イオン液体のCF3(CHF)2CF2CF3に対する溶解性が、CF3(CHF)2CF2CF3100質量部に対して、0.1質量部以上であるイオン液体系潤滑剤は、分解温度及び5%、10%、20%重量減少温度が高く熱安定性に優れる。また高温条件下においても従来のパーフルオロポリエーテルと比較しても優れた潤滑性を保つことができ、また、長期に亘って潤滑性を保つことができる。したがって、このイオン液体を含有する潤滑剤を用いた磁気記録媒体は、非常に優れた走行性、耐摩耗性、及び耐久性を得ることができる。またフッ素系溶媒にも溶解するので、特にハードディスクの応用を考えたときに製造プロセスの上でも問題はない。
12 下地層
13 磁性層
14 カーボン保護層
15 潤滑剤層
21 基板
22 磁性層
23 カーボン保護層
24 潤滑剤層
25 バックコート層
Claims (3)
- 共役塩基と、共役酸とを有するイオン液体を含有し、
前記共役酸が、下記一般式(A)、下記一般式(B)、下記一般式(C)、下記一般式(D)、下記一般式(E)、及び下記一般式(F)のいずれかで表され、
前記共役塩基が、下記一般式(X)、下記一般式(Y)、及び下記一般式(Z)のいずれかで表され、
前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下であり、
前記イオン液体のCF3(CHF)2CF2CF3に対する溶解性が、CF3(CHF)2CF2CF3100質量部に対して、0.1質量部以上であることを特徴とする潤滑剤。
ただし、前記一般式(B)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(C)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(D)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、R2は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。
ただし、前記一般式(E)中、R3は、炭化水素基を表し、R4は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表し、R5は、下記一般式(IV)で表される基を表す。
−(CH 2 ) m −(CF 2 ) n −CF 3 一般式(IV)
前記一般式(IV)中、mは、1以上6以下の整数を表し、nは、3以上20以下の整数を表し、m+nは、7以上である。
ただし、前記一般式(F)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、nは、1以上3以下の整数を表す。
ただし、前記一般式(Y)中、nは、1以上12以下の整数を表す。
ただし、前記一般式(Z)中、nは、0以上6以下の整数を表す。 - 非磁性支持体と、前記非磁性支持体上に磁性層と、前記磁性層上に請求項1に記載の潤滑剤とを有することを特徴とする磁気記録媒体。
- 共役塩基と、共役酸とを有し、
前記共役酸が、下記一般式(A)、下記一般式(B)、下記一般式(C)、下記一般式(D)、下記一般式(E)、及び下記一般式(F)のいずれかで表され、
前記共役塩基が、下記一般式(X)、下記一般式(Y)、及び下記一般式(Z)のいずれかで表され、
前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下であり、
CF3(CHF)2CF2CF3に対する溶解性が、CF3(CHF)2CF2CF3100質量部に対して、0.1質量部以上であることを特徴とするイオン液体。
ただし、前記一般式(B)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(C)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
ただし、前記一般式(D)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、R2は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。
ただし、前記一般式(E)中、R3は、炭化水素基を表し、R4は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表し、R5は、下記一般式(IV)で表される基を表す。
−(CH 2 ) m −(CF 2 ) n −CF 3 一般式(IV)
前記一般式(IV)中、mは、1以上6以下の整数を表し、nは、3以上20以下の整数を表し、m+nは、7以上である。
ただし、前記一般式(F)中、R1は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、nは、1以上3以下の整数を表す。
ただし、前記一般式(Y)中、nは、1以上12以下の整数を表す。
ただし、前記一般式(Z)中、nは、0以上6以下の整数を表す。
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