CN115956068A - 使用三氟化铋的n,n-支化氨基磺酰氟化合物的合成 - Google Patents

使用三氟化铋的n,n-支化氨基磺酰氟化合物的合成 Download PDF

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Abstract

产生式F‑S(O)2‑NR2的N,N‑支化氨基磺酰氟化合物的方法，所述方法通过使三氟化铋与式X‑SO2NR2的N,N‑支化氨基磺酰非氟卤化物化合物接触，其中X＝氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)，并且每个R独立地是具有1个至12个碳原子的直链或支链的烷基、氟烷基、烯基、氟烯基、炔基或氟炔基，以使N,N‑支化氨基磺酰非氟卤化物化合物氟化。这是一种不含水的方法，产物的纯度非常高，并且可以以定量收率分离期望的产物。如此产生的N,N‑支化氨基磺酰氟化合物可用于多种应用，包括作为电化学装置诸如锂电池和电容器中的电解质溶剂和添加剂，并且可用于生物领域等。

Description

使用三氟化铋的N,N-支化氨基磺酰氟化合物的合成
相关申请数据
本申请要求于2020年8月21日提交的并且标题为“SYNTHESIS OF N,N-DIALKYLSULFAMOYL FLUORIDE”的美国临时专利申请序列号63/068,495的优先权的权益，该美国临时专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。
本公开内容的领域
本公开内容涉及产生支化氨基磺酰氟化合物的方法。更特别地，本公开内容涉及使用三氟化铋产生N,N-支化氨基磺酰氟化合物的方法。
背景
将氟并入分子中通常导致分子的物理性质和化学性质的显著变化。一些含氟化合物具有高的电化学稳定性，并且可用于电化学储能装置诸如电池和双电层电容器，并且可用于生物学领域。
化合物N-(氟磺酰基)二甲胺(FSO2NMe2)已经被建议作为锂离子电池的溶剂或添加剂(中国专利第CN 1 289 765A号)。目前，FSO2NMe2不能大量商购。
FSO2NMe2在20世纪30年代通过水中的N-氯磺酰基二甲胺(ClSO2NMe2)与氟化钾、氟化钠或氟化锌之间的复分解被首次制备(法国专利第FR 806 383号；德国专利第DE 667544号；美国专利第2,130,038号)。这是一种含水方法，并且收率低。
FSO2NMe2还已经通过在存在五氟化锑(SbF5)的情况下ClSO2NMe2与三氟化锑(SbF3)的反应被制备(Heap,R.,Saunders,B.C.,Journal of the Chemical Society(Resumed),1948,1313-1316)，以及通过在80℃-90℃的ClSO2NMe2与无水氟化氢(HF)的反应被制备(德国专利第DE 1 943 233号(1971))。获得的产品被氯化物污染，不适合用于锂电池。
FSO2NMe2还已经通过在80℃的N,N-二甲基氨基磺酰胺(Me2NSO2NH2)与氟磺酰基异氰酸酯(FSO2N＝C＝O)的反应被制备(Appel,R.；Montenarh,M.,Chemische Berichte,1977,110,2368-2373)。在合成中检测到多种副产物。
通常，存在四个已知的硫酰氟(SO2F2)与仲胺的反应的实例，如下文描述的。这四个已知的反应使用冷冻剂(或催化剂)。
1.SO2F2与仲胺的反应在1948年首次进行(Emeléus,H.J.,Wood,J.F.,Journal ofthe Chemical Society(Resumed),1948,2183-2188)。在该文献中，将二乙胺(Et2NH)滴入冷却(-78℃)的SO2F2在乙醚中的溶液中，并且产物FSO2NEt2以35％的收率获得。
2.SO2F2与哌啶(HN(CH2)5)的反应在1982年进行(Padma,D.K.,Subrahmanya Bhat,V.,Vasudeva Murthy,A.R.,Journal of Fluorine Chemistry,1982,20,425-437)。在-196℃将SO2F2添加至在乙醚中的哌啶中，随后升温。获得FSO2N(CH2)5或SO2(N(CH2)5)2，这取决于所使用的哌啶的量。从副产物中分离期望的化合物被证明是困难的。
3.另外两种仲胺与SO2F2在环境条件下的反应在Dong和Sharpless的专利申请(国际专利申请公布第WO 2015/188120号)中描述。在该公布的申请中，二烯丙基胺和二炔丙基胺在溶剂中存在一当量的活化剂的情况下与SO2F2反应。特别描述了诸如四氢呋喃(THF)和二氯甲烷的溶剂。Dong和Sharpless在公布的申请中断言“活化的胺甚至可以在pH 8的缓冲液中反应”，但没有给出活化的胺的实例，并且没有进一步详细阐述。
4.还报告了通过二甲胺与气态硫酰氟的反应的DSF的合成。在该工艺中，产物的混合物诸如Me2SO2F+Me2NH2F+SO2(NMe2)2被形成，并且难以与期望的产物分离。由于这些缺点，扩大DSF的规模是不经济的。
因此，对于用于产生高纯度N,N-二烷基氨基磺酰氟化合物诸如高纯度N,N-二甲基氨基磺酰氟及其衍生物的相对安全、经济且高收率(尤其是在商业规模上)的方法存在需求。
概述
在实施方式中，本公开内容涉及用于产生式F-SO2-NR2的N,N-支化氨基磺酰氟化合物的方法，该方法包括使式X-SO2-NR2的N,N-支化氨基磺酰非氟卤化物(N,N-branchedsulfamoyl nonfluorohalide)化合物与BiF3在足以产生包含氨基磺酰氟化合物F-SO2-NR2和作为副产物的BiX3的混合物的条件下接触；其中X＝Cl、Br或I，并且每个R独立地是直链、支链或环状的烷基、氟烷基、烯基、氟炔基、炔基或氟炔基。
详述
在一些方面中，本公开内容涉及产生N,N-二甲基氨基磺酰氟(DMSF)及其衍生物，或者更一般地，式F-S(O)2-NR2(I)的N,N-支化氨基磺酰氟化合物的方法，所述方法通过使三氟化铋(BiF3)与式X-SO2NR2(II)的N,N-支化氨基磺酰非氟卤化物化合物接触，其中X＝氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)，并且每个R独立地是具有1个至12个碳原子的直链或支链的烷基、氟烷基、烯基、氟烯基、炔基或氟炔基，以使N,N-支化氨基磺酰非氟卤化物化合物氟化。这是一种不含水的方法，产物的纯度非常高，并且可以以定量收率分离期望的产物。如此产生的N,N-支化氨基磺酰氟化合物可用于多种应用，包括作为电化学装置诸如锂电池和电容器中的电解质溶剂和添加剂，并且可用于生物领域等。
在实例中，使用BiF3的N,N-支化氨基磺酰氯的氟化反应如下：
Cl-SO2-NR2+1/3BiF3→F-SO2-NR2+1/3BiCl3
在一些实施方案中，作为反应的副产物产生的BiX3可以被转化回BiF3。例如，当式II中的X是Cl时作为副产物产生的BiCl3可以经由使其与NaOH反应以分离Bi2O3随后用含水氟化氢(HF)处理被转化回BiF3。下文论述了BiX3再生的另外的实例。
定义
“烷基”指的是具有一个至十二个、典型地一个至六个碳原子的饱和直链一价烃部分或者具有三个至十二个、典型地三个至六个碳原子的饱和支链一价烃部分。烷基基团可以任选地被烷氧化物(即，-ORa，其中Ra是烷基)和/或其它官能团取代，所述其它官能团是被保护的或在给定反应条件下是非反应性的。示例性烷基基团包括但不限于甲基、乙基、正丙基、2-丙基、叔丁基、戊基和类似基团。
“烯基”意指包含至少一个碳-碳双键的具有两个至十二个、典型地两个至六个碳原子的直链一价烃部分或具有三个至十二个、典型地三个至六个碳原子的支链一价烃部分。烯基基团可以任选地被一个或更多个官能团取代，所述一个或更多个官能团是被保护的或在给定反应条件下是非反应性的。示例性烯基基团包括但不限于乙烯基、丙烯基、丁烯基和类似基团。
“炔基”意指包含至少一个碳-碳三键的具有两个至十二个、典型地两个至六个碳原子的直链一价烃部分或具有三个至十二个、典型地三个至六个碳原子的支链一价烃部分。炔基基团可以任选地被一个或更多个官能团取代，所述一个或更多个官能团是被保护的或在给定反应条件下是非反应性的。示例性炔基基团包括但不限于乙炔基、丙炔基、丁炔基和类似基团。
“环烷基”指的是具有三个至十个环碳的非芳香族的、饱和的、一价单环或一价双环的烃部分。环烷基可以在环结构内任选地被一个、两个或三个取代基取代，所述取代基是被保护的或在给定反应条件下是非反应性的。
“环烯基”指的是在环体系内具有至少一个碳-碳双键的具有三个至十个环碳的非芳香族一价单环或一价双环的烃部分。环烷基可以在环结构内任选地被一个、两个或三个取代基取代，所述取代基是被保护的或在给定反应条件下是非反应性的。
如本文和附随权利要求书中使用的，术语“处理”、“接触”和“反应”指的是在适当条件下添加或混合两种或更多种试剂以产生指示的和/或期望的产物。应理解，产生指示的产物和/或期望的产物的反应可能不一定由最初添加的两种试剂的组合直接产生；即，可能存在混合物中产生的、最终导致期望的产物的一种或更多种中间体。
如本文和附随权利要求书中使用的，术语“无水的”指的是具有按重量计约1％或更少的水，典型地按重量计约0.5％或更少的水，通常地按重量计约0.1％或更少的水，更通常地按重量计约0.01％或更少的水，并且最通常地按重量计约0.001％或更少的水。在该定义内，术语“大体上无水的”指的是具有按重量计约0.1％或更少的水，典型地按重量计约0.01％或更少的水，并且通常地按重量计约0.001％或更少的水。
在整个本公开内容中，术语“约”当与对应的数值一起使用时指的是数值的±20％，典型地数值的±10％，通常地数值的±5％，并且最通常地数值的±2％。在一些实施方案中，术语“约”可以意指数值本身。
说明性方法
如上文提到的，本公开内容的一些方面旨在克服上文背景部分中论述的与如上文论述的产生N,N-支化氨基磺酰氟相关的问题中的一个或更多个。在一些实施方案中，本公开内容的方法使用三氟化铋作为氟化试剂。在一些实施方案中，本公开内容的方法允许用过的铋试剂被再循环以使三氟化铋再生。
本公开内容的一个方面提供了用于产生下式的N,N-支化氨基磺酰氟化合物的方法：
F-SO2-NR2  (I)
该方法通过使下式的N,N-支化氨基磺酰非氟卤化物化合物：
X-SO2-NR2  (II)
与BiF3在足以产生所述式I的氟化化合物的条件下接触。典型地，这样的方法还产生BiX3作为副产物。在式I和式II的化合物中，X和每个R可以是如上文定义的。
这样的方法典型地包括使N,N-支化氨基磺酰非氟卤化物化合物(II)与BiF3在足以产生所述氟化化合物(I)和作为副产物的BiX3的条件下接触。BiX3副产物可以被再循环以使BiF3再生，如上文和/或相关文献中描述的，诸如在上文通过引用并入本文的参考文献中描述的。
足以产生氟化化合物(I)的条件可以相当广泛。例如，温度可以是约0℃至约50℃、约20℃至约70℃、约20℃至约90℃以及约20℃至约110℃。取决于反应物和/或反应容器的初始温度，达到适当的条件可能需要加热或冷却反应容器中的反应物的混合物。然而，其他温度和压力，包括高于大气压或低于大气压的压力，可以与产生满意结果的温度和反应时间结合使用。
在一些实施方案中，反应时间可以是约0.1小时至约24小时，或更长。应注意，温度和时间对收率可以具有大的影响。例如，在大气压，在110℃经15小时可以实现良好的结果(例如，>93％的收率)。然而，反应可以在室温发生，但在24小时内收率可能<5％。在一些实施方案中，混合(例如，通过搅拌)是合意的，以确保反应在整个混合物中尽可能完全。因此，加热和适当的混合是合意的，以实现完全反应和更高的收率。
在一些实施方案例如涉及大规模生产(例如，从大于20g、大于100g、大于200g、大于500g或大于1000g的量的N,N-支化氨基磺酰非氟化物开始的生产)的实施方案中，在不同温度以两个或更多个阶段加热混合物以最小化或消除将污染期望的反应产物的分解产物可能是有益的。例如，在大规模生产中过快地将混合物加热至过高的温度可能引起放热的反应过快地进行，并且由此产生过量的热量，这可能导致在混合物中形成不需要的分解产物，该分解产物污染期望的反应产物。当使用分阶段加热时，在一些实施方案中，混合物的加热开始于最初施加相对较低温度的热量，随后例如递增地或逐渐地升高所施加的热量的温度。当使用递增加热时，初始较低温度可以保持持续第一时间量，之后温度被升高至至少一个较高温度，其中每个较高温度保持持续期望的时间量。在一些实施方案中，保持初始相对较低温度的时间量可以短于保持一个或更多个相对较高温度的总时间量。
从实验中已经发现，在大部分产生高热的放热反应发生时施加中等的热量(例如，在小于约80℃的温度加热，以及从小于约65℃的温度开始)可以产生良好的结果，即，最小化不需要的分解副产物。通常，温度应被保持在低于约80℃的时间长度将随着所使用的反应物的起始量和所使用的温度而变化。实验还已经示出，以小于约15℃或约10℃或更小的增量将温度的升高分阶段，并且在约三个或更多个小时的时间段内使用三个或更多个加热阶段，对于约1000g至2000g或更多的N,N-支化氨基磺酰非氟化物的起始量，可以产生特别好的结果。在实例中，当从2000g的N,N-支化氨基磺酰非氟化物开始时，使用以下分阶段加热方案实现了优异的结果：50℃持续1小时，60℃持续1小时，70℃持续1小时，80℃持续1小时，90℃持续1小时，以及>90℃(例如，100℃至110℃)持续合适的另外的时间量。
在一些实施方案中，收率典型地在约70％至约99％、大于约80％、大于约90％、大于约95％、或大于约98％的范围内。在一些实施方案中，期望的式I的产物的纯度典型地在约90％至约99.99％的范围内。在一个实例中，基于19F和1H核磁共振波谱学(NMR)，DMSF已经以>99.8％被分离。在一些实施方案中，可能需要一次或更多次蒸馏和结晶以实现最高纯度的N,N-支化氨基磺酰氟产物。
本公开内容的合成的无水性质可以允许纯度大于99％。相比之下，大多数已知的DMSF合成工艺具有大量的副产物，并且具有高的水含量，这种高的水含量需要在使用DMSF(例如，在锂金属电池中)之前被去除。本公开内容的工艺非常清洁。在一些实施方案中，可能仅需要第二次蒸馏以去除任何卤化物杂质。本发明的工艺是无水的，并且不含离子卤化物杂质。在一些实施方案中，使用2％至3％的分子筛来去除水。在一个实例中，在分子筛干燥之后，DMSF的水含量<5ppm。这种低水平的水含量已经在千克级大小的合成中被观察到。
在涉及DMSF的实例中，在典型的反应条件下，DMSF是液体，并且三氯化铋是固体。在这些状态的情况下，可以实现相当简单的大规模且连续的工艺。例如，过滤、蒸馏和其他分离技术的多种组合可以用于分离液体DMSF和固体三氯化铋。作为实例，DMSF和BiCl3的混合物可以用包含至少一种烷烃，诸如己烷、氯代烷烃(例如，二氯甲烷)和/或氟代烷烃等的惰性有机溶剂处理，随后蒸馏。如上文提到的，液体DMSF可以进一步被蒸馏以去除卤化物杂质和/或被分子筛干燥以去除不需要的水。在一些实施方案中，上述反应可以作为连续反应进行，其中可以使两种反应物在100℃至150℃接触，以将DMSF保持在液态，并且将三氯化铋保持在固态。应注意，虽然DMSF是该实例中期望的反应产物，但反应条件、分离技术(包括溶剂的使用)、过滤和其他方面也可以应用至非DMSF的期望的N,N-支化氨基磺酰氟合成产物。可以使用本公开内容的方法合成的其他N,N-支化氨基磺酰氟产物的示例性且非穷举性的组包括N,N-二乙基氨基磺酰氟、N-乙基-N-甲基氨基磺酰氟和N-乙基-N-甲氧基乙基氨基磺酰氟，仅举几例。
应注意，前述反应在不存在溶剂的情况下发生。然而，在一些情况下，可能合意的是在反应混合物中包括溶剂。可以单独地或以任何组合被包括在反应混合物中的示例性溶剂包括但不限于烷烃、醚、卤代烃和芳香族溶剂。
BiF3再生：
本公开内容的方法的优点之一是当式II中的X为氯时氧化铋(III)(Bi2O3)由反应中形成的三氯化铋(BiCl3)的再生。典型地，三氯化铋可以通过在水中在90℃用碳酸钠处理持续10分钟来转化为氧化铋(III)。水不溶性氧化铋(III)可以通过过滤和用水洗涤以去除氯化钠来获得。分离的氧化铋(III)可以与无水HF或含水HF反应以使三氟化铋再生。典型地，氧化铋(III)可以被放置在聚四氟乙烯(PTFE)容器中，并且用过量的含水HF处理，直到所有固体反应。BiF3不溶于水，并且可以通过过滤和在真空中干燥来分离，例如在60℃至100℃的范围内的温度干燥。
可以用于由BiCl3再生BiF3的示例性技术可以例如在以下中找到：以RajendraP.Singh、Jerry Lynn Martin和Joseph Carl Poshusta的名义的US8,377,406B1，标题为“Synthesis of bis(fluorosulfonyl)imide”，2013年2月19日发布，以及Greenwood,Norman N.；Earnshaw,Alan(1997)，Chemistry of the Elements(第2版),Butterworth-Heinemann,ISBN 978-0-08-037941-8。这些参考文献中的每一篇关于其涉及由BiCl3再生BiF3的教导通过引用并入本文。
可以使用由BiCl3再生BiF3的其他工艺。例如，BiCl3可以如下用无水HF处理以产生BiF3和作为副产物的HCl：
BiCl3+3HF＝BiF3+3HCl
在检查本公开内容的以下实施例后，本公开内容的另外的目的、优点和新颖特征对于本领域技术人员将变得明显，这些实施例不意图是限制性的。在实施例中，建设性地归纳用于实践的程序以现在时态描述，而在实验室中已经进行的程序以过去时态设置。
实施例
除非另外陈述，否则所有使用的化学品均为试剂级。本文使用的N,N-二甲基氨基磺酰氯和三氟化铋是无水的。所有实验室规模的反应操作应在通风良好的通风橱中进行，并且应佩戴适当的个人防护设备(PPE)，诸如实验服、安全眼镜和手套。
实施例1：N,N-二甲基氨基磺酰氟的合成：
在室温将三氟化铋BiF3(2000g，7.52摩尔)称重在3L圆底烧瓶中，并且将N,N-二甲基氨基磺酰氯(2000g，13.93摩尔)添加至烧瓶。将烧瓶附接至干燥的氮气或氩气管线，随后连接至机械搅拌器。在搅拌的情况下将反应混合物用油浴加热至65℃持续2小时，随后加热至100℃-110℃持续另外的15小时。将反应混合物冷却，并且然后在减压(50℃/20mmHg)蒸馏，以产生>95％收率的作为澄清无色液体的N,N-二甲基氨基磺酰氟。该产物的身份由19F和1H核磁共振波谱学(NMR)确认。该实施例的反应紧接着在下文图示出。
Figure BDA0004088305770000091
实施例2：N,N-二甲基氨基磺酰氟的合成：
在室温将三氟化铋BiF3(25g，0.094摩尔)称重在100mL圆底烧瓶中，并且将N,N-二甲基氨基磺酰氯(25g，0.174摩尔)添加至烧瓶。将烧瓶附接至干燥的氮气或氩气管线，随后连接至机械搅拌器。将反应混合物用油浴加热至100℃-110℃持续15小时。将反应混合物冷却，并且添加20g无水二氯甲烷，并且将混合物充分搅拌，并且然后过滤以分离固体BiCl3。通过普通蒸馏从滤液中去除二氯甲烷，并且在减压(50℃/20mmHg)蒸馏期望的产物，以提供94％收率的作为澄清无色液体的N,N-二甲基氨基磺酰氟。该产物的身份由19F和1H NMR确认。该实施例的反应与紧接着在上文图示出的相同。
实施例3：N,N-二乙基氨基磺酰氟的合成：
将三氟化铋BiF3(20.8g，0.078摩尔)称重在100mL圆底烧瓶中，并且添加N,N-二乙基氨基磺酰氯(25.84.1g，0.145摩尔)。将烧瓶附接至干燥的氮气或氩气管线，随后连接至机械搅拌器。在搅拌的情况下将反应混合物用油浴加热至65℃持续2小时，随后加热至100℃-110℃持续另外的15小时。将反应混合物冷却，并且在减压蒸馏，以给出>93％收率的作为澄清无色液体的N,N-二乙基氨基磺酰氟。该实施例的反应紧接着在下文图示出。
Figure BDA0004088305770000101
实施例4：N-甲基-N-乙基氨基磺酰氟的合成：
将三氟化铋BiF3(22.57g，0.084摩尔)称重在250mL圆底烧瓶中，并且添加N-甲基-N-乙基氨基磺酰氯(24.88g，0.1581摩尔)。将烧瓶附接至干燥的氮气或氩气管线，随后连接至机械搅拌器。在搅拌的情况下将反应混合物用油浴加热至70℃持续2小时，随后加热至110℃持续另外的15小时。将反应混合物冷却，并且在减压蒸馏，以给出>94％收率的作为澄清无色液体的N-甲基-N-乙基氨基磺酰氟。该实施例的反应紧接着在下文图示出。
Figure BDA0004088305770000102
可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下做出多种修改和添加。上文描述的多种实施方案中的每一种实施方案的特征可以适当地与其他描述的实施方案的特征组合，以便在相关联的新的实施方案中提供多种特征组合。此外，虽然前文描述多个单独的实施方案，但是本文已经描述的内容仅仅是对本发明的原理的应用的说明。此外，尽管本文的特定方法可以被说明和/或描述为以特定的顺序执行，但是排序在普通技术范围内是高度可变的，以实现本公开内容的方面。因此，本描述旨在仅通过实例的方式做出，并且不以其他方式限制本发明的范围。
已经在上文公开并在所附的图中图示出示例性的实施方案。本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对本文具体公开的内容进行多种改变、省略和添加。

Claims (21)

1.一种用于产生式F-SO2-NR2的N,N-支化氨基磺酰氟化合物的方法，所述方法包括：
使式X-SO2-NR2的N,N-支化氨基磺酰非氟卤化物化合物与BiF3在足以产生包含氨基磺酰氟化合物F-SO2-NR2和作为副产物的BiX3的混合物的条件下接触；
其中X＝Cl、Br或I，并且每个R独立地是直链、支链或环状的烷基、氟烷基、烯基、氟炔基、炔基或氟炔基。
2.根据权利要求1所述的方法，其中足以产生所述N,N-支化氨基磺酰氟化合物和作为副产物的BiX3的所述条件包括加热和混合所述混合物。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述加热包括将所述混合物加热至在20℃至200℃的范围内的温度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述加热包括将所述混合物加热至初始温度，随后将所述混合物加热至高于所述初始温度的第二温度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述初始温度小于80℃，并且所述第二温度等于或大于100℃。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法还包括通过蒸馏从所述混合物中分离所述N,N-支化氨基磺酰氟化合物。
7.根据权利要求3所述的方法，还包括用惰性有机溶剂处理所述混合物，随后通过过滤从所述混合物中去除所述BiX3并且通过蒸馏从所述混合物中分离N,N-支化氟化物化合物。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述惰性有机溶剂包括至少一种烷烃。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一种烷烃是氯代烷烃或氟代烷烃。
10.根据权利要求2所述的方法，其中所述接触和加热在大气压进行，并且所述方法还包括通过蒸馏从所述混合物中分离所述N,N-支化氨基磺酰氟化合物。
11.根据权利要求1所述的方法，其中X是Cl。
12.根据权利要求1所述的方法，其中X是Br。
13.根据权利要求1所述的方法，其中Xi是I。
14.根据权利要求1所述的方法，其中每个R选自由以下组成的组：-CH3、-CH2CH3和-CH2CH2OCH3。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述N,N-支化氨基磺酰氟化合物选自由以下组成的组：N,N-二甲基氨基磺酰氟、N,N-二乙基氨基磺酰氟、N-乙基-N-甲基氨基磺酰氟和N-乙基-N-甲氧基乙基氨基磺酰氟。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括通过蒸馏从所述混合物中分离所述N,N-支化氨基磺酰氟化合物。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括用溶剂处理所述混合物，随后通过过滤从所述混合物中去除所述BiX3并且通过蒸馏从所述混合物中分离N,N-支化氟化物化合物。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述溶剂包括无水己烷或二氯甲烷。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述接触在大气压进行，并且所述方法还包括通过蒸馏从所述混合物中分离所述N,N-支化氨基磺酰氟化合物F-SO2-NR2。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述N,N-支化氨基磺酰氟化合物的收率是至少70％。
21.根据权利要求1所述的方法，其中所述N,N-支化氨基磺酰氟化合物的收率是至少90％。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1289765A (zh) * 1999-09-29 2001-04-04 默克专利股份有限公司 用于电化学电池的低可燃性溶剂的氟化磺酰胺
US20040097758A1 (en) * 2001-02-02 2004-05-20 Solvay Fluor Und Derivate Gmbh Production of fluorine compounds
CN101980955A (zh) * 2008-03-31 2011-02-23 株式会社日本触媒 磺酰亚胺盐及其制备方法
CN104718157A (zh) * 2012-08-29 2015-06-17 博尔德埃奥尼克公司 双(氟磺酰基)亚胺的合成
WO2015151116A2 (en) * 2014-03-31 2015-10-08 Jubilant Life Sciences Limited Process for producing 2-fluoro-6-(trifluoromethyl)pyridine compounds
CN105392736A (zh) * 2013-07-26 2016-03-09 库尔斯特克氟化工有限公司 双(氟磺酰基)亚胺的合成
CN105722820A (zh) * 2013-11-04 2016-06-29 库尔斯特克氟化工有限公司 氟代三氟甲基磺酰亚胺的合成

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2130038A (en) 1938-09-13 Sulphamic acid fluorides
FR806383A (fr) 1935-05-14 1936-12-15 Ig Farbenindustrie Ag Fluorures sulfamiques et leur procédé de production
DE667544C (de) 1935-05-15 1938-11-14 I G Farbenindustrie Akt Ges Verfahren zur Herstellung von Sulfaminsaeurefluoriden
BE755307A (fr) 1969-08-26 1971-02-26 Bayer Ag Procede de preparation de fluorures d'acides sulfamiques substitues et nouveaux fluorures d'acides n-alcoyl sulfamiques
ES2956953T3 (es) 2014-06-06 2024-01-05 Scripps Research Inst Compuestos de fluoruro de azufre (VI) y su uso en reacción click

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1289765A (zh) * 1999-09-29 2001-04-04 默克专利股份有限公司 用于电化学电池的低可燃性溶剂的氟化磺酰胺
US20040097758A1 (en) * 2001-02-02 2004-05-20 Solvay Fluor Und Derivate Gmbh Production of fluorine compounds
CN101980955A (zh) * 2008-03-31 2011-02-23 株式会社日本触媒 磺酰亚胺盐及其制备方法
CN104718157A (zh) * 2012-08-29 2015-06-17 博尔德埃奥尼克公司 双(氟磺酰基)亚胺的合成
CN105392736A (zh) * 2013-07-26 2016-03-09 库尔斯特克氟化工有限公司 双(氟磺酰基)亚胺的合成
CN105722820A (zh) * 2013-11-04 2016-06-29 库尔斯特克氟化工有限公司 氟代三氟甲基磺酰亚胺的合成
WO2015151116A2 (en) * 2014-03-31 2015-10-08 Jubilant Life Sciences Limited Process for producing 2-fluoro-6-(trifluoromethyl)pyridine compounds

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IGNAT’EV N.V.等: ""Comparative fluorination of N, N-dialkylamidosulfonyl halides"", JOURNAL OF FLUORINE CHEMISTRY, vol. 74, pages 181 - 184, XP055901934, DOI: 10.1016/0022-1139(95)03275-I *

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