本披露涉及一种用于生产双(氯磺酰基)亚胺(hcsi)的方法。
背景技术：
1、双(氟磺酰基)亚胺(hfsi)，其相应的盐和包含fsi阴离子的离子液体已被证明可用于多种应用，包括但不限于作为锂离子电池和超级电容器中的电解质。双(氟磺酰基)亚胺是相对较强的酸，并且可形成各种稳定的金属盐。双(氟磺酰基)亚胺的锂盐(lifsi)已被证明在电池和超级电容器中特别有用。已知双(氯磺酰基)亚胺(hcsi)是用于制备hfsi最重要的起始材料。
2、有许多用于生产hcsi的方法。已知的方法之一被称为“异氰酸酯路线”，其包括以下步骤：(i)使氯磺酰异氰酸酯与氯磺酸反应以制备包含hcsi、重质馏分和轻质馏分的反应混合物，以及(ii)将所述反应混合物蒸馏以分离出轻质馏分、hcsi和重质馏分中的每一种。
3、如在该方法结束时获得，分离出的轻质馏分是危险废物，因为它是高度腐蚀性的。因此，目前异氰酸酯路线的废物管理成本相对较高。
4、中国专利申请号106044728(以衢州康鹏化学有限公司(quzhou chemspecchemical co.,ltd.)的名义)教导了一种双氟磺酰亚胺锂盐(imido-disulfuryl fluoridelithium salt)的制备方法。实例4指示hcsi是通过异氰酸酯路线生产的。具体地，将氯磺酸与浓硫酸混合并且将混合物加热至105℃-115℃。然后，逐滴添加氯磺酰异氰酸酯。在添加之后，将温度逐渐升高至120℃-130℃。在反应后，仅将过量的氯磺酰异氰酸酯从主要馏分中分离出以用于再循环，而大部分的馏分未经处理。
5、wo 2009/123328(日本催化化学工业株式会社(nippon catalytic chem ind))提供了一种用于制备氟磺酰亚胺(如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，所述方法包括对氯化前体进行氟化的步骤。该文献的实例2教导了一种通过氯磺酸(csa)与氯磺酰异氰酸酯(csi)反应制备双(氯磺酰基)亚胺(hcsi)的方法，而目标物双(氯磺酰基)亚胺(hcsi)是通过减压蒸馏从反应介质中分离出来的。
技术实现思路
1、本申请人认为，仍需要一种用于生产hcsi的改进的环境友好的方法，该方法的特点在于易于处理和再循环轻质馏分，并且不可再循环/不可回收的产品的产量低，废物管理成本低，同时增加了hcsi产率。
2、现已发现，包含氯磺酰异氰酸酯、氯磺酸和hcsi的组合物(h)，先前被认为是从上述异氰酸酯路线的反应混合物中分离后的废物流，可以用于制备hcsi。
3、本申请人出乎意料地发现，将该组合物(h)再循环用于合成hcsi成功地增加了hcsi的最终产率。有利地，本申请人发现组合物(h)可以作为新鲜的氯磺酰异氰酸酯和氯磺酸的补充再循环或按原样用于制备hcsi而不使用另外的反应物。
1.一种用于制备双(氯磺酰基)亚胺(hcsi)的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述组合物(h)包含以下(hcsi-1)量的hcsi：
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，步骤(ii)在40℃与150℃之间的温度下进行。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法在步骤(ii)之后包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤(iii)中，进行至少一次减压蒸馏以回收所述组合物(c2)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一次蒸馏在40与5毫巴绝对压力(4000pa与500pa)之间的压力下、和/或通过将蒸馏装置保持在30℃与140℃之间的温度下进行。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤(iii)中，进行至少两个蒸馏步骤以回收组合物(c2)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中：
9.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤(iii)中，进行至少一次减压蒸馏以回收hcsi，优选地所述至少一次蒸馏在1与10毫巴绝对压力(100pa与1000pa)之间的压力下、和/或通过将蒸馏装置保持在100℃与160℃之间的温度下进行。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤(ii)通过进料(csi-2)量的氯磺酰异氰酸酯和(csa-2)量的氯磺酸来进行。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，加热之前，组合物(h)与(csi-2)量的氯磺酰异氰酸酯和(csa-2)量的氯磺酸之和的重量比为至少0.001:1。
12.根据权利要求10和11中任一项所述的方法，其中，组合物(h)与(csi-2)量的氯磺酰异氰酸酯和(csa-2)量的氯磺酸之和的重量比为-加热之前，至少0.005:1、优选地0.01:1并且更优选地0.035:1；和/或
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，(csi-2)量的氯磺酰异氰酸酯与(csa-2)量的氯磺酸的摩尔比是1:1至1:20、优选地1:1至1:10。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法在步骤i)之前包括以下步骤：
15.根据权利要求4至14中任一项所述的方法，其中，所述方法在步骤(iii)之后包括以下步骤：
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在步骤(v)中，在(csi-6)量的氯磺酰异氰酸酯和(csa-6)量的氯磺酸的存在下加热组合物(c2)，并且加热之前，组合物(c2)与(csi-6)量的氯磺酰异氰酸酯和(csa-6)量的氯磺酸之和的重量比为至少0.001:1。
17.一种用于再循环组合物的方法，该组合物包含氯磺酰异氰酸酯、氯磺酸和至多20wt.％的hcsi，所述方法包括将所述组合物进料至反应器，以及在40℃与150℃之间的温度下，可选地在氯磺酰异氰酸酯和氯磺酸的存在下加热所述组合物。