[发明专利]氟磺酰亚胺铵盐的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氟磺酰亚胺铵盐的制造方法。更详细而言，本发明涉及一种高效地制造尽可能抑制了降低电解质特性等的金属杂质的混入的氟磺酰亚胺铵盐的方法。

本申请基于2011年2月10日在日本申请的特愿2011-027563号主张优先权，将其内容援引于此。

背景技术

氟磺酰亚胺盐是作为电解质、燃料电池的电解液中的添加物、选择性吸电子等在各种各样的领域中有用的化合物（专利文献1）。通过使用了碱金属化合物、化合物的反应，从而能够得到氟磺酰亚胺碱金属盐、各种氟磺酰亚胺盐。氟磺酰亚胺铵盐作为氟磺酰亚胺碱金属盐、该铵盐以外的氟磺酰亚胺盐的制造中间体是有用的。

对于氟磺酰亚胺铵盐的合成法提出了各种方案。例如，非专利文献1中公开了由二（氟磺酰基）亚胺和氨合成二（氟磺酰基）亚胺铵盐的方法。

专利文献2中公开了通过使二（氯磺酰基）亚胺与化合物反应而得到氯磺酰亚胺盐，使该氯磺酰亚胺盐与含有选自第11族～第15族、第4周期～第6周期的元素（其中，砷和锑除外）中的至少1种元素的氟化物反应来合成双［二（氟磺酰基）亚胺］盐的方法。作为专利文献2中记载的制法中使用的氟化物，公开了氟化锌（ZnF₂）、氟化铜（CuF₂）、氟化铋（BiF₂）等。它们均是常温下为固体的物质。

另外，非专利文献2或3中公开了将三氟化砷（AsF₃）、三氟化锑（SbF₃）用作氟化剂，由二（氯磺酰基）亚胺直接合成二（氟磺酰基）亚胺的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表平08-511274号

专利文献2：日本特开2010-168308号

非专利文献

非专利文献1：Zeitschrift fuer Chemie(1987),27(6),227-8

非专利文献2：John K.Ruff和Max Lustig,Inorg.Synth.11,138-140(1968年)

非专利文献3：Jean’ne M.Shreeve等，Inorg.Chem.1998,37(24),6295-6303

发明内容

作为非专利文献1中记载的合成法的原料的二（氟磺酰基）亚胺可以通过用强酸处理二（氟磺酰基）亚胺盐而游离化来得到。但是，由于二（氟磺酰基）亚胺本身是强酸，所以难以工业制造。虽有使用离子交换树脂合成二（氟磺酰基）亚胺的方法，但工序繁琐，不适合工业化生产。

对于专利文献2中记载的合成法，由于来自上述氟化物的金属元素降低电解质的特性，所以需要除去来自氟化物的金属元素。为了完全除去该金属元素，必须进行繁琐的精制操作。

非专利文献2或3中记载的合成法中使用的AsF₃比较昂贵。由于As和Sb均是具有高毒性的元素，所以在操作性上存在困难。特别是在使用AsF₃的合成法中，副生出难以与目标生成物分离的化合物。因此，非专利文献2或3中公开的合成法不适合工业生产。

本发明的课题在于提供一种高效地制造尽可能抑制降低电解质特性等的金属杂质的混入的氟磺酰亚胺铵盐的方法，并且提供一种由氟磺酰亚胺铵盐制造不含有降低电解质特性等的金属杂质的氟磺酰亚胺盐的方法。

本发明人等为了解决上述课题而反复进行了深入研究。其结果发现通过使特定的氯磺酰亚胺铵盐与氟化氢反应，从而能够工业上容易地合成氟磺酰亚胺铵盐。另外，发现通过使碱金属化合物等与这样得到的氟磺酰亚胺铵盐反应，从而能够得到不含有降低电解质特性等的金属杂质的氟磺酰亚胺碱金属盐等。本发明是基于这些见解而完成的。

即，本发明包括以下内容。

（1）一种由式〔II〕表示的氟磺酰亚胺铵盐（以下，有时记为化合物〔II〕）的制造方法，包括使式〔I〕表示的化合物（以下，有时记为化合物〔I〕）与氟化氢反应。

（2）根据上述（1）中记载的制造方法，进一步包括使式〔III〕表示的化合物（以下，有时记为化合物〔III〕）与氨或其盐反应而得到由式〔I〕表示的化合物。

（3）一种由式〔IV〕表示的氟磺酰亚胺盐（以下，有时记为化合物〔IV〕）的制造方法，包括使选自碱金属化合物、化合物以及有机胺化合物中的至少1种化合物与用上述（1）或（2）中记载的方法得到的由式〔II〕表示的氟磺酰亚胺铵盐反应。