含氟酰亞胺化合物的制備方法技術

一種含氟酰亞胺化合物的制備方法，在該方法選擇以在亞硫酰氯的存在下使含氟磺酸（Rf1SO3H）與含氟磺酰胺（Rf2SO2NH2）反應為特征的含氟酰亞胺化合物（（Rf1SO2）（Rf2SO2）NH）的制備方法。其中，Rf1及Rf2為氟或碳原子數1～4的直鏈或支鏈的全氟烷基。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及的改良。本申請基于2010年5月26日于日本申請的特愿2010-120657號主張優先權，在此援用其內容。
技術介紹
已知經氟化的酰亞胺化合物(含氟酰亞胺化合物)作為離子導電材料和離子液體的陰離子源是有用的物質。另外，離子液體特別作為電池和電容器的電解質、反應溶劑和催化劑等有用。通常已知這種離子液體例如通過對作為經氟化的酰亞胺化合物的含氟磺酰亞胺酸鹽與咪唑溴鹽等季胺的鹵化物鹽進行鹽交換而得到。 作為，已知非專利文獻I及專利文獻I 3所記載的方法。具體而言，在非專利文獻I中公開了以下方法，如下述式(A)所示，通過對使氟磺酸(FSO3H)與尿素((NH2)2CO)反應并加熱生成的雙(氟磺酰基)亞胺((FSO2)2NH)與過剩的氟磺酸進行減壓蒸餾而回收的方法。3FS0sH+C0 (NH2) 2 — (FSO2) 2NH+NH4HS04+HF+C02…(A)另外，在專利文獻I中公開了將全氟烷基磺酰胺(RfSO2NH2, Rf為全氟烷基)作為Na、K、Li等的鹽，使其與二硫酰氟((FSO2) 20)或鹵化硫酰氟(SO2FX, X為鹵原子)反應的方法。另外，在專利文獻2中公開了以下方法，如下述式(B)所示，使全氟烷基磺酰胺(RfaS02NH2)、全氟烷基磺酰基鹵化物(RfbS02X)、以及氟化鉀等氟化合物(MF)在乙腈等有機溶劑下反應，制備全氟烷基磺酰亞胺鹽((RfaSO2) (RfbSO2) N · M0RfaS02NH2+RfbS02X+4MF — (RfaSO2) (RfbSO2)N · M+2MFHF+MX ...(B)上述式(B)中，Rfa及Rfb表示全氟烷基等，M表示堿金屬等，X表示氟或氯。另外，專利文獻3中公開了以下方法，如下述式(C)所示，使全氟烷基磺酰胺與全氟烷基磺酰基鹵化物在叔胺或雜環胺(NR1R2R3)的存在下反應，制備全氟烷基磺酰亞胺鹽((RfcSO2) (RfdSO2) N · R1R2R3NH) οRfcS02NH2+RfdS02X+2NR1R2R3 ^ (RfcSO2) (RfdSO2)N · R1R2R3M^R1R2R3NHX ... (C)上述式(C)中，Rf。及Rfd表示全氟烷基等，R1 R3表示烷基等。專利文獻I :日本特開2005-200359號公報專利文獻2 :日本特開2001-288193號公報專利文獻3 :日本特開平8-81436號公報非專利文獻I Chem. Ber. ,95，246-8，1962, Appel, Eisenhauer。但是，非專利文獻I所記載的方法存在以下問題，尿素與氟磺酸的反應為伴隨二氧化碳的產生與大量發熱的反應，反應會失控性地發展。因此，非專利文獻I所記載的方法為反應的控制困難，工業上實施困難的方法。另外，專利文獻I所記載的方法中，存在作為原料的二硫酰氟的獲得困難，且由于與水激烈反應而導致操作非常困難的問題。另外，由于硫酰氟在室溫下也為氣體，因此存在反應需要高壓釜等特殊的裝置的問題。另外，專利文獻2及3所記載的方法中，當使全氟烷基磺酰胺與全氟烷基磺酰基鹵化物反應生成全氟烷基磺酰亞胺鹽時，存在作為酰亞胺化反應的添加劑需要大量添加昂貴的堿金屬氟化物、叔胺的問題。進而，由于Rf的碳原子數為I或2時作為原料的全氟烷基磺酰基鹵化物的沸點低，因此存在當合成時需要高壓釜等特殊的反應裝置的問題。 此外，迄今為止作為使用全氟烷基磺酰胺的全氟烷基磺酰亞胺的合成方法，已知全氟烷基磺酰胺與全氟烷基磺酸酐、或者全氟烷基磺酰胺與全氟烷基磺酰基齒化物的反應。但是，由含氟磺酰胺與含氟磺酸合成含氟磺酰亞胺的方法由于含氟磺酸的反應性低而并不為人所知。
技術實現思路
本專利技術有鑒于上述問題，目的在于提供一種使用廉價的原料制備安全性及生產率高的含氟酰亞胺化合物的方法。為了解決上述的問題，本專利技術人等深入研究的結果發現能夠使含氟磺酰胺與含氟磺酸在亞硫酰氯(SOCl2)的存在下反應并完成了本專利技術。S卩，本專利技術采用以下的方案。 一種，其特征在于，所述含氟酰亞胺化合物由下述式(I)表示，在所述中，使下述式(2)所示的含氟磺酸與下述式(3)所示的含氟磺酰胺在亞硫酰氯的存在下反應，(Rf1SO2) (Rf2SO2) NH…(I)Rf1SO3H · · (2)Rf2SO2NH2- (3)其中，在上述式(I) (3)中，Rf1及Rf2為氟或碳原子數I 4的直鏈或支鏈的全氣燒基。根據前項所述的，上述式(I)所示的含氟酰亞胺化合物為下述式(4)所示的N-(氟磺酰基)三氟甲基磺酰胺，上述式(2)所示的含氟磺酸為下述式(5)所示的氟磺酸，上述式(3)所示的含氟磺酰胺為下述式(6)所示的三氟甲基磺酰胺，(FSO2) (CF3SO2) NH…(4)FSO3H · · (5)CF3SO2MV.. (6)。根據前項或前項所述的，其特征在于，包括在所述含氟磺酸中溶解所述亞硫酰氯生成溶解液的過程；以及加熱所述溶解液，在該溶解液中添加所述含氟磺酰胺進行反應的過程。根據前項或前項所述的，其特征在于，包括在所述含氟磺酸中溶解所述含氟磺酰胺生成溶解液的過程；以及加熱所述溶解液，在該溶解液中滴加所述亞硫酰氯進行反應的過程。根據前項或前項所述的，其特征在于，包括混合所述含氟磺酸、所述含氟磺酰胺以及所述亞硫酰氯生成混合液的過程；以及加熱所述混合液進行反應的過程。根據前項至中的 任一項所述的，其特征在于，反應溫度在50 140°C的范圍內。根據本專利技術的，通過使含氟磺酸與含氟磺酰胺在亞硫酰氯的存在下反應，從而能夠由含氟磺酸與含氟磺酰胺合成含氟酰亞胺化合物。因此，能夠提供一種使用工業上易于獲得、易于處理的原料，制備收率高的含氟酰亞胺化合物的方法。具體實施例方式下面，對本專利技術的進行詳細說明。本實施方式的為下述式(7)所示的，使下述式(8)所示的含氟磺酸與下述式(9)所示的含氟磺酰胺在亞硫酰氯(SOCl2)的存在下反應。(Rf1SO2) (Rf2SO2) NH…(7)Rf1SO3H · · (8)Rf2SO2MV.. (9)其中，在上述式(7) (9)中，Rf1及Rf2為氟或碳原子數I 4的直鏈或支鏈的全氣燒基。本實施方式的反應機理推測為通過下述式(10)所示的化學反應，上述式(8)所示的含氟磺酸與上述式(9)所示的含氟磺酰胺在亞硫酰氯(SOCl2)的存在下反應，從而生成上述式(7)所示的含氟酰亞胺化合物、氯化氫(HC1)、以及二氧化硫(S02)。作為本實施方式的優點可以舉出由于副產物氯化氫及二氧化硫為氣體，因此并不殘留在反應體系中。Rf1S03H+Rf2S02NH2+S0Cl2 — (Rf1SO2) (Rf2SO2)NH+2HC1+SCV.. (10)其中，在上述式(10)中，Rf1及Rf2為氟或碳原子數I 4的直鏈或支鏈的全氟烷基。(含氟磺酸)在本實施方式的中，作為一種原料的上述式(8)表示的含氟磺酸可以舉出氟磺酸(fso3h)、以及作為全氟烷基磺酸的三氟甲基磺酸(cf3so3h)、五氟乙基磺酸(C2F5SO3HX七氟丙基磺酸(C3F7SO3H)及九氟丁基磺酸(C4F9SO3HX在本實施方式的中，這些含氟磺酸之中，使用氟磺酸時，能夠制備以往困難的全氟-N-(氟磺酰基)鏈烷磺酰胺，因此優選。(含氟磺酰胺)另外，作為另一種原本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：本田常俊，松村典明，
申請(專利權)人：三菱綜合材料株式會社，三菱材料電子化成株式會社，
類型：
國別省市：