一種雙(氟磺酰)亞胺的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于氟化工領(lǐng)域，旨在提供一種雙（氟磺酰）亞胺的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙（氟磺酰）亞胺，顯6〇2朽2是一種重要的含氮強酸，在化學中具有非常高的實用 價值。在有機化學中，主要用于酸催化反應(yīng)或用于制備其他催化劑；在電化學中，可以作為 鋰離子電池電解質(zhì)的重要合成原料。如雙（氟磺酰）亞胺鋰因其具有良好的電化學性能而 成為鋰離子電池電解質(zhì)中的一種重要類型，其具有穩(wěn)定性高，水解穩(wěn)定性號，環(huán)境友好等優(yōu) 點，明顯好于六氟磷酸鋰（LiPF6)等現(xiàn)用的較多的電解質(zhì)材料；雙（氟磺酰）亞胺的稀土金 屬鹽因為雙（氟磺酰）亞胺陰離子具有弱配位效應(yīng)，而使稀土金屬離子表現(xiàn)出很強的Lewis 酸性，成為一種良好的酸性催化劑。相比氯化鋁或氫氟酸等經(jīng)典Lewis酸催化劑具有顯著 的環(huán)境友好性。同樣地，具有相似結(jié)構(gòu)的雙（全氟烷基磺酰）亞胺與雙（氟磺酰）亞胺具 有相似的性質(zhì)，該系列的化合物都是氟化工領(lǐng)域中重要的中間產(chǎn)物。因此具有重要的經(jīng)濟 價值和社會意義。
[0003] 已知文獻中關(guān)于制備雙（氟磺酰）亞胺或雙（全氟烷基磺酰）亞胺的方法如下：
[0004]
[0005] Xiuhua Hao 等人（Journal of Fluorine Chemistry 127 (2006) 193-199)通過使 用酸性陽離子交換樹脂由雙（全氟辛基磺酰）亞胺三乙胺鹽制備雙（全氟辛基磺酰亞胺）， 反應(yīng)后通過在120~160°C，0. 02mmHg條件下升華得到。該方法針對雙（全氟烷基磺酰） 亞胺三乙胺鹽進行酸化制備雙（全氟烷基磺酰）亞胺，對雙（全氟烷基磺酰）亞胺的堿金 屬鹽沒有作用。
[0006] 美國專利US5874616報道了全氟烷基磺酰鹵化物和全氟烷基磺酰胺在非質(zhì)子性 溶劑下制備得到全氟烷基磺酰亞胺鹽，酸化后減壓蒸餾，得到全氟烷基磺酰亞胺。
[0007] 美國專利US20010021790報道了氨、全氟烷基磺?；u化物和堿金屬氟化物反應(yīng) 制備全氟烷基磺酰亞胺。該方法需要對反應(yīng)后混合物進行過濾、酸化、濃縮等操作，較為復(fù) 雜。
[0008] 中國專利200810197929報道了將磺酰胺、二氯亞砜、氯磺酸按一定比例反應(yīng)，制 備雙（氟磺酰）亞胺。反應(yīng)時間長。
[0009] 在國內(nèi)外關(guān)于制備雙（氟磺酰）亞胺的報道中，或多或少使用了具有氟化氫、濃硫 酸等具有一定危險性強酸，這給實際生產(chǎn)帶來了一定的不變。本發(fā)明提供了一種使用氯化 氫制備雙（氟磺酰）亞胺的方法，避免了使用氟化氫、濃硫酸等強酸，可達到相當或更高的 反應(yīng)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙（氟磺酰）亞胺的制備方法。
[0011] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
[0012] 一種雙（氟磺酰）亞胺的制備方法，具體包括如下步驟：
[0013] 步驟1、以雙（氟磺酰）亞胺堿金屬鹽為溶質(zhì)，配制濃度為0· 05~0· 5mol/L的溶 液，劇烈攪拌并向溶液中鼓入氯化氫氣體，氯化氫氣體的鼓入速度為〇. 1~〇. 5L/min。保持 常壓，反應(yīng)30~90min。
[0014] 步驟1所述的溶液中的溶劑為非質(zhì)子性溶劑，是乙酸乙醋、乙酸丁醋、乙腈中的一 種或幾種；所述的溶液中的溶劑為混合溶劑時，其混合比例為任意比例；
[0015] 所述的堿金屬鹽的化學式的通式為麗(SO2F)2，其中M表示鋰、鈉或鉀。
[0016] 所述的反應(yīng)過程中排出的氣體使用堿液吸收。
[0017] 步驟2、反應(yīng)后將反應(yīng)混合物過濾，除去沉淀，得到雙（氟磺酰）亞胺的溶液；
[0018] 步驟3、根據(jù)溶液中溶劑的沸點，將得到的雙（氟磺酰）亞胺溶液蒸餾除去溶劑，得 到雙（氟磺酰）亞胺；雙（氟磺酰）亞胺化學式為HN(S02F)2。
[0019] 所述的雙（氟磺酰）亞胺堿金屬鹽純度大于99%，Γ< 0· 05%，H2O < 1%，包括 雙（氟磺酰）亞胺鋰、雙（氟磺酰）亞胺鈉或雙（氟磺酰）亞胺鉀。
[0020] 所述通入的氯化氫氣體純度大于99. 9%，H2O < 0. 05%。
[0021] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0022] 本發(fā)明涉及一種制備雙（氟磺酰）亞胺的方法，避免了使用氟化氫、濃硫酸等具有 相當危險性的強酸作為酸化原料。本發(fā)明涉及的方法反應(yīng)條件溫和，不需要加熱，常壓下可 進行，操作簡單。
【附圖說明】
[0023] 圖1為雙（氟磺酰）亞胺的19F-NMR譜圖。
[0024] 圖2為雙（氟磺酰）亞胺的紅外光譜圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施做進一步分析。
[0026] 一種雙（氟磺酰）亞胺的制備方法，具體包括如下步驟：
[0027] 步驟1、以雙（氟磺酰）亞胺堿金屬鹽為溶質(zhì)，配制濃度為0· 05~0· 5mol/L的溶 液，劇烈攪拌并向溶液中鼓入氯化氫氣體，氯化氫氣體的鼓入速度為〇. 1~〇. 5L/min。保持 常壓，反應(yīng)30~90min。
[0028] 步驟1所述的溶液中的溶劑為非質(zhì)子性溶劑，是乙酸乙醋、乙酸丁醋、乙腈中的一 種或幾種；所述的溶液中的溶劑為混合溶劑時，其混合比例為任意比例；
[0029] 所述的堿金屬鹽的化學式的通式為麗(SO2F)2，其中M表示鋰、鈉或鉀。
[0030] 所述的反應(yīng)過程中排出的氣體使用堿液吸收。
[0031] 步驟2、反應(yīng)后將反應(yīng)混合物過濾，除去沉淀，得到雙（氟磺酰）亞胺的溶液；
[0032] 步驟3、根據(jù)溶液中溶劑的沸點，將得到的雙（氟磺酰）亞胺溶液蒸餾除去溶劑，得 到雙（氟磺酰）亞胺；雙（氟磺酰）亞胺化學式為HN(SO2F)2。雙（氟磺酰）亞胺的 19F-NMR 譜圖和紅外光譜圖如圖1和2所示。
[0033] 所述的雙（氟磺酰）亞胺堿金屬鹽純度大于99%，Γ< 0· 05%，H2O < 1%，包括 雙（氟磺酰）亞胺鋰、雙（氟磺酰）亞胺鈉或雙（氟磺酰）亞胺鉀。
[0034] 所述通入的氯化氫氣體純度大于99. 9%，H2O