JP2022529715A - ビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法 - Google Patents
ビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022529715A JP2022529715A JP2021562829A JP2021562829A JP2022529715A JP 2022529715 A JP2022529715 A JP 2022529715A JP 2021562829 A JP2021562829 A JP 2021562829A JP 2021562829 A JP2021562829 A JP 2021562829A JP 2022529715 A JP2022529715 A JP 2022529715A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- imide
- bis
- liquid phase
- fluorosulfonyl
- halosulfonyl
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- KTQDYGVEEFGIIL-UHFFFAOYSA-N n-fluorosulfonylsulfamoyl fluoride Chemical compound FS(=O)(=O)NS(F)(=O)=O KTQDYGVEEFGIIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 67
- PVMUVDSEICYOMA-UHFFFAOYSA-N n-chlorosulfonylsulfamoyl chloride Chemical compound ClS(=O)(=O)NS(Cl)(=O)=O PVMUVDSEICYOMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 claims description 62
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 28
- -1 fluorosulfonyl Chemical group 0.000 claims description 17
- VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(fluorosulfonyl)azanide Chemical class [Li+].FS(=O)(=O)[N-]S(F)(=O)=O VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 14
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 10
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 10
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical group Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 5
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910010941 LiFSI Inorganic materials 0.000 description 4
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RFFFKMOABOFIDF-UHFFFAOYSA-N Pentanenitrile Chemical compound CCCCC#N RFFFKMOABOFIDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 description 3
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 3
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002635 aromatic organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229940043232 butyl acetate Drugs 0.000 description 1
- KVNRLNFWIYMESJ-UHFFFAOYSA-N butyronitrile Chemical compound CCCC#N KVNRLNFWIYMESJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000007806 chemical reaction intermediate Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 229940093499 ethyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 208000021302 gastroesophageal reflux disease Diseases 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- JMMWKPVZQRWMSS-UHFFFAOYSA-N isopropanol acetate Natural products CC(C)OC(C)=O JMMWKPVZQRWMSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940011051 isopropyl acetate Drugs 0.000 description 1
- GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-N isovaleric acid Chemical compound CC(C)CC(O)=O GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- SKTCDJAMAYNROS-UHFFFAOYSA-N methoxycyclopentane Chemical compound COC1CCCC1 SKTCDJAMAYNROS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N n-Propyl acetate Natural products CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940090181 propyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- UOULCEYHQNCFFH-UHFFFAOYSA-M sodium;hydroxymethanesulfonate Chemical compound [Na+].OCS([O-])(=O)=O UOULCEYHQNCFFH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- HVZJRWJGKQPSFL-UHFFFAOYSA-N tert-Amyl methyl ether Chemical compound CCC(C)(C)OC HVZJRWJGKQPSFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
- C01B21/086—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals containing one or more sulfur atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
- C01B21/087—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals containing one or more hydrogen atoms
- C01B21/093—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals containing one or more hydrogen atoms containing also one or more sulfur atoms
- C01B21/0935—Imidodisulfonic acid; Nitrilotrisulfonic acid; Salts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators 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
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
Abstract
本発明は、ビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法に関し、この方法は:i)HFを含む流れA1と、ビス(クロロスルホニル)イミドを含む液相A2を含む反応器とを提供する工程、ii)前記反応器中で、前記液相A2を前記流れA1と接触させてビス(フルオロスルホニル)イミドを生成する工程を含み、前記流れA1が前記液相A2に注入されることを特徴とする。【選択図】図1
Description
本発明は、ビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法に関する。特に、本発明は、ビス(ハロスルホニル)イミドからビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法に関する。
スルホニルイミド型のアニオンは、その塩基性が非常に低いことから、電池内の無機塩の形態、若しくはスーパーキャパシター内の有機塩の形態でのエネルギー貯蔵の分野で、またはイオン液体の分野で、ますます用いられるようになっている。電池市場が活況を呈し、電池製造コストの削減が大きな課題となっているため、この種のアニオンの大規模で低コストの合成方法が必要とされている。
Li-イオン電池の特定分野では、現在最も広く使用されている塩はLiPF6であるが、この塩は、熱安定性が限られている、加水分解に対して感受性であるために電池の安全性が低いといった多くの欠点を有する。最近、FSO2
-基を有する新規塩が研究され、より良好なイオン伝導性および加水分解に対する抵抗性といった多くの利点が実証された。これらの塩の1つであるLiFSI(LiN(FSO2)2)は、LiPF6に代わる良好な候補となる非常に有利な特性を示した。
LiFSIを調製するための種々の方法が存在する。国際公開第2009/123328号には、特に、ビス(クロロスルホニル)イミドからの、例えば亜鉛ビス(フルオロスルホニル)イミド塩、続いてアンモニウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩といった、中間塩を調製する種々の工程を介したLiFSIの調製が記載されている。
LiFSIを得るための反応中間体の1つはビス(フルオロスルホニル)イミドである。国際公開第2015/012897号には、フッ化水素酸の存在下でのビス(ハロスルホニル)のフッ素化によるビス(フルオロスルホニル)イミドの調製が記載されている。ビス(フルオロスルホニル)イミド(HFSI)の調製は、フッ化水素酸還流条件下で得られる。このような条件下で方法を実行することは、望ましくない副産物の生成を促進しうる。さらに、この方法において適用される動作条件は、この方法のカーボンフットプリントを増加させる大きなエネルギー入力を必要とする。
したがって、上記の欠点を持たないビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法に対する需要が依然として存在する。
第一の態様によれば、本発明は、ビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法を提供し、この方法は:
i)HFを含む流れA1を提供し、ビス(ハロスルホニル)イミドを含む液相A2を含む反応器を提供する工程;
ii)前記反応器内で、前記液相A2を前記流れA1と接触させてビス(フルオロスルホニル)イミドを生成する工程
を含み、前記流れA1が前記液相A2に注入されることを特徴とする。
i)HFを含む流れA1を提供し、ビス(ハロスルホニル)イミドを含む液相A2を含む反応器を提供する工程;
ii)前記反応器内で、前記液相A2を前記流れA1と接触させてビス(フルオロスルホニル)イミドを生成する工程
を含み、前記流れA1が前記液相A2に注入されることを特徴とする。
好ましくは、前記反応器は、前記液相A2の機械的撹拌のための手段を含む。「機械的撹拌手段」という用語は、例えば磁気撹拌棒といった前記反応器内の磁気装置を使用しない撹拌手段を意味すると理解される。
本発明は、反応器の任意の点におけるフッ化水素酸濃度の均一性を保証し、それによりHFの定常濃度がより高い反応媒体のゾーンを回避することができ、これは、望ましくない副産物の形成の顕著な増加、したがってビス(フルオロスルホニル)イミド収率の顕著な低下をもたらす。本発明はまた、反応媒体の任意の点における温度の均一性を保証し、分解反応も促進する反応器中にホットスポットが得られることを避けることができ。
HFの定常濃度を制御するために、好ましくは前記流れA1を前記液相A2に連続的に注入する。
好ましい実施態様によれば、工程ii)は、液体形態で生成されたビス(ハロスルホニル)イミドおよびビス(フルオロスルホニル)イミドを保持するような圧力条件および温度条件下で実行される。
好ましい実施態様によれば、工程ii)の間、前記液相A2の温度は実質的に一定に保たれる。
好ましい実施態様によれば、工程ii)の間に、前記液相A2の温度は、絶対値で最大5℃、好ましくは絶対値で最大3℃、絶対値で最大2℃、または特に絶対値で最大1℃、変動する。
好ましい実施態様によれば、前記反応器は、それを通して流れA1が前記液相A2に注入される浸漬管も含む。
好ましい実施態様によれば、前記反応器は、前記液相A2の機械的撹拌のための手段を含み、前記流れA1は前記機械的撹拌手段の近くの前記液相A2に注入される。
好ましい実施態様によれば、前記流れA1に含まれるフッ化水素酸の前記液相A2への導入速度は、少なくとも1molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、かつ好ましくは最大100molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時である。
好ましい実施態様によれば、工程ii)は、2.0以上3.0以下のHF/[ビス(ハロスルホニル)イミド]のモル比で実行される。
好ましい実施態様によれば、工程ii)は0℃を上回る温度で実行される。
好ましい実施態様によれば、ビス(ハロスルホニル)イミド化合物は、ビス(クロロスルホニル)イミドである。
別の態様によれば、本発明は、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩を調製するための方法を提供し、この方法は:
a)本発明によるビス(フルオロスルホニル)イミドの調製方法を実行する工程;
b)前記リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩を形成するために、ビス(フルオロスルホニル)イミドを、少なくとも1つのリチウム塩を含む組成物と接触させる工程
を含む。
a)本発明によるビス(フルオロスルホニル)イミドの調製方法を実行する工程;
b)前記リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩を形成するために、ビス(フルオロスルホニル)イミドを、少なくとも1つのリチウム塩を含む組成物と接触させる工程
を含む。
第1の態様によれば、本発明は、ビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法を提供する。好ましくは、前記方法は:
i)HFを含む流れA1を提供し、ビス(ハロスルホニル)イミドを含む液相A2を含む反応器を提供する工程;
ii)前記反応器内で、前記液相A2を前記流れA1と接触させてビス(フルオロスルホニル)イミドを生成する工程
を含む。
i)HFを含む流れA1を提供し、ビス(ハロスルホニル)イミドを含む液相A2を含む反応器を提供する工程;
ii)前記反応器内で、前記液相A2を前記流れA1と接触させてビス(フルオロスルホニル)イミドを生成する工程
を含む。
本方法において、前記流れA1は、ガス流または液体流でありうる。したがって、前記流れA1において、フッ化水素酸は、気体の形態であっても、液体の形態であってもよい。
特定の実施態様によれば、前記液相A2は、ビス(ハロスルホニル)イミドを含むが、有機溶媒を含まない。したがって、ビス(ハロスルホニル)イミドをビス(フルオロスルホニル)イミドにフッ素化する工程ii)は、有機溶媒の非存在下で実行される。
別の特定の実施態様によれば、前記液相A2は、ビス(ハロスルホニル)イミドおよび有機溶媒を含む。有機溶媒SO1は、エステル、ニトリル、エーテル、芳香族溶媒、炭酸塩、環式または複素環式溶媒およびこれらの混合物から選択することができる。好ましくは、有機溶媒SO1は、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、ジイソプロピルエーテル、2-メトキシ-2-メチルブタン、シクロペンチルメチルエーテル、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、キシレン、エチルベンゼン、1,4-ジオキサン、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、スルホランおよびこれらの混合物からなる群から選択される。
好ましくは、フッ化水素酸は無水フッ化水素酸である。本発明の文脈において、「無水フッ化水素酸」という用語は、500ppm未満の水、好ましくは300ppm未満の水、好ましくは200ppm未満の水を含むHFを意味すると理解される。
好ましくは、前記反応器は機械的撹拌手段を含む。好ましくは、前記機械的撹拌手段は回転式機械的撹拌手段である。前記機械的撹拌手段は、シャフトを介して、前記液相A2を混合する撹拌要素に回転運動を付与するモーターを含む。前記撹拌要素は様々な形状でありうる。例えば、撹拌要素は、プロペラ型、ブレードタービン型、またはアンカー型であってよい。
撹拌要素はプロペラ型のものであってよく、少なくとも2つのブレード、好ましくは2、3、4、5、6、7または8のブレードを含む。この場合、撹拌要素は、剪断力の低い本質的に軸方向の動きを生じる。撹拌要素の直径は、例えば前記反応器の直径の1/5と2/3との間である。撹拌要素の直径と反応器の直径との間のこのような比は、軸撹拌、したがって均一化および熱移動を促進することができる。プロペラのピッチは、好ましくは撹拌要素の直径の0.5倍と3倍との間であり、特にピッチは撹拌要素の直径と等しい。本明細書では、ピッチは、プロペラが1回の完全な回転で360°進むという理論上の距離を指す。この構成では、撹拌要素のブレードは、シャフトに対して垂直に配置されていてもよいし、シャフトに対して傾斜して配置されていてもよい。
撹拌要素は、ブレードタービン型であってもよい。このような構成では、前記撹拌要素は水平ディスクを含み、その上に2つ以上のブレード、特に4から8のブレードが配置されている。このような構成では、前記撹拌要素は、本質的に放射状の流れを誘導する。撹拌要素の直径は、例えば前記反応器の直径の1/5と2/3との間である。ブレードは、平坦であっても、湾曲した形状であってもよい。ブレードは、通常水平ディスクに対して垂直に配置される。
撹拌要素はアンカー型であってもよい。この場合、これは、反応器の壁に近い直径面内で回転する平坦なストリップまたはU字形の管からなる。
回転式機械的撹拌手段の存在は、反応器の任意の点において濃度と温度の良好な均一性を可能にすることを意味する。具体的には、回転式機械的撹拌手段は、反応器の壁との熱移動を促進する。
好ましくは、前記流れA1は前記液相A2に注入される。用語「注入される」は、流れA1が液相A2に直接導入されることを意味する。したがって、フッ化水素酸は、ビス(ハロスルホニル)イミドと反応してビス(フルオロスルホニル)イミドを形成する。ビス(ハロスルホニル)イミドは、ビス(クロロスルホニル)イミド、ビス(ブロモスルホニル)イミドまたはビス(ヨードスルホニル)イミド、またはこれらの混合物でありうる。好ましくは、本願において、ビス(ハロスルホニル)イミドはビス(クロロスルホニル)イミドである。特に、前記流れA1は前記液相A2に連続的に注入される。
加えて、工程ii)の実施は、式HX(式中、XはCl、BrまたはIである)の化合物の形成をもたらす。生成される式HXの化合物は、好ましくは、本方法の動作条件下、すなわち本方法に使用される温度および圧力条件下、特に工程ii)において、気体形態である。式HXの化合物は、例えば、不活性ガス(窒素、ヘリウムまたはアルゴンなど)によるストリッピングによって反応媒体から脱気することができる。好ましくは、化合物HXは、工程ii)の実施中に継続的に除去される。好ましくは、化合物HXは、ビス(ハロスルホニル)イミドがビス(クロロスルホニル)イミドであるとき、HClである。化合物HXは、ビス(ハロスルホニル)イミドがビス(ブロモスルホニル)イミドであるとき、HBrである。化合物HXは、ビス(ハロスルホニル)イミドがビス(ヨードスルホニル)イミドであるとき、HIである。
好ましくは、工程ii)は、液体形態で生成されるビス(ハロスルホニル)イミドおよびビス(フルオロスルホニル)イミドを保持するような圧力条件および温度条件下で実行される。
したがって、工程ii)は、大気圧でまたは大気圧よりも大きな圧力で実行されうる。好ましくは、工程ii)は、10bara未満、有利には9bara未満、好ましくは8bara未満、より優先的には7bara未満、特に6bara未満の圧力で実行されうる。
工程ii)は、0℃を上回る温度、有利には5℃を上回る温度、好ましくは10℃を上回る温度、より優先的に15℃を上回る温度で実行されうる。
好ましくは、工程ii)は、150℃を下回る温度、有利には140℃を下回る温度、好ましくは130℃を下回る温度、より優先的には120℃を下回る温度、特に110℃を下回る温度、さらに詳細には100℃を下回る温度、好適には90℃を下回る温度、有利に好適には80℃を下回る温度、優先的に好適には70℃を下回る温度、より優先的に好適には60℃を下回る温度、特に好適には50℃未満の温度で実行される。
したがって、工程ii)は、0℃を上回る温度、有利には5℃を上回る温度、好ましくは10℃を上回る温度、より優先的には15℃を上回る温度で;かつ150℃を下回る温度、有利には140℃を下回る温度、好ましくは130℃を下回る温度、より優先的には120℃を下回る温度、特に110℃を下回る温度、さらに詳細には100℃を下回る温度、好適には90℃を下回る温度、有利に好適には80℃を下回る温度、優先的に好適には70℃を下回る温度、より優先的に好適には60℃を下回る温度、特に優先的には50℃を下回る温度で実行されうる。
好ましくは、工程ii)は、0℃を上回る温度、有利には5℃を上回る温度、好ましくは10℃を上回る温度、より優先的には15℃を上回る温度;かつ150℃を下回る温度、有利には140℃を下回る温度、好ましくは130℃を下回る温度、より優先的には120℃を下回る温度、特に110℃を下回る温度、さらに詳細には100℃を下回る温度、好適には90℃を下回る温度、有利に好適には80℃を下回る温度、優先的に好適には70℃を下回る温度、より優先的に好適には60℃を下回る温度、特に好適には50℃を下回る温度で;および大気圧で実行されうる。
好ましくは、工程ii)は、0℃を上回る温度、有利には5℃を上回る温度、好ましくは10℃を上回る温度、より優先的には15℃を上回る温度;かつ150℃を下回る温度、有利には140℃を下回る温度、好ましくは130℃を下回る温度、より優先的には120℃を下回る温度、特に110℃を下回る温度、さらに詳細には100℃を下回る温度、好適には90℃を下回る温度、有利に好適には80℃を下回る温度、優先的に好適には70℃を下回る温度、より優先的に好適には60℃を下回る温度、特に好適には50℃を下回る温度;および1baraを超える圧力;かつ10bara未満の圧力、有利には9bara未満の圧力、好ましくは8bara未満の圧力、より優先的には7bara未満の圧力、特に6bara未満の圧力で実行されうる。
好ましくは、工程ii)の間、前記液相A2の温度は実質的に一定に保たれる。本出願において、用語「実質的に一定」は、絶対値で最大5℃、好ましくは絶対値で最大3℃、より優先的には絶対値で最大2℃、または特に絶対値で最大1℃の温度変動を意味すると理解される。
したがって、工程ii)の間に、前記液相A2の温度は、絶対値で最大5℃、好ましくは絶対値で最大3℃、より優先的には絶対値で最大2℃、または特に絶対値で最大1℃変動する。
このような小さな温度変動は、好ましくは連続的に、流れA1を液相A2に直接注入することにより、特に前記流れA1が注入されるとき、好ましくは連続的に、以下に説明するように撹拌要素の近くに注入することにより生じうる。液相のこのような低い温度勾配により、FSO3HまたはFSO2NH2といった不純物を生成しうる二次反応を最小化限にするか、または場合によっては排除することができる。
好ましくは、工程ii)において、前記流れA1に含まれるフッ化水素酸の前記液相A2への導入速度は、少なくとも1molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、有利には少なくとも5molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、好ましくは少なくとも10molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、より優先的には少なくとも20molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、特に30molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、さらに詳細には少なくとも40molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、好適には少なくとも50molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時である。
特に、工程ii)において、前記流れA1に含まれるフッ化水素酸の前記液相A2への導入速度は、最大130molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、有利には最大120molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、好ましくは最大110molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミドの/時、特に最大100molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時である。
したがって、工程ii)において、前記流れA1に含まれるフッ化水素酸の前記液相A2への導入速度は、少なくとも1molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、有利には少なくとも5molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、好ましくは少なくとも10molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、より優先的には少なくとも20molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、特に少なくとも30molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、さらに詳細には少なくとも40molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、好適には少なくとも50molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時;かつ最大130molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、有利には最大120molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、好ましくは最大110molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、特に最大100molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時である。
特に、工程ii)において、前記流れA1に含まれるフッ化水素酸の前記液相A2への導入速度は、少なくとも1molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、有利には少なくとも5molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、好ましくは少なくとも10molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、より優先的には少なくとも20molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、特に少なくとも30molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、さらに詳細には少なくとも40molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、好適には少なくとも50molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時である。
さらに詳細には、工程ii)において、前記流れA1に含まれるフッ化水素酸の前記液相A2への導入速度は、最大130molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、有利には最大120molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、好ましくは最大110molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、特に最大100molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時である。
したがって、工程ii)において、前記流れA1に含まれるフッ化水素酸の前記液相A2への導入速度は、少なくとも1molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、有利には少なくとも5molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、好ましくは少なくとも10molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、より優先的には少なくとも20molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、特に少なくとも30molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、さらに詳細には少なくとも40molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、好適には少なくとも50molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時;かつ最大130molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、好ましくは最大120molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、好適には最大110molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時、特に最大100molのHF/moleのビス(クロロスルホニル)イミド/時である。
上述したフッ化水素酸の導入速度は、特にフッ化水素酸が気体形態で導入されるとき、HFの損失を回避することを可能にする。したがって、このことは方法の全体的な効率を改善することを可能にする。
加えて、HFの導入速度は、反応媒体、すなわち前記液相A2において、HFの低い定常濃度を維持するように制御することができる。HFはフッ素化反応で速やかに消費され、HFとビス(ハロスルホニル)イミドとの間のモル比は化学量論に近い。本方法は、過剰なHFの使用を制限することを可能にする。これは、大きな経済的利点を表す:HF要求のコストは、反応の化学量論によって必要とされる理論的HF要件のコストに近いであろう。
したがって、好ましい実施態様によれば、工程ii)は、少なくとも2.0、好ましくは少なくとも2.05、特に少なくとも2.1のHF/[ビス(ハロスルホニル)イミド]のモル比で実行される。好ましくは、工程ii)は、最大3.1、好ましくは最大3.0、特に最大2.9のHF/[ビス(ハロスルホニル)イミド]のモル比で実行される。
したがって、工程ii)は、少なくとも2.0、好ましくは少なくとも2.05、特に少なくとも2.1;かつ最大3.1、好ましくは最大3.0、特に最大2.9のHF/[ビス(ハロスルホニル)イミド]のモル比で実行される。
好ましくは、工程ii)は、少なくとも2.0、好ましくは少なくとも2.05、特に少なくとも2.1のHF/[ビス(クロロスルホニル)イミド]のモル比で実行される。好ましくは、工程ii)は、最大3.1、好ましくは最大3.0、特に最大2.9のHF/[ビス(クロロスルホニル)イミド]のモル比で実行される。
したがって、工程ii)は、少なくとも2.0、好ましくは少なくとも2.05、特に2.1;かつ最大3.1、好ましくは最大3.0、特に最大2.9のHF/[ビス(クロロスルホニル)イミド]のモル比で実行される。
好ましい実施態様によれば、前記反応器は浸漬管を含む。これにより、前記流れA1を液相A2に直接注入することができる。したがって、浸漬管の末端E1の1つを前記液相A2に配置する。好ましくは、前記浸漬管は、前記機械的撹拌手段の近くに位置決めされる。上記に規定されるように、好ましくは回転式の、機械的撹拌手段は、撹拌要素を含む。このように、前記浸漬管は、撹拌要素の近くにある。より詳細には、前記液相A2に配置された浸漬管の末端E1は、好ましくは前記撹拌要素に近い、前記機械的撹拌手段の近くに位置決めされる。これにより、前記液相A2内の前記流れA1の拡散を改善することができる。浸漬管と撹拌要素との間のこのような配置は、前記液相A2内の完全な温度および濃度の均一性を保証する。したがって、前記撹拌要素のその中心「C」を通過する最大寸法は「D」と表される。特定の実施態様によれば、前記液相A2に配置された浸漬管の末端E1と前記撹拌要素の中心との間のD1と表される最短距離は、2*D未満である。撹拌要素の中心「C」は、通常、機械的撹拌手段の前記シャフトの中心軸上に位置する(図2)。
したがって、特定の実施態様によれば、前記方法は:
i)HFを含む流れA1を提供し、ビス(ハロスルホニル)イミドを含む液相A2を含む反応器を提供する工程であって;前記反応器が、その末端E1の1つが前記液相A2に配置される浸漬管と、前記液相A2に配置される撹拌要素を含む機械的撹拌手段とを含む、工程;
ii)前記反応器内で、前記液相A2を前記流れA1と接触させてビス(フルオロスルホニル)イミドを生成する工程
を含み、流れA1が、前記浸漬管を介して前記液相A2に注入され、前記浸漬管の前記末端E1と前記撹拌要素の中心Cとの間の距離D1が2*D未満であり;Dは、前記撹拌要素の、その中心Cを通過する最大寸法を表すことを特徴とする。
i)HFを含む流れA1を提供し、ビス(ハロスルホニル)イミドを含む液相A2を含む反応器を提供する工程であって;前記反応器が、その末端E1の1つが前記液相A2に配置される浸漬管と、前記液相A2に配置される撹拌要素を含む機械的撹拌手段とを含む、工程;
ii)前記反応器内で、前記液相A2を前記流れA1と接触させてビス(フルオロスルホニル)イミドを生成する工程
を含み、流れA1が、前記浸漬管を介して前記液相A2に注入され、前記浸漬管の前記末端E1と前記撹拌要素の中心Cとの間の距離D1が2*D未満であり;Dは、前記撹拌要素の、その中心Cを通過する最大寸法を表すことを特徴とする。
好ましくは、前記反応器はジャケットを含みうる。これにより、反応器の均一な加熱を保証し、前記液相A2との熱交換を確実にすることができる。
工程ii)は、好ましくは、触媒の非存在下で実行される。これにより、触媒のすべての痕跡を除去するためのビス(フルオロスルホニル)イミドの精製のその後の工程の実施を回避しながら、以下に記載されるような非常に高い収率を得ることが可能になる。
本出願で規定されるように、工程ii)の間に、フッ化水素酸は、ビス(ハロスルホニル)イミドと反応してビス(フルオロスルホニル)イミドを形成する。したがって、この方法の実施中に、前記液相A2は、ビス(フルオロスルホニル)イミド中で濃縮されるであろう。前記液相A2中のビス(フルオロスルホニル)イミドの重量含有量は徐々に増加し、前記液相A2中のビス(ハロスルホニル)イミドの重量含有量は逆に徐々に減少するであろう。本方法は、所望の変換または選択性が得られるまで実行される。
本方法は、ビス(ハロスルホニル)イミドの、少なくとも95%、有利には少なくとも96%、好ましくは少なくとも97%、より優先的には少なくとも98%、特に少なくとも詳細には99%、さらに詳細には少なくとも99.2%、好適には少なくとも99.5%、優先的に好適には少なくとも99.8%、特に好適には100%の、好ましくはビス(クロロスルホニル)イミドへの変換を達成する。
本方法は、少なくとも80%、有利には少なくとも85%、好ましくは少なくとも90%、より優先的には少なくとも95%のビス(フルオロスルホニル)イミドの収率を得ることを可能にする。
本方法はまた、反応器を脱気する工程または不活性ガスの存在下でストリッピングする工程iii)を含むことができる。不活性ガスは、好ましくは窒素である。この工程により、前記液相A2に溶解している可能性のあるHClを除去し、未反応のHFを除去することができる。
好ましくは、前記方法は、ビス(フルオロスルホニル)イミドを回収し、任意でそれを精製する工程iv)を含む。
[図1]は、ビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法を実行するための反応器1を模式的に示している。反応器1は、ジャケット11、浸漬管7および回転式機械的撹拌手段6を含む。前記回転式機械的撹拌手段6は、モーター10、シャフト9および回転要素8を含む。反応器はまた、ライン2aを介してこの反応器に導入される液相2を含む。液相2は、フッ素化反応の実施前に反応器に導入される。この液相は、ビス(クロロスルホニル)イミドを含む。フッ化水素酸3は、浸漬管7を介して反応器に導入される。図1に示すように、フッ化水素酸3は、その端部の1つが液相2内にある浸漬管を通して液相2に注入される。加えて、図2に示すように、それを通してHFが液相に注入される浸漬管7の端部E1は、回転要素8の近くに位置する。浸漬管7の端部E1と撹拌要素8の中心Cとの距離D1は、距離Dの2倍未満であり、距離Dは前記撹拌要素8の中心Cを通る最大寸法を表す(図2)。反応中に形成される塩酸は、バルブ12を介して連続的に除去され、その後の処理または精製のために4で回収される。反応の終わりに、その液相2がビス(フルオロスルホニル)イミドを含む反応器1を空にすることができ、液相2は、後続の処理、例えば、以下に記載されるような精製またはリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩を調製するための方法の実施のために5で回収される。
第2の態様によれば、本発明は、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩を調製するための方法に関する。好ましくは、前記方法は:
a)本発明によるビス(フルオロスルホニル)イミドの調製方法を実行する工程;
b)前記リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩を含む組成物を形成するために、ビス(フルオロスルホニル)イミドを、少なくとも1つのリチウム塩を含む組成物と接触させる工程
を含む。
a)本発明によるビス(フルオロスルホニル)イミドの調製方法を実行する工程;
b)前記リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩を含む組成物を形成するために、ビス(フルオロスルホニル)イミドを、少なくとも1つのリチウム塩を含む組成物と接触させる工程
を含む。
好ましい実施態様によれば、少なくとも1つのリチウム塩を含む組成物は、水性組成物、好ましくは水性懸濁液または水溶液である。
別の好ましい実施態様によれば、少なくとも1つのリチウム塩を含む組成物は、固体組成物であり、好ましくは、組成物は少なくとも1つの固体リチウム塩からなる。
特に、ビス(フルオロスルホニル)イミドは、少なくとも1つのリチウム塩を含む組成物を含む容器に付加される。容器は反応器であってよく、好ましくは少なくとも1つの撹拌システムを含む。工程b)で得られた組成物の導入を可能にする要素は、好ましくはHFに対して耐性である。
1つの実施態様によれば、リチウム塩は、LiOH、LiOH・H2O、LiHCO3、Li2CO3、LiCl、およびこれらの混合物からなる群から選択される。好ましくは、リチウム塩はLi2CO3である。
組成物は、少なくとも1つのリチウム塩を含む水性組成物であるとき、アルカリ性水性組成物を調製するための任意の従来の手段によって調製されうる。これは例えば、リチウム塩を超純水または脱イオン水に撹拌しながら溶解することでありうる。
導入されるリチウム塩の量を決定するために、典型的には、中和される混合物の全酸性度の分析を実行することができる。
1つの実施態様によれば、工程c)は:
- リチウム塩のモル比をビス(フルオロスルホニル)イミドに対する前記塩の塩基性度の数で除したものが、1以上、好ましくは5未満、好ましくは3未満、優先的には1と2との間であり;および/または
- 水性組成物中の水の重量に対するリチウム塩の重量比が、0.1と2との間、好ましくは0.2と1との間、好ましくは0.3と0.7との間である
ようなものである。
- リチウム塩のモル比をビス(フルオロスルホニル)イミドに対する前記塩の塩基性度の数で除したものが、1以上、好ましくは5未満、好ましくは3未満、優先的には1と2との間であり;および/または
- 水性組成物中の水の重量に対するリチウム塩の重量比が、0.1と2との間、好ましくは0.2と1との間、好ましくは0.3と0.7との間である
ようなものである。
例えば、Li2CO3塩は、2に等しい塩基性度の数を有する。
本発明による方法の工程b)は、40℃以下、好ましくは30℃以下、優先的には20℃以下、特に15℃以下の温度で実行することができる。
1つの実施態様によれば、本発明による方法は、工程b)で得られた組成物Bを濾過して濾液FおよびケーキGを得る追加の工程を含む。リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩は、濾液Fおよび/またはケーキG中に含有されうる。濾液Fは、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩を有機相に抽出するために、典型的には水にやや溶けにくい有機溶媒Sで抽出する少なくとも1つの工程に供することができる。抽出工程は、典型的には、水相と有機相との分離をもたらす。本発明の文脈においては、別途指示がない限り、「水にやや溶けにくい」という用語は、水への溶解度が5重量%未満である溶媒を意味することを意図している。上述の有機溶媒Sは、特に、エステル、ニトリル、エーテル、塩素化溶媒および芳香族溶媒、ならびにこれらの混合物から選択される。好ましくは、有機溶媒Sは、ジクロロメタン、酢酸エチル、酢酸ブチル、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルおよびバレロニトリル、ならびにこれらの混合物から選択される。特に、有機溶媒Sは、酢酸ブチルである。各抽出について、使用される有機溶媒の重量は、濾液Fの重量の1/6倍と1倍との間で変動しうる。抽出回数は2回と10回との間とすることができる。好ましくは、抽出(複数回可)から得られる有機相は、5重量%から40重量%の範囲のリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩の重量含有量を有する。次いで、分離された有機相(抽出の終わりに得られる)を濃縮し、30重量%と60重量%との間、好ましくは40重量%と50重量%との間のリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩の濃度に到達させることができ、前記濃度は、当業者に既知の任意のエバポレーション手段によって達成することができる。
上述のケーキGは、以下のファミリー:エステル、ニトリル、エーテル、塩素化溶媒および芳香族溶媒、ならびにこれらの混合物から選択される有機溶媒S’で洗浄してもよい。好ましくは、有機溶媒S’は、ジクロロメタン、酢酸エチル、酢酸ブチル、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジエチルエーテルおよびバレロニトリル、ならびにこれらの混合物から選択される。特に、有機溶媒S’は、酢酸ブチルである。使用される有機溶媒S’の重量は、ケーキの重量の1倍と10倍との間の範囲でありうる。洗浄を目的とする有機溶媒S’の総量は、特にリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩の溶解を最適化する目的で、単一ポーションとしてまたは複数ポーションに分けて、使用されうる。好ましくは、ケーキGの洗浄(複数回可)から得られる有機相は、5重量%から20重量%の範囲のリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩の重量含有量を有する。次いで、ケーキGの洗浄(複数回可)から得られる分離された有機相を濃縮し、30重量%と60重量%との間、好ましくは40重量%と50重量%との間のリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩の濃度に到達させることができ、前記濃度は、当業者に既知の任意のエバポレーション手段によって達成することができる。1つの実施態様によれば、濾液Fの抽出(複数回可)とケーキGの洗浄(複数回可)から得られる有機相は、濃縮工程の前にプールされうる。
実施例1
液体ビス(クロロスルホニル)イミド(HCSI)394gと液体1,4‐ジオキサン19.7gとを撹拌した1リットルの反応器に導入する。1,4-ジオキサンとHCSIとの間の重量比は5%である。この混合物を、6つの傾斜ブレードを有するタービンを使用して撹拌し、フッ化水素酸の導入前に40℃にする。反応は、反応媒体の温度を40℃に調節し、気体HFを連続的に注入することによって実行される。気体HFは、浸漬管によって液体反応媒体にゆっくりと直接注入する。注入されたHFの総量は110gであり、これは3のHCSIに対するHFのモル比に相当する。気体HFの導入速度は37g/時に調節する。反応時間は3時間である。反応は、反応器から連続的に除去されるHClの生成を伴う。反応器を出たガスは排水器に送られる。すべてのHFが導入されたら、流速50l/hの窒素流を反応器に導入し、反応媒体中に溶解している可能性のあるHFとHClとをストリップする。このストリッピングを5時間実行し、培地の温度を40℃に維持する。反応器を出たストリッピングガスも排水器に送られる。ストリッピング後、反応器は粗ビス(フルオロスルホニル)イミド(HFSI)336.3gを含む。この粗HFSIの組成をNMRで解析する。
液体ビス(クロロスルホニル)イミド(HCSI)394gと液体1,4‐ジオキサン19.7gとを撹拌した1リットルの反応器に導入する。1,4-ジオキサンとHCSIとの間の重量比は5%である。この混合物を、6つの傾斜ブレードを有するタービンを使用して撹拌し、フッ化水素酸の導入前に40℃にする。反応は、反応媒体の温度を40℃に調節し、気体HFを連続的に注入することによって実行される。気体HFは、浸漬管によって液体反応媒体にゆっくりと直接注入する。注入されたHFの総量は110gであり、これは3のHCSIに対するHFのモル比に相当する。気体HFの導入速度は37g/時に調節する。反応時間は3時間である。反応は、反応器から連続的に除去されるHClの生成を伴う。反応器を出たガスは排水器に送られる。すべてのHFが導入されたら、流速50l/hの窒素流を反応器に導入し、反応媒体中に溶解している可能性のあるHFとHClとをストリップする。このストリッピングを5時間実行し、培地の温度を40℃に維持する。反応器を出たストリッピングガスも排水器に送られる。ストリッピング後、反応器は粗ビス(フルオロスルホニル)イミド(HFSI)336.3gを含む。この粗HFSIの組成をNMRで解析する。
’HCSIの変換は完全であり、100%に達する。HFSIの収率は90.8%である。
実施例2
液体ビス(クロロスルホニル)イミド(HCSI)397gと液体1,4‐ジオキサン12gとを撹拌した1リットルの反応器に導入する。1,4-ジオキサンとHCSIとの間の重量比は3%である。この混合物を、6つの傾斜ブレードを有するタービンを使用して撹拌し、フッ化水素酸の導入前に45℃にする。反応は、反応媒体の温度を45℃に調節し、気体HFを連続的に注入することによって実行される。気体HFは、浸漬管によって液体反応媒体にゆっくりと直接注入する。導入されるHFの総量は100gであり、これは2.7のHCSIに対するHFのモル比に相当する。気体HFの導入速度は38g/時に調節する。反応時間は2時間40分である。反応は、反応器から連続的に除去されるHClの生成を伴う。反応器を出たガスは排水器に送られる。すべてのHFが導入されたら、流速50l/hの窒素流を反応器に導入し、反応媒体中に溶解している可能性のあるHFとHClとをストリップする。このストリッピングを5時間実行し、培地の温度を45℃に維持する。反応器を出たストリッピングガスも排水器に送られる。
液体ビス(クロロスルホニル)イミド(HCSI)397gと液体1,4‐ジオキサン12gとを撹拌した1リットルの反応器に導入する。1,4-ジオキサンとHCSIとの間の重量比は3%である。この混合物を、6つの傾斜ブレードを有するタービンを使用して撹拌し、フッ化水素酸の導入前に45℃にする。反応は、反応媒体の温度を45℃に調節し、気体HFを連続的に注入することによって実行される。気体HFは、浸漬管によって液体反応媒体にゆっくりと直接注入する。導入されるHFの総量は100gであり、これは2.7のHCSIに対するHFのモル比に相当する。気体HFの導入速度は38g/時に調節する。反応時間は2時間40分である。反応は、反応器から連続的に除去されるHClの生成を伴う。反応器を出たガスは排水器に送られる。すべてのHFが導入されたら、流速50l/hの窒素流を反応器に導入し、反応媒体中に溶解している可能性のあるHFとHClとをストリップする。このストリッピングを5時間実行し、培地の温度を45℃に維持する。反応器を出たストリッピングガスも排水器に送られる。
ストリッピング後、反応器は粗ビス(フルオロスルホニル)イミド(HFSI)339.5gを含む。この粗HFSIの組成をNMRで解析する。
HCSIの変換は完全であり、100%に達する。HFSIの収率は93.9%である。
Claims (12)
- ビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法であって:
i)HFを含む流れA1を提供し、ビス(ハロスルホニル)イミドを含む液相A2を含む反応器を提供する工程;
ii)前記反応器内で、前記液相A2を前記流れA1と接触させてビス(フルオロスルホニル)イミドを生成する工程;
を含み、前記流れA1が前記液相A2に注入されることを特徴とする方法。 - 前記反応器が前記液相A2を機械的に撹拌するための手段を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程ii)が、液体形態で生成されたビス(ハロスルホニル)イミドおよびビス(フルオロスルホニル)イミドを保持するような圧力条件および温度条件下で実行されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 工程ii)の間に、前記液相A2の温度が実質的に一定に保たれることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 工程ii)の間に、前記液相A2の温度が、絶対値で最大5℃、好ましくは絶対値で最大3℃、より優先的には絶対値で最大2℃、または特に絶対値で最大1℃、変動することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応器が、それを通して前記流れA1が前記液相A2に注入される浸漬管も含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応器が、前記液相A2を機械的に撹拌するのための手段を含み、前記流れA1が前記機械的撹拌手段の近くの前記液相A2に注入されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記流れA1に含まれるフッ化水素酸の前記液相A2への導入速度が、少なくとも1molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時、かつ好ましくは最大100molのHF/moleのビス(ハロスルホニル)イミド/時であることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 工程ii)が、2.0以上3.0以下のHF/[ビス(ハロスルホニル)イミド]のモル比で実行されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 工程ii)が0℃を上回る温度で実施されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- ビス(ハロスルホニル)イミド化合物がビス(クロロスルホニル)イミドであることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩を調製するための方法であって:
a)請求項1から11のいずれか一項に記載のビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法を実施する工程;
b)前記リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド塩を形成するために、ビス(フルオロスルホニル)イミドを、少なくとも1つのリチウム塩を含む組成物と接触させる工程
を含む方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1904381 | 2019-04-25 | ||
FR1904381A FR3095439B1 (fr) | 2019-04-25 | 2019-04-25 | Procédé de préparation du bis(fluorosulfonyle) imide |
PCT/EP2020/061062 WO2020216734A1 (fr) | 2019-04-25 | 2020-04-21 | Procede de preparation du bis(fluorosulfonyle) imide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022529715A true JP2022529715A (ja) | 2022-06-23 |
Family
ID=67956975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021562829A Pending JP2022529715A (ja) | 2019-04-25 | 2020-04-21 | ビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220041448A1 (ja) |
EP (1) | EP3959173A1 (ja) |
JP (1) | JP2022529715A (ja) |
KR (1) | KR20220002442A (ja) |
CN (1) | CN113784915A (ja) |
FR (1) | FR3095439B1 (ja) |
WO (1) | WO2020216734A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023169842A1 (en) * | 2022-03-07 | 2023-09-14 | Specialty Operations France | Method for producing alkali sulfonyl imide salts |
WO2023169843A1 (en) * | 2022-03-07 | 2023-09-14 | Specialty Operations France | Method for producing lithium fluorosulfonyl imide salts |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009123328A1 (en) | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Sulfonylimide salt and method for producing the same |
US8722005B1 (en) * | 2013-07-26 | 2014-05-13 | Boulder Ionics Corporation | Synthesis of hydrogen bis(fluorosulfonyl)imide |
EP3090984A1 (en) * | 2015-05-07 | 2016-11-09 | Lonza Ltd | Method for preparation of the salts of certain amines and bis(fluorosulfonyl)-imide |
CN104925765B (zh) * | 2015-05-21 | 2017-08-08 | 上海康鹏科技有限公司 | 一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法 |
US10099925B2 (en) * | 2015-12-04 | 2018-10-16 | Ultra-Charge, Ltd. | Process for producing hydrogen bis(fluorosulfonyl)imide |
CN106219503B (zh) * | 2016-07-12 | 2018-11-30 | 武汉松石科技股份有限公司 | 一种双(氟磺酰)亚胺及其碱金属盐的制备方法 |
CN109264682B (zh) * | 2017-07-18 | 2019-11-29 | 九江天赐高新材料有限公司 | 一种高纯度二氟磺酰亚胺的制备方法 |
CN108002355B (zh) * | 2017-12-20 | 2019-10-22 | 厦门大学 | 一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法 |
CN109592655B (zh) * | 2019-01-17 | 2020-07-28 | 联化科技股份有限公司 | 一种催化氟化高效制备双氟磺酰亚胺的方法 |
-
2019
- 2019-04-25 FR FR1904381A patent/FR3095439B1/fr active Active
-
2020
- 2020-04-21 WO PCT/EP2020/061062 patent/WO2020216734A1/fr unknown
- 2020-04-21 US US17/604,829 patent/US20220041448A1/en active Pending
- 2020-04-21 CN CN202080031115.0A patent/CN113784915A/zh active Pending
- 2020-04-21 KR KR1020217038212A patent/KR20220002442A/ko unknown
- 2020-04-21 EP EP20719440.8A patent/EP3959173A1/fr active Pending
- 2020-04-21 JP JP2021562829A patent/JP2022529715A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20220002442A (ko) | 2022-01-06 |
FR3095439B1 (fr) | 2021-04-02 |
CN113784915A (zh) | 2021-12-10 |
FR3095439A1 (fr) | 2020-10-30 |
EP3959173A1 (fr) | 2022-03-02 |
US20220041448A1 (en) | 2022-02-10 |
WO2020216734A1 (fr) | 2020-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111620315A (zh) | 双氟磺酰亚胺锂的制备方法 | |
EP2660196B1 (en) | Manufacturing method for fluorosulfonylimide ammonium salt | |
JP5527993B2 (ja) | ビス(フルオロスルホニル)イミドの製造方法 | |
US20220204345A1 (en) | Process for preparing bis(fluorosulfonyl) imide | |
JP2022529715A (ja) | ビス(フルオロスルホニル)イミドを調製するための方法 | |
CN107986248B (zh) | 一种双氟磺酰亚胺的制备方法 | |
WO2020099527A1 (en) | Method for producing alkali sulfonyl imide salts | |
JP6292996B2 (ja) | フルオロ硫酸リチウムとそれを含む溶液の製造方法 | |
WO2020109720A1 (fr) | Procédé de préparation du sel de lithium de bis(fluorosulfonyl)imide | |
CN106660957A (zh) | 4‑烷氧基‑3‑羟基吡啶甲酸的制备方法 | |
JP2013087019A (ja) | イミド塩の製造方法 | |
JP2022552308A (ja) | ビス(フルオロスルホニル)イミド塩及びその調製方法 | |
CN113979454B (zh) | 一种氟磺酸碱金属盐的制备方法 | |
JP5444453B2 (ja) | ビス(フルオロスルホニル)イミドの製造方法 | |
CN115259112B (zh) | 双氟磺酰亚胺及其锂盐的生产方法 | |
JP5560136B2 (ja) | ビス(フルオロスルホニル)イミドの製造方法 | |
KR102666044B1 (ko) | 비스(플루오로술포닐)이미드 금속염의 대량 제조방법 | |
CA3200173A1 (en) | Method for producing onium sulfonyl imide salts and alkali metal sulfonyl imide salts | |
WO2020216735A1 (fr) | Procede de preparation du bis(fluorosulfonyle) imide | |
CN115893338A (zh) | 一种双氟磺酰亚胺的制备方法 | |
CN115140715A (zh) | 一种双氟磺酰亚胺碱金属盐的制备方法 | |
CN118026792A (zh) | 一种氟化工艺制备硝基化合物的合成方法 | |
WO2023202918A1 (en) | Process for manufacture lithium salt of bis(fluorosulfonyl)imide in solid form | |
WO2021037677A1 (en) | Process for producing 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone | |
CN117049572A (zh) | 一种氟磺酸钠的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240123 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240206 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240502 |