CN112661676A - 一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,属于精细化工领域;所述方法如下:将催化剂加入到甲基磺酰氯中,将温度控制在50℃~100℃,不断搅拌,同时,通入无水氟化氢进行反应,反应时间为1h~10h,得到甲基磺酰氟;所述方法是以甲基磺酰氯为原料,在催化剂的作用下,甲基磺酰氯直接与无水氟化氢发生氟化反应,生成甲基磺酰氟;由该方法制得的甲基磺酰氟产率和纯度较高,不需纯化,制备过程不产生任何三废,并且操作简便、成本较低、适宜进行规模化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,属于精细化工领域。
背景技术
甲基磺酰氟(CH3SO2F),精细化工合成的重要原料,不溶于水,溶于氟化氢,可用于电化学氟化制备三氟甲基磺酰氟。目前甲基磺酰氟的主要制备方法是:甲基磺酰氯为原料,在氟化钾水溶液中进行氟化,氟化钾作为反应物,使得甲基磺酰氯(CH3SO2Cl)中的氯由氟取代,因此,得到甲基磺酰氟。
该制备工艺的缺点有以下几点:
(1)产率相对较低,由于氟化过程是在水溶液中进行,部分甲基磺酰氯会发生水解;
(2)氟化过程不是均相反应,会分为水相和有机相,导致反应不完全;
(3)由该方法制得的甲基磺酰氟纯度较低,反应后的溶液中含有氯化钾、氟化钾的水溶液,需继续纯化;
(4)该方法会产生三废:由于氟化钾过量,反应后的氯化钾水溶液中会有少量的氟化钾,以及甲基磺酰氯水解产生的杂质,无法直接回收利用。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,所述方法是以甲基磺酰氯为原料,在催化剂的作用下,甲基磺酰氯直接与无水氟化氢发生氟化反应,生成甲基磺酰氟;由该方法制得的甲基磺酰氟产率和纯度较高,不需纯化,制备过程不产生任何三废,并且操作简便、成本较低、适宜进行规模化应用。
为实现本发明的目的,提供以下技术方案。
一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,所述方法步骤如下:
将催化剂加入到甲基磺酰氯中,将温度控制在50℃~100℃,不断搅拌,同时,通入无水氟化氢进行反应,反应时间为1h~10h,得到甲基磺酰氟。
其中,所述催化剂为氟化反应的催化剂,优选为氟化镍、五氟化锑、三氟化锑和氟化钾中的一种以上。
所述催化剂与甲基磺酰氯的质量比为(1~10):1000。
优选,将温度控制在60℃~80℃。
优选,无水氟化氢与甲基磺酰氯物质的量之比为(1.05~1.3):1。
优选,所述反应时间为3h~8h。
有益效果:
(1)本发明提供了一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,所述方法以甲基磺酰氯为原料,在催化剂的作用下,甲基磺酰氯直接与无水氟化氢发生氟化反应,获得甲基磺酰氟,副产物为氯化氢;本发明所述方法在无水环境中进行,原料甲基磺酰氯不会水解,所以没有水解杂质产生;另外,副产物为氯化氢,其容易与产物甲基磺酰氟分离;进而使得由本发明提供的方法制得的甲基磺酰氟,产率较高,可达98%以上;纯度较高,可达98%以上。
(2)本发明加入少量的催化剂,可降低反应的活化能,降低反应温度、减少反应时间。
(3)本发明所述方法制得甲基磺酰氟残余少量的无水氟化氢,残余的无水氟化氢可直接作为甲基磺酰氟电解的原料,不需纯化过程。
(4)本发明所述方法产生的副产物,即氯化氢,其可作为高纯电子气体氯化氢的制备原料;由此可见,本发明所述方法在制备过程不产生任何三废,并且操作简便、成本较低、适宜进行规模化应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例来详述本发明,但不作为对本发明专利的限定。
以下实施例中:
采用岛津GC-2014进行气相色谱测试。
实施例1
将1.1kg甲基磺酰氯加入到反应釜中,加入6g五氟化锑,温度加热至80℃,在不断搅拌下通入202g无水氟化氢气体,发生氟化反应,反应8h,得到产物,产物质量为930g,产率为98.8%;经过气相色谱测试可知所述产物为甲基磺酰氟,其纯度为99.1%。
实施例2
将1.1kg甲基磺酰氯加入到反应釜中,加入10g三氟化锑,温度加热至50℃,在不断搅拌下通入249g无水氟化氢气体,发生氟化反应,反应1h,得到产物,产物质量为935g,产率为99.3%;经过气相色谱测试可知所述产物为甲基磺酰氟,其纯度为98.7%。
实施例3
将1.1kg甲基磺酰氯加入到反应釜中,加入3g氟化钾,温度加热至100℃,在不断搅拌下通入210g无水氟化氢气体,发生氟化反应,反应3h,得到产物,产物质量为925g,产率为98.3%;经过气相色谱测试可知所述产物为甲基磺酰氟,其纯度为98.5%。
实施例4
将1.1kg甲基磺酰氯加入到反应釜中,加入8g氟化镍,温度加热至50℃,在不断搅拌下通入220g无水氟化氢气体,发生氟化反应,反应10h,得到产物,产物质量为927g,产率为98.5%;经过气相色谱测试可知所述产物为甲基磺酰氟,其纯度为99.2%。
本发明包括但不限于以上实施例,凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进,都将视为本发明保护范围之内。
Claims (6)
1.一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,其特征在于:所述方法步骤如下:
将催化剂加入到甲基磺酰氯中,将温度控制在50℃~100℃,不断搅拌,同时,通入无水氟化氢进行反应,反应时间为1h~10h,得到甲基磺酰氟;
其中,所述催化剂为氟化反应的催化剂;
所述催化剂与甲基磺酰氯的质量比为(1~10):1000。
2.根据权利要求1所述的一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,其特征在于:所述催化剂为氟化镍、五氟化锑、三氟化锑和氟化钾中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,其特征在于:将温度控制在60℃~80℃。
4.根据权利要求1所述的一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,其特征在于:无水氟化氢与甲基磺酰氯物质的量之比为(1.05~1.3):1。
5.根据权利要求1所述的一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,其特征在于:所述反应时间为3h~8h。
6.根据权利要求1所述的一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,其特征在于:所述催化剂为氟化镍、五氟化锑、三氟化锑和氟化钾中的一种以上;
将温度控制在60℃~80℃;
无水氟化氢与甲基磺酰氯物质的量之比为(1.05~1.3):1;
所述反应时间为3h~8h。
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