WO2012137813A1 - ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt. More specifically, the present invention relates to a method for producing a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt that can efficiently remove impurities by-produced.
- This application claims priority on April 6, 2011 based on Japanese Patent Application No. 2011-084184 for which it applied to Japan, and uses the content here.
- Fluorine-containing alkanesulfonimide salts represented by impurities (FSO 2 ) (RfSO 2 ) NM and / or (C n HF 2n SO 2 ) (RfSO 2 ) NM are difficult to remove by known purification techniques.
- An object of the present invention is to produce a high-purity bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt by effectively removing these impurities.
- the present invention relates to a method for producing a high-purity bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt, which solves the above-described problems with the following configuration.
- a first aspect of the present invention is represented by a general formula: (RfSO 2 ) 2 NM (wherein Rf is a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and M is Li, Na, or K).
- a second aspect of the present invention is a method for producing a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt according to the first aspect, wherein the alkali metal hydroxide comprises lithium hydroxide, sodium hydroxide, and hydroxide.
- a method for producing a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt which is at least one selected from the group consisting of potassium.
- a third aspect of the present invention is a method for producing a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt according to the first or second aspect, wherein the alkali metal hydroxide is the fluorinated alkanesulfonimide salt: This is a method for producing a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt in a ratio of 4 to 10 moles per mole.
- a fourth aspect of the present invention is a method for producing a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt according to any one of the first to third aspects, wherein the water is a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt: This is a method for producing a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt in a ratio of 0.5 to 5 parts by mass with respect to 1 part by mass.
- a fifth aspect of the present invention is a method for producing a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt according to any one of the first to fourth aspects, wherein the water and the alkali metal hydroxide are added. This is a method for producing a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt, wherein the heating temperature is 50 to 100 ° C. and the heating time is 2 to 50 hours.
- a high-purity bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt can be provided.
- the salt containing the bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt represented by the general formula: (RfSO 2 ) 2 NM and the fluorine-containing alkanesulfonimide salt as an impurity is the bis (perfluoroalkanesulfone) imide.
- the salt which consists of a salt and an impurity may be sufficient.
- a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt substantially represented by the above general formula: (RfSO 2 ) 2 NM, and the above general formula: (FSO 2 ) (RfSO 2 ) NM and / or (C n HF 2n It may be composed of a fluorine-containing alkanesulfonimide salt represented by SO 2 ) (RfSO 2 ) NM.
- the salt used in this method preferably contains 80% or more of a bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt represented by the above general formula: (RfSO 2 ) 2 NM.
- Impurity (FSO 2 ) (RfSO 2 ) NM is represented by reaction formula (2): SO 2 F 2 + RfSO 2 NHM ⁇ (FSO 2 ) (RfSO 2 ) NM + HF (2) Generate with Further, (C n HF 2n SO 2 ) (RfSO 2 ) NM is represented by reaction formula (3): C n HF 2n SO 2 F + RfSO 2 NHM ⁇ (C n HF 2n SO 2 ) (RfSO 2) NM + HF (3) Generate with
- the fluorine-containing alkanesulfonimide salt reacts with an alkali metal hydroxide and decomposes into RfSO 2 NHM, MF, M 2 SO 4 and the like.
- the alkali metal hydroxide may be water-soluble, and one or more selected from the group consisting of lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide may be used in combination. More preferred is a hydroxide containing the same alkali metal as the bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt.
- the alkali metal hydroxide is preferably in a ratio of 4 to 10 moles per mole of fluorine-containing alkanesulfonimide salt. If the ratio of the alkali metal hydroxide is less than 4 mol, the decomposition of the impurities tends to be insufficient, and if it exceeds 10 mol, the content of the alkali metal hydroxide in the bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt tends to increase. It is in.
- Water is preferably in a ratio of 0.5 to 5 parts by mass with respect to 1 part by mass of bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt. If the ratio of water is less than 0.5 parts by mass, the concentration of the slurry becomes high, and the decomposition of the fluorine-containing alkanesulfonimide salt may be insufficient. If the amount exceeds 5 parts by mass, when bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt is crystallized and recovered, the amount of bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt dissolved in water increases, and the recovery rate may decrease.
- the bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt and a salt containing the fluorinated alkanesulfonimide salt as impurities A mixture of alkali metal hydroxide and water is heated.
- the heating temperature is preferably 50 to 100 ° C. If the heating temperature is less than 50 ° C, the fluorine-containing alkanesulfonimide salt may be insufficiently decomposed, and if it exceeds 100 ° C, bumping may occur.
- the heating time is preferably 2 to 50 hours, more preferably 2 to 20 hours. If the heating time is less than 2 hours, decomposition of the fluorine-containing alkanesulfonimide salt may be insufficient, and even if it exceeds 50 hours, no remarkable effect can be obtained.
- [3] Recovery of bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt As a method for recovering the bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt, a known method such as extraction or crystallization may be used. For example, in the case of bis (perfluoroalkanesulfone) imide potassium, a method of filtering after cooling crystallization is preferable. In the case of bis (perfluoroalkanesulfone) imide lithium or bis (perfluoroalkanesulfone) imide sodium, a method of extraction using an organic solvent such as ethyl acetate is preferred.
- a high-purity bis (perfluoroalkanesulfone) imide salt can be produced.
- bis (perfluoroalkanesulfone) imide lithium or bis (perfluoroalkanesulfone) imide sodium high purity bis (perfluoroalkanesulfone) imide potassium is produced by the above production method, and this bis (perfluoroalkanesulfone) It can also be produced by salt exchange from imidopotassium.
- Example 1 In a 300 cm 3 glass flask, CF 3 SO 3 K: 10%, CF 3 SO 2 NHK: 1%, (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ) NK: 3% (0.0111 mol), and (HCF 2 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ) NK: 2% (0.0066 mol) containing (CF 3 SO 2 ) 2 NK: 100 g and 5% KOH aqueous solution: 100 g (KOH: 0.0891 mol) The mixture was stirred at 20 ° C. for 20 hours. Next, the mixture was cooled to 20 ° C. over 5 hours, and (CF 3 SO 2 ) 2 NK was crystallized, followed by filtration.
- Example 2 145 g of the filtrate obtained in Example 1 was concentrated to 80 g, (CF 3 SO 2 ) 2 NK was crystallized at 20 ° C., and then filtered to give a second crystal of (CF 3 SO 2 ) 2 NK: 26 g was obtained.
- the impurities of the second crystal were analyzed, and as a result, CF 3 SO 3 K: 0.2%, CF 3 SO 2 NHK: 0.03%, (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ) NK And (HCF 2 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ) NK were below the detection limit.
- the total yield of the first crystal and the second crystal was 90%.
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Abstract
一般式:(RfSO2)2NM(式中、Rfは炭素数1~4のペルフルオロアルキル基であり、Mは、Li、NaまたはKである)で表されるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩と、不純物として含フッ素アルカンスルホンイミド塩を含む塩中に、水とアルカリ金属水酸化物を添加し、加熱して、前記含フッ素アルカンスルホンイミド塩を分解させた後、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を回収する、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法。
Description
本発明は、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法に関する。より詳しくは、副生する不純物を効率よく除去することができるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法に関する。
本願は、2011年4月6日に、日本に出願された特願2011-084184号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2011年4月6日に、日本に出願された特願2011-084184号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
一般式:(RfSO2)2NM(式中、Rfは炭素数1~4のペルフルオロアルキル基であり、Mは、Li、NaまたはKである)で表されるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩は、反応式(1): RfSO2F+RfSO2NHM →(RfSO2)2NM+HF (1)
で得られる。ここで、不純物としては、水由来のRfSO3M、残存する原料のRfSO2NHM、原料のRfSO2Fに含まれるSO2F2由来の(FSO2)(RfSO2)NM、原料のRfSO2Fに含まれるCnHF2nSO2F由来の(CnHF2nSO2)(RfSO2)NM(式中、nは1~4の整数である)等がある。
で得られる。ここで、不純物としては、水由来のRfSO3M、残存する原料のRfSO2NHM、原料のRfSO2Fに含まれるSO2F2由来の(FSO2)(RfSO2)NM、原料のRfSO2Fに含まれるCnHF2nSO2F由来の(CnHF2nSO2)(RfSO2)NM(式中、nは1~4の整数である)等がある。
(RfSO2)2NMの精製方法としては、有機溶媒や水からの再結晶や抽出が知られている(特許文献1、2)。これらの方法では、RfSO3M、RfSO2NHM、SO2F2およびCnHF2nSO2Fは除去できるが、含フッ素アルカンスルホンイミド塩の(FSO2)(RfSO2)NMおよび(CnHF2nSO2)(RfSO2)NMの除去に関することは記載されていない。
不純物である(FSO2)(RfSO2)NMおよび/または(CnHF2nSO2)(RfSO2)NMで表される含フッ素アルカンスルホンイミド塩は、公知の精製手法では除去が困難である。本発明は、これらの不純物を効果的に除去して高純度のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を製造することを目的とする。
本発明は、以下に示す構成によって上記課題を解決する、高純度のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法に関する。
本発明の第一の態様は、一般式:(RfSO2)2NM(式中、Rfは炭素数1~4のペルフルオロアルキル基であり、Mは、Li、NaまたはKである)で表されるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩および、不純物として一般式:(FSO2)(RfSO2)NMおよび/または(CnHF2nSO2)(RfSO2)NM(式中、nは1~4の整数である)で表される含フッ素アルカンスルホンイミド塩を含む塩中に、水とアルカリ金属水酸化物を添加し、加熱して、前記一般式:(FSO2)(RfSO2)NMおよび/または(CnHF2nSO2)(RfSO2)NM(式中、nは1~4の整数である)で表される含フッ素アルカンスルホンイミド塩を分解させた後、前記ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を回収することを特徴とする、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法である。
本発明の第二の態様は、前記第一の態様にかかるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法であって、前記アルカリ金属水酸化物が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムからなる群より選択される少なくとも1種である、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法である。
本発明の第三の態様は、前記第一または第二の態様にかかるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法であって、前記アルカリ金属水酸化物が、前記含フッ素アルカンスルホンイミド塩:1モルに対して、4~10モルの比率である、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法である。
本発明の第四の態様は、前記第一から第三のいずれかの態様にかかるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法であって、前記水が、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩:1質量部に対して、0.5~5質量部の比率である、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法である。
本発明の第五の態様は、前記第一から第四のいずれかの態様にかかるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法であって、前記水とアルカリ金属水酸化物を添加した後の加熱温度が、50~100℃であり、加熱時間が2~50時間である、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法である。
本発明の第一の態様は、一般式:(RfSO2)2NM(式中、Rfは炭素数1~4のペルフルオロアルキル基であり、Mは、Li、NaまたはKである)で表されるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩および、不純物として一般式:(FSO2)(RfSO2)NMおよび/または(CnHF2nSO2)(RfSO2)NM(式中、nは1~4の整数である)で表される含フッ素アルカンスルホンイミド塩を含む塩中に、水とアルカリ金属水酸化物を添加し、加熱して、前記一般式:(FSO2)(RfSO2)NMおよび/または(CnHF2nSO2)(RfSO2)NM(式中、nは1~4の整数である)で表される含フッ素アルカンスルホンイミド塩を分解させた後、前記ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を回収することを特徴とする、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法である。
本発明の第二の態様は、前記第一の態様にかかるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法であって、前記アルカリ金属水酸化物が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムからなる群より選択される少なくとも1種である、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法である。
本発明の第三の態様は、前記第一または第二の態様にかかるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法であって、前記アルカリ金属水酸化物が、前記含フッ素アルカンスルホンイミド塩:1モルに対して、4~10モルの比率である、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法である。
本発明の第四の態様は、前記第一から第三のいずれかの態様にかかるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法であって、前記水が、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩:1質量部に対して、0.5~5質量部の比率である、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法である。
本発明の第五の態様は、前記第一から第四のいずれかの態様にかかるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法であって、前記水とアルカリ金属水酸化物を添加した後の加熱温度が、50~100℃であり、加熱時間が2~50時間である、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法である。
本発明によれば、高純度のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を提供することができる。
以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。なお、%は特に示さない限り、また数値固有の場合を除いて質量%である。
本発明のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法では、一般式:(RfSO2)2NM(式中、Rfは、炭素数1~4のペルフルオロアルキル基であり、Mは、Li、NaまたはKである)で表されるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩と、不純物として一般式:(FSO2)(RfSO2)NMおよび/または(CnHF2nSO2)(RfSO2)NM(式中、nは1~4の整数である)で表される含フッ素アルカンスルホンイミド塩(以下、含フッ素アルカンスルホンイミド塩という)を含む塩中に、水とアルカリ金属水酸化物を添加し、加熱して、前記一般式:(FSO2)(RfSO2)NMおよび/または(CnHF2nSO2)(RfSO2)NM(式中、nは1~4の整数である)で表される含フッ素アルカンスルホンイミド塩(以下、含フッ素アルカンスルホンイミド塩という)を分解させた後、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を回収する。回収は、抽出および晶析等の手法を用いて行うことができる。
ここで、上記一般式:(RfSO2)2NMで表されるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩と、不純物としての上記含フッ素アルカンスルホンイミド塩を含む塩は、上記ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩と不純物からなる塩であってもよい。例えば、実質的に上記一般式:(RfSO2)2NMで表されるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩と、上記一般式:(FSO2)(RfSO2)NMおよび/または(CnHF2nSO2)(RfSO2)NMで表される含フッ素アルカンスルホンイミド塩からなるものであってもよい。この方法に用いる塩は、上記一般式:(RfSO2)2NMで表されるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を80%以上含むことが好ましい。
不純物である(FSO2)(RfSO2)NMは、反応式(2): SO2F2+RfSO2NHM →(FSO2)(RfSO2)NM+HF(2)
で生成する。また、(CnHF2nSO2)(RfSO2)NMは、反応式(3): CnHF2nSO2F+RfSO2NHM
→ (CnHF2nSO2)(RfSO2)NM+HF (3)
で生成する。
で生成する。また、(CnHF2nSO2)(RfSO2)NMは、反応式(3): CnHF2nSO2F+RfSO2NHM
→ (CnHF2nSO2)(RfSO2)NM+HF (3)
で生成する。
含フッ素アルカンスルホンイミド塩は、アルカリ金属水酸化物と反応して、RfSO2NHM、MF、M2SO4等に分解する。
〔1〕アルカリ金属水酸化物の添加
まず、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を主体とする塩中に、水とアルカリ金属水酸化物を添加する。
まず、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を主体とする塩中に、水とアルカリ金属水酸化物を添加する。
アルカリ金属水酸化物は、水溶性であればよく、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムからなる群より選択される1種または2種以上を併用してもよい。ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩と同一のアルカリ金属を含む水酸化物であるとより好ましい。
アルカリ金属水酸化物は、含フッ素アルカンスルホンイミド塩:1モルに対して、4~10モルの比率であると好ましい。アルカリ金属水酸化物の比率が、4モル未満では不純物の分解が不十分になり易く、10モルを超えるとビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩中のアルカリ金属水酸化物の含有量が増加する傾向にある。
水は、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩:1質量部に対して、0.5~5質量部の比率であると好ましい。水の比率が、0.5質量部未満では、スラリーの濃度が高くなり、含フッ素アルカンスルホンイミド塩の分解が不十分になるおそれがある。5質量部を超えると、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を晶析させて回収する場合に、水に溶解するビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩が多くなり、回収率が低くなるおそれがある。
〔2〕含フッ素アルカンスルホンイミド塩の分解
次に、含フッ素アルカンスルホンイミド塩を分解させるために、前記ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩および不純物として前記含フッ素アルカンスルホンイミド塩を含む塩と、アルカリ金属水酸化物、水の混合物を加熱する。ここで、加熱温度は、50~100℃であると好ましい。加熱温度が、50℃未満では含フッ素アルカンスルホンイミド塩の分解が不十分になるおそれがあり、100℃を超えると突沸するおそれがある。また、加熱時間は、2~50時間であると好ましく、2~20時間であると、より好ましい。加熱時間が2時間未満では含フッ素アルカンスルホンイミド塩の分解が不十分になるおそれがあり、50時間を超えても格段の効果は得られない。
次に、含フッ素アルカンスルホンイミド塩を分解させるために、前記ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩および不純物として前記含フッ素アルカンスルホンイミド塩を含む塩と、アルカリ金属水酸化物、水の混合物を加熱する。ここで、加熱温度は、50~100℃であると好ましい。加熱温度が、50℃未満では含フッ素アルカンスルホンイミド塩の分解が不十分になるおそれがあり、100℃を超えると突沸するおそれがある。また、加熱時間は、2~50時間であると好ましく、2~20時間であると、より好ましい。加熱時間が2時間未満では含フッ素アルカンスルホンイミド塩の分解が不十分になるおそれがあり、50時間を超えても格段の効果は得られない。
〔3〕ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の回収
ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を回収する方法は、抽出、晶析等公知の方法を用いればよい。例えば、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミドカリウムの場合は、冷却晶析後、ろ過する方法が好ましい。ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミドリチウムまたはビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミドナトリウムの場合は、酢酸エチル等の有機溶媒を用いて抽出する方法が好ましい。
ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を回収する方法は、抽出、晶析等公知の方法を用いればよい。例えば、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミドカリウムの場合は、冷却晶析後、ろ過する方法が好ましい。ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミドリチウムまたはビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミドナトリウムの場合は、酢酸エチル等の有機溶媒を用いて抽出する方法が好ましい。
上記により、高純度のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を製造することができる。また、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミドリチウムまたはビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミドナトリウムの場合は、高純度のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミドカリウムを上記の製造方法によって製造し、このビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミドカリウムからの塩交換等によっても製造することができる。
以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例1〕
300cm3ガラスフラスコに、CF3SO3K:10%、CF3SO2NHK:1%、(FSO2)(CF3SO2)NK:3%(0.0111mol)、および(HCF2SO2)(CF3SO2)NK:2%(0.0066mol)を含有している(CF3SO2)2NK:100gと、5%KOH水溶液:100g(KOH:0.0891mol)を入れ、80℃で20時間加熱攪拌した。次に、5時間かけて20℃まで冷却し、(CF3SO2)2NKを晶析させた後、ろ過し、(CF3SO2)2NKの第一結晶:50gとろ液:145gを得た。第一結晶の不純物を19F-NMRで分析した結果、CF3SO3K:0.2%、CF3SO2NHK:0.02%、(FSO2)(CF3SO2)NKおよび(HCF2SO2)(CF3SO2)NKは検出限界以下であった。
300cm3ガラスフラスコに、CF3SO3K:10%、CF3SO2NHK:1%、(FSO2)(CF3SO2)NK:3%(0.0111mol)、および(HCF2SO2)(CF3SO2)NK:2%(0.0066mol)を含有している(CF3SO2)2NK:100gと、5%KOH水溶液:100g(KOH:0.0891mol)を入れ、80℃で20時間加熱攪拌した。次に、5時間かけて20℃まで冷却し、(CF3SO2)2NKを晶析させた後、ろ過し、(CF3SO2)2NKの第一結晶:50gとろ液:145gを得た。第一結晶の不純物を19F-NMRで分析した結果、CF3SO3K:0.2%、CF3SO2NHK:0.02%、(FSO2)(CF3SO2)NKおよび(HCF2SO2)(CF3SO2)NKは検出限界以下であった。
〔実施例2〕
実施例1で得られたろ液145gを濃縮して80gとし、20℃で(CF3SO2)2NKを晶析させた後、ろ過して(CF3SO2)2NKの第二結晶:26gを得た。実施例1と同様に、第二結晶の不純物を分析した結果、CF3SO3K:0.2%、CF3SO2NHK:0.03%、(FSO2)(CF3SO2)NKおよび(HCF2SO2)(CF3SO2)NKは検出限界以下であった。また、第一結晶と第二結晶の合計収率は、90%であった。
実施例1で得られたろ液145gを濃縮して80gとし、20℃で(CF3SO2)2NKを晶析させた後、ろ過して(CF3SO2)2NKの第二結晶:26gを得た。実施例1と同様に、第二結晶の不純物を分析した結果、CF3SO3K:0.2%、CF3SO2NHK:0.03%、(FSO2)(CF3SO2)NKおよび(HCF2SO2)(CF3SO2)NKは検出限界以下であった。また、第一結晶と第二結晶の合計収率は、90%であった。
〔比較例1〕
5%KOH水溶液:100gに変えて、水:100を用いた以外は、実施例1と同様にして、(CF3SO2)2NKの第一結晶:48gを得た。実施例1と同様に、第一結晶の不純物を分析した結果、CF3SO3K:0.2%、CF3SO2NHK:0.02%、(FSO2)(CF3SO2)NK2%、(HCF2SO2)(CF3SO2)NK:2%であった。
5%KOH水溶液:100gに変えて、水:100を用いた以外は、実施例1と同様にして、(CF3SO2)2NKの第一結晶:48gを得た。実施例1と同様に、第一結晶の不純物を分析した結果、CF3SO3K:0.2%、CF3SO2NHK:0.02%、(FSO2)(CF3SO2)NK2%、(HCF2SO2)(CF3SO2)NK:2%であった。
〔比較例2〕
500cm3ガラスフラスコに、CF3SO3K:10%、CF3SO2NHK:1%、(FSO2)(CF3SO2)NK:3%、および(HCF2SO2)(CF3SO2)NK:2%含有している(CF3SO2)2NK:100gと、水100gを入れ、80℃で20時間加熱攪拌した。次に、5時間かけて20℃まで冷却し、酢酸エチル200ml加えて、1時間攪拌の後、分液し、酢酸エチル層を濃縮して(CF3SO2)2NKを80g得た。不純物を19F-NMRで分析した結果、CF3SO3K:0.2%、CF3SO2NHK:1%、(FSO2)(CF3SO2)NK3%、(HCF2SO2)(CF3SO2)NK:2%であった。
500cm3ガラスフラスコに、CF3SO3K:10%、CF3SO2NHK:1%、(FSO2)(CF3SO2)NK:3%、および(HCF2SO2)(CF3SO2)NK:2%含有している(CF3SO2)2NK:100gと、水100gを入れ、80℃で20時間加熱攪拌した。次に、5時間かけて20℃まで冷却し、酢酸エチル200ml加えて、1時間攪拌の後、分液し、酢酸エチル層を濃縮して(CF3SO2)2NKを80g得た。不純物を19F-NMRで分析した結果、CF3SO3K:0.2%、CF3SO2NHK:1%、(FSO2)(CF3SO2)NK3%、(HCF2SO2)(CF3SO2)NK:2%であった。
上記のように、KOH水溶液を使用した実施例1、2では、(FSO2)(CF3SO2)NKおよび(HCF2SO2)(CF3SO2)NKを検出限界以下にすることができた。これに対して、KOH水溶液を使用しない比較例1、2では、(FSO2)(CF3SO2)NK2~3%、(HCF2SO2)(CF3SO2)NK:2%であった。
本発明によれば、従来法では分離が困難であった含フッ素アルカンスルホンイミド塩を分離し、高純度のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を製造することができる。
Claims (9)
- 一般式:(RfSO2)2NM(式中、Rfは、炭素数1~4のペルフルオロアルキル基であり、Mは、Li、NaまたはKである)で表されるビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩と、不純物として一般式:(FSO2)(RfSO2)NMおよび/または(CnHF2nSO2)(RfSO2)NM(式中、nは1~4の整数である)で表される含フッ素アルカンスルホンイミド塩を含む塩中に、水とアルカリ金属水酸化物を添加し、加熱して、前記一般式:(FSO2)(RfSO2)NMおよび/または(CnHF2nSO2)(RfSO2)NM(式中、nは1~4の整数である)で表される含フッ素アルカンスルホンイミド塩を分解させた後、前記ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩を回収することを特徴とする、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法。
- 前記アルカリ金属水酸化物が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1記載のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法。
- 前記アルカリ金属水酸化物が、含フッ素アルカンスルホンイミド塩:1モルに対して、4~10モルの比率である、請求項1または2記載のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法。
- 前記水が、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩:1質量部に対して、0.5~5質量部の比率である、請求項1または2記載のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法。
- 前記水が、ビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩:1質量部に対して、0.5~5質量部の比率である、請求項3記載のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法。
- 前記水とアルカリ金属水酸化物を添加した後の加熱温度が、50~100℃であり、加熱時間が2~50時間である、請求項1または2記載のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法。
- 前記水とアルカリ金属水酸化物を添加した後の加熱温度が、50~100℃であり、加熱時間が2~50時間である、請求項3記載のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法。
- 前記水とアルカリ金属水酸化物を添加した後の加熱温度が、50~100℃であり、加熱時間が2~50時間である、請求項4記載のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法。
- 前記水とアルカリ金属水酸化物を添加した後の加熱温度が、50~100℃であり、加熱時間が2~50時間である、請求項5記載のビス(ペルフルオロアルカンスルホン)イミド塩の製造方法。
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