本发明涉及(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐的制造方法。
背景技术：
(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐作为电池电解质用溶剂、酸催化剂、离子液体、抗静电剂均是有用的物质。
作为(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺类的制造方法，已知使全氟烷烃磺酰胺与硫酰氟反应的方法(专利文献1)、使全氟烷烃磺酰胺与氟硫酸、三氧化硫反应的方法(专利文献2)、使全氟烷烃磺酰胺与氟硫酸、亚硫酰氯反应的方法(专利文献3)、或使全氟烷烃异氰酸酯与三氧化硫、氟化铵盐反应的方法(专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第5874616号说明书
专利文献2：国际公开2011/148961号公报
专利文献3：国际公开2011/148958号公报
专利文献4：日本特开2012-162470号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
专利文献1的方法是优选的方法，但收率低至中等程度(55％)，未必是高效的。
对于专利文献2、专利文献3的方法，由于副产的硫酸、盐酸，反应液呈酸性，(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺有分解的可能性，因此不能说是优选的方法。
需要说明的是，专利文献2、专利文献3、及专利文献4的方法由于使用毒性高的氟硫酸、处理危险的三氧化硫，因此也难以采用为工业制造方法。
用于解决问题的方案
因此，本发明人等鉴于上述问题进行了深入研究，结果发现，通过使在反应液中产生氟烷基磺酰胺，将副产物氟化铵去除，使得到的溶液与有机碱和硫酰氟反应，从而能够合成(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐，从而完成了本发明。
即，本发明提供以下[技术方案1]-[技术方案6]中记载的技术方案。
[技术方案1]
一种(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐的制造方法，所述(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐由式[1]表示，
[式中，rf表示碳数1～6的直链或支链的全氟烷基，b表示有机碱]
所述制造方法的特征在于，包括如下工序：
[第1工序]
在溶剂的存在下，使式[2]所示的全氟烷烃磺酰卤与氨(nh3)反应，由此得到包含全氟烷烃磺酰胺铵盐和卤化铵的溶液的工序。
rfso2x[2]
[式中，rf表示碳数1～6的直链或支链的全氟烷基，x表示卤素原子]
[第2工序]
对第1工序中得到的溶液进行滤除，由此将该溶液中所含的卤化铵分离去除，得到包含全氟烷烃磺酰胺铵盐的溶液的工序。
[第3工序]
对第2工序中得到的包含全氟烷烃磺酰胺铵盐的溶液添加有机碱，得到包含“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”和氨的溶液，接着将氨从该溶液中分离去除的工序。
[第4工序]
在有机碱的存在下，对第3工序中将氨分离去除而得到的包含“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”的溶液添加硫酰氟，从而得到(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐的工序。
[技术方案2]
根据技术方案1所述的制造方法，其中，在第1工序中，溶剂为乙腈、丙腈、二甲基亚砜、磺内酯、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃或二甲基甲酰胺。
[技术方案3]
根据技术方案1或2所述的制造方法，其中，在第1工序中，反应温度为0℃～100℃。
[技术方案4]
根据技术方案1所述的制造方法，其中，在第2工序中，滤除时的温度为10℃～80℃。
[技术方案5]
根据技术方案1所述的制造方法，其特征在于，在第3工序中，对包含“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”和氨的溶液将氨从该溶液中分离去除时，在0.02mpa～0.1mpa的压力条件下、在20℃～80℃下进行加热。
[技术方案6]
式[3]所示的(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺酸金属盐的制造方法，其特征在于，通过技术方案1～5中任一方法制造(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐，接着，使该(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐与碱金属的氢氧化物或碳酸盐、或碱土金属的氢氧化物或碳酸盐反应，
[式[3]中，rf与技术方案1的式[1]相同。m表示碱金属或碱土金属。n表示与该金属的价数相等的整数。]
本发明尤其是在组合第2工序上具有特征。在不会进行第2工序的条件下接着进行第3工序及第4工序的情况下，反应体系中变得含有卤化铵。判断在该条件下进行作为本发明的最终工序的第4工序时，生成副产物双氟磺酰亚胺，不能纯度良好地得到作为目标产物的(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐(参照后述的比较例)。
因此本发明人等发现，通过对第1工序中得到的溶液进行过滤，将该溶液中所含的卤化铵分离去除(第2工序)、接着向第2工序中得到的滤液中添加有机碱(第3工序)，由此形成“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”，对该得到的盐使其与硫酰氟反应(第4工序)，从而以高收率得到作为目标产物的(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐。
另外，也获得如下见解：通过使(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐与碱金属的氢氧化物或碱土金属的氢氧化物反应，能够容易地衍生为式[3]所示的(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺酸金属盐。
本发明的发明点在于，能够在不分离中间体全氟烷烃磺酰胺盐下制造目标产物(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐；可以直接使用第1工序中所使用的有机溶剂且不必去除地使用直到第4工序等，容易采用为工业制造方法，可以说是极其有利的方法。
发明的效果
本发明发挥如下效果：能够不进行每个工序的全氟烷烃磺酰胺的分离而废弃物少地制造工业上有利的(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐。
具体实施方式
以下，详细地说明本发明。以下对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于以下的实施方式，可以在不损害本发明的主旨的范围内基于本领域技术人员的常识来适宜实施。
本发明为(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐的制造方法，包括如下工序：使全氟烷烃磺酰卤在溶剂中与氨反应，由此得到包含全氟烷烃磺酰胺铵盐和卤化铵的溶液(第1工序)；接着对第1工序中得到的溶液进行滤除，由此将该溶液中所含的卤化铵分离去除，得到包含全氟烷烃磺酰胺铵盐的溶液(第2工序)；接着对第2工序中得到的包含全氟烷烃磺酰胺铵盐的溶液添加有机碱，从而得到包含“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”和氨的溶液，接着将氨从该溶液中分离去除(第3工序)；接着在有机碱的存在下，对在第3工序中得到的溶液添加硫酰氟，从而得到(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐的(第4工序)。
还包含如下制造方法：接着使通过第1～4工序的方法制造的(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐与碱金属的氢氧化物、或碱土金属的氢氧化物反应，由此得到式[3]所示的(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺酸金属盐，以下详细地进行说明。
<第1工序>
首先，对第1工序进行说明。第1工序为在溶剂的存在下使全氟烷烃磺酰卤与氨(nh3)反应，由此得到包含全氟烷烃磺酰胺铵盐和卤化铵的溶液的工序(线路1)。
线路1
本工序中使用的全氟烷烃磺酰卤可以使用碳数1～6的直链或支链的全氟烷烃磺酰卤，优选碳数1～4、特别优选碳数1(三氟甲基)。作为具体的化合物，可列举出：三氟甲烷磺酰氟、五氟乙烷磺酰氟、七氟丙烷磺酰氟、九氟丁烷磺酰氟、三氟甲烷磺酰氯、五氟乙烷磺酰氯、七氟丙烷磺酰氯、九氟丁烷磺酰氯、三氟甲烷磺酰溴、五氟乙烷磺酰溴、七氟丙烷磺酰溴、九氟丁烷磺酰溴、三氟甲烷磺酰碘、五氟乙烷磺酰碘、七氟丙烷磺酰碘、九氟丁烷磺酰碘等。
其中，优选三氟甲烷磺酰氟、五氟乙烷磺酰氟、七氟丙烷磺酰氟、三氟甲烷磺酰氯、五氟乙烷磺酰氯、七氟丙烷磺酰氯、三氟甲烷磺酰溴、五氟乙烷磺酰溴、七氟丙烷磺酰溴、三氟甲烷磺酰碘、五氟乙烷磺酰碘、七氟丙烷磺酰碘，特别优选三氟甲烷磺酰氟、五氟乙烷磺酰氟、三氟甲烷磺酰氯、五氟乙烷磺酰氯、三氟甲烷磺酰溴、五氟乙烷磺酰溴、三氟甲烷磺酰碘、五氟乙烷磺酰碘(线路1)。
对于本工序中使用的氨的用量，相对于全氟烷烃磺酰卤1摩尔，化学计量上需要为3摩尔，通常为3～10摩尔，优选从3～5摩尔中进行适宜选择。若比3摩尔少，则成为反应收率降低的原因。另外，即使使用超过10摩尔，对反应的进行也没有问题，但在反应速度、收率、或经济性的方面没有特别优势。需要说明的是，对于本工序中使用的氨其自身、单体(nh3；无水氨)或溶解于水等溶剂得到的物质(氨水等)均可以使用。
本工序中使用的溶剂通常使用不与氨、全氟烷烃磺酰卤进行反应的极性溶剂，优选乙腈、丙腈、二甲基亚砜、磺内酯、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃、二甲基甲酰胺，特别优选乙腈、丙腈等腈系溶剂。
作为溶剂的用量，没有特别限制，只要相对于全氟烷烃磺酰卤1摩尔使用0.1l(升)以上即可，通常优选0.1～20l、特别是更优选0.1～10l。
作为温度条件，没有特别限制，只要在-50～200℃的范围进行即可。通常优选0～100℃、特别是更优选0～70℃。
如果是低于-50℃的温度，则反应速度变慢，如果是超过200℃的温度，则有时也发生产物的分解等。
作为压力条件，没有特别限制，例如只要在减压～加压下即0.02mpa～3mpa(绝对压力。以下相同。)的范围进行即可，在这种情况下，优选0.02mpa～2mpa、特别是更优选0.02mpa～1mpa。
作为反应中使用的反应容器，可列举出蒙乃尔合金、哈斯特洛伊合金、镍、或以这些金属、聚四氟乙烯、全氟聚醚树脂等氟树脂为衬里的耐压反应容器等。
作为反应时间，没有特别限制，只要在0.1～24小时的范围进行即可，由于因基质及反应条件而异，因此优选通过气相色谱、液相色谱、nmr等分析手段，对反应的进行状况进行追踪，将作为原料的全氟烷烃磺酰卤基本消失的时刻作为终点。
本工序中，由于在全氟烷烃磺酰胺铵盐生成的同时，在反应体系内也生成卤化铵(nh4·x)，因此反应后以包含作为目标产物的该铵盐、卤化铵、及溶剂的溶液的形式而得到。对于在本工序中不从该溶液中分离目标产物而直接用作第2工序的原料，从生产率的观点出发也是优选的方式之一。
<第2工序>
接着，对第2工序进行说明。第2工序为对第1工序中得到的溶液进行滤除，由此将该溶液中所含的卤化铵分离去除，得到包含全氟烷烃磺酰胺铵盐的溶液的工序(线路2)。
线路2
作为实施滤除(也称为过滤)的实施方式，没有特别限制，用有机化学的通常的操作进行即可。例如优选离心分离、减压过滤、加压过滤，特别优选离心分离、加压过滤。
实施过滤的温度条件优选10-80℃、特别优选30-60℃。若温度低于10℃，则全氟烷烃磺酰胺铵盐也析出、收率会降低。另外，若为超过80℃的温度，则卤化铵在溶剂中也会溶解，变得难以分离，也成为在后述的第4工序中目标产物的选择率、收率会降低的原因。
本工序后，得到卤化铵被分离去除的包含全氟烷烃磺酰胺铵盐的溶液，但可以在该阶段不对该溶液进行纯化操作，而直接用作第3工序的原料。
<第3工序>
接着，对第3工序进行说明。第3工序为对第2工序中得到的包含全氟烷烃磺酰胺铵盐的溶液添加有机碱，从而得到包含“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”和氨的溶液，接着将氨从该溶液中分离去除的工序(线路3)。
线路3
本发明中使用的有机碱可列举出：甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、正丙胺、二正丙胺、异丙胺、二异丙胺、正丁胺、二正丁胺、仲丁胺、二仲丁胺、叔丁胺、二叔丁胺、苯胺、二苯胺等伯胺或仲胺、
下述式所示的叔胺
nr1r2r3
[式中，r1、r2、r3相同或不同，表示碳数1～8的直链或支链的烷基、碳数3～8的环烷基、或芳基(芳基的氢原子的一部分或全部可以被卤素(氟、氯、溴、碘)、碳数1～10的烷基、碳数1～10的卤代烷基、碳数3～8的环烷基、氨基、硝基、乙酰基、氰基或羟基取代。)。]、
吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、4-二甲基氨基吡啶、二甲基吡啶(lutidine)、嘧啶、哒嗪、吡嗪、恶唑、异恶唑、噻唑、异噻唑、咪唑、1,2-二甲基咪唑、3-(二甲基氨基)丙基咪唑、吡唑，呋咱、喹啉、异喹啉、嘌呤、1h-吲唑、喹唑啉、噌啉、喹喔啉、酞嗪、喋啶、菲啶、2,6-二叔丁基吡啶、2,2'-联吡啶、4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶、4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶、5,5'-二甲基-2,2'-联吡啶、6,6'-叔丁基-2,2'-联吡啶、4,4'-二苯基-2,2'-联吡啶、1,10-邻二氮杂菲、2,7-二甲基-1,10-邻二氮杂菲、5,6-二甲基-1,10-邻二氮杂菲、4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲等含氮芳香族杂环式化合物、
1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯等亚胺系碱。
前述叔胺的具体的例子为三甲胺、三乙胺、n-乙基二异丙胺、三正丙胺、三异丙胺、三正丁胺、三辛胺、三癸胺、三苯胺、三苄胺、三(2-乙基己基)胺、n,n-二甲基癸胺、n-苄基二甲胺、n-正丁基二甲胺、n,n-二甲基环己基胺、n,n,n’,n’-四甲基乙二胺、n,n-二甲基苯胺、n,n-二乙基苯胺、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、n-甲基吡咯烷、n-甲基哌啶、n-甲基吗啉、n-乙基吗啉、n,n′-二甲基哌嗪、n-甲基哌可啉(n-methylpipecoline)、n-甲基吡咯烷酮、n-乙烯基-吡咯烷酮、双(2-二甲基氨基-乙基)醚、n,n,n,n',n”-五甲基二亚乙基三胺、三乙醇胺、三丙醇胺、二甲基乙醇胺、二甲基氨基乙氧基乙醇、n,n-二甲基氨基丙基胺、n,n,n',n',n”-五甲基二亚丙基三胺、三(3-二甲基氨基丙基)胺、四甲基亚氨基-双(丙基胺)、n-二乙基乙醇胺等。
这些之中，优选二甲胺、二乙胺、二正丙胺、二异丙胺、二正丁胺、二苯胺、三甲胺、三乙胺、二异丙基乙胺、三正丙基胺、三正丁胺、吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、4-二甲基氨基吡啶、二甲基吡啶、嘧啶、哒嗪、吡嗪、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯，更优选二乙胺、三乙胺、二异丙基乙胺、三正丁胺、吡啶。
本工序中使用的有机碱的用量通常相对于全氟烷烃磺酰胺铵盐1摩尔为1摩尔以上。为了使本工序顺利地进行，相对于全氟烷烃磺酰胺铵盐1摩尔，有机碱在化学计量上需要为1摩尔，对于后述的第4工序也是，在使“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”与硫酰氟反应时，相对于该盐1摩尔，有机碱必须为1摩尔。因此在本工序中，可以假定后述的第4工序，相对于全氟烷烃磺酰胺铵盐1摩尔使用2摩尔以上的有机碱。
需要说明的是，若有机碱比1摩尔少，则有时氨的游离、去除不能充分进行。另外，若使用化学计量以上的有机碱，则反应速度变快、可能缩短第3工序的时间，但若超出所需地过量使用，则在经济上是不利的。因此，作为有机碱的用量，相对于全氟烷烃磺酰胺铵盐1摩尔，优选为2摩尔～10摩尔、更优选为2.5～5摩尔。
由于加入有机碱后随着反应进行，在反应体系内产生氨，因此在本工序中，例如可列举出在带冷却器的反应容器中进行反应，用冷却器将与反应的进行一起产生的氨回收的方法。对其方法没有特别限制，本领域技术人员可以适宜调整。
需要说明的是，回收氨时，通过采用后述的反应条件(温度条件、压力条件)，能高效地回收氨。
反应温度通常为20～80℃，优选为25～60℃。若反应温度低于20℃，则氨的游离、去除不能充分进行，工序所需的时间会变长。另一方面，若在超过80℃的反应温度的情况下，则有溶剂、有机碱飞散的担心。
压力条件通常为0.02mpa～0.1mpa，优选为0.04mpa～0.08mpa。若在超过该范围的减压条件下实施，则能够效率更好地去除，因此是优选的，但若减压度过大，则溶剂、有机碱会飞散，在经济上是不利的。
本工序中，对包含“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”和氨(nh3)的溶液将氨从该溶液中分离去除时，通过在0.02mpa～0.1mpa的压力条件下、在20℃～80℃下进行加热而进行是优选的方式之一。
作为反应时间，没有特别限制，只要在0.1～24小时的范围进行即可，由于因基质及反应条件而异，因此优选通过气相色谱、液相色谱、离子色谱、nmr等分析手段，对反应的进行状况进行追踪，将全氟烷烃磺酰胺铵盐基本消失的时刻作为终点。
在第4工序中，该铵盐在大量残留在反应液内的状态下与硫酰氟反应时，会引起副反应，第4工序中的目标产物的收率会降低，因此未反应的全氟烷烃磺酰胺铵盐少者是优选的。
作为反应中使用的反应容器，可列举出蒙乃尔合金、哈斯特洛伊合金、镍、或以这些金属、聚四氟乙烯、全氟聚醚树脂等氟树脂为衬里的耐压反应容器等。
这样，通过本工序将全氟烷烃磺酰胺铵盐(rfso2nh2·nh3)转化为全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐，通过施加特定的反应条件，能效率良好地去除氨。
需要说明的是，对于将本工序中得到的包含“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”的溶液直接用作第4工序的原料，从生产率的观点出发也是优选的方式之一。
<第4工序>
接着，对第4工序进行说明。第4工序为在有机碱的存在下对第3工序中得到的包含“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”的溶液添加硫酰氟，合成(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐的工序(线路4)。
线路4
由于本工序中使用的硫酰氟的用量相对于“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”1摩尔在化学计量上需要为1摩尔，因此通常使用1摩尔以上即可。但是实际从1摩尔～10摩尔、优选1～5摩尔中进行适宜选择。
若比1摩尔少，则会成为反应收率降低的原因。另外，即使使用超过10摩尔，对反应的进行也没有问题，但在反应速度、收率、或经济性的方面没有特别优势。
关于有机碱，在本工序中也可以另外加入与在第3工序中使用的同样种类的有机碱。对于有机碱的用量，相对于“全氟烷烃磺酰胺与有机碱的盐”1摩尔，以化学计量计通常为1摩尔，但如之前的第3工序所述，在第3工序中使用化学计量以上的有机碱的情况(具体而言为相对于全氟烷烃磺酰胺铵盐1摩尔使用2摩尔以上的情况)下，在本工序中，前工序中使用的有机碱残留在反应体系中。因此，可以根据前工序的有机碱的添加量，在本工序中减少有机碱的量、或者新添加所需量的有机碱。但是，若对于有机碱使用超过化学计量的量，则反应速度变快，可能缩短第3工序的时间，另一方面，若超出所需地过量使用，则在经济上是不利的。因此，作为有机碱的用量，相对于全氟烷烃磺酰胺铵盐1摩尔，优选为2摩尔～10摩尔、更优选为2.5～5摩尔。需要说明的是，若有机碱比1摩尔少，则有时氨的游离、去除不能充分进行。
本工序中使用的反应溶剂可以使用与第1工序中使用的溶剂相同的溶剂。需要说明的是，对于本发明，能通过前述第1工序～第4工序，在不特别地进行溶剂的置换操作等来实施本工序。
需要说明的是，关于本工序中另外添加溶剂时的溶剂的种类和用量，可以采用与第1工序中记载的同样的条件，在本工序中不特别重复记载。
作为温度条件，没有特别限制，只要在-50～200℃的范围进行即可。通常优选0～100℃、特别是更优选0～70℃。如果为低于-50℃的温度，则反应速度变慢，如果为超过200℃的温度，则有时也发生产物的分解等。
作为压力条件，没有特别限制，例如只要在减压～加压下即0.02mpa～3mpa的范围进行即可，在这种情况下，优选0.02mpa～2mpa、特别是更优选0.02mpa～1mpa。
作为反应中使用的反应容器，可列举出蒙乃尔合金、哈斯特洛伊合金、镍、或以这些金属、聚四氟乙烯、全氟聚醚树脂等氟树脂为衬里的耐压反应容器等。
作为反应时间，没有特别限制，只要在0.1～24小时的范围进行即可，由于因基质及反应条件而异，因此优选通过气相色谱、液相色谱、离子色谱、nmr等分析手段，对反应的进行状况进行追踪，将原料基本消失时的时刻作为终点。
以上，通过经过第1工序～第4工序，能够以工业上有利的制造方法制造(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐。
接着，对使得到的(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐与碱金属的氢氧化物或碳酸盐、或碱土金属的氢氧化物或碳酸盐反应，得到式[3]所示的(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺酸金属盐的方法进行说明。
此处，式[3]中，“m”表示碱金属或碱土金属，其与后述的碱金属的氢氧化物或碳酸盐、或碱土金属的氢氧化物或碳酸盐中的碱金属、碱土金属相对应。进而，式[3]中，“n”表示与该金属的价数相等的整数。
作为使用的碱金属的氢氧化物，可列举出氢氧化锂(lioh)、氢氧化钠(naoh)、氢氧化钾(koh)、氢氧化铷(rboh)、氢氧化铯(csoh)；作为碱金属的碳酸盐，可列举出碳酸锂(li2co3)、碳酸钠(na2co3)、碳酸钾(k2co3)、碳酸铷(rb2co3)、碳酸铯(cs2co3)；作为碱土金属的氢氧化物，可列举出氢氧化镁(mg(oh)2)、氢氧化钙(ca(oh)2)、氢氧化钡(ba(oh)2)、氢氧化锶(sr(oh)2)；作为碱土金属的碳酸盐，可列举出碳酸镁(mgco3)、碳酸钙(caco3)、碳酸钡(baco3)、碳酸锶(srco3)，优选可列举出氢氧化锂(lioh)、氢氧化钠(naoh)、氢氧化钾(koh)、氢氧化铷(rboh)、氢氧化铯(csoh)、氢氧化镁(mg(oh)2)、氢氧化钙(ca(oh)2)、氢氧化钡(ba(oh)2)、氢氧化锶(sr(oh)2)。
另外，这些碱金属的氢氧化物或碳酸盐、或碱土金属的氢氧化物或碳酸盐也可以组合使用1种或2种以上。使用2种以上时，优选使用同一碱金属的氢氧化物与碳酸盐(例如氢氧化钾与碳酸钾)的组合、或同一碱土金属的氢氧化物与碳酸盐(例如氢氧化镁与碳酸镁)的组合。
对于碱金属的氢氧化物或碳酸盐、或碱土金属的氢氧化物或碳酸盐的用量，相对于(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐1摩尔，优选为1摩尔～5摩尔、更优选为1摩尔～3摩尔。在使超过5摩尔的量即过量的碱反应的情况下，反应虽然进行，但有时前述(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐等“由亚胺酸和有机碱形成的盐或络合物”会分解，收率会降低。另一方面，若比1摩尔少，则有时转化率降低。
使碱金属的氢氧化物或碳酸盐、或碱土金属的氢氧化物或碳酸盐反应时，可以使用溶剂。例如使用水作为溶剂的情况下，通常以浓度成为10质量％～70质量％、优选20质量％～60质量％、更优选30质量％～60质量％的方式添加水为宜。若水的量过少，则反应体系内的搅拌变得困难，另外在过多的情况下，反应后的处理变得烦杂，需要比通常更大的反应容器。
需要说明的是，也可以使用除水以外的有机溶剂。可以使用乙醚、二恶烷、四氢呋喃、乙二醇二甲基醚等醚类等的溶剂。另外，也可以与水一起组合而使用。作为溶剂的用量，相对于(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐，通常从0.5～10倍容量、优选1～7倍容量的范围中进行适宜选择。但是，由于即使使用水，反应也会充分进行，因此特意使用除水以外的有机溶剂的优势少。
对反应温度没有特别限制，通常为-10℃～110℃、优选为25～80℃。若低于-10℃，则有时会产生如下问题：反应不会充分进行，成为收率降低的原因，在经济上不利，或者反应速度降低从而到反应结束为止需要长时间等。另一方面，若超过110℃，则容易产生副产物。另外过度的加热的能量效率差。
作为反应时间，没有特别限制，通常只要在24小时以内的范围进行即可，优选通过离子色谱、nmr等分析手段对反应的进行状况进行追踪，将原料基质基本消失的时刻作为终点。
本工序中使用的反应器可以使用不锈钢、哈斯特洛伊合金、蒙乃尔合金等金属制容器；将四氟化乙烯树脂、氯三氟乙烯树脂、偏氟乙烯树脂、pfa树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、以及玻璃等在内部做衬里而成的容器等在常压或加压下能够进行充分反应的反应器。
[实施例]
以下通过实施例详细地对本发明进行说明，但不限于这些实施方式。
实施例1
第1工序：
在500ml的不锈钢制高压釜反应器中加入乙腈300g，将反应器冷却，在液温变为5℃以下后对反应器内进行脱气。脱气后，加入无水氨24.7g(1.45mol)，接着，边保持内温0～5℃边缓慢加入三氟甲烷磺酰氟66.3g(0.436mol)。三氟甲烷磺酰氟的导入结束后以原样继续搅拌13小时。13小时后，通过19fnmr对反应液进行定量，结果三氟甲烷磺酰胺铵盐为0.415mol(收率95.1％)。
第2工序：
将第1工序中得到的反应液加热至40℃后，使用桐山漏斗实施减压过滤。过滤后，通过离子色谱确认滤液中的氟化铵的含量，结果为0.0046mol，确认了能够去除99％。
第3工序：
将第2工序中得到的溶液移至安装有迪姆罗冷凝管的反应器中，加入三乙胺126g(1.25mol)，在0.064～0.068mpa的减压下、在50～55℃下加热12小时，使氨游离。反应后，通过离子色谱确认铵离子的含量，结果确认了从0.42mol降低至0.0007mol(减少率99.8％)。
第4工序：
将第3工序中得到的溶液放入至1000ml的不锈钢制高压釜反应器，将反应器冷却，在液温变为5℃以下后对反应器内进行脱气。脱气后，边保持内温0～5℃边缓慢加入硫酰氟63.15g(0.623mol)。硫酰氟的导入结束后，以其原样继续搅拌17小时。17小时后，通过19fnmr对反应液进行定量，结果以92.3％的收率得到目标产物三乙铵(氟磺酰)三氟甲烷磺酰亚胺盐0.404mol。
实施例2
第1工序：
在500ml的不锈钢制高压釜反应器中加入乙腈300g，将反应器冷却，在液温变为5℃以下后对反应器内进行脱气。脱气后，加入无水氨24.7g(1.45mol)，接着，边保持内温0～5℃边缓慢加入五氟乙烷磺酰氟88.1g(0.436mol)。五氟乙烷磺酰氟的导入结束后以其原样继续搅拌69小时。69小时后，通过19fnmr对反应液进行定量，结果三氟甲烷磺酰胺铵盐为0.369mol(收率84.7％)。
第2工序～第4工序：
对于第2工序及以后，通过与实施例1同样的方法进行反应。其结果，以77.3％的收率得到目标产物三乙铵(氟磺酰)五氟乙烷磺酰亚胺盐0.337mol。
实施例3
第1工序：
在500ml的不锈钢制高压釜反应器中加入乙腈200g，将反应器冷却，在液温变为5℃以下后对反应器内进行脱气。脱气后，加入无水氨12.3g(0.725mol)，接着，边保持内温0～5℃边缓慢加入九氟丁烷磺酰氟65.9g(0.218mol)。九氟丁烷磺酰氟的导入结束后以其原样继续搅拌22小时。22小时后，通过19fnmr对反应液进行定量，结果九氟丁烷磺酰胺铵盐为0.177mol(收率81.2％)。
第2工序～第4工序：
对于第2工序及以后，通过与实施例1同样的方法进行反应。其结果，以72.3％的收率得到目标产物三乙铵(氟磺酰)九氟丁烷磺酰亚胺盐0.157mol。
实施例4
第1工序：
在500ml的不锈钢制高压釜反应器中加入乙腈300g，将反应器冷却，在液温变为5℃以下后对反应器内进行脱气。脱气后，加入无水氨24.7g(1.45mol)，接着，边保持内温0～5℃边缓慢加入三氟甲烷磺酰氟66.3g(0.436mol)。三氟甲烷磺酰氟的导入结束后以其原样继续搅拌18小时。18小时后，通过19fnmr对反应液进行定量，结果三氟甲烷磺酰胺铵盐为0.415mol(收率95.1％)。
第2工序：
对第1工序中得到的反应液，在室温下、使用桐山漏斗实施减压过滤，得到滤液400g。通过19fnmr进行定量，结果确认了经过滤的滤液中含有0.415mol的三氟甲烷磺酰胺铵盐。另外，通过离子色谱确认经过滤的滤液中的氟化铵的含量，结果为0.0112mol，确认了能够去除97％。
第3工序～第4工序：
对于第3工序及以后，除了使用二乙胺91.4g(1.25mol)替换三乙胺以外，通过与实施例1同样的方法进行反应，由此以86.2％的收率得到目标产物二乙铵(氟磺酰)三氟甲烷磺酰亚胺盐0.376mol。
实施例5
第1工序：
在500ml的不锈钢制高压釜反应器中加入乙腈300g，将反应器冷却，在液温变为5℃以下后对反应器内进行脱气。脱气后，加入无水氨24.7g(1.45mol)，接着，边保持内温0～5℃边缓慢加入三氟甲烷磺酰氟66.3g(0.436mol)。三氟甲烷磺酰氟的导入结束后以其原样继续搅拌15小时。15小时后，通过19fnmr对反应液进行定量，结果三氟甲烷磺酰胺铵盐为0.415mol(收率95.1％)。
第2工序：
对第1工序中得到的反应液在室温下、用桐山漏斗实施减压过滤，得到滤液400g。通过19fnmr进行定量，结果确认了经过滤的滤液中含有0.415mol的三氟甲烷磺酰胺铵盐。另外，通过离子色谱确认经过滤的滤液中的氟化铵的含量，结果为0.0112mol，确认了能够去除97％。
第3工序～第4工序：
对于第3工序及以后，除了使用吡啶98.8g(1.25mol)替换三乙胺以外，通过与实施例1同样的方法进行反应，由此以82.1％的收率得到目标产物吡啶(氟磺酰)三氟甲烷磺酰亚胺盐0.358mol。
[比较例1]
第1工序：
在500ml的不锈钢制高压釜反应器中加入乙腈300g，将反应器冷却，在液温变为5℃以下后对反应器内进行脱气。脱气后，加入无水氨24.7g(1.45mol)，接着，边保持内温0～5℃边缓慢加入三氟甲烷磺酰氟66.3g(0.436mol)。三氟甲烷磺酰氟的导入结束后以其原样继续搅拌15小时。15小时后，通过19fnmr对反应液进行定量，结果三氟甲烷磺酰胺铵盐为0.415mol(收率95.1％)。
接着，除了对第1工序中得到的溶液添加三乙胺162g(1.60mol)以外，与实施例1的第3工序、第4工序同样的方法进行反应，由此以60.6％的收率得到目标产物三乙铵(氟磺酰)三氟甲烷磺酰亚胺盐0.264mol。
即可知，在不进行第2工序而进行第3工序及第4工序的情况下，(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐的收率显著降低。推测这是在反应体系中存在大量铵阳离子，从而容易发生副反应。
实施例6
接着，将实施例1中得到的三乙铵(氟磺酰)三氟甲烷磺酰亚胺盐0.404mol(134.2g)和包含氢氧化钾24.9g的水溶液在室温下混合，搅拌1小时。搅拌后，将反应混合物中所含的三乙胺及水蒸馏去除，得到(氟磺酰)三氟甲烷磺酰亚胺钾。进而向其中加入乙腈，对未溶解成分进行滤除，将乙腈蒸馏去除，以80％的收率得到纯度99％以上的(氟磺酰)三氟甲烷磺酰亚胺钾87.0g。
实施例7
接着，除了将实施例2中得到的三乙基铵(氟磺酰)五氟乙烷磺酰亚胺盐0.337mol(128.8g)和包含氢氧化锂8.9g的水溶液在室温下混合以外，进行与实施例6同样的操作。其结果，以78％的收率得到纯度99％的(氟磺酰)五氟甲烷磺酰亚胺锂75.5g。
产业上的可利用性
本发明中作为对象的(氟磺酰)全氟烷烃磺酰亚胺盐可以用作药物、农药的中间体、电池电解质、以及酸催化剂。