WO2008009814A1 - Sulfonylimidures aromatiques, leur preparation et leur utilisation comme electrolyte. - Google Patents

Sulfonylimidures aromatiques, leur preparation et leur utilisation comme electrolyte. Download PDF

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Jean-Yves Sanchez
Bernard Langlois
Maurice Medebielle
Fabien Toulgoat
Fannie Alloin
Elie Paillard
Cristina Iojoiu
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Institut National Polytechnique De Grenoble
Eras-Labo
Universite Claude Bernard Lyon 1
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Definitions

  • Aromatic sulfonylimides their preparation and their use as electrolytes.
  • the present invention relates to a process for preparing sulfonylimides, the sulfonylimides obtained, and their use as electrolyte.
  • lithium bis (fluorosulfonyl) imides as salts for the electrolyte in various electrochemical devices, especially in batteries.
  • the most representative compounds are compounds of the type (R F SO 2 ) 2 NM in which R F is a perfluoroalkyl group and M is an alkali metal cation or an organic cation. These compounds have relatively good but insufficient properties.
  • the present invention relates to a process for preparing sulfonylimides, the sulfonylimides obtained, N-benzylsulfonimides as synthesis intermediates, and the use of sulfonylimides in electrochemical devices.
  • the process of the invention is intended for the preparation of sulfonylimides having the formula [R-SO 2 -N-SO 2 R '] r M (I), and it consists in preparing an N-substituted sulfonimide (II) RSO 2 N (R ") SO 2 R 'from RSO 2 F (III), and replacing the R" group by a nucleophilic substitution reaction to obtain the sulfonylimide (I), R "being a group benzyl or trimethylsilyl, it being understood that in formulas (I), (II) and (III):
  • R represents a group having the formula Ar-Z-L-;
  • R ' represents a linear or branched perfluoroalkyl group, preferably a CF 3 or C 2 F 5 group , or an Ar-ZL- group;
  • Z represents a sulphide, sulphinyl or sulphonyl group;
  • L represents a group of formula - (CF 2 ) n -CFR f -;
  • n 0 or 1
  • R f represents F or perfluoroalkyl group having from 1 to 8 carbon atoms
  • Ar and Ar each represent an aromatic group selected from the group consisting of monocyclic aromatic groups; polycyclic aromatic groups having fused or non-condensed rings; and heterocyclic, bicyclic aromatic groups with condensed or non-fused rings, or monocyclic rings;
  • M is a cation of valence r chosen from alkali metal, alkaline earth metal or trivalent or tetravalent metal cations, and organic cations chosen from ammonium, phosphonium, imidazolium, guanidinium and piperidinium ions; pyrolidinium, pyridinium, or quinolinium.
  • the compound (II) is obtained by reaction of the compound R-SO 2 F with a salt of hexamethyldisilazane (Me 3 Si) 2 WA + (A being an alkali metal cation or a quaternary ammonium ion) and it corresponds to formula (IIa).
  • RSO 2 N (SiMe 3 ) SO 2 R The reaction can be carried out in THF.
  • the compound (II) has the formula RSO 2 N (R 11 JSO 2 R' (Hb), R "being a benzyl group or an allyl group, and is obtained via of a compound RSO 2 NH (R ") (II'b)
  • the process for the preparation of the compound (Hb) comprises the preparation of the compound (II'b) by reacting R-SO 2 F (III) with benzylamine or the excess allylamine, then the neutralization with HCl and the isolation of (II'b), then the reaction of the compound (Il'b) with the anhydride (R'SO 2 ) 2 O, in the presence of a tertiary amine, for example diisopropylethylamine (DIEA)
  • DIEA diisopropylethylamine
  • the reaction can be carried out in dichloroethane
  • the overall process can be represented by the following reaction scheme:
  • the reagent which reacts, preferably in the presence of an alcohol (e.g. ethanol), with a suifonylimide substituted N- (Hb) to nucleophilic substitution at the 2 ⁇ me step can be selected from hydroxides and halides of alkali metal or alkaline earth metal to obtain metal sulfonimides; quaternary ammonium ion hydroxides and halides, to obtain the sulfonimides of quaternary ammonium ions; alkali metal or alkaline earth metal alkoxides to obtain metal sulfonimides; quaternary ammonium alcoholates to obtain the sulfonimides of quaternary ammonium ions; alkali metal or alkaline earth metal amides to obtain metal sulfonimides; quaternary ammonium amides, to obtain the sulfonimides of quaternary ammonium ions; secondary amines, for obtaining tertiary ammonium
  • sulfonimides of quaternary ammonium ion one of the substituents of which is a benzyl group.
  • the asymmetric sulfonimides are most often prepared by reaction of a sulfonyl fluoride with a sulfonamide R F SO 2 NH 2 OR its silylated derivative R F SO 2 N (Na) SiMe 3 according to the following reactions:
  • the reagents used are hygroscopic and bad nucleophilic reagents.
  • a hydrolysis reaction is in competition with the sulfonylimide formation reaction with sulfonate formation, which is very difficult to eliminate.
  • the method of the present invention which combines a preliminary coupling reaction of a sulfonyl fluoride with benzylamine (which is a better nucleophile than R f S ⁇ 2 NH 2 ), allows a much greater selectivity than the conventional coupling with R f SO 2 NH 2 .
  • the hydrolysis reaction which produces the benzylammonium sulphonate becomes a minority under these conditions, and the reaction largely in the majority corresponds to the following reaction scheme:
  • N-benzylsulfonamides is much easier than that of sulfonylimides.
  • transformations formation of N-benzylsulfonimide, then deprotection in alcohol
  • by-products generated are very easily eliminated.
  • the cation of sulfonylimide when it is an organic cation, it may carry one or more substituents chosen independently of each other from: hydrogen; alkyl groups; monocyclic aromatic groups; polycyclic aromatic groups with condensed or non-condensed rings; heterocyclic aromatic groups in which the heteroatom is a nitrogen atom, said heterocyclic groups being polycyclic fused or non-condensed rings, or monocyclic.
  • organic cations include dialkylammonium cation and trialkylammonium, for example (C 2 Hs) 2 NH 2 +, (C 2 H 5) 3 NH +, (C 4 Hg) 2 NH 2 +, and (C 4 Hg) 3 NH + .
  • An Ar or Ar 'aromatic group may be part of a repeating unit of a polymer chain.
  • the Ar group may carry one or more substituents chosen from:
  • electron-withdrawing groups such as perfluoroalkyl groups, alkylsulfonyl or arylsulfonyl groups, sulfonyl halide groups, ester, nitrile, cyclic carbonate or nitro groups.
  • a preview ere sulfonylimides family includes compounds of the formula (I) wherein M is a monovalent cation, and R 'is Ar-ZL. These symmetrical compounds correspond to the formulas:
  • a 2 nd sulfonylimides family includes com- pounds that have the formula (I) wherein R 'is a perfluoroalkyl C p F 2p + i group, p being preferably from 1 to 8, more particularly from 1 to 2, namely [Ar-ZL-SO 2 -N-SO 2 C p F 2p + i] r M (Ib).
  • a 3rd suifonylimidures family includes compounds that have the formula (I) wherein L is 2 or CF (CF 2) 2, namely [Ar-Z- (CF 2) 2 -SO 2 -N-SO 2 R 1 ] r M (Ic) and [Ar-Z-CF 2 -SO 2 -N-SO 2 R '] r M (IC).
  • a 4 th suifonylimidures family comprises the compounds (Id) corresponding to the formula (I) wherein Ar is part of a recurring unit of a polymer chain.
  • a 5 th family of sulfonylimides comprises the compounds which correspond to the formula (I) in which M is a monovalent cation and which have the formula (Ar-Z-L-SO 2 ) N (SO 2 -R ') " M .
  • a sixth family of sulfonylimides comprises the compounds in which the cation M is divalent, namely the compounds (If) (Ar-ZL-SO 2 -N-SO 2 R ') ⁇ 2 M 2+ . Mention may in particular be made of calcium sulphonyl imides If Ca and magnesium If mg .
  • a 7 th family of sulfonylimides comprises the compounds (Ig) which correspond to the formula (I) in which Ar represents a phenyl group optionally carrying at least one substituent, in particular a phenyl group without a substituent, or a group carrying a substituent chosen from : halogens (eg Br or F); trialkylsilyls (for example trimethylsilyl); the hydroxyl group and the ether groups (for example the benzyloxy group PhCH 2 O-, the triphenyloxy group Ph 3 CO-, the methyloxy group CH 3 O-), carboxylic ester
  • Ar represents a phenyl group optionally carrying at least one substituent, in particular a phenyl group without a substituent, or a group carrying a substituent chosen from : halogens (eg Br or F); trialkylsilyls (for example trimethylsilyl); the hydroxyl group and the ether groups (for example the benzyloxy group PhCH
  • An 8 th suifonylimidures family comprises the compounds (Ih) that match the formula (I) wherein Ar represents an aromatic heterocyclic group, especially a pyridine group.
  • N-benzyl sulfimides and the N-allylsulfimides obtained as intermediates correspond to the formula RSO 2 N (R ") SO 2 R '(II) in which R has the most general meaning given previously, R" is a benzyl or allyl group, and R' is a linear or branched perfluoroalkyl group , preferably a CF 3 or C 2 F 5 group .
  • a sulfonyl fluoride (III) is obtained by a process comprising a step of preparing a sulfinate
  • a sulfinate Ar-S- (CF 2 ) n -CFR f -SO 2 M (hereinafter denoted by IV 3 ) in which Ar, - (CF 2 ) n -CFR f - and M have the meaning given above can be obtained by a process comprising: - a first step of reducing a halide Ar-S- (CF 2) n -CFR f -X wherein X is Br or Cl, with an excess of magnesium in the presence of trimethylsilyl chloride (TMSCl) to obtain a compound
  • TMSCl trimethylsilyl chloride
  • the l st step is preferably carried out in THF, and the 2nd step preferably MeCN.
  • a compound of the Ar-S- (CF 2 ) n -CFR f -Br type can be obtained by the reaction of the Ar-SH thiol with a Br- (CF 2 ) n -CFR f -Br dibromide using the excess dibromide. .
  • a sulfinate Ar-SO- (CF 2 ) n -CFR f -SO 2 M (hereinafter referred to as IVs 0 ) or a sulfinate Ar-SO 2 - (CF 2 ) n -CFR f -SO 2 M (designated - after IV S0 2) can be obtained by a process comprising a 1st step of reducing a halide Ar-S-
  • m-CPBA benzoic calendarchloroper- acid
  • the methods for implementing the step of obtaining a sulphonyl fluoride from a sulphinate depend on the sulphonyl fluoride targeted, in particular on the nature of Z of the Ar-Z group that it contains in the formula General III.
  • a sulfonyl fluoride III may be obtained by reaction of the corresponding sulfinate IV with a fluorinating agent chosen from fluorine, xenon difluoride, potassium fluorosulfate, N-fluorobenzenesulfonimide, N-fluoropyridinium heptadiborate and trifluoromethanesulfonate.
  • a fluorinating agent chosen from fluorine, xenon difluoride, potassium fluorosulfate, N-fluorobenzenesulfonimide, N-fluoropyridinium heptadiborate and trifluoromethanesulfonate.
  • the reaction can be carried out using sulfinate in solution in the solvent in which it was obtained, if said solvent is acetonitrile.
  • the fluorinating agents used for the fluorination of sulfinate are commercially available products.
  • F-TEDA 1-chloromethyl-4-fluoro-1,4-diazoniabicyclo [2,2,2] octane bis (tetrafluoroborate)
  • difluoro-2,2'-bipyridinium are marketed notably by the company Acros and the company Aldrich. Said process can be implemented advantageously to obtain the following sulfonyl fluorides: Ar-S- (CFs) n -CFR f -SO 2 F (III S ) Ar-SO- (CF 2 ) H-CFRf-SO 2 F (III S0 ) - Ar-SO 2 - (CF 2 ) H -CFRf-SO 2 F (IIIso ⁇ ).
  • the sulfonyl fluorides III S o and III S o2 can be obtained by oxidation of the corresponding fluoride I 3 .
  • the oxyda ⁇ is advantageously carried out using meta-chloroperbenzoic acid (m-CPBA) in excess, the amount of acid being chosen depending on the oxidation state (IV) or (VI)] that we want to reach for, the atom of S.
  • the Ar 'group of an existing halide can be modified on the compound Ar '-S- (CF 2 ) n -CFR f -Si (CH 3 ) 3 (III), on the sulfinate [Ar' -S- (CF 2 ) n -CFR f -SO 2 ] m M (II) or on the sulfonyl fluoride Ar '-S- (CF 2 ) n -CFR f -SO 2 F (I)
  • the sulfonylimides (I) of the present invention may be included in the composition of electrolytes useful in various electrochemical devices.
  • the sulfonylimides I L i are especially useful as salts for the electrolyte electrochemically c ⁇ devices such as batteries non-rechargeable lithium, lithium polymer batteries, lithium ion batteries, organic supercapacitors and electrochromic devices.
  • one electrolyte may be a liquid electrolyte containing the salt I L i in solution in a polar aprotic solvent.
  • the aprotic liquid solvent used alone or as a mixture, is chosen for example from linear ethers and cyclic ethers, esters, nitriles, nitro derivatives, amides, sulfones, sulfolanes, alkylsulfamides and carbonates. linear and cyclic.
  • Particularly preferred solvents are diethyl ether, dimethoxyethane, glyme, tetrahydrofuran, dioxane, dimethyltetrahydrofuran, methyl or ethyl formate, propylene carbonate or ethylene carbonate, alkyl carbonates (especially dimethyl carbonate, diethyl carbonate and methylpropyl carbonate), butyrolactones, acetonitrile, benzonitrile, nitromethane, nitrobenzene, dimethylformamide, diethylformamide, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfone, tetramethylene sulfone and tetraalkylsulfonamides having 5 to 10 carbon atoms.
  • the liquid electrolyte is used with a microporous or macroporous separator which it fills the porosity.
  • the separator may be PVdF, polysulfone, polyimide, Celgard® or Gore® tissue.
  • the liquid electrolyte is used to swell a non - porous polymer, thereby forming a plasticized polymer electrolyte.
  • the plasticized polymer contains at least 80% by weight of liquid electrolyte and at most 20% by weight of polymer.
  • a three-dimensional polymer based on, for example, poly (oxyethylene), PVDF-HFP, polyacrylonitrile, polymethacrylate, polyacrylate, polymethacrylonitrile or semi-interpenetrating networks of said polymers is preferably used.
  • the sulfonylimides of organic cations, especially ammonium sulfonylimides amm I of the present invention are particularly useful as ionic liquids in various electrochemical devices, including non-rechargeable lithium batteries, lithium-ion batteries, organic supercapacitors and electrochromic devices.
  • Ammonium sulfonylimides are ionic liquids which can advantageously replace a solvent or mixture of organic liquid solvents.
  • amm compounds are used in pure form as ionic liquids in an electrochemical device such as an organic supercapacitor, particularly with a microporous or macroporous separator mentioned above.
  • the compounds I a ⁇ m are used in solution in an aprotic liquid solvent as defined above, to form a liquid electrolyte used in particular in an organic supercapacitor, especially a microporous or macroporous separator type PVdF, polysulfone, polyimide, Celgard® or Gore® fabrics.
  • the compounds I amm are dissolved in a dense polymer membrane may be inflated by an organic solvent.
  • Said polymer may be a functional polymer capable of absorbing large amounts of I am compounds.
  • the plasticized polymer electrolyte contains at least 60% by weight of liquid electrolyte and at most 40% by weight of polymer.
  • the ionic liquids I am can be used in a mixture with a lithium salt (for example a compound I L i) in lithium cells, lithium-ion accumulators or organic supercapacitors. If necessary, to reduce the viscosity, add a polar aprotic solvent as defined above.
  • a lithium salt for example a compound I L i
  • a polar aprotic solvent as defined above.
  • the salt solutions in an ionic liquid are advantageously used with a microporous or macroporous separator, as defined above.
  • plasticized polymer electrolytes a three-dimensional polymer based on, for example, poly (oxyethylene), PVDF-HFP, polyacrylonitrile, polymethacrylate, polyacrylate, polymethacrylonitrile or semi interpenetrating networks of polymers.
  • a compound according to the present invention can be used in the form of one polymer electrolyte comprising the suifonylimidure I L i dissolved in a solvating polymer plasticized or not by a polar liquid solvent or an ionic liquid I am.
  • the polymer solvent may be chosen from solvating polymers, crosslinked or not, with or without grafted ionic groups.
  • a solvating polymer is a polymer which comprises solvating units containing at least one heteroatom chosen from sulfur, oxygen and nitrogen.
  • solvating polymers mention may be made of polyethers of linear structure, comb or block, forming or not a network, based on poly (oxyethylene) or copolymers containing the ethylene oxide or oxide unit propylene or allyl glycidyl ether, polyphosphazenes and polysiloxanes having oligo (oxyethylene) side chains, crosslinked networks based on polyethylene glycol crosslinked with isocyanates or networks obtained by polycondensation and bearing groups that allow the incorporation of crosslinkable groups.
  • Block copolymers in which certain blocks carry functions which have redox properties can also be mentioned.
  • the above list is not limiting, and all polymers having solvating properties can be used.
  • the solvent of the electrolyte is a plasticized solvating polymer, it contains at least 80% of polymer and at most 20% of polar liquid or ionic liquid I am .
  • a lithium polymer battery comprises a negative electrode and a positive electrode separated by a solid polymer electrolyte.
  • the positive electrode of a lithium-polymer battery is constituted by a positive electrode active material, possibly a binder and a material conferring electronic conduction.
  • the anode consists of a metal lithium film, a lithium alloy or an intermetallic lithium compound.
  • the negative electrode consists of a material capable of reversibly inserting lithium ions such as graphite, for example.
  • the suifonylimidure according to the invention used for the electrolyte may be a suifonylimidure I U OR a suifonylimidure In mixed with a suifonylimidure I amm> To these may be added suifonylimidures lithium salts of type A ', Li +.
  • the desired property is then to combine the high number of cationic transport of sulfonylimides In with high conductivities of other salts
  • the anions non-exhaustively include ClO 4 " , BF 4 " , PF 6 “ , AsF 6 “ , (CF 3 SO 2 ) 2 N ⁇ , (CF 3 SO 2 ) 2 CH “ (CF 3 SO 3 ) 3 C " .
  • the polymer electrolyte can be reinforced by the addition of reinforcing fillers such as cellulose microfibrils.
  • reinforcing fillers such as cellulose microfibrils.
  • the negative electrode consists of Ca or Mg metal and according to Novak et al. JPS 1995, can be used vanadates Mg type (V 3 Os).
  • the electrolyte preferably contains a suifonylimidure I has h-
  • a supercapacitor is constituted by an electrochemical cell comprising two electrodes separated by an electrolyte, in which the material constituting the electrodes has a very large specific surface area (for example from 100 to 1500 m 2 / g).
  • the electrolyte of a supercapacitor comprises a sulfonylimide according to the present invention
  • said sulfonylimide is preferably selected from amm compounds or I L i for organic supercapacitors or I ah for aqueous supercapacitors.
  • a fuel cell is an electrochemical device consisting of an anode and a cathode separated by an electrolyte.
  • PEMFC Proton Exchange Membrane Fuel CeIl
  • DMFC Direct Methanol Fuel CeIl
  • the use of PEMFCs is limited to temperatures of 85 ° C or lower. At higher temperatures, the water evaporates and the conductivity of the ionomers decreases. It is therefore interesting to find anhydrous proton conductors capable of driving beyond 130 ° C. The compounds Iah are sufficiently pure conductors.
  • the electrolyte can be used in admixture with an excess of acid or amine used to prepare them or (and) in the presence of I am . If their viscosities are too strong they can be mixed with polar organic solvents such as sulfolane or tetraethylsulfonamide. To ensure the mechanical strength, the electrolyte can be used with a micro-separator or macroporous as defined above, which it impregnates the porosity. In another embodiment, the electrolyte is a membrane of a nonporous polymer swollen by I ah . The choice of a functional polymer is essential to optimize the intake of I ah in the membrane. The functional polymer may be a nonionic polymer or an ionomer such as Nafion or sulfonated polyethersulfones.
  • An electrochromic glazing is an electrochemical cell comprising two electrodes separated by an electrolyte.
  • One of the electrodes is a transparent electrode, the other electrode may consist for example of a tungsten oxide WO 3 deposited on a tin oxide film ITO. Under the action of a current, the color of the WO 3 electrode is modulated and goes from colorless to dark blue by proton insertion.
  • a sulfonylimide I ah is preferably used.
  • thiophenol (10.2 ml, 100 mmol) is added dropwise (30 min) at 0 ° C. on a suspension.
  • NaH (6 g, 150 mmol) in anhydrous DMF (100 mL).
  • the mixture is then stirred at this temperature for 20 min and then cooled to -50 ° C.
  • the 1,2-dibromo-1,1,2,2-tetrafluoroethane (15 mL, 125 mmol) is then added dropwise to - 50 ° C. in 10 min. The mixture is then stirred for 2 h at this temperature and then 1 h at room temperature.
  • CAr 1, CAr 2 and CAr 3 carbons are determined on the 2D NMR spectra by analogy with products of the same family.
  • PhSCF 2 CF 2 Br (3.7 g, 12.8 mmol) prepared according to the procedure of Example 1, is added dropwise to a suspension of magnesium turnings (615 mg, 25.6%). mmol), trimethylsilyl chloride (6.5 mL, 61 mmol) and anhydrous THF (25 mL), cooled to -20 ° C. The mixture is stirred at -20 ° C. for 1 h and then at ambient temperature for 5 minutes. h then concentrated.
  • a sulfur dioxide solution is prepared by bubbling sulfur dioxide (1.02 g, 16 mmol) in a solution of anhydrous acetonitrile (20 mL) at room temperature. This solution is added to PhSCF 2 CF 2 SiMe 3
  • CAr 1, CAr 2 and CAr 3 are determined by 2D NMR.
  • thiophenol (10.2 mL, 100 mmol) is added dropwise within 40 min at 0 C 0 on a suspension of NaH (6 g, 150 mmol) in anhydrous DMF (100 mL). The mixture is then stirred at 0 ° C. for 30 min and then cooled to -50 ° C. The dibromodifluoromethane (27 mL, 300 mmol) is then added at -50 ° C. The mixture is then stirred for 3 hours at this temperature and then 30 min at room temperature.
  • PhSCF 2 Br (4.8 g, 20 mmol, obtained according to the procedure of Example 5) is added dropwise to a suspension of turnings of magnesium (960 mg, 40 mmol), trimethylsilyl (10.2 mL, 80 mmol) and anhydrous THF (50 mL) cooled to 0 ° C.
  • the mixture is stirred at 0 ° C. for 1 h and then at room temperature for 1 h.
  • the mixture is then concentrated and the resulting solid is washed with petroleum ether.
  • the organic phase is evaporated under vacuum to provide difluoro (phenylsulfanyl) methyl] trimethylsilane as a yellow liquid (4.3 g, 92%).
  • a sulfur dioxide solution is prepared by bubbling sulfur dioxide (3.9 g, 61 mmol) in a solution of anhydrous acetonitrile (20 mL) at room temperature. This solution is added on PhSCF 2 SiMe 3 (4.3 g,
  • a solution in ethanol (5 mL) of the compound prepared according to Example 9 (510 mg, 1 mmol) is prepared. The mixture is stirred for 8 h at room temperature and then LiOH-H 2 O (42 mg, 1 mmol) is added. The mixture is then stirred overnight and then evaporated to dryness. The residue is dissolved in diethyl ether and filtered. After evaporation of the filtrate and washing of the resulting solid with pentane, the lithium salt is obtained as a white solid (385 mg, 90%).
  • a solution in ethanol (20 mL) of the compound prepared according to Example 17 (1.38 g, 3 mmol) is prepared.
  • the mixture is stirred for 8 h at room temperature and then LiOH. H 2 O (125 mg, 3 mmol) is added.
  • the mixture is then stirred overnight and then evaporated to dryness.
  • the residue is dissolved in diethyl ether and filtered. After evaporation of the filtrate and washing of the resulting solid with pentane, the lithium salt is obtained as a white solid (950 mg, 85%).
  • N-Benzyl- (phenylsulfonyl) difluoromethanesulfonamide was prepared from difluoro (phenylsulfonyl) methanesulfonyl fluoride.
  • Example 21 Lithium (trifluoromethanesulfonyl) -phenylsulfonyl-difluoro methanesulfonamide
  • the electrolytes were characterized by differential scanning calorimetry (DSC) at 5 ° C. per minute from -100 ° C. to 100 ° C.
  • the measuring capsules are sealed in an argon glove box and stored under argon. until the moment of measurement when they are placed under a nitrogen sweep, in order to prevent any water intake that would disrupt the measurements.
  • Each sample is subjected to a first temperature rise followed by a rapid descent and a second temperature rise. Since the properties of semi-crystalline polymers depend largely on the thermal history of the material, good reproducibility of the second pass measurements is ensured.
  • the glass transition temperature (Tg) is measured at the point of inflection of the thermogram obtained by DSC, and the melting point is determined at the beginning of the melting peak.
  • Table I The results are summarized in Table I below, in which:
  • 0 / li represents the ratio of the number of oxygen atoms solvated to the number of lithium atoms provided by the sulfonylimide in the material obtained by mixing POE and the sulfonylimide;
  • Tg and Tg 2 are the glass transition temperatures determined in respectively the l st and 2 eit ⁇ e mounted Tfi temperature and Tm 2 are the melting temperatures respectively determined during the l st and 2 nd mounted temperature ;
  • ⁇ H fus i and ⁇ H fus 2 represent the melting enthalpies determined respectively during the 1st and the 1st temperature rise.
  • the lithium sulfonylimide decreases the crystallinity and the melting temperature of the polymer electrolytes relative to the pure POE. It is deduced that this salt exerts a plasticizing effect.
  • the conductivity of POEZPhSCF 2 SO 2 NSO 2 CF 3 Li dry polymer electrolytes was measured in three samples for which the O / LI ratio was 30.4, 23.2 and 13.9, respectively.
  • the measurements were made by spectroscopy Electrochemical impedance, using an impedance spectrometer HP 4192A LF impedance analyze.
  • the electrolyte was then mounted in a glove box between 2 stainless steel wedges in a sealed Swagelok cell, a spring exerting a constant pressure on the electrolyte.
  • the conductivity measurements were carried out at decreasing temperatures up to 55 ° C. after stabilization for at least 2 hours at a temperature of 80 ° C., before the beginning of the measurements, so as to have good contact with the electrodes.
  • a stabilization time of at least one hour is respected for each temperature. After measurement at 55 ° C., the cell is cooled to 20 ° C. A rise in temperature is then performed after holding the cells at 20 ° C. for 12 hours so as to allow time for possible crystallization. Several measurements were carried out during the stabilization at 20 ° C. The measurements of 20 to 50 ° C. were then carried out at increasing temperature. The temperature is controlled by means of a Votesch Industretechnik VTM 4004 thermostatted chamber. The thickness of the electrolyte films is measured at the end of the measurement, with a Mitutoyo IP 54 palmer, so that a possible decrease in The thickness due to high temperature creep results in underestimation of the high temperature conductivities.
  • Figure 1 summarizes the results obtained for the electrolytes prepared as explained above with the salt PhSCF 2 SOaNSO 2 CF 3 Li.
  • Conductivity measurements are made on a sample made by impregnating a macroporous polyethylene / polypropylene separator with the ionic liquid.
  • the macroporous separator is used to ensure the mechanical strength. The impregnation takes place for 12 hours in a glove box, the conductivity cell is then mounted.
  • the conductivity measurements are made from 20 ° C. to 130 ° C. with a stabilization of 2 h at each temperature. The conductivities are given in FIG. 2.
  • the conductivity is 4.7 ⁇ 10 -4 S / cm at 90 ° C.
  • the conductivity measurements of the pure imidazolium salt, without a macroporous membrane, have also been carried out, a conductivity of 6.5 ⁇ 10 -4 at 90 ° C. is obtained.
  • Electrolytes were prepared according to the following procedure.
  • a macromonomer of average mass 8000 g / mol having a polymerizable acrylate function at both ends was prepared from a mixture of ethylene oxide and propylene oxide.
  • NMR analysis has shown that the macromonomer is a random tendency copolymer comprising 75 oxyethylene units for 25 oxypropylene units, the latter conferring on the macromonomer an amorphous character.
  • Discs were then cut into the membrane obtained after crosslinking and the uncrosslinked polymer was extracted with acetonitrile for 15 days by renewing the acetonitrile bath six times. The discs were then vacuum treated to remove acetonitrile and weighed. A solution 'of acetonitrile containing the amount of salt to be incorporated is then poured on each disc. Discs are then treated under vacuum for 48 h to remove acetonitrile, and stored in a glove box. The disks were then weighed To determine the amount of salt incorporated, disc-shaped electrolytes were obtained in which the O / Li concentration was 14.0, 29.3 and 35.3, respectively.
  • the electrolytes were characterized by DSC (differential scanning calorimetry) at 5 ° C per minute from -100 ° C. to 100 ° C.
  • the measuring capsules are sealed in glove box under argon and kept under argon until the moment they are placed under a dry nitrogen sweep, in order to prevent any intake of water which would disturb the measurements.
  • the results are collated in Table 10.
  • the glass transition temperature Tg is respectively -49 ° C., -47 ° C. and -36 ° C. for the O / Li concentrations of 14.0, 29.3 and 35.3. .
  • Figure 3 shows the evolution of the conductivity (S.cm- 1 ) as a function of the temperature.As a result of the amorphous character, the conductivities as a function of the inverse of the temperature follow a VTF behavior (Vogel- Tamman-Fulcher) Thus conductivities of 0.01 mS / cm are obtained from 25 ° C. and the conductivity exceeds 0.1 mS / cm above 60 ° C.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de préparation de suif onylimidures aromatiques, les suif onylimidures obtenus, et leur utilisation comme sel d'un électrolyte. Les suif onylimidure répondent à la formule formule [R-SO2-N-SO2R']rM (I). R' est un groupe ArZL-. R' est un groupe perfluoroalkyle ou un groupe ArZL-. Z est un groupe S, SO, ou SO2. L est un groupe - (CF2) n-CFRf-. n est 0 ou 1; Rf représente F ou groupe perfluoroalkyle en C1 à C8; Ar est un groupement aromatique. M représente H, un cation de métal alcalin, de métal alcalino-terreux, de métal trivalent ou tétravalent, ou un cation organique. Le procédé consiste à préparer un composé RSO2N (R') SO2R' à partir de RSO2F, et à remplacer le groupe R' par une réaction de substitution nucléophile pour obtenir le composé (I), R' étant un groupe benzyle ou triméthylsilyle.

Description

Sulfonylimidures aromatiques, leur préparation et leur utilisation comme électrolyte.
La présente invention concerne un procédé de préparation de sulfonylimidures, les sulfonylimidures obtenus, ainsi que leur utilisation comme électrolyte.
Il est connu d'utiliser des bis (fluorosulfonyl) imidures de lithium comme sels pour l ' électrolyte dans divers dispositifs électrochimiques, notamment dans les batteries. Les composés les plus représentatifs sont des composés du type (RFSO2)2NM dans lesquels RF est un groupe perfluoroalkyle et M est cation de métal alcalin ou un cation organique. Ces composés présentent des propriétés relativement bonnes, mais cependant insuffisantes.
Il est connu de préparer des sulfonylimidures [RSO2NSO2R' ]M par réaction d'un fluorure de sulfonyle RSO2F avec un sulfonamide R1SO2NH2. Cependant, la réaction de condensation est en compétition avec une hydrolyse et le suifonylimidure est obtenu avec un faible rendement. En outre, il est très difficile de modifier le groupe Rf qui a un caractère électroattracteur (en vue de lui conférer des propriétés additionnelles, permettant par exemple un greffage ou une polymérisation) sans dégrader le groupe sulfonimide .
La présente invention a pour but de proposer de nouveau procédé de préparation de sulfonylimidures fonctionnalisés.
En conséquence, la présente invention a pour objet un procédé de préparation des suifonylimidure, les sulfonylimidures obtenus, les N-benzylsulfonimides en tant qu'intermédiaires de synthèse, et l'utilisation des sulfonylimidures dans les dispositifs électrochimiques.
Le procédé de l'invention est destiné à la préparation de sulfonylimidures répondant à la formule [R-SO2-N-SO2R' ] rM (I) , et il consiste à préparer un sulfonimide N-substitué (II) RSO2N (R") SO2R' à partir de RSO2F (III), et à remplacer le groupe R" par une réaction de substitution nucléophile pour obtenir le suifonylimidure (I), R" étant un groupe benzyle ou triméthylsilyle, étant entendu que, dans les formule (I), (II) et (III) :
• R représente un groupe répondant à la formule Ar-Z-L- ;
• R' représente un groupe perfluoroalkyle linéaire ou ramifié, de préférence un groupe CF3 ou C2F5, ou un groupe Ar-Z-L- ; • Z représente un groupe sulfure, sulfinyle, ou sulfonyle, ;
• L représente un groupe de formule - (CF2) n-CFRf- ;
• n est 0 ou 1 ;
• Rf représente F ou groupe perfluoroalkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone ;
• Ar et le cas échéant Ar' représentent chacun un groupement aromatique choisi dans le groupe constitué par les groupements aromatiques monocycliques ; les groupements aromatiques polycycliques ayant des noyaux condensés ou non condensés ; et les groupements aromatiques hétérocycliques, bicycliques à cycles condensés ou non, ou monocycliques ;
• M est un cation de valence r, choisi parmi les cations de métal alcalin, de métal alcalino-terreux, ou de métal trivalent ou tétravalent, et les cations organiques choisi parmi les ions ammonium, phosphonium, imidazo- lium, guanidinium, pipéridinium, pyrolidinium, pyridi- nium, ou quinolinium.
Le procédé de préparation du suifonylimide N-substitué RSO2N(R11JSO2R' (II) à partir du fluorure de sulfonyle RSO2F
(III) dépend de la nature du groupe R'.
Lorsque le groupement R' est un groupe identique au groupe Ar-Z-L qui constitue R, le composé (II) est obtenu par réaction du composé R-SO2F avec un sel d' hexaméthyldisi- lazane (Me3Si)2WA+ (A étant un cation de métal alcalin ou un ion ammonium quaternaire) et il répond à la formule (lia) . RSO2N(SiMe3)SO2R La réaction peut être effectuée dans le THF. La réaction libère le fluorure AF qui génère immédiatement la substitution nucléophile sur le composé II avec remplacement du groupe triméthylsilyle par le cation A+, avec production du suifonimidure symétrique [(Ar-Z-L-SO2)N]2A.
Lorsque R' est un groupe perfluoroalkyle, le composé (II) répond à la formule RSO2N(R11JSO2R' (Hb), R" étant un groupe benzyle ou un groupe allyle, et il est obtenu par l'intermédiaire d'un composé RSO2NH(R") (Il'b). Le procédé de préparation du composé (Hb) comprend la préparation du composé (Il'b) par réaction de R-SO2F (III) avec la benzylamine ou l'allylamine en excès, puis la neutralisation par HCl et l'isolement de (Il'b), puis la réaction du composé (Il'b) avec l'anhydride (R'SO2)2O, en présence d'une aminé tertiaire, par exemple la diisopropyléthylamine (DIEA) . La réaction peut être effectuée dans le dichloro- éthane . Le processus global peut être représenté par le schéma réactionnel suivant :
FT-NH2 (5 éq.)
R-SO2F fr» HU {WJ0) FT-SO2NH(R")
CICH2CH2CI, 500C *"
R-SO2NH(R") DIB^ R-SO2N(R")SO2R'
(R'SO2)2O
Le réactif qui réagit, de préférence en présence d'un alcool (par exemple l'éthanol), avec un suifonylimide N- substitué (Hb) pour la substitution nucléophile lors de la 2Θme étape peut être choisi parmi : les hydroxydes et les halogénures de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux pour obtenir des suifonimidures métalliques ; les hydroxydes et les halogénures d'ion ammonium quaternaire, pour obtenir les suifonimidures d'ions ammonium quaternaire ; les alcoolates de métal alcalin ou de métal alcalino- terreux, pour obtenir des suifonimidures métalliques ; les alcoolates d'ammonium quaternaire, pour obtenir les suifonimidures d'ions ammonium quaternaire ; les amidures de métal alcalin ou de métal alcalino- terreux, pour obtenir des suifonimidures métalliques ; - les amidures d'ammonium quaternaire, pour obtenir les suifonimidures d'ions ammonium quaternaire ; les aminés secondaires, pour obtenir des suifonimidures d'ion ammonium tertiaire dont l'un des substituants est un groupe benzyle ;
- les aminés tertiaires, pour obtenir des suifonimidures d'ion ammonium quaternaire dont l'un des substituants est un groupe benzyle. Dans l'art antérieur, les suifonimidures dissymétriques sont le plus souvent préparés par réaction d'un fluorure de sulfonyle avec un sulfonamide RFSO2NH2 OU son dérivé silylé RFSO2N (Na) SiMe3 selon les réactions suivantes :
CF3SO2N(Na)SiMe3 Ox ,O 0, ,O
RCF2SO2F - RCF2" ^N" ^CF3
© Na
Base O p qup
RCF2SO2F _^S^L^ RCF2^N^CF3
© M
Cependant, les réactifs utilisés sont hygroscopiques et mauvais réactifs nucléophiles . Ainsi, si la réaction n'est pas effectuée dans des conditions strictement anhydres, une réaction d'hydrolyse est en compétition avec la réaction de formation des sulfonylimidures avec formation de sulfonate, qui est très difficile à éliminer.
Figure imgf000005_0001
Le procédé de la présente invention, qui associe une réaction préliminaire de couplage d'un fluorure de sulfonyle avec la benzylamine (qui est un meilleur nucléophile que RfSθ2NH2) , permet une sélectivité nettement plus grande que le couplage classique avec RfSO2NH2. La réaction d'hydrolyse qui produit le sulfonate de benzylammonium devient minoritaire dans ces conditions, et la réaction largement majoritaire correspond au schéma réactionnel suivant :
Figure imgf000006_0001
De plus, la purification des N-benzylsulfonamides est beaucoup plus aisée que celle des suifonylimidures . En outre, les transformations suivantes (formation des N- Benzylsulfonimide, puis déprotection dans l'alcool) sont très sélectives et les sous-produits générés sont très facilement éliminés.
Lorsque le cation du suifonylimidure est un cation organique, il peut porter un ou plusieurs substituant (s) choisis indépendamment les uns des autres parmi : o l ' hydrogène ; o les groupes alkyle ; o les groupements aromatiques monocycliques ; les groupements aromatiques polycycliques à noyaux condensés ou non condensés ; les groupements aromatiques hétérocycliques dans lesquels 1 'hétéroatome est un atome d'azote, lesdits groupements hétérocycliques étant polycycliques à noyaux condensés ou non condensés, ou monocycliques.
Comme exemples particuliers de cations organiques, on peut citer les cations dialkylammonium et trialkylammonium, par exemple (C2Hs)2NH2 +, (C2H5) 3NH+, (C4Hg)2NH2 + et (C4Hg)3NH+.
Un groupe aromatique Ar ou Ar' peut faire partie d'une unité récurrente d'une chaîne polymère. Le groupe Ar peut porter un ou plusieurs substituants choisis parmi :
• les atomes d'halogène, Cl-CH2-, et les groupes Q1-O-CH2- dans lesquels Q1 est H, un groupe alkyle ou un groupe acyle ;
• Un groupement hydroxyle, les groupes éther Q2-0-, ester carboxylique Q2C(O)O- et sulfonate Q2-SO2-O-, Q2 représentant un groupement alkyle ou un groupement aryle, [par exemple l' éther de benzyle PhCH2O-, l' éther de trityle Ph3CO-, l' éther de méthyle CH3O-, l'ester de benzoyle PhC(O)O- et l'ester d' acétyle CH3C(O)O-] ;
• les groupements aliphatiques ou aromatiques possédant une insaturation éthylénique [provenant par exemple d'un motif vinyle (CH=CH2-), d'un motif allyle (CH2=CH-CH2-) ou d'un motif acryloyloxy (CH2=CH-C(O)-O-)], éventuellement substitué ;
• les groupements amino -N(Q3) (Q4)- dans lesquels Q3 et Q4 représentent chacun indépendamment de l'autre H, un groupe alkyle, un groupe aryle, un groupe arylalkyle ou un groupe acyle, [par exemple CH3C(O)NH- ou PhCH2NH-)] ;
• les groupes trialkylsilyle ;
• les groupes oxirane ;
• les groupements électroattracteurs tels que les groupements perfluoroalkyle, les groupes alkylsulfonyle ou arylsulfonyle, les groupes halogénure de sulfonyle, les groupes ester, nitrile, carbonate cyclique ou nitro.
Une lere famille de sulfonylimidures comprend les composés répondent à la formule (I) dans laquelle M est un cation monovalent, et R' est Ar-Z-L. Ces composés symétriques répondent aux formules :
(Ar-S-L-SO2) 2N~M+ (Ias) ; (Ar-SO-L-SO2) 2N~M+ (Ia30) ; (Ar-SO2-L-SO2J2N-M+ (Ia302).
Une 2eme famille de sulfonylimidures comprend les com- posés qui répondent à la formule (I) dans laquelle R' est un groupe perfluoroalkyle CpF2p+i, p étant de préférence de 1 à 8, plus particulièrement de 1 à 2, à savoir [Ar-Z-L-SO2-N-SO2 CpF2p+i]rM (Ib) .
Une 3eme famille de suifonylimidures comprend les composés qui répondent à la formule (I) dans laquelle L est CF2 ou (CF2) 2, à savoir [Ar-Z- (CF2) 2-SO2-N-SO2R1 ] rM (Ic) et [Ar-Z- CF2-SO2-N-SO2R ']rM (IC).
Une 4eme famille de suifonylimidures comprend les composés (Id) qui répondent à la formule (I) dans laquelle Ar fait partie d'une unité récurrente d'une chaîne polymère.
Une 5eme famille de suifonylimidures comprend les composés qui répondent à la formule (I) dans laquelle M est un cation monovalent et qui répondent à la formule (Ar-Z- L-SO2) N (SO2-R' ) "M+ (Ie) . Parmi les composés Ie, on peut mentionner en particulier : o les suifonylimidures de lithium IeLi ; o les suifonylimidures d'ammonium Ieaiffln dans lesquels l'ion est un ammonium quaternaire ; o les suifonylimidures d'ammonium Ieah dans lesquels l'ion ammonium porte au moins un atome H o les suifonylimidures d' immidazolium Ieim.
Une 6ème famille de sulfonylimidures comprend les composés dans lesquels le cation M est divalent, à savoir les composés (If) (Ar-Z-L-SO2-N-SO2R' ) ~ 2M2+. On peut citer en particulier les sulfonylimidures de calcium Ifca et de magnésium Ifmg.
Une 7eme famille de sulfonylimidures comprend les composés (Ig) qui répondent à la formule (I) dans laquelle Ar représente un groupe phényle portant éventuellement au moins un substituant, en particulier un groupe phényle sans substituant, ou un groupe portant un substituant choisi parmi : les halogènes (par exemple Br ou F) ; les trialkylsilyles (par exemple le triméthylsilyle) ; le groupement hydroxyle et les groupes éther (par exemple le groupe benzyloxy PhCH2O-, le groupe triphényloxy Ph3CO-, le groupe méthyloxy CH3O-) , ester carboxylique
(par exemple le groupe benzoyloxy PhC(O)O- et le groupe acétyloxy CH3C(O)O-) ; les atomes d'halogène, Cl-CH2-, et les groupes Q1-O-CH2- dans lesguels Q1 est H, un groupe alkyle ou un groupe acyle ; les groupements possédant une insaturation éthylénique
[provenant par exemple d'un motif vinyle (CH=CH2-), d'un motif allyle (CH2=CH-CH2-) ou d'un motif acryloyloxy
(CH2=CH-C(O)-O-)], éventuellement substitué ;-les groupements amino -N(Q3) (Q4)- dans lesquels Q3 et Q4 représentent chacun indépendamment de l'autre H, un groupe alkyle, un groupe aryle, un groupe arylalkyle ou un groupe acyle, [par exemple CH3C(O)NH- ou PhCH2NH-)]. Une 8eme famille de suifonylimidures comprend les composés (Ih) qui répondent à la formule (I) dans laquelle Ar représente un groupe aromatique hétérocyclique, en particulier un groupe pyridine.
Les N-benzyl-sulfimides et les N-allyl-sulfimides obtenus en tant que produits intermédiaires constituent un autre objet de la présente invention. Ils répondent à la formule RSO2N (R" ) SO2R' (II) dans laquelle R a la signification la plus générale donnée précédemment, R" est un groupe benzyle ou allyle, et R' est un groupe perfluoroalkyle linéaire ou ramifié, de préférence un groupe CF3 ou C2F5.
Un fluorure de sulfonyle (III) est obtenu par un procédé comprenant une étape de préparation d'un sulfinate
[Ar-Z- (CF2) n-CFRf-SO2] mM (IV), et une étape de transformation du sulfinate en fluorure de sulfonyle (III) , Ar, Z et n ayant la signification précédente, M' étant un cation de métal alcalin ou d'ammonium.
Les modalités de mise en œuvre de l'étape de préparation du sulfinate dépendent du sulfinate visé, et notamment de la nature de Z du groupement Ar-Z qu'il contient . Un sulfinate Ar-S- (CF2) n-CFRf-SO2 M (désigné ci-après par IV3) dans lequel Ar, - (CF2) n-CFRf- et M ont la signification donnée ci-dessus peut être obtenu par un procédé comprenant : - une première étape consistant à réduire un halogénure Ar- S- (CF2) n-CFRf-X dans lequel X représente Br ou Cl, par un excès de magnésium en présence de chlorure de triméthylsilyle (TMSCl) pour obtenir un composé
Ar-S- (CFa)n-CFRf-Si-(CH3) 3 ; - une deuxième étape au cours de laquelle on fait réagir le composé Ar-S- (CF2) n-CFRf-Si- (CH3) 3 avec un fluorure du cation M en présence de SO2 pour obtenir le sulfinate.
La lere étape est effectuée de préférence dans le THF, et la 2ème étape de préférence dans MeCN.
Un composé du type Ar-S- (CF2) n-CFRf-Br peut être obtenu par la réaction du thiol Ar-SH avec un dibromure Br- (CF2) n-CFRf-Br en utilisant le dibromure en excès.
Un sulfinate Ar-SO- (CF2) n-CFRf-SO2M (désigné ci-après par IVs0) ou un sulfinate Ar-SO2- (CF2) n-CFRf-SO2M (désigné ci- après par IVS02) peuvent être obtenus par un procédé comprenant une lere étape consistant à réduire un halogénure Ar-S-
(CF2) n~CFRf-X dans lequel X représente F, Br ou Cl, par un excès de magnésium en présence de chlorure de triméthylsilyle (TMSCl) pour obtenir un composé
Ar-S- (CF2) n-CFRf-Si-(CH3) 3 ; une 2eme étape au cours de laquelle on oxyde le composé Ar-S- (CF2)n-CFRf-Si- (CH3) 3 à l'aide d'acide métachloroper- benzoïque (m-CPBA) en excès, la quantité d'acide étant choisie en fonction du degré d'oxydation [(IV) ou (VI)] que l'on souhaite atteindre pour l'atome de S, l'oxydation étant effectuée avantageusement dans le dichlorométhane anhydre ; une 3eme étape au cours de laquelle on condense avec le dioxyde de soufre en présence de MF, le silane obtenu à la fin de la 2ème étape. Les modalités de mise en œuvre de l'étape d'obtention d'un fluorure de sulfonyle à partir d'un sulfinate dépendent du fluorure de sulfonyle visé, notamment de la nature de Z du groupe Ar-Z qu'il contient dans la formule générale III.
Un fluorure de sulfonyle III peut être obtenu par réaction du sulfinate IV correspondant avec un agent de fluoration choisi parmi le fluor, le difluorure de xénon, le fluorosulfate de potassium, le N-fluorobenzènesulfonimide 1 ' heptadiborate de N-fluoropyridinium, le trifluorométhane- sulfonate de N-fluoropyridinium, le bis-tétrafluoroborate de N, N ' -difluoro-2, 2 ' -bipyridinium, et le le bis (tétrafluoro- borate) de l-chlorométhyl-4-fluoro-1, 4-diazoniabicyclo- [2, 2, 2] octane (F-TEDA) . La réaction peut être mise en œuvre à l'aide de sulfinate en solution dans le solvant dans lequel il a été obtenu, si ledit solvant est l ' acétonitrile .
Les agents de fluoration utilisés pour la fluoration du sulfinate sont des produits disponibles dans le commerce. Par exemple, le bis (tétrafluoroborate) de l-chlorométhyl-4- fluoro-1, 4-diazoniabicyclo[2,2,2] octane (F-TEDA) répondant à
la formule est commercialisé sous la
Figure imgf000011_0001
dénomination Selectfluor® par la société Air Products. Le fluor F2, le difluorure de xénon XeF2, le fluorosulfate de potassium KSO4F, le N-fluorobenzènesulfonimide (PhSO2) 2NF, l 'heptafluorodiborate de N-fluoropyridinium ζ \^_p B F Θ '
le trifluorométhanesulfonate de N-fluoropyridinium
C,® G N-F CF3SO3 r et le bis-tétrafluoroborate de N,N'-
difluoro-2, 2 '-bipyridinium sont commercialisés
Figure imgf000011_0002
notamment par la société Acros et la société Aldrich. Ledit procédé peut être mis en œuvre avantageusement pour obtenir les fluorures de sulfonyle suivants : Ar-S-(CFs)n-CFRf-SO2F (IIIS) Ar-SO- (CF2) H-CFRf-SO2F (IIIS0) - Ar-SO2-(CF2)H-CFRf-SO2F (IIIso∑) .
Les fluorures de sulfonyle IIISo et IIISo2 peuvent être obtenus par oxydation du fluorure I3 correspondant. L'oxyda¬ tion est effectuée avantageusement à l'aide d'acide méta- chloroperbenzoïque (m-CPBA) en excès, la quantité d'acide étant choisie en fonction du degré d'oxydation (IV) ou (VI)] que l'on souhaite atteindre pour, l'atome de S.
De manière générale, lorsqu'un halogénure de départ Ar- S- (CF2) n-CFRf-X n'est pas disponible pour un groupement Ar particulier, le groupement Ar' d'un halogénure existant peut être modifié sur le composé Ar ' -S- (CF2) n-CFRf-Si (CH3) 3 (III), sur le sulfinate [Ar ' -S- (CF2) n-CFRf-S02] mM (II) ou sur le fluorure de sulfonyle Ar ' -S- (CF2) n-CFRf-SO2F (I)
Le tableau suivant donne quelques exemples de réactions utiles, dont la mise en œuvre et la généralisation sont à la portée de l'homme de métier.
Figure imgf000012_0001
Les sulfonylimidures (I) de la présente invention peuvent entrer dans la composition d' électrolytes utilisables dans divers dispositifs électrochimiques.
Les sulfonylimidures ILi sont particulièrement utiles comme sels pour l ' électrolyte de dispositifs électrochimi¬ ques tels que les piles au lithium non rechargeable, les accumulateurs lithium polymère, les accumulateurs lithium- ion, les supercondensateurs organiques et les dispositifs électrochromes .
Dans les piles au lithium, les accumulateurs lithium- ion et les supercondensateurs organiques, 1 ' électrolyte peut être un électrolyte liquide contenant le sel ILi en solution dans un solvant aprotique polaire. Le solvant liquide apro- tique, utilisé seul ou en mélange, est choisi par exemple parmi les éthers linéaires et les éthers cycliques, les esters, les nitriles, les dérivés nitrés, les amides, les sulfones, les sulfolanes, les alkylsulfamides, les carbonates linéaires et cycliques. Les solvants particulièrement préférés sont le diéthyléther, le diméthoxyéthane, le glyme, le tétrahydrofurane, le dioxane, le diméthyltétrahydro- furane, le formiate de méthyle ou d'éthyle, le carbonate de propylène ou d'éthylène, les carbonates d'alkyles (notamment le carbonate de diméthyle, le carbonate de diéthyle et le carbonate de méthylpropyle) , les butyrolactones, 1 ' acéto- nitrile, le benzonitrile, le nitrométhane, le nitrobenzène, la diméthylformamide, la diéthylformamide, la N-méthylpyrro- lidone, la diméthylsulfone, la tétraméthylène sulfone et les tétraalkylsulfonamides ayant de 5 à 10 atomes de carbone.
Dans un mode de réalisation, l' électrolyte liquide est utilisé avec un séparateur microporeux ou macroporeux dont il remplit la porosité. Le séparateur peut être de type PVdF, polysulfone, polyimide, Celgard® ou des tissus Gore®.
Dans un autre mode de réalisation, l ' électrolyte liquide est utilisé pour gonfler un polymère non poreux, formant ainsi un électrolyte polymère plastifié. L ' électrolyte polymère plastifié contient au moins 80% en poids d' électrolyte liquide et au plus 20% en poids de polymère. Pour les électrolytes polymères plastifiés, on utilise de préférence un polymère tridimensionnel à base, par exemple, de poly (oxyéthylène) , de PVDF-HFP, de polyacrylonitrile, de polyméthacrylate, de polyacrylate, de polyméthacrylonitrile ou de réseaux semi interpénétré des dits polymères.
Les sulfonylimidures de cations organiques, et plus particulièrement les sulfonylimidures d'ammonium Iamm de la présente invention sont particulièrement utiles comme liquides ioniques dans divers dispositifs électrochimiques, notamment les piles au lithium non rechargeables, les accumulateurs lithium-ion, les supercondensateurs organiques et les dispositifs électrochromes. Les sulfonylimidures Iamm constituent des liquides ioniques qui peuvent avantageusement remplacer un solvant ou mélange de solvants liquides organiques .
Dans un mode de réalisation, les composés Iamm sont utilisés à l'état pur comme liquides ioniques dans un dispositif électrochimique comme un supercondensateur organique, en particulier avec un séparateur microporeux ou macroporeux mentionnés précédemment.
Dans un 2ème mode de réalisation, les composés Iaτm sont utilisés en solution dans un solvant liquide aprotique tel que défini ci-dessus, pour former un électrolyte liquide utilisable en particulier dans un supercondensateur organique, en particulier avec un séparateur microporeux ou macroporeux de type PVdF, polysulfone, polyimide, Celgard® ou des tissus Gore®. Dans un 3eme mode de réalisation, les composés Iamm sont dissous dans une membrane polymère dense éventuellement gonflée par un solvant organique. Ledit polymère peut être un polymère fonctionnel capable d'absorber de fortes quantités de composés Iam. Pour les électrolytes polymères dense gonflés, on utilise de préférence un polymère tridimensionnel à base, par exemple, de poly (oxyéthylène) , de PVDF-HFP, de polyacrylonitrile, de polyméthacrylate, de polyacrylate, de polyméthacrylonitrile, ou de réseaux semi interpénétré desdits polymères ou un polymère fonctionnalisé à haut Tg tel que les polyéthersulfones fonctionnalisées. Lorsque l'on plastifie un polymère par un électrolyte liquide à base de liquides ioniques de type Iam, l' électrolyte polymère plastifié contient au moins 60% en poids d' électrolyte liquide et au plus 40% en poids de polymère.
Les liquides ioniques Iam peuvent être utilisés en mélange avec un sel de lithium (par exemple un composé ILi) dans les piles au lithium, les accumulateurs lithium-ion ou les supercondensateurs organiques. On peut le cas échéant, pour diminuer la viscosité, additionner un solvant aprotique polaire tel que défini ci-dessus. Les solutions de sel dans un liquide ionique sont utilisées avantageusement avec un séparateur microporeux ou macroporeux, tel que défini ci- dessus .
Pour les électrolytes polymères plastifiés, on utilise de préférence un polymère tridimensionnel à base, par exemple, de poly (oxyéthylène) , de PVDf-HFP, de polyacrylonitri- le, de polyméthacrylate, de polyacrylate, de polyméthacrylonitrile ou de réseaux semi interpénétré des dites polymères .
Un composé selon la présente invention peut être utilisé sous forme d1 électrolyte polymère comprenant le suifonylimidure ILi en solution dans un polymère solvatant plastifié ou non par un solvant liquide polaire ou un liquide ionique Iam.
Le solvant polymère peut être choisi parmi les polymères solvatants, réticulés ou non, portant ou non des groupes ioniques greffés. Un polymère solvatant est un polymère qui comporte des unités solvatantes contenant au moins un hété- roatome choisi parmi le soufre, l'oxygène, l'azote. A titre d'exemple de polymères solvatants, on peut citer les polyéthers de structure linéaire, peigne ou à blocs, formant ou non un réseau, à base de poly (oxyéthylène) ou les copoly- mères contenant le motif oxyde d'éthylène ou oxyde de propy- lène ou allylglycidyléther, les polyphosphazènes et poly- siloxanes ayant des chaînes latérales d'oligo (oxyéthylène) , les réseaux réticulés à base de polyéthylène glycol réticulé par des isocyanates ou les réseaux obtenus par polycondensa- tion et portant des groupements qui permettent l'incorporation de groupements réticulables . On peut également citer les copolymères à blocs dans lesquels certains blocs portent des fonctions qui ont des propriétés rédox . Bien entendu, la liste ci-dessus n'est pas limitative, et tous les polymères présentant des propriétés solvatantes peuvent être utilisés.
Lorsque le solvant de 1 ' électrolyte est un polymère solvatant plastifié, il contient au moins 80% de polymère et au plus 20% de liquide polaire ou de liquide ionique Iam.
Une batterie lithium-polymère comprend une électrode négative et une électrode positive séparées par un électrolyte solide polymère. L'électrode positive d'une batterie lithium-polymère est constituée par une matière active d'électrode positive, éventuellement un liant et un matériau conférant une conduction électronique. Dans une batterie rechargeable au lithium, l'anode est constituée par un film de lithium métallique, d'un alliage de lithium ou d'un composé intermétallique de lithium. Dans une batterie de type lithium-ion, l'électrode négative est constituée par un matériau capable d'insérer de manière réversible des ions lithium tel que le graphite par exemple. Le suifonylimidure selon l'invention utilisé pour l ' électrolyte peut être un suifonylimidure IU OU un suifonylimidure In mélangé à un suifonylimidure Iamm> A ces suifonylimidures peuvent être ajoutés des sels de lithium de type A", Li+. La propriété recherchée est alors de combiner le fort nombre de transport cationique des suifonylimidures In aux fortes conductivités d' autres sels Parmi les anions on peut citer de manière non exhaustive ClO4 ", BF4 ", PF6 ", AsF6 ", (CF3SO2) 2N~, (CF3SO2) 2CH" (CF3SOs)3C".
L' électrolyte polymère peut être renforcé par addition de charges de renforts comme les microfibrilles de cellulose. Dans les batteries Ca ou les batteries Mg, on utilise pour l'électrolyte, respectivement un suifonylimidure Ioa ou
Img tels que définis ci-dessus. L'électrode négative est constituée par le métal Ca ou Mg et selon Novak et al. JPS 1995, on peut utiliser des vanadates de type Mg(V3Os).
Dans une batterie protonique, l'électrolyte contient avantageusement un suifonylimidure Iah-
Un supercondensateur est constitué par une cellule électrochimique comprenant deux électrodes séparées par un électrolyte, dans laquelle le matériau constituant les électrodes présente une très grande aire spécifique (par exemple de 100 à 1500 m2/g) . Lorsque l'électrolyte d'un supercondensateur comprend un suifonylimidure selon la présente invention, ledit suifonylimidure est choisi de préfé- rence parmi les composés Iamm ou ILi pour les supercondensateurs organiques ou Iah pour les supercondensateurs aqueux.
Une pile à combustible est un dispositif électrochimique constitué par une anode et une cathode séparées par un électrolyte. Les piles à combustible dites PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel CeIl) sont des piles à combustible à membrane qui utilisent de l'hydrogène stocké en bouteille ou de l'hydrogène issu d'un reformage de méthanol. Les piles à combustible à méthanol direct dites DMFC (Direct Méthanol Fuel CeIl) utilisent le méthanol dans la solution d'électro- lyte. L'utilisation des PEMFC est limitée à des températures inférieures ou égales à 85°C. A plus haute température, l'eau s'évapore et la conductivité des ionomères diminue. Il est donc intéressant de trouver des conducteurs protoniques anhydres capables de conduire au-delà de 13O0C. Les composés Iah sont suffisamment conducteurs à l'état pur. Ils peuvent être utilisés en mélange avec un excès d'acide ou d'aminé ayant servi à les préparer ou (et) en présence de Iam. Si leurs viscosités sont trop fortes ils peuvent être mélangés à des solvants organiques polaires comme le sulfolane ou la tétraéthylsulfonamide. Pour assurer la tenue mécanique, l'électrolyte peut être utilisé avec un séparateur micro- ou macroporeux tel que défini précédemment, dont il imprègne la porosité. Dans un autre mode de réalisation, l ' électrolyte est une membrane d'un polymère non poreux gonflé par Iah. Le choix d'un polymère fonctionnel est essentiel pour optimiser la prise de Iah dans la membrane. Le polymère fonctionnel peut être un polymère non ionique ou un ionomère tel que le Nafion ou les polyéthersulfones sulfonées.
Un vitrage électrochrome est une cellule électrochimique comprenant deux électrodes séparées par un électrolyte. L'une des électrodes est une électrode transparente, l'autre électrode peut être constituée par exemple par un oxyde de tungstène WO3 déposé sur un film d'oxyde d'étain ITO. Sous l'action d'un courant, la couleur de l'électrode WO3 est modulée et passe de l'incolore au bleu foncé par insertion de protons. Pour cette application particulière on utilise de préférence un suifon-ylimidure Iah.
La présente invention est illustrée par les exemples concrets décrits ci-après, auxquels elle n'est cependant pas limitée .
Exemple 1
[ (2-Bromo-l, 1,2,2-Tétrafluoroéthyl) sulfanyl]benzène
Figure imgf000018_0001
Dans un ballon tricol placé sous azote, surmonté d'un réfrigérant à carboglace et d'une ampoule de coulée, le thiophénol (10,2 mL, 100 mmol) est additionné goutte à goutte (30 min) à 00C sur une suspension de NaH (6 g, 150 mmol) dans du DMF anhydre (100 mL) . Le mélange est ensuite agité à cette température pendant 20 min puis refroidi à -5O0C. Le 1, 2-dibromo-l, 1, 2 , 2-tétrafluoroéthane (15 mL, 125 mmol) est alors ajouté goutte à goutte à -5O0C en 10 min. Le mélange est ensuite agité pendant 2 h à cette température puis 1 h à température ambiante. De l'eau (150 mL) est ajoutée au mélange réactionnel puis le produit est extrait par l'éther éthylique (3 x 100 mL) . Les phases organiques sont lavées par de l'eau (3 x 100 mL) et séchées sur MgSO4. Après évaporation du solvant, le résidu est purifié par distillation sous pression réduite (99°C/40mmHg) . Le [ (2-Bromo-l, 1, 2, 2-Tétrafluoroéthyl) - suifanyl] benzène est alors obtenu sous forme d'un liquide incolore (26,07 g, 90%). CCM : Rf 0,8 (pentane)
RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ -62,61 (t, 2F, CF2Br, 3JF_F = 8,0 Hz), -85,57 (t, 2F, SCF2, 3JF-F = 8,0 Hz).
RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δ 7.38-7.44 (m, 2H, H2), 7,47-7,52 (m, IH, H1), 7,64-7,66 (d, 2H, H3, 3JH2-H3 = 7,1 Hz).
RMN 13C (75 MHz, CDCl3) : δ 116,93 (tt, IC, CF2, 1JE-C = 312,9 Hz, 2JF-C = 40,6 Hz), 122,78 (tt, IC, CF2, 1JF-C = 290,7 Hz, 2JF-C = 33,8 Hz), 123,6 (t, IC, C Ar 4, 3JF-C ≈ 2,7 Hz), 129,53 (s, 2C, CAr 2) , 131,09 (s, IC, Car i), 137,42 (s, 2C, CAr 3) .
Les carbones CAr 1, CAr 2 et CAr 3 sont déterminés sur les spectres de RMN 2D par analogie avec des produits de la même famille .
Exemple 2 [ (2-phénylsulfanyl) -1, 1,2,2-tétrafluoroéthyl] triméthylsilane
k -S-CF2CF2SiMe3
Figure imgf000019_0001
Sous atmosphère inerte, PhSCF2CF2Br (3,7 g, 12,8 mmol) préparé selon le mode opératoire de l'exemple 1, est ajouté goutte à goutte à une suspension de tournures de magnésium (615 mg, 25,6 mmol), de chlorure de triméthylsilyle (6,5 mL, 61 mmol) et de THF anhydre (25 mL) , refroidie à -200C. Le mélange est agité à -200C pendant 1 h puis à température ambiante pendant 5 h puis concentré. Le solide résultant est lavé avec du pentane et le filtrat est évaporé pour donner le [ (2-phénylsulfanyl)-l,l, 2 , 2-tétrafluoroéthyl] triméthyl- silane sous forme d'un liquide jaune (3,3 g, 90%) .
CCM : Rf 0,7 (pentane)
RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ -82,88 (t, 2F, SCF2, 3JF-F = 4,6 Hz) , -122,56 (t, 2F, CF2Si, 3JF_F = 4,6 Hz) .
RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δθ,27 (s, 9H, Si(CHa)3)/ 7,36- 7,48 (m, 3H, H2 et Hi) , 7,64-7,66 (m, 2H, H3) .
RMN 13C (75 MHz, CDCl3) : δ -3,98 (m, 3C, Si (CH3) 3), 123,01 (tt, IC, CF2, 1Jp-C = 273,2 Hz, 3JF_C = 45,3 Hz), 124,63 (m, IC, C Ar 4), 127,54 (tt, IC, CF2, 1JF-C =
281,8 Hz, 3JF-c = 32,5 Hz) , 129,21 (s, 2C, CAr 2) , 130,29 (s, IC, Cftr i), 137,31 (s, 2C, CAr 3) .
(Carbone non attribué précisément, mais par analogie avec des produits de la même famille.)
Exemple 3
Fluorure de 2- (Phénylsulfanyl) -1,1,2,2- tétrafluoroéthanesulfonyle
<\ /HS-CF2CF2SO2F
M = 292,25 g. mol -1
Une solution de dioxyde de soufre est préparée par bullage de dioxyde de soufre (1,02 g, 16 mmol) dans une solution d' acétonitrile anhydre (20 mL) à température ambiante. Cette solution est ajoutée à PhSCF2CF2SiMe3
(8 mmol, préparé selon le mode opératoire de l'exemple 2) et agitée à température ambiante sous atmosphère inerte. Le CsF anhydre (1,4 g, 9 mmol) est ensuite ajouté sur le mélange réactionnel qui est agité à température ambiante pendant une nuit. La réaction est suivie par CCM et par RMN 19F (CDCl3) jusqu'à disparition de PhSCF2CF2SiMe3. Le F-TEDA (2,9 g,
8,2 mmol) est ajouté sur le mélange qui est agité 1 h à température ambiante. Le mélange est concentré et le résidu solide lavé par de l'éther éthylique (10 x 50 mL) . Le filtrat est évaporé et le produit purifié par distillation au four à boules. Le Fluorure de 2- (Phénylsulfanyl) -1, 1, 2, 2- tétrafluoroéthanesulfonyle est obtenu sous forme de liquide incolore (1,86 g, 79%) . CCM : Rf 0,7 (pentane)
RMN 19. F (282 MHz, CDCl3) : δ 45,93-46,02 (m, IF, SO2F) , -86,52-86,59 (m, 2F, SCF2) , -105,567 (m, 2F, CF2SO2F) .
RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δ7.44(dd, 2H, H2, 3JH2-H3 = 3JH2-HI =
7.4 Hz), 7,54 (t, IH, H1, 3JHI-H2 = 7,4 Hz), 7.67 (d, 2H, H3, 3JH2-H3 = 7,4 Hz) .
RMN 13C (75 MHz, CDCl3) : δ 116,15 (ttd, IC, C6, 1JF-C =
300,6 Hz, 2JF-c = 40,8 Hz, 2JF_C = 32,6 Hz), 121.78 (ttd, IC, C5, 1JF-C = 290,9 Hz, 2JF-c = 31,7 Hz, 3JF-C = 1,2 Hz) , 122,01 (t, IC, C Ar 4, 3JF-C = 3,6 Hz) , 129,80 (s, 2C, CAr 2) , 131,68 (s, IC, CAr i) , 137,53 (s, 2C, CAr 3) .
CAr 1, CAr 2 et CAr 3 sont déterminés par RMN 2D.
Exemple 4
Fluorure de 2- (phénylsulfonyl) -1,1,2,2-tétrafluoroéthanesulfonyle
h -SO2CF2CF2SO2F
Figure imgf000021_0001
A une solution de PhSCF2CF2SO2F (1,32 g, 4,5 mmol, obtenu selon le mode opératoire de l'exemple 3) dans du dichlorométhane anhydre (45 mL) est ajouté de l'acide métachloroperbenzoique (6,25 g, 36 mmol) . Le milieu réac- tionnel est agité à température ambiante pendant 2 jours
(suivi par RMN 19F) puis filtré sur gel de silice et lavé par du CH2Cl2. Après évaporation du solvant, le résidu est purifié par chromatographie sur gel de silice (Pentane/
CH2Cl2, 4/1). Le Fluorure de 2- (phénylsulfonyl) -1, 1, 2, 2- tétrafluoro-éthanesulfonyle est obtenu sous forme de liquide incolore (1,15 g, 79%) .
CCM : Rf 0,7 (Pentane/CH2C12, 1/1) RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ 46,20-46,30 (m, IF, SO2F) ,
-106,27 ; -106/37 (m, 2F) , -110,72 ;-110,83 (m, 2F) .
RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δ7.71(dd, 2H, H2, 3JH2-H3 = 3JH2-HI = 7,5 Hz) , 7,89 (t, IH, H1, 3JHi-H2 = 7,5 Hz), 8,06 (d,
2H, H3, 3JH2-H3 = 7,5 Hz) .
RMN 13C (75 MHz, CDCl3) : δ 113,55 (tt, IC, C5, 1JF-C =
302,0 Hz, 3JF-C = 35,0 Hz) , 115,41 (ttd, IC, C6, 1Jp-C
= 302,0 Hz, 3JF-C = 35,0 Hz, 3JF-C = 35,0 Hz), 130,14 (s, 2C, CAr 2) , 131,35 (s, 2C, CAr 3) , 131,77 (s, IC,
C Ar 4), 137,20 (s, IC, CAr 1) .
Exemple 5 [ (Bromodifluorométhyl) sulfanyl] benzène
Figure imgf000022_0001
Dans un ballon tricol placé sous atmosphère d'azote, surmonté d'un réfrigérant à carboglace et d'une ampoule de coulée, le thiophénol (10,2 mL, 100 mmol) est additionné goutte à goutte, en 40 min à 00C, sur une suspension de NaH (6 g, 150 mmol) dans du DMF anhydre (100 mL) . Le mélange est ensuite agité à 0 0C pendant 30 min puis refroidi à -500C. Le dibromodifluorométhane (27 mL, 300 mmol) est alors ajouté à -500C. Le mélange est ensuite agité pendant 3 h à cette température puis 30 min à température ambiante. De l'eau (100 mL) est ajoutée au mélange réactionnel puis le produit est extrait par l'éther éthylique (3 x 100 mL) . Les phases organiques sont lavées par de l'eau (3 x 100 mL) et séchées sur MgSO4. Après évaporation du solvant, le résidu est distillé sous pression réduite ( 97°C/34mmHg) pour fournir le [ (Bromodifluorométhyl) sulfanyl] benzène sous forme d'un liquide incolore (15,3 g, 60%) CCM : Rf 0,7 (pentane) RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ -22,53 (s, 2F) RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δ7,43 (m, 2H, H2) , 7,52 (m, IH,
H1), 7,66 (d, 2H, H3, 3JH2-H3 = 7,4 Hz) .
RMN 13C (75 MHz, CDCl3) : δ 119,41 (t, IC, CF2, 1JF-C = 336,0
Hz), 127,30 (t, IC, C Ar 4, 3JF-c = 1,1 Hz), 129,58
(s, 2C, CAr 2) , 131,18 (s, IC, CAr i) , 136,52 (s, 2C,
CAr 3) •
Exemple 6 d±fluoro (phénylsulfanyl)méthyl] triméthylsilane
2
-S-CF2SiMe3
2 h 3
M = 232,37 g. mol"1
Sous atmosphère inerte, PhSCF2Br (4,8 g, 20 mmol, obtenu selon le mode opératoire de l'exemple 5) est ajouté goutte à goutte à une suspension de tournures de magnésium (960 mg, 40 mmol), de chlorure de triméthylsilyle (10,2 mL, 80 mmol) et de THF anhydre (50 mL) refroidie à 00C. Le mélange est encore agité à 00C pendant 1 h puis à température ambiante pendant I h. Le mélange est ensuite concentré et le solide résultant est lavé à l'éther de pétrole. La phase organique est évaporée sous vide pour fournir le difluoro (phényl- sulfanyl) méthyl] triméthylsilane sous forme d'un liquide jaune (4,3 g, 92%) .
CCM : Rf 0,5 (pentane)
RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ -88,01 (s, 2F)
RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δθ,25 (s, 9H, Si(CHs)3),
7,35-7-40 (m, 3H, H2 et Hi), 7,58-7,61 (m, 2H, H3) .
RMN 13C (75 MHz, CDCl3) : δ -4,08 (t, 3C, Si(CH3)3, 3JF-c
= 1,3 Hz) , 126,44 (t, IC, C Ar 4, 3JF-c = 4,1 Hz), 128,93 (s, 2C, CAr 2), 129,40 (s, IC, CAr 1) , 134,10 (t, IC, CF^ 1JF-C = 300,2 Hz) , 136,30 (t, 2C, CAr 3, 4Jp-C = 1,1 Hz) . Exemple 7 Fluorure de difluoro(phénylsulfanyl)méthanesulfonyle
Figure imgf000024_0001
M = 242,24 g.mol"1
Une solution de dioxyde de soufre est préparée par bullage de dioxyde de soufre (3,9 g, 61 mmol) dans une solution d' acétonitrile anhydre (20 mL) à température ambiante. Cette solution est ajoutée sur PhSCF2SiMe3 (4,3 g,
18,4 mmol, obtenu selon le mode opératoire de l'exemple 6) et agitée à température ambiante sous atmosphère inerte. Le CsF anhydre (2,8 g, 18,5 mmol) est ensuite ajouté sur le mélange réactionnel qui est agité à température ambiante pendant une nuit. La réaction est suivie par CCM et par RMN
19F (CDCl3) jusqu'à disparition de PhSCF2SiMe3. Le F-TEDA
(7,15 g, 20 mmol) est ajouté sur le mélange à -20°C qui est ensuite agité 1 h à température ambiante. Le mélange est concentré et le résidu solide lavé par de l'éther éthylique
(10 x 50 mL) . Le filtrat est évaporé et le produit purifié par distillation au four à boules. Le fluorure de difluoro-
(phénylsulfanyl) méthanesulfonyle est obtenu sous forme de liquide incolore (2,5 g, 57%).
CCM : Bf 0,6 (pentane)
RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ 35,06 (t, IF, SO2F, 3JF_F = 4,6
Hz), -76,08 (d, 2F, -SCF2-, 3JF_F = 4,6 Hz) .
RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δ7,46 (dd, 2H, H2, 3JH2-HI = 3JH2-H3 = 7,5 Hz) , 7,56 (t, IH, Hi, 3JHI-H2 = 7,5 Hz), 7,71
(d, 2H, H3, 3JH3-H2 = 7,5 Hz) .
RMN 13C (75 MHz, CDCl3) : δ 121,83 (t, IC, C Ar 4, 3JF_C = 3,0
Hz), 126,56 (td, IC, CF2, 1JF-C = 323,3 Hz, 2JF_C = 32,9 Hz) , 129,95 (s, 2C, CAr 2) , 132,13 (s, IC, CAE i), 137.52 (t, 2C, CAr 3, 4JF_C = 1.1 Hz) . Exemple 8
N-Benzyl-2- (phénylsulfanyl) -1,1,2 , 2-tétrafluoro- éthanesuifonamide
Figure imgf000025_0001
A une solution de 1, 2-dichloroéthane (20 mL) , contenant le PhSCF2CF2SO2F (2,09 g, 7,2 mmol) obtenu selon le procédé de l'exemple 3, on ajoute de la benzylamine fraichement distillée (4 mL, 37 mmol) . Le mélange est agité et chauffé à 500C pendant 20 h jusgu'à disparition de PhSCF2CF2SO2F (suivi par CCM et RMN 19F/CDC13) . Après retour à température ambiante, une solution aqueuse de HCl (10%) est ajoutée au milieu réactionnel . Les phases aqueuses et organiques sont séparées et la phase aqueuse est extraite par du dichlorométhane. Les phases organiques sont regroupées et séchées sur MgSÛ4. Après filtration et évapόration des solvants, le résidu est purifié par chromatographie sur gel de silice (Pentane à Pentane/AcOEt 4/1) . Le sulfonamide est obtenu sous forme de solide blanc (2,1 g, 77%) .
CCM : Rf 0,8 (pentane/AcOEt 4/1) RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ -85,29 (t, 2F, SCF2, 3JF_F = 5,7 Hz), -109,84 (t, 2F, CF2SO2N, 3JF_F = 5,7 Hz).
RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δ 4,45 (d, 2H, H8, 3JH7-H8 = 5,8 Hz), 5,05 (t, IH, NH, 3JH7-H8 = 5,8 Hz) 7,31-7,53 (m, 8H, HAr) , 7,68 (d, 2H, H3, 3JH2-H3 = 7,2 Hz).
RMN 13, (75 MHz, CDCl3) : δ 48,52 (s, C8), 116,09 (tt, IC, CF2, 1JF-C = 294,2 Hz, 2Jp-C = 36,8 Hz), 123,24 (tt, IC, CF2, 1JF-C = 290,3 Hz, 2JF_C = 32,3 Hz), 123,51 (t, IC, CAr4, 3JF-C = 2,7 Hz), 128,00 (s, CAr) , 128,56 (s, CAE), 129,07 (s, CAr), 129,48 (s, CAr) , 131,077 (s, CAr) , 135,67 (s, CAr9) , 137,45 (s, 2C, CAr3) . Exemple 9
N-Benzyl-2- (phénylsulfanyl) -1 , 1 , 2 , 2-tétraf luoro-N- ( trif luoromé thylsulf onyl ) éthanesulf onamide
Figure imgf000026_0001
A une solution de dichlorométhane (10 rαL) contenant le PhSCF2CF2SO2NHBn préparé selon l'exemple 8 (750 mg, 2 iranol) on ajoute de la DIEA (420 μL, 2,4 mmol). De l'anhydride trifligue (CF3SO2) 20 (510 μL, 3 mmol) est ensuite ajouté au mélange à 00C qui est agité 30 min à cette température puis 1 h à température ambiante (suivi RMN 19F/CDC13) . Une solution aqueuse de HCl (3%) est ajoutée au mélange, les phases aqueuses et organiques sont séparées et la phase aqueuse est extraite par du dichlorométhane. Les phases organiques sont regroupées et séchées sur MgS04 et les solvants sont évaporés. Le résidu est dissous dans du pentane à chaud et le surnageant est récupéré. Après évaporation du solvant, le sulfonamide est obtenu sous forme de solide blanc (925 mg, 91%) .
RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ -72,82 (s, 3F, CF3), -85,89 (s large, 2F, SCF2), -102,85 (s large, 2F, CF2SO2N).
RMN ""H (300 MHz, CDCl3) : δ 5,07 (s, 2H, H8), 7,37-7,55 (m, 8H, HAr) , 7,65 (d, 2H, H3, 3JH2-H3 = 7,4 Hz).
RMN 13, (75 MHz, CDCl3) : δ 56,56 (s, C8), 116,70 (tt, IC, CF2, 1JF-C = 305,2 Hz, 2JF_C = 39,0 Hz), 119, 15 (q, IC, C7, , 1JF-C = 324,9 Hz), 122,50 (tt, IC, CF2, 1JF-C = 292,4 Hz, 2JF-C = 31,3 Hz), 122,89 (t, IC, CAr4, 3JF-c = 3,3 Hz), 128,89 (s, CAr) , 129,65 (s, CAr) , 129,71 (s, CAr), 130,12 (s, Car), 131,43 (s, CAr) , 132,27 (s, CAr9) , 137,52 (s, 2C, CAr3) . Exemple 10
2- (phénylsulfanyl) -1 , 1 , 2 , 2-tétrafluoro-N- (trlfluoro- méthylsulfonyl) éthanesulfonamidure de lithium
1
Figure imgf000027_0001
On prépare une solution dans l ' éthanol (5 mL) du composé préparé selon l'exemple 9 (510 mg, 1 mmol) . Le mélange est agité 8 h à température ambiante puis LiOH-H2O (42 mg, 1 mmol) est ajouté. Le mélange est alors agité pendant une nuit puis évaporé à sec. Le résidu est dissous dans l'éther diéthylique puis filtré. Après évaporation du filtrat et lavage du solide résultant par du pentane, le sel de lithium est obtenu sous forme de solide blanc (385 mg, 90%) .
RMN 19F (282 MHz, Acétone D6) : δ -80,29 (s, 3F, CF3),
-84,94 (t, 2F, SCF2, 3JF-F = 5,7 Hz), -112,04 (t,
2F, CF2SO2N, 3JF-F = 5,7 Hz).
RMN 1H (300 MHz, Acétone Dβ) : δ 7,46-7,58 (m, 3H, HAr) ,
7,67-7,70 (m, 2H, H3) .
RMN 13, (75 MHz, Acétone D6) : δ 115,06 (tt, IC, CF2, 1JF-C =
293,1 Hz, 2JF-C = 34,4 Hz), 120,59 (q, IC, Cl, , 1JFF--,C
= 321,5 Hz), 123,99 (tt, IC, CF2, 1JF-C = 290,4 Hz, 2JF-c = 32,5 Hz), 124,41 (m, IC, CAr4) , 130,19 (s, Car), 131,59 (s, CAr) , 137,86 (s, 2C, CAr3) .
Exemple 11
2- (phénylsulfanyl) -1 F 1 , 2 , 2-tétrafluoro-N- (trlfluorométhanesulfonyl) éthanesulfonamldure de trié thyl ammonl vαα
Figure imgf000027_0002
M = 522 , 52 g . mol -1 On prépare une solution dans 1 ' éthanol (4 itiL) du composé préparé selon l'exemple 9 (350 mg, 0,7 mmol) . Le mélange est agité 8 h à température ambiante puis de la triéthylamine (100 μL, 0,7 mmol) est ajoutée. Le mélange est alors agité pendant une nuit puis évaporé à sec. Le résidu est lavé par du pentane (élimination du surnageant) . Après séchage sous vide, le sel de triéthylammonium est obtenu sous forme de liquide jaune (300 mg, 82%) .
RMN 19F (282 MHz, CDCl3): δ -79,39 (s, 3F), -84,97 (m, 2F, PhSCF2) , -110,65 (m, 2F, CF2CFaSO2N).
RMN 1H (300 MHz, CDCl3): δ 1,23 (t, 9H, H8, 3JH8-H9 = 7.3 Hz), 3,07-3,14 (m, 6H, H9) , 6,78 (s large, IH, NH), 7,34-7,47 (m, 3H, HAr) , 7,62 (d, 2H, H3, 3JH2-H3 = 7,2 Hz) . RMN 13C (75 MHz, CDCl3): δ 114,65 (tt, 1J0-F= 294,2 Hz, 2JC-F
= 35,9 Hz), 119,72 (q, C7, 1J0-F= 320,9 Hz), 123,26
(tt, 1J0-F = 290,0 Hz, 2J0-F = 32,0 Hz), 123,46 (t,
CAr4 , 3J0-F = 2 , 7 Hz ) , 12 9 , 31 ( s , CAr2 ) , 130 , 90 ( s ,
CAΓI ) / 137 , 24 ( s , CAr3 ) . Le sel de triéthylammonium obtenu a été séché sous vide pendant 48 heures à 12O0C pour éliminer toute trace d'eau, puis stocké en boîte à gants sous argon. Le liquide visqueux obtenu après ce traitement a été utilisé pour imprégner un séparateur macroporeux en polyéthylène/polypropylène pendant 12 heures en boîte à gants. Ensuite, on a monté le séparateur imprégéné dans une cellule de mesure de conductivité est alors montée et on a effectué les mesures de 25 à 1100C. Une conductivité de 1,8 mS/cm a été obtenue à 1100C. La mesure effectuée sur le sel pur, c'est-à-dire sans support macroporeux a fourni une valeur de 4,5 mS/cm à 1100C. Exemple 12
2- (phénylsulfanyl) -1 , 1 , 2 , 2-tétrafluoro-N- [2- (phényl- sulfanyl) -1 , 1,2,2-tétrafluoroéthanesulfonyl] - éthanesulfonamide de lithium
Figure imgf000029_0001
Une solution IM (1 mL, Immol) du dérivé lithié de l'hexaméthyldisilazane dans le THF est ajouté à -200C au composé PhSCF2CF2SO2F (584 mg, 2 mmol) , le mélange est agité à température ambiante pendant 24 h puis chauffé à 70°c pendant 6 jours. Le mélange est évaporé et le solide résiduel lavé au pentane. Le sel de lithium recherché est obtenu sous forme d'un solide blanc (230 mg, 40%) contaminé par guelques impuretés fluorées.
RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ -83,33 (t, 2F, SCF2, 3JF_F = 8,0 Hz), -112,78 (t, 2F, CF2SO2N, 3JF_F = 8,0 Hz).
RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δ 7,43-7,55 (m, 3H, Hi et H2), 7, 60-7,63 (m, 2H, H3) .
Exemple 13
N-Benzyl-2- (phénylsulfonyl) -1,1,2,2- tétrafluoroéthanesulfonamide
Figure imgf000029_0002
A une solution de 1, 2-dichloroéthane (5 mL) , contenant le PhSO2CF2CF2SO2F (325 mg, 1 mmol) préparé selon le procédé de l'exemple 4, on ajoute de la benzylamine fraichement distillée (550 μL, 5 mmol) . Le mélange est agité et chauffé à 500C pendant 20 h jusqu'à disparition de PhSO2CF2CF2SO2F (suivi CCM et RMN 19F/CDC13) . Après retour à température ambiante, une solution aqueuse de HCl (10%) est ajoutée au milieu réactionnel . Les phases aqueuses et organiques sont séparées et la phase aqueuse est extraite par du dichlorométhane . Les phases organiques sont regroupées et séchées sur MgSO4. Après filtration et évaporation des solvants, le résidu est purifié par chromatographie sur gel de silice (Pentane à Pentane/AcOEt 4/1) . Le sulfonamide est obtenu sous forme de solide blanc (340 mg, 83%) . RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ -110,09 (m, 2F), -110,25 (m,
2F) . RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δ 4,47 (d, 2H, H8, 3JH7-H8 = 5,7
Hz) , 5,30 (t, IH, NH, 3JH7-H8 = 5,7 Hz), 7,30-7,39 (m, 5H, HAr) , 7,65-7,70 (m, 2H, H2) , 7,81-7,87 (m, IH, H1), 8,04 (d, 2H, H3, 3JH2-H3 = 7,7 Hz) .
Exemple 14 N-Benzyl-2- (phénylsulfonyl) -1, 1 , 2 , 2-tétrafluoro-N-
(trifluorométhanesulfonyl)éthanesulfonam±dβ
Figure imgf000030_0001
A une solution de dichlorométhane (5 mL) , contenant le PhSO2CF2CF2SOaNHBn (205 mg, 0,5 mmol) obtenu selon le procédé de l'exemple 13, on ajoute de la DIEA (100 μL, 0,55 mmol). De l'anhydride triflique (150 μL, 0,85 mmol) est ensuite ajouté au mélange à 00C qui est agité 30 min à cette température puis 1 h à température ambiante (suivi RMN 19F/CDC13) . Une solution aqueuse de HCl (3%) est ajoutée au mélange; les phases aqueuses et organiques sont séparées et la phase aqueuse est extraite par du dichlorométhane. Les phases organiques sont regroupées et séchées sur MgSO4 et les solvants sont évaporés. Le résidu est dissous dans du pentane à chaud et le surnageant est récupéré. Après évaporation du solvant, le sulfonimide est obtenu sous forme de solide blanc (120 mg, 44%) . EMN 19τ (282 MHz, CDCl3) : δ -72,67 (s, 3F, CF3) , -103,30 (s large, 2F) , -110,23 (s large, 2F) .
RMN -""H (300 MHz, CDCl3) : δ 5,07 (s, 2H, H8) , 7,26-7,49 (m, 5H, HAr) , 7,65 (dd, 2H, H2, , 3JHi-H2 = 3JH2-H3 = 7,5 Hz) , 7,85 (t, IH, Hi, 3JHi-H2 = 7,5 Hz) , 8,01 (d, 2H, H3, 3JH2-H3 = 7,5 Hz) .
Exemple 15
2- (phénylsulfonyl) -1, 1,2,2-tétrafluoro-N- (trifluorométhanesulfonyl) éthanesulfonamidure de lithium
Figure imgf000031_0001
On prépare une solution dans l ' éthanol (10 mL) du composé préparé selon l'exemple 14 (800 mg, 1,5 mmol) . Le mélange est agité 8 h à température ambiante puis LiOH-H2O (63 mg, 1 mmol) est ajouté. Le mélange est alors agité pendant une nuit puis évaporé à sec. Le résidu est dissous dans l'éther diéthylique puis filtré. Après évaporation du filtrat et lavage du solide résultant par du pentane, le sel de lithium est obtenu sous forme de solide blanc (400 mg, 59%) . RMN 19F (282 MHz, DMSO) : δ -79,17 (s, 3F, CF3), -110,49
(m, 2F) , -111,75 (m, 2F) .
RMN 1H (300 MHz, DMSO) : δ 7,78-7,84 (m, 2H, HAr) , 7,96-
8,02 (m, IH, HAr) , 8,05-8,08 (m, 2H, HAr) •
Exemple 16 N-Benzyl-difluoro- (phénylsulfanyl)méthanesulfonamide
Figure imgf000031_0002
A une solution de 1, 2-dichloroéthane (15 mL) , contenant le PhSCF2SO2F (1,46 g, 5 mmol) obtenu selon le procédé de l'exemple 7, on ajoute de la benzylamine fraîchement distil- lée (2,7 mL, 25 mmol) . Le mélange est agité et chauffé à
50°C pendant 20 h jusqu'à disparition de PhSCF2SO2F (suivi par CCM et RMN 19F/CDC13) . Après retour à température ambian- te, une solution aqueuse de HCl (10%) est ajoutée au milieu réactionnel. Les phases aqueuses et organiques sont séparées et la phase aqueuse est extraite par du dichlorométhane . Les phases organiques sont regroupées et séchées sur MgSO4.
Après filtration et évaporation des solvants, le résidu est purifié par chromatographie sur gel de silice (Pentane à
Pentane/AcOEt 4/1) . Le sulfonamide est obtenu sous forme de solide blanc (1,5 g, 90%) .
RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ -77,99 (s, 2F) RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δ 4,40 (d, 2H, H7, 3JH6-H7 =
5,8 Hz) , 4,94 (t, IH, NH, 3JH6-H7 = 5,8 Hz) , 7,29-
7,53 (m, 8H, HAr) , 7,70 (d, 2H, H3, J Ηm2--H3
7,0 Hz) .
RMN 13C (75 MHz, CDCl3) : δ 48,40 (s, Cl) 1 123,77 (t, CAr4,
3Jc-F = 2.7 Hz) , 127,90 (s, CAr) , 128,07 (t, C5, 1J0- F = 320.0 Hz) , 128,35 (s, CAr) , 128,95 (s, CAr) , 129,46 (s, Car) , 131,01 (s, CAr) , 136,06 (s, CAr8) , 137,15 (t, CAr3, 4J0-F = 1,1 Hz) .
Exemple 17
N-Benzyl-difluozo- (phénylsulfanyl) -N- trxfluorométhanesulfonylmétha.nesulfonamidβ
Figure imgf000032_0001
A une solution de dichlorométhane (10 mL) , contenant le PhSCF2SO2NHBn préparé selon l'exemple 16 (1,49 g, 4,5 mmol) on ajoute de la DIEA (830 μL, 4,75 mmol) . De l'anhydride triflique (CF3SO2J2O (1,15 mL, 6,75 mmol) est ensuite ajouté au mélange à O0C qui est agité 30 min à cette température puis 1 h à température ambiante (suivi RMN 19F/CDC13) . Une solution aqueuse de HCl (3%) est ajoutée au mélange, les phases aqueuses et organiques sont séparées et la phase aqueuse est extraite par du dichlorométhane . Les phases organiques sont regroupées et séchées sur MgSC>4 et les solvants sont évaporés. Le résidu est dissous dans du pentane à chaud et le surnageant est récupéré. Après évaporation du solvant, le sulfonamide est obtenu sous forme de solide blanc (1,85 g, 89%) .
RMN 19F (282 MHz, CDCl3): δ -72,59 (s, 2F), -72,96 (s, 3F) RMN ""H (300 MHz, CDCl3): δ 5,03 (s, 2H, H7 ) 7,34-7,56 (m, 8H, HAE), 7,69 (d, 2H, H3, 3JH2-H3 = 7,3 Hz).
RMN 13, (75 MHz, CDCl3): δ 56,33 (s, C7), 118,99 (q, C6, 1J0-F = 324,9 Hz), 122,44 (t, CAr4, 3Jc-F = 3,0 Hz), 128,77 (s, Car), 128,87 (t, C5, 1J0-F = 327,9 Hz), 129,46 (s, CAr), 129,73 (s, CAr) , 129,95 (s, CRX),
131,71 (s, CAr) , 132,69 (s, CAr8) , 137,42 (t, CAr3, 4JC_F = 1,1 Hz) .
Exemple 18 difluoro-phénylsulfanyl-N- (trifluorométhanesulfonyl)méthanesulfonamidure de lithium
Figure imgf000033_0001
On prépare une solution dans 1 ' éthanol (20 mL) du composé préparé selon l'exemple 17 (1,38 g, 3 mmol) . Le mélange est agité 8 h à température ambiante puis LiOH. H2O (125 mg, 3 mmol) est ajouté. Le mélange est alors agité pendant une nuit puis évaporé à sec. Le résidu est dissous dans l'éther diéthylique puis filtré. Après évaporation du filtrat et lavage du solide résultant par du pentane, le sel de lithium est obtenu sous forme de solide blanc (950 mg, 85%) .
RMN 19F (282 MHz, Acétone D6) : δ -79,00 (s, 2F), -80,08 (s, 3F) RMN 1H (300 MHz, Acétone Dβ) : δ 7.41-7.53 (m, 3H, HAr) ,
7 , 63-7, 66 (m, 2H, H3) . RMN 13C (75 MHz, Acétone D6) : δ 120,95 (q, C6, 1Jc-F =
321,8 Hz), 126,05 (m, CAr4) , 128,72 (t, C5, 1J0-F = 319,4 Hz), 130,01 (s, CAr) , 131,12 (s, CAr) , 137,37
(s, CAr) .
Exemple 19 W-Benzyl- (phénylsulfonyl) difluorométhanesulfonamide
On a préparé le N-Benzyl- (phénylsulfonyl) difluorométha- nesulfonamide à partir du fluorure de difluoro (phénylsulfonyl ) méthanesulfonyle .
Préparation du fluorure de difluoro (phénylsulfonyl) méthane- sulfonyle .
A une solution de PhSCF2SO2F (2,23 g, 9,2 mmol) , préparé selon le mode opératoire décrit dans l'exemple 7, dans du dichlorométhane anhydre (90 mL) on a ajouté 12 g, (70 mmol) d'acide métachloroperbenzoïque . Le milieu réactionnel est agité à température ambiante pendant 3 jours (suivi par RMN 19F) puis filtré sur gel de silice et lavé par du CH2Cl2. Après évaporation du solvant, le résidu est purifié par chromatographie sur gel de silice (Pentane/CH2C12, 4/1) . Le fluorure de difluoro (phénylsulfonyl) méthanesulfonyle est obtenu sous forme de liquide incolore. CCM : Rf 0,65 (Pentane/CH2C12, 1/1) RMN 19F (282 MHz, CDCl3) : δ 49,28 (t, IF, SO2F, 3JF_F =
5,7 Hz), -99,40 (d, 2F, CF2, 3JF-F = 5,7 Hz).
RMN 1H (300 MHz, CDCl3) : δ7.70(t, 2H, H2, 3JH2-H3 = 3JH2-HI =
7,6 Hz) , 7,90 (t, IH, Hi, 3JHI-H2 = 7,6 Hz) , 8,09 (d, 2H, H3, 3JH2.H3 = 7,6 Hz) . RMN 13C (75 MHz, CDCl3) : δ 118,76 (td, IC, CF2, 1Jp-C =
336,3 Hz, 3JF-c = 30,0 Hz) , 130,24 (s, 2C, CAr 2) , 130,99 (s, IC, CAr 4), 131,58 (s, 2C, C Ar 3) , 137,66 (s, IC, CAr i) . Préparation du N-Benzyl- (phénylsulfonyl) difluorométhane- sulfonamide
On a mis en œuvre le procédé suivant. A une solution du fluorure de sulfonyle (1,1 mmol) dans le 1, 2-dichloroéthane anhydre (C ≈ 0,2 M) on a ajouté, sous atmosphère inerte et - 20 0C, de la benzylamine fraîchement distillée (5,5 mmol) . Le mélange est agité et lentement ramené à température ambiante pendant 20 h jusqu'à disparition du fluorure de sulfonyle (suivi par CCM et RMN 19F/CDC13) . Après retour à température ambiante, une solution aqueuse de HCl (10%) est ajoutée au milieu réactionnel . Les phases aqueuses et organiques sont séparées et la phase aqueuse est extraite par du dichlorométhane . Les phases organiques sont réunies et séchées sur MgSO4. Après filtration et évaporation des solvants, le résidu est purifié par chromatographie sur gel de silice (Pentane à Pentane/AcOEt 4/1) . On a ainsi obtenu 0,30 g (0,83 mmol) de N-benzyl sulfonamide à partir de 1,1 mmol de PhSO2CF2SO2F (rendement : 78%) sous forme d'un solide blanc.
Figure imgf000035_0001
M : 361,38 g.mol"1
CCM : Rf = 0,8 (pentane/AcOEt 4/1)
F. : 72°C
RMN 19F δ = -102,36 (s) RMN 1H δ = 4,49 (d, 2H, 3JH6-H7 = 5,8 Hz, H7) , 5,62 (t, IH, 3JH6-HV = 5,8 Hz, NH) , 7,34-7,37 (m, 5H, HAr) , 7,64 (m, 2H, H2) , 7,82 (m, IH, Hi) , 8,02 (m, 2H, H3) .
RMN 13, δ = 48,39 (s, C7) , 118,91 (t, 1Jc-F = 331,2 Hz, C5) , 127, 91 (s, Car) , 128,31 (s, CAr) , 128,86 (s, CAr) , 129, 62 (s, CAr2) , 131,03 (m, CAr3) , 132,11 (s, CAr4 ou CAr8) , 135,68 (s, CAr4 ou CAr8) , 136,50 (s, CArl) . Exemple 20 Λ/-Benzyl-Λ/-trifluorométhanesulfonyl-(phénylsulfanyl)difluorométhanesulfonamide
On a mis en œuvre le procédé suivant. A une solution ≈ 0,2 M dans le dichlorométhane de IV-benzyl sulfonamide (1 éq.) obtenu selon le procédé de l'exemple 19, maintenue sous atmosphère inerte, on a ajouté de la DIEA (1,0 éq.) . De l'anhydride triflique (1,5 éq.) est ensuite ajouté au mélange à O0C. Ce mélange est agité pendant 30 min à cette température, puis pendant 1 h à température ambiante (suivi RMN F/CDCI3) . En fin de réaction, les produits volatils sont évaporés. Le résidu est dissous dans du pentane à chaud et le surnageant est récupéré. Après évaporation du solvant, on a obtenu 1,85 g ( 4,01 mmol) de N-benzyl sulfonimide qui répond à la formule ci-après, sous forme d'un solide blanc, à partir de 4,5 mmol de PhSCF2SO2NHBn (rendement : 89%) .
Figure imgf000036_0001
M : 461,45 g.mol-1
F. : 80-840C
RMN 19F δ = -72,59 (s, 2F) , -72,96 (s, 3F) RMN 1H δ = 5,03 (s, 2H, H7) 7,34-7,56 (m, 8H, HAr) , 7,69 (d, 2H, 3JH2-H3 = 7,3 Hz, H3) .
RMN 13C δ = 56,33 (s, C7) , 118,99 (q, 1Jc-F = 324,9 Hz, CF3) , 122,44 (t, 3Jc-F = 3,0 Hz, CAr4) , 128,77 (s, CAr) , 128,87 (t, 1Jc-F = 327,9 Hz, CF2) , 129,46 (s, CAr) , 129,73 (s, CAr) , 129,95 (s, CAr) , 131,71 (s, CAr) , 132,69 (s, CAr8) , 137,42 (t, 4 Jc-F = 1,1 Hz, CAr3) .
Exemple 21 Λ/-(trifluorométhanesulfonyl)-phénylsulfonyl-difluoro méthanesulfonamidure de lithium
On a mis en oeuvre le procédé suivant. Une solution de N-benzyl sulfonimide obtenu selon le procédé de l'exemple
20 (1 éq) dans l'éthanol (C ≈ 0,2 M) est agitée pendant 8 h à température ambiante, puis LiOH. H20 (1 éq.) est ajouté. Le mélange est alors agité pendant une nuit à température ambiante, puis évaporé à sec. Après évaporation des produits volatils, le résidu est dissous dans l'éther diéthylique puis filtré. Après évaporation du filtrat et lavage du solide résultant au pentane, on obtient 0,20 g (0,49 mmol) du suif onimidure de lithium répondant à la formule ci- dessous, sous forme de solide blanc, à partir de 0,72 mml de PhSO2CF2SO2N(Bn)SO2CF3 (rendement : 76%)
Figure imgf000037_0001
M : 409,26 g. mol"1
RMN 19F (Acétone-d6) δ= -80,29 (s, 3F) , -103,75 (s, 2F) RMN 1H (Acétone-d6) δ = 3,14 (s large, H2O liée) , 7,71 (m, 2H, H2) , 7,86 (m, IH, H1) , 8,05 (m, 2H, H3) .
RMN 13, (Acétone-dg) δ= 119,46 (t, 1Jc-F = 329,3 Hz, CF2) , 120,79 (q, 1J0-F = 321,3 Hz, CF3) , 130,12 (s, CAr2) , 131,62 (s, CAr3) , 134,94 (s, CAr4) , 136,63 (s, CArl) .
SM : (ESI-MeOH) m/z = 402,0 (M", 100%) , 404,0 [ (M+2)~, 10%] , 810,6 [ (2M+Li)~, 9%] , 827,5 [ (2MH-Na)", 7%] .
SMHR : calculé pour C8H5F5NO6S3: 401,9199; trouvé: 401,9193
Exemple 22
IV- (trifluorométhanesulfonyl) -phénylsulfanyl- difluorométhanesulfonamidure de triéthylammonium
On a mis en oeuvre le procédé suivant. Une solution de N-benzyl sulfonimide (1 éq. ) dans l'éthanol (5 mL) est agitée pendant 8 h à température ambiante puis de la tri- éthylamine (1 éq.) est ajoutée. Le mélange est agité pendant une nuit puis évaporé à sec. Après évaporation des produits volatils, le résidu est lavé par du pentane (élimination du surnageant) . Après séchage sous vide, on a obtenu 0,37 g (0,79 mmol) du sel de triéthylammonium répondant à la formule ci-dessous, sous forme d'une huile jaune, à partir de 0,9 mmol de PhSCF2SO2N(Bn)SO2CF3. (rendement : 88%).
Figure imgf000038_0001
RMN 19F δ = -78,62 (s, 2F) , -79,09 (s, 3F) RMN 1H δ = 1,33 (t, 9H, 3JH7-H8 = 7,3 Hz, H7) , 3,16 (q, 6H, 3JH7-H8 = 7,3 Hz, H8) , 7,08 (s large, NH) , 7,35-7,48 (m, 3H, Har) , 7,69 (d, 2H, 3JR2-H3 = 7,3 Hz, H3) .
RMN 13/ δ = 8,51 (s, C7) , 47,01 (s, C8) , 119,77 (q, 1Jc-F = 321,8 Hz, CF3) , 124,27 (t, 3JC-F = 2,2 Hz, CAr4) , 127,77 (t, 1Jc-F = 319,7 Hz, CF2) , 129,26 (s, CAr2) , 130, 64 (s, CATI) , 136,86 (s, CA3r) .
Exemple 23
Préparation d'un film d' électrolyte polymère sec
On a préparé deux films d' électrolyte polymère sec à partir d'un poly(oxyde d'éthylène) POE (fourni par la société Aldrich, Mw=5,106) et du 2- (phénylsulfanyl) -1, 1, 2, 2- tétrafluoro-N- (trifluorométhylsulfonyl) -éthanesulfonamidure de lithium de l'exemple 10, séché sous vide dynamique pendant 48 h. POE et le suifonimidure sont dissous dans de 1' acétonitrile en boîte à gant sous argon. Deux essais ont été effectuées avec les proportions requises pour obtenir des rapport O/Li différents (rapport du nombre d'unité oxygène solvatant au nombre d'ions Li+ introduits). Chacune des solutions est laissée sous agitation pendant une nuit. Ensuite elle est coulée dans un anneau de verre collé sur une surface de téflon et laissées à évaporer une nuit. Les deux films dont l'épaisseur est entre 60 μm et 200 μm ont ensuite été séchés sous vide dynamique à 800C pendant 48 h et stockés en boîte à gant.
Les électrolytes ont été caractérisés par calorimétrie différentielle à balayage DSC (differential scanning calori- metry) à 5°C par minute de -1000C à 1000C. Les capsules de mesures sont scellées en boîte à gant sous argon et conservées sous argon jusqu'au moment de la mesure où elles sont placées sous balayage d'azote, afin de prévenir toute prise d'eau qui perturberait les mesures. Chaque échantillon est soumis à une première montée en température suivie d'une descente rapide et d'une seconde montée en température. Les propriétés des polymères semi-cristallins dépendant en gran- de partie de l'histoire thermique du matériau, on s'assure ainsi d'une bonne reproductibilité des mesures au second passage. La température de transition vitreuse (Tg) est mesurée au point d'inflexion du thermogramme obtenu par DSC, et le point de fusion est déterminé au début du pic de fusion. Les résultats sont synthétisés dans le tableau I ci- dessous, dans lequel :
0/li représente le rapport du nombre d'atomes d'oxygène solvataήts au nombre d'atomes de lithium apportés par le sulfonylimidure dans le matériau obtenu par mélange de POE et du sulfonylimidure ;
Tgi et Tg2 représentent les températures de transition vitreuse déterminées respectivement au cours de la lere et de la 2eitιe montée en température Tfi et Tf2 représentent les températures de fusion déterminées respectivement au cours de la lere et de la 2eme montée en température ;
ΔHfusi et ΔH fus 2 représentent les enthalpies de fusion déterminées respectivement au cours de la 1ère et de la lème montée en température.
Tableau I
Figure imgf000039_0001
Le sulfonylimidure de lithium diminue la cristallinité et la température de fusion des électrolytes polymères par rapport au POE pur. On en déduit que ce sel exerce un effet plastifiant .
On a mesuré la conductivité d' électrolytes polymères secs POEZPhSCF2SO2NSO2CF3Li sur trois échantillons pour lequels le rapport O/LI était respectivement de 30,4, 23,2 et 13,9. Les mesures ont été réalisées par spectroscopie d'impédance électrochimique, en utilisant un spectromètre d'impédance HP 4192A LF impédance analyser. L' électrolyte a alors été monté en boîte à gant entre 2 cales en acier inoxydable dans une cellule Swagelok étanche, un ressort exerçant une pression constante sur l' électrolyte . Les mesures de conductivité ont été réalisées à des températures décroissantes jusqu'à 55°C après une stabilisation d'au moins 2 heures à une température de 800C, avant le début des mesures, de manière à avoir un bon contact aux électrodes. Un temps de stabilisation d'au moins une heure est respecté pour chaque température. Après la mesure à 550C, la cellule est refroidie jusqu'à 20°C. Une montée en température est alors réalisée après le maintien des cellules à 200C pendant 12 h de manière à laisser le temps à une éventuelle cristal- lisation. Plusieurs mesures ont été effectuées pendant la stabilisation à 200C. Les mesures de 20 à 500C ont alors été effectuées à température croissante. La température est contrôlée au moyen d'une enceinte thermostatée Vôtsch Indus- trietechnik VTM 4004. L'épaisseur des films d' électrolyte est mesurée en fin de mesure, avec un palmer Mitutoyo IP 54, de manière à ce qu'une éventuelle diminution d'épaisseur due à un fluage à haute température résulte en une sous évaluation des conductivités à haute température . La figure 1 résume les résultats obtenus pour les électrolytes préparés comme expliqué ci-dessus avec le sel PhSCF2SOaNSO2CF3Li.
Exemple 24
(1-Phénylsulfanyl-difluororométhyl) trifluorométhyl sulfonyliza±dure d'hexylméthylimidazolium
A une solution de difluoro-phénylsulfanyl-N- (trifluoro- méthanesulfonyl) -méthanesulfonamidure de lithium préparé selon le procédé de l'exemple 18 (165 mg ; 0,44 mmole) dans l'acétone (6 ml), on ajoute le chlorure d' hexyl-méthylimida- zolium (89 mg ; 0,44 mmole) solubilisé dans l'eau distillée
(4 ml) . La solution est agitée à température ambiante pen- dant 16 h, puis les solvants sont éliminés par évaporation sous vide. Le résidu est solubilisé dans le chloroforme
(20 ml), puis lavé avec de l'eau distillée (20 ml). La phase aqueuse est extraite avec du chloroforme (2 * 20 ml) puis avec du dichlorométhane (3 * 20 ml). Les phases organiques sont réunies, séchées sur Na2SC>4, et les solvants éliminés par évaporation sous vide pour donner le (1-Phénylsulfanyl- difluorométhyl) trifluorométhylsulfonylimidure d' hexylméthyl- imidazolium (186 mg/79%) sous forme d'huile jaune. La formule du composé est donnée ci-après .
Figure imgf000041_0001
8 9
Les spectres RMN du proton 1H, carbone 13C et du fluor 19F révèlent une réaction propre sans trace de matières premières résiduelles. Les déplacements chimiques des protons 1H, du carbone 13C et du fluor 19F sont donnés dans les tableaux II, III et IV ci-dessous. RMN 19F : δ = -78,60 (s, 2F), -79,30 (s, 3F) RMN IH : δ= 0,82 (m, 3H), 1,20-1,36 (m, 6H), 1,79 (m, 2H), 3,87 (m, 3H), 4,10 (m, 2H), 7,25-7,41 (m, 5H), 7,60-7,64 (m, 2H), 8,81 (m, IH).
RMN 13C : δ = 13,80 (s), 22,26 (s), 25,71 (s), 30,02 (s), 30,91 (s), 36,27 (s), 50,06 (s), 122,07 (s, CAr), 123,63 (s, CAr), 124,62 (m, CAr4), 129,12 (s, CAr), 130,40 (s, CAr), 136,30 (s, CAr7), 136,88 (s, CAr). Le liquide ionique constitué par le sel d' imidazolium est séché 3 jours sous vide à 1300C pour éliminer toute trace d'eau, puis stocké en boîte à gants. Des mesures de conductivité sont effectuées sur un échantillon réalisé en imprégnant un séparateur en polyéthylène/polypropylène macroporeux par le liquide ionique. Le séparateur macroporeux est utilisé pour assurer la tenue mécanique. L'imprégnation a lieu durant 12 heures en boîte à gants, la cellule de conductivité est alors montée. Les mesures de conductivité sont effectuées de 200C à 1300C avec une stabilisation de 2 h à chaque température. Les conductivités sont données sur la figure 2. La conductivité est de 4,7.10"4 S/cm à 900C. Les mesures de conductivité du sel d" imidazolium pur, sans membrane macroporeuse, ont également été réalisées, on obtient une conductivité de 6.5.10"4 à 900C.
Exemple 25 Complexes copolymère réticulé /PhSCF2CF2SO2NSO2CFaLi
On a préparé des électrolytes selon le mode opératoire suivant. Un macromonomère de masse moyenne 8000 g/mole ayant une fonction acrylate polymérisable à ses deux extrémités a été préparé à partir d'un mélange d'oxyde d' éthylène et d'oxyde de propylène. L'analyse RMN a montré que le macromonomère était un copolymère à tendance statistique comprenant 75 motifs oxyéthylène pour 25 motifs oxypropylène, ces derniers conférant au macromonomère un caractère amorphe.
3 g du macromonomère ont été dissous, en boîte à gants, dans l' acétonitrile . On y a ajouté du peroxyde de benzoyle de sorte à atteindre un rapport de 5% de peroxyde par rapport aux motifs acrylates. Après évaporation de l' acétonitrile à température ambiante pendant 12 heures en boîte à gants, le produit a été chauffé à 700C pendant lh30 en boite à gants, pour réaliser la réticulation .
On a ensuite découpé des disques dans la membrane obtenue après réticulation et on a extrait le polymère non réticulé à l' acétonitrile pendant 15 jours en renouvelant 6 fois le bain d' acétonitrile . Les disques ont ensuite été traités sous vide pour éliminer l' acétonitrile et pesés. Une solution" d' acétonitrile contenant la quantité de sel à incorporer est alors versée sur chaque disque. Les disques sont ensuite traités sous vide pendant 48 h afin d'éliminer l' acétonitrile, et stockés en boîte à gant. Les disques sont ensuite pesées pour déterminer la quantité de sel incorporée. On a ainsi obtenu des électrolytes en forme de disques, dans lesquels la concentration O/Li est respectivement de 14,0, 29,3 et 35,3.
Caractérisation thermique Les électrolytes ont été caractérisés par DSC (differential scanning calorimetry) à 5°C par minute de -1000C à 1000C. Les capsules de mesures sont scellées en boîte à gants sous argon et conservées sous argon jusqu'au moment de la mesure où elles sont placées sous balayage d'azote sec, afin d'empêcher toute prise d'eau qui perturberait les mesures. Les résultats sont rassemblés dans le tableau 10. La température de transition vitreuse Tg est respectivement de -49°C, -47°C et -36°C pour les concentrations O/Li de 14,0, 29,3 et 35,3.
Mesures de conductivité
Les mesures de conductivité ont été réalisées pour un complexe copolymère réticulé / PhSCF2CF2SO2NSO2CF3Li ayant un taux O/Li de 35,3, par spectroscopie d'impédance électrochimique, en utilisant un spectromètre d'impédance HP 4192A LF impédance analyser. L' électrolyte a été monté en boîte à gants entre 2 cales en acier inoxydable dans une cellule Swagelok étanche . Un ressort exerçant une pression constante sur l' électrolyte . Les mesures de conductivité ont été réalisées à température décroissante de 900C jusqu'à -100C avec une stabilisation de 2 heures pour chaque température, avant le début des mesures. La température est contrôlée au moyen d'une enceinte thermostatée Vôtsch Industrietechnik VTM 4004. L'épaisseur des films d' électrolyte est mesurée avec un palmer Mitutoyo IP 54.
La figure 3 représente l'évolution de la conductivité (S. cm"1), en fonction de la température. En raison du carac- tère amorphe, les conductivités en fonction de l'inverse de la température suivent un comportement VTF (Vogel-Tamman- Fulcher) . Ainsi des conductivités de 0,01 mS/cm sont obtenues dès de 250C et la conductivité dépasse 0,1 mS/cm au- dessus de 600C.

Claims

Revendications
1. Procédé de préparation d'un suifonylimidure répondant à la formule [R-SO2-N-SO2R1IrM (I), caractérisé en ce qu'il consiste à préparer un sulfonimide N-substitué (II) RSO2N(R") SO2R' à partir de RSO2F (III), et à remplacer le groupe R" par une réaction de substitution nucléophile pour obtenir le suifonylimidure (I), R" étant un groupe benzyle ou triméthylsilyle, étant entendu que, dans les formule (I), (II) et (III) : • R représente un groupe répondant à la formule Ar-Z-L- ;
• R' représente un groupe perfluoroalkyle linéaire ou ramifié, de préférence un groupe CF3 ou C2F5, ou un groupe Ar-Z-L- ;
• Z représente un groupe sulfure, sulfinyle ou sulfonyle ; • L représente un groupe de formule - (CF2) n-CFRf- ;
• n est 0 ou 1 ;
• Rf représente F ou groupe perfluoroalkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone ;
• Ar et le cas échéant Ar' représentent chacun un groupement aromatique choisi dans le groupe constitué par les groupements aromatiques monocycliques ; les groupements aromatiques polycycliques ayant des noyaux condensés ou non condensés ; et les groupements aromatiques hétérocycliques, bicycliques à cycles con- denses ou non, ou monocycliques ;
• M est un cation de valence r, choisi parmi les cations de métal alcalin, de métal alcalino-terreux, ou de métal trivalent ou tétravalent, et les cations organiques choisi parmi les ions ammonium, phosphonium, imidazo- lium, guanidinium, pipéridinium, pyrolidinium, pyridi- nium, ou quinolinium.
2. Procédé selon la revendication 1, pour la préparation d'un composé (I) dans lequel R' est identique à Ar-Z-L, caractérisé en ce le composé (II) est obtenu par réaction du composé R-SO2F avec un sel d' hexaméthyldisilazane (CH3) 3Si)2N" A+ (A étant un cation de métal alcalin ou un ion ammonium quaternaire.
3. Procédé selon la revendication 1, pour la préparation d'un composé (I) dans lequel R" est un groupe perfluoro- alkyle, caractérisé en ce que le composé (II) est obtenu par une procédé comprenant les étapes suivantes: réaction de R-SO2F (III) avec la benzylamine ou l ' allylamine en excès, neutralisation par HCl et l'isolement du composé R- SO2NH(R") (Il'b), réaction du composé (Il'b) avec l'anhydride (R' SO2) 20, en présence d'une aminé tertiaire, pour obtenir le composé (II) (R-SO2NSO2R(R") .
4. Procédé selon la revendicaion 3, caractérisé en ce que l'on fait réagir le composé (II) (R-SO2NSO2R(R") avec un réactif choisi parmi les hydroxydes et les halogénures de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux, les hydroxydes et les halogénures d'ion ammonium quaternaire, les alcoola- tes de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux, les alcoolates d'ammonium quaternaire, les amidures de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux, les amidures d'ammonium quaternaire, les aminés secondaires, les aminés tertiaires et les alcools aliphatiques .
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la réaction est effectuée en présence d'un alcool.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que M est un cation organique portant un ou plusieurs substituant (s) choisis indépendamment les uns des autres parmi : l'hydrogène ; - les groupes alkyle ; les groupements aromatiques monocycliques ; les groupements aromatiques polycycliques à noyaux condensés ou non condensés ; les groupements aromatiques hétérocycli- ques dans lesquels 1 ' hétéroatome est un atome d'azote, lesdits groupements hétérocycliques étant polycycliques à noyaux condensés ou non condensés, ou monocycliques.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que Ar et le cas échéant Ar' font partie d'une unité récur- rente d'une chaîne polymère.
8. Procédé selon la revendication 1, caractéréisé en ce que Ar porte un ou plusieurs substituants choisis parmi :
• les atomes d'halogène, Cl-CH2-, et les groupes Q1-O-CH2- dans lesquels Q1 est H, un groupe alkyle ou un groupe acyle ;
• Un groupement hydroxyle, les groupements éther Q2-0-, ester carboxylique Q2C(O)O- et sulfonate Q2-SO2-O-, Q2 représentant un groupement alkyle ou un groupement aryle ; • les groupements aliphatiques ou aromatiques possédant une insaturation éthylénique, éventuellement substitué ;
• les groupements amino-N (Q3) (Q4)- dans lesquels Q3 et Q4 représentent chacun indépendamment de l'autre H, un groupe alkyle, un groupe aryle, un groupe arylalkyle ou un groupe acyle ;
• les groupes trialkylsilyle ;
• les groupes oxirane ;
• les groupements électroattracteurs choisis parmi les groupements perfluoroalkyle, les groupes alkylsulfonyle ou arylsulfonyle, les groupes halogénure de sulfonyle, les groupes ester, nitrile, carbonate cyclique ou nitro.
9. Composé répondant à la formule [R-SO2-N-SO2R' ] rM (I), dans laquelle :
• R représente un groupe répondant à la formule Ar-Z-L- ; • R' représente un groupe perfluoroalkyle linéaire ou ramifié ou un Ar-Z-L- ;
• Z représente un groupe sulfure, sulfinyle ou sulfonyle ;
• L représente un groupe de formule -(CF2Jn-CFR-
• n est 0 ou 1 • RRff rreepprréésseennttee F ou groupe perfluoroalkyle ayant de 1 à 8 atomes de carbone • Ar est un groupement aromatique choisi dans le groupe constitué par les groupements aromatiques monocycliques ; les groupements aromatiques polycycliques ayant des noyaux condensés ou non condensés ; et les groupe- ments aromatiques hétérocycliques, bicycliques à cycles condensés ou non, ou monocycliques ;
• M est un cation de valence r, choisi parmi les cations de métal alcalin, de métal alcalino-terreux, ou de métal trivalent ou tétravalent, et les cations organiques ammonium, phosphonium, imidazolium, guanidinium, pipéri- dinium, pyrolidinium, pyridinium, ou quinolinium.
10. Composé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il répond à l'une des formules (Ar-S-L-SO2) 2N~M+ (Ias) , (Ar-SO-L-SO2) 2N~M+ (Iaso) ou (Ar-SO2-L-SO2) 2N~M+ (IaS02).
11. Composé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il répond à la formule [Ar-Z-L-SO2-N-SO2-R '] rM (Ib) dans laquelle R' est un groupe perfluoroalkyle .
12. Composé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il répond à la formule [Ar-Z- (CF2) 2-S02-N-SO2R' ] rM (Ic) ou [Ar-Z-CF2-SO2-N-SO2R1JrM (Ic').
13. Composé selon la revendication 9, caractérisé en ce que Ar fait partie d'une unité récurrente d'une chaîne polymère .
14. Composé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il répond à la formule (Ar-Z-L-SO2) N (SO2-R' ) "M+ (Ie), dans laquelle M est un cation monovalent choisi parmi les ions lithium, ammonium quaternaire, ammonium porte au moins un atome H et imidazolium.
15. Composé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il répond à la formule (If) (Ar-Z-L-SO2-N-SO2R' ) " 2M2+ dans laquelle M est Ca ou Mg.
16. Composé selon la revendication 9, caractérisé en ce que Ar est un groupe phényle sans substituant ou portant au moins un substituant choisi parmi les halogènes, les groupes trialkylsilyle ; le groupement hydroxyle ; les groupes hydroxyles, éther et ester carboxylique ; le groupe benzoyloxy PhC(O)O- ; le groupe acétyloxy CH3C(O)O-) ; et les groupes Q3--O-CH2- dans lesquels Q1 est H, un groupe alkyle ou un groupe acyle ; les groupements vinyle (CH=CH2-) , allyle (CH2=CH-CH2-) , vinyloxy, allyloxy ou acryl- oyloxy (CH2=CH-C(O)-O-) ; et les groupements amino.
17. Composé selon la revendication 9, caractérisé en ce que Ar représente un groupe pyridine .
18. Composé répondant à la formule RSO2N(R11JSO2R' (II) obtenu comme intermédiaire dans le procédé de la revendication 1.
19. Electrolyte comprenant un suifonylimidure selon la revendication 9.
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