CN112661676B - 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

一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法
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 (5)

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。
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：将温度控制在60℃～80℃。
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：无水氟化氢与甲基磺酰氯物质的量之比为(1.05～1.3):1。
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：所述反应时间为3h～8h。
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：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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