使用三氟化铋的N,N-支化氨基磺酰氟化合物的合成制造技术

产生式F

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用三氟化铋的N,N
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支化氨基磺酰氟化合物的合成
[0001]相关申请数据
[0002]本申请要求于2020年8月21日提交的并且标题为“SYNTHESIS OF N,N
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DIALKYL SULFAMOYL FLUORIDE”的美国临时专利申请序列号63/068,495的优先权的权益，该美国临时专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。
[0003]本公开内容的领域
[0004]本公开内容涉及产生支化氨基磺酰氟化合物的方法。更特别地，本公开内容涉及使用三氟化铋产生N,N
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支化氨基磺酰氟化合物的方法。
[0005]背景
[0006]将氟并入分子中通常导致分子的物理性质和化学性质的显著变化。一些含氟化合物具有高的电化学稳定性，并且可用于电化学储能装置诸如电池和双电层电容器，并且可用于生物学领域。
[0007]化合物N
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(氟磺酰基)二甲胺(FSO2NMe2)已经被建议作为锂离子电池的溶剂或添加剂(中国专利第CN 1 289 765A号)。目前，FSO2NMe2不能大量商购。
[0008]FSO2NMe2在20世纪30年代通过水中的N
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氯磺酰基二甲胺(ClSO2NMe2)与氟化钾、氟化钠或氟化锌之间的复分解被首次制备(法国专利第FR 806 383号；德国专利第DE 667 544号；美国专利第2,130,038号)。这是一种含水方法，并且收率低。
[0009]FSO2NMe2还已经通过在存在五氟化锑(SbF5)的情况下ClSO2NMe2与三氟化锑(SbF3)的反应被制备(Heap,R.,Saunders,B.C.,Journal of the Chemical Society(Resumed),1948,1313
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1316)，以及通过在80℃
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90℃的ClSO2NMe2与无水氟化氢(HF)的反应被制备(德国专利第DE 1 943 233号(1971))。获得的产品被氯化物污染，不适合用于锂电池。
[0010]FSO2NMe2还已经通过在80℃的N,N
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二甲基氨基磺酰胺(Me2NSO2NH2)与氟磺酰基异氰酸酯(FSO2N＝C＝O)的反应被制备(Appel,R.；Montenarh,M.,Chemische Berichte,1977,110,2368
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2373)。在合成中检测到多种副产物。
[0011]通常，存在四个已知的硫酰氟(SO2F2)与仲胺的反应的实例，如下文描述的。这四个已知的反应使用冷冻剂(或催化剂)。
[0012]1.SO2F2与仲胺的反应在1948年首次进行(Emel
é
us,H.J.,Wood,J.F.,Journal of the Chemical Society(Resumed),1948,2183
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2188)。在该文献中，将二乙胺(Et2NH)滴入冷却(
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78℃)的SO2F2在乙醚中的溶液中，并且产物FSO2NEt2以35％的收率获得。
[0013]2.SO2F2与哌啶(HN(CH2)5)的反应在1982年进行(Padma,D.K.,Subrahmanya Bhat,V.,Vasudeva Murthy,A.R.,Journal of Fluorine Chemistry,1982,20,425
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437)。在
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196℃将SO2F2添加至在乙醚中的哌啶中，随后升温。获得FSO2N(CH2)5或SO2(N(CH2)5)2，这取决于所使用的哌啶的量。从副产物中分离期望的化合物被证明是困难的。
[0014]3.另外两种仲胺与SO2F2在环境条件下的反应在Dong和Sharpless的专利申请(国际专利申请公布第WO 2015/188120号)中描述。在该公布的申请中，二烯丙基胺和二炔丙基胺在溶剂中存在一当量的活化剂的情况下与SO2F2反应。特别描述了诸如四氢呋喃(THF)和二氯甲烷的溶剂。Dong和Sharpless在公布的申请中断言“活化的胺甚至可以在pH 8的缓冲
液中反应”，但没有给出活化的胺的实例，并且没有进一步详细阐述。
[0015]4.还报告了通过二甲胺与气态硫酰氟的反应的DSF的合成。在该工艺中，产物的混合物诸如Me2SO2F+Me2NH2F+SO2(NMe2)2被形成，并且难以与期望的产物分离。由于这些缺点，扩大DSF的规模是不经济的。
[0016]因此，对于用于产生高纯度N,N
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二烷基氨基磺酰氟化合物诸如高纯度N,N
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二甲基氨基磺酰氟及其衍生物的相对安全、经济且高收率(尤其是在商业规模上)的方法存在需求。
[0017]概述
[0018]在实施方式中，本公开内容涉及用于产生式F
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SO2‑
NR2的N,N
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支化氨基磺酰氟化合物的方法，该方法包括使式X
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SO2‑
NR2的N,N
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支化氨基磺酰非氟卤化物(N,N
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branched sulfamoyl nonfluorohalide)化合物与BiF3在足以产生包含氨基磺酰氟化合物F
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SO2‑
NR2和作为副产物的BiX3的混合物的条件下接触；其中X＝Cl、Br或I，并且每个R独立地是直链、支链或环状的烷基、氟烷基、烯基、氟炔基、炔基或氟炔基。
[0019]详述
[0020]在一些方面中，本公开内容涉及产生N,N
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二甲基氨基磺酰氟(DMSF)及其衍生物，或者更一般地，式F
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S(O)2‑
NR2(I)的N,N
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支化氨基磺酰氟化合物的方法，所述方法通过使三氟化铋(BiF3)与式X
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SO2NR2(II)的N,N
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支化氨基磺酰非氟卤化物化合物接触，其中X＝氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)，并且每个R独立地是具有1个至12个碳原子的直链或支链的烷基、氟烷基、烯基、氟烯基、炔基或氟炔基，以使N,N
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支化氨基磺酰非氟卤化物化合物氟化。这是一种不含水的方法，产物的纯度非常高，并且可以以定量收率分离期望的产物。如此产生的N,N
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支化氨基磺酰氟化合物可用于多种应用，包括作为电化学装置诸如锂电池和电容器中的电解质溶剂和添加剂，并且可用于生物领域等。
[0021]在实例中，使用BiF3的N,N
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支化氨基磺酰氯的氟化反应如下：
[0022]Cl
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SO2‑
NR2+1/3BiF3→
F
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SO2‑
NR2+1/3BiCl3[0023]在一些实施方案中，作为反应的副产物产生的BiX3可以被转化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于产生式F
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SO2‑
NR2的N,N
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支化氨基磺酰氟化合物的方法，所述方法包括：使式X
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SO2‑
NR2的N,N
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支化氨基磺酰非氟卤化物化合物与BiF3在足以产生包含氨基磺酰氟化合物F
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SO2‑
NR2和作为副产物的BiX3的混合物的条件下接触；其中X＝Cl、Br或I，并且每个R独立地是直链、支链或环状的烷基、氟烷基、烯基、氟炔基、炔基或氟炔基。2.根据权利要求1所述的方法，其中足以产生所述N,N
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支化氨基磺酰氟化合物和作为副产物的BiX3的所述条件包括加热和混合所述混合物。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述加热包括将所述混合物加热至在20℃至200℃的范围内的温度。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述加热包括将所述混合物加热至初始温度，随后将所述混合物加热至高于所述初始温度的第二温度。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述初始温度小于80℃，并且所述第二温度等于或大于100℃。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法还包括通过蒸馏从所述混合物中分离所述N,N
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支化氨基磺酰氟化合物。7.根据权利要求3所述的方法，还包括用惰性有机溶剂处理所述混合物，随后通过过滤从所述混合物中去除所述BiX3并且通过蒸馏从所述混合物中分离N,N
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支化氟化物化合物。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述惰性有机溶剂包括至少一种烷烃。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一种烷烃是氯代烷烃或氟代烷烃。10.根据权利要求2所述的方法，其中所述接触和加热在大气压进行，并且所述方法还包括通过蒸馏从所述混合物中分离所述N,N
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支化氨基磺酰氟化合物。11.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：麻省固能控股有限公司，
类型：发明
国别省市：