[發明專利]雙(氟磺酰)亞胺化合物的制備方法、雙(氟磺酰)亞胺離子液體和雙(氟磺酰)亞胺鋰

有效

• 申請號: 202210687033.2
• 申請日: 2022-06-17
• 公開（公告）號: CN115140716B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 蔣雄
• 申請（專利權）人: 九江天賜高新材料有限公司
• 主分類號: C01B21/093
• 分類號: C01B21/093;C01B21/086
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊澤;劉芳

本發明涉及化工技術領域，具體涉及一種雙(氟磺酰)亞胺化合物的制備方法、雙(氟磺酰)亞胺離子液體和雙(氟磺酰)亞胺鋰。所述方法包括以下步驟：將液氨與液態有機堿混合均勻得第一混合物；將非質子性極性溶劑、液態硫酰氟混合均勻得第二混合物；將所述第一混合物和所述第二混合物在0.8?2MPa下反應制得雙氟磺酰亞胺離子液體。本發明在管式反應器中制備雙(氟磺酰)亞胺離子液體，反應產率高，無熱累積且快速移熱，使得反應高效且安全；利用原料液相精確進料避免了原料進料后非均相導致不均和反應不充分問題，降低副產物產生可能性；并采用分子蒸餾脫水方式，避免高溫反應和引入氯離子雜質。

技術領域

本發明涉及化工技術領域，具體涉及一種雙(氟磺酰)亞胺化合物的制備方法、雙(氟磺酰)亞胺離子液體和雙(氟磺酰)亞胺鋰。

背景技術

雙氟磺酰亞胺鋰可作為鋰離子電池電解液添加劑,應用于可充電鋰電池的電解液中,能有效降低形成在電極板表面上的SEI層在低溫下的高低溫電阻，降低鋰電池在放置過程中的容量損失，從而提供高電池容量和電池的電化學性能，也可以作為一次電池用電解質使用；可作為聚合反應催化劑；也可用于工業領域內抗靜電劑使用。目前合成雙氟磺酰亞胺鋰一般都需要經過雙(氯磺酰)亞胺合成、雙(氯磺酰)亞胺氟化反應制備雙(氟磺酰)亞胺及雙(氟磺酰)亞胺堿金屬鹽制備三個主要階段：目前主要使用氨基磺酸(NH₂SO₃H)、二氯亞砜(SOCl₂)和氯磺酸?(ClSO₃H)為原料合成雙(氟磺酰)亞胺；而雙(氟磺酰)亞胺合成選用不同氟化試劑和氟化條件方面，例如采用氟化氫作為氟化試劑且反應產物為雙氟磺酰亞胺和氯化氫，較其它氟化方式減少了反應副產物，提高了原料的利用率、產品收率和純度；但氟化氫腐蝕性和毒性均遠遠大于其他固態氟化劑且雙(氟磺酰)亞胺制備雙?(氟磺酰)亞胺堿金屬鹽過程常引入鈉、鉀等和鋰性質相近的堿金屬，難以分離，極大提高了分離成本并制約了雙(氯磺酰)亞胺鋰純度。另一種常見的雙(氟磺酰)?亞胺堿金屬鹽的制備方法，通過雙(氯磺酰)亞胺和鋰源反應制備雙(氯磺酰)亞胺鋰；進一步使雙(氯磺酰)亞胺鋰與堿金屬氟化物反應，得到雙(氟磺酰)亞胺鋰；但不同的鋰源和溶劑決定了在反應之后產生的副產成分及分離難度，也常引入鈉、鉀等和鋰性質相近的堿金屬，難以分離，極大提高了分離成本并制約了雙(氯磺酰)亞胺鋰純度。目前急需一種不引入雜質堿金屬、可以較溫和氟化并進一步減少氟化過程副反應的雙(氟磺酰)亞胺鋰制備工藝。

發明內容

本發明的目的在于解決上述背景技術中的至少一個技術問題，避免雜質堿金屬引入帶來的分離難題并減少氟化過程副反應發生。

本發明采用精確的進料控制，在較高溫度下反應減少副反應產生；同時為了保證硫酰氟和液氨的均相，采用液相進料，采用優選的管式反應器解決雙(氟磺酰)亞胺離子液體制備時高放熱。為實現上述目的，本發明提供一種雙氟磺酰亞胺化合物的制備方法，包括以下步驟：

步驟(1)：將液氨與液態有機堿混合均勻得第一混合物；將非質子性極性溶劑、液態硫酰氟混合均勻得第二混合物；

步驟(2)：將所述第一混合物和所述第二混合物在0.8-2MPa下反應制得雙氟磺酰亞胺離子液體。

優選的，步驟(1)中第一混合物和第二混合物的混合溫度為-5至-40℃。

優選的，所述有機堿選自含有3-8個碳原子的叔烷基胺、含有4-8個碳原子的含氮雜環化合物中一種或多種。

優選的，所述液態有機堿選自三甲胺、三乙胺、吡啶、N,N-二異丙基乙胺、?4-二甲氨基吡啶中一種或多種。

優選的，所述非質子性極性溶劑為乙腈、甲醇，四氫呋喃，DMF，二甲基亞砜中一種及或多種。

優選的，步驟(1)中液態硫酰氟、液氨、液態有機堿與非質子性極性溶劑的摩爾比為1:0.3-0.55:0.8-1.6:1.5-2.5。