稳定的(CF3)2N-盐及其制备方法技术

本发明专利技术涉及稳定的(CF3)2N-盐、其制备方法及其作为有机化合物的前体的应用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稳定的(CF3)2N-盐、其制备方法、及其作为有机化合物的前体的应用。
技术介绍
锂离子电池是最有希望用于移动场合的体系。其应用领域由优质电子器件(如， 移动电话、摄录机)延伸至用于电动汽车的电池。这些电池由阴极、阳极、隔板和非水电解质组成。所用阴极通常为Li (MnMez) 04、Li(CoMez)O2, Li (CoNixMez)O2、或其它的锂嵌入和插入化合物。阳极可由金属锂、碳材料、石墨、石墨碳材料或其它的锂嵌入和插入化合物或合金化合物组成。所用电解质为在非质子传递溶剂中包含锂盐，如 LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiAsF6, LiCF3SO3^ LiN(CF3SO2)2 或 LiC (CF3SO2) 3及其混合物的溶液。在研究用于电池的新型盐的过程中，二(三氟甲基)胺类物质被证实是合适的。文献中首次描述的来自二(三氟甲基)胺类的一种盐为二(三氟甲基)氨化铯。该盐可通过将全氟(2-氮杂丙烷)加入氟化铯与无水乙腈的悬浮液中而制成。Minkwitz (无机化学(Inorg. Chem.) ,28(1989)，1627-1630)分离出 Cs+ ^ (CF3)2,但不是(C6H5)4As+(CF3)， 也不是(C2H5)4N+(CF3) 2N_。欧洲专利申请99101982描述了一种制备具有无机阳离子的(CF3)2N_阴离子的新方法。该盐仅在溶液中稳定，因此必须立即使用。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供稳定的(CF3)2N-盐及其制备方法。本专利技术的目的通过具有以下通式的化合物而实现 Ax) yKt]+ -N(CF3)2(I)其中Kt 为 N、P、As、Sb、S 或 Se，A 为 N、P、P (0)、0、S、S (0)、S02、As、As (0)、Sb 或 Sb (0)，R1,R2和R3相同或不同且分别为H、卤素、取代和/或未取代烷基CnH2n+1、具有1_18 个碳原子和一个或多个双键的取代和/或未取代链烯基、具有1-18个碳原子和一个或多个三键的取代和/或未取代炔基、取代和/或未取代环烷基CmH2nrl、单-或多取代和/或未取代苯基、取代和/或未取代杂芳基，A可按各种位置包括在R1、R2和/或R3中，Kt可包括在环或杂环中，键接到Kt上的基团可以相同或不同，其中η 为 1-18m 为 3-7k 为 0 或 1-61为1或2 (如果χ = 1)和1 (如果χ = 0)χ 为 0 或 1y 为 1-4。该化合物可用作将N(CF3)2基团引入有机物质中的试剂。例如，可以制备出用于二次电池和原电池的氟化溶剂。惊人地发现，这些盐还具有其它的可能用途。这种新型盐作为用于制备液晶化合物的前体是有价值的，这归因于其结构。已经发现，可在温和条件下简单地制备出配位化合物。该盐可高产率地分离。已经惊人地发现，这种新型盐是稳定的。它们可在室温下分离并储存。以下更详细地解释本专利技术的一个一般例子。具有以下通式的化合物D+ W(CF3)2 (II)其中D+选自碱金属，可通过欧洲专利申请No. 99101982所述的方法来制备。其它合适的N (CF3) 2-基团的提供者是具有以下通式的化合物GN(CF3)2 (IV)其中G选自氟化磺酰胺和氟化酰胺。首先装入通式(II)或(IV)化合物在选自乙腈、二乙氧基乙烷和二甲基甲酰胺的合适极性有机溶剂中的溶液。在_40°C至80°C的温度下，优选在室温下，加入等摩尔量的具有以下通式的盐A)yKt]+ (III)其中Kt = N、P、As、Sb、S 或 Se，A = N、P、P (0)、0、S、S (0)、S02、As、As (0)、Sb 或 Sb (0)，R1,R2和R3相同或不同且分别为H、卤素、取代和/或未取代烷基CnH2n+1、具有1_18 个碳原子和一个或多个双键的取代和/或未取代链烯基、具有1-18个碳原子和一个或多个三键的取代和/或未取代炔基、取代和/或未取代环烷基CmH2nrl、单-或多取代和/或未取代苯基、取代和/或未取代杂芳基， A可按各种位置包括在R1、R2和/或R3中，Kt可包括在环或杂环中，键接到Kt上的基团可以相同或不同，其中η 为 1-18m 为 3-7k 为 0 或 1-61为1或2 (如果χ = 1)和1 (如果χ = 0)χ 为 0 或 1y 为 1-4，且飞=Γ、Cr、Br\ Γ、BF4\ ClOp AsF6\ SbFp 或 PFf。通过施加减压，去除可能形成的所有挥发性副产物。但所形成的副产物通常是不溶于这些溶剂并被过滤掉的盐。在减压下去除溶剂。所得反应产物的产率超过80%。大多数盐在室温下是稳定的且不会熔化分解。这种新型化合物可用于包含常规导电盐的电解质。合适的电解质的例子为包含选自 LiPF6, LiBF4、LiQO4、LiAsF6, LiCF3SO3^ LiN(CF3SO2)2 禾口 LiC (CF3SO2) 3 及其混合物的导电盐的那些。这些电解质还可包含有机异氰酸酯(DE 199 44 603)以降低水含量。另外，这些电解质可包含有机碱金属盐(DE 199 10 968)作为添加剂。合适的碱金属盐为具有以下通式的碱金属硼酸盐Li+B-(OR1)m(OR2)p其中m 和 ρ 为 0、1、2、3 或 4 且 m+p = 4，且R1和R2相同或不同，根据需要通过单键或双键相互直接连接，而且在每种情况下单独或共同为芳族或脂族羧酸、二羧酸或磺酸基团，或在每种情况下单独或共同为可未取代或被A或Hal单取代至四取代的选自苯基、萘基、蒽基和菲基的芳环，或在每种情况下单独或共同为可未取代或被A或Hal单取代至三取代的选自吡啶基、吡唑基(pyrazyl)或联吡啶基的杂环芳环，或在每种情况下单独或共同为可未取代或被A或Hal单取代至四取代的选自芳族羟基羧酸和芳族羟基磺酸的芳族羟基酸，且Hal 为 F、Cl 或 Br，且A为具有1-6个碳原子的可被单卤化至三卤化的烷基。另外合适的是具有以下通式的碱金属醇盐Li+OIT其中R为芳族或脂族羧酸、二羧酸或磺酸基团，或为可未取代或被A或Hal单取代至四取代的选自苯基、萘基、蒽基和菲基的芳环，或为可未取代或被A或Hal单取代至三取代的选自吡啶基、吡唑基或联吡啶基的杂环芳环，或为可未取代或被A或Hal单取代至四取代的选自芳族羟基羧酸和芳族羟基磺酸的芳族羟基酸，且Hal 为 F、Cl 或 Br，且A为具有1-6个碳原子的可被单卤化至三卤化的烷基。具有以下结构式的锂配盐也可存在于电解质中权利要求1.具有以下通式的化合物 A^yKt]+ -N(CF3)2 (I) 其中Kt 为 N、P、As、Sb、S 或％，A 为 N、P、P (0)、0、S、S (0)、SO2, As、As (0)、Sb 或 Sb (0)，R\R2和R3相同或不同且分别为H、卤素、取代和/或未取代烷基CnH2n+1、具有1-18个碳原子和一个或多个双键的取代和/或未取代链烯基、具有1-18个碳原子和一个或多个三键的取代和/或未取代炔基、取代和/或未取代环烷基CmH2nrl、单-或多取代和/或未取代苯基、取代和/或未取代杂芳基，A可按各种位置包括在R1、R2和/或R3中，Kt可包括在环或杂环中，键接到Kt上的基团可以相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．具有以下通式的化合物：［（［Ｒ１（ＣＲ２Ｒ３）ｋ］ｌＡｘ）ｙＫｔ］＋－Ｎ（ＣＦ３）２　　　　（Ｉ）其中：Ｋｔ为Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓ或Ｓｅ，Ａ为Ｎ、Ｐ、Ｐ（Ｏ）、Ｏ、Ｓ、Ｓ（Ｏ）、ＳＯ２、Ａｓ、Ａｓ（Ｏ）、Ｓｂ或Ｓｂ（Ｏ），Ｒ１、Ｒ２和Ｒ３相同或不同且分别为Ｈ、卤素、取代和／或未取代烷基ＣｎＨ２ｎ＋１、具有１－１８个碳原子和一个或多个双键的取代和／或未取代链烯基、具有１－１８个碳原子和一个或多个三键的取代和／或未取代炔基、取代和／或未取代环烷基ＣｍＨ２ｍ－１、单－或多取代和／或未取代苯基、取代和／或未取代杂芳基，Ａ可按各种位置包括在Ｒ１、Ｒ２和／或Ｒ３中，Ｋｔ可包括在环或杂环中，键接到Ｋｔ上的基团可以相同或不同，其中：ｎ为１－１８ｍ为３－７ｋ为０或１－６ｌ为１或２（如果ｘ＝１）和１（如果ｘ＝０）ｘ为０或１ｙ为１－４。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：U·海德，M·施米特，P·萨托里，N·伊格纳特耶夫，A·库彻伊纳，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE