JP5672016B2 - フッ素化合物の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、塩素化合物からフッ素化合物を合成するフッ素化合物の製造方法に関する。
近年、リチウムイオン２次電池で使用される電解液の支持塩として、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｆ）２等のイミド塩が注目されている。
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。
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。
ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２およびＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２の製造方法は、次に示す文献に開示されている。特許文献１では、触媒としてピリジンを用い、反応原料をアセトニトリル溶媒中でフッ素化することによりＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を生成する。特許文献２では、ＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２をニトロメタン溶媒中でフッ素化することによりＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を生成する。非特許文献１では、ジクロロメタン溶媒中でＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２とＫＦとを反応させてＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を生成する。
Ｚ．Ａｎｏｒｇ．Ａｌｌｇ．Ｃｈｅｍ，２００５，６３１，５５−５９
溶融塩電池をより低価とするために、溶融塩電池に用いられるＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２またはＮａＮ（ＳＯ２Ｆ）２の製造コストを抑える必要がある。しかし、いずれの文献による製造方法でもＨＦＳＩのフッ素化を完了するまでに４８〜７２時間を要し、これが障害となって、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２またはＮａＮ（ＳＯ２Ｆ）２のコストを低くすることができない。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、短時間で、ハロゲン化物からフッ素化合物を得ることのできるフッ素化合物の製造方法を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
（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。
（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。
従来の方法では、ジクロロメタン等の溶媒中で、ＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２とアルカリ金属フッ化物とを反応させるが、両者の反応速度が遅い。これは、フッ化物はジクロロメタンに溶解しないことから、両者の反応はフッ化物の表面上でしか行われないためであると考えられる。一方、フッ化物が溶解する溶媒中でＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２とアルカリ金属フッ化物とを反応させることも考えられる。しかし、結果的には、アセトニトリル中で両者の反応を行っても反応が速くならないことが確かめられている。なお、アルカリ金属フッ化物が溶解する水溶媒中で両者を反応させることも考えられるが、ＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２は水と反応して加水分解してしまうため、目的物を合成することができない。
発明者は、これらことを考慮し、溶媒中を用いない反応を鋭意研究し、次のことを見出した。ＨＮ（ＳＯ２Ｘ１）（ＳＯ２Ｘ２）とアルカリ金属フッ化物ＭＦとが無溶媒で反応して一方のハロゲン元素をフッ素に置換すること、および同反応が短時間で完了することを見出した。さらに、この反応により得られる生成物がＭＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）であること、ＭＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）とアルカリ金属フッ化物ＭＦとを極性溶媒中で反応させることにより、目的物であるＭＮ（ＳＯ２Ｆ）２が得られること、およびこの合成方法は、従来の合成方法と比べて短時間で完了することを見出した。したがって、上記方法によれば、従来の方法に比べて、短時間で、ＭＮ（ＳＯ２Ｆ）２を合成することができる。
また、本発明は次の特徴を有する。従来では、１つの工程で、所定条件下でＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２とＫＦとを反応させてＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を生成する。これに対して、本発明では、第１工程で、ＨＮ（ＳＯ２Ｘ１）（ＳＯ２Ｘ２）の一方のハロゲン元素をフッ素に置換し、第２工程で他方のハロゲン元素をフッ素に置換するという方法を用いている。このような２段階の工程によれば次のような効果が奏する。すなわち、第１工程で、ＨＮ（ＳＯ２Ｘ１）（ＳＯ２Ｘ２）をアルカリ金属塩に変換してＨＮ（ＳＯ２Ｘ１）（ＳＯ２Ｘ２）を消滅させることにより、第２工程において、アルカリ金属フッ化物ＭＦを溶融しやすい水を用いることを可能とする。
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。
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。
（２）請求項２に記載の発明は、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要旨とする。
ＨＮ（ＳＯ２Ｘ１）（ＳＯ２Ｘ２）は水と反応して加水分解し、副生成物を生成する。上記発明によれば、アルカリ金属フッ化物から水分を除去しているため、加水分解による副生成物の生成を抑制することができる。
参考技術として、下記（３）式に示されるハロゲン化合物の一方のハロゲン元素をフッ素に置換することにより下記（４）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。
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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。
この参考技術は、上記発明において第１工程の反応を行うことによって、ＨＮ（ＳＯ２Ｘ）２から、ＭＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）を得るものである。この方法によれば、ＭＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）を従来に比べて短時間で合成することができる。
（３）請求項３に記載の発明は、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要旨とする。
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。
ＭＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ） ・・・ （４）
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・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。
この発明は、上記発明において第２工程の反応を行って、ＭＮ（ＳＯ２Ｆ）２を得るものである。なお、原料であるＭＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）の製造方法は、アルカリ金属フッ化物ＭＦとＨＮ（ＳＯ２Ｘ）２と反応させて生成する上記製造方法に限定されない。
本発明によれば、短時間で、ハロゲン化物からフッ素化合物を得ることのできるフッ素化合物の製造方法を提供することができる。
式（Ａ）を参照して、ＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２から合成されるＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２の製造方法の概略を説明する。
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。
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。
次に、中間生成物Ａに、溶媒としての水を添加する。ＫＮ（ＳＯ２Ｃｌ）（ＳＯ２Ｆ）と水とは反応しないため、加水分解による生成物は生成されない。一方、ＫＦは水に溶解してイオン化する。このため、ＫＮ（ＳＯ２Ｃｌ）（ＳＯ２Ｆ）のＣｌがフッ素と置換する。これにより、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２とＫＣｌが生成される。この反応は、６〜７時間で概ね完了し、１２時間経過後には殆ど完了する。その後、反応系を減圧して、水を蒸発させる。さらに、蒸発して得たものからＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を抽出する。
ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２の原料であるＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２の合成方法の一例を挙げる。なお、ＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２の合成方法は以下に挙げる例に限定されない。
スルファミン酸、クロロスルホン酸、塩化チオニルを不活性雰囲気で、モル比１．０：１．０：２．４となるように混合し、この混合液を加熱するとともに蒸留物の一部を還流する。すると、温度８０℃に達した時点から塩化チオニルが沸騰し、反応が開始する。この反応を温度１３０℃で約８時間持続する。８時間の経過後、反応系に水分が浸入しないように塩化カルシウム管を反応系の蒸気排出口に取り付けて、反応系全体を冷却する。これにより液状の中間生成物Ｂが得られる。中間生成物Ｂには、目的物であるＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２が含まれている。
次いで、中間生成物ＢからＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２を抽出するために、減圧下（６５０Ｐａ以下）で、温度１３０℃で加熱して、残余している塩化チオニルを揮発させる。さらに、塩化チオニルの揮発が完了した時点で、反応系をさらに加熱し、温度約１３０度で蒸留する。これにより、目的物であるＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２が抽出される。
＜ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２の合成＞
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。
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。
ＫＦとＨＮ（ＳＯ２Ｆ）２とは発熱して反応し、ＨＣｌを発生させる。ＨＣｌが発生しなくなったとき、あるいは発熱がなくなったとき、反応の終了とする。この反応により、ＫＮ（ＳＯ２Ｃｌ）（ＳＯ２Ｆ）が生成される。この反応では、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２は形成されない。反応は２〜３分で完了する。このように反応時間が短くなる理由は、溶媒中で両者が接触するのではなく、直接両者が接触するためであると考えられる。
第２工程では、第１工程の中間生成物Ａに水を添加する。水の量はＫＦの容積の約３倍の量とされる。そして、この水溶液を室温下で１２時間撹拌する。なお、この撹拌時、室温以上の温度にして撹拌することもできる。
次いで、水溶液を減圧して乾燥することにより、ＫＦ、ＫＣｌ、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２の混合粉末を得る。ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２は次の方法により分離される。例えば、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２の融点がＫＦおよびＫＣｌよりも低いことに基づいてＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を分離する。具体的には、混合粉末を、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２が溶融する温度であってかつＫＦおよびＫＣｌが溶融しない温度に維持して、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を溶融するとともにＫＦおよびＫＣｌを固形物として残す。そして、溶融物と固形物との混合物を遠心分離機または濾過装置にかけることにより、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２をＫＦおよびＫＣｌから分離する。
また、ＫＦ、ＫＣｌ、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２の各種溶媒に対する溶解度の差に基づき、ＫＦおよびＫＣｌが溶解しかつＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２が溶解しにくい溶媒を選択し、この溶媒中でＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を析出させる方法（再結晶法）を用いてもよい。また、カラムクロマトグラフィ装置を用いて、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２をＫＦおよびＫＣｌから分離する方法を用いてもよい。
図１の１９Ｆ−ＮＭＲのスペクトルを参照し、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２の生成について説明する。
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。
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。
図１（Ｂ）に、第２工程における初期、すなわち、第１工程の中間生成物Ａに水を添加した直後における、反応物および生成物の１９Ｆ−ＮＭＲスペクトルを示す。この時期において、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＫＮ（ＳＯ２Ｃｌ）（ＳＯ２Ｆ）、ＫＦのスペクトルが見られる。すなわち、第２工程における水添加直後に、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２が生成されることが分かる。
図１（Ｃ）に、水の添加後、８時間経過したときの反応物の１９Ｆ−ＮＭＲスペクトルを示す。この時期には、ＫＮ（ＳＯ２Ｃｌ）（ＳＯ２Ｆ）の相当するスペクトルが殆ど消滅している。すなわち、８時間経過後には、ＫＮ（ＳＯ２Ｃｌ）（ＳＯ２Ｆ）のフッ素化の反応は略完了している。
本実施形態によれば以下の作用効果を奏することができる。
（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。
（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。
（２）本実施形態では、ＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２をＫＦに滴下する前に、ＫＦから水分を除去する。ＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２は水と反応して加水分解し副生成物を生成するが、上記方法によれば、ＫＦから水分を除去しているため、加水分解による副生成物の生成を抑制することができる。
（３）本実施形態では、上記第２工程において溶媒として水を用いている。この方法によれば、溶媒として無極性溶媒を用いるときよりも、水にＫＦを多く溶かすことができるため、ＫＮ（ＳＯ２Ｃｌ）（ＳＯ２Ｆ）とフッ素との反応を促進することができる。
（その他の実施形態）
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。
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。
・上記実施形態では、第２工程において、中間生成物Ａを溶解する溶媒として水が用いられているが、この溶媒は極性溶媒であればよく、例えば、水に代えて、エタノール、アセトニトリル等を用いることもできる。
・上記実施形態では、ＨＮ（ＳＯ２Ｃｌ）２を原料として目的物であるＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を合成しているが、ＨＮ（ＳＯ２Ｘ１）（ＳＯ２Ｘ２）を原料とすることもできる。ここで、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。このような原料を用いても上記実施形態と同様の製造方法により、目的物であるＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を合成することができる。
また、ＫＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）を原料として目的物であるＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を合成することもできる。ここで、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉのいずれかの元素を示す。この場合、第２工程と同様の合成方法を採用する。なお、ＫＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）の合成方法は、上記第１工程による合成方法に限定されない。
・上記実施形態では、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２の合成方法について説明したが、同様の方法によりＭＮ（ＳＯ２Ｆ）２を合成することができる。ここでＭはアルカリ金属すなわちＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれかを示す。すなわち、ＭＮ（ＳＯ２Ｆ）２は、ＨＮ（ＳＯ２Ｘ）２またはＨＮ（ＳＯ２Ｘ１）（ＳＯ２Ｘ２）を原料として上記第１工程および第２工程に準じた工程により合成される。また、ＭＮ（ＳＯ２Ｆ）２は、ＭＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）を原料として、上記第２工程に準じた工程により、合成することができる。ただし、フッ素源として、各工程におけるＫＦに代えて、目的物であるアルカリ金属塩に対応するアルカリ金属フッ化物が用いられる。
・上記実施形態では、ＫＮ（ＳＯ２Ｆ）２を目的物としているが、第１工程により形成されるアルカリ金属塩すなわちＫＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）を合成目的物とすることもできる。ここでＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉのいずれかの元素を示す。ＫＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）の製造方法は、上記第１工程と同様である。
また、同様に、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）、ＮａＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）、ＲｂＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）、ＣｓＮ（ＳＯ２Ｘ）（ＳＯ２Ｆ）を上記第１工程に準じた方法により合成することができる。ただし、同工程で使用されるＫＦに代えて、目的物であるアルカリ金属塩に対応するアルカリ金属フッ化物が用いられる。
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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