一种双氟磺酰亚胺盐的新工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种双氟磺酰亚胺盐的制备方法，包含如下步骤：S1：将N‑烷基取代的双氟磺酰亚胺和盐在溶媒体系中反应，制得粗产物；S2：结晶，干燥，得到双氟磺酰亚胺盐。本发明专利技术反应过程中不产生水，N‑烷基取代的双氟磺酰亚胺性质稳定，整个反应没有产生腐蚀性物质，三废较少，适合大规模生产，能够得到高纯度的电池级的双氟磺酰亚胺盐，具有较大的实施价值和社会经济效益。

A New Process of Difluorosulfonyl Imide Salt

The invention provides a preparation method of bisfluorosulfonyl imide salt, which comprises the following steps: S1: reacting N alkyl substituted bisfluorosulfonyl imide and salt in solution medium system to produce crude product; S2: crystallizing and drying to obtain bisfluorosulfonyl imide salt. The reaction process of the invention does not produce water, the properties of N alkyl substituted difluorosulfonyl imides are stable, the whole reaction does not produce corrosive substances, the three wastes are less, suitable for large-scale production, can obtain high purity battery-grade difluorosulfonyl imide salt, and has great implementation value and social and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种双氟磺酰亚胺盐的新工艺
本专利技术涉及双氟磺酰亚胺盐的制备方法，更具体是一种双氟磺酰亚胺盐的新工艺。
技术介绍
双氟磺酰亚胺盐(以下简称：MFSI)在电解质邻域有广泛的应用，如双氟磺酰亚胺钾盐(亦称KFSI)作为超级电容器的添加剂使用，双氟磺酰亚胺盐作为电解质使用(亦称LiFSI)：美国专利US5916475公开了一种比LiTFSI和LiPF6具有更好的热稳定性和化学稳定性，更高的导电性和较低的腐蚀速率的含氟锂盐——双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)，日本触媒2013年实现产业化生产，目前日韩企业已在高端场合，将LiPF6与LiFSi混合使用，并被认为有可能取代LiPF6的一种双氟代锂盐，在锂电池和超级电容器中，将有着极佳的应用前景。目前MFSI典型的制备方法，基本上是先合成双氯磺酰亚胺(简称HCSI)，合成双氯磺酰亚胺化合物(HN[SO2Cl]2)，(R.Appeletal，Chem.Ber.1962,95,625)；R.Appeletal，Chem.Ber.1962,95,1753；E.A.Fadia，US4315935，1982；M.Beranetal，Z.Anorg.Allg.Chem.2005,631,55)，其中M.Beran等提出了能克服分离、毒性等问题的一步合成法，在近年被广泛采用，该方法将氨基磺酸、氯磺酸、氯化亚砜置于“一锅”中反应并减压蒸馏得到HN[SO2Cl]2，但是由于产品沸点较高，蒸馏双氯磺酰亚胺化合物过程能耗较大。将HCSI再与氢氟酸反应合成双氟磺酰亚胺(简称HFSI)，如专利CN104755418A，CN101654229A中所述，但是需要高压反应，对设备要求较高。再将HFSI与碱中和，如US8377406公开了在水溶液中双氟磺酰亚胺(HFSI)直接与碳酸锂反应制备LiFSI的方法，但是HFSI与水剧烈放热后分解，专利用超低温(-78℃)的方法配制HFSI水溶液的方法来解决HFSI溶于水时剧烈放热的问题，但是能耗巨大，更主要的是，LiFSI有着非常好的水溶解性，且水体系下遇热易分解，萃取效率非常低，不适合工业化生产。也有报道，用HClSI与氟化盐反应直接得到MFSI，如美国专利US2004097757采用HClSI直接与LiF反应制备LiFSI时，但是明显的不足是产生了大量腐蚀性尾气HF，工业化生产困难。EP2894146报道了用HCSI制备MCSI,再和氟化盐反应生成MFSI，使得反应过程过于复杂，导致产物总收率降低。现有的技术基本上都需要制备HFSI和HClSI，都具有很强的酸性和腐蚀性，所以造成工艺繁琐、产品难以分离、对反应设备要求较高，操作困难、能耗较大，污染环境等缺陷，使LiFSI实现工业难度较大。鉴于上述问题，本领域有待开发出一种双氟磺酰亚胺的新工艺。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种双氟磺酰亚胺盐的新工艺。作为一种优选的技术方案，所述双氟磺酰亚胺盐的制备方法，包含如下步骤：S1：将N-烷基取代的双氟磺酰亚胺和盐在溶媒体系中反应，制得粗产物；S2：结晶，干燥，得到双氟磺酰亚胺盐。作为一种优选的技术方案，所述N-烷基取代的双氟磺酰亚胺和盐的摩尔比为(1：1)～(1：3)。作为一种优选的技术方案，所述反应温度为0～150℃，所述反应压力为10～1500KPa。作为一种优选的技术方案，所述盐的结构通式为Mn1Xn2On3Hn4；其中n1为≥1的自然数，n2，n3和n4均为自然数。作为一种优选的技术方案，所述盐的结构通式为Mn1Xn2On3Hn4；其中n1为1，n2，n3和n4均为0，所述Mn1Xn2On3Hn4为氨气或单质金属。作为一种优选的技术方案，所述盐的结构通式为Mn1Xn2On3Hn4；其中n1，n2，n3和n4均为≥1的自然数；所述M选自铵，钠，钾，铁，钙，锂，铜，锌，镉，铬，铝，铅，镍，钼，钯，锡中一种；所述X选自氢，硼，碳，硅，氮，磷，砷，氧，硫，硒，碲，氟，氯，溴，碘，砹，碳酸氢根，碳酸根，硫酸根，硫酸氢根，硝酸根，亚硝酸根，磷酸根，磷酸氢根，磷酸二氢根中一种。作为一种优选的技术方案，所述X还包括或者RO，所述R为-Cn6Hn7，n5，n6，n7分别为≥1的自然数，所述R选自氢，饱和脂肪烷基，不饱和脂肪烷基，芳香烷基，烷基，其他基团取代的饱和脂肪烷基，其他基团取代的不饱和脂肪烷基，其他基团取代的芳香烷基，其他基团取代的烷基中的一种；所述其他基团选自甲酸根，草酸根，草酸氢根，甲氧基根中一种。作为一种优选的技术方案，所述N-烷基取代的双氟磺酰亚胺的结构通式为：所述R为-Cn8Hn9，n8，n9分别为≥1的自然数。作为一种优选的技术方案，所述R选自饱和脂肪烷基，不饱和脂肪烷基，芳香烷基，其他元素取代的饱和脂肪烷基，其他元素取代的不饱和脂肪烷基，其他元素取代的芳香烷基中一种；所述其他元素选自氟，氯，溴，碘，硫，磷，氧，氮，砷中一种。作为一种优选的技术方案，所述溶媒选自碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、三氯苯、四氯苯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙腈、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、丙酮、乙醚、异丙醚，丁醚、苯甲醚、二苯醚、1，4-二氧六环、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1，1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烯、γ-丁内酯中一种或多种组合。本专利技术的积极进步效果在于：反应过程中不产生水，N-烷基取代的双氟磺酰亚胺性质稳定，整个反应没有产生腐蚀性物质，三废较少，适合大规模生产，能够得到高纯度的电池级的双氟磺酰亚胺盐，具有较大的实施价值和社会经济效益。具体实施方式为了下面的详细描述的目的，应当理解，本专利技术可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本专利技术所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。尽管阐述本专利技术的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。此外，应当理解，本文所述的任何数值范围旨在包括归入其中的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括介于(并包括)所述最小值1和所述最大值10之间的所有子范围，即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。本专利技术中未提及的药品或组分均为市售。本专利技术所要解决的技术问题在于为克服现有制备双氟磺酰亚胺盐的方法中副产物的生成，操作复杂，有机溶剂使用量大，溶剂回收困难，三废量大等不利于工业化生产的缺陷，提供一种性能优异高纯度的双氟磺酰亚胺盐的合成工艺：包括以下操作步骤：将RFSI与盐反应，得到相对应双氟磺酰亚胺盐(M(FSON)2)在0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双氟磺酰亚胺盐的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：S1：将N‑烷基取代的双氟磺酰亚胺和盐在溶媒体系中反应，制得粗产物；S2：结晶，干燥，得到双氟磺酰亚胺盐。

【技术特征摘要】
1.一种双氟磺酰亚胺盐的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：S1：将N-烷基取代的双氟磺酰亚胺和盐在溶媒体系中反应，制得粗产物；S2：结晶，干燥，得到双氟磺酰亚胺盐。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述N-烷基取代的双氟磺酰亚胺和盐的摩尔比为(1：1)～(1：3)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应温度为0～150℃，所述反应压力为10～1500KPa。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述盐的结构通式为Mn1Xn2On3Hn4；其中n1为≥1的自然数，n2，n3和n4均为自然数。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述盐的结构通式为Mn1Xn2On3Hn4；其中n1为1，n2，n3和n4均为0，所述Mn1Xn2On3Hn4为氨气或单质金属。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述盐的结构通式为Mn1Xn2On3Hn4；其中n1，n2，n3和n4均为≥1的自然数；所述M选自铵，钠，钾，铁，钙，锂，铜，锌，镉，铬，铝，铅，镍，钼，钯，锡中一种；所述X选自氢，硼，碳，硅，氮，磷，砷，氧，硫，硒，碲，氟，氯，溴，碘，砹，碳酸氢根，碳酸根，硫酸根，硫酸氢根，硝酸根，亚硝酸根，磷酸根，磷酸氢根，磷酸二氢根中一种。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述X还包括或者RO，所述R为-Cn6Hn7，n5，n6，n7...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈枫锋，
申请(专利权)人：上海如鲲新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31