[0051] 因此，使至少2當(dāng)量的亞硫酷氯與氨基橫酸起反應(yīng)制備異硫氯酸醋中間體。然后， 使該中間體與=氯甲橫酸起反應(yīng)制備期望的CTCSI。
[0052] 在一些實(shí)施方案中，在連續(xù)攬拌罐反應(yīng)器中通過連續(xù)供給XTXSI和HF實(shí)施反應(yīng)。在 某些情況下，蒸饋粗產(chǎn)物流W回收純化的FTFSI。可能存在的任何未反應(yīng)的XTXSI和HF可循 環(huán)回到反應(yīng)器中。
[0053] 應(yīng)理解，在牽設(shè)非氣面化物(例如氯)與氣原子交換的下文顯示的反應(yīng)中，正向反 應(yīng)和逆反應(yīng)之間的平衡可限制對(duì)期望的交換產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化。
[0化4]
[0055] 根據(jù)勒夏特列原理，反應(yīng)中的HCl產(chǎn)物的選擇性去除將平衡轉(zhuǎn)向右手側(cè)，從而制備 更多期望的FTFSI。然而，由于反應(yīng)右側(cè)的較高的所得壓力（即，與1當(dāng)量的HF相比4當(dāng)量 HC1)，預(yù)期CTCSI與HF在密封容器中反應(yīng)有利于反應(yīng)的左側(cè)。相比于高壓(例如，遠(yuǎn)大于1大 氣壓)下反應(yīng)條件，本發(fā)明方法通過從反應(yīng)混合物中除去產(chǎn)生的HCl和選擇性地冷凝和返回 HF至反應(yīng)混合物中，容許較高的FTFSI產(chǎn)率。應(yīng)注意，作為蒸饋或煮沸的取代，或者可W使用 膜分離、萃取、吸附、離子交換和其它分離法W選擇性地從反應(yīng)混合物中除去HC1?；蛘?，也 可W使用該些氣體分離方法的組合。
[0056] 催化劑可用于增加平衡和/或反應(yīng)速率W使反應(yīng)在特定溫度進(jìn)行得更快。但是，應(yīng) 理解，反應(yīng)不需要催化劑來(lái)獲得合意的結(jié)果。在某些情況下，顯示出催化劑在約60°C顯著提 升反應(yīng)速率。在IOOC，催化效應(yīng)相對(duì)較小。
[0057] 本發(fā)明可W W分批或連續(xù)方式實(shí)施。在分批方式中，反應(yīng)器中裝入CTCSI、HF和可 選地催化劑，然后回流HF直至HCl完全移除。實(shí)踐中，反應(yīng)混合物的回流溫度強(qiáng)烈地取決于 反應(yīng)器中未反應(yīng)的HF的量。通常，較高HF濃度導(dǎo)致較低的反應(yīng)回流溫度。因此，為了保持足 夠高的反應(yīng)溫度，在反應(yīng)期間逐步地添加 HFW防止在任何給定時(shí)間時(shí)多余HF的量過高而不 能實(shí)現(xiàn)期望的反應(yīng)溫度。純HF的正常沸點(diǎn)接近室溫（19.5°C)，并且CTCSI和FTFSI兩者的標(biāo) 準(zhǔn)沸點(diǎn)都完全高于l〇〇°C。肥1在室溫下是氣體，正常沸點(diǎn)為-85°C。
[005引反應(yīng)回流溫度可用于控制反應(yīng)的進(jìn)程。典型地，隨著HF被消耗，反應(yīng)回流溫度升 高。仔細(xì)計(jì)量HF供給速率還可W用來(lái)保持相對(duì)恒定的反應(yīng)溫度。用來(lái)保持恒定反應(yīng)溫度的 HF供給速率還可W指示反應(yīng)速率。在反應(yīng)溫度下，當(dāng)供給速率下降至零時(shí)，反應(yīng)完成。
[0059]在連續(xù)操作中，連續(xù)攬拌罐反應(yīng)器(CSTR)是有利的，因?yàn)樗试SHF回流和連續(xù)的 HCl去除。通過設(shè)計(jì)，CSTR不能在完全轉(zhuǎn)換下工作，因此，反應(yīng)器中的產(chǎn)物是粗的，有殘余的 HF和CTCSI dFTFSI產(chǎn)物可通過兩級(jí)蒸饋除去揮發(fā)性HF和高沸騰的CTCSI來(lái)純化?；厥盏腍F和 CTCSI可W循環(huán)返回至CSTR。參見圖1。二級(jí)蒸饋在真空（例如10-30Torr)下進(jìn)行是有利的， W避免FTFSI產(chǎn)物的熱降解?；蛘撸珻STR可連接塞流反應(yīng)器(PFR)，其中未反應(yīng)的CTCSI完全 地轉(zhuǎn)換成FTFSI。參見圖2。在本構(gòu)造中，只需要單個(gè)蒸饋塔或氣提柱來(lái)除去揮發(fā)性HCl和回 收HF。同樣，回收的HF可通過將其返回至CSTR進(jìn)行再利用。
[0060]本發(fā)明的其他的目的、優(yōu)點(diǎn)、和新穎特征在檢查其后續(xù)實(shí)施例的基礎(chǔ)上對(duì)本領(lǐng)域 技術(shù)人員而言將變的明顯，實(shí)施例的意圖不是意圖為限制性的。在實(shí)施例中，解釋上付諸實(shí) 行的規(guī)程W-般現(xiàn)在時(shí)描述，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)施的規(guī)程W過去時(shí)描述。
[006。 實(shí)施例
[00創(chuàng)實(shí)施例1;本實(shí)例例示了 CF3SO2NHSO2F的合成，通過使立氣甲燒橫酷胺(CF3SO2N也）、 亞硫酷氯(SOCb)、氯橫酸(C1S03H)反應(yīng)W產(chǎn)生CF3SO2NHSO2CI中間體，然后所述中間體與無(wú) 水的氣化氨化巧氣化W制備CF3SO2NHSO2F。 「006引
[0064] -個(gè)配有水冷凝器、氣線路適配器、攬拌椿和溫度計(jì)的=頸干燥圓底燒瓶里裝入 S氣甲燒橫酷胺(9.08肖，0.061111〇1)、亞硫酷氯（10.70肖，6.561111，0.09111〇1)和氯橫酸(7.10徑， 4.05ml，0.06Imo 1)。所得的混合物用油浴加熱至溫度125°C，并且攬拌15h。所釋放的HCl和 S化氣體用KOH水溶液凈化。所得的混合物在50°C減壓下使用液態(tài)氮阱濃縮化，W在幾乎定 量的產(chǎn)率獲得〔。35化願(yuàn)5〇2(：1。該中間體在氣氣氛下轉(zhuǎn)移至16^011反應(yīng)器，用無(wú)水冊(cè) (0.2mol)在100°C回流條件下處理化。多量的HF和產(chǎn)生的HCI在流動(dòng)的氣氣下在更高的溫度 下移除，并用KOH水溶液凈化。粗產(chǎn)物在減壓下蒸饋W提供高產(chǎn)率的CF3SO2NHSO2F。
[0065] 實(shí)施例2;本實(shí)例例示了通過使；氣甲燒橫酷胺(CF3SO2N也）、亞硫酷氯(SOCb)、氣 橫酸(FS03H)反應(yīng)合成CF3SO2N服02F。
[0066]
[0067] 一個(gè)配有冷凝器、氣線路適配器、攬拌椿和溫度計(jì)的=頸干燥圓底燒瓶里裝入= 氣甲燒橫酷胺（8.00g，0.054mol)、亞硫酷氯（10.12g，6.20ml，0.085mol)、氣橫酸（5.40g， 3.93ml，0.054mol)。所得混合物用油浴加熱至120°C，攬拌20h。所釋放的HCl和SO2氣體用 KOH水溶液凈化。所得粗產(chǎn)物在減壓下蒸饋W提供非常好產(chǎn)率的CF3SO2NHSO2F。
[0068] 實(shí)施例3 ;本實(shí)例例示了 CF3SO2NHSO2F的合成，通過使；氯甲燒橫酷胺 (CCI3SO2N也）、亞硫酷氯(S0CI2)、氯橫酸(C1S03H)反應(yīng)生成CCI3SO2N服〇2Cl中間體，然后用無(wú) 水氣化氨化巧氣化所述中間體W制備CF3SO2NHSO2F。
[0069]
[0070] 一個(gè)配有水冷凝器、氣線路適配器、攬拌椿和溫度計(jì)的=頸干燥圓底燒瓶里裝入 S氯甲燒橫酷胺（12. llg，0.061mol)、亞硫酷氯（10.70g，6.56ml，0.09mol)、氯橫酸(7. IOg, 4.05ml，O. Oeimol)。所得的混合物用油浴加熱到125°C的溫度，并攬拌15h。所釋放的HCl和 S化氣體用KOH水溶液凈化。在50°C減壓下使用液態(tài)氮阱濃縮反應(yīng)混合物化W在幾乎定量的 產(chǎn)率獲得粗CCI3SO2NHS化Cl中間體。該中間體在氣氣氛下轉(zhuǎn)移至Tef Ion反應(yīng)器，用無(wú)水HF (O.eimol)在100°C回流條件下處理她。余量HF和釋放的HCl在流動(dòng)的氣氣下在更高的溫度 下移除，并用KOH水溶液凈化。粗產(chǎn)物在減壓下蒸饋W提供高的產(chǎn)率的CF3SO2N服02F。
[0071]已經(jīng)為了例示和描述呈現(xiàn)了本發(fā)明的上述討論。上文不意圖將本發(fā)明限制于本文 公開的一種或多種形式上。盡管本
【發(fā)明內(nèi)容】
已經(jīng)包括一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案和某些變型和修 改的描述，但是在理解本公開后，其它變性和修飾在本發(fā)明的范圍內(nèi)，例如其可W在例如本 領(lǐng)域技術(shù)人員技能和知識(shí)范圍內(nèi)。意圖獲得包括容許程度上的可替代實(shí)施方案的權(quán)利，包 括要求保護(hù)的實(shí)施方案的可替代、可互換和/或等同的結(jié)構(gòu)、功能、范圍或步驟，而不論該些 可替代、可互換和/或等同的結(jié)構(gòu)、功能、范圍或步驟在本發(fā)明中是否公開，不意圖公開獻(xiàn)出 任何可專利性主題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種從具有下式的非氟鹵化三鹵代甲基磺酰亞胺化合物生產(chǎn)氟代三氟甲基磺酰亞 胺(FTFSI)的方法： x1-so2-nr1-s〇2-c(x2) 3 其中，X1是非氟鹵化物； 每個(gè)X2獨(dú)立地為鹵化物，和 R1為氫、烷基或氮保護(hù)基； 所述方法包括在足以生產(chǎn)FTFSI的條件下使所述非氟鹵化三鹵代甲基磺酰亞胺化合物 與氟化氫反應(yīng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述反應(yīng)步驟還產(chǎn)生HX1、HX2、或其組合。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述使所述非氟鹵化三鹵代甲基磺酰亞胺化合物 與氟化氫反應(yīng)的步驟還包括去除所述反應(yīng)中產(chǎn)生的HX^HX 2或其組合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述反應(yīng)條件包括氟化氫回流條件。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述反應(yīng)條件包括環(huán)境壓力條件。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中X1和X2為C1。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中反應(yīng)溫度為至少30°C。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)所述反應(yīng)添加相對(duì)于所述非氟鹵化三鹵代甲基 磺酰亞胺化合物的至少2個(gè)當(dāng)量的總氟化氫。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中FTFSI的產(chǎn)率為至少90%。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述反應(yīng)條件包括催化劑的存在。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述催化劑包括路易斯酸。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述路易斯酸包括堿金屬、砷、銻、鉍、鋅或其組 合的鹽。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述路易斯酸為B i (III)化合物的鹽。14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中對(duì)反應(yīng)添加約0.5個(gè)當(dāng)量以下的所述催化劑。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括生產(chǎn)所述非氟鹵化三鹵代甲基磺酰亞胺化合物 的步驟，所述步驟包括： 在足以生產(chǎn)反應(yīng)性中間體的條件下使氨基磺酸與具有式SOU1、的鹵化亞砜接觸，其中 每一個(gè)X1是非氟鹵化物;和 在足以生產(chǎn)所述非氟鹵化三鹵代甲基磺酰亞胺的條件下使所述反應(yīng)性中間體與具有 式(X2)3S03H的三鹵代甲磺酸接觸，其中每一個(gè)X2獨(dú)立地為非氟鹵化物。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中X1為氯。17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中X2為氯。18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中R1為氫。
【專利摘要】本發(fā)明提供了通過使非氟鹵化三鹵代甲基磺酰亞胺(XTXSI)和氟化氫反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)氟代三氟甲基磺酰亞胺(FTFSI)的方法，其中每個(gè)X獨(dú)立地為非氟鹵化物，如C1、Br、或I。
【IPC分類】C07C303/40, C07B39/00, C07C311/03
【公開號(hào)】CN105722820
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480060046
【發(fā)明人】J·C·普舒斯塔, J·L·馬丁, R·P·辛格
【申請(qǐng)人】庫(kù)爾斯特克氟化工有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2014年11月4日
【公告號(hào)】US9284268, US20150126778, WO2015066660A1