用于制备酰亚胺基二硫酰化合物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在高温下的连续反应中制备酰亚胺基二硫酰化合物 (imidodisulfuryl compounds)的方法。
【背景技术】
[0002] 如果没有另外的说明，则在下面的正文中采用以下的含义： CSI 氯磺酰异氰酸酯 CS0S 氯磺酸 C1SI双（氯磺酰基）酰亚胺FSI 氟磺酰基异氰酸酯 FS0S 氟磺酸 FR 流率 RT 室温
[0003] 酰亚胺基二硫酰化合物可用于多种用途。一个实例是将酰亚胺基二硫酰氯用于制 备双（氟甲磺酰亚胺）锂，该化合物还被用作例如锂离子电池（例如可以使用于汽车）蓄 电池中的电解质，并且被用作触摸屏中的抗静电剂。
[0004] DE 1159410B公开了一种通过卤代磺酸与尿素的反应而制备卤代磺酰基异氰酸酯 类的方法。该反应优选地是在100至180°c的温度下进行。该专利具体公开了在120至 150°C的温度下制备氯磺酰基异氰酸酯。
[0005] DE 1143495B公开了一种通过氟磺酸与尿素的反应而制备酰亚胺基-双（磺酰 基）氟的方法。如果反应温度未明确说明，则该反应在室温下开始并且不时在反应过程中 使反应混合物冷却。
[0006] CA 710255A公开了一种通过氯磺酸与三氯偶磷氮基磺酰氯化物的反应而制备酰 亚胺基-双（磺酰氯）化物的方法。例如CA 710255中所公开的方法具有需要磷化学品的 缺点，磷化学品是相当昂贵的并且其使用对环境是不利的。
[0007] WO2009/123328A1公开了以间歇法制备C1SI，在本发明的实施例部分给出细节 内容。
[0008] 方案1中描述了用于制备酰亚胺基二硫酰卤化物（也称为酰亚胺基双（硫酰基 卤）化物、酰亚胺基双硫酰卤化物或者双（卤代磺酰基）酰亚胺，其也可用于本发明的类似 化合物）的本发明的反应方程式： 方案1
[0009] 其中Xa和Xb是卤素。
[0010] 两种起始化合物异氰酸酯和磺酸、以及产物双（酰亚胺）是有毒和腐蚀性的。在 Xa和Xb是C1的情况下，产物在高温下显示非常高的放热分解，因而在生产中必须提供充分 的安全措施。反应热AH约为100kJ/m 〇l，酰亚胺基磺酰氯化物的分解开始是在大约180°C 并且绝热温度升高到超过400°C的温度。CSI与FS0S的反应和FSI与CS0S的反应显示相 似的分解开始温度。
[0011] 因此，生产的间歇过程中的反应温度不高于150°c，以避免爆炸的危险。间歇过程 的反应时间在大约8小时至24小时的范围内。
[0012] 另一方面，异氰酸酯与磺酸仅在高温下发生反应。由于这些情况和安全性考虑，所 以在过去仅以小批量且在低于所提及分解开始温度的温度下制备酰亚胺基二硫酰卤化物， 从而导致所提及的长的反应时间。
[0013] 对于也以大规模制备酰亚胺基二硫酰卤化物的方法现在着需求；该方法不需要磷 化学品、具有短的反应时间和高产率，其中该产物显示高纯度，并且能对反应物质和反应进 行安全处理。
[0014] 出乎意料地，可以在高于反应产物的分解开始温度的温度下使卤代磺酰基异氰酸 酯与卤代磺酸反应，酰亚胺基二硫酰卤化物没有期望的酰亚胺基二硫酰卤化物的预计的分 解，产率高。意想不到的是能够以安全的方式进行反应。这使期望的短反应时间成为可能。
[0015] 此外，可以实现短的反应时间，并且仍然获得具有高纯度产物，即不显示由于通常 在过高温度下发生分解或聚合反应所导致的变色。
【发明内容】
[0016] 本发明的主题是一种用于制备式（I)的化合物的方法：
[0017] 该方法包括三个连续的步骤：步骤（StepSl)、步骤（St印S2)和步骤（St印S3);
[0018]步骤（StepSl)包括反应（ReacRl);
[0019] 反应（ReacSl)是式（II)的化合物与式（III)的化合物的反应；
[0020] 其中
[0021] XI和X2是相同或不同的，并且彼此独立地选自？、(：1、8^】、(：16全氟烷基、和甲苯 基；
[0022] Rn+是选自 H +、Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca 2+、Zn2+、Cu2+、Al3+、Ti3+、Fe 2+、Fe3+、B3+、
[N(R20) (R21) (R22)R23]+、和[P(R20) (R21) (R22)R23]+;
[0023] R20、R21、R22和R23是相同或不同的，并且彼此独立地选自H、C1S烷基、C 56环烷 基、苯基、苄基、乙烯基和稀丙基；
[0024] n 为 1、2 或 3;
[0025] 反应（ReacSl)是以连续的方式进行；
[0026] 在步骤（St印S1)中，式（II)的化合物与式（III)的化合物的混合物通过 (DevSl)，装置（DevSl)是连续工作装置；在装置（DevSl)中，将式（II)的化合物与式（III) 的化合物的混合物加热到温度（TempSl)，温度（TempSl)为180到300°C，在该温度下发生 反应（ReacSl)，从而形成反应混合物；
[0027] 在步骤（St印2)中，来自装置（DevSl)的反应混合物通过装置（DevS2)，装置 (DevS2)是用于使反应混合物冷却的装置；
[0028] 在步骤（St印S3)中，来自装置（DevS2)的反应混合物通过装置（DevS3)，装置 (DevS3)是用于调节背压的装置；
[0029] 通过作用于装置（DevS2)或装置（DevS3)或者作用于装置（DevS2)和装置 (DevS3)的组合的反应混合物，而将反应混合物冷却到温度（TempS2)，温度（TempS2)为0 至 150°C。
【具体实施方式】
[0030] 优选地，所述方法包括步骤（StepS4)，该步骤（StepS4)是在步骤（StepS3)后进 行，在步骤（StepS4)中来自装置（DevS3)的反应混合物通过装置（DevS4)，装置（DevS4)是 用于从反应混合物中分离出〇) 2的装置。
[0031] 优选地，XI和X2是相同的，并且是选自FJUBr、^ 6全氟烷基和甲苯基；
[0032] 更优选地，XI和X2是相同的，并且是选自F、C1和Q 6全氟烷基；
[0033] 更优选地，XI和X2是相同的，并且是选自F、C1和CF3;
[0034] 特别是，XI和X2是相同的，并且是Cl或CF3;
[0035] 更特别是，XI和X2是Cl。
[0036] 优选地，Rn+是选自 H +、Li+、Na+、K+、
(R22)R23]+；
[0037] R20、R21、R22和R23是相同或不同的，并且彼此独立地选自H、C 1S烷基、C56环烷 基、苯基、苄基、乙烯基和稀丙基；
[0038]更优选地，Rn+是选自 H+、Li+、Na+、K+、
(R22)R23]+；
[0039] R20、R21、R22和R23是相同或不同的，并且彼此独立地选自H、C 1S烷基、C56环烷 基、苯基和苄基；
[0040] 甚至更优选地，Rn+是选自H+、Li+、Na+、K+、
[0041] R20、R21、R22和R23是相同或不同的，并且彼此独立地选自H、C 1S烷基、C56环烷 基、苯基和苄基；
[0042]特别地，Rn+是选自 H+、Li+、Na+、K+、
(R21) (R22)R23]+；
[0043] R20、R21、R22和R23是相同或不同的，并且彼此独立地选自H、C 1S烷基、C56环烷 基、苯基和苄基，
[0044] 更特别地，
[0045] Rn+是选自 H+、Li+、Na+、K+和
并且
[0046] R20和R21是相同或不同的，并且彼此独立地选自H和Q s烷基；
[0047] 甚至更特别地，
[0048] Rn+是选自H+、Na+和
并且
[0049] R20和R21是相同或不同的，并且彼此独立地选自Qs烷基；
[0050] 具体地，
[0051] Rn+是H+或者 并且 乂
[0052] R20和R21是相同或不同的，并且独立地选自Q 4烷基；
[0053] 更具体地，
[0054] Rn+是H+或者
并且
[0055] R20和R21是相同或不同的，并且彼此独立地选自甲