CN105948000B - 一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,包括如下步骤,将芳香甲基叠氮经还原后,得到芳香甲基亚胺,其与氟磺酸、氯磺酸或氯代磺酰或氯氟磺酰进行磺酰胺反应,得到芳香甲基氟磺酰三级胺或芳香甲基氯磺酰三级胺,经还原后,再与氟磺酸、氯磺酸或氯代磺酰或氯氟磺酰进行磺酰胺反应后,经氢气还原得到双氟磺酰氨、双氯磺酰氨或氯氟磺酰氨;所得到双氟磺酰氨、双氯磺酰氨经氟化试剂处理后得到的双氟磺酰氨,其在无水溶剂条件下,与树脂锂进行离子交换得到最终产物双氟磺酰亚胺锂盐;该方法原料廉价易得,反应步骤简单,产率高,几乎无污染,无刻薄和危险的反应条件,产品易提纯,适合于国内大量生产化。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池电解质技术领域,尤其涉及一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法。
背景技术
双氟磺酰亚胺锂(LiN(SO2F)2,以下简称LiFSI)是一个具有广泛应用前景的电解液物质,LiFSI的导电率适宜,且热稳定性、电化学稳定性高;发生副反应概率小,不会产生HF等腐蚀性气体,是当今锂离子二次电池电解液中不可缺少的高新技术类产品。随着锂电行业的不断发展,其市场需求必将越来越大,有可能成长为辅盐类锂盐化合物中的明星产品。
双氟磺酰氨锂盐的以往合成方法主要以氨水,铵盐或者氨气作为氨的来源,其后加入硫酰氯或氯硫酸等合成出双氯磺酰氨锂,然后进行氟化和锂化反应所得双氟磺酰氨锂盐,此类方法有以下几点缺点:1)在工业化大量生产过程中,氨的准确量是很难定型的过多过少促使生成不必要的副产物,2)大量使用氨气时,在不同温度和压力下很容易引起爆炸使得安全问题一直为隐患。
发明内容
本发明提供了一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,该方法原料廉价易得,反应步骤简单,产率高,几乎无污染,无刻薄和危险的反应条件,产品易提纯,适合于国内大量生产化。
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案是这样的,一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,包括以下步骤:
A将式ⅰ所示的芳香甲基叠氮溶于有机溶剂中,加入强碱性性试剂,经还原后,得到芳香甲基亚胺溶液,其与氟磺酸或氯氟磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺;
B将步骤A所得的式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺溶于有机溶剂中,加入还原剂,经还原后,得式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺;
C将步骤B所得的式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺溶于有机溶剂中,与氟磺酸或氯氟磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅳ所示的芳香甲基双氟磺酰胺;
D将步骤C得到式ⅳ所示的芳香甲基双氟磺酰胺,溶于有机溶剂中,在催化剂作用下,经氢气还原得到双氟磺酰氨;
E将步骤D得到的双氟磺酰氨,在有机溶剂条件下,与树脂锂进行离子交换得到最终产物双氟磺酰亚胺锂盐;
其中,R=H,CH3,CH3CH2,
芳香甲基亚胺溶液或式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺与氯氟磺酰进行磺酰胺反应的催化剂为碱性催化剂,所述的碱性催化剂为三乙胺,二异丙基乙胺或吡啶。
芳香甲基亚胺溶液与氯氟磺酰进行磺酰胺反应的具体过程为向芳香甲基亚胺溶液中加入碱性催化剂降温至0-10℃后,向其中缓慢滴加氯氟磺酰,整个滴加过程中保持反应温度为0~10℃,滴加完毕后升温至20~35℃,继续反应4~8h,所得的相应反应溶液经萃取收集得到的有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去有机溶剂后得到式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺。
式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺与氯氟磺酰进行磺酰胺反应的具体过程为向式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺中加入碱性催化剂和有机溶剂后,降温至0-10℃后,向其中缓慢滴加氯氟磺酰,整个滴加过程中保持反应温度为0~10℃,滴加完毕后升温至20~35℃,继续反应4~8h,所得的相应反应溶液经萃取收集得到的有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去有机溶剂后得到式ⅳ所示的芳香甲基双氟磺酰胺。
芳香甲基亚胺溶液与氟磺酸进行磺酰胺反应的的具体过程为向芳香甲基亚胺溶液中加入酸性催化剂和有机溶剂后,向其中缓慢滴加氟磺酸,整个滴加过程中保持反应温度为20~40℃,滴加完毕后升温至100~120℃,继续反应8~24h,所得的相应反应溶液经萃取收集得到有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去有机溶剂后得到式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺。
式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺与氟磺酸进行磺酰胺反应的的具体过程为向式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺中加入酸性催化剂和有机溶剂后,向其中缓慢滴加氟磺酸,整个滴加过程中保持反应温度为20~40℃,滴加完毕后升温至100~120℃,继续反应8~24h,所得的相应反应溶液经萃取收集得到有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去有机溶剂后得到式ⅳ所示的芳香甲基双氟磺酰胺。
步骤A中,所述的氟磺酸或氯氟磺酰的用量与式ⅰ所示芳香甲基叠氮的摩尔比为1.0~1.5:1;优选为1.3~1.5:1;步骤C中,所述的氟磺酸或氯氟磺酰的用量与式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺的摩尔比为1.0~1.5:1;优选为1.3~1.5:1。
芳香甲基双氟磺酰胺经氢气还原的过程中,通入氢气至压力为5~25psi,优选为10~25psi,进一步优选20~25psi;还原反应时间为4~12h,优选为8~12h;反应温度为25℃~50℃,优选为40℃~50℃;在此过程中,所加入催化剂为金属铁,金属锌,金属铜,金属钯,金属铂,金属镍或钯/碳催化剂,芳香甲基双氟磺酰胺经氢气还原的过程中催化剂的用量与芳香甲基双氟磺酰胺的质量比为0.01~0.05:1,优选为0.02~0.05:1,进一步优选为0.03~0.05:1;
本发明还提供了一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,包括以下步骤:
A将式ⅰ所示的芳香甲基叠氮溶于有机溶剂中,加入强碱性试剂,经还原后,得到芳香甲基亚胺溶液,其与氯磺酸或氯代磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺;
B将步骤A所得的式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺溶于有机溶剂中,加入还原剂,经还原后,得式ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺;
C将步骤B所得的ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺溶于有机溶剂中,与氯磺酸或氯代磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅳ所示的芳香甲基双氯磺酰胺;
D将步骤C得到式ⅳ所示的芳香甲基双氯磺酰胺,溶于有机溶剂中,在金属催化剂作用下,经氢气还原得到双氯磺酰氨;
E将步骤D所得的双氯磺酰氨溶于有机溶剂中,升温后,经氟化试剂进行氟化处理,得到双氟磺酰氨;
F将步骤E得到的双氟磺酰氨,在有机溶剂条件下,与树脂锂进行离子交换得到最终产物双氟磺酰亚胺锂盐;
其中,R=H,CH3,CH3CH2,
芳香甲基叠氮溶液与氯代磺酰进行磺酰胺反应的具体过程为向芳香甲基亚胺溶液中加入碱性催化剂,降温至0-10℃后,向其中缓慢滴加氯代磺酰,滴加速度为5~10mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为0~10℃,滴加完毕后升温至20~35℃,继续反应4~8h,所得的相应的反应溶液经萃取收集的有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去有机溶剂后得到式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺。
ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺与氯代磺酰进行磺酰胺反应的具体过程为向ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺中加入碱性催化剂和有机溶剂后,降温至0-10℃后,向其中缓慢滴加氯代磺酰,滴加速度为5~10mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为0~10℃,滴加完毕后升温至20~35℃,继续反应4~8h,所得的相应的反应溶液经萃取收集的有机相,收集的有机相经干燥除去水,减压蒸馏除去溶剂后得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺。
芳香甲基亚胺溶液与氯磺酸进行磺酰胺反应的的具体过程为向芳香甲基亚胺溶液中加入酸性催化剂和有机溶剂后,向其中缓慢滴加氯磺酸,氯磺酸滴加速度为10~15mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为20~40℃,滴加完毕后升温至100~120℃,继续反应8~24h,所得的相应的反应溶液经萃取收集的有机相,经干燥去除水,减压蒸馏除去溶剂后得到式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺。
ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺与氯磺酸进行磺酰胺反应的的具体过程为向式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺中加入酸性催化剂和有机溶剂后,向其中缓慢滴加氯磺酸,氯磺酸滴加速度为10~15mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为20~40℃,滴加完毕后升温至100~120℃,继续反应8~24h,所得的相应的反应溶液经萃取收集的有机相,经干燥去除水,减压蒸馏除去溶剂后得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺
芳香甲基亚胺溶液或ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺与氯代磺酰进行磺酰胺反应中所加入的碱性催化剂为三乙胺,二异丙基乙胺或吡啶。
步骤A中,所述的氯磺酸或氯氟磺酰的用量与式ⅰ所示芳香甲基叠氮的摩尔比为1.0~1.5:1;优选为1.3~1.5:1;步骤C中,所述的氯磺酸或氯氟磺酰的用量与式ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺的摩尔比为1.0~1.5:1;优选为1.3~1.5:1。
芳香甲基双氯磺酰胺经氢气还原的过程中,通入氢气至压力为5~25psi,优选为10~25psi,进一步优选20~25psi;还原反应时间为4~12h,优选为8~12h;反应温度为25℃~50℃,优选为40℃~50℃;在此过程中,所加入催化剂为金属铁,金属锌,金属铜,金属钯,金属铂,金属镍或钯/碳催化剂,催化剂的用量与芳香甲基双氯磺酰胺的质量比为0.01~0.05:1,优选为0.02~0.05:1,进一步优选为0.03~0.05:1;
步骤E中,所述的碱金属的氟化物为KF、NaF或NH4F,氟化反应温度为50-100℃,碱金属的氟化物的用量与式ⅴ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺的摩尔比为2-4:1。
本发明还提供一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A将式ⅰ所示的芳香甲基叠氮溶于有机溶剂中,加入强碱性试剂,经还原后,得到芳香甲基亚胺溶液,其与氯磺酸或氯代磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺;
B将步骤A所得的式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺溶于有机溶剂中,加入还原剂,经还原后,得式ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺;
C将步骤B所得的式ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺;溶于有机溶剂中,与氟磺酸或氯氟磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺;
D将步骤C得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺,溶于有机溶剂中,在金属催化剂作用下,经氢气还原得到氯氟磺酰氨;
E将步骤D所得的氯氟磺酰氨溶于有机溶剂中,升温后,经氟化试剂进行氟化处理,得到双氟磺酰氨;
F将步骤E得到的双氟磺酰氨,在有机溶剂条件下,与树脂锂进行离子交换得到最终产物双氟磺酰亚胺锂盐;
其中,R=H,CH3,CH3CH2,
芳香甲基亚胺溶液与氯代磺酰进行磺酰胺反应的具体过程为向芳香甲基亚胺溶液中加入碱性催化剂后,降温至0-10℃后,向其中缓慢滴加氯代磺酰,滴加速度为5~10mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为0~10℃,滴加完毕后升温至20~35℃,继续反应4~8h,所得的反应溶液经萃取收集的有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去溶剂后得到式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺;
式ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺与氯氟磺酰进行磺酰胺反应的具体过程为向式ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺中加入碱性催化剂和有机溶剂后,降温至0-10℃后,向其中缓慢滴加氯氟磺酰,滴加速度为5~10mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为0~10℃,滴加完毕后升温至20~35℃,继续反应4~8h,所得的反应溶液经萃取收集有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去溶剂后得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺。
芳香甲基亚胺溶液与氯磺酸进行磺酰胺反应的的具体过程为向芳香甲基亚胺溶液中加入酸性催化剂和有机溶剂后,向其中缓慢滴加氯磺酸,氯磺酸滴加速度为10~15mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为20~40℃,滴加完毕后升温至100~120℃,继续反应8~24h,反应完毕后,反应溶液经萃取收集的有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去溶剂后得到式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺;
式ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺与氟磺酸进行磺酰胺反应的的具体过程为向式ⅳ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺加入酸性催化剂和有机溶剂后,向其中缓慢滴加氟磺酸,氟磺酸滴加速度为10~15mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为20~40℃,滴加完毕后升温至100~120℃,继续反应8~24h,反应完毕后,反应溶液经萃取收集的有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去溶剂后得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺。
芳香甲基亚胺溶液与氯代磺酰,或式ⅳ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺与氯氟磺酰进行磺酰胺反应中所加入的碱性催化剂为三乙胺,二异丙基乙胺或吡啶。
步骤A中,所述的氯磺酸或氯氟磺酰的用量与式ⅰ所示芳香甲基叠氮的摩尔比为1.0~1.5:1;优选为1.3~1.5:1;步骤D中,所述的氯磺酸或氯氟磺酰的用量与式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺的摩尔比为1.0~1.5:1;优选为1.3~1.5:1。
芳香甲基氯氟磺酰胺经氢气还原的过程中,通入氢气至压力为5~25psi,优选为10~25psi,进一步优选20~25psi;还原反应时间为4~12h,优选为8~12h;反应温度为25℃~50℃,优选为40℃~50℃;在此过程中,所加入催化剂为金属铁,金属锌,金属铜,金属钯,金属铂,金属镍或钯/碳催化剂,催化剂的用量与芳香甲基氯氟磺酰胺的质量比为0.01~0.05:1,优选为0.02~0.05:1,进一步优选为0.03~0.05:1;
步骤E,所述的氟化试剂为KF、NaF或NH4F,氟化反应温度为50-100℃,碱金属的氟化物的用量与氯氟磺酰氨的摩尔比为1-2:1。
本发明还提供另一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,包括以下步骤:
A将式ⅰ所示的芳香甲基叠氮溶于有机溶剂中,加入强碱性试剂,经还原后,得到芳香甲基亚胺溶液,其与氟磺酸或氯氟磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺;
B将步骤A所得的式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺溶于有机溶剂中,加入还原剂,经还原后,得式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺;
C将步骤B所得的式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺溶于有机溶剂中,与氯磺酸或氯代磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺;
D将步骤C得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺,溶于有机溶剂中,在金属催化剂作用下,经氢气还原得到氯氟磺酰氨;
E将步骤D所得的氯氟磺酰氨溶于有机溶剂中,升温后,经氟化试剂进行氟化处理,得到双氟磺酰氨;
F将步骤E得到的双氟磺酰氨,在有机溶剂条件下,与树脂锂进行离子交换得到最终产物双氟磺酰亚胺锂盐;
其中,R=H,CH3,CH3CH2,
香甲基亚胺溶液与氯氟磺酰进行磺酰胺反应的具体过程为向芳香甲基亚胺溶液中加入碱性催化剂后,降温至0-10℃后,向其中缓慢滴加氯氟磺酰,滴加速度为5~10mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为0~10℃,滴加完毕后升温至20~35℃,继续反应4~8h,所得的反应溶液经萃取收集的机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去溶剂后得到式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺;
式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺与氯代磺酰进行磺酰胺反应的具体过程为向式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺中加入碱性催化剂和有机溶剂后,降温至0-10℃后,向其中缓慢滴加氯代磺酰,滴加速度为5~10mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为0~10℃,滴加完毕后升温至20~35℃,继续反应4~8h,所得的相应的反应溶液经萃取收集的机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去溶剂后,重结晶得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺。
芳香甲基亚胺溶液与氟磺酸进行磺酰胺反应的具体过程为向芳香甲基亚胺溶液中加入酸性催化剂和有机溶剂后,向其中缓慢滴加氯磺酸,氟磺酸滴加速度为10~15mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为20~40℃,滴加完毕后升温至100~120℃,继续反应8~24h,反应结束后,反应溶液经萃取收集的有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去溶剂后得到式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺;
式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺与氯磺酸进行磺酰胺反应的的具体过程为向式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺加入酸性催化剂和有机溶剂后,向其中缓慢滴加氯磺酸,氯磺酸滴加速度为10~15mL/min,整个滴加过程中保持反应温度为20~40℃,滴加完毕后升温至100~120℃,继续反应8~24h,反应结束后,反应溶液经萃取收集的有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去溶剂后得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺。
芳香甲基亚胺溶液与氯氟磺酰,或式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺与氯代磺酰进行磺酰胺反应中所加入的碱性催化剂为三乙胺,二异丙基乙胺或吡啶。
步骤A中,所述的氟磺酸或氯氟磺酰的用量与式ⅰ所示芳香甲基叠氮的摩尔比为1.0~1.5:1;步骤C中,所述的氯磺酸或氯代磺酰的用量与式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺的摩尔比为1.0~1.5:1。
芳香甲基氯氟磺酰胺经氢气还原的过程中,通入氢气至压力为5~25psi,优选为10~25psi,进一步优选20~25psi;还原反应时间为4~12h,优选为8~12h;反应温度为25℃~50℃,优选为40℃~50℃;在此过程中,所加入催化剂为金属铁,金属锌,金属铜,金属钯,金属铂,金属镍或钯/碳催化剂,催化剂的用量与芳香甲基氯氟磺酰胺的质量比为0.01~0.05:1,优选为0.02~0.05:1,进一步优选为0.03~0.05:1;
步骤E中,所述的碱金属的氟化物为KF、NaF或NH4F,氟化反应温度为50-100℃,碱金属的氟化物的用量与氯氟磺酰氨的摩尔比为1-2:1。
在上述四种制备方法中,式ⅰ所示的芳香甲基叠氮还原为芳香甲基亚胺的过程中,所加入的强碱性试剂为碳酸钠,碳酸钾,氢氧化钠,氢氧化钾,叔丁基钠,叔丁基钾,磷酸钠或磷酸钾,优选为叔丁基钠或叔丁基钾,强碱性试剂的用量与芳香甲基叠氮的摩尔比为0.01~0.05:1,优选为0.01~0.04:1,进一步优选为0.02~0.03:1。
在上述四种制备方法中,在芳香甲基氟磺酰三级胺还原为芳香甲基氟磺酰二级胺,或芳香甲基氯磺酰三级胺还原为芳香甲基氯磺酰二级胺时,所述的还原剂为硼氢化钠,硼氢化钾,硼氢化锂,氢化锂铝,氢化钠铝或氢化钾铝,在芳香甲基氟磺酰三级胺还原为芳香甲基氟磺酰二级胺时,还原剂的用量与芳香甲基氟磺酰三级胺的摩尔比为1~2:1,优选为1~1.5:1,进一步优选为1~1.3:1;在芳香甲基氯磺酰三级胺还原为芳香甲基氯磺酰二级胺时,还原剂的用量与芳香甲基氯磺酰三级胺的摩尔比为1~2:1,优选为1~1.5:1,进一步优选为1~1.3:1。
在上述四种制备方法中,双氟磺酰胺和树脂锂进行离子交换的具体过程将双氟磺酰胺和树脂锂分别溶于有机溶剂中,形成双氟磺酰胺溶液和树脂锂溶液,将树脂锂溶液降温至-78~-50℃后,向其中缓慢滴加双氟磺酰胺溶液,整个滴加过程保持反应温为-78~-50℃,滴加完毕后,在保持温度为-78~-50℃的情况下,继续反应2~4h,反应完后,所得的反应溶液经过滤后,滤液在-78~-50℃的低温条件下经减压蒸馏除去溶剂后,重结晶得到双氟磺酰亚胺锂盐。
其中,所述的树脂锂的用量与双氟磺酰氨的质量比为1~5:1,优选为3~5:1。
在上述四种制备方法中,所述的树脂锂为以树脂为原料合成的含有锂离子的树脂锂盐,为现有的,优选如式(5)、(6)(7)或(8)所示的树脂锂,
所述的树脂锂采用以下方法制备而成:向重复单元中含有N-甲基-N-苯甲基乙酰胺的树脂中加入溶剂有机胺和脱乙酰化反应试剂,在微波照射下,制得树脂胺;然后向所得的树脂胺中加入有机溶剂,与含锂强碱反应得到树脂锂盐;其中,所述的脱乙酰化反应试剂为四丁基氟化铵,四丁基氯化铵,四丁基溴化铵,四丁基碘化铵,碘化铵,氟化铵,溴化铵或氯化铵;
所述的树脂为以下结构之一:
式(1)所示的树脂合成相应地树脂锂的反应式如式Ⅰ所示:
式(2)所示的树脂合成相应地树脂锂的反应式如式Ⅱ所示:
式(3)所示的树脂合成相应地树脂锂的反应式如式Ⅲ所示:
式(4)所示的树脂合成相应地树脂锂的反应式如式Ⅳ所示:
树脂锂的具体制备过程为将含有N-甲基-N-苯甲基乙酰胺的树脂与溶剂有机胺和脱乙酰化反应试剂加入到密封玻璃管之中,在250-300W的微波照射下,升温至50-80℃,反应5-60min,所得反应溶液经过滤后,依次经酸溶液、碱溶液和水进行洗涤,干燥得到树脂胺;向所得的树脂胺中加入有机溶剂,降温至-78~-50℃后,向其中缓慢滴加含锂强碱,滴加速度为4~5mL/min,整个滴加过程中保持温度在-78~-50℃,滴加完毕后,在保持温度为-78~-50℃的条件下,继续反应2-4h后,所得的反应溶液后经过滤、洗涤后得树脂锂。
所述的含锂强碱为丁基锂,异丁基锂,叔丁基锂,氨基锂,氢化锂,二异丙基氨锂或金属锂。
所述的脱乙酰化反应试剂的用量与树脂的质量比为0.8~1.5:1,优选为0.8~1.3:1,进一步优选为1~1.1:1;所述的有机胺选自甲基胺,已基胺,丙基胺,甲基二胺,已基二胺或丙基二胺,有机胺的用量与树脂的质量比为4~6:1,优选为5~5.5:1。
由树脂制备树脂胺的过程中,反应温度优选控制为70℃~80℃。
由树脂胺制备树脂锂的过程中反应温度优选控制为-78℃~-75℃。
在上述四种制备方法中,所述的有机溶剂选自二氯甲烷,氯仿,四氢呋喃,甲苯,甲醇,乙醇,乙醚中的一种或二种任意比例的混合物,上述各步骤中所述的有机溶剂可以是同一种,也可以不同。
有益效果:该方法原料廉价易得,反应步骤简单,产率高,几乎无污染,无刻薄危险反应条件,产品易提纯,适合于国内大量生产化。
说明书附图
图1为本发明实施例9得到的双氟磺酰胺的F-NMR图谱。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
1)称取10g如下式(1)所示的树脂,10g溴化铵,40g乙二胺加入到密封玻璃管之中,在微波照射下温度升至80℃反应1h,带反应完毕后,温度降至室温后过滤,用400mL 1M HCL溶液进行洗涤,再次用400mL 1M NaOH溶液再次进行洗涤,最后用水500mL洗涤,干燥收集固体得到5.3g树脂胺。
2)向步骤1)所得的5.3g树脂胺中加入250mL四氢呋喃,然后加入到三口瓶中,温度降至-78℃之后缓慢滴加叔丁基锂5.3mL,滴加速度为1.76mL/min,整个滴加过程,保持温度为-78℃~-75℃,滴加完毕后,在保持温度为-78℃~-75℃情况下,继续反应1h,待反应完毕后,快速直接过滤,用50mL四氢呋喃(-78℃~-75℃)将滤出物洗涤三次后,收集得到的滤出物,即为树脂锂,共计4.2g,收率不计。
式(1)所示的树脂合成相应地树脂锂的反应式如式Ⅰ所示:
实施例2
1)称取10g如下式(2)所示的树脂,15g溴化铵,50g乙二胺加入到密封玻璃管之中,在微波照射下温度升至80℃反应1h,带反应完毕后,温度降至室温后过滤,用400mL 1M HCL溶液进行洗涤,再次用400mL 1M NaOH溶液再次进行洗涤,最后用水400mL洗涤,干燥收集固体得到5.1g树脂胺。
2)向所得的5.1g树脂胺中加入250mL四氢呋喃,加入到三口瓶中,温度降至-78℃之后缓慢滴加叔丁基锂5.3mL,滴加速度为1.76mL/min,整个滴加过程,保持温度为-78℃~-75℃,滴加完毕后,在保持温度为-78℃~-75℃情况下,继续反应1h,待反应完毕后,快速直接过滤,用50mL四氢呋喃(-78℃~-75℃)将滤出物洗涤三次后,收集得到的滤出物,即为树脂锂盐,共计4.0g,收率不计。
式(2)所示的树脂合成相应地树脂锂的反应式如式Ⅱ所示:
实施例3
1)称取10g如下式(3)所示的树脂,9g溴化铵,60g乙二胺加入到密封玻璃管之中,在微波照射下温度升至80℃反应1h,带反应完毕后,温度降至室温后过滤,用400mL 1M HCL溶液进行洗涤,再次用450mL 1M NaOH溶液再次进行洗涤,最后用水500mL洗涤,干燥收集固体得到5.5g树脂胺。
2)向步骤1)所得的5.1g树脂胺中加入250mL四氢呋喃,加入到三口瓶中,温度降至-78℃之后缓慢滴加叔丁基锂5.8mL,滴加速度为1.76mL/min,整个滴加过程,保持温度为-78℃~-75℃,滴加完毕后,在保持温度为-78℃~-75℃情况下,继续反应1h,待反应完毕后,快速直接过滤,用50mL四氢呋喃(-78℃~-75℃)将滤出物洗涤三次后,收集得到的滤出物,即为树脂胺,共计4.1g,收率不计。
式(3)所示的树脂合成相应地树脂锂的反应式如式Ⅲ所示:
实施例4
1)称取10g如下式(4)所示的树脂,12g溴化铵,40g乙二胺加入到密封玻璃管之中,在微波照射下温度升至80℃反应1h,带反应完毕后,温度降至室温后过滤,用400mL 1M HCL溶液进行洗涤,再次用400mL 1M NaOH溶液再次进行洗涤,最后用水400mL洗涤,干燥收集固体得到5.0g树脂胺。
2)向步骤1)所得的5.0g树脂胺中加入250mL四氢呋喃,加入到三口瓶中,温度降至-78℃之后缓慢滴加叔丁基锂5.3mL,滴加速度为1.76mL/min,整个滴加过程,保持温度为-78℃~-75℃,滴加完毕后,在保持温度为-78℃~-75℃情况下,继续反应1h,待反应完毕后,快速直接过滤,用50mL四氢呋喃(-78℃~-75℃)将滤出物洗涤三次后,收集得到的滤出物,即为树脂锂,共计4.4g,收率不计。
式(4)所示的树脂合成相应地树脂锂的反应式如式Ⅳ所示:
实施例1-4中如式(1)(2)(3)和(4)的树脂为现有的,其购买于韩国KUKDOChemicaL或韩国KANGNAM Chem。
实施例5
1)称取13.3g苯甲基叠氮溶于四氢呋喃300mL后,加入到三口瓶中中,快速加0.11g叔丁基钠,在室温下反应5秒,待反应完毕继续加入三乙胺18.1mL,温度降至0℃之后缓慢滴加氯氟磺酰8.7mL,滴加时间为20min,整个滴加反应温度保持在0℃~5℃,滴加完毕后升温至35℃,继续反应2h,待反应完毕加入500mL蒸馏水与300mL二氯甲烷进行萃取,收集有机相后,向有机相中加入MgSO4对其进行干燥,过滤,收集的滤液经减压蒸馏除去有机溶剂后,得到17.1g苯甲基氟磺酰三级胺,收率(以苯甲基叠氮计)为92%。
2)称取17.1g苯甲基氟磺酰三级胺溶于400mL四氢呋喃后,加入到三口瓶之中,缓慢加入4.5g硼氢化钠,反应时间为2h,待反应完毕减压蒸馏除去四氢呋喃,加入500mL蒸馏水与300mL二氯甲烷进行萃取,收集有机相后,向有机相中加入MgSO4对其进行干燥,过滤,收集的滤液经减压蒸馏除去二氯甲烷后,得到16.4g苯甲基氟磺酰二级胺,收率(以苯甲基氟磺酰三级胺计)为95%。
3)称取16.4g苯甲基氟磺酰二级胺和15.7mL三乙胺,将其溶于400mL二氯甲烷之中加入到三口瓶中,温度降至0℃之后缓慢滴加7.6mL氯氟磺酰,滴加时间为20min,整个滴加反应温度保持在0℃~5℃,滴加完毕后升温至35℃,继续反应2h,待反应完毕,加入500mL蒸馏水与300mL二氯甲烷进行萃取,收集有机相后,向有机相中加入MgSO4对其进行干燥,过滤,收集的滤液经减压蒸馏除去溶剂后,得到20.9g苯甲基氟磺酰胺,收率(以苯甲基叠氮计)为89%。
4)称取20.9g苯甲基双氟磺酰胺溶于8000mL四氢呋喃与乙醇的混合物(两者体积比为1:1)中,加入到氢反应釜之中,加入0.74g钯/碳(钯的质量分数为10%)催化剂,带准备完毕缓慢导入氢气,压强控制在20psi,温度从25℃每隔1h上调3℃至40℃,反应时间为8h,待反应完毕,温度降至室温后,过滤,滤出物用50mL四氢呋喃洗涤其三次,以回收金属催化剂,收集的滤液经减压蒸馏除去溶剂后,得到8.7g双氟磺酰胺,收率(以苯甲基双氟磺酰胺计)为63%。
5)称取8.7g双氟磺酰胺溶于四氢呋喃500mL形成双氟磺酰胺溶液,称取8.7g实施例1所制备的的树脂锂溶于20mL四氢呋喃形成树脂锂溶液,将树脂锂溶液加入到三口瓶中,将其温度降至-78℃之后,向其缓慢滴加双氟磺酰胺溶液,滴加时间为1h,整个滴加反应温度保持在-78℃~-75℃,滴加完毕后在-78℃~-75℃下继续反应2h,待反应完毕后,整个后处理过程在-78℃~-75℃情况下进行而且所用溶剂冷却到-78℃~-75℃后使用,具体的过程为:快速直接过滤反应液,滤出物用50mL四氢呋喃洗涤三次,以便、回收过量的树脂锂;收集到滤液经减压蒸馏除去溶剂后,加入200mL乙醚室温搅拌1h后,过滤得到的固体经50mL乙醚洗涤三次后,得到双氟磺酰胺锂盐5.2g,收率(以双氟磺酰胺计)为57%。
实施例6
与实施例5相同,不同的是步骤5)中,所使用的树脂锂为实施例2所述的树脂锂,经收集后,得到5.1g双氟磺酰胺锂盐,收率不计。
实施例7
1)称取13.3g苯甲基叠氮溶于甲苯300mL后,加入到三口瓶中,快速加0.11g叔丁基钠,在室温下反应5秒,待反应完毕,继续加入硫酸0.5ml,温度降至0℃之后缓慢滴加氟磺酸7.0mL,滴加时间为20min,整个滴加反应温度保持在0℃~5℃,滴加完毕后升温至80℃,继续反应4h,待反应完毕,加入200mL饱和碳酸钠水溶液进行萃取,收集有机相后,向收集的有机相中加入MgSO4对其进行干燥,过滤,收集的滤液经减压蒸馏除去有机溶剂后,得到11.3g苯甲基氟磺酰三级胺,收率(以苯甲基叠氮计)为61%,。
2)称取11.3g苯甲基氟磺酰三级胺溶于400mL四氢呋喃后,加入到三口瓶之中,缓慢加入3.0g硼氢化钠,反应时间为2h,待反应完毕减压蒸馏除去四氢呋喃,加入500mL蒸馏水与300mL二氯甲烷进行萃取,收集有机相后,向有机相中加入MgSO4对其进行干燥,过滤,收集的滤液经减压蒸馏除去二氯甲烷后,得到9.4g苯甲基氟磺酰二级胺,收率(以苯甲基氟磺酰三级胺计)为82%,。
3)称取9.4g苯甲基氟磺酰二级胺和9.0mL三乙胺,将其溶于300mL二氯甲烷之中加入到三口瓶中,温度降至0℃之后缓慢滴加3.5mL氟磺酸,滴加时间为20min,整个滴加反应温度保持在0℃~5℃,滴加完毕后升温至80℃,继续反应8h,待反应完毕,加入200mL饱和碳酸钠水溶液进行萃取,收集有机相后,向有机相中加入MgSO4对其进行干燥,过滤,收集的滤液经减压蒸馏除去溶剂后,得到7.4g苯甲基氟磺酰三级胺,收率(以苯甲基叠氮计)为55%。
4)称取7.4g苯甲基双氟磺酰胺溶于250mL四氢呋喃与乙醇的混合物(两者体积比为1:1)中,加入到氢反应釜之中,加入0.27g金属催化剂(钯与碳的混合物,钯与碳的质量比为1:9),带准备完毕缓慢导入氢气,压强控制在20psi,温度从25℃每隔1h上调3℃至40℃,反应时间为4h,待反应完毕温度降至室温后,过滤除去金属催化剂,用50mL四氢呋喃洗涤其三次,以便回收金属催化剂,收集的滤液经减压蒸馏除去溶剂后,得到4.8g双氟磺酰胺,收率(以苯甲基双氟磺酰胺计为48%。
5)称取4.8g双氟磺酰胺溶于四氢呋喃150mL形成双氟磺酰胺溶液,称取4.8g实施例3所制备的的树脂锂溶于20mL四氢呋喃形成树脂锂溶液,将树脂锂溶液加入到三口瓶中,将其温度降至-78℃之后,向其缓慢滴加双氟磺酰胺溶液,滴加时间为1h,整个滴加反应温度保持在-78℃~-75℃,滴加完毕后在-78℃~-75℃下继续反应2h,待反应完毕后,整个后处理过程在-78℃~-75℃情况下进行而且所用溶剂冷却到-78℃~-75℃后使用,具体的过程:快速直接过滤反应液,滤出物用50mL四氢呋喃洗涤三次,以便回收过量的树脂锂;收集到滤液在-78℃~-75℃的超低温度条件下减压蒸馏除去溶剂后,加入乙醚500mL在室温搅拌1h后,过滤得到的固体经50mL乙醚洗涤三次后,得到双氟磺酰胺锂盐2.0g,收率(以双氟磺酰胺计)为43%。
实施例8
与实施例9相同,不同的是步骤5)中,所使用的树脂锂为实施例4所述的树脂锂,经收集后,得到2.05g双氟磺酰胺锂盐,收率不计。
实施例9
1)称取13.3g苯甲叠氮溶于氯仿300ml后,加入到三口瓶中快速加0.11g叔丁基钠,在室温下反应5秒,带反应完毕继续加入硫0.5ml,温度降至0℃之后缓慢滴加氯硫酸9.7ml,滴加时间为20min,整个滴加反应温度保持在0℃~5℃,滴加完毕后升温至35℃,继续反应2h,待反应完毕减压蒸馏除去氯仿,加入500mL蒸馏水与300mL二氯甲烷进行萃取,收集有机相后,向有机相中加入MgSO4对其进行干燥,过滤,减压蒸馏除去二氯甲烷后,得到17.2g苯甲基氯磺酰三级胺,收率(以苯甲基叠氮计)为84%。
2)称取17.1g苯甲基氯磺酰三级胺溶于400mL四氢呋喃后,加入到三口瓶之中,缓慢加入4.6g硼氢化钠,反应时间为2h,待反应完毕减压蒸馏除去四氢呋喃,加入500mL蒸馏水与300mL二氯甲烷进行萃取,收集有机相后,向有机相中加入MgSO4对其进行干燥,过滤,收集的滤液经减压蒸馏除去二氯甲烷后,得到16.7g苯甲基氯磺酰二级胺,收率(以苯甲基氟磺酰三级胺计)为95%。
3)称取16.4g苯甲基氯磺酰二级胺和硫酸0.5mL,将其溶于400mL四氢呋喃之中加入到三口瓶中,温度降至0℃之后缓慢滴加6.4mL氯硫酸,滴加时间为20min,整个滴加反应温度保持在0℃~5℃,滴加完毕后升温至35℃,继续反应2h,待反应完毕加入500mL蒸馏水与300mL二氯甲烷进行萃取,收集有机相后,向有机相中加入MgSO4对其进行干燥,过滤,减压蒸馏除去有机溶剂后得到21.6g苯甲基双氯磺酰胺,收率(以苯甲基氯磺酰二级胺计)为88%。
4)称取30g苯甲基双氯磺酰胺溶于800mL四氢呋喃与乙醇的混合物(两者体积比为1:1)中,加入到氢反应釜之中,加入0.74g金属催化剂(钯与碳的混合物,钯与碳的质量比为1:9),带准备完毕缓慢导入氢气,压强控制在20psi,温度从25℃每隔1h上调3℃至40℃,反应时间为8h,带反应完毕温度降至室温后,过滤,滤出物用50mL四氢呋喃洗涤其三次,以回收金属催化剂,收集的滤液经减压蒸馏除去溶剂后,得到17.3g双氯磺酰亚胺,收率(以苯甲基双氯磺酰胺计为81%。
5)称取17g双氯磺酰亚胺溶于乙氰500ml之中,加入氟化钾10.5g,将温度升至80℃,反应时间为8h,带反应完毕,将其温度降至室温,加入二氯甲烷500mL在室温搅拌1h后,过滤,滤液经减压蒸馏除去二氯甲烷后,得到13.5g双氟磺酰亚胺,收率(以双氯磺酰亚胺计)为94%。
对得到的双氟磺酰胺进行了核磁共振氟谱(F-NMR)分析,如图1所示,
检测参数如下:
19F-NMR:σ.-52.10(S,1F)
6)称取8.7g双氟磺酰胺溶于四氢呋喃500mL形成双氟磺酰胺溶液,称取8.7g实施例1所制备的的树脂锂溶于20mL四氢呋喃形成树脂锂溶液,将树脂锂溶液加入到三口瓶中,将其温度降至-78℃之后,向其缓慢滴加双氟磺酰胺溶液,滴加时间为1h,整个滴加反应温度保持在-78℃~-75℃,滴加完毕后在-78℃~-75℃下继续反应2h,待反应完毕后,整个后处理过程在-78℃~-75℃情况下进行而且所用溶剂冷却到-78℃~-75℃后使用,具体的过程为:快速直接过滤反应液,滤出物用50mL四氢呋喃洗涤三次,以便、回收过量的树脂锂;收集到滤液经减压蒸馏除去溶剂后,加入200mL乙醚室温搅拌1h后,过滤得到的固体经50mL乙醚洗涤三次后,得到双氟磺酰胺锂盐5.2g,收率(以双氟磺酰胺计)为57%。
实施例10
与实施9相同,不同的是步骤5)中,所加入的氟化试剂为氟化氨,加入的量为10.5g,得到13.2g双氟磺酰亚胺,收率(以双氯磺酰亚胺计)为92%。
实施例11
与实施9相同,不同的是步骤5)中,所加入的氟化试剂为氟化钠,加入的量为10.5g,得到11.3g双氟磺酰亚胺,收率(以双氯磺酰亚胺计)为79%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A将式ⅰ所示的芳香甲基叠氮溶于有机溶剂中,加入强碱性试剂,经还原后,得到芳香甲基亚胺溶液,其与氟磺酸或氯氟磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺;
B将步骤A所得的式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺溶于有机溶剂中,加入还原剂,经还原后,得式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺;
C将步骤B所得的式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺溶于有机溶剂中,与氟磺酸或氯氟磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅳ所示的芳香甲基双氟磺酰胺;
D将步骤C得到式ⅳ所示的芳香甲基双氟磺酰胺,溶于有机溶剂中,在催化剂作用下,经氢气还原得到中间产物A;
E将步骤D得到的中间产物A,在有机溶剂条件下,与树脂锂进行离子交换得到最终产物双氟磺酰亚胺锂盐;
其中,R=H,CH3,CH3CH2,
所述的树脂锂采用以下方法制备而成:向重复单元中含有N-甲基-N-苯甲基乙酰胺的树脂中加入溶剂有机胺和脱乙酰化反应试剂,在微波照射下,制得树脂胺;然后将得到树脂胺溶于有机溶剂中,与含锂强碱反应得到树脂锂;其中,所述的脱乙酰化反应试剂为四丁基氟化铵,四丁基氯化铵,四丁基溴化铵,四丁基碘化铵,碘化铵,氟化铵,溴化铵或氯化铵;
所述的树脂为以下结构之一:
2.根据权利要求1所述的一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,其特征在于,芳香甲基亚胺溶液与氯氟磺酰进行磺酰胺反应的具体过程为向芳香甲基亚胺溶液中加入碱性催化剂降温至0-10℃后,向其中缓慢滴加氯氟磺酰,整个滴加过程中保持反应温度为0~10℃,滴加完毕后升温至20~35℃,继续反应4~8h,所得的相应反应溶液经萃取收集得到的有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去有机溶剂后得到式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺;
式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺与氯氟磺酰进行磺酰胺反应的具体过程为向式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺中加入碱性催化剂和有机溶剂后,降温至0-10℃后,向其中缓慢滴加氯氟磺酰,整个滴加过程中保持反应温度为0~10℃,滴加完毕后升温至20~35℃,继续反应4~8h,所得的相应反应溶液经萃取收集得到的有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去有机溶剂后得到式ⅳ所示的芳香甲基双氟磺酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,其特征在于,芳香甲基亚胺溶液与氟磺酸进行磺酰胺反应的的具体过程为向芳香甲基亚胺溶液中加入酸性催化剂和有机溶剂后,向其中缓慢滴加氟磺酸,整个滴加过程中保持反应温度为20~40℃,滴加完毕后升温至100~120℃,继续反应8~24h,所得的相应反应溶液经萃取收集得到有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去溶剂后得到式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺或;
式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺与氟磺酸进行磺酰胺反应的的具体过程为向式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺中加入酸性催化剂和有机溶剂后,向其中缓慢滴加氟磺酸,整个滴加过程中保持反应温度为20~40℃,滴加完毕后升温至100~120℃,继续反应8~24h,所得的相应反应溶液经萃取收集得到有机相,经干燥除去水,减压蒸馏除去有机溶剂后得到式ⅳ所示的芳香甲基双氟磺酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,其特征在于,步骤B中,所加入还原剂为硼氢化钠,硼氢化钾,硼氢化锂,氢化锂铝,氢化钠铝或氢化钾铝,还原剂的用量与芳香甲基叠氮的摩尔比为1~2:1。
5.根据权利要求1所述的一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,其特征在于,步骤D中,通入氢气至压力为5~25psi。
6.根据权利要求1所述的一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,其特征在于,步骤E的具体过程为将中间产物A和树脂锂分别溶于无水的溶剂中,形成中间产物A溶液和树脂锂溶液,将树脂锂溶液降温至-78~-50℃后,向其中缓慢滴加中间产物A溶液,整个滴加过程保持反应温度为-78~-50℃,滴加完毕后,在保持温度为-78~-50℃的情况下,继续反应2~4h,反应完后,反应溶液经过滤后,滤液在-78~-50℃的低温条件经减压蒸馏除去溶剂后得到双氟磺酰亚胺锂盐。
7.一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A将式ⅰ所示的芳香甲基叠氮溶于有机溶剂中,加入强碱性试剂,经还原后,得到芳香甲基亚胺溶液,其与氯磺酸或氯代磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺;
B将步骤A所得的式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺溶于有机溶剂中,加入还原剂,经还原后,得式ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺;
C将步骤B所得的ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺溶于有机溶剂中,与氯磺酸或氯代磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅳ所示的芳香甲基双氯磺酰胺;
D将步骤C得到式ⅳ所示的芳香甲基双氯磺酰胺,溶于有机溶剂中,在金属催化剂作用下,经氢气还原得到中间产物B;
E将步骤D所得的中间产物B溶于有机溶剂中,升温后,经氟化试剂进行氟化处理,得到中间产物A;
F将步骤E得到的中间产物A,在有机溶剂条件下,与树脂锂进行离子交换得到最终产物双氟磺酰亚胺锂盐;
其中,R=H,CH3,CH3CH2,
所述的树脂锂采用以下方法制备而成:向重复单元中含有N-甲基-N-苯甲基乙酰胺的树脂中加入溶剂有机胺和脱乙酰化反应试剂,在微波照射下,制得树脂胺;然后将得到树脂胺溶于有机溶剂中,与含锂强碱反应得到树脂锂;其中,所述的脱乙酰化反应试剂为四丁基氟化铵,四丁基氯化铵,四丁基溴化铵,四丁基碘化铵,碘化铵,氟化铵,溴化铵或氯化铵;
所述的树脂为以下结构之一:
8.一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A将式ⅰ所示的芳香甲基叠氮溶于有机溶剂中,加入强碱性试剂,经还原后,得到芳香甲基亚胺溶液,其与氯磺酸或氯代磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺;
B将步骤A所得的式ⅱ所示的芳香甲基氯磺酰三级胺溶于有机溶剂中,加入还原剂,经还原后,得式ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺;
C将步骤B所得的式ⅲ所示的芳香甲基氯磺酰二级胺;溶于有机溶剂中,与氟磺酸或氯氟磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺;
D将步骤C得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺,溶于有机溶剂中,在金属催化剂作用下,经氢气还原得到中间产物C;
E将步骤D所得的中间产物C溶于有机溶剂中,升温后,经氟化试剂进行氟化处理,得到中间产物A;
F将步骤E得到的中间产物A,在有机溶剂条件下,与树脂锂进行离子交换得到最终产物双氟磺酰亚胺锂盐;
其中,R=H,CH3,CH3CH2,
所述的树脂锂采用以下方法制备而成:向重复单元中含有N-甲基-N-苯甲基乙酰胺的树脂中加入溶剂有机胺和脱乙酰化反应试剂,在微波照射下,制得树脂胺;然后将得到树脂胺溶于有机溶剂中,与含锂强碱反应得到树脂锂;其中,所述的脱乙酰化反应试剂为四丁基氟化铵,四丁基氯化铵,四丁基溴化铵,四丁基碘化铵,碘化铵,氟化铵,溴化铵或氯化铵;
所述的树脂为以下结构之一:
9.一种利用芳香甲基叠氮制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A将式ⅰ所示的芳香甲基叠氮溶于有机溶剂中,加入强碱性试剂,经还原后,得到芳香甲基亚胺溶液,其与氟磺酸或氯氟磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺;
B将步骤A所得的式ⅱ所示的芳香甲基氟磺酰三级胺溶于有机溶剂中,加入还原剂,经还原后,得式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺;
C将步骤B所得的式ⅲ所示的芳香甲基氟磺酰二级胺溶于有机溶剂中,与氯磺酸或氯代磺酰进行磺酰胺反应,得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺;
D将步骤C得到式ⅳ所示的芳香甲基氯磺酰氟磺酰胺,溶于有机溶剂中,在金属催化剂作用下,经氢气还原得到中间产物C;
E将步骤D所得的中间产物C溶于有机溶剂中,升温后,经氟化试剂进行氟化处理,得到中间产物A;
F将步骤E得到的中间产物A,在有机溶剂条件下,与树脂锂进行离子交换得到最终产物双氟磺酰亚胺锂盐;
其中,R=H,CH3,CH3CH2,
所述的树脂锂采用以下方法制备而成:向重复单元中含有N-甲基-N-苯甲基乙酰胺的树脂中加入溶剂有机胺和脱乙酰化反应试剂,在微波照射下,制得树脂胺;然后将得到树脂胺溶于有机溶剂中,与含锂强碱反应得到树脂锂;其中,所述的脱乙酰化反应试剂为四丁基氟化铵,四丁基氯化铵,四丁基溴化铵,四丁基碘化铵,碘化铵,氟化铵,溴化铵或氯化铵;
所述的树脂为以下结构之一:
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