ES2382147T3 - Procedimiento para la fluoración de un compuesto que comprende un grupo halosulfonilo o dihalosulfonilo - Google Patents

Procedimiento para la fluoración de un compuesto que comprende un grupo halosulfonilo o dihalosulfonilo Download PDF

Info

Publication number
ES2382147T3
ES2382147T3 ES01995764T ES01995764T ES2382147T3 ES 2382147 T3 ES2382147 T3 ES 2382147T3 ES 01995764 T ES01995764 T ES 01995764T ES 01995764 T ES01995764 T ES 01995764T ES 2382147 T3 ES2382147 T3 ES 2382147T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
radical
fluoride
compound
group
carbon atoms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES01995764T
Other languages
English (en)
Inventor
Milos Cernik
Antonin Ruzicka
Zdirad Zak
Virginie Pevere
Christophe Michot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydro Quebec
Original Assignee
Hydro Quebec
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydro Quebec filed Critical Hydro Quebec
Application granted granted Critical
Publication of ES2382147T3 publication Critical patent/ES2382147T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/36Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of amides of sulfonic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/082Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
    • C01B21/087Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals containing one or more hydrogen atoms
    • C01B21/093Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals containing one or more hydrogen atoms containing also one or more sulfur atoms
    • C01B21/0935Imidodisulfonic acid; Nitrilotrisulfonic acid; Salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/082Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
    • C01B21/097Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals containing phosphorus atoms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0568Liquid materials characterised by the solutes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

1. Procedimiento para la fluoración de un compuesto (I) que comprende por lo menos un grupo halosulfonilo o dihalofosforilo en el que el halógeno es distinto de un átomo de flúor y por lo menos un grupo muy aceptor de electrones, que comprende hacer reaccionar, opcionalmente en un disolvente, un agente fluorante con dicho compuesto, caracterizado porque el agente fluorante es un fluoruro iónico de un catión monovalente y porque el compuesto (I) corresponde a la fórmula siguiente: en la que: * M representa H, un metal alcalino, un grupo fosfonio cuaternario o un grupo amonio cuaternario; * Z representa CR2, N o P; * Y representa SO2 y m es 1, o Y es PO y m es 2; * R1 representa un grupo aceptor de electrones que presenta un parámetro σP de Hammett superior a 0,4; * R2 representa un grupo carbonado y/o aceptor de electrones; * X representa un halógeno distinto del flúor.

Description

Procedimiento para la fluoración de un compuesto que comprende un grupo halosulfonilo o dihalosulfonilo
La presente invención se refiere a un procedimiento para obtener compuestos fluorados que se pueden utilizar en particular como electrolitos.
Se han estudiado ampliamente las baterías de litio en las que el ánodo está constituido por una hoja de litio metálico
o por una aleación de litio, y que funcionan mediante la circulación de iones de litio entre los electrodos. Sin embargo, su desarrollo se ha visto obstaculizado por el hecho de que, cuando se cargan, se produce un depósito de litio metálico de naturaleza dendrítica que puede ocasionar cortocircuitos, lo que puede provocar una explosión del sistema. Este riesgo se ha eliminado sustituyendo el ánodo de litio de aleación de litio por un ánodo constituido por un material carbonoso en el que los iones de litio se pueden introducir de un modo reversible. Este nuevo tipo de baterías de litio, denominadas baterías "de iones de litio", se utiliza ampliamente en dispositivos electrónicos portátiles. El electrolito de dichas baterías comprende por lo menos una sal de litio en disolución en un disolvente orgánico que puede ser un líquido polar aprótico (por ejemplo, carbonato de etileno, carbonato de propileno, un carbonato de dialquilo) opcionalmente soportado por un soporte plástico poroso, un polímero polar [por ejemplo, poli(óxido de etileno) reticulado] o un disolvente líquido gelificado con un polímero. La sal de litio desempeña un papel importante en el funcionamiento de la batería. La sal más ampliamente utilizada es el LiPF6 que permite obtener electrolitos líquidos que presentan una conductividad superior a 10-2 S.cm-1 a temperatura ambiente. Presenta, sin embargo, una estabilidad térmica limitada, lo que provoca la formación de LiF y HF, provocando dicho HF una descomposición del electrolito que puede ocasionar una explosión de la batería. Se había previsto la sal de litio de bis (trifluorometanosulfonil)imida para reemplazar el LiPF6, pero adolece del inconveniente de provocar la despasivación de colector de corriente de aluminio del cátodo.
A continuación se ha estudiado la utilización de imiduros o metiluros que presentan grupos aceptores de electrones FSO2 o F2PO (WO95/26056). Dichas sales permiten obtener electrolitos más conductores que sus homólogos que comprenden grupos perfluoroalquilo en lugar de átomos de flúor y producen una corrosión muy inferior a la de los colectores de aluminio. La utilización de un imiduro o metiluro que comprende grupos FSO2 o F2PO permite mantener de este modo el nivel bajo de corrosión que se observa con el LiPF6 al mismo tiempo que se mejora la estabilidad térmica con respecto a la de LiPF6.
Se han descrito diversos procedimientos para la preparación de imiduros o metiluros que comprenden por lo menos un grupo FSO2 o F2PO. Por ejemplo, la bis(fluorosulfonil)imida (FSO2)2NH e pueden preparar haciendo reaccionar el ácido fluorosulfónico FSO3H con urea H2NC(O)NH2. La imida se aísla a continuación mediante el tratamiento de la mezcla de reacción con NaCl en diclorometano, seguido por destilación del ácido puro. [Appel & Eisenhauer, Chem. Ber. 95, 246-8, 1962]. La toxicidad y el carácter corrosivo del FSO3H constituyen, sin embargo, un gran inconveniente.
Otro procedimiento comprende hacer reaccionar (ClSO2)2NH con AsF3. El ácido (FSO2)2NH se aísla a continuación tratando la mezcla de la reacción con NaCl en diclorometano [Ruff y Lustig, Inorg. Synth 1968, 11, 138-43]. El inconveniente de este procedimiento radica, en particular, en el alto costo del AsF3, en su toxicidad y en el riesgo de contaminar el compuesto obtenido.
En el caso de los derivados fosforilados, un proceso para la preparación de LiN(POF2)2 comprende hacer reaccionar LiN(SiMe3)2 con POF3. La eliminación del Me3SiF volátil permite obtener directamente al producto esperado [Fluck y Beuerle, Z. Anorg. Allg. Chem. 412(1), 65-70, 1975]. La desventaja de este método radica en el coste del derivado de sililo y en la utilización de POF3 gaseoso y tóxico.
Se conoce la preparación de un compuesto de flúor a partir del compuesto halogenado correspondiente mediante una reacción de intercambio de halógeno con la colaboración de un haluro iónico, tal como por ejemplo KF, CsF, o un fluoruro orgánico, tal como el fluoruro de tetra-n-butilamonio. La reacción es una sustitución nucleófila que tiene lugar preferentemente en un disolvente polar aprótico. La reacción de intercambio se ve favorecida por la presencia de un catalizador de transferencia de fase, seleccionado por ejemplo a partir de sales de amonio cuaternario, éteres corona, sales de piridinio y sales de fosfonio cuaternario. Dicho procedimiento se ha realizado con KF en particular para obtener monofluoroalcanos, a-fluoroésteres, fluoroéteres, fluoruros de acilos, fluoruros de sulfonilos, respectivamente a partir de los monohaloalcanos, a-haloésteres, haloéteres, haluros de acilo o haluros de sulfonilo correspondientes. [A. Basbour, et al., en M. Stacy y coed., Advances in Fluorine Chemistry, Vol. 3, Butterworks, Washington, D.C. 1963, p. 181-250].
Los presentes inventores han descubierto ahora que, sorprendentemente, el proceso de intercambio halógeno -flúor se podría utilizar para la fluoración de diversos compuestos que comprenden por lo menos un grupo halosulfonilo o dihalofosforilo unido a un átomo que comprende por lo menos un sustituyente muy aceptor de electrones y, opcionalmente, un hidrógeno ácido.
El objetivo de la presente invención es, por lo tanto, proporcionar un procedimiento para la fluoración de un compuesto que comprende por lo menos un grupo halosulfonilo o dihalofosforilo en el que el halógeno es distinto de un átomo de flúor y por lo menos un grupo muy aceptor de electrones, en particular con el objetivo de preparar los compuestos correspondientes que comprenden por lo menos un grupo fluorosulfonilo o difluorofosforilo.
El procedimiento de fluoración según la presente invención consiste en hacer reaccionar, opcionalmente en un disolvente, un agente fluorante con un compuesto (I) que comprende un sustituyente halosulfonilo en el que el halógeno es distinto de flúor. Se caracteriza porque el agente fluorante es un fluoruro iónico de un catión monovalente y porque el compuesto (I) corresponde a la fórmula siguiente:
en la que:
M representa H, un metal alcalino, un grupo fosfonio cuaternario o un grupo amonio cuaternario;
Z representa CR2, N o P;
Y representa S02 ym es 1, o Y es P0 y m es 2;
R1 representa un grupo aceptor de electrones que presenta un parámetro UP de Hammett superior a 0,4;
R2 representa un grupo carbonado y/o aceptor de electrones;
X representa un halogeno distinto del fluor.
El procedimiento resulta particularmente preferido para los compuestos en los que Z es N.
El procedimiento se realiza ventajosamente a presión atmosférica, a una temperatura inferior a 180 °C Preferentemente, la temperatura es inferior a 100 °C, más particularmente inferior a 80 °C. La aplicación a una temperatura inferior a la temperatura ambiente tiene como resultado una velocidad de reacción demasiado lenta. El calentamiento de la mezcla de la reacción se puede realizar por medios convencionales. Se puede calentar asimismo utilizando microondas. La agitación del medio de la reacción o la aplicación de ultrasonidos resulta útil para renovar la superficie activa de los reactivos cuando se encuentran en suspensión.
El fluoruro iónico monovalente puede ser un fluoruro alcalino o un fluoruro de un catión onio estable. De entre los metales alcalinos, es ventajoso utilizar KF o CsF. De entre los cationes onio, se prefieren los cationes tetraalquilamonio, tetraalquilfosfonio o dialquilsulfonio. Se prefieren los cationes onio en los que los radicales alquilo (que pueden ser iguales o distintos en un catión onio) presentan un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 12, más particularmente entre 1 y 4. Los fluoruros de onio mencionados anteriormente son interesantes debido a su elevada solubilidad en disolventes orgánicos. Se pueden utilizar, por lo tanto, solos o junto con un fluoruro iónico menos soluble por lo que desempeña entonces el papel de catalizador de transferencia de carga. Cuando el catión M del compuesto (I) es un metal alcalino o un onio tal como se ha definido anteriormente para el fluoruro, resulta ventajoso utilizar un fluoruro de dicho catión M. La utilización de LiF o NaF, aunque proporcionan unas reacciones relativamente lentas, es útil cuando el producto fluorado obtenido a partir del compuesto (I) está destinado a utilizarse como electrolito. Se prefiere utilizar un fluoruro iónico que presente una superficie activa elevada.
La cantidad de fluoruro iónico utilizado con respecto a la cantidad de compuesto (I) es preferentemente superior a la estequiometría. La relación del número de moles de fluoruro con respecto al número de átomos de halógeno a intercambiar del compuesto (I) está comprendida ventajosamente entre 1,1 y 2. Cuando el compuesto (I) es una imida [M es H en la fórmula (I)], dicha relación es preferentemente superior a 2, más preferentemente superior a 3.
El procedimiento de la presente invención resulta particularmente apto para la fluoración de compuestos (I) en los que M es H o un metal alcalino, seleccionado por ejemplo de entre Na, K, Li o Cs. Cuando M es un amonio cuaternario o un fosfonio cuaternario, responde a las fórmulas N(R3R4R5R6) y P(R3R4R5R6), respectivamente, en las que los diversos sustituyentes Ri se seleccionan independientemente entre sí de entre los radicales alquilo, preferentemente que presentan un número de átomos de carbono comprendido entre 1 a 12, más particularmente entre 1 y 4.
R1 es un grupo aceptor de electrones que presenta un parámetro P
U de Hammett superior a 0,4. Se prefieren particularmente los radicales que presentan un UP superior a 0,5, más preferentemente superior a 0,7. Preferentemente, el radical R1 no presenta carga positiva en menos de 6 eslabones de Z. Los ejemplos de radicales R1 comprenden:
• los radicales X'S02- y (X')2PO- en los que el grupo X' representa o los dos grupos X' representan independientemente entre sí: · un halógeno,
· un radical R7CF2- en el que R7 es un halógeno distinto de F o un radical carbonado que presenta preferentemente como máximo 15 átomos de carbono; · un radical perhalogenado RF, que presenta preferentemente un número de átomos de carbono inferior o igual a 15, con la fórmula RB (CX"2)p- en la que:
*
cada uno de los X" representa independientemente entre si F, Cl o un radical perfluoroalquilo que presenta un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 5 (preferentemente 2 átomos de carbono), por lo menos uno de los X" es F, encontrándose preferentemente en el carbono enlazado al azufre, siendo p 1 o 2;
*
R8 es un átomo o un radical aceptor de electrones que presenta un Up superior a 0 (preferentemente superior a 0,1, más particularmente superior a 0,2), en el que las funciones posibles son inertes en las condiciones de la reacción, por ejemplo un F o perfluoroalquilo que presenta como máximo 8 átomos de carbono;
• diversos radicales que presentan un Up superior a 0,4, mencionados en particular en Advanced Organic Chemistry, 3a edicion, Gerry March, p. 244, tales como por ejemplo C00R', C0R', S02R', P0(R')2 o P0(0R')2 en los que R' es preferentemente un radical alquilo que presenta un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 15 o un radical arilo que presenta un número de átomos de carbono comprendido entre 6 y 20.
En una forma de realización preferida, R1- representa un radical X'SO2- o (X')2PO- tal como se ha definido anteriormente
El sustituyente R2 representa un radical carbonado y/o aceptor de electrones; Cuando R2 es un radical electrófilo, se selecciona ventajosamente de entre el radical nitrilo y los radicales definidos anteriormente para R1. Cuando R2 es un grupo carbonado, se selecciona preferentemente de entre los radicales que presentan un número de átomos de carbono comprendidos entre 1 y 20.
Cuando el compuesto (I) es líquido a la temperatura de la reacción y el fluoruro iónico es soluble en dicho compuesto líquido, no es necesario añadir un disolvente al medio de la reacción.
Cuando los dos reactivos se encuentran en forma sólida, la reacción se realiza en un disolvente líquido. El disolvente es aprótico cuando M es distinto de H.
Cuando se pretende la solvatación del catión del reactivo fluoruro monovalente, se utiliza preferentemente un disolvente que presenta un número dador comprendido entre 10 y 30, preferentemente entre 20 y 30. El índice dador de un disolvente representa el valor -LH, siendo LH la entalpía (en kcal/mol) de la interacción entre el disolvente y el pentacloruro de antimonio en una disolución diluida de diclorometano [Véase Christian Reinhardt, Solvant and solvant effects in Organic Chemistry WCH, p. 19, 1988].
Los disolventes que proporcionan buenos resultados pueden ser en particular amidas, comprendiendo las amidas con un carácter particular, tales como las ureas tetrasustituidas y las lactamas monosustituidas. Las amidas son, preferentemente, sustituidas (disusituidas por las amidas ordinarias). Se pueden mencionar, por ejemplo, los derivados de la pirrolidona tales como la N-metilpirrolidona, la N,N-dimetilformamida, o la N,N-dimetilacetamida. Otra categoría particularmente interesante de disolventes está constituida por los éteres, simétricos o asimétricos, abiertos o no, comprendiendo los distintos derivados de éteres de glicol tales como los glimes, por ejemplo el diglime. De este modo, los disolventes más adecuados, en función de su coste y de sus propiedades se seleccionan ventajosamente de entre los éteres (comprendiendo los éteres cíclicos tales como el THF o los éteres polifuncionales tales como los glimes), o de entre las amidas que no presentan hidrógeno ácido, tal como la DMF o las N,N'-dialquilalquilenureas entre las que se pueden mencionar la DMEU (N,N'-dimetiletilenurea) o la DMPU (N,N'dimetilpropilenurea). Se pueden mencionar asimismo la N-metilpirrolidona y las ureas cíclicas peralquiladas en nitrógenos (por ejemplo, la DMEU o la DMPU).
El disolvente puede ser asimismo nitrometano.
Puede resultar interesante añadir al medio de la reacción un catalizador de transferencia de fase para mejorar el rendimiento de la reacción. Dicha adición resulta particularmente útil cuando la reacción se realiza en un disolvente no polar o poco polar. Como ejemplo de catalizador de transferencia de fase, se pueden citar las sales de amonio cuaternario, los éteres corona, las sales de piridinio, las sales de fosfonio cuaternario. La adición de un catalizador de transferencia de fase pretende subsanar una solubilidad relativamente baja del fluoruro iónico alcalino utilizado. Un fluoruro iónico muy soluble que se puede utilizar como reactivo fluorante en el procedimiento de la presente invención, se puede utilizar como catalizador de transferencia de fase cuando se asocia un fluoruro de reactivo con una solubilidad baja. Se pueden mencionar, a título de ejemplo, los fluoruros de onio y fluoruro de cesio.
Los compuestos (I) se pueden preparar mediante procedimientos de la técnica anterior. Un imiduro se puede preparar mediante la acción sobre la imida correspondiente de una sal cuya forma ácida sea volátil en las condiciones de la reacción. Por ejemplo, la acción de un hidruro alcalino en un medio prótico permite obtener un imiduro anhidro. Resulta asimismo posible hacer reaccionar un compuesto de alcoílo metálico, por ejemplo el butillitio, en una imida, para obtener la imida correspondiente y un alcano que sea volátil si se trata un alcano inferior. Es posible asimismo obtener un imiduro a partir de la imida correspondiente mediante el intercambio con un carboxilato de un peso molecular suficientemente bajo para que el ácido carboxílico correspondiente sea volátil.
La presente invención se ilustra mediante los ejemplos siguientes, que no son limitativos en modo alguno.
Ejemplo 1
Se introdujeron en un reactor 3,556 g (137,1 mM) de LiF en 5 ml de nitrometano. A continuación se agitó durante 18 h en presencia de perlas de vidrio. Tras ello se añadió gota a gota con agitación una disolución de 4,907 g (0,22926 mM) de bis(clorosulfonil)imida en 5 ml de nitrometano, que corresponde a una relación molar de LiF/imida de aproximadamente 6. Se dejó continuar la reacción durante la noche. Se decantó un residuo sólido y la disolución sobrenadante se recuperó para el análisis por RMN de flúor.
El análisis demostró la presencia de singuletes de flúor con distintos desplazamientos químicos y con distintas alturas de los picos:
Desplazamiento químico
altura del pico especie
56,6
1 FSO2NH2
50,8
78,4 (SO2F) (SO2Cl) NH
54,5
12,7 SO2F
35,3
53,3 FSO3 -
15 La reacción se continuó durante dos semanas, se obtuvieron distintas alturas máximas, siendo el principal componente el bis(fluorosulfonil)imiduro de litio pretendido.
Ejemplo 2
Se disolvieron 4,111 g (19,205 mM) de bis(clorosulfonil)imida en 5 ml de nitrometano. Con agitación continua, se añadieron 6,549 g (155,97 mM) de NaF finamente dividido, a 0 °C. La relación molar NaF/imida era de aproximadamente 8. Se dejó que la mezcla de reacción alcanzase la temperatura ambiente y a continuación se agitó en presencia de 3 perlas de vidrio durante 60 h. Tras la decantación, el análisis de la RMN de flúor de la disolución
25 clara sobrenadante demostró la presencia del producto pretendido
Ejemplo 3
Se dispusieron 4,361 g (75,06 mM) de KF en suspensión en 5 ml de nitrometano, a continuación se introdujo, con agitación continua, una disolución de 3,176 g (14,84 mM) de bis(clorosulfonil)imida en 3 ml de nitrometano. La relación molar KF/imida era de aproximadamente 5.
Se calentó la mezcla de la reacción y se agitó el reactor con perlas de vidrio durante 14 h. A continuación se añadieron 3,49 g (60,034 mM) de KF reciente y se agitó de nuevo durante 18 h. La disolución adquirió un color
35 naranja intenso. Tras la decantación de las partículas sólidas, se realizó el análisis de RMN flúor que demostró que el producto principal presentaba un desplazamiento químico (singulete) de 51,6 ppm que corresponde a la transformación del 99% del producto inicial. El producto principal obtenido es el bis(fluorosulfonil)imiduro de potasio.
Se ha realizado el procedimiento de este ejemplo en tres ensayos adicionales, utilizando en lugar de bis(clorosulfonil)imida, cSO2NHSO2Cl, CF3SO2NHSO2Cl y (cSO2)2CHSO2Cl, respectivamente, y se observó la formación predominante de los siguientes compuestos: cSO2NKSO2F (a partir de cSO2NHSO2Cl), CF3SO2NKSO2F (a partir de CF3SO2NHSO2Cl) y (cSO2)2CKSO2F a partir de (cSO2)2CHSO2Cl.
Ejemplo 4
45 Se dispersaron 4,421 g (29,104 mM) de CsF en 2 ml de nitrometano, agitando con perlas de vidrio. Mientras se agitaba, se añadió gota a gota con agitación una disolución de 2,243 g (10,480 mM) de bis(clorosulfonil)imida en 5 ml de nitrometano. La relación molar CsF/imida era de aproximadamente 3. Tras un período de reacción de 72 horas seguido de agitación durante 6 horas, el análisis de flúor RMN del sobrenadante demostró las siguientes líneas:
Desplazamiento químico
altura del pico especie
56,5
15,5 FSO2NH2
52,1
48,3 (SO2F) (SO2Cl) N
51,9
225 [N(SO2F)2]-
Por lo tanto, parece que el 80% de la imida inicial se convirtió en una bis(fluorosulfonil)imida.
Ejemplo 5
Mediante un procedimiento análogo al descrito en el ejemplo 3, se hizo reaccionar la bis(diclorofosforil)imida con KF. Se verificó la transformación del material inicial con un rendimiento del 90% y la formación predominante de bis(difluorofosforil)imida de potasio.
La bis(difluorofosforil)imida se pueden preparar siguiendo el procedimiento descrito por Riesel et al., [Riesel, Pfuetzner & Herrmann, Z. Chem. 23(9), 344-5, 1983].
REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN
La presente lista de referencias citadas por el solicitante se presenta únicamente para la comodidad del lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque la recopilación de las referencias se ha realizado muy cuidadosamente, no se pueden descartar errores u omisiones y la Oficina Europea de Patentes declina toda responsabilidad en este sentido.
Documentos de patente citados en la descripción
REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Claims (24)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la fluoración de un compuesto (I) que comprende por lo menos un grupo halosulfonilo o dihalofosforilo en el que el halógeno es distinto de un átomo de flúor y por lo menos un grupo muy aceptor de electrones, que comprende hacer reaccionar, opcionalmente en un disolvente, un agente fluorante con dicho compuesto, caracterizado porque el agente fluorante es un fluoruro iónico de un catión monovalente y porque el compuesto (I) corresponde a la fórmula siguiente:
    en la que:
    M representa H, un metal alcalino, un grupo fosfonio cuaternario o un grupo amonio cuaternario;
    Z representa CR2, N o P;
    Y representa S02 ym es 1, o Y es PO y m es 2;
    R1 representa un grupo aceptor de electrones que presenta un parámetro UP de Hammett superior a 0,4;
    R2 representa un grupo carbonado y/o aceptor de electrones;
    X representa un halogeno distinto del fluor.
  2. 2.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se realiza a presión atmosférica.
  3. 3.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se realiza a una temperatura inferior a 180 °C.
  4. 4.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el fluoruro iónico monovalente es KF o CsF.
  5. 5.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el fluoruro iónico monovalente es un fluoruro de tetraalquilamonio, de tetraalquilfosfonio o de dialquilsulfonio.
  6. 6.
    Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque los grupos alquilo del catión de fluoruro monovalente presentan un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 12.
  7. 7.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la relación del número de moles de fluoruro con respecto al número de átomos de halógeno a intercambiar del compuesto (I) es superior a 1.
  8. 8.
    Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la relación del número de moles de fluoruro con respecto al número de átomos de halógeno a intercambiar del compuesto (I) se encuentra comprendida entre 1,1 y
  9. 2.
  10. 9.
    Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque la relación del número de moles de fluoruro con respecto al número de átomos de halógeno a intercambiar del compuesto (I) es superior a 2 cuando M es H.
  11. 10.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque M representa H, un metal alcalino, un amonio cuaternario N(R3R4R5R6) o un fosfonio cuaternario P(R3R4R5R6), seleccionándose los distintos sustituyentes Ri independientemente entre sí de entre los radicales alquilo que presentan preferentemente un número de átomos de carbono comprendido entre 1 a 12.
  12. 11.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el catión M es idéntico al catión de fluoruro monovalente.
  13. 12.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque R1 es un grupo aceptor de electrones que presenta un parámetro UP de Hammett superior a 0,7.
  14. 13.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque R1 y/o R2 son un radical X'S02- o (X')2PO- en el que X' representa:
    -
    un halógeno,
    -
    un radical R7CF2- en el que R7 es un halógeno distinto de F o un radical carbonado;
    -
    un radical perhalogenado RF, que corresponde a la fórmula R8 (CX"2)p- en la que:
    *
    cada uno de los X" representa independientemente entre si F, Cl o un radical perfluoroalquilo que presenta un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 5, siendo F por lo menos uno de los X", siendo p 1 o 2;
    *
    R8 es un átomo o un radical aceptor de electrones que presenta un Up superior a 0, cuyas funciones eventuales son inertes en las condiciones de la reacción.
  15. 14.
    Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque R7 es un radical carbonado que presenta por lo menos 15 átomos de carbono.
  16. 15.
    Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque por lo menos uno de los X" representa un radical perfluoroalquilo que presenta un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 5.
  17. 16.
    Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque por lo menos uno de los X" representa un átomo de F transportado por el carbono enlazado con el azufre.
  18. 17.
    Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque R8 es un radical perfluoroalquilo que presenta por lo menos 8 átomos de carbono.
  19. 18.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque R1 representa un radical C00R', C0R', S02R', P0(R')2 o PR(0R')2 en el que R” es un radical alquilo que presenta un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 15 o un radical arilo que presenta un número de átomos de carbono comprendido entre 6 y 20.
  20. 19.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque R2 es un radical nitrilo o un radical carbonado que presenta un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 20.
  21. 20.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se realiza en un disolvente aprótico.
  22. 21.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el disolvente es nitrometano
  23. 22.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se realiza en un disolvente seleccionado de entre las amidas sustituidas o sin sustituir y los éteres simétricos o no, cíclicos o no.
  24. 23.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de la reacción comprende un catalizador de transferencia de fase.
ES01995764T 2000-12-29 2001-12-21 Procedimiento para la fluoración de un compuesto que comprende un grupo halosulfonilo o dihalosulfonilo Expired - Lifetime ES2382147T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0017307A FR2818972B1 (fr) 2000-12-29 2000-12-29 Procede de fluoration d'un compose halogene
FR0017307 2000-12-29
PCT/FR2001/004164 WO2002053494A1 (fr) 2000-12-29 2001-12-21 Procede de fluoration d'un compose comprenant un groupe halosulfonyle ou dihalophosphonyle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2382147T3 true ES2382147T3 (es) 2012-06-05

Family

ID=8858409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES01995764T Expired - Lifetime ES2382147T3 (es) 2000-12-29 2001-12-21 Procedimiento para la fluoración de un compuesto que comprende un grupo halosulfonilo o dihalosulfonilo

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7253317B2 (es)
EP (1) EP1347938B1 (es)
JP (1) JP4198992B2 (es)
AT (1) ATE548326T1 (es)
CA (1) CA2432053C (es)
ES (1) ES2382147T3 (es)
FR (1) FR2818972B1 (es)
PT (1) PT1347938E (es)
WO (1) WO2002053494A1 (es)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4847675B2 (ja) * 2002-10-23 2011-12-28 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池およびそれに用いる電解質
US7709157B2 (en) * 2002-10-23 2010-05-04 Panasonic Corporation Non-aqueous electrolyte secondary battery and electrolyte for the same
EP1931626A1 (en) * 2005-08-22 2008-06-18 Transfert Plus S.E.C. Process for preparing sulfonylimides and derivatives thereof
JP5159089B2 (ja) * 2005-11-14 2013-03-06 日本合成化学工業株式会社 合成潤滑油
WO2007055324A1 (ja) * 2005-11-14 2007-05-18 The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. 合成潤滑油
JP4705476B2 (ja) * 2006-01-10 2011-06-22 第一工業製薬株式会社 フッ素化合物の製造方法
FR2925181B1 (fr) * 2007-12-12 2010-09-10 Hydro Quebec Lentille optique electrochrome
US8134027B2 (en) * 2008-03-31 2012-03-13 Nippon Shokubai Co., Ltd. Sulfonylimide salt and method for producing the same
WO2010010613A1 (ja) * 2008-07-23 2010-01-28 第一工業製薬株式会社 ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン化合物の製造方法およびイオン対化合物
CN102786451A (zh) * 2008-11-28 2012-11-21 华中科技大学 双(氟磺酰)亚胺和(全氟烷基磺酰基氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法
CN102786452B (zh) * 2008-11-28 2014-04-09 华中科技大学 双(氟磺酰)亚胺和(全氟烷基磺酰基氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法
JP5527993B2 (ja) 2009-03-31 2014-06-25 三菱マテリアル株式会社 ビス(フルオロスルホニル)イミドの製造方法
JP5377784B2 (ja) * 2009-03-31 2013-12-25 三菱マテリアル株式会社 ビス(フルオロスルホニル)イミド塩及びそれを含むイオン導電材料、電解質及びイオン液体
JP5443118B2 (ja) * 2009-03-31 2014-03-19 三菱マテリアル株式会社 ビス(フルオロスルホニル)イミド塩の製造方法、ビス(フルオロスルホニル)イミド塩及びフルオロ硫酸塩の製造方法、並びにビス(フルオロスルホニル)イミド・オニウム塩の製造方法
JP5471045B2 (ja) 2009-06-03 2014-04-16 セントラル硝子株式会社 イミド酸塩の製造方法
WO2011065502A1 (ja) 2009-11-27 2011-06-03 株式会社日本触媒 フルオロスルホニルイミド塩およびフルオロスルホニルイミド塩の製造方法
WO2011111780A1 (ja) * 2010-03-11 2011-09-15 三菱マテリアル株式会社 ビス(フルオロスルホニル)イミドの製造方法
EP3763670A1 (en) 2010-05-28 2021-01-13 Nippon Shokubai Co., Ltd. Alkali metal salt of fluorosulfonyl imide
JP5672016B2 (ja) * 2011-01-14 2015-02-18 住友電気工業株式会社 フッ素化合物の製造方法
WO2012128964A1 (en) 2011-03-08 2012-09-27 Trinapco, Inc. Method of making fluorosulfonylamine
WO2014024682A1 (ja) 2012-08-06 2014-02-13 日本曹達株式会社 ビス(ハロスルホニル)アミンの製造方法
US8377406B1 (en) 2012-08-29 2013-02-19 Boulder Ionics Corporation Synthesis of bis(fluorosulfonyl)imide
CN103663393B (zh) * 2012-09-10 2015-09-30 江苏华盛精化工股份有限公司 双氟代磺酰亚胺锂的制备方法
EP2920147B1 (en) 2012-11-16 2019-02-13 Trinapco, Inc Synthesis of tetrabutylammonium bis(fluorosulfonyl)imide and related salts
FR2998297B1 (fr) * 2012-11-22 2014-11-14 Arkema France Procede de preparation de sel d'imides contenant un groupement fluorosulfonyle
JP6147523B2 (ja) * 2013-02-25 2017-06-14 株式会社日本触媒 フルオロスルホニルイミド塩の製造方法
US8722005B1 (en) 2013-07-26 2014-05-13 Boulder Ionics Corporation Synthesis of hydrogen bis(fluorosulfonyl)imide
FR3014439B1 (fr) * 2013-12-05 2018-03-23 Rhodia Operations Procede de preparation de l'acide bis-fluorosulfonylimide et de ses sels.
FR3014438B1 (fr) * 2013-12-05 2017-10-06 Rhodia Operations Procede de preparation d'un compose fluore et soufre et de ses sels en milieu aqueux
FR3020060B1 (fr) 2014-04-18 2016-04-01 Arkema France Preparation d'imides contenant un groupement fluorosulfonyle
JP6476611B2 (ja) * 2014-07-01 2019-03-06 セントラル硝子株式会社 非水電解液電池用電解液、及びこれを用いた非水電解液電池
JP6645855B2 (ja) * 2015-02-03 2020-02-14 株式会社日本触媒 フルオロスルホニルイミド化合物の製造方法
JP5835514B1 (ja) * 2015-05-27 2015-12-24 宇部興産株式会社 リチウム塩化合物、並びにそれを用いた非水電解液、リチウムイオン二次電池、及びリチウムイオンキャパシタ
KR102208181B1 (ko) * 2016-05-27 2021-01-28 가부시기가이샤 닛뽕쇼꾸바이 비스(플루오로설포닐)이미드 알칼리 금속염의 제조방법
CN106276829B (zh) * 2016-08-23 2018-08-07 荣成青木高新材料股份有限公司 一种双氟磺酰亚胺锂的合成方法
CN106800280B (zh) * 2016-12-29 2018-11-27 衢州康鹏化学有限公司 一种双(氟磺酰基)亚胺盐的制备方法
JP7128422B2 (ja) 2017-04-10 2022-08-31 セントラル硝子株式会社 ホスホリルイミド塩の製造方法、該塩を含む非水電解液の製造方法及び非水二次電池の製造方法
CN107651654A (zh) * 2017-10-27 2018-02-02 江苏理文化工有限公司 一种以氟盐作为氟化剂的双氟磺酰亚胺锂的制备方法
KR20190061478A (ko) 2017-11-28 2019-06-05 엘티소재주식회사 리튬 플루오로술포닐이미드의 제조방법 및 이를 이용한 리튬 플루오로술포닐이미드
WO2019199013A1 (ko) * 2018-04-10 2019-10-17 주식회사 엘지화학 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드염의 제조방법
KR20200061058A (ko) 2018-11-23 2020-06-02 엘티소재주식회사 비스플루오로술포닐 이미드 알칼리 금속염의 제조방법 및 이에 의해 제조된 비스플루오로술포닐 이미드 알칼리 금속염
CN109721037B (zh) 2019-03-11 2019-12-24 上海如鲲新材料有限公司 一种双氟磺酰亚胺盐的新工艺
US11267707B2 (en) 2019-04-16 2022-03-08 Honeywell International Inc Purification of bis(fluorosulfonyl) imide
CN114128006A (zh) 2019-07-09 2022-03-01 中央硝子株式会社 非水系电解液、和非水系电解液二次电池
KR102175800B1 (ko) 2019-10-18 2020-11-06 주식회사 이브이에스텍 비스(플루오로술포닐)이미드 금속염의 신규한 제조방법
KR20210063797A (ko) 2019-11-25 2021-06-02 엘티소재주식회사 비스플루오로술포닐 이미드 알칼리 금속염의 제조방법 및 이에 의해 제조된 비스플루오로술포닐 이미드 알칼리 금속염
KR20220057144A (ko) 2020-10-29 2022-05-09 엘티소재주식회사 비스플루오로술포닐 이미드 알칼리 금속염의 제조방법 및 이에 의해 제조된 비스플루오로술포닐 이미드 알칼리 금속염
KR20230129096A (ko) 2022-02-28 2023-09-06 주식회사 천보 플루오로술폰산의 제조방법
WO2024061956A1 (en) 2022-09-22 2024-03-28 Specialty Operations France Method for producing alkali sulfonyl imide salts

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3920738A (en) * 1974-03-20 1975-11-18 Pennwalt Corp Preparation of methane sulfonyl fluoride
JPH04243902A (ja) * 1991-01-28 1992-09-01 Kao Corp フッ化物微粒子凝集物の製造方法
JP3288068B2 (ja) * 1992-03-31 2002-06-04 日立マクセル株式会社 有機電解液電池
WO1995026056A1 (fr) * 1994-03-21 1995-09-28 Centre National De La Recherche Scientifique Materiau a conduction ionique presentant de bonnes proprietes anti-corrosion

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002053494A1 (fr) 2002-07-11
FR2818972A1 (fr) 2002-07-05
US7253317B2 (en) 2007-08-07
ATE548326T1 (de) 2012-03-15
EP1347938B1 (fr) 2012-03-07
FR2818972B1 (fr) 2003-03-21
CA2432053A1 (fr) 2002-07-11
CA2432053C (fr) 2010-06-15
PT1347938E (pt) 2012-05-22
US20040097757A1 (en) 2004-05-20
EP1347938A1 (fr) 2003-10-01
JP2004522681A (ja) 2004-07-29
JP4198992B2 (ja) 2008-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2382147T3 (es) Procedimiento para la fluoración de un compuesto que comprende un grupo halosulfonilo o dihalosulfonilo
CN109803952B (zh) 氨基磺酸衍生物及其制备方法
CN107074543B (zh) 制备含有氟磺酰基基团的酰亚胺
JP6298956B2 (ja) ビス(フルオロスルホニル)イミドの合成
CN103562129B (zh) 双(氟代磺酰基)酰亚胺锂或双(氟代磺酰基)酰亚胺钠的生产方法
ES2727873T3 (es) Producción de una sal de hexafluorofosfato y de pentafluoruro de fósforo
JP2018172274A (ja) フルオロスルホニル基を含むイミド塩を調製するための方法
US11949071B2 (en) Ionic liquids for solvating cyclic carbonates
ES2707742T5 (es) Gránulos o polvo de sal de disulfonilamida y método para producir los mismos
TWI594489B (zh) Electrolyte solution purification method and electrolyte solution manufacturing method
JP2021519738A (ja) ヘキサフルオロリン酸リチウムの製造
JP6394242B2 (ja) ジフルオロイオン性錯体の製造方法
ES2386068T3 (es) Procedimiento para la fluoración de un compuesto que comprende un grupo halosulfonilo o dihalosulfonilo
CN101723976A (zh) 含有氟代烷基三氟硼酸根阴离子的离子液体
CN114408882A (zh) 双氟磺酰亚胺锂盐的制备及其应用
JP2011246386A (ja) フッ素化スルホンイミド化合物の製造方法
JP2006111538A (ja) イオン性金属錯体の合成法