2-(氟烷基或氟烷氧基)-4,5-二氰基咪唑的纯化方法技术

本发明专利技术涉及用于纯化下式(III)的化合物的工艺：其中Rf为包含1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】2
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(氟烷基或氟烷氧基)
‑
4,5
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二氰基咪唑的纯化方法


[0001]本专利技术涉及用于纯化咪唑的工艺。
[0002]本专利技术还涉及用于制备咪唑锂盐的工艺。

技术介绍

[0003]锂离子电池至少包括负电极、正电极、隔板和电解质。电解质由溶解在溶剂中的锂盐组成，该溶剂通常为有机碳酸酯的混合物以具有在粘度和介电常数之间的良好折衷。
[0004]所述盐中使用最为广泛的是六氟磷酸锂(LiPF6)，具有很多所需品质中的许多种但具有以氢氟酸气体形式降解的缺陷。这招致安全性问题，在使用载客车辆用的锂离子电池的场合下尤其如此。
[0005]因此，已经开发用于提供Li
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离子电池的电解质的其它盐，并且尤其地LiTDI(1
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三氟甲基
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4,5
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二甲腈
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咪唑锂)和LiPDI(1
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五氟乙基
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4,5
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二甲腈
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咪唑锂)，如WO 2010/023413中记载。这些盐具有如下优势：含有较少氟原子，且包含强的碳
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氟键而不是较弱的LiPF6中的磷
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氟键。另外，这些盐具有非常好的大约6mS/cm的传导性和非常好的在咪唑根阴离子和锂阳离子之间的离解。
[0006]WO 2010/023413提出用于制造这些五环阴离子的若干合成途径，其一由以下组成：将二氨基顺丁烯腈(DAMN)与酸衍生物例如氟化酸酐缩合、之后进行质子/锂交换。该缩合以单步骤进行。
[0007]WO 2015/49435描述氟烷基
‑
4,5
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二氰基咪唑盐的制备，其纯度与电池中或离子液体中的应用相容。该工艺涉及使用活性炭来纯化五环阴离子盐。现今，活性炭的使用为棘手的操作且易于向介质中引入可导致电池性能下降的离子例如Ca
2+
或K
+
。此外，活性炭在使用前通常需要彻底清洗，这是昂贵的限制。最后，为获得期望的纯度和可接受的哈森(Hazen)色度，需要至少一个再结晶步骤。
[0008]因此，需要用于制备五环阴离子盐的新工艺，使得可至少部分地克服前述缺陷的至少一个。

技术实现思路

[0009]纯化工艺
[0010]本专利技术涉及用于纯化下式(III)的化合物的工艺：
[0011][0012]其中Rf为包含1
‑
5个碳原子的氟烷基或氟烷氧基基团，所述工艺包括以下步骤：
[0013]a.将包括所述式(III)的化合物的组合物在有机溶剂S3中在温度T1下加热直至所述式(III)的化合物已经溶解的步骤；
[0014]b.冷却到在23℃和温度T1之间的中间温度T2，导致两相组合物的步骤，该两相组合物包括：
[0015]‑
相P1，包括所述式(III)的化合物；
[0016]‑
相P2；
[0017]c.在温度T2下分离相P1和P2的步骤；
[0018]d.将相P1冷却至温度T3直至式(III)的化合物的晶体已经形成的步骤。
[0019]根据一个实施方式，Rf表示CF3、CHF2、C2F5、C3F7、C2F4OCF3或CF2OCF3，优选地CF3、C2F5或C2F4OCF3。
[0020]优选地，式(III)的化合物为Rf表示CF3的化合物。
[0021]根据一个实施方式，本专利技术涉及用于纯化下式(III)的化合物的工艺：
[0022][0023]其中Rf为C2F4OCF3或者包含1
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5个碳原子的氟烷基或氟烷氧基基团，所述工艺包括以下步骤：
[0024]a.将包括所述式(III)的化合物的组合物在具有范围为0.1至10的供体数的有机溶剂S3中在温度T1下加热直至所述式(III)的化合物已经溶解的步骤；
[0025]b.冷却到在23℃和温度T1之间的中间温度T2，导致两相组合物的步骤，该两相组合物包括：
[0026]‑
相P1，包括所述式(III)的化合物；
[0027]‑
相P2；
[0028]c.在温度T2下分离相P1和P2的步骤；
[0029]d.将相P1冷却至温度T3直至式(III)的化合物的晶体已经形成的步骤。
[0030]加热步骤a)
[0031]有机溶剂S3优选地具有范围为0.1至10的供体数。
[0032]溶剂的供体数表示值
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ΔH，ΔH为在溶剂和五氯化锑之间的相互作用焓(Kcal/mol)(Journal of Solution Chemistry，第13卷，No.9，1984)。
[0033]有机溶剂S3优选地选自芳族化合物或脂族或环状烷烃，例如甲苯、苯、二甲苯、环己烷或庚烷。优选地，有机溶剂S3为甲苯。
[0034]温度T1为式(III)的化合物溶解在有机溶剂S3中的温度。
[0035]温度T1可在40℃和有机溶剂S3的沸点之间，优选地在50℃和120℃之间，有利地在60℃和100℃之间。温度T1有利地等于70℃。
[0036]步骤a)中使用的包括式(III)的化合物和有机溶剂S3的组合物可通过将有机溶剂S3置于与呈固体形式的式(III)的化合物接触而获得。
[0037]在步骤a)前，式(III)的化合物可为水合形式，即式(III)的化合物可具有以重量计的在1％和25％之间，优选地在5％和20％之间并且优先地在10％和16％之间的水含量，相对于式(III)的化合物的总重量。
[0038]在步骤a)前，包括有机溶剂S3的组合物中式(III)的化合物的质量含量的范围可
为1％至70％重量，优选地5％至50％重量，并且优先地8％至30％重量，相对于所述组合物的总重量。
[0039]冷却步骤b)
[0040]温度T2在23℃和温度T1之间，优选地在23℃和50℃之间，并且有利地在30℃和50℃之间。
[0041]步骤b)导致两相组合物，其包括：
[0042]‑
相P1，包括所述式(III)的化合物；和
[0043]‑
相P2。
[0044]相P1有利地为液相；其尤其地包括有机溶剂S3。
[0045]相P1优选地包括多于30％，优选地多于35％，并且有利地多于40％的在步骤a)结束时获得的溶液中初始含有的式(III)的化合物。
[0046]相P1优选地包括0.5％至70％重量、优选地1％至50％重量、优先地5％至30％重量的式(III)的化合物，相对于所述相P1的总重量。
[0047]相P2包括的式(III)的化合物的含量可严格地(strictly)为步骤a)结束时获得的溶液中的式(III)的化合物的初始含量的少于45％、优选地少于35％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于纯化下式(III)的化合物的工艺：其中Rf为包含1
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5个碳原子的氟烷基或氟烷氧基基团，所述工艺包括以下步骤：a.将包括所述式(III)的化合物的组合物在有机溶剂S3中在温度T1下加热直至所述式(III)的化合物已经溶解的步骤；b.冷却到在23℃和温度T1之间的中间温度T2，导致两相组合物的步骤，该两相组合物包括：
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相P1，包括所述式(III)的化合物；
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相P2；c.将相P1和P2在温度T2下分离的步骤；d.将相P1冷却到温度T3直至式(III)的化合物的晶体已经形成的步骤。2.如权利要求1中所述的工艺，其特征在于，Rf表示CF3、CHF2、C2F5、C3F7、C2F4OCF3或CF2OCF3，优选地CF3、C2F5或C2F4OCF3。3.如权利要求1和2任一项中所述的工艺，其特征在于，Rf表示CF3。4.如权利要求1至3任一项中所述的工艺，其特征在于，有机溶剂S3优选地具有范围为0.1至10的供体数。5.如权利要求1至4任一项中所述的工艺，其特征在于，有机溶剂S3选自芳族化合物或脂族或环状烷烃，例如甲苯、苯、二甲苯、环己烷或庚烷。6.如权利要求1至5任一项中所述的工艺，其特征在于，温度T1在40℃和有机溶剂S3的沸点之间，优选地在50℃和120℃之间，有利地在60℃和100℃之间。7.如权利要求1至6任一项中所述的工艺，其特征在于，在步骤a)前，式(III)的化合物具有按重量计的在1％和25％之间、优选地在5％和20％之间并且优先地在10％和16％之间的水含量，相对于式(III)的化合物的总重量。8.如权利要求1至7任一项中所述的工艺，其特征在于，温度T2在23℃和50℃之间并且有利地在30℃和50℃之间。9.如权利要求1至8任一项中所述的工艺，其特征在于，相P1包括多于30％、优选地多于35％并且有利地多于40％的在步骤a)结束时获得的溶液中初始含有的式(III)的化合物。10.如权利要求1至9任一项中所述的工艺，其特征在于，相P1包括0.5％至70％重量、优选地1％至50％重量并且优先地5％至30％重量，相对于所述相P1的总重量。11....

【专利技术属性】
技术研发人员：R泰西耶，G施密特，
申请(专利权)人：阿科玛法国公司，
类型：发明
国别省市：