双(氟磺酰基)亚胺的制造方法技术

双(氟磺酰基)亚胺的制造方法，该双(氟磺酰基)亚胺的制造方法具备以下步骤：使尿素与第1氟硫酸不反应地进行混合，制备未反应混合液的制备步骤，和在加热中的第2氟硫酸或双(氟磺酰基)亚胺中滴加上述未反应混合液并进行反应的滴加反应步骤，该制造方法可以控制二氧化碳的产生和反应热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本申请对2009年3月31日提出的日本国特许出愿第2009-084159号主张优选权， 将其内容援引到此。
技术介绍
已知双(氟磺酰基)亚胺((FSO2)2NH)是可用作离子传导材料或离子液体的阴离子源的物质。并且，作为，已知有专利文献1和专利文献2、 以及非专利文献1和非专利文献2。非专利文献1中公开了将尿素(CO(NH2)2)与氟硫酸(FSO3H)混合后进行加热使其反应的方法。由此，发生下述反应式(1)所示的化学反应，生成双(氟磺酰基)亚胺、硫酸铵(NH4HSO4)、氟化氢(HF)和二氧化碳(CO2)。生成的双(氟磺酰基)亚胺以及过量加入的氟硫酸可通过减压蒸馏进行回收。3FS0sH+C0 (NH2) 2 ^ (FSO2) 2NH+NH4HS04+HF+C02式(1)另外，非专利文献2中公开了使双(氯磺酰基)亚胺((ClSO2)2NH)与三氟化砷(AsF3) 反应的方法。由此，发生下述反应式( 所示的化学反应，生成双(氟磺酰基)亚胺和三氯化砷(AsCl3)。3 (ClSO2) 2NH + 2AsF3 — 3 (FSO2) 2NH + 2AsC13式 O)而且，专利文献1和专利文献2中公开了使双(氯磺酰基)亚胺与氟化钾(KF)反应的方法。由此，发生下述反应式C3)所示的化学反应，生成双(氟磺酰基)亚胺和氯化钾 (KCl) 0其中，在专利文献1记载的方法中，在硝基甲烷溶剂中，将双(氯磺酰基)亚胺用氟化钾进行氟置换。另一方面，在专利文献2记载的方法中，在有机溶剂中、在碱性催化剂的存在下，将双(氯磺酰基)亚胺用氟化钾进行氟置换。(ClSO2)2NH + 2KF — (FSO2)2NH + 2KC1式(3) 专利文献1 日本特表2004-522681号公报专利文献2 日本特开2007-182410号公报非专利文献 1 :Chem. Ber. 95，246-8 (1962) (Appel&Eisenhauer)非专利文献 2 Jnorg. Synth. 11，138-43 (1968)。
技术实现思路
作为，使用尿素和氟硫酸的方法因为滴加反应步骤短，原料也便宜，因此在工业上有利。但是，在非专利文献1公开的中，由于其是在反应初期不产生二氧化碳(将其称为“反应的蓄积”)、自反应中途开始伴有剧烈的二氧化碳的产生和急剧的放热的反应，因此存在反应过程的失控问题。因此，在非专利文献1记载的方法难以工业化实施。另外，在非专利文献2、专利文献1和专利文献2公开的中，存在作为原料的双(氯磺酰基)亚胺难以工业化获得的问题。并且在非专利文献2公开的中，作为原料的三氟化砷价格昂贵，毒性强，因此存在难于处理的问题。本专利技术是鉴于上述情况而作出的专利技术，其目的在于提供可以控制二氧化碳的产生和反应热的。本专利技术提供，其是，该方法具备以下步骤使尿素与第1氟硫酸不反应地进行混合，制备未反应混合液的制备步骤，和在加热中的第2氟硫酸或双(氟磺酰基)亚胺中滴加上述未反应混合液并进行反应的滴加反应步骤。对于上述，在上述滴加反应步骤中，滴加上述未反应混合液时的上述第2氟硫酸或双(氟磺酰基)亚胺的反应温度可以在 100-170°C的范围内。而且，对于上述，可以在上述第2氟硫酸中添加双(氟磺酰基)亚胺和下述式(A)所示的双(氟磺酰基)亚胺盐中的至少任意一种。(FSO2)2N. M式(A)其中，上式(A)中，M为选自Na、K、Li、铵中的阳离子的任意一种。而且在上述中，可以在上述第2氟硫酸中添加含有双(氟磺酰基)亚胺的反应终止液。本专利技术的具有下述构成预先使尿素与氟硫酸不反应地在常温下混合，制备未反应混合液，在另行加热中的氟硫酸或双(氟磺酰基)亚胺中滴加该未反应混合液。由此，可以一边控制二氧化碳的产生和反应热一边制造双(氟磺酰基)亚胺。另外，通过预先在将要加热的氟硫酸中添加双(氟磺酰基)亚胺或亚胺盐，可以防止在滴加初期容易发生的反应的蓄积。因此，可以安全且容易地制造可用作离子传导材料和离子液体的阴离子源的物质——双(氟磺酰基)亚胺。具体实施例方式以下，对本专利技术的进行详细说明。本专利技术的具备以下步骤使尿素与第1氟硫酸不反应地进行混合，制备未反应混合液的制备步骤，和在加热中的第2氟硫酸或双(氟磺酰基)亚胺中滴加上述未反应混合液并进行反应的步骤(滴加反应步骤)。以下，对各步骤进行具体地说明。(制备步骤)使尿素与氟硫酸不反应地进行混合，制备尿素与氟硫酸的未反应混合液(以下称为未反应混合液)。未反应混合液的制备例如可以通过在冷却至0 30°C的氟硫酸中每次少量地添加尿素来容易地制备。其中，如果氟硫酸的温度比100°C高，则添加的尿素与氟硫酸进行反应。在本专利技术的制备步骤中，重要的是使尿素与氟硫酸不反应地进行混合、使尿素溶解于氟硫酸，因此必须将氟硫酸的温度保持在100°c以下。使尿素溶解的氟硫酸(第1氟硫酸)的量相对于所添加的尿素的质量份，优选为2 20倍，更优选为3 10倍。如果氟硫酸的量相对于所添加的尿素的质量份低于2倍， 则尿素在氟硫酸中不溶解而析出，因此不优选。另一方面，如果氟硫酸的量相对于所添加的尿素的质量份超过10倍，则在经济上浪费。这样制备的未反应混合液在常温下稳定性也良好，非常容易处理。(滴加反应步骤)接着，在加热中的氟硫酸或双(氟磺酰基)亚胺中滴加上述未反应混合液，使尿素与氟硫酸反应。本专利技术中，通过上述制备步骤，预先将尿素溶解于氟硫酸中。并且，通过滴加溶解于氟硫酸中的尿素，与高温的氟硫酸或双(氟磺酰基)亚胺接触，使尿素与氟硫酸的反应迅速地进行。这样，通过一边滴加溶解于氟硫酸中的尿素一边依次使其反应，可以控制二氧化碳的产生和反应热。因此，不会伴有剧烈的二氧化碳的产生和急剧的放热，不会使反应过程失控。认为本专利技术的反应机理基本上与非专利文献1中说明的上式(1)所示的反应机理相同。但是，本专利技术中，确认上式(1)中生成的硫酸铵和氟化氢的生成量为微量，认为与上式(1)所示的反应机理不同。即，推测在本专利技术中，通过下式(4)所示的化学反应，生成双 (氟磺酰基)亚胺、氟磺酸铵和二氧化碳。5FS03H+2C0 (NH2) 2 — (FSO2) 2NH+3NH4S03F+2C02 式预先加热的氟硫酸(第2氟硫酸)的量相对于溶解于上述未反应混合液中的尿素的质量份，优选为1 20倍，更优选1 10倍。如果氟硫酸的量相对于所添加的尿素的质量份超过10倍，则在经济上浪费。另外，滴加上述未反应混合液时，第2氟硫酸的反应温度优选为100 170°C的范围，更优选为110 150°C的范围。如果反应温度为100°C以下，则容易发生反应的蓄积，因此不优选。因此，预先加热的第2氟硫酸的温度优选预先加热至例如120 140°C的范围内。应予说明，在本说明书中，反应的蓄积是指在上述非专利文献1公开的中可见的、在反应初期不产生二氧化碳的现象。发生该反应的蓄积时， 自反应中途开始伴有剧烈的二氧化碳的产生和急剧的放热，反应过程失控。另外，本专利技术的优选预先在加热中的第2氟硫酸中添加添加剂。如上所述，通过采用滴加反应使尿素与氟硫酸反应，可以大致控制二氧化碳的产生和放热。进一步通过预先在加热中的第2氟硫酸中添加添加剂，可以防止在滴加初期容易发生的反应的蓄积。作为添加剂，可以使用本专利技术的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．双（氟磺酰基）亚胺的制造方法，该制造方法具备以下步骤：使尿素与第１氟硫酸不反应地进行混合，制备未反应混合液的制备步骤，和在加热中的第２氟硫酸或双（氟磺酰基）亚胺中滴加上述未反应混合液并进行反应的滴加反应步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：本田常俊，神谷武志，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，三菱综合材料电子化成株式会社，
类型：发明
国别省市：JP