KR100685563B1 - 안정한 비스(트리플루오로메틸)아미드 염 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안정한 (CF3)2N- 염, 이의 제조방법 및 유기 화합물용 전구체로서 이의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 안정한 (CF3)2N- 염, 이의 제조방법 및 유기 화합물용 전구체로서 이의 용도에 관한 것이다.
리튬 이온 전지는 이동성 적용을 위한 가장 유망한 시스템이다. 이의 적용 분야는 고품질의 전자제품(예: 휴대폰, 캠코더)에서부터 전기 구동 자동차용 전지에 이른다.
이러한 전지는 음극, 양극, 격막(separator) 및 비수성 전해질로 이루어진다. 사용되는 음극은 전형적으로는 Li(MnMez)2O4, Li(CoMez)O2, Li(CoNixMez)O2 또는 다른 리튬 개재(intercalation) 및 삽입 화합물이다. 양극은 리튬 금속, 탄소 물질, 흑연, 흑연 탄소 물질 또는 다른 리튬 개재 및 삽입 화합물 또는 합금 화합물로 이루어질 수 있다. 사용되는 전해질은 리튬염, 예를 들어 비양성자성 용매 중 LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiAsF6, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2 또는 LiC(CF3SO2)3 및 이들의 혼합물을 함유한 용액이다.
전지에 사용하기 위한 신규한 염에 대한 연구 도중, 비스(트리플루오로메틸)아민계가 적합한 것으로 확인되었다.
문헌에 기술된 비스(트리플루오로메틸)아민계로부터의 제 1 염들 중 하나가 세슘 비스(트리플루오로메틸)아미드이다. 이 염은 과불소(2-아자프로판)을 세슘 플루오라이드 및 건조 아세토니트릴의 현탁액에 도입함으로써 제조할 수 있다. 민크위츠(Minkwitz)(문헌[Inorg. Chem., 28 (1989), 1627-1630])는 (C6H5)4As+(CF3)2N- 및 (C2H5)4N+(CF3)2N-를 둘다 제외하고 Cs+-N(CF3)2를 단리시킨다.
유럽 특허출원 제 99101982 호는 무기 양이온을 이용한 (CF3)2N- 음이온의 신규한 제조방법을 기술하고 있다. 상기 염들은 용액에서만 안정하므로 직접 사용되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 안정한 (CF3)2N-염 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 하기 화학식 1의 화합물에 의해 성취된다:
상기 식에서,
Kt는 N, P, As, Sb, S 또는 Se이며, Kt는 환식 또는 헤테로사이클릭 고리에 포함될 수 있으며, Kt에 결합된 기들은 동일하거나 상이할 수 있고,
A는 N, P, P(O), O, S, S(O), SO2, As, As(O), Sb 또는 Sb(O)이며, A는 다양한 위치에서 R1, R2 및/또는 R3에 포함될 수 있고,
R1, R2 및 R3는 동일하거나 상이하고, 각각 H, 할로겐, 치환되고/되거나 비치환된 알킬 CnH2n+1(여기서, n은 1 내지 18이다), 하나 이상의 이중결합을 갖는 탄소수 1 내지 18의 치환되고/되거나 비치환된 알케닐, 하나 이상의 삼중결합을 갖는 탄소수 1 내지 18의 치환되고/되거나 비치환된 알키닐, 치환되고/되거나 비치환된 사이클로알킬 CmH2m-1(여기서, m은 3 내지 7이다), 모노치환 또는 다치환되고/되거나 비치환된 페닐, 또는 치환되고/되거나 비치환된 헤테로아릴이고,
k는 0 또는 1 내지 6이고,
l은 x가 1인 경우 1 또는 2이고, x가 0인 경우 1이고,
x는 0 또는 1이고,
y는 1 내지 4이다.
상기 화학식 1의 화합물은 N(CF3)2기를 유기 물질내로 도입하기 위한 시약으로서 사용될 수 있다. 예컨대, 2차 및 1차 전지용 불소화된 용매를 제조하는 것이 가능할 수 있다.
놀랍게도, 상기 염들에 대한 추가의 가능한 적용을 발견하였다. 이들의 구조로 인해, 신규한 염들은 액정 화합물의 제조를 위한 전구체로서 유용하다.
착체 화합물의 간단한 제조는 유순한 조건하에서 수행될 수 있음을 발견하였다. 상기 염들은 고수율로 단리된다.
놀랍게도, 상기 신규한 염들이 안정하다는 것을 발견하였다. 이들은 실온에서 단리되고 저장될 수 있다.
본 발명의 일반적인 예는 하기에 설명된다.
하기 화학식 2의 화합물은 유럽 특허출원 제 99101982 호에 기술된 방법에 의해 제조되고, 추가의 안정한 N(CF3)2기 제공체는 하기 화학식 4의 화합물이다:
상기 식에서,
D+는 알칼리 금속들로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
G는 불소화된 설폰아미드 및 불소화된 아실아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
아세토니트릴, 디에톡시에탄 및 디메틸포름아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적합한 극성 유기 용매 중 상기 화학식 2 또는 4의 화합물의 용액은 초기에 충전된다. 하기 화학식 3의 염은 -40℃ 내지 80℃의 온도, 바람직하게는 실온에서 등몰량으로 첨가된다:
상기 식에서,
Kt는 N, P, As, Sb, S 또는 Se이며, Kt는 환식 또는 헤테로환식 고리에 포함될 수 있으며, Kt에 결합된 기는 동일하거나 상이할 수 있고,
A는 N, P, P(O), O, S, S(O), SO2, As, As(O), Sb 또는 Sb(O)이며, A는 다양한 위치에서 R1, R2 및/또는 R3에 포함될 수 있고,
R1, R2 및 R3는 동일하거나 상이하고, 수소, 할로겐, 치환되고/되거나 비치환된 알킬 CnH2n+1(여기서, n은 1 내지 18이다), 하나 이상의 이중 결합을 갖는 탄소수 1 내지 18의 치환되고/되거나 비치환된 알케닐, 하나 이상의 삼중결합을 갖는 탄소수 1 내지 18의 치환되고/되거나 비치환된 알키닐, 치환되고/되거나 비치환된 사이클로알킬 CmH2m-1(여기서, m은 3 내지 7이다), 모노치환되거나 다치환되고/되거나 비치환된 페닐, 또는 치환되고/되거나 비치환된 헤테로아릴이고,
k는 0 또는 1 내지 6이고,
l은 x가 1인 경우 1 또는 2이고, x가 0인 경우 1이고,
x는 0 또는 1이고,
y는 1 내지 4이고,
-E는 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, ClO4 -, AsF6 -, SbF6 - 또는 PF6
-이다.
형성될 수 있는 임의의 휘발성 부산물은 감압을 적용함으로써 제거된다. 그러나, 상기 형성된 부산물은 통상적으로 상기 용매에 불용성이며 여과되는 염이다.
상기 용매는 감압하에서 제거된다. 상기 반응 생성물은 80% 이상의 수율로 수득될 수 있다. 대부분의 염은 실온에서 안정하고 용융시 분해되지 않는다.
신규한 화합물은, 통상적인 전도성 염을 포함하는 전해질에 사용될 수 있다. 적합한 전해질의 예로는, LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiAsF6, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2 및 LiC(CF3SO2)3 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전도성 염을 포함하는 전해질이다. 상기 전해질은 유기 이소시아네이트(독일 특허 제 199 44 603 호)를 추가로 포함하여 물 함량을 감소시킬 수 있다. 게다가, 상기 전해질은 첨가제로서 유기 알칼리 금속 염(독일 특허 제 199 10 968 호)을 포함할 수 있다. 적합한 알칼리 금속 염은 하기 화학식의 알칼리 금속 보레이트이다:
Li+B-(OR1)m(OR2)p
상기 식에서,
m 및 p는 0, 1, 2, 3 또는 4(여기서 m+p는 4이다)이고,
R1 및 R2는 동일하거나 상이하고, 바람직한 경우 단일 결합 또는 이중 결합에 의해 서로 직접 결합되고,
각각 독립적으로 또는 함께 방향족 또는 지방족 카복실산 라디칼, 디카복실산 라디칼 또는 설폰산 라디칼이거나,
각각 독립적으로 또는 함께 비치환되거나 A 또는 Hal에 의해 모노치환 내지 테트라치환될 수 있는, 페닐, 나프틸, 안트라세닐 및 펜안트레닐로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향족 고리이거나,
각각 독립적으로 또는 함께 비치환되거나 A 또는 Hal에 의해 모노치환 내지 트리치환될 수 있는, 피리딜, 피라질 및 비피리딜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 헤테로사이클릭 방향족 고리이거나,
각각 독립적으로 또는 함께 비치환되거나 A 또는 Hal에 의해 모노치환 내지 테트라치환될 수 있는, 방향족 하이드록시카복실산 및 방향족 하이드록시설폰산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향족 하이드록시산이고, 여기서 Hal는 F, Cl 또는 Br이고, A는 모노할로겐화 내지 트리할로겐화될 수 있는 탄소수 1 내지 6의 알킬이다.
또한, 하기 화학식의 알칼리 금속 알콕사이드가 적합하다:
Li+OR-
상기 식에서,
R은 방향족 또는 지방족 카복실산 라디칼, 디카복실산 라디칼 또는 설폰산 라디칼이거나,
비치환되거나 A 또는 Hal에 의해 모노치환 내지 테트라치환될 수 있는, 페닐, 나프틸, 안트라세닐 및 펜안트레닐로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향족 고리이거나,
비치환되거나 A 또는 Hal에 의해 모노치환 내지 트리치환될 수 있는, 피리딜, 피라질 및 비피리딜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 헤테로사이클릭 방향족 고리이거나,
비치환되거나 A 또는 Hal에 의해 모노치환 내지 테트라치환될 수 있는, 방향족 하이드록시카복실산 및 방향족 하이드록시설폰산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향족 하이드록시산이고, 여기서 Hal는 F, Cl 또는 Br이고, A는 모노할로겐화 내지 트리할로겐화될 수 있는 탄소수 1 내지 6의 알킬이다.
또한, (a) 3-, 4-, 5-, 6-치환된 페놀을 클로로설폰산과 적합한 용매에서 혼합하고, (b) 상기 (a)로부터의 중간체를 클로로트리메틸실란과 반응시키고, 그 생성물을 여과하여 분별증류하고, (c) 상기 (b)로부터의 중간체를 리튬 테트라메톡시보레이트(1-)와 적합한 용매에서 반응시키고, 이로부터 최종 생성물을 단리시키는 방법(독일 특허 제 199 32 317 호)에 의해 제조된 하기 화학식의 리튬 착체 염이 전해질에 존재할 수 있다:
상기 식에서,
R1 및 R2는 동일하거나 상이하고, 바람직한 경우 단일 결합 또는 이중 결합에 의해 서로 직접 결합되고, 각각 독립적으로 또는 함께 비치환되거나 알킬(C1-6), 알콕시기(C1-6) 또는 할로겐(F, Cl, Br)에 의해 모노치환 내지 헥사치환될 수 있는, 페닐, 나프틸, 안트라세닐 및 펜안트레닐로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향족 고리이거나,
각각 독립적으로 또는 함께 비치환되거나 알킬(C1-6), 알콕시기(C1-6) 또는 할로겐(F, Cl, Br)에 의해 모노치환 내지 테트라치환될 수 있는, 피리딜, 피라질 및 피리미딜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향족 헤테로사이클릭 고리이거나,
각각 독립적으로 또는 함께 비치환되거나 알킬(C1-6), 알콕시기(C1-6) 또는 할로겐(F, Cl, Br)에 의해 모노치환 내지 테트라치환될 수 있는, 하이드록시벤젠카복실, 하이드록시나프탈렌카복실, 하이드록시벤젠설포닐 및 하이드록시나프탈렌설포닐로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향족 고리이고,
R3-R6는 바람직한 경우 단일 결합 또는 이중 결합에 의해 서로 직접 결합되 고, 각각 독립적으로 또는 쌍을 이루어,
1. 알킬(C1-6), 알콕시기(C1-6) 또는 할로겐(F, Cl, Br), 및
2. 비치환되거나 알킬(C1-6), 알콕시기(C1-6) 또는 할로겐(F, Cl, Br)에 의해 모노치환 내지 헥사치환될 수 있는, 페닐, 나프틸, 안트라세닐 및 펜안트레닐기, 및 비치환되거나 알킬(C1-6), 알콕시기(C1-6) 또는 할로겐(F, Cl, Br)에 의해 모노치환 내지 테트라치환될 수 있는, 피리딜, 피라질 및 피리미딜기로부터의 방향족 고리일 수 있다.
그러나, 부분적으로 불소화되거나 과불소화된 알킬설포닐 플루오라이드를 디메틸아민과 유기 용매에서 반응시켜 제조한 하기 화학식 5(독일 특허 제 199 53 638 호)의 화합물 및 상응하는 붕소 또는 인 루이스 산-용매 첨가제를 리튬 또는 테트라알킬암모늄 이미드, 메타나이드 또는 트리플레이트와 반응시켜 제조한 화학식 6(독일 특허 제 199 51 804 호)의 착체 염을 또한 포함하는 전해질에 사용할 수 있다:
상기 식에서,
X는 H, F, Cl, CnF2n+1, CnF2n-1 또는 (SO2)k
N(CR1R2R3)2이고,
Y는 H, F 또는 Cl이고,
Z은 H, F 또는 Cl이고,
R1, R2 및 R3는 H 및/또는 알킬, 플루오로알킬 또는 사이클로알킬이고,
m은 0 내지 9이고, X가 H인 경우 0이 아니고,
n은 1 내지 9이고,
k는 m이 0인 경우 0이고, m이 1 내지 9인 경우 1이다.
상기 식에서,
x, y는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고,
Mx+는 금속 이온이고,
E는 BR1R2R3, AlR1R2R3, PR1R
2R3R4R5, AsR1R2R3R4
R5 및 VR1R2R3R4R5[여기서, R
1 내지 R5는 동일하거나 상이하고, 바람직한 경우 단일 결합 또는 이중 결합에 의해 서로 직접 결합되고, 각각 독립적으로 또는 함께 할로겐(F, Cl, Br)이고, F, Cl, Br에 의해 부분적으로 또는 완전히 치환될 수 있는 알킬 라디칼 또는 알콕시 라디칼(C1-8)이고, 바람직한 경우 산소를 통해 결합되고, 비치환되거나 알킬(C1-8) 또는 F, Cl, Br에 의해 모노치환 내지 헥사치환될 수 있는 페닐, 나프틸, 안트라세닐 및 펜안트레닐로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향족 고리이고, 바람직한 경우 산소를 통 해 결합되고, 비치환되거나 알킬(C1-8) 또는 F, Cl, Br에 의해 모노치환 내지 테트라치환될 수 있는 피리딜, 피라질 및 피리미딜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향족 헤테로사이클릭 고리이다]로 이루어진 그룹으로부터 선택된 루이스산이고,
Z은 OR6, NR6R7, CR6R7R8, OSO2
R6, N(SO2R6)(SO2R7), C(SO2R
6)(SO2R7)(SO2R8) 또는 OCOR6[여기서, R6 내지 R8는 동일하거나 상이하고, 바람직한 경우 단일 결합 또는 이중 결합에 의해 서로 직접 결합되고, 각각 독립적으로 또는 함께 수소이거나, 상기 R1 내지 R5에 대해 정의한 바와 같다]이다.
하기 화학식의 보레이트 염(독일 특허 제 199 59 722 호)이 또한 전해질에 존재할 수 있다:
상기 식에서,
M은 금속 이온 또는 테트라알킬암모늄 이온이고,
x, y는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고,
R1 내지 R4는 단일 결합 또는 이중 결합에 의해 서로 직접 결합될 수 있는 동일하거나 상이한 알콕시 라디칼 또는 카복실 라디칼이다.
상기 보레이트 염은 리튬 테트라알콕시보레이트 또는 비양성자성 용매중 리튬 알콕사이드 및 붕소 에스테르의 1:1 혼합물을 적합한 하이드록실 또는 카복실 화합물과 2:1 또는 4:1의 비율로 반응시켜 제조된다.
신규한 화합물은 하기 화학식 7의 리튬 플루오로알킬포스페이트를 포함하는 전해질에 또한 사용될 수 있다:
상기 식에서,
x는 1 및 5이고,
y는 3 및 8이고,
z은 0 및 2y+1이고,
리간드(CyF2y+1-zHz)는 하기 화학식 7a의 화합물을 제외하고 동일하거나 상이할 수 있다:
상기 식에서,
a는 2 내지 5이고,
b는 0 또는 1이고,
c는 0 또는 1이고,
d는 2이고,
e는 b 및 c가 동시에 0이 아닌 경우 1 내지 4이고, a와 e의 합은 6이고,
리간드 (CHbFc(CF3)d)는 동일하거나 상이할 수 있다(독일 특허 제 100 089 55 호).
상기 화학식 7의 리튬 플루오로알킬포스페이트의 제조방법은 하기 화학식의 화합물 중 하나 이상을 수소 플루오라이드에서 전기분해에 의해 불소화시키고, 생성된 불소화 생성물의 혼합물을 추출, 상 분리 및/또는 증류에 의해 분별시키고, 생성된 불소화 알킬포스포란을 비양성자성 용매 또는 수분이 없는 용매 혼합물중에서 리튬 플루오라이드와 반응시키고, 생성된 화학식 7의 염을 정제시켜 통상적인 방법으로 단리시키는 것이다:
상기 식에서,
m은 0보다 크고 2보다 작고,
n은 3보다 크고 8보다 작고,
o는 0보다 크고 4보다 작다.
또한, 신규한 화합물은 하기 화학식의 염을 포함하는 전해질에서 사용될 수 있다:
상기 식에서,
a+b+c+d는 0보다 크고 5보다 작거나 같고, a+b+c+d+e는 6이고,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 서로 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴 라디칼이고, R1 내지 R4 중 둘 이상은 단일 결합 또는 이중 결합에 의해 서로 직접 결합될 수 있다(독일 특허 제 100 16801 호).
상기 화합물은 하기 화학식의 인(V) 화합물을 리튬 플루오라이드와 유기 용 매의 존재하에서 반응시켜 제조한다:
상기 식에서,
a+b+c+d는 0보다 크고 5보다 작거나 같고, a+b+c+d+e는 5이고,
R1 내지 R4는 상기 정의한 바와 같다.
신규한 화합물은 Sb, Bi, Cd, In, Pb, Ga 및 이들의 주석 또는 합금(독일 특허 제 100 16 024 호)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 피복된 금속 코어로 이루어진 양극 물질을 포함하는 전기화학적 셀용 전해질에 사용될 수 있다. 상기 양극 물질의 제조방법은, (a) 금속 코어 또는 합금 코어의 현탁액 또는 졸을 유로트로핀에서 제조하는 단계, (b) 상기 현탁액을 C5-C12-하이드로-카본으로 유화시키는 단계, (c) 상기 유화액을 금속 코어 또는 합금 코어내로 침전시키는 단계, (d) 상기 금속 하이드록사이드 또는 옥시하이드록사이드를 시스템의 가열처리에 의해 상응하는 산화물로 전환시키는 단계를 특징으로 한다.
또한, 리튬 개재 및 삽입 화합물로 이루어진 음극, 또는 하나 이상의 산화금속(독일 특허 제 199 22 522 호)으로 피복된 리튬 혼합된 산화물 미립자로 이루어진 다른 음극 물질을 포함하는 전기화학적 셀용의 전해질에서, 상기 미립자를 유기 용매에 현탁시키고, 상기 현탁액을 가수분해성 금속 화합물 용액 및 가수분해 용액과 혼합하여 피복된 미립자를 여과시켜 건조하고 필요하다면 하소시킴으로써 상기 신규한 화합물을 상기 전해질에 사용할 수 있다. 또한, 상기 신규한 화합물은, 하나 이상의 중합체(독일 특허 제 199 46 066 호)로 피복되고, 미립자를 용매에 현탁시켜 피복된 미립자를 여과시켜 건조하고 필요하다면 하소시키는 방법에 의해 수득된 리튬 혼합된 산화물 미립자로 이루어질 수 있다. 유사하게, 상기 신규한 화합물은, 리튬 혼합된 산화물 미립자로 이루어지고 알칼리 금속 화합물 및 산화금속으로 단일 또는 다중 피복된 음극을 포함하는 시스템에 사용될 수 있다(독일 특허 제 100 14 884 호). 상기 물질의 제조방법은 미립자를 유기 용매에 현탁시키고, 상기 유기 용매 중 현탁된 알칼리 금속 염 화합물을 첨가하고, 유기 용매 중 용해된 산화금속을 첨가하고, 상기 현탁액을 가수분해 용액과 혼합하여, 피복된 미립자를 여과시키고, 건조시키고 하소시키는 것을 특징으로 한다.
화학식 1의 반응 생성물은 다양한 시약에서 N(CF3)2기 제공체로서 또한 사용된다. 예컨대, 상기 생성물은 액정용 전구체로서 사용될 수 있다.
알킬 할로아세테이트, 바람직하게는 에틸 브로모아세테이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물의 등몰량을 적합한 용매에 용해된 본 발명에 따라 제조된 화학식 1의 화합물에 첨가한다. 상기 혼합물을 1 내지 4시간, 바람직하게는 2시간 동안 환류시킨다. 물을 첨가하고, 적합한 유기 용매를 사용하여 유기상을 추출한다. 상기 추출은 건조하고, 실질적으로 상기 용매는 증류에 의해 제거된다.
하기 실시예는 본 발명을 제한하는 것 없이 보다 상세하게 본 발명을 설명하기 위함이다.
실시예
실시예 1
Rb+-N(CF3)2 4.63g(19.5밀리몰)(RbF 2.04g(19.5밀리몰) 및 건조 아세토니트릴 20㎤ 중 CF3SO2N(CF3)2 5.56g(19.5밀리몰)로부터 제조됨)을 실온에서 교반하면서 건조 아세토니트릴 5㎤ 중 (C4H9)4N+BF4
- 6.40g(19.4밀리몰)의 용액에 첨가한다. 침전된 RbBF4을 여과하고 건조 아세토니트릴로 세척한다. 감압하에서 용매를 제거한 후, 백색의 분말 7.5g을 단리시킨다.
(C4H9)4N+-N(CF3)2의 수율은 98%이다.
| 분석치: | ||
| 실측치 | 계산치 | |
| C | 54.67 | 54.80 |
| H | 9.56 | 9.20 |
| F | 28.70 | 28.90 |
| N | 7.15 | 7.10 |
| 19F NMR(CCl3F): -38.32s(용매: CH3CN), -37.66s(용매: CD2Cl2); 융점: 123-125℃ | ||
실시예 2
Rb+-N(CF3)2 0.568g(2.39밀리몰)(RbF 0.25g(2.39밀리몰) 및 건조 아세토니트릴 2㎤ 중 CF3SO2N(CF3)2 0.69g(2.39밀리몰)로부터 제조됨)을 실온에서 건조 아세토니트릴 1㎤ 중 (C4H9)4N+Cl- 0.66g(2.37밀리몰)의 용액에 첨가한다. 침전된 RbCl을 여과하고 건조 아세토니트릴로 세척한다. 감압하에서 증류에 의해 용매를 제거한 후, 백색의 분말 0.77g을 단리시킨다. (C4H9)4N+-N(CF3
)2의 수율은 82.2%이다.
19F NMR 스펙트럼은 실시예 1에서 수득된 것과 동일하다.
실시예 3
Rb+-N(CF3)2 0.62g(2.61밀리몰)(RbF 0.273g(2.61밀리몰) 및 건조 아세토니트릴 2㎤ 중 CF3SO2N(CF3)2 0.75g(2.63밀리몰)로부터 제조됨)을 실온에서 건조 아세토니트릴 1㎤ 중 (C4H9)4P+Br- 0.883g(2.60밀리몰)의 용액에 첨가한다. 침전된 RbBr을 여과하고 건조 아세토니트릴로 세척한다. 감압하에서 증류에 의해 용매를 제거한 후, 백색의 분말 0.97g을 단리시킨다. (C4H9)4P+-N(CF3
)2의 수율은 90.7%이다.
19F NMR(CCl3F): -36.49s(용매: CH3CN); 융점: 85-86℃
실시예 4
Rb+-N(CF3)2 0.522g(2.20밀리몰)(RbF 0.23g(2.20밀리몰) 및 건조 아세토니트릴 3㎤ 중 CF3SO2N(CF3)2 0.63g(2.21밀리몰)로부터 제조됨)을 건조 아세토니트릴 1㎤ 중 Ph3(PhCH2)P+Cl- 0.84g(2.16밀리몰)의 현탁액과 혼합하고 실온에서 10분 동안 교 반한다. 침전된 RbCl을 여과하고 건조 아세토니트릴로 세척한다. 감압하에서 증류에 의해 용매를 제거한 후, 백색의 분말 0.96g을 단리시킨다. Ph3(PhCH2)P+-N(CF3)2의 수율은 88.0%이다.
19F NMR(CCl3F): -36.66s(용매: CH3CN); 융점: 114-115℃
실시예 5
건조 디클로로메탄 0.5㎤ 중 (CH3)4N+F- 0.017g(0.18밀리몰)의 용액과 CF3SO2N(CF3)2 0.52g(0.18밀리몰)을 -40℃에서 혼합한다. 상기 반응 용액을 실온으로 가온시키고, 동일한 양의 건조 아세토니트릴로 희석시켜 19F NMR 분광기로 분석한다. 관찰된 시그널은 (CH3)4N+-N(CF3)2이다. 건조 아르곤 분위기에서 분별에 의해 용매를 제거한 후, 백색의 고흡습성 물질 0.037g을 단리시킨다. 수율은 90.2%이다.
19F NMR(CCl3F): -40.8s; 융점: 120-125℃
실시예 6
건조 디클로로메탄 2㎤ 중 (C4H9)4N+N-(CF3
)2 0.837g(2.12밀리몰)의 용액과 BrCH2COOC2H5 0.271g(1.62밀리몰)을 혼합한다. 상기 혼합물을 2시간 동안 환류시킨 다. 물을 첨가하고, 디클로로메탄 10㎤을 매회 사용하여 유기 상을 3회 추출한다. 상기 추출물을 MgSO4로 건조시키고, 증류에 의해 용매를 제거한다. 생성된 생성물, (CF3)2NCH2COOC2H5를 GC로 확인한다. 수율은 93.3%이다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 안정한 (CF3)2N- 염을 유기 화합물의 전구체로서 사용할 수 있다.
Claims (7)
- 하기 화학식 1의 화합물:화학식 1
상기 식에서,Kt는 N, P, As, Sb, S 또는 Se이며, Kt는 환식 또는 헤테로사이클릭 고리에 포함될 수 있으며, Kt에 결합된 기들은 동일하거나 상이할 수 있고,A는 N, P, P(O), O, S, S(O), SO2, As, As(O), Sb 또는 Sb(O)이며, A는 다양한 위치에서 R1, R2 및/또는 R3에 포함될 수 있고,R1, R2 및 R3는 동일하거나 상이하고, 각각 H, 할로겐, 치환되고/되거나 비치환된 알킬 CnH2n+1(여기서, n은 1 내지 18이다), 하나 이상의 이중결합을 갖는 탄소수 1 내지 18의 치환되고/되거나 비치환된 알케닐, 하나 이상의 삼중결합을 갖는 탄소수 1 내지 18의 치환되고/되거나 비치환된 알키닐, 치환되고/되거나 비치환된 사이클로알킬 CmH2m-1(여기서, m은 3 내지 7이다), 모노치환 또는 다치환되고/되거나 비치환된 페닐, 또는 치환되고/되거나 비치환된 헤테로아릴이고,k는 0 또는 1 내지 6이고,l은 x가 1인 경우 1 또는 2이고, x가 0인 경우 1이고,x는 0 또는 1이고,y는 1 내지 4이다. - 하기 화학식 2의 알칼리 금속 염을 하기 화학식 3의 염과 극성 유기 용매 중에서 반응시키는 것을 특징으로 하는, 제 1 항에 따른 화학식 1의 화합물의 제조방법:화학식 2D+-N(CF3)2화학식 3
상기 식에서,D+는 알칼리 금속들로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,Kt, A, R1, R2, R3, k, l, x 및 y는 제 1 항에 정의된 바와 같고,-E는 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, ClO4 -, AsF6 -, SbF6 - 또는 PF6 -이다. - 제 2 항에 있어서,하기 화학식 4의 화합물을, -E가 F-인 제 2 항에서 정의된 화학식 3의 화합물과 극성 유기 용매 중에서 반응시키는 것을 특징으로 하는, 제 1 항에 따른 화학식 1의 화합물의 제조방법 :화학식 4GN(CF3)2상기 식에서,G는 불소화된 설폰아미드 및 불소화된 아실아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,반응을 -40℃ 내지 80℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항에 따른 화학식 1의 화합물의 제조방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,반응을 아세토니트릴, 디에톡시에탄 및 디메틸포름아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 극성 유기 용매 중에서 수행하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항에 따른 화학식 1의 화합물의 제조방법.
- 제 1 항에 기재된 화학식 1의 화합물을 포함하는, 유기 화합물에 N(CF3)2기를 도입하기 위한 시약.
- 제 2 항에 있어서,액정 화합물용으로 사용되는 화학식 1의 화합물의 제조방법.
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