专利名称：磺酰亚胺盐及其制备方法
技术领域：
本发明涉及氟磺酰亚胺，特别是N-(氟磺酰基)-N-(氟烷基磺酰基)亚胺、二(氟 磺酰基)亚胺以及其盐等衍生物，还涉及它们的制备方法。
背景技术：
N-(氟磺酰基)-N-(氟烷基磺酰基)亚胺和二(氟磺酰基)亚胺以及它们的衍生 物，作为具有N(SO2F)基或N(SO2F)2基的化合物的中间体很有用；另外，在多种用途上(例 如，作为电解质、燃料电池电解液的添加剂、选择性亲电氟化剂、光致酸发生剂(Photo acid generators)、热致酸发生剂(thermal acid generators)以及吸收近红外线的色素等方 面)也是很有用的化合物。上述二(氟磺酰基)亚胺通常是通过使用氟化剂与二(氯磺酰基)亚胺进行卤素 交换反应而制备的。例如，在非专利文献ICJohn K. Ruff and Max Lustig, Inorg. Synth. 11, 138-140(1968))中使用三氟化砷(ASF3)作为氟化剂，在非专利文献2 (Jean'ne Μ. Shreeve et al.，Inorg. Chem. 1998，37 (24)，6295-6303)中使用三氟化锑(SbF3)作为氟化剂。另外， 在专利文献1(日本专利2004-522681号公报)中，记载了使用KF或CsF等一价阳离子的 离子性氟化物作为氟化剂，对二(氯磺酰基)亚胺进行氟化的方法。在专利文献2(日本专 利特开平8-511274号公报)中，记载了在尿素的存在下，通过蒸馏氟磺酸(HFSO3)来制备 二(氟磺酰基)亚胺的方法。
发明内容
然而，将ASF3作为氟化剂使用时，难以避免产生副产物，该副产物从产物中分离困 难，而且ASF3也比较昂贵。当将ASF3换作SbF3时，虽然副产物的问题得到解决，但由于As 和Sb都为高毒性元素，所以希望尽量避免使用这些高毒性元素。使用专利文献2记载的方 法，在反应过程中会生成氟化氢。由于氟化氢是巨毒性和强腐蚀性物质，所以如果其包含在 产物中的话，在各种领域中使用二(氟磺酰基)亚胺作为盐时，不仅反应装置会受到腐蚀， 而且其周边部件也可能被腐蚀。另外，专利文献1中记载的方法具有反应时间长的问题。本发明基于上述问题而作，其目的在于提供一种更安全、快速、有效且能够抑制副 产物生成的制备N-(氟磺酰基)-N-(氟烷基磺酰基)亚胺、二(氟磺酰基)亚胺及其盐的 方法，以及提供一种氟磺酰亚胺。解决了上述问题的本发明的制备方法是一种制备氟磺酰胺盐的方法，该方法包括 以下步骤将含有选自除砷和锑之外的第11族-第15族中的第4周期-第6周期元素中 的至少一种元素的氟化物与用下述通式(I)表示的化合物进行反应，得到用通式(II)表示 的氟磺酰亚胺盐，[化学式1]
权利要求
一种制备氟磺酰亚胺盐的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤将含有选自除砷和锑之外的第11族 第15族中的第4周期 第6周期元素中的至少一种元素的氟化物与用下述通式(I)表示的化合物进行反应，得到用通式(II)表示的氟磺酰亚胺盐，[化学式1]其中，R1表示选自除砷和锑之外的第11族 第15族中的第4周期 第6周期元素中的至少一种元素；R3表示氟、氯或碳原子数1 6的氟化烷基；R4表示氟或碳原子数1 6的氟化烷基；m表示2或3的整数。FPA00001232376100011.tif
2.根据权利要求1所述的制备氟磺酰亚胺盐的方法，其中，该方法还包括以下步骤 将根据权利要求1所述的方法得到的通式(II)的化合物进行阳离子交换反应，得到用 下述通式(III)表示的氟磺酰亚胺盐， [化学式2]
3.根据权利要求1或2所述的制备氟磺酰亚胺盐的方法，其中，该方法还包括以下步骤将根据权利要求1所述的方法得到的通式(II)的化合物与含有鐺阳离子的有机化合 物进行反应，得到用下述通式(VI)表示的氟磺酰亚胺有机盐，然后将该氟磺酰亚胺有机盐 (VI)进行阳离子交换反应，得到用通式(III)表示的氟磺酰亚胺盐， [化学式3]
4.根据权利要求1所述的制备氟磺酰亚胺盐的方法，其中，该方法还包括以下步骤 将根据权利要求1所述的方法得到的通式(II)的化合物与含有鐺阳离子的有机化合 物进行反应，得到用下述通式(VI)表示的氟磺酰亚胺盐，[化学式4]
5.根据权利要求2或3所述的制备氟磺酰亚胺盐的方法，其中，该方法还包括以下步骤将根据权利要求2或3所述的方法得到的通式(III)的化合物与含有鐺阳离子的有机 化合物进行反应，得到用通式(VI)表示的氟磺酰亚胺盐， [化学式5]
6. 一种制备氟磺酰亚胺盐的方法，其特征在于，该方法如以下反应式所示，按顺序包括 以下步骤将用下述反应式中的通式(I)表示的化合物与含有鐺阳离子的有机化合物进行反应， 得到用通式(VIII)表示的氯磺酰亚胺有机盐；将所述氯磺酰亚胺有机盐与含有选自除砷和锑之外的第11族-第15族中的第4周 期-第6周期元素中的至少一种元素的氟化物进行反应，得到用通式(VI)表示的化合物， [化学式6]
7.根据权利要求1所述的制备氟磺酰亚胺盐的方法，其中，该方法还包括以下步骤 将根据权利要求6所述的方法得到的用所述通式(VI)表示的化合物与碱金属盐进行反应，得到用下述通式(III)表示的化合物， [化学式7]
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备氟磺酰亚胺盐的方法，其中，所述氟化物 含有选自Cu、Zn和Bi中的至少一种元素。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的制备氟磺酰亚胺盐的方法，其中，在所述通式 ⑴中，R3为氯；在所述通式(II)和通式(III)中，R4为氟。
10.根据权利要求2、3和5中任意一项所述的制备氟磺酰亚胺盐的方法，其中，在所述 通式(III)中，用R2表示的金属离子为碱金属。
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的制备氟磺酰亚胺盐的方法，其中，用所述通 式(I)表示的化合物是通过使用氯化氰作为起始原料而得到的。
12.根据权利要求1-10中任意一项所述的制备氟磺酰亚胺盐的方法，其中，用所述通 式(I)表示的化合物是通过使用氨基磺酸作为起始原料而得到的。
13.一种用所述通式(II)表示的氟磺酰亚胺盐，其特征在于，该氟磺酰亚胺盐是通过 权利要求1所述的方法而得到的。
14.一种用所述通式(III)表示的氟磺酰亚胺盐，其特征在于，该氟磺酰亚胺盐是通过 权利要求2、3和7中任意一项所述的方法而得到的。
15.一种用所述通式(VI)表示的氟磺酰亚胺有机盐，其特征在于，该氟磺酰亚胺有机 盐是通过权利要求4-6中任意一项所述的方法而得到的。
全文摘要
本发明提供一种更安全、快速、有效且能够抑制副产物生成的制备氟磺酰亚胺类的方法。本发明还提供一种氟磺酰亚胺类。本发明的制备氟磺酰亚胺盐的方法包括以下步骤将含有选自除砷和锑之外的第11族-第15族中的第4周期第6周期元素中的至少一种元素的氟化物与用下述通式(I)表示的化合物进行反应，得到用通式(II)表示的氟磺酰亚胺盐，在所述通式中，R1表示选自除砷和锑之外的第11族-第15族中的第4周期-第6周期元素中的至少一种元素；R3表示氟、氯或碳原子数1-6的氟化烷基；R4表示氟或碳原子数1-6的氟化烷基；m表示2或3的整数。
文档编号C01B21/086GK101980955SQ20098011123
公开日2011年2月23日 申请日期2009年3月30日 优先权日2008年3月31日
发明者佐藤信平, 佐藤裕一, 奥村康则, 竹井一男 申请人:株式会社日本触媒