[发明专利]氟磺酰亚胺铵盐的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氟磺酰亚胺铵盐的制造方法。更详细而言，本发明涉及有效率地制造无限地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3月3日在日本申请的特愿2011-046738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、选择性吸电子材料等在各种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、化合物的阳离子交换反应，可以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。

提出各种氟磺酰亚胺铵盐的合成法。例如，非专利文献1中公开了由二（氟磺酰基）亚胺与氨合成二（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，使其与包含选自第11族～第15族、第4周期～第6周期的元素（但是，砷和锑除外）中的至少1种元素的氟化物反应，从而合成双［二（氟磺酰基）亚胺］盐的方法。作为用于专利文献2所述的制法的氟化物，公开了氟化锌（ZnF₂）、氟化铜（CuF₂）、氟化铋（BiF₂）等。这些均是常温下为固体的物质。

此外，非专利文献2或3中公开了将三氟化砷（AsF₃）、三氟化锑（SbF₃）作为氟化剂使用，由二（氯磺酰基）亚胺合成二（氟磺酰基）亚胺的方法。

专利文献1：日本特表平08-511274号公报

专利文献2：日本特开2010-168308号公报

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

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

非专利文献3：Jean′ne M.Shreeve et al.,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）亚胺是通过用强酸处理二（氟磺酰基）亚胺盐而游离化来得到的。然而，由于二（氟磺酰基）亚胺本身是强酸，所以工业的制造不容易。虽然有使用离子交换树脂而合成二（氟磺酰基）亚胺的方法，但工序繁杂，不适合工业上的生产。

专利文献2中记载的合成法中，由于来自上述氟化物的金属元素使电解质的特性降低，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，必须进行繁杂的精制操作。

用于非专利文献2或3中记载的合成法的AsF₃比较昂贵。由于As和Sb均是有高毒性的元素，因而在操作性上存在困难。尤其，使用AsF₃的合成法中，副生出难以与目的生成物分离的化合物。因此，非专利文献2或3所公开的合成法不适合工业上的生产。

本发明的课题是提供一种有效率地制造无限地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，以及提供一种由氟磺酰亚胺铵盐制造不包含使电解质特性等降低的金属杂质的氟磺酰亚胺盐的方法。

本发明的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与NH₄F（HF）_p（p表示0～10中的任一实数）所示的氟化剂反应，可以在工业上容易地合成氟磺酰亚胺铵盐。此外，发现通过使这样的得到的氟磺酰亚胺铵盐与金属化合物等作用而进行阳离子交换，可以得到不包含使电解质特性等降低的金属杂质的氟磺酰亚胺金属盐等。本发明基于这些见解而完成。

即，本发明包含以下内容。

（1）一种式〔II〕所示的氟磺酰亚胺铵盐（以下，有时记为化合物〔II〕）的制造方法，其中，包括使式〔I〕所示的化合物（以下，有时记为化合物〔I〕）与式〔III〕所示的氟化剂（以下，有时记为氟化剂〔III〕）反应。

（2）一种式〔IV〕所示的氟磺酰亚胺盐（以下，有时记为化合物〔IV〕）的制造方法，其中，包括使选自金属化合物、化合物和有机胺化合物中的至少1种的化合物与用上述（1）所述的方法得到的式〔II〕所示的氟磺酰亚胺铵盐反应。

（3）如（2）所述的氟磺酰亚胺盐的制造方法，其中，上述至少1种化合物选自碱金属化合物、化合物和有机胺化合物。