[发明专利]氨基磺酸衍生物及其制备方法

说明书

本发明涉及制备氨基磺酸衍生物的方法，例如卤化衍生物及其金属或有机盐。本申请还涉及所得氨基磺酸衍生物及其用途，例如在用于电化学应用的电解质组合物中的用途。

相关申请

根据适用法律，本申请要求2016年10月19日提交的美国临时申请No.62/410,139的优先权，其内容通过引用整体并入本文并用于所有目的。

技术领域

技术领域一般涉及制备氨基磺酸衍生物的方法，例如卤化衍生物及其盐，包括离子液体。技术领域还涉及这些氨基磺酸衍生物及其在用于电化学应用的电解质中的用途。

背景

一些氨基磺酸衍生物由于其独特的性质而在电化学应用中获得了重要性。这类化合物的实例包括双(氟磺酰基)酰胺，N-氟磺酰基(三氟甲磺酰基)酰胺及其盐，尤其是它们的锂盐(通常称为LiFSI和LiFTFSI)。它们的独特性质包括良好的溶解性，电化学稳定性和降低离子液体的粘度和熔化温度的能力，即当这些氟磺酰胺用作离子液体中的阴离子时(参见US 6,365,301，US 5,874,616和US 2011/007086)。

已知的制备方法包括卤化硫酸与异氰酸酯、亚磺酰胺和磷腈的反应。然而，这些方法耗时，通常需要超过20小时的反应时间以确保良好的转化。

各种酰胺与五氯化磷的反应产生三氯磷腈，其又可与各种酸反应生成新的二取代酰胺，尤其是之前已描述的双(氟磺酰基)酰胺和N-氟磺酰基-(三氟甲磺酰基)酰胺(参见R.Appel等人,Chem.Ber.1962,95,625-626；W.Haubold等人,Z.Anorg.Allg.Chem 1967,352,113-121；V.H.W.Roesky等人,Inorg.Nucl.Chem.Lett.1971,7,171-175；和K.Xu等人,Inorg.Chem.Comm.1999,2,261-264)。这些的主要缺点是使用高腐蚀性和毒性的磷化合物以及需要分离所需产物与其副产物。

R.Appel等人,Chem.Ber.1962,95,1753-1755；R.Appel等人,Chem.Ber.1964,97,849-851；和美国专利8,134,027描述了酸与氯磺酰基异氰酸酯的反应。获得的产物是氯磺酰基取代的酰胺。但是，需要延长反应时间，即在某些情况下超过24小时才能完成反应。

酰胺与SO₂Cl₂和氯磺酸的反应通常产生氯磺酰基取代的酰胺，这也是在回流下24小时后(参见M.Beran等人,Z.Anorg.Allg.Chem.,2005,631,55-59；M.Beran等人,Polyhedron 2010,29,991-994；和中国专利申请No.10174724)。

以No.2011/0070486公开的美国申请描述了通过三氟甲磺酰亚胺钾与非市售氟磺酸酐的酰化来制备N-氟磺酰基(三氟甲磺酰基)酰胺。美国专利No.5,874,616描述了在低温下通过使用高毒性硫酰氟酰化三氟甲磺酰基酰胺来制备N-氟磺酰基-(三氟甲磺酰基)酰胺，这使得该方法在考虑更大规模生产时是不合适的。

另一方面，氨基磺酸的酰化也用于制备各种N-磺酰基氨基磺酸(参见Scozzafava,A.等人,J.Enz.Inhib.,2000,15(5),443-453)。然而，该出版物仅报道了取代的氨基磺酸和一些盐的制备。

所有上述方法都需要长的反应时间，因此不适于成本有效的生产。

用吡啶-三氧化硫配合物磺化非卤化(更具反应性)酰胺也描述于P.Baumgarten等人,Berichte d.D.Chem.Gesellschaft(A and B Series)1931,64,1582-1588中。还制备了其它三氧化硫配合物并用于磺化，例如在Gilbert,E.E.,Chem.Rev.,1962.62(6):p.549-589中综述的那些。