【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制备双(氟磺酰基)亚胺盐的方法以及一种用于由所述双(氟磺酰基)亚胺盐制备双(氟磺酰基)亚胺的碱金属盐的方法。更具体地，本专利技术提供一种用于生产这些双(氟磺酰基)亚胺盐的新方法，该方法在工业规模上可实施，并且该方法提供高纯度的双(氟磺酰基)亚胺盐。
技术介绍
1、双(氟磺酰基)亚胺及其盐、特别是双(氟磺酰基)亚胺的锂盐(lifsi)是多个
中的有用的化合物。
2、双(氟磺酰基)亚胺及其盐的生产在文献中进行了描述。在这些描述的不同技术中，大多数使用在溶剂中用氟化剂进行氟化反应。
3、值得注意的是，wo 2017/090877 a1(cls公司)描述了一种生产双(氟磺酰基)亚胺锂的方法，该方法包括以下步骤：(1)使双(氯磺酰基)亚胺与氟化试剂在溶剂中反应，然后用碱性试剂处理，从而产生双(氟磺酰基)亚胺铵；以及(2)使双(氟磺酰基)亚胺铵与锂基物反应。步骤(1)中使用的溶剂选自由以下组成的组：烷基酮，其包括丙酮、甲基乙基酮和甲基异丙基酮；醇，其包括甲醇、无水乙醇、1-丙醇和异丙醇；烷基腈，其包括乙腈和丙腈；以及醚，其包括四氢呋喃和二烷氧基烷烃。然后通过蒸馏去除溶剂，并在减压下浓缩。
4、wo 2012/117961 a1(日本曹达株式会社(nippon soda))描述了一种用于生产氟磺酰亚胺盐的方法，该方法包括具有式[ii]cl-co2-nh-so2-r1的化合物(其中r1是氟烷基、氟原子或氯原子)与氟化剂[iii](优选具有式nh4f(hf)p，其中p为0至10)之间
5、jp 2016145147(日本触媒株式会社(nippon shokubai))涉及一种用于提供由式(1)表示的氟磺酰亚胺化合物的方法，该方法通过使由式(2)表示的化合物和基于1mol的该化合物按化学计量量计1至3当量的由组成式(3)表示的化合物在存在该化合物的0至4倍质量的溶剂的情况下反应来进行。
6、
7、nh4f(hf)p(3)
8、其中r1是c1-6氟烷基，r6是卤素或c1-6氟烷基，cat1+和cat2+是一价基团，并且p是1至10的整数。
9、jp 2014201453(日本触媒株式会社)描述了一种用于生产氟磺酰亚胺的碱金属盐的方法，该方法包括以下步骤：在存在反应溶剂的情况下合成氟磺酰亚胺的碱金属盐，该反应溶剂含有至少一种选自由以下组成的组的溶剂：基于碳酸酯的溶剂、基于脂肪族醚的溶剂、基于酯的溶剂、基于酰胺的溶剂、基于硝基的溶剂、基于硫的溶剂和基于腈的溶剂，并且随后通过在反应溶剂和氟磺酰亚胺的碱金属盐的至少一种不良溶剂的共存下蒸馏掉该反应溶剂来浓缩氟磺酰亚胺的碱金属盐溶液，该不良溶剂选自由以下组成的组：基于芳香族烃的溶剂、基于脂肪族烃的溶剂和基于芳香族醚的溶剂，该浓缩步骤包括将上述不良溶剂与含有反应溶剂和氟磺酰亚胺的碱金属盐的反应溶液混合的步骤。
10、如文献中所述，通过在溶剂(例如有机溶剂)中进行通过氟化来生产双(氟磺酰基)亚胺及其盐，以分散反应性实体并且使它们反应。然而，此类溶剂需要在反应后去除，以获得可用于电池应用的尽可能纯的产品。去除溶剂的步骤增加了工业工艺的复杂性以及其总成本。此外，在此类工艺中实施之前，通常必须处理溶剂以去除残余量的水，因为实际上仅使用无水溶剂，其中水的残余量为以ppm计的量。
11、本专利技术的目的是提供一种更简单的双(氟磺酰基)亚胺盐的生产工艺，该工艺不需要蒸馏反应溶剂。
12、wo 2012/096371 a1(住友电气工业株式会社(sumitomo electric ind))涉及一种用于生产kn(so2f)2的方法，该方法通过在无溶剂的干燥条件下将hn(so2cl)2(液体形式)逐滴添加到kf(粉末形式)中以形成中间产物、并且然后使中间产物和kf在水性溶剂中相互反应来进行。更确切地说，根据该文献中所述的方法，在第一步骤中，hn(so2cl)2中的一个氯元素被氟取代以产生中间产物，该中间产物是碱金属盐kn(so2cl)(so2f)；并且在第二步骤中，另一个氯元素被氟取代以产生碱金属盐kn(so2f)2。根据这样的两阶段步骤，因为hn(so2cl)2被转化成碱金属盐kn(so2cl)(so2f)，所以，在第二步骤中使用水变得可能，因为水使碱金属氟化物溶解。
13、根据该文献，反应的第一部分在无溶剂的干燥条件下通过将呈液体形式的反应物滴加到呈粉末形式的第二反应物上来进行。这导致糊状中间产物，其在工业上非常难以处理。此外，因为hn(so2cl)2到kn(so2f)2的整个转化以中间体个性化的两个步骤进行，因此反应的产率以及最终产物的杂质水平都受到负面影响。
14、本专利技术的一个目的是提供一种用于制备双(氟磺酰基)亚胺盐x1n(so2f)2的方法，其中x1是k+、na+或鎓阳离子(例如nh4+)，这种方法在工业规模上可实施并且提供高纯度的双(氟磺酰基)亚胺盐。特别地，本专利技术的方法在存在用于分散反应物的熔融反应产物例如熔融kn(so2f)2或熔融nh4n(so2f)2的情况下并且在不存在溶剂的情况下(或者在存在非常有限量的溶剂的情况下)进行。
技术实现思路
1、本专利技术涉及一种用于制备具有式(i)的双(氟磺酰基)亚胺盐的方法：
2、[f-(so2)-n--(so2)-f]nx1n+(i)
3、其中：
4、-x1n+是选自由以下组成的组的阳离子：k+、na+和鎓阳离子，并且
5、-n是1，表示该阳离子的化合价，
6、该方法包括用由式(iii)表示的氟化剂氟化具有式(ii)的双(氯磺酰基)亚胺或其盐：
7、cl-(so2)-nh-(so2)-cl(ii)
8、x1n+(f-)n(hf)p
9、其中：
10、-p在0与10之间变化，
11、其中该方法在不存在溶剂的情况下或者在存在基于该反应混合物的总重量低于5wt.％的溶剂量的情况下在熔融的具有式(i)的双(氟磺酰基)亚胺盐中进行。
12、本专利技术还涉及一种具有式(i)的双(氟磺酰基)亚胺盐：
13、[f-(so2)-n--(so2)-f]nx1n+(i)
14、其中：
15、-x1n+是选自由以下组成的组的阳离子：k+、na+和鎓阳离子，并且
16、-n是1，表示该阳离子的化合价，
17、这种盐通过本专利技术的方法可获得，该盐的特征在于其溶剂量小于100ppm，例如小于50ppm。
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1.一种用于制备具有式(I)的双(氟磺酰基)亚胺盐的方法：
2.如权利要求1所述的方法，其在减压下进行。
3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，氟化剂(III)的化学计量量在每1mol的双(氯磺酰基)亚胺(II)的1至10当量之间。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其中，步骤(ii)包括：
6.如权利要求5所述的方法，其中，该方法包括通过水的蒸馏进行的步骤(ii2)。
7.如权利要求4-6中任一项所述的方法，其中，当所有反应性材料都已添加时，该Q0量不小于该反应混合物的总重量的20wt％。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其在小于100℃的温度下进行。
9.通过如权利要求1-8中任一项所述的方法可获得的具有式(I)的双(氟磺酰基)亚胺盐：
10.如权利要求9所述的盐，其中溶剂量小于50ppm。
11.一种用于制备具有式(V)的双(氟磺酰基)亚胺的碱金属盐的方法，
12.如权利要求1
13.通过如权利要求11-12中任一项所述的方法可获得的具有式(IV)的双(氟磺酰基)亚胺盐：
14.如权利要求13所述的具有式(IV)的双(氟磺酰基)亚胺盐在电池电解质溶液中的用途。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于制备具有式(i)的双(氟磺酰基)亚胺盐的方法：
2.如权利要求1所述的方法，其在减压下进行。
3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，氟化剂(iii)的化学计量量在每1mol的双(氯磺酰基)亚胺(ii)的1至10当量之间。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其中，步骤(ii)包括：
6.如权利要求5所述的方法，其中，该方法包括通过水的蒸馏进行的步骤(ii2)。
7.如权利要求4-6中任一项所述的方法，其中，当所有反应性材料都已添加时，该q0量不小于该反应混合物的总重量的20wt％。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其在小于100℃的温度下进行。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：O·比西纳，张又正，金英受，
申请(专利权)人：法国特种经营公司，
类型：发明
国别省市：
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