[發明專利]氟磺酰亞胺銨鹽的制造方法

在審

• 申請號: 201280010511.0
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN103391896A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 坪倉史朗;相浦恭幸;鈴木徹;丸山道明
• 申請（專利權）人: 日本曹達株式會社
• 主分類號: C01B21/093
• 分類號: C01B21/093;C07C303/40;C07C311/48
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 金世煜;苗堃

技術領域

本發明涉及氟磺酰亞胺銨鹽的制造方法。更詳細而言，本發明涉及有效率地制造無限地抑制了降低電解質特性等的金屬雜質的混入的氟磺酰亞胺銨鹽的方法。

本申請基于2011年3月3日在日本申請的特愿2011-046738號主張優先權，將其內容援引于此。

背景技術

氟磺酰亞胺鹽是作為電解質、燃料電池的電解液中的添加物、選擇性吸電子材料等在各種領域中有用的化合物（專利文獻1）。通過使用了堿金屬化合物、化合物的陽離子交換反應，可以得到氟磺酰亞胺堿金屬鹽、各種氟磺酰亞胺鹽。氟磺酰亞胺銨鹽作為氟磺酰亞胺堿金屬鹽、該銨鹽以外的氟磺酰亞胺鹽的制造中間體是有用的。

提出各種氟磺酰亞胺銨鹽的合成法。例如，非專利文獻1中公開了由二（氟磺酰基）亞胺與氨合成二（氟磺酰基）亞胺銨鹽的方法。

專利文獻2中公開了通過使二（氯磺酰基）亞胺與化合物反應而得到氯磺酰亞胺鹽，使其與包含選自第11族～第15族、第4周期～第6周期的元素（但是，砷和銻除外）中的至少1種元素的氟化物反應，從而合成雙［二（氟磺酰基）亞胺］鹽的方法。作為用于專利文獻2所述的制法的氟化物，公開了氟化鋅（ZnF₂）、氟化銅（CuF₂）、氟化鉍（BiF₂）等。這些均是常溫下為固體的物質。

此外，非專利文獻2或3中公開了將三氟化砷（AsF₃）、三氟化銻（SbF₃）作為氟化劑使用，由二（氯磺酰基）亞胺合成二（氟磺酰基）亞胺的方法。

專利文獻1：日本特表平08-511274號公報

專利文獻2：日本特開2010-168308號公報

非專利文獻1：Zeitschrift?fuer?Chemie（1987）,27（6）,227-8

非專利文獻2：John?K.Ruff,and?Max?Lustig,Inorg.Synth.11,138-140（1968年）

非專利文獻3：Jean′ne?M.Shreeve?et?al.,Inorg.Chem.1998,37（24）,6295-6303

發明內容

作為非專利文獻1中記載的合成法的原料的二（氟磺酰基）亞胺是通過用強酸處理二（氟磺酰基）亞胺鹽而游離化來得到的。然而，由于二（氟磺酰基）亞胺本身是強酸，所以工業的制造不容易。雖然有使用離子交換樹脂而合成二（氟磺酰基）亞胺的方法，但工序繁雜，不適合工業上的生產。

專利文獻2中記載的合成法中，由于來自上述氟化物的金屬元素使電解質的特性降低，所以需要除去來自氟化物的金屬元素。為了完全除去該金屬元素，必須進行繁雜的精制操作。

用于非專利文獻2或3中記載的合成法的AsF₃比較昂貴。由于As和Sb均是有高毒性的元素，因而在操作性上存在困難。尤其，使用AsF₃的合成法中，副生出難以與目的生成物分離的化合物。因此，非專利文獻2或3所公開的合成法不適合工業上的生產。

本發明的課題是提供一種有效率地制造無限地抑制降低電解質特性等的金屬雜質的混入的氟磺酰亞胺銨鹽的方法，以及提供一種由氟磺酰亞胺銨鹽制造不包含使電解質特性等降低的金屬雜質的氟磺酰亞胺鹽的方法。

本發明的發明人等為了解決上述課題而反復進行了深入研究。其結果發現通過使特定的氯磺酰亞胺與NH₄F（HF）_p（p表示0～10中的任一實數）所示的氟化劑反應，可以在工業上容易地合成氟磺酰亞胺銨鹽。此外，發現通過使這樣的得到的氟磺酰亞胺銨鹽與金屬化合物等作用而進行陽離子交換，可以得到不包含使電解質特性等降低的金屬雜質的氟磺酰亞胺金屬鹽等。本發明基于這些見解而完成。

即，本發明包含以下內容。

（1）一種式〔II〕所示的氟磺酰亞胺銨鹽（以下，有時記為化合物〔II〕）的制造方法，其中，包括使式〔I〕所示的化合物（以下，有時記為化合物〔I〕）與式〔III〕所示的氟化劑（以下，有時記為氟化劑〔III〕）反應。

（2）一種式〔IV〕所示的氟磺酰亞胺鹽（以下，有時記為化合物〔IV〕）的制造方法，其中，包括使選自金屬化合物、化合物和有機胺化合物中的至少1種的化合物與用上述（1）所述的方法得到的式〔II〕所示的氟磺酰亞胺銨鹽反應。

（3）如（2）所述的氟磺酰亞胺鹽的制造方法，其中，上述至少1種化合物選自堿金屬化合物、化合物和有機胺化合物。