一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法。本發(fā)明一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，包括如下步驟：1）氯磺酸和氯磺酰異氰酸酯在催化劑存在的條件下反應(yīng)獲得雙氯磺酰亞胺；2）雙氯磺酰亞胺和氟化氫在催化劑存在的條件下反應(yīng)獲得雙氟磺酰亞胺；3）雙氟磺酰亞胺和堿性鉀化合物反應(yīng)獲得雙氟磺酰亞胺鉀鹽。本發(fā)明所提供的雙氟磺酰亞胺鉀鹽的制備方法，能夠在第一步反應(yīng)采用氯磺酸與氯磺酰異氰酸酯作原料，避免了SO2和HCl等廢氣的產(chǎn)生，更符合環(huán)保要求。
【專利說明】
一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種含氟化合物（雙氟磺酰亞胺鉀， potassium bis(fluorosulfonyl)imide，KFSI)的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，雙氟磺酰亞胺鉀在熔鹽電池、硬涂膜、導(dǎo)電膜、抗靜電粘結(jié)劑上的用途受 起了關(guān)注。
[0003] 專利JP2013087019,使用氨基磺酸、氯磺酸和二氯亞砜反應(yīng)先制備雙氯磺酰亞胺， 再進(jìn)一步與氟化鉀反應(yīng)。該方法在第一步反應(yīng)中會(huì)生成大量酸性氣體氯化氫和二氧化硫， 不利于環(huán)保，第二步反應(yīng)需要過量較多的無水氟化鉀，成本高，純化復(fù)雜。
[0004] 專利W02015143866,依然采用產(chǎn)生大量酸性氣體的氨基磺酸、氯磺酸和二氯亞砜 工藝制備雙氯磺酰亞胺，再以氟化氫為溶劑與氟化鉀反應(yīng)制得。同樣存在環(huán)保上的問題。
[0005] 日本曹達(dá)株式會(huì)社專利CN103391896A，首先由氯磺酰異氰酸酯與氯磺酸反應(yīng)得到 雙氯磺酰亞胺，然后與氟化銨反應(yīng)得到雙氟磺酰亞胺銨鹽，與氫氧化鉀溶液反應(yīng)后得到雙 氟磺酰亞胺鉀鹽。該方法過量使用氯磺酸，造成原料浪費(fèi)，且中間體雙氯磺酰亞胺產(chǎn)率低， 導(dǎo)致產(chǎn)物工業(yè)化成本偏高，不具有競爭優(yōu)勢。
[0006] 所以，如果能夠開發(fā)一種成本低、產(chǎn)物質(zhì)量高的雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，將會(huì) 具有很高的產(chǎn)業(yè)化價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種雙氟磺酰亞胺鉀的制 備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法， 包括如下步驟：
[0009] 1)氯磺酸和氯磺酰異氰酸酯在催化劑存在的條件下反應(yīng)獲得雙氯磺酰亞胺 (HClSI)；
[0010] 2)雙氯磺酰亞胺和氟化氫（HF)在催化劑存在的條件下反應(yīng)獲得雙氟磺酰亞胺 (HFSI);
[0011] 3)雙氟磺酰亞胺和堿性鉀化合物反應(yīng)獲得雙氟磺酰亞胺鉀鹽。
[0012] 所述步驟1的反應(yīng)方程式如下：
[0014] 具體的，所述步驟1中，所述催化劑為酸。
[0015] 更具體的，所述步驟1中，所述催化劑為質(zhì)子酸和/或路易斯酸。
[0016] 更具體的，所述步驟1中，所述路易斯酸選自NiCl2、FeCl2、FeCl3、CoCl 3、ZnCl2、 MnCl2中的一種或多種的組合。
[0017] 更具體的，所述步驟1中，所述質(zhì)子酸選自濃硫酸和/或發(fā)煙硫酸。
[0018] 具體的，所述步驟1中，氯磺酸和催化劑的摩爾比為1:1%。~1:2%，更優(yōu)選為1:4%〇 ~1 : 1 % 〇
[0019] 具體的，所述步驟1中，氯磺酸與氯磺酰異氰酸酯的摩爾比為1:0.9~1:1.3,更優(yōu) 選為1:1~1:1.2。
[0020] 具體的，所述步驟1中，反應(yīng)體系的溫度為90~150°C，更優(yōu)選為120~140°C。
[0021] 具體的，所述步驟1中，反應(yīng)的具體方法為:將氯磺酰異氰酸酯分批加入氯磺酸，在 催化劑存在的條件下反應(yīng)獲得雙氯磺酰亞胺。
[0022]具體的，所述步驟1中，反應(yīng)完成后蒸餾，即得HC1SI。
[0023]所述步驟2的反應(yīng)方程式如下：
[0024]
[0025] 具體的，所述步驟2中，所述催化劑為酸。
[0026] 更具體的，所述步驟2中，所述催化劑為質(zhì)子酸和/或路易斯酸。
[0027] 更具體的，所述步驟2中，所述路易斯酸選自SbCl5，TiCl4，SnCl4，MoCl 5中的一種或 多種的組合。
[0028]更具體的，所述步驟2中，所述質(zhì)子酸選自濃硫酸和/或發(fā)煙硫酸。
[0029] 具體的，所述步驟2中，HCISI與催化劑的摩爾比為1:0.05%。~1:1 %。，更優(yōu)選為1: 0.1%〇~1:0.5%〇。
[0030] 具體的，所述步驟2中，HClSI與HF摩爾比為1:1.4~1:4,更優(yōu)選為1:1.7~1:2.5。
[0031] 具體的，所述步驟2中，反應(yīng)體系的溫度為90~110 °C，更優(yōu)選為100~105 °C。
[0032]具體的，所述步驟2中，反應(yīng)的具體方法為:將HC1SI、催化劑置于反應(yīng)裝置中，通入 HF氣體進(jìn)行反應(yīng)。
[0033]具體的，所述步驟2中，反應(yīng)完成后除去反應(yīng)體系中的HF和HCl氣體。
[0034] 具體的，所述步驟3中，所述堿性鉀化合物選自Κ0Η、Κ2⑶3或KHCO3中的一種或多種 的組合。
[0035] 當(dāng)堿性鉀化合物為KOH時(shí)，反應(yīng)方程式如下：
[0041] 具體的，所述步驟3中，HFSI與堿性鉀化合物中鉀的摩爾比優(yōu)選為1:1~1:3.8,更
[0036]
[0037]
[0038]
[0039]
[0040] 優(yōu)選為1:1.2~1:2。
[0042] 具體的，所述步驟3中，反應(yīng)體系的溫度為10~50 °C，更優(yōu)選為20~40 °C。
[0043] 具體的，所述步驟3中，反應(yīng)在溶劑存在的條件下進(jìn)行，所述溶劑選自極性溶劑。 [0044]更具體的，所述步驟3中，溶劑選自乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙 酸丁酯、乙酸異丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酸、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙 醚、丙醚、異丙醚、丁醚、異丁醚、四氫呋喃、甲基四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙二醇二甲醚、乙二醇 二乙醚、丙酮、丁酮、甲基異丁酮、環(huán)戊酮、環(huán)丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、 N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜中的一種或多種的組合。
[0045] 具體的，所述步驟3中，反應(yīng)的具體方法為:將雙氟磺酰亞胺分批加入堿性鉀化合 物溶液體系中，反應(yīng)獲得雙氟磺酰亞胺鉀鹽。
[0046] 具體的，所述步驟3中，反應(yīng)完成后固液分離，所得液相純化即得雙氟磺酰亞胺鉀 鹽。
[0047] 具體的，所得液相純化即得雙氟磺酰亞胺鉀鹽的方法具體為:將所得液相濃縮、析 晶，固液分離、干燥即得雙氟磺酰亞胺鉀鹽。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 本發(fā)明發(fā)明人以氯磺酸和氯磺酰異氰酸酯為原料，在催化劑作用下反應(yīng)得到中間 體雙氯磺酰亞胺（HClSI)，HC1SI進(jìn)一步與氟化氫（HF)反應(yīng)得到中間體雙氟磺酰亞胺 (HFSI)，HFSI再與一定當(dāng)量的堿性鉀化合物反應(yīng)制備獲得高品質(zhì)高純度的雙氟磺酰亞胺鉀 鹽(KFSI )，從而提供了 一種簡單高效的方法來制備高品質(zhì)KFSI，在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。 [0049]本發(fā)明一方面提供一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，所述雙氟磺酰亞胺鉀的制備 方法可以包括:氯磺酸和氯磺酰異氰酸酯在催化劑存在的條件下反應(yīng)獲得雙氯磺酰亞胺 (HClSI)，具體反應(yīng)方稈式如下所示：
[0050]
[0051] 上述反應(yīng)過程中，所述催化劑可以為酸，更具體的，所述催化劑可以為質(zhì)子酸和/ 或路易斯酸。所述路易斯酸通常基于路易斯酸堿理論，通常指可接受電子對的物質(zhì)，具體可 選用的路易斯酸的例子包括但不限于附(：1 2、？6(：12、？6(：13、(：〇(：13、211(：1 2、111(：12中的一種或多 種的組合;所述質(zhì)子酸通常基于布朗斯特-勞里酸堿理論，通常指可以釋放質(zhì)子(氫離子，H + )的分子或離子，具體可選用的質(zhì)子酸的例子包括但不限于濃硫酸和/或發(fā)煙硫酸。所述濃 硫酸通常指質(zhì)量百分比多70%的硫酸溶液，更具體為質(zhì)量百分比多98%的硫酸溶液。所述 發(fā)煙硫酸(H 2SO4 · xS03)通常指三氧化硫的硫酸溶液，更具體可以為質(zhì)量百分比多20%的三 氧化硫的硫酸溶液。
[0052]上述反應(yīng)過程中，催化劑的使用量沒有特殊限制，只要不對本發(fā)明的發(fā)明目的產(chǎn) 生限制即可，所述催化劑的使用量通常為催化量，具體使用量按摩爾比計(jì)，可以是氯磺酸和 催化劑的摩爾比為1:1%。~1:2%，還可以為1:4%〇~1:1 %。
[0053]上述反應(yīng)過程中，按摩爾比計(jì)，氯磺酰異氰酸酯的使用量通常接近或者略高于氯 磺酸的使用量，具體使用量按摩爾比計(jì)，可以是氯磺酸與氯磺酰異氰酸酯的摩爾比為1:0.9 ~1:1.3,還可以為1:1~1:1.2。
[0054] 上述反應(yīng)過程中，反應(yīng)體系的溫度可以為90~150°C，還可以為120~140°C。本領(lǐng) 域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際反應(yīng)情況控制反應(yīng)進(jìn)程，例如可以通過監(jiān)控原料的反應(yīng)情況判斷反 應(yīng)進(jìn)程，再例如反應(yīng)時(shí)間可以為20~40小時(shí)。
[0055] 上述反應(yīng)過程中，反應(yīng)的具體方法可以為:將氯磺酰異氰酸酯分批加入氯磺酸，在 催化劑存在的條件下反應(yīng)獲得雙氯磺酰亞胺，所述分批加入通常指將物料逐步加入反應(yīng)體 系中，例如可以是以滴加的方式。
[0056] 上述反應(yīng)過程中，反應(yīng)完成后蒸餾，即得HC1SI。所述蒸餾可以是蒸餾去除沸點(diǎn)低 于HClSI的餾分后剩余物即為HClSI，也可以是蒸餾去除沸點(diǎn)低于HClSI的餾分后繼續(xù)蒸餾 獲取HClSI。
[0057]所述雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法還可以包括:雙氯磺酰亞胺和氟化氫(HF)在催化 劑存在的條件下反應(yīng)獲得雙氟磺酰亞胺(HFSI)，反應(yīng)方程式如下所示：
[0058]
[0059] 上述反應(yīng)過程中，所述催化劑可以為酸，史具體的，所述催化劑可以為質(zhì)子酸和/ 或路易斯酸。具體可選用的路易斯酸的例子包括但不限于SbCl5，TiCl4，SnCl4，M 〇Cl5中的一 種或多種的組合;具體可選用的質(zhì)子酸的例子包括但不限于濃硫酸和/或發(fā)煙硫酸。所述濃 硫酸通常指質(zhì)量百分比多70%的硫酸溶液，更具體為質(zhì)量百分比多98%的硫酸溶液。所述 發(fā)煙硫酸(H 2SO4 · xS03)通常指三氧化硫的硫酸溶液，具體可以為質(zhì)量百分比多20%的三氧 化硫的硫酸溶液，更具體可以為質(zhì)量百分比為20%、40%、60 %或者66 %的三氧化硫的硫酸 溶液。
[0060]上述反應(yīng)過程中，催化劑的使用量沒有特殊限制，只要不對本發(fā)明的發(fā)明目的產(chǎn) 生限制即可，所述催化劑的使用量通常為催化量，具體使用量按摩爾比計(jì)，可以是HClSI與 催化劑的摩爾比為1: 〇. 05%。~1:1%〇，還可以為1:0.1%〇~1:0.5%〇。
[0061] 上述反應(yīng)過程中，按摩爾比計(jì)，HF的使用量通常相對于HClSI過量，具體使用量按 摩爾比計(jì)，可以是HClSI與HF摩爾比為1:1.4~1:4,還可以為1:1.7~1:2.5。
[0062] 上述反應(yīng)過程中，反應(yīng)體系的溫度可以為90~110 °C，還可以為100~105 °C。本領(lǐng) 域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際反應(yīng)情況控制反應(yīng)進(jìn)程，例如可以通過監(jiān)控原料的反應(yīng)情況判斷反 應(yīng)進(jìn)程，再例如反應(yīng)時(shí)間可以為10~25小時(shí)。
[0063] 上述反應(yīng)過程中，反應(yīng)的具體方法可以為：將HF通入包括HClSI和/或催化劑的反 應(yīng)體系中進(jìn)行反應(yīng)，例如可以是將HC1SI、催化劑置于反應(yīng)裝置中，通入HF氣體進(jìn)行反應(yīng)。 [0064] 上述反應(yīng)過程中，反應(yīng)完成后通?？梢猿シ磻?yīng)體系中的HF和HCl氣體，除去反應(yīng) 體系中的HF和HCl氣體的方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說應(yīng)該是已知的，例如可以為對反應(yīng) 體系進(jìn)行鼓吹和/或蒸餾，再例如，鼓吹的溫度通常可以為室溫，鼓吹時(shí)間可以為10-20小 時(shí)，再例如，蒸餾通?？梢詾闇p壓蒸餾。
[0065]所述雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法還可以包括:雙氟磺酰亞胺和堿性鉀化合物反應(yīng) 獲得雙氟磺酰亞胺鉀鹽。所述堿性鉀化合物通常指可以提供鉀離子，且其溶液呈現(xiàn)堿性的 物質(zhì)，例如可以是包括但不限于KOH、K 2C〇3或KHCO3中的一種或多種的組合。
[0066]在本發(fā)明一實(shí)施方式中，當(dāng)堿性鉀化合物為KOH時(shí)，反應(yīng)方程式如下：
[0067]
[0068]
[0069]
[0070]
[0071]
[0072] 上述反應(yīng)過程中，按摩爾比計(jì)，堿性鉀化合物中的鉀的使用量通常高于HFSI的使 用量，具體使用量按摩爾比計(jì)，可以是HFSI與堿性鉀化合物中鉀的摩爾比為1:1~1:3.8，還 可以為1:1.2~1:2。
[0073] 上述反應(yīng)過程中，反應(yīng)體系的溫度為10~50°C，還可以為20~40°C。本領(lǐng)域技術(shù)人 員可根據(jù)實(shí)際反應(yīng)情況判斷反應(yīng)進(jìn)程，例如可以通過監(jiān)控原料的反應(yīng)情況判斷反應(yīng)進(jìn)程， 再例如，反應(yīng)時(shí)間可以為2~6小時(shí)，還可以為2~4小時(shí)。
[0074] 上述反應(yīng)過程中，反應(yīng)可以在溶劑存在的條件下進(jìn)行，所述溶劑可以是極性溶劑， 例如可以是包括但不限于乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁 酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酸、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙醚、丙醚、異丙醚、丁 醚、異丁醚、四氫呋喃、甲基四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙酮、丁酮、 甲基異丁酮、環(huán)戊酮、環(huán)丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二 甲基亞砜中的一種或多種的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)原料的使用量調(diào)整溶劑使用量， 例如，溶劑的使用量可以為LiFS I重量的3~4倍。
[0075] 上述反應(yīng)過程中，反應(yīng)的具體方法為:將雙氟磺酰亞胺分批加入堿性鉀化合物溶 液體系中，反應(yīng)獲得雙氟磺酰亞胺鉀鹽，所述分批加入通常指將物料逐步加入反應(yīng)體系中， 例如可以是以滴加的方式。在分批加入堿性鉀化合物和/或反應(yīng)過程中，還可以對反應(yīng)體系 進(jìn)行冷卻，可以使反應(yīng)體系的溫度維持在合適的范圍內(nèi)。
[0076] 上述反應(yīng)過程中，反應(yīng)完成后可以固液分離，所得液相純化即得雙氟磺酰亞胺鉀 鹽。所得液相純化即得雙氟磺酰亞胺鉀鹽的方法可以為:將所得液相濃縮、析晶，固液分離、 干燥即得雙氟磺酰亞胺鉀鹽。所述析晶的方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說應(yīng)該是已知的，例 如可以是將濃縮所得產(chǎn)物降溫析晶，再例如可以是在濃縮所得產(chǎn)物中加入溶劑析晶，所加 入的溶劑通常是極性較低的溶劑，例如可以是包括但不限于己烷、環(huán)己烷、庚烷、二氯甲烷、 二氯乙燒、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、氯苯、二氯苯中的一種或多種的組合。
[0077]如上所述，本發(fā)明所提供的雙氟磺酰亞胺鉀鹽(KFSI)的制備方法，能夠在第一步 反應(yīng)采用氯磺酸與氯磺酰異氰酸酯作原料，避免了 S02和HCl等廢氣的產(chǎn)生，更符合環(huán)保要 求;還可以采用蒸餾純化HFSI與堿性鉀反應(yīng)制備KFSI，反應(yīng)單一，經(jīng)過簡單后處理便可得到 高品質(zhì)的產(chǎn)品；所用溶劑能方便的實(shí)現(xiàn)回收套用，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠?？梢姡景l(fā)明所提供的雙氟磺 酰亞胺鉀鹽的制備方法能得到高品質(zhì)高純度產(chǎn)品且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的制備方法，適合工業(yè)化生 產(chǎn)。
[0078]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0079]須知，下列實(shí)施例中未具體注明的工藝設(shè)備或裝置均采用本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)設(shè)備或 裝置。
[0080]此外應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個(gè)或多個(gè)方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后 還可以存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟，除非另 有說明；還應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備/裝置之間的組合連接關(guān)系并不排斥在 所述組合設(shè)備/裝置前后還可以存在其他設(shè)備/裝置或在這些明確提到的兩個(gè)設(shè)備/裝置之 間還可以插入其他設(shè)備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號(hào)僅為 鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實(shí)施的范 圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容的情況下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的 范疇。
[0081 ] 實(shí)施例1
[0082]雙氯磺酰亞胺的制備：
[0083] 1000 mL反應(yīng)瓶中，加入氯磺酸478.6g，NiCl2 2.1g，開啟攪拌，升溫至105~115°C， 滴加氯磺酰異氰酸酯679.2g。滴加完畢，逐步升至130~140°C，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20h。減壓蒸 餾，收集到穩(wěn)定餾分738g，收率83.9%。產(chǎn)品為白色固體，熔點(diǎn)為36°C左右。
[0084] 實(shí)施例2
[0085]雙氟磺酰亞胺的制備：
[0086] 1000 mL四氟反應(yīng)瓶中，加入實(shí)施例1制得的HClSI 738g，MoCl50.48g，升溫至100~ 105 °C，攪拌下慢慢通入HF氣體約130g，反應(yīng)12小時(shí)后降溫至室溫，鼓吹氮?dú)?6小時(shí)，得到粗 品約612g，短蒸得到產(chǎn)品516g，收率82.6 %，產(chǎn)品為無色液體。
[0087] 實(shí)施例3
[0088]雙氯磺酰亞胺的制備：
[0089] 1000 mL反應(yīng)瓶中，加入氯磺酸582.5g，98%濃H2S〇4 5.8g，開啟攪拌，升溫至105~ 115°C，滴加氯磺酰異氰酸酯778.3g。滴加完畢，逐步升至120~130°C，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30h。減 壓蒸餾，以回收過量的氯磺酰異氰酸酯，共回收50g，釜內(nèi)殘留物1026g，粗收率95.9%。
[0090] 實(shí)施例4 [0091]雙氟磺酰亞胺的制備：
[0092] 1000 mL四氟反應(yīng)瓶中，加入實(shí)施例3制得的HClSI粗品1010g，SbCl5 lg，升溫至100 ~105°C，攪拌下慢慢通入HF氣體約210g，反應(yīng)16小時(shí)后降溫至室溫，鼓吹氮?dú)?6小時(shí)，得到 粗品約841g，短蒸得到產(chǎn)品751g，收率87.9 %。
[0093] 實(shí)施例5
[0094]雙氯磺酰亞胺的制備：
[0095] 1000 mL反應(yīng)瓶中，加入氯磺酸470g，無水FeCl3 llg，開啟攪拌，升溫至95~105°C， 滴加氯磺酰異氰酸酯542g。滴加完畢，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30h。減壓蒸餾，得產(chǎn)品795g，粗收率 89.1% 〇
[0096] 實(shí)施例6
[0097] 雙氟磺酰亞胺的制備：
[0098] 1000 mL四氟反應(yīng)瓶中，加入實(shí)施例5制得的HClSI粗品780g，SnCl4 0.8g，升溫至95 ~100°C，攪拌下慢慢通入HF氣體約255g，反應(yīng)10小時(shí)后降溫至室溫，鼓吹氮?dú)?6小時(shí)，得到 粗品約652g，短蒸得到產(chǎn)品589g，收率89.2%。
[0099] 實(shí)施例7
[0100]雙氟磺酰亞胺鉀的制備：
[0101] 500mL反應(yīng)瓶中，加入乙酸乙酯220g，K2C03 69.1g，控溫至20~30°C，攪拌下滴加 90.6g HFSI (實(shí)施例2制備）。繼續(xù)20~30°C攪拌反應(yīng)4小時(shí)后，過濾，濾液減壓脫溶濃縮，濃 縮至瓶內(nèi)固含量超過50%時(shí)，向濃縮物中加入450g二氯甲烷，經(jīng)過濾、干燥后得產(chǎn)品 1〇5.18，收率95.9%，產(chǎn)品為白色固體，熔點(diǎn)98-100°(：。
[0102] 實(shí)施例8
[0103]雙氟磺酰亞胺鉀的制備：
[0104] 500mL反應(yīng)瓶中，加入乙酸乙酯220g，K2C03 41.5g，控溫至20~30°C，攪拌下滴加 90.6g HFSI (實(shí)施例2制備）。25~35°C攪拌反應(yīng)3小時(shí)后，過濾，濾液減壓脫溶濃縮，濃縮至 瓶內(nèi)固含量超過50 %時(shí)，向濃縮物中加入450g二氯甲烷，經(jīng)過濾、干燥后得產(chǎn)品96.4g，收率 88.0 %，產(chǎn)品為白色固體，熔點(diǎn)98-100°C。
[0105] 實(shí)施例9
[0106]雙氟磺酰亞胺鉀的制備：
[0107] 500mL反應(yīng)瓶中，加入碳酸二甲酯220g，KOH 30.9g，控溫至15~25°C，攪拌下滴加 90.6g HFSI (實(shí)施例2制備）。繼續(xù)15~25°C攪拌反應(yīng)2小時(shí)后，過濾，濾液減壓脫溶濃縮，濃 縮至瓶內(nèi)固含量超過50%時(shí)，向濃縮物中加入450g二氯甲烷，經(jīng)過濾、干燥后得產(chǎn)品 106.2g，收率96.9 %，產(chǎn)品為白色固體，熔點(diǎn)98-100°C。
[0108] 實(shí)施例10
[0109]雙氟磺酰亞胺鉀的制備：
[0110] 500mL反應(yīng)瓶中，加入醋酸異丙酯240g，KHC〇3 84g，控溫至35~45°C，攪拌下滴加 90g HFSI (實(shí)施例2制備）。繼續(xù)35~45°C攪拌反應(yīng)3小時(shí)后，過濾，濾液減壓脫溶濃縮，濃縮 至瓶內(nèi)固含量超過50 %時(shí)，向濃縮物中加入450g二氯甲烷，經(jīng)過濾、干燥后得產(chǎn)品101.2g， 收率93.0 %，產(chǎn)品為白色固體，熔點(diǎn)98-100°C。
[0111] 綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。 [0112]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，包括如下步驟： 1) 氯磺酸和氯磺酰異氰酸酯在催化劑存在的條件下反應(yīng)獲得雙氯磺酰亞胺； 2) 雙氯磺酰亞胺和氟化氫在催化劑存在的條件下反應(yīng)獲得雙氟磺酰亞胺； 3) 雙氟磺酰亞胺和堿性鉀化合物反應(yīng)獲得雙氟磺酰亞胺鉀鹽。2. 如權(quán)利要求1所述的一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，其特征在于，所述步驟1中，所 述催化劑為酸。3. 如權(quán)利要求2所述的一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，其特征在于，所述步驟1中，所 述催化劑為質(zhì)子酸和/或路易斯酸，所述路易斯酸選自NiCl 2、FeCl2、FeCl3、CoCl3、ZnCl 2、 MnCl2中的一種或多種的組合，所述質(zhì)子酸選自濃硫酸和/或發(fā)煙硫酸。4. 如權(quán)利要求1所述的一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，其特征在于，所述步驟1中，氯 磺酸和催化劑的摩爾比為1:1%。~1:2% ; 和/或，所述步驟1中，氯磺酸與氯磺酰異氰酸酯的摩爾比為1:0.9~1:1.3; 和/或，所述步驟1中，反應(yīng)體系的溫度為90~150 °C ; 和/或，所述步驟1中，反應(yīng)的具體方法為:將氯磺酰異氰酸酯分批加入氯磺酸，在催化 劑存在的條件下反應(yīng)獲得雙氯磺酰亞胺； 和/或，所述步驟1中，反應(yīng)完成后蒸餾，即得HC1SI。5. 如權(quán)利要求1所述的一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，所 述催化劑為酸。6. 如權(quán)利要求5所述的一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，所 述催化劑為質(zhì)子酸和/或路易斯酸，所述路易斯酸選自SbCl 5，TiCl4，SnCl4，M〇Cl5*的一種 或多種的組合，所述質(zhì)子酸選自濃硫酸和/或發(fā)煙硫酸。7. 如權(quán)利要求1所述的一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，其特征在于，所述步驟2中， HC1SI與催化劑的摩爾比為1:0.05%〇~1:1%〇; 和/或，所述步驟2中，HC1SI與HF摩爾比為1:1.4~1:4; 和/或，所述步驟2中，反應(yīng)體系的溫度為90~110 °C ; 和/或，所述步驟2中，反應(yīng)的具體方法為：將HC1SI、催化劑置于反應(yīng)裝置中，通入HF氣 體進(jìn)行反應(yīng)； 和/或，所述步驟2中，反應(yīng)完成后除去反應(yīng)體系中的HF和HC1氣體。8. 如權(quán)利要求1所述的一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，所 述堿性鉀化合物選自K0H、K2C0 3或KHC03中的一種或多種的組合。9. 如權(quán)利要求1所述的一種雙氟磺酰亞胺鉀的制備方法，其特征在于，HFSI與堿性鉀化 合物中鉀的摩爾比優(yōu)選為1:1~1:3.8; 和/或，所述步驟3中，反應(yīng)體系的溫度為10~50 °C ; 和/或，所述步驟3中，反應(yīng)在溶劑存在的條件下進(jìn)行，所述溶劑選自極性溶劑； 和/或，所述步驟3中，反應(yīng)的具體方法為:將雙氟磺酰亞胺分批加入(例如，滴加)堿性 鉀化合物溶液體系中，反應(yīng)獲得雙氟磺酰亞胺鉀鹽； 和/或，所述步驟3中，反應(yīng)完成后固液分離，將所得液相濃縮、析晶，固液分離、干燥即 得雙氟磺酰亞胺鉀鹽。
【文檔編號(hào)】C01B21/086GK106006586SQ201610362619
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】楊東, 何立, 林盛平, 劉俊
【申請人】上海康鵬科技有限公司, 衢州康鵬化學(xué)有限公司