專利名稱：氟磺酰亞胺的堿金屬鹽及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氟磺酰亞胺的堿金屬鹽，具體地涉及N-(氟磺?；?-N-(氟烷基磺酰)亞胺、二(氟磺酰)亞胺的堿金屬鹽及其制備方法。
背景技術(shù)：
N-(氟磺?；?-N-(氟烷基磺酰)亞胺、二(氟磺酰)亞胺等的氟磺酰亞胺的鹽及其衍生物，作為具有N(SO2F)基團(tuán)或N(SO2F)2基團(tuán)的化合物的中間體是有用的，另外，在用作電解質(zhì)、添加到燃料電池的電解液中的添加物、選擇性的親電子氟化劑、光致酸發(fā)生劑、熱致酸發(fā)生劑、近紅外線吸收色素等的各種用途中，是有用的化合物。以往，通過使用氟化劑對氯磺酰亞胺進(jìn)行鹵素交換的方法(非專利文獻(xiàn)1、2)、或者通過在尿素的存在下將氟磺酸(HFSO3)蒸餾得到二(氟磺酰)亞胺的方法(專利文獻(xiàn)I)·等來制備氟磺酰亞胺類。另外，本發(fā)明的發(fā)明人提出了使用含有特定的元素的氟化物來制備氟磺酰亞胺的方法(專利文獻(xiàn)2)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :特表平8-511274號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :國際公開第2009/123328號(hào)小冊子非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)I : John K. Ruff 以及 Max Lustig、Inorg. Synth. 11，138-140 (1968 年)非專利文獻(xiàn)2 Jean，ne M. Shreeve 等、Inorg. Chem. 1998，37 (24)，6295-630
發(fā)明內(nèi)容
如上述那樣，對于氯磺酰亞胺的氟化進(jìn)行了反復(fù)改良，能夠在一定程度上提高其收率。然而，本發(fā)明的發(fā)明人在研究氟磺酰亞胺鹽在實(shí)際操作水平上的制備的過程中，認(rèn)識(shí)到在氟磺酰亞胺鹽生成后，除去反應(yīng)溶劑時(shí)，相對于原料100質(zhì)量％,溶劑的量為150質(zhì)量％以下時(shí)，存在從反應(yīng)溶液中難以除去溶劑的新的問題。另外，本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)氟磺酰亞胺與水的親和性高、難以降低生成物中的水分含量。這樣的水分在用到電化學(xué)裝置中時(shí)，不僅會(huì)降低電解液的耐電壓性，還成為腐蝕構(gòu)成裝置的部件(電極等)的原因。此外，雖然可以考慮通過加熱從生成物中除去溶劑或水分，但氟磺酰亞胺鹽的耐熱性并沒有高到那種程度，在高溫下的加熱或長時(shí)間的加熱使得生成物的收率降低，結(jié)果導(dǎo)致存在制備成本上升的問題。本發(fā)明是著眼于上述那樣的情況而完成的，其目的在于提供一種即使放大規(guī)模也能夠容易地從反應(yīng)溶液中除去溶劑的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法和通過該方法得到的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽。另外，本發(fā)明的目的還在于提供耐熱性良好的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽、以及特定的雜質(zhì)或水分含量降低了的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽、以及含有該金屬鹽的電解液。
本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過反復(fù)深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過下述方法可以解決上述課題，并且通過本發(fā)明的方法所得到的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽具有良好的耐熱性，另外，特定的雜質(zhì)或水分含量降低了的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽具有良好的耐熱性，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽是指用下述通式(I)表示的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽，其特征在于，在空氣氣流下、在100°c下保持8小時(shí)時(shí)的質(zhì)量損失率為2%以下，[化學(xué)式I]
權(quán)利要求
1.一種氟磺酰亞胺的堿金屬鹽，該氟磺酰亞胺的堿金屬鹽用下述通式(I)表示，其特征在于，在空氣氣流下、在100°c下保持8小時(shí)時(shí)的質(zhì)量損失率為2%以下，
2.一種氟磺酰亞胺的堿金屬鹽，該氟磺酰亞胺的堿金屬鹽用下述通式(I)表示，其特征在于，在空氣氣流下、在從25°C以10°C /分鐘的升溫速度進(jìn)行加熱時(shí)，質(zhì)量損失率達(dá)到2%的溫度為210°C以上，
3.一種氟磺酰亞胺的堿金屬鹽，該氟磺酰亞胺的堿金屬鹽用下述通式(I)表示，其特征在于，SO42-的含量為3OOOppm以下，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽，其中，F(xiàn)_的含量為IOOOppm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽，其中，水的含量為500ppm以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任意一項(xiàng)所述的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽，其中，所述氟磺酰亞胺的堿金屬鹽中含有4000ppm以下的殘留溶劑。
7.一種電解液，其特征在于，該電解液含有用下述通式(I)表示的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽和介質(zhì)，且SO42的含量為1500ppm以下，
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解液，其中，水的含量為250ppm以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電解液，其中，所述電解液中含有2000ppm以下的殘留溶劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任意一項(xiàng)所述的電解液，其中，F(xiàn)_的含量為500ppm以下。
11.權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法，其特征在于，該氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法包括 在向含有氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的反應(yīng)溶液中鼓入氣體的同時(shí)將氟磺酰亞胺的堿金屬鹽溶液濃縮的工序，和/或通過薄膜蒸餾將氟磺酰亞胺的堿金屬鹽溶液濃縮的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法，其中，所述濃縮工序在150°C以下進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法，其中，所述濃縮工序在40kPa以下進(jìn)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任意一項(xiàng)所述的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法，其中，所述反應(yīng)溶液中所含的反應(yīng)溶劑為酯類溶劑和/或腈類溶劑。
15.權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法，其特征在于，該氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法包括 通過薄膜蒸餾將氟磺酰亞胺的堿金屬鹽溶液濃縮的工序。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15中任意一項(xiàng)所述的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法，其中，該制備方法包括將在濃縮工序中得到的濃縮液在100°c以下加熱干燥的工序。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-16中任意一項(xiàng)所述的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法，其中，該制備方法包括在反應(yīng)溶劑的存在下、將氯磺酰亞胺或其鹽氟化的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種耐熱性良好、并且降低了特定的雜質(zhì)或水分含量的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽、以及能夠從反應(yīng)溶液中容易地除去溶劑的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法。本發(fā)明的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽用下述通式(I)表示，在空氣氣流下、在100℃下保持8小時(shí)時(shí)的質(zhì)量損失率為2%以下，本發(fā)明的氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的制備方法包括在向含有氟磺酰亞胺的堿金屬鹽的反應(yīng)溶液中鼓入氣體的同時(shí)將氟磺酰亞胺的堿金屬鹽溶液濃縮的工序、和/或通過薄膜蒸餾將氟磺酰亞胺的堿金屬鹽溶液濃縮的工序。
文檔編號(hào)C01B21/093GK102917979SQ201180026278
公開日2013年2月6日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者佐藤裕一, 佐藤信平, 奧村康則 申請人:株式會(huì)社日本觸媒