一种六氟磷酸配合物及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开一种六氟磷酸配合物的合成方法，其包括使路易斯碱与氟化氢、五氟化磷中的任一个反应后，再与氟化氢、五氟化磷中的另一个反应，路易斯碱含有氮原子、氧原子、硫原子中的一种或多种。本发明专利技术的合成方法能够合成高纯度的六氟磷酸配合物，合成的六氟磷酸配合物能够用作有机合成和生物医药领域的催化剂，也能够作为合成六氟磷酸盐的原料。够作为合成六氟磷酸盐的原料。

【技术实现步骤摘要】
一种六氟磷酸配合物及其合成方法和应用


[0001]本专利技术具体涉及一种六氟磷酸配合物及其合成方法和应用。

技术介绍

[0002]六氟磷酸是一种较为普遍使用的无机酸，在催化和生物领域有较好的应用，六氟磷酸同时也是合成六氟磷酸盐的重要原料，而六氟磷酸盐是当下二次电池中综合性能最好、应用最广泛的电解质材料，其需求量大。
[0003]六氟磷酸不稳定，易分解为五氟化磷气体和氟化氢气体，因此，六氟磷酸通常以水溶液的形式存在。六氟磷酸水溶液在一定程度上保持了六氟磷酸的结构，但是，六氟磷酸会在水中发生水解，生成一氟磷酸、二氟磷酸以及磷酸等多种杂质。因此，即便六氟磷酸以水溶液的形式作为原料以制备下游产品（如六氟磷酸盐）时，下游产品中的杂质含量仍然较高，下游产品仍需复杂的分离提纯步骤，从而提高了下游产品的生产成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种六氟磷酸配合物及其合成方法，该合成方法能够制备高纯度的六氟磷酸配合物。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供一种六氟磷酸配合物的合成方法，使路易斯碱与氟化氢、五氟化磷中的任一个反应后，再与氟化氢、五氟化磷中的另一个反应，所述路易斯碱含有氮原子、氧原子、硫原子中的一种或多种。
[0006]本专利技术通过使用含有孤对电子的路易斯碱与五氟化磷络合，然后再与氟化氢形成六氟磷酸配合物，该配合物纯度高并且可以稳定存在。
[0007]优选地，所述路易斯碱选自胺类化合物、醚类化合物、硫类化合物、羧酸酯类化合物中的一种或多种，其中，所述胺类化合物为直链胺和/或环状胺，所述直链胺包括甲胺、乙胺、乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙胺、异丙胺、二异丙胺中的一种或多种；所述环状胺包括吡啶及其衍生物、嘧啶及其衍生物、吡咯烷、甲酰基哌啶、苯胺及其衍生物、哌嗪及其衍生物、三乙烯二胺中的一种或多种；所述醚类化合物为直链醚和/或环状醚，所述直链醚包括二乙基醚、甲基乙基醚、二丙醚、乙基丙基醚、苯基甲基醚、苯基乙基醚、乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚及上述直链醚的衍生物中的一种或多种；所述环状醚包括四氢呋喃及其衍生物、1,4
‑
二氧己环及其衍生物中的一种或多种；所述硫类化合物为含硫的直链化合物和/或含硫的环状化合物，所述含硫的直链化合物包括二乙基硫醚、甲基乙基硫醚、二丙硫醚、乙基丙基硫醚、二苯硫醚、苯基甲基硫醚、乙二醇二甲硫醚及上述含硫的直链化合物的衍生物中的一种或多种；所述含硫的环状化合物包括噻吩及其衍生物中的一种或多种；所述羧酸酯类化合物为直链羧酸酯类化合物和/或环状羧酸酯类化合物，所述直链羧酸酯类化合物包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸苯酯及上述直链羧酸酯类化合物的衍生物；所述环状羧酸酯类化合物包括γ
‑
丁内酯、β
‑
丙内酯、α
‑
呋喃酯及上述环状羧酸酯类化合物的衍生物中的一
A
•
PF
5 + HF
→
AH
+
PF6‑
根据另一些具体且优选的实施方式，一种六氟磷酸配合物的合成方法，其包括如下步骤：S1 将氟化氢加入路易斯碱中反应，控制反应的温度为
‑
50~10℃；S2 向S1的体系中通入五氟化磷，控制体系的温度为
‑
50~10℃；S3 控制S2体系的温度为
‑
30~
‑
10℃使六氟磷酸配合物结晶析出；S4 将S3的体系过滤后，用溶剂进行洗涤，除去过量的反应物，抽真空、干燥得到高纯度的结晶体。
[0025]以上反应方程式如下：HF + A（路易斯碱）
→
AH
+
F
‑
AH
+
F
‑
+ PH5→
AH
+
PF6‑
本专利技术的方案至少具有如下优点：（1）本专利技术通过合成六氟磷酸配合物，六氟磷酸能够稳定存在于六氟磷酸配合物中，使六氟磷酸无需以水溶液的形式也能稳定存在，避免了六氟磷酸在水中水解，提高了六氟磷酸的纯度。
[0026]（2）本专利技术合成的六氟磷酸配合物纯度高，用其作为原料时，能够减少下游产品分离、提纯难度，减轻了企业分离和提纯的负担与成本，一定程度上可拓展六氟磷酸的应用领域。
[0027]（3）本专利技术的合成方法简单，容易操作。
[0028]下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。但本专利技术并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业中的常规条件。本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0029]在没有特别说明的情况下，下述实施例以及对比例均在常压下进行，控制干燥的温度为10~50℃。
[0030]实施例1
‑
10℃条件下，将100g（5mol）液态氟化氢逐滴加入192g（1.87mol）的二异丙胺中，控制滴加速度同时保持搅拌，使其充分反应。
[0031]取40ml所得溶液，保持温度不变，搅拌条件下通入0.1mol五氟化磷气体，通气完毕保持搅拌30分钟，将体系降温至
‑
20℃，出现白色针状晶体，将得到的晶体过滤后，使用氯仿进行洗涤2~3次，抽真空干燥得到产物，产物质量收率86.9%（按五氟化磷计），纯度98.5%（按C6H
15
NHPF6计）。
[0032]本实施例中制得的产物需保存在干燥环境中（水分含量小于20ppm）。如在25℃的室温下，取25g上述产品于真空干燥器中，放置7天后，质量为25g，纯度为98.5%（按C6H
15
NHPF6计）。放置30天后，质量为24.98g，纯度为98.5%（按C6H
15
NHPF6计）。。
[0033]实施例2
‑
20℃条件下，将100g（5mol）液态氟化氢逐滴加入148g（1.87mol）的脱水吡啶中，控制滴加速度同时保持搅拌，使其充分反应。
[0034]取40ml所得溶液，保持温度不变，通入0.1mol五氟化磷气体，通气完毕，溶液呈浅
黄色，继续保持体系温度为
‑
20℃，出现树枝状白色晶体，将得到的晶体进行过滤，使用氯仿进行洗涤2～3次，抽真空干燥后即得到产物，产物质量收率96.0%（按五氟化磷计），纯度98.5%（按C5H5NHPF6计）。
[0035]实施例3
‑
20℃条件下，将100g（5mol）液态氟化氢逐滴加入276.8g（1.87mol）的2
‑
三氟甲基吡啶中，控制滴加速度同时保持搅拌，使其充分反应。
[0036]取40ml所得溶液，保持温度不变，通入0.1mol五氟化磷气体，通气完毕，溶液呈浅黄色，继续保持体系温度为
‑
20℃，出现树枝状白色晶体，将得到的晶体进行过滤，使用氯仿进行洗涤2～3次，抽真空干燥后即得到产物，产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六氟磷酸配合物的合成方法，其特征在于：使路易斯碱与氟化氢、五氟化磷中的任一个反应后，再与氟化氢、五氟化磷中的另一个反应，所述路易斯碱含有氮原子、氧原子、硫原子中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的六氟磷酸配合物的合成方法，其特征在于：所述路易斯碱选自胺类化合物、醚类化合物、硫类化合物、羧酸酯类化合物中的一种或多种，其中，所述胺类化合物为直链胺和/或环状胺，所述直链胺包括甲胺、乙胺、乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙胺、异丙胺、二异丙胺中的一种或多种；所述环状胺包括吡啶及其衍生物、嘧啶及其衍生物、吡咯烷、甲酰基哌啶、苯胺及其衍生物、哌嗪及其衍生物、三乙烯二胺中的一种或多种；所述醚类化合物为直链醚和/或环状醚，所述直链醚包括二乙基醚、甲基乙基醚、二丙醚、乙基丙基醚、苯基甲基醚、苯基乙基醚、乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚及上述直链醚的衍生物中的一种或多种；所述环状醚包括四氢呋喃及其衍生物、1,4
‑
二氧己环及其衍生物中的一种或多种；所述硫类化合物为含硫的直链化合物和/或含硫的环状化合物，所述含硫的直链化合物包括二乙基硫醚、甲基乙基硫醚、二丙硫醚、乙基丙基硫醚、二苯硫醚、苯基甲基硫醚、乙二醇二甲硫醚及上述含硫的直链化合物的衍生物中的一种或多种；所述含硫的环状化合物包括噻吩及其衍生物中的一种或多种；所述羧酸酯类化合物为直链羧酸酯类化合物和/或环状羧酸酯类化合物，所述直链羧酸酯类化合物包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸苯酯及上述直链羧酸酯类化合物的衍生物；所述环状羧酸酯类化合物包括γ
‑
丁内酯、β
‑
丙内酯、α
‑
呋喃酯及上述环状羧酸酯类化合物的衍生物中的一种或多种...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨梦薇，卢嘉春，李思洋，余荣彬，刘鑫，
申请(专利权)人：张家港博威新能源材料研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：