JP5672016B2 - フッ素化合物の製造方法 - Google Patents
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Description
また、溶融塩電池の溶融塩として、KN(SO2F)2若しくはNaN(SO2F)2またはこれらの混合物が採用されている。溶融塩電池では、電池を作動させるために、溶融塩が溶解する温度にまで加熱することを要するが、KN(SO2F)2若しくはNaN(SO2F)2またはこれらの混合物は、従来の溶融塩と比べて溶融点が低いため、溶融塩電池の作動温度を低くする材料として注目されている。
(1)請求項1に記載の発明は、下記(1)式に示されるハロゲン化合物のハロゲン元素をフッ素に置換することにより下記(2)式に示されるフッ素化合物を合成するフッ素化合物の製造方法であって、前記ハロゲン化合物と、アルカリ金属Mのフッ化物であるアルカリ金属フッ化物MFとを無溶媒で反応させて中間生成物を生成し、その後、この中間生成物と前記アルカリ金属フッ化物MFとをプロトン性極性溶媒中で反応させることを要旨とする。
HN(SO2X1)(SO2X2) ・・・ (1)
MN(SO2F)2 ・・・ (2)
・X1およびX2は、それぞれ独立にCl、Br、Iのいずれかの元素を示す。
・アルカリ金属Mは、Li、Na、K、Rb、Csのいずれかを示す。
また、本発明では、極性溶媒としてプロトン性極性溶媒を用いる。
アルカリ金属フッ化物(MN(SO 2 X 1 )(SO 2 F))は、非プロトン性極性溶媒よりもプロトン性極性溶媒に多く溶解する。このため、この構成によれば、MN(SO 2 X 1 )(SO 2 F)とアルカリ金属フッ化物MFとの反応を促進することができる。
HN(SO2X)2 ・・・ (3)
MN(SO2X)(SO2F) ・・・ (4)
・XはCl、Br、Iのいずれかの元素を示す。
・アルカリ金属Mは、Li、Na、K、Rb、Csのいずれかを示す。
MN(SO2X)(SO2F) ・・・ (4)
MN(SO2F)2 ・・・ (5)
・XはCl、Br、Iのいずれかの元素を示す。
・アルカリ金属Mは、Li、Na、K、Rb、Csのいずれかを示す。
HN(SO2Cl)2は、従来の製造方法により生成する。次に、HN(SO2F)2を過剰の粉状のKFに滴下する。なお、KFに水分が含まれているとき、水とHN(SO2Cl)2とが反応して加水分解を起こすため、KFにHN(SO2Cl)2を滴下する前に、予めKFから水分を除去する。HN(SO2F)2とKFとの反応により、KN(SO2Cl)(SO2F)とHClが生成する。この反応は溶媒なしで行われるため、反応は2〜3分程度で完了する。なお、粉状のKFにHN(SO2F)2を滴下して形成されたもの、すなわちKN(SO2Cl)(SO2F)とKFとを含むものを中間生成物Aとする。
以下、KN(SO2F)2の合成方法を説明する。
第1工程では、粉体のKFを予め乾燥して、KFから水分を除去する。そして、予めHN(SO2F)2を温度37℃以上に加熱して液体とした上で、HN(SO2F)2をKFに滴下する。HN(SO2F)2の滴下量は、KF2.5〜3.0molに対してHN(SO2F)21.0molとされる。すなわち、KFは、HN(SO2F)2に対して過剰量とし、HN(SO2F)2の全てがKFと反応するように、両者の量が決められる。
図1(A)に示すように、KN(SO2F)2単体の19F−NMRスペクトルは、77δ/ppmに1本のピークを有す。
(1)本実施形態では、HN(SO2Cl)2をKFに滴下して中間生成物Aを生成し、その後、この中間生成物AとKFとを水溶媒中で反応させて、KN(SO2F)2を合成する。この方法によれば、従来の方法に比べて、短時間で、KN(SO2F)2を合成することができる。
なお、本発明の実施態様は上記実施形態にて示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
Claims (3)
- 下記(1)式に示されるハロゲン化合物のハロゲン元素をフッ素に置換することにより下記(2)式に示されるフッ素化合物を合成するフッ素化合物の製造方法であって、
前記ハロゲン化合物と、アルカリ金属Mのフッ化物であるアルカリ金属フッ化物MFとを無溶媒で反応させて中間生成物を生成し、その後、この中間生成物と前記アルカリ金属フッ化物MFとをプロトン性極性溶媒中で反応させる
ことを特徴とするフッ素化合物の製造方法。
HN(SO2X1)(SO2X2) ・・・ (1)
MN(SO2F)2 ・・・ (2)
X1およびX2は、それぞれ独立にCl、Br、Iのいずれかの元素を示す。
アルカリ金属Mは、Li、Na、K、Rb、Csのいずれかを示す。 - 請求項1に記載のフッ素化合物の製造方法において、
前記ハロゲン化合物と前記アルカリ金属フッ化物とを反応させる前に、前記アルカリ金属フッ化物から水分を除去する
ことを特徴とするフッ素化合物の製造方法。 - 下記(4)式に示されるハロゲン化合物のフッ素以外のハロゲン元素をフッ素に置換することにより下記(5)式に示されるフッ素化合物を合成するフッ素化合物の製造方法であって、
前記ハロゲン化合物とアルカリ金属Mのフッ化物であるアルカリ金属フッ化物MFとをプロトン性極性溶媒中で反応させる
ことを特徴とするフッ素化合物の製造方法。
MN(SO2X)(SO2F) ・・・ (4)
MN(SO2F)2 ・・・ (5)
XはCl、Br、Iのいずれかの元素を示す。
アルカリ金属Mは、Li、Na、K、Rb、Csのいずれかを示す。
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