含氟酰亚胺化合物的制备方法技术

一种含氟酰亚胺化合物的制备方法，在该方法选择以在亚硫酰氯的存在下使含氟磺酸（Rf1SO3H）与含氟磺酰胺（Rf2SO2NH2）反应为特征的含氟酰亚胺化合物（（Rf1SO2）（Rf2SO2）NH）的制备方法。其中，Rf1及Rf2为氟或碳原子数1～4的直链或支链的全氟烷基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及的改良。本申请基于2010年5月26日于日本申请的特愿2010-120657号主张优先权，在此援用其内容。
技术介绍
已知经氟化的酰亚胺化合物(含氟酰亚胺化合物)作为离子导电材料和离子液体的阴离子源是有用的物质。另外，离子液体特别作为电池和电容器的电解质、反应溶剂和催化剂等有用。通常已知这种离子液体例如通过对作为经氟化的酰亚胺化合物的含氟磺酰亚胺酸盐与咪唑溴盐等季胺的卤化物盐进行盐交换而得到。 作为，已知非专利文献I及专利文献I 3所记载的方法。具体而言，在非专利文献I中公开了以下方法，如下述式(A)所示，通过对使氟磺酸(FSO3H)与尿素((NH2)2CO)反应并加热生成的双(氟磺酰基)亚胺((FSO2)2NH)与过剩的氟磺酸进行减压蒸馏而回收的方法。3FS0sH+C0 (NH2) 2 — (FSO2) 2NH+NH4HS04+HF+C02…(A)另外，在专利文献I中公开了将全氟烷基磺酰胺(RfSO2NH2, Rf为全氟烷基)作为Na、K、Li等的盐，使其与二硫酰氟((FSO2) 20)或卤化硫酰氟(SO2FX, X为卤原子)反应的方法。另外，在专利文献2中公开了以下方法，如下述式(B)所示，使全氟烷基磺酰胺(RfaS02NH2)、全氟烷基磺酰基卤化物(RfbS02X)、以及氟化钾等氟化合物(MF)在乙腈等有机溶剂下反应，制备全氟烷基磺酰亚胺盐((RfaSO2) (RfbSO2) N · M0RfaS02NH2+RfbS02X+4MF — (RfaSO2) (RfbSO2)N · M+2MFHF+MX ...(B)上述式(B)中，Rfa及Rfb表示全氟烷基等，M表示碱金属等，X表示氟或氯。另外，专利文献3中公开了以下方法，如下述式(C)所示，使全氟烷基磺酰胺与全氟烷基磺酰基卤化物在叔胺或杂环胺(NR1R2R3)的存在下反应，制备全氟烷基磺酰亚胺盐((RfcSO2) (RfdSO2) N · R1R2R3NH) οRfcS02NH2+RfdS02X+2NR1R2R3 ^ (RfcSO2) (RfdSO2)N · R1R2R3M^R1R2R3NHX ... (C)上述式(C)中，Rf。及Rfd表示全氟烷基等，R1 R3表示烷基等。专利文献I :日本特开2005-200359号公报专利文献2 :日本特开2001-288193号公报专利文献3 :日本特开平8-81436号公报非专利文献I Chem. Ber. ,95，246-8，1962, Appel, Eisenhauer。但是，非专利文献I所记载的方法存在以下问题，尿素与氟磺酸的反应为伴随二氧化碳的产生与大量发热的反应，反应会失控性地发展。因此，非专利文献I所记载的方法为反应的控制困难，工业上实施困难的方法。另外，专利文献I所记载的方法中，存在作为原料的二硫酰氟的获得困难，且由于与水激烈反应而导致操作非常困难的问题。另外，由于硫酰氟在室温下也为气体，因此存在反应需要高压釜等特殊的装置的问题。另外，专利文献2及3所记载的方法中，当使全氟烷基磺酰胺与全氟烷基磺酰基卤化物反应生成全氟烷基磺酰亚胺盐时，存在作为酰亚胺化反应的添加剂需要大量添加昂贵的碱金属氟化物、叔胺的问题。进而，由于Rf的碳原子数为I或2时作为原料的全氟烷基磺酰基卤化物的沸点低，因此存在当合成时需要高压釜等特殊的反应装置的问题。 此外，迄今为止作为使用全氟烷基磺酰胺的全氟烷基磺酰亚胺的合成方法，已知全氟烷基磺酰胺与全氟烷基磺酸酐、或者全氟烷基磺酰胺与全氟烷基磺酰基齒化物的反应。但是，由含氟磺酰胺与含氟磺酸合成含氟磺酰亚胺的方法由于含氟磺酸的反应性低而并不为人所知。
技术实现思路
本专利技术有鉴于上述问题，目的在于提供一种使用廉价的原料制备安全性及生产率高的含氟酰亚胺化合物的方法。为了解决上述的问题，本专利技术人等深入研究的结果发现能够使含氟磺酰胺与含氟磺酸在亚硫酰氯(SOCl2)的存在下反应并完成了本专利技术。S卩，本专利技术采用以下的方案。 一种，其特征在于，所述含氟酰亚胺化合物由下述式(I)表示，在所述中，使下述式(2)所示的含氟磺酸与下述式(3)所示的含氟磺酰胺在亚硫酰氯的存在下反应，(Rf1SO2) (Rf2SO2) NH…(I)Rf1SO3H · · (2)Rf2SO2NH2- (3)其中，在上述式(I) (3)中，Rf1及Rf2为氟或碳原子数I 4的直链或支链的全氣烧基。根据前项所述的，上述式(I)所示的含氟酰亚胺化合物为下述式(4)所示的N-(氟磺酰基)三氟甲基磺酰胺，上述式(2)所示的含氟磺酸为下述式(5)所示的氟磺酸，上述式(3)所示的含氟磺酰胺为下述式(6)所示的三氟甲基磺酰胺，(FSO2) (CF3SO2) NH…(4)FSO3H · · (5)CF3SO2MV.. (6)。根据前项或前项所述的，其特征在于，包括在所述含氟磺酸中溶解所述亚硫酰氯生成溶解液的过程；以及加热所述溶解液，在该溶解液中添加所述含氟磺酰胺进行反应的过程。根据前项或前项所述的，其特征在于，包括在所述含氟磺酸中溶解所述含氟磺酰胺生成溶解液的过程；以及加热所述溶解液，在该溶解液中滴加所述亚硫酰氯进行反应的过程。根据前项或前项所述的，其特征在于，包括混合所述含氟磺酸、所述含氟磺酰胺以及所述亚硫酰氯生成混合液的过程；以及加热所述混合液进行反应的过程。根据前项至中的 任一项所述的，其特征在于，反应温度在50 140°C的范围内。根据本专利技术的，通过使含氟磺酸与含氟磺酰胺在亚硫酰氯的存在下反应，从而能够由含氟磺酸与含氟磺酰胺合成含氟酰亚胺化合物。因此，能够提供一种使用工业上易于获得、易于处理的原料，制备收率高的含氟酰亚胺化合物的方法。具体实施例方式下面，对本专利技术的进行详细说明。本实施方式的为下述式(7)所示的，使下述式(8)所示的含氟磺酸与下述式(9)所示的含氟磺酰胺在亚硫酰氯(SOCl2)的存在下反应。(Rf1SO2) (Rf2SO2) NH…(7)Rf1SO3H · · (8)Rf2SO2MV.. (9)其中，在上述式(7) (9)中，Rf1及Rf2为氟或碳原子数I 4的直链或支链的全氣烧基。本实施方式的反应机理推测为通过下述式(10)所示的化学反应，上述式(8)所示的含氟磺酸与上述式(9)所示的含氟磺酰胺在亚硫酰氯(SOCl2)的存在下反应，从而生成上述式(7)所示的含氟酰亚胺化合物、氯化氢(HC1)、以及二氧化硫(S02)。作为本实施方式的优点可以举出由于副产物氯化氢及二氧化硫为气体，因此并不残留在反应体系中。Rf1S03H+Rf2S02NH2+S0Cl2 — (Rf1SO2) (Rf2SO2)NH+2HC1+SCV.. (10)其中，在上述式(10)中，Rf1及Rf2为氟或碳原子数I 4的直链或支链的全氟烷基。(含氟磺酸)在本实施方式的中，作为一种原料的上述式(8)表示的含氟磺酸可以举出氟磺酸(fso3h)、以及作为全氟烷基磺酸的三氟甲基磺酸(cf3so3h)、五氟乙基磺酸(C2F5SO3HX七氟丙基磺酸(C3F7SO3H)及九氟丁基磺酸(C4F9SO3HX在本实施方式的中，这些含氟磺酸之中，使用氟磺酸时，能够制备以往困难的全氟-N-(氟磺酰基)链烷磺酰胺，因此优选。(含氟磺酰胺)另外，作为另一种原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

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