DE10136121A1 - Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit Perfluoralkansulfonsäureresten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit Perfluoralkansulfonsäureresten

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DE10136121A1
DE10136121A1 DE2001136121 DE10136121A DE10136121A1 DE 10136121 A1 DE10136121 A1 DE 10136121A1 DE 2001136121 DE2001136121 DE 2001136121 DE 10136121 A DE10136121 A DE 10136121A DE 10136121 A1 DE10136121 A1 DE 10136121A1
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Nikolai Ignatyev
Michael Schmidt
Udo Heider
Peter Sartori
Andriy Kucheryna
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit Perfluoralkansulfonsäureestern und deren weitere Umsetzung zu Salzen sowie die Verwendung der hergestellten Verbindungen in Elektrolyten und in Batterien, Kondensatoren, Superkondensatoren und galvanischen Zellen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit Perfluoralkansulfonsäureresten sowie die Verwendung dieser Verbindungen in Batterien, Kondensatoren, Superkondensatoren und galvanischen Zellen.
  • Die Verbreitung von tragbaren elektronischen Geräten, wie z. B. Laptop- und Palmtop-Computern, Mobiltelefonen, oder Videokameras und damit auch der Bedarf nach leichten und leistungsfähigen Batterien hat in den letzten Jahren weltweit dramatisch zugenommen.
  • Angesichts dieses sprunghaft gestiegenen Bedarfs nach Batterien und den damit verbundenen ökologischen Problemen kommt der Entwicklung von wiederaufladbaren Batterien mit einer langen Lebensdauer eine stetig wachsende Bedeutung zu.
  • Lithium-Ionen-Batterien und Doppelschichtkondensatoren mit sehr hohen Kapazitäten (sogenannte Super- oder Ultracapacitors) stellen den derzeitigen Stand der Technik dar. In beiden Systemen werden mit LiPF6 bzw. N(C2H5)4BF4 derzeit hydrolyseempfindliche und thermisch instabile Substanzen als Leitsalz verwendet. Im Kontakt mit feuchter Luft bzw. mit Restwasser aus den Lösungsmitteln kann schnell HF entstehen. Neben den toxischen Eigenschaften wirkt HF sehr negativ auf das Zyklenverhalten und somit auf die Performance der elektrochemischen Zellen.
  • Als Alternative wurden Imide, wie das Bis(trifluormethylsulfonyl)imid oder das Bis(pentafluorethylsulfonyl)imid oder Methanide, wie das Tris(trifluormethylsulfonyl)methanid und deren Derivate vorgestellt.
  • Aber auch quaternäre Ammonium- und Phosphoniumsalze mit Perfluoralkansulfonat-Anionen wurden als Leitsalze für galvanische Zellen entwickelt. Die Synthese dieser Salze ist jedoch relativ aufwendig, da ein Zwischenprodukt, der Trifluormethansulfonsäuremethylester (Methyltriflat), schwer darzustellen ist.
  • Das Methyltriflat ist ein starkes Methylierungsreagenz. Es wird in der präparativen Chemie zur Einführung von Methylgruppen genutzt, z. B. bei der Methylierung von heterocyclischen Verbindungen (Yu, Teylor, Tetrahedron Letter, 1999 (36), 6661-6664) oder der Methylierung von Schwefel-organischen Verbindungen (Tsuge, Hatta, Chem. Letter, 1997 (9), 945-946). Methyltriflat ist wesentlich reaktiver als Methyliodid, Dimethylsulfat und Methyltoluensulfonat, die üblicherweise verwendeten Methylierungsreagenzien bei der Synthese von quaternären Ammonium- und Phosphoniumsalzen.
  • Es gibt verschiedene Synthesewege für das Methyltriflat (Gramstad, J. Chem. Soc., 1956, 173-180 oder Beard, J. Org. Chem., 1973 (21), 3673-3677). Alle beschriebenen Synthesewege eignen sich nicht für eine Übertragung in einen großen Maßstab, da sie entweder sehr toxische Ausgangsmaterialien, wie z. B. Dimethylsulfat, verwenden, die Ausbeuten sehr niedrig sind, das Reaktionsprodukt aufgereinigt werden muß, oder gefährliche Neben- bzw. Abfallprodukte anfallen, wie z. B. Schwefelsäure die mit Dimethylsulfat verunreinigt ist.
  • Aufgabe der Erfindung war es daher, ein einfaches Verfahren für die Synthese von Perfluoralkansulfonsäurealkylestern und daraus herstellbare Leitsalze zur Verfügung zu stellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit Perfluoralkansulfonsäureresten, unter der Verwendung eines Verfahrensschrittes, bei dem Perfluoralkansulfonsäureanhydrid in Gegenwart von Perfluoralkansulfonsäure mit Dialkylcarbonat zu Perfluoralkansulfonsäurealkylester umgesetzt wird, wobei die Reaktion unter inerter Atmosphäre durchgeführt werden kann, z. B.:


  • Überraschend wurde gefunden, daß die Umsetzung von Perfluoralkansulfonsäureanhydrid nahezu quantitativ zum Perfluoralkansulfonsäurealkylester erfolgt. Es sind nur katalytische Mengen an Perfluoralkansulfonsäure erforderlich: nur 0,01-0,1 mol Perfluoralkansulfonsäure pro 1 mol Perfluoralkansulfonsäureanhydrid werden benötigt.
  • Über das erfindungsgemäße Verfahren erhält man Perfluoralkansuffonsäurealkylester, die als Alkylierungsreagenzien verwendet werden können. Sie können zur Alkylierung von heterocyclischen Verbindungen oder Phosphor- und Schwefelorganischen Verbindungen verwendet werden oder zur Darstellung von N-Methylaminosäure mit geringer Racematbildung.
  • Weiterhin können die erfindungsgemäß erhaltenden Verbindungen mit Perfluoralkansulfonsäureresten auch in galvanischen Zellen, primären Batterien, sekundären Batterien, Kondensatoren und/oder Superkondensatoren beispielsweise als Lösungsmittel eingesetzt werden.
  • Ferner können die erhaltenen Ester weiter umgesetzt werden zu Perfluoralkansulfonsäuresalzen. Hierbei muss vorteilhafterweise der erfindungsgemäß zuerst erhaltene Ester nicht isoliert werden, da nicht umgesetzte Dialkylcarbonate bei der anschließenden Reaktion mit

    XR1R2R3,

    wobei
    X P oder N
    R1, R2, R3 jeweils unabhängig voneinander H, Alkyl, vorzugsweise mit 1 bis 16 C-Atomen, Alkylaryl oder Aryl, wobei einzelne Reste R miteinander verbunden sein können, und mindestens ein R ≠ H ist,
    bedeutet,
    zu den entsprechenden Perfluoralkansulfonsäuresalzen als Lösungsmittel enthalten sein können. Nach der Umsetzung fällt das Perfluoralkansulfonsäuresalz aus. Der nicht umgesetzte Perfluoralkansulfonsäurealkylester muss lediglich abdestilliert werden, während die restliche Perfluoralkansulfonsäure für weitere Umsetzungen genutzt werden kann.
  • Bevorzugt wird bei dieser nachfolgenden Umsetzung mit dem Ester eine Verbindung XR1R2R3 eingesetzt, die ausgewählt ist aus der Gruppe

    X(C2H5)3, X(C3H7)3, X(C4H9)3,


    wobei
    X, Y P oder N
    R1, R2, R3 H, Alkyl, vorzugsweise mit 1 bis 16 C-Atomen, Alkylaryl oder Aryl
    bedeuten und
    wobei ein, zwei oder drei CH2-Gruppen des Rings und/oder des Alkylrests durch gleiche oder verschiedene Heteroatome, vorzugsweise O, NH oder N(Alkyl) mit 1 bis 6 C-Atomen, ersetzt sein können und
    wobei der Ring und/oder der Alkylrest teilweise oder vollständig mit weiteren Gruppen, vorzugsweise mit F, Cl, N(CnF(2n+1-x)Hx)2, O(CnF(2n+1-x)Hx), SO2(CnF(2n+1-x)Hx), CnF(2n+1-x)Hx mit 1 < n < 6 und 0 < x ≤ 2n + 1, substituiert sein kann.
  • Ebenfalls Gegenstand dieser Erfindung sind Perfluoralkansulfonsäuresalze des Typs

    Mn+[OSO2CF3]n -

    worin Mn+ (n = 1, 2) ausgewählt ist aus der folgenden Gruppe:


    wobei
    X, Y P oder N
    R1, R2, R3 H, Alkyl, vorzugsweise mit 1 bis 16 C-Atomen, Alkylaryl oder Aryl
    bedeuten und
    wobei ein, zwei oder drei CH2-Gruppen des Rings und/oder des Alkylrests durch gleiche oder verschiedene Heteroatome, vorzugsweise O, NH oder N(Alkyl) mit 1 bis 6 C-Atomen, ersetzt sein können und
    wobei der Ring und/oder der Alkylrest teilweise oder vollständig mit weiteren Gruppen, vorzugsweise mit F, Cl, N(CnF(2n+1-x)Hx)2, O(CnF(2n+1-x)Hx), SO2(CnF(2n+1-x)Hx), CnF(2n+1-x)Hx mit 1 < n < 6 und 0 < x ≤ 2n + 1, substituiert sein kann.
  • Diese Perfluoralkansulfonsäuresalze können beispielsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.
  • Weiterhin können Perfluoralkansulfonsäurersalze dadurch hergestellt werden, dass ein erfindungsgemäß erhaltener Ester mit einer Verbindung ausgewählt aus der folgenden Gruppe umgesetzt wird:


    wobei
    R1 bis R4 gleich oder verschieden sind, gegebenenfalls durch eine Einfach- oder Doppelbildung direkt miteinander verbunden sind und jeweils einzeln oder gemeinsam die Bedeutung
    • - eines Wasserstoffs,
    • - eines Halogens, vorzugsweise Fluor,
    • - eines Alkylrests mit 1 bis 8 C-Atomen, der teilweise oder vollständig durch weitere Gruppen, vorzugsweise F, Cl, N(CnF(2n+1-x)Hx)2, O(CnF(2n+1-x)Hx), SO2(CnF(2n+1-x)Hx), CnF(2n+1-x)Hx mit 1 < n < 6 und 0 < x ≤ 2n + 1, substituiert sein kann, besitzen.
  • Alle erfindungsgemäß hergestellten Perfluoralkansulfonsäuresalze können sowohl in reiner Form als auch in Form ihrer Mischungen als Leitsalze in Elektrolyten, primären und sekundären Batterien, Kondensatoren, Super- bzw. Ultrakondensatoren und galvanischen Zellen eingesetzt werden. Es ist auch möglich, die Salze gemeinsam mit weiteren, dem Fachmann bekannten Salzen als Leitsalz zu verwenden.
  • Die Leitsalze können in flüssigen, gelartigen, polymeren oder festen Elektrolyten verwendet werden. Hierzu können Gemische enthaltend die Leitsalze sowie geeignete Polymeren und/oder geeignete Lösungsmittel eingesetzt werden. Ein Gemisch im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst reine Mischungen der Komponenten, Mischungen, in denen das oder die Salze in einem Polymeren oder Gel eingeschlossen sind sowie Mischungen, in denen zwischen dem oder den Salzen und einem Polymeren oder Gel chemische und/oder physikalische Bindungen bestehen. Im Fall eines gelartigen Elektrolyten enthält das Gemisch vorzugsweise neben dem oder den Salzen und dem Polymer ein geeignetes Lösungsmittel.
  • Als Lösungsmittel für flüssige oder gelartige Elektrolyte werden besonders bevorzugt aprotische Lösungsmittel oder deren Gemische eingesetzt, die zur Anwendung in einer primären oder sekundären Batterie, einem Kondensator, einem Superkondensator oder einer galvanischen Zelle geeignet sind, zum Beispiel Carbonate, Ester, Ether, Sulfolane oder Nitrile wie beispielsweise Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Butylencarbonat, Propylencarbonat, Ethylencarbonat, Ethylmethylcarbonat, Methylpropylcarbonat, 1,2-Dimethoxyethan, 1,2- Diethoxyethan, Methylacetat, γ-Butyrolacton, Ethylacetat, Methylpropionat, Ethylpropionat, Methylbutyrat, Ethylbutyrat, Dimethylsulfoxid, Dioxolan, Sulfolan, Acetonitril, Acrylnitril, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran oder deren Gemische.
  • Als Polymere für polymere oder gelartige Elektrolyte werden vorzugsweise Homopolymere oder Copolymere von Acrylnitril, Vinylidendifluorid, Methyl(meth)acrylat, Tetrahydrofuran, Ethylenoxid, Siloxan, Phosphazen oder eine Mischung aus wenigstens zwei der vorstehend genannten Homopolymeren und/oder Copolymeren eingesetzt, wobei die Polymere zumindest teilweise vernetzt sein können.
  • Die so erhaltenen Elektrolyte eignen sich zum Einsatz in primären Batterien, sekundären Batterien, Kondensatoren, Super- bzw. Ultrakondensatoren und galvanischen Zellen und stellen ebenfalls einen Gegenstand der vorliegenden Erfindung dar.
  • Gegenstand der Erfindung sind auch primäre Batterien, sekundäre Batterien, Kondensatoren, Superkondensatoren und galvanische Zellen, die wenigstens ein erfindungsgemäß hergestelltes Perfluoralkansulfonsäuresalz und ggf. weitere Salze und/oder Zusatzstoffe enthalten. Diese weiteren Salze und Zusatzstoffe sind dem Fachmann z. B. aus Doron Aurbach, Nonaqueous Electrochemistry, Marc Dekker Inc., New York 1999; D. Linden, Handbook of Batteries, Second Edition, McGraw-Hill Inc., New York 1995 und G. Mamantov und A. I. Popov, Chemistry of Nonaqueous Solutions, Current Progress, VCH Verlagsgemeinschaft, Weinheim 1994 bekannt. Sie werden hiermit als Referenz eingeführt und gelten somit als Teil der Offenbarung.
    • Beispiele
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert. Diese Beispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
    • Beispiel 1 Darstellung von Methyltrifluormethansulfonat (Methyltriflat)
  • In einem 1 l-Rundhalskolben werden 646 g (2,29 mol) Trifluorsulfonsäureanhydrid und 36 g (0,24 mol) Trifluorsulfonsäure vorgelegt. Unter ständigem Rühren und Rückflußkühlung werden 206 g (2,29 mol) Dimethylcarbonat bei Raumtemperatur zugegeben. Innerhalb von 10 min erwärmt sich die Lösung auf 50-60°C und wird anschließend noch eine Stunde bei dieser Temperatur weiter gerührt. Anschließend wird die Lösung mit einem Ölbad auf 100-110°C erwärmt und weitere 2 Stunden gerührt. Es werden nach einer Destillation 733 g Methyltrifluormethansulfonat mit einer Reinheit über 99% isoliert.
    Siedebereich: 98-99°C, Ausbeute: 97,7%
    19F und 1H-NMR sind identisch mit den Literaturdaten (Paquette, Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 1995, 3617-3622).
    Zu dem Rückstand werden 731 g (2,59 mol) Trifluorsulfonsäureanhydrid und 232 g (2,58 mol) Dimethylcarbonat gegeben und der oben beschriebene Prozeß wiederholt. Es werden 837 g Methyltrifluormethansulfonat mit einer Reinheit über 99% isoliert.
    Ausbeute: 99,1%
  • Der Prozeß kann mehrmals wiederholt werden.
    • Beispiel 2 Darstellung von Methylpentafluorethansulfonat
  • In einem 10 ml-Rundhalskolben werden 5,74 g (15,0 mmol) Pentafluorethansulfonsäureanhydrid und 0,31 g (1,55 mmol) Pentafluorethansulfonsäure vorgelegt. Unter ständigem Rühren und Rückflußkühlung werden 1,35 g (15,0 mmol) Dimethylcarbonat bei Raumtemperatur zugegeben. Die Lösung wird eine Stunde bei einer Temperatur von 60°C und anschließend bei 110°C 3 Stunden weiter gerührt. Es werden nach einer Destillation 5,41 g Methylpentafluorethansulfonat isoliert.
    Siedebereich: 114-115°C, Ausbeute: 84,1%
    NMR 19F, ppm: (Lösungsmittel: CDCl3; Standard: CCl3F)
    -80,44 s (CF3);
    -115,34 s (CF2)
    NMR 1H, ppm: (Lösungsmittel: CDCl3; Standard: TMS)
    4,23 s (CH3)
  • Das Spektrum wurde auf einem Bruker Spektrometer WP 80 SY erstellt.
    • Beispiel 3 Darstellung von N-Methyl-N-triethylammoniumtrifluormethansulfonat
  • Bei Raumtemperatur wird eine Lösung aus 8,35 g (82,7 mmol) Triethylamin in 150 cm3 Hexan vorgelegt. Unter ständigem Rühren werden innerhalb von 10 min 13,56 g (82,7 mmol) Methyltriflat, hergestellt wie in Beispiel 1, bei Raumtemperatur zugegeben. Die Lösung erwärmt sich und wird eine halbe Stunde weiter gerührt. Dabei wird die Lösung wieder auf Raumtemperatur gebracht. Ein weißer Niederschlag wird abfiltriert und mit Hexan gewaschen. Das Hexan- Filtrat kann für eine weitere Umsetzung genutzt werden. Nach der Trocknung im Vakuum bei 60°C werden 21,81 g eines weißen feinkristallinen Materials werden isoliert.
    Ausbeute: 99,5%
    NMR 19F, ppm: (Lösungsmittel: Acetonitril D3; Standard: CCl3F)
    -78,04 s (CF3SO3)
    NMR 1H, ppm: (Lösungsmittel: Acetonitril D3; Standard: TMS)
    1,25 tm (3CH3);
    2,86 s (CH3);
    3,26 q (3CH2);
    J3 H,H = 7,3 Hz
    • Beispiel 4 Darstellung von Methyl(triethyl)phosphoniumtrifluormethansulfonat
  • Bei Raumtemperatur wird eine Lösung aus 8,05 g (68,2 mmol) Triethylphosphin in 150 cm3 Hexan vorgelegt. Unter ständigem Rühren werden innerhalb von 10 min 11,19 g (68,2 mmol) Methyltriflat, hergestellt wie in Beispiel 1, bei Raumtemperatur zugegeben. Die Lösung erwärmt sich und wird eine halbe Stunde weiter gerührt. Dabei wird die Lösung wieder auf Raumtemperatur gebracht. Ein weißer Niederschlag wird abfiltriert und mit Hexan gewaschen. Das Hexan- Filtrat kann für eine weitere Umsetzung genutzt werden. Nach der Trocknung im Vakuum bei 60°C werden 19,02 g eines weißen feinkristallinen Materials isoliert.
    Ausbeute: 98,9%
    NMR 19F, ppm: (Lösungsmittel: Aceton D6; Standard: CCl3F)
    -77,82 s (CF3SO3 -)
    NMR 1H, ppm: (Lösungsmittel: Aceton D6; Standard: TMS)
    1,30 dt (3CH3);
    1,95 d (CH3);
    2,40 dq (3CH2);
    J3 H,H = 7,7 Hz
    J2 P,H = 13,7 Hz
    J2 P,H = 13,8 Hz
    J3 P,H = 18,8 Hz
    • Beispiel 5 Darstellung von 1,3-Dimethylimidazoliumtrifluormethansulfonat
  • Zu 6,67 g (81,2 mmol) 1-Methylimidazol werden in einem Rundkolben unter Rühren und Eisbad-Kühlung 13,70 g (83,5 mmol) Methyltriflat innerhalb von 10 Minuten zugetropft. Das Reaktionsgemisch erwärmt sich und wird unter Rückflußkühlung 1 Stunde bei 70-75°C gerührt. Der Überschuß an Methyltriflat wird im Vakuum bei 60°C entfernt. 20,00 g eines weißen Pulvers werden isoliert.
    NMR 19F, ppm: (Lösungsmittel: Acetonitril D3; Standard: CCl3F)
    -78,14 s (CF3SO3 -)
    NMR 1H, ppm: (Lösungsmittel: Acetonitril D3; Standard: TMS)
    3,82 s (2CH3);
    7,35 d (2H);
    8,53 t (1H);
    J4 H,H = 1,6 Hz
    • Beispiel 6 Darstellung von N,N-Dimethylpyrrolidiniumtrifluormethylsulfonat
  • Bei Raumtemperatur wird eine Lösung aus 6,83 g (80,2 mmol) N-Methylpyrrolidin in 150 cm3 Hexan vorgelegt. Unter ständigem Rühren werden innerhalb von 10 min 13,12 g (80,2 mmol) Methyltriflat, hergestellt wie in Beispiel 1, bei Raumtemperatur zugegeben, wobei sich die Lösung erwärmt. Nach einer halben Stunde wird die Lösung wieder auf Raumtemperatur gebracht. Der aufgefallene weiße Niederschlag wird abfiltriert mit Hexan gewaschen und im Vakuum bei 60°C getrocknet. Es werden 16,61 g eines weißen feinkristallinen Materials isoliert.
    Ausbeute 98,3%
    • Beispiel 7 Darstellung von N,N-Dimethylpiperidiniumtrifluormethylsulfonat
  • Bei Raumtemperatur wird eine Lösung aus 7,76 g (78,2 mmol) N-Methylpiperidin in 150 cm3 Hexan vorgelegt. Unter ständigem Rühren werden innerhalb von 10 min 12,79 g (78,2 mmol) Methyltriflat, hergestellt wie in Beispiel 1, bei Raumtemperatur zugegeben, wobei sich die Lösung erwärmt. Nach einer halben Stunde wird die Lösung wieder auf Raumtemperatur gebracht. Der aufgefallene weiße Niederschlag wird abfiltriert mit Hexan gewaschen und im Vakuum bei 60°C getrocknet. Es werden 20,28 g eines weißen feinkristallinen Materials isoliert.
    Ausbeute 98,7%

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit Perfluoralkansulfonsäureresten, unter der Verwendung eines Verfahrensschrittes bei dem Perfluoralkansulfonsäureanhydrid in Gegenwart von Perfluoralkansulfonsäure mit Dialkylcarbonat zu Perfluoralkansulfonsäurealkylester umgesetzt wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit Perfluoralkansulfonsäureresten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dialkylcarbonat ausgewählt ist aus der Gruppe: Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Dipropylcarbonat, Dibutylcarbonat oder deren Mischungen.
3. Verfahren zur Herstellung von Perfluoralkansulfonsäuresalzen dadurch gekennzeichnet, daß der nach Anspruch 1 hergestellte Perfluoralkansulfonsäurealkylester mit einer Verbindung gemäß der Formel

XR1R2R3,

wobei
X P oder N
R1, R2, R3 jeweils unabhängig voneinander H, Alkyl, vorzugsweise mit 1 bis 16 C-Atomen, Alkylaryl oder Aryl, wobei einzelne Reste R miteinander verbunden sein können und mindestens ein R ≠ H ist,
bedeutet,
umgesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass XR1R2R3 eine Verbindung darstellt, die ausgewählt ist aus der Gruppe:

X(C2H5)3, X(C3H7)3, X(C4H9)3,


wobei
X, Y P oder N
R1, R2, R3 H, Alkyl, vorzugsweise mit 1 bis 16 C-Atomen, Alkylaryl oder Aryl
bedeuten und
wobei ein, zwei oder drei CH2-Gruppen des Rings und/oder des Alkylrests durch gleiche oder verschiedene Heteroatome, vorzugsweise O, NH oder N(Alkyl) mit 1 bis 6 C-Atomen, ersetzt sein können und
wobei der Ring und/oder der Alkylrest teilweise oder vollständig mit weiteren Gruppen, vorzugsweise mit F, Cl, N(CnF(2n+1-x)Hx)2, O(CnF(2n+1-x)Hx), SO2(CnF(2n+1-x)Hx), CnF(2n+1-x)Hx mit 1 < n < 6 und 0 < x ≤ 2n + 1, substituiert sein kann.
5. Verfahren zur Herstellung von Perfluoralkansulfonsäuresalzen dadurch gekennzeichnet, dass der nach Anspruch 1 hergestellte Perfluoralkansulfonsäureester mit einer Verbindung ausgewählt aus der folgenden Gruppe umgesetzt wird:


wobei
R1 bis R4 gleich oder verschieden sind, gegebenenfalls durch eine Einfach- oder Doppelbildung direkt miteinander verbunden sind und jeweils einzeln oder gemeinsam die Bedeutung
eines Wasserstoffs,
eines Halogens, vorzugsweise Fluor,
eines Alkylrests mit 1 bis 8 C-Atomen, der teilweise oder vollständig mit weiteren Gruppen, vorzugsweise F, Cl, N(CnF(2n+1-x)Hx)2, O(CnF(2n+1-x)Hx), SO2(CnF(2n+1-x)Hx), CnF(2n+1-x)Hx mit 1 < n < 6 und 0 < x ≤ 2n + 1, substituiert sein kann,
besitzen.
6. Verbindungen des Typs

Mn+ [OSO2CF3]n -,

worin Mn+ (n = 1, 2) ausgewählt ist aus der folgenden Gruppe:


wobei
X, Y P oder N
R1, R2, R3 H, Alkyl, vorzugsweise mit 1 bis 16 C-Atomen, Alkylaryl oder Aryl
bedeuten und
wobei ein, zwei oder drei CH2-Gruppen des Rings und/oder des Alkylrests durch gleiche oder verschiedene Heteroatome, vorzugsweise O, NH oder N(Alkyl) mit 1 bis 6 C-Atomen, ersetzt sein können und
wobei der Ring und/oder der Alkylrest teilweise oder vollständig mit weiteren Gruppen, vorzugsweise mit F, Cl, N(CnF(2n+1-x)Hx)2, O(CnF(2n+1-x)Hx), SO2(CnF(2n+1-x)Hx), CnF(2n+1-x)Hx mit 1 < n < 6 und 0 < x ≤ 2n + 1, substituiert sein kann.
7. Verwendung einer oder mehrerer Verbindungen nach Anspruch 6 in Elektrolyten allein oder in Mischung mit anderen Salzen.
8. Verwendung ein oder mehrerer Verbindungen nach Anspruch 6 als Leitsalz in primären Batterien, sekundären Batterien, Kondensatoren, Superkondensatoren oder galvanischen Zellen, ggf. auch in Kombination mit weiteren Salzen.
9. Flüssiger, gelartiger, polymerer oder fester Elektrolyt, enthaltend eine oder mehrere Verbindungen nach Anspruch 6 allein oder in Mischung mit anderen Salzen.
10. Primäre Batterien, sekundäre Batterien, Kondensatoren, Superkondensatoren und/oder galvanischen Zellen enthaltend eine oder mehrere Verbindungen nach Anspruch 6 oder enthaltend Elektrolyte nach Anspruch 9.
11. Verwendung von Perfluoralkansulfonsäurealkylester hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 in galvanischen Zellen, primären Batterien, sekundären Batterien, Kondensatoren oder Superkondensatoren.
12. Primäre Batterien, sekundäre Batterien, Kondensatoren, Superkondensatoren und/oder galvanischen Zellen enthaltend einen oder mehrere Perfluoralkansulfonsäurealkylester hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1.
13. Verwendung von Perfluoralkansulfonsäurealkylester hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 als Alkylierungsreagenz.
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