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(fù)分解交換反應(yīng)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(jí)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(yīng)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(yīng)用于可充超級(jí)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(xué)性能。
[0006] 針對(duì)雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的制備技術(shù)，國(guó)內(nèi)外已見報(bào)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(luò)合得到。但是其存在以 下的缺點(diǎn)：作為反應(yīng)原料的雙氟磺酰亞胺屬于高活性強(qiáng)質(zhì)子酸，與酯、醇、醚類等皆能進(jìn)行 插入式反應(yīng)，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(yīng)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(fù)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(duì)雙氟 代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰產(chǎn)物進(jìn)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(shí)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(jìn)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(fù)分解交換反應(yīng)，在低于所述的反應(yīng)使用的溶劑沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行。
[0018] 所述的復(fù)分解交換反應(yīng)的反應(yīng)溫度為5_60°C。
[0019] 所述的復(fù)分解交換反應(yīng)進(jìn)行1小時(shí)后，反應(yīng)完成90%以上。
[0020] 所述的復(fù)分解交換反應(yīng)進(jìn)行0. 5-24小時(shí)，優(yōu)選進(jìn)行1-12小時(shí)。
[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(jìn)行反應(yīng)。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(huì)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(shì)：
[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(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，反應(yīng)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(qǐng)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(jiǎn)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(shí)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(shí)間 延遲（relax.Delay) :3. 000 秒；脈沖：45. 0 度；獲得時(shí)間（Acq.time):1. 812 秒；寬度： 144. 7kHz;32 次重復(fù)；觀測(cè)：F19, 376. 3177408MHz;數(shù)據(jù)處理：FT尺寸（FTsize) 524288;總 時(shí)間：2分鐘，34秒）。
【具體實(shí)施方式】：
[0028] 以下本發(fā)明將結(jié)合具體實(shí)施例做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，使技術(shù)人員更加清楚地了解 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該理解，其中的內(nèi)容只是用作說明，而絕非對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限 制。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)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(jìn)行。除非另外說明，所有的份數(shù)為重量份計(jì)，所有的百分比為重量百分比計(jì)。
[0029] 實(shí)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(yīng)。1小時(shí)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(jì)算得出反應(yīng)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(cè)，在1384cm\ 1218cm\ 1104cm\ 1028cm\通過對(duì)雙氟代磺酰 亞胺鉀標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照，確定為雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的特征基團(tuán)。
[0032] 實(shí)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(yīng)。2小時(shí)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(jì)算得出反應(yīng)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(cè)，在1384cm\ 1218cm\ 1104cm\ 1028cm\通過對(duì)雙氟代磺酰 亞胺鉀標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照，確定為雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的特征基團(tuán)。
[0035] 實(shí)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(yīng)。1小時(shí)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(jì)算得出反應(yīng)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(cè)，在1384cm\ 1218cm\ 1104cm\ 1028cm\通過對(duì)雙氟代磺酰 亞胺鉀標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照，確定為雙氟代磺酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰的特征基團(tuán)。
[0038] 應(yīng)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(duì)本發(fā)明 作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(fù)分解交換反應(yīng)，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(duì)雙氟代磺 酰亞胺螺旋雙吡咯烷鑰產(chǎn)物進(jìn)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(fù)分解交換反應(yīng)，在低于所述的反應(yīng)對(duì)應(yīng)使用的溶劑沸點(diǎn)溫度下進(jìn)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(fù)分解交換反應(yīng)的反應(yīng)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(fù)分解交換反應(yīng)進(jìn)行〇. 5-24小時(shí)。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(fù)分解交換反應(yīng)進(jìn)行1-12小時(shí)。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(jìn)行反應(yīng)。
【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(fù)分解交換反應(yīng)，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(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，反應(yīng)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(qǐng)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(jiǎn)單，易于規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
【IPC分類】C07D487/10
【公開號(hào)】CN105131000
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510526818
【發(fā)明人】張先林, 楊志勇, 吳國(guó)棟, 張麗亞, 周立新
【申請(qǐng)人】江蘇華盛精化工有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月25日