生产双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生产双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的方法，该方法包括以下步骤：使双(氟磺酰基)酰亚胺的铵盐与碱金属试剂在反应介质中反应，以产生双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐和氨；并且同时使该反应介质与惰性气体流接触以汽提出氨。体流接触以汽提出氨。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于生产双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的方法。更具体地，本专利技术提供了一种用于生产双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的新方法，该方法提供高纯度产品。

技术介绍

[0002]双(氟磺酰基)酰亚胺(通常用“FSIH”表示)及其盐，特别是双(氟磺酰基)酰亚胺的锂盐(通常用“LiFSI”表示)，可以在多个
中用作中间体化合物或者用作最终化合物。双(氟磺酰基)酰亚胺及其盐尤其可用于电池电解液。对于这种类型的应用，杂质的存在是重要的问题。
[0003]双(氟磺酰基)酰亚胺以及双(氟磺酰基)酰亚胺的锂盐的生产在文献中被广泛地描述。在所描述的各种技术中，大多数采用的是用HF或者用金属氟化物(如KF、CsF、AsF3、SbF3、CuF2、ZnF2、SnF2、PbF2、BiF3等)进行的氟化反应。已经开发了其他技术，例如在发烟硫酸和氟化铵存在下使用氯磺酰异氰酸酯，或者使用脲和氟磺酸。
[0004]两个相似的专利申请EP 2 674 395和EP 2 660 196提出可以通过以下方式获得对金属杂质的污染的最大程度抑制：首先由特定的氯磺酰亚胺铵盐制备氟磺酰亚胺铵盐，并且然后使如此获得的氟磺酰亚胺铵盐与碱金属化合物反应以获得氟磺酰亚胺碱金属盐。第一氟化步骤可以通过与氟化氢反应(根据EP 2 674 395)或者与NH4F(HF)
p
(p＝0
‑
10)反应(根据EP 2 660 196)来进行。据称，如此获得的氟磺酰亚胺碱金属盐不含有劣化电解液性能的金属杂质。
[0005]但是，本专利技术的诸位专利技术人发现，在根据EP 2 674 395和EP 2 660 196获得的氟磺酰亚胺碱金属盐中存在出乎意外的新杂质。不希望受任何理论的约束，据信在阳离子交换反应期间产生的氨不利地与中间体产物反应和/或与溶剂反应而形成不希望的副产物。即使阳离子交换反应在减压下进行，由于液相与气相之间的热力学平衡，一些氨仍留在反应介质中。
[0006]现有技术文献WO 2016/093399进一步披露了一种用于生产和纯化磺酰亚胺的锂盐的方法。所述方法包括使氯磺酸和氯磺酰异氰酸酯反应以制备氯磺酰亚胺，然后使所述氯磺酰亚胺与氟化铵反应以制备氟磺酰亚胺铵盐，然后使所述氟磺酰亚胺铵盐与锂化合物反应以获得磺酰亚胺锂盐，并且最后借助于特定溶剂纯化所述磺酰亚胺锂盐。在这里，存在杂质的问题是通过实施最后的特定纯化步骤来解决的。
[0007]我们相信仍然存在改进的空间，以提供一种用于生产双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的新方法，该方法提供高纯度产品。

技术实现思路

[0008]本申请人在下文中提供了一种用于生产高纯度的双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的新方法。
[0009]本专利技术的一个主题是一种用于生产双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的方法，该方法包括以下步骤：使双(氟磺酰基)酰亚胺的铵盐与碱金属试剂在有机反应介质中反应，以产生双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐和氨；并且同时使该反应介质与惰性气体流接触以汽提出氨。
[0010]有利地，根据本专利技术的方法使得能够获得非常高纯度的产品。不希望受任何理论的约束，诸位专利技术人相信，在现有技术的方法中，杂质的形成是由于在反应期间产生的氨与溶剂之间的出乎意外的和未知的反应所致。在现有技术的方法中，氨在反应介质中停留时间太久，而用来降低氨含量的方法(如真空)并不适于解决这个问题。有利地，理论上，根据本专利技术的方法可以将反应介质中的氨的量降低到零。氨在反应介质中的停留时间有利地非常低。此外，根据本专利技术的方法可以在工业规模上按连续模式或者不连续模式实施。
具体实施方式
[0011]在本披露中，表述“包括在
…
与
…
之间”应理解为包括极限值。
[0012]根据本专利技术的方法涉及双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的生产。碱金属盐可以选自由锂盐、钠盐和钾盐组成的组。优选地，碱金属盐是锂盐，并且通过根据本专利技术的方法获得的双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐是双(氟磺酰基)酰亚胺的锂盐Li
+
(FSO2)2N
‑
(LiFSI)。
[0013]根据本专利技术的方法包括以下步骤：使双(氟磺酰基)酰亚胺的铵盐与碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐或碱金属氢化物在有机反应介质中反应，以产生双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐和氨。
[0014]该有机反应介质包含至少一种有机溶剂。因此，该反应在有机溶剂、有机溶剂的混合物或者有机溶剂与水的混合物中进行。所述有机溶剂可以选自非质子有机溶剂，优选地：
[0015]‑
环状和无环碳酸酯，例如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯，
[0016]‑
环状和无环酯，例如γ
‑
丁内酯、γ
‑
戊内酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸异丙酯、丙酸丙酯、乙酸丁酯，
[0017]‑
环状和无环醚，例如二乙醚、二异丙醚、甲基
‑
叔丁基醚、二甲氧基甲烷、1,2
‑
二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2
‑
甲基四氢呋喃、1,3
‑
二噁烷、4
‑
甲基
‑
1,3
‑
二噁烷、1,4
‑
二噁烷，
[0018]‑
酰胺化合物，例如N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基噁唑烷酮，
[0019]‑
亚砜和砜化合物，例如环丁砜、3
‑
甲基环丁砜、二甲亚砜，
[0020]‑
氰基取代的、硝基取代的、氯取代的或烷基取代的烷烃或芳烃，例如乙腈、戊腈、己二腈、苄腈、硝基甲烷、硝基苯。
[0021]根据优选的实施例，该溶剂选自由乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙酯、戊腈和乙腈组成的组。
[0022]该碱金属试剂优选地选自由碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐和碱金属氢化物组成的组。该碱金属氢氧化物可以选自由氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾组成的组。优选地，该碱金属氢氧化物是氢氧化锂。该碱金属碳酸盐可以选自由碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾组成的组。优选地，该碱金属碳酸盐是碳酸锂。该碱金属碳酸氢盐可以选自由碳酸氢锂、碳酸氢钠和碳酸氢钾组成的组。优选地，该碱金属碳酸氢盐是碳酸氢锂。该碱金属氢化物可以选自由氢化锂、氢化钠和氢化钾组成的组。优选地，该碱金属氢化物是氢化锂。
[0023]表述“碱金属试剂”在此也包括其水合物。
[0024]优选地，可以使用碱金属氢氧化物或者碱金属氢氧化物水合物。如果该碱金属试剂是锂盐，则它可以选自由氢氧化锂LiOH和氢氧化锂水合物LiOH.H2O组成的组。
[0025]所述碱金属试剂可以作为固体、作为纯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的方法，该方法包括以下步骤：使双(氟磺酰基)酰亚胺的铵盐与碱金属试剂在有机反应介质中反应，以产生双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐和氨；并且同时使该反应介质与惰性气体流接触以汽提出氨。2.根据权利要求1所述的方法，其中该碱金属盐选自由锂盐、钠盐和钾盐组成的组，并且优选地，该碱金属盐为锂盐。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该有机反应介质包含至少一种有机溶剂，所述有机溶剂选自非质子有机溶剂，优选选自由乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙酯、戊腈和乙腈组成的组。4.根据权利要求1至3所述的方法，其中该碱金属试剂选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐和碱金属氢化物，并且优选地，该碱金属试剂为氢氧化锂LiOH或氢氧化锂水合物LiOH.H2O。5.根据权利要求1至4所述的方法，其中该惰性气体选自由氮气、氩气和贫化空气组成的组，并且优选地，该惰性气体为氮气。6.根据权利要求1至5所述的方法，其中该反应在搅拌槽式反应器中进行，该搅拌槽式反应器在底部具有气体注射器并且在顶部具有气体收集器，并且该惰性气体通过该气体注射器进料到该搅拌槽式反应器的底部，与该反应介质接触，并通过该气体收集器在该搅拌槽式反应器的顶部释放。7.根据权利要求1至5所述的方法，其中该反应在多级气液抽提塔中进行，该多级气液抽提塔在该塔的下部具有气体注射器并且在该塔的上部具有气体收集器，并且该惰性气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：索尔维公司，
类型：发明
国别省市：