雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鎓的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，具體涉及通過螺旋 雙吡咯烷溴鑰與雙氟磺酰亞胺鉀鹽的復分解交換反應來制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰可用于多種領(lǐng)域，例如，可作為超級電容器電解 液添加劑，改善電容器循環(huán)性能，也可以作為電容器用電解質(zhì)使用；可作為聚合反應催化 劑；也可用于工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)抗靜電劑使用。
[0003] 雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰，其結(jié)構(gòu)如下：
[0004]
[0005] 現(xiàn)在研究表明，雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰應用于可充超級電容器中電解液 中，能有效降低電容器的容量損失，從而提供高電容器循環(huán)化學性能。
[0006] 針對雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備技術(shù)，國內(nèi)外已見報道包括雙氟磺酰 亞胺與螺旋雙吡咯烷溴鑰在非質(zhì)子極性溶劑中、在縛酸劑存在下絡合得到。但是其存在以 下的缺點：作為反應原料的雙氟磺酰亞胺屬于高活性強質(zhì)子酸，與酯、醇、醚類等皆能進行 插入式反應，雜質(zhì)眾多不易提純。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種反應選擇性好，產(chǎn)品品質(zhì)高且易提純的 制備雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的新工藝。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡 咯烷鑰的制備方法，其制備步驟包括：螺旋雙吡咯烷溴鑰與雙氟磺酰亞胺鉀鹽在溶劑中經(jīng) 復分解交換，得到雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰；
[0009] 所述的螺旋雙吡咯烷溴鑰的結(jié)構(gòu)式為
[0010] 所述的雙氟代磺酰亞胺鉀鹽的結(jié)構(gòu)式為
[0011] 所述雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的結(jié)構(gòu)式為：
3
[0012] 所述的雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備步驟還包括：使用萃取溶劑對雙氟 代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰產(chǎn)物進行萃取、過濾、洗滌和干燥步驟。
[0013] 所述的萃取溶劑為碳酸二甲酯、乙腈、乙酸乙酯中的一種或兩種及以上的任意比 例混合。
[0014] 所述的萃取的目的是：萃取未完全蒸發(fā)的溶劑，同時直接造粒，因此萃取溶劑的量 (體積量）可以多，也可以少。
[0015] 所述的干燥步驟在溫度30-80°C和壓力10_30kPa的條件下進行。
[0016] 所述的溶劑選自下述物質(zhì)中的一種：碳酸二甲酯、乙腈、硝基甲烷、碳酸甲乙酯、碳 酸二乙酯、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯、四氫呋喃、丙酮、雙三氟乙基碳酸酯、三氟乙基碳酸甲酯、 三氟乙基碳酸乙酯、1，2-二甲氧基乙烷、1，3-二氧戊烷、甲酸甲酯。
[0017] 所述的復分解交換反應，在低于所述的反應使用的溶劑沸點溫度下進行。
[0018] 所述的復分解交換反應的反應溫度為5_60°C。
[0019] 所述的復分解交換反應進行1小時后，反應完成90%以上。
[0020] 所述的復分解交換反應進行0. 5-24小時，優(yōu)選進行1-12小時。
[0021] 所述的螺旋雙吡咯烷溴鑰與雙氟磺酰亞胺鉀鹽以等摩爾比進行反應。在考慮鉀殘 留量的前提下為等摩爾配比，但是螺旋雙吡咯烷溴鑰過量也可以，只是過量的原料會殘留 在產(chǎn)品中需要在溶劑中萃取去除。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的方法具有如下的 技術(shù)優(yōu)勢：
[0023] 1)螺旋雙吡咯烷溴鑰與雙氟磺酰亞胺鉀鹽在溶劑中化學性質(zhì)穩(wěn)定，反應選擇性 好，包含的雜質(zhì)較少，制備得到的產(chǎn)品品質(zhì)高且易提純。
[0024] 2)本申請公開的雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，工藝路線簡單，易 于規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的紅外光譜圖；
[0026] 圖2時本發(fā)明雙氟代磺酰亞胺鉀的外紅光譜圖；
[0027] 圖3是本發(fā)明雙氟代磺酰亞胺鉀的F(19)NMR譜圖（ZCIRI1-400 ;F19-WLYP-6338; 脈沖序列（pulasesequence) :s2pul;溶劑：丙酮；室溫；IN0VA-400 "Z(3400"；馳豫時間 延遲（relax.Delay) :3. 000 秒；脈沖：45. 0 度；獲得時間（Acq.time):1. 812 秒；寬度： 144. 7kHz;32 次重復；觀測：F19, 376. 3177408MHz;數(shù)據(jù)處理：FT尺寸（FTsize) 524288;總 時間：2分鐘，34秒）。
【具體實施方式】：
[0028] 以下本發(fā)明將結(jié)合具體實施例做進一步的詳細說明，使技術(shù)人員更加清楚地了解 本發(fā)明的優(yōu)點。應該理解，其中的內(nèi)容只是用作說明，而絕非對本發(fā)明的保護范圍構(gòu)成限 制。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議 的條件進行。除非另外說明，所有的份數(shù)為重量份計，所有的百分比為重量百分比計。
[0029] 實施例1
[0030]向干燥的三口燒瓶中加入雙氟磺酰亞胺鉀鹽219g(lmol)、螺旋雙吡咯烷溴鑰 206g(lmol)和800g碳酸二甲酯，室溫下攪拌反應。1小時后取樣，過濾澄清后滴定溴離子， 螺旋雙吡咯烷溴鑰殘留量為〇. 5%，通過計算得出反應完成97%。減壓過濾除去不溶物，濾 液減壓下濃縮至150ml左右后加入等體積的異丙醇，降至室溫后經(jīng)過濾、洗滌，減壓lOKPa 下50°C干燥后得到雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰260g。
[0031] 產(chǎn)品經(jīng)過紅外檢測，在1384cm\ 1218cm\ 1104cm\ 1028cm\通過對雙氟代磺酰 亞胺鉀標準譜圖對照，確定為雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的特征基團。
[0032] 實施例2
[0033] 向干燥的三口燒瓶中加入雙氟磺酰亞胺鉀鹽219g(lmol)、螺旋雙吡咯烷溴鑰 206g(lmol)和800g乙酸乙酯，60°C下攪拌反應。2小時后取樣，過濾澄清后滴定溴離子，螺 旋雙吡咯烷溴鑰殘留量為〇. 1 %，通過計算得出反應完成99. 4%。減壓過濾除去不溶物，濾 液減壓下濃縮至160ml左右后加入等體積的異丙醇，降至室溫后經(jīng)過濾、洗滌，減壓30KPa 下80°C干燥后得到雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰248g。
[0034] 產(chǎn)品經(jīng)過紅外檢測，在1384cm\ 1218cm\ 1104cm\ 1028cm\通過對雙氟代磺酰 亞胺鉀標準譜圖對照，確定為雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的特征基團。
[0035] 實施例3
[0036] 向干燥的三口燒瓶中加入雙氟磺酰亞胺鉀鹽241g(l.lmol)、螺旋雙吡咯烷溴鑰 226g(l.lmol)和900g雙三氟乙基碳酸酯，40~45°C下攪拌反應。1小時后取樣，過濾澄清 后滴定溴離子，螺旋雙吡咯烷溴鑰殘留量為〇. 23%，通過計算得出反應完成98. 6%。減壓 過濾除去不溶物，濾液減壓下濃縮至200ml左右后加入等體積的異丙醇，降至室溫后經(jīng)過 濾、洗滌，減壓15KPa下60°C干燥后得到雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰275g。
[0037] 產(chǎn)品經(jīng)過紅外檢測，在1384cm\ 1218cm\ 1104cm\ 1028cm\通過對雙氟代磺酰 亞胺鉀標準譜圖對照，確定為雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的特征基團。
[0038] 應該理解，在閱讀了本發(fā)明公開的技術(shù)內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明 作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，其制備步驟包括：螺旋雙吡咯烷 溴鑰與雙氟磺酰亞胺鉀鹽在溶劑中經(jīng)復分解交換反應，得到雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷 鐵；所述的螺旋雙啦略焼漠鐵的結(jié)構(gòu)式為： 所述的雙氟代磺酰亞胺鉀鹽的結(jié)構(gòu)式為所述的雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的結(jié)構(gòu)式為：Q2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，其特征在 于：所述的雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備步驟還包括：使用萃取溶劑對雙氟代磺 酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰產(chǎn)物進行萃取，然后過濾、洗滌和干燥。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，其特征在 于：所述的萃取溶劑為碳酸二甲酯、乙腈、乙酸乙酯中一種或兩種及以上的組合。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，其特征在 于：所述的干燥步驟條件：溫度30-80°C、壓力10_30kPa。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，其特征在 于：所述的溶劑選自下述物質(zhì)中的一種：碳酸二甲酯、乙腈、硝基甲烷、碳酸甲乙酯、碳酸二 乙酯、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯、四氫呋喃、丙酮、雙三氟乙基碳酸酯、三氟乙基碳酸甲酯、三氟 乙基碳酸乙酯、1，2-二甲氧基乙烷、1，3-二氧戊烷、甲酸甲酯。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，其特征在 于：所述的復分解交換反應，在低于所述的反應對應使用的溶劑沸點溫度下進行。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，其特 征在于：所述的復分解交換反應的反應溫度為5-60°C。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，其特征在 于：所述的復分解交換反應進行〇. 5-24小時。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，其特征在 于：所述的復分解交換反應進行1-12小時。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備方法，其特征 在于：所述的螺旋雙吡咯烷溴鑰與雙氟磺酰亞胺鉀鹽以等摩爾比進行反應。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙氟磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鎓的制備方法，其制備步驟包括：螺旋雙吡咯烷溴鎓與雙氟磺酰亞胺鉀鹽在溶劑中經(jīng)復分解交換反應，得到雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鎓；螺旋雙吡咯烷溴鎓與雙氟磺酰亞胺鉀鹽在溶劑中化學性質(zhì)穩(wěn)定，反應選擇性好，包含的雜質(zhì)較少，制備得到的產(chǎn)品品質(zhì)高且易提純。本申請公開的雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鎓的制備方法，工藝路線簡單，易于規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。
【IPC分類】C07D487/10
【公開號】CN105131000
【申請?zhí)枴緾N201510526818
【發(fā)明人】張先林, 楊志勇, 吳國棟, 張麗亞, 周立新
【申請人】江蘇華盛精化工有限責任公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月25日