制备含有氟磺酰基基团的酰亚胺盐的方法

技术领域

本发明涉及制备含有氟磺酰基基团的酰亚胺盐的方法。

背景技术

磺酰基酰亚胺(磺酰亚胺，sulfonylimide)类型的阴离子由于其极低的碱度，越来越多地以电池中的无机盐的形式、或超级电容器中的有机盐的形式而用于能量存储领域，或用于离子液体领域。由于电池市场正在充分扩大，并且降低电池制造成本已成为主要挑战，因此，需要用于合成这种类型的阴离子的廉价的大规模的方法。

在Li-离子电池的特定领域中，目前最广泛使用的盐是LiPF

制备含有氟磺酰基基团的酰亚胺盐的大多数方法包括许多步骤，其结果是形成副产物，所述副产物所具有的物理性质使得它们的除去可能被证明是复杂的和/或可能需要昂贵的纯化步骤。而且，步骤的累积可导致LiFSI的最终产率的降低。此外，某些方法不能在工业规模上应用和/或产生可能难以处理的流出物。根据纯化步骤所需的复杂性，所产生的流出物的量可能非常巨大，因此可能需要大量的处理成本。

因此，需要制备含有氟磺酰基基团的酰亚胺盐的方法，该方法不具有至少一个上述缺点。

发明内容

本发明涉及制备下式(III)的化合物的方法：

R

其中：

-R

-M代表一价或二价阳离子；优选地，M代表一价阳离子；

所述方法包括：

-步骤b)：将下式(I)的化合物用至少一种氟化试剂氟化，优选地，在至少一种有机溶剂OS1的存在下：

R

其中R

-步骤c)：蒸馏在步骤b)中获得的组合物，所述组合物包含下式(II)的化合物：

R

根据本发明的方法可包括将在步骤c)中获得的组合物溶解在有机溶剂OS2中的任选的步骤d)。

根据一个实施方案，根据本发明的方法包括步骤e)：使在步骤c)或在步骤d)中获得的组合物与包含至少一种碱金属或碱土金属盐的组合物接触，以得到下式(III)的化合物：

R

R

根据本发明的方法可包括阳离子交换步骤f)，以将式(III)的化合物转化为另一种式(III)的化合物，但其中M是不同的。

优选地，本发明涉及制备如前定义的式(III)的化合物的方法，所述方法包括：

-步骤a)：使下式(A)的硫酰胺与至少一种基于硫的酸和至少一种氯化试剂反应：

R

其中R

以形成式(I)的化合物：

R

其中R

-步骤b)：将如上定义的式(I)的化合物用至少一种氟化试剂氟化，优选地，在至少一种有机溶剂OS1的存在下；

-步骤c)：蒸馏在步骤b)中获得的组合物，所述组合物包含下式(II)的化合物：

R

根据本发明的方法有利地解决了现有方法的至少一个缺点。其有利地能够实现：

ο在工业规模上并且以降低的成本制备式(III)的化合物，例如LiFSI；和/或

ο制备高纯度的式(III)的化合物，例如LiFSI，这尤其允许其用于Li-离子电池的电解质中；和/或

ο减少要处理的流出物。

根据一个实施方案，上述方法在步骤b)之前还包括步骤a)，该步骤a)包括使下式(A)的硫酰胺与至少一种基于硫的酸和至少一种氯化试剂反应以形成如上定义的式(I)的化合物：

R

其中R

优选地，化合物(A)为其中R

步骤a)可如下进行：

ο在30℃和150℃之间的温度下，和/或

ο以在1小时和7天之间的反应时间；和/或

ο在1巴绝对压力和20巴绝对压力之间的压力下。

根据本发明，基于硫的试剂可选自氯磺酸(ClSO

根据本发明，氯化试剂可选自亚硫酰氯(SOCl

氯化步骤a)可在催化剂的存在下进行，所述催化剂选自例如叔胺(例如甲胺、三乙胺或二乙基甲胺)、吡啶、和2,6-二甲基吡啶。

基于硫的酸和化合物(A)(特别地其中R

氯化试剂和化合物(A)(特别地其中R

特别地，当基于硫的试剂是氯磺酸时，后者和化合物(A)(特别地其中R

特别地，当基于硫的试剂是硫酸(或发烟硫酸)时，硫酸(或发烟硫酸)和化合物(A)(特别地其中R

特别地，当基于硫的试剂是硫酸(或发烟硫酸)时，硫酸(或发烟硫酸)和化合物(A)(特别地其中R

步骤a)有利地允许形成式(I)的化合物：

R

其中R

根据本发明的方法包括步骤b)：将下式(I)的化合物用至少一种氟化试剂氟化，优选地，在至少一种有机溶剂OS1的存在下：

R

其中R

步骤b)尤其允许式(I)的化合物氟化为式(II)的化合物：

R

其中R

优选地，在以上式(II)中，R

根据一个实施方案，氟化试剂选自HF(优选无水HF)、KF、AsF

在本发明的上下文中，术语“无水HF”意指含有小于500ppm的水、优选小于300ppm的水、优选小于200ppm的水的HF。

该方法的步骤b)优选在至少一种有机溶剂OS1中进行。有机溶剂OS1的供体数(donor number)优选在1和70之间，并且有利地在5和65之间。溶剂的供体数代表值-ΔH，ΔH是溶剂和五氯化锑之间的相互作用的焓(根据Journal of Solution Chemistry,第13卷，第9期,1984中描述的方法)。作为有机溶剂OS1，可尤其提及酯、腈、二腈、醚、二醚、胺、膦以及其混合物。

优选地，有机溶剂OS1选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙腈、丙腈、异丁腈、戊二腈、二

步骤b)可在0℃和有机溶剂OS1(或有机溶剂混合物OS1)的沸点之间的温度下进行。优选地，步骤b)在5℃和有机溶剂OS1(或有机溶剂混合物OS1)的沸点之间的温度下、优选在20℃和有机溶剂OS1(或有机溶剂混合物OS1)的沸点之间的温度下进行。

步骤b)(优选使用无水氢氟酸)可在压力P下进行，P优选在0和16巴绝对压力之间。

该步骤b)优选通过在与氟化试剂、优选与无水HF反应的步骤之前将式(I)的化合物溶解在有机溶剂OS1或有机溶剂的混合物OS1中来进行。

式(I)的化合物和有机溶剂OS1或有机溶剂的混合物OS1之间的质量比优选在0.001和10之间，并且有利地在0.005和5之间。

根据一个实施方案，将无水HF引入到反应介质中，优选以气态形式。

氟化试剂、优选无水HF和所使用的式(I)的化合物之间的摩尔比x优选在1和10之间，并且有利地在1和5之间。

与氟化试剂、优选无水HF反应的步骤可在封闭介质中或在开放介质中进行；优选地，步骤b)在开放介质中进行，其中特别地，HCl以气体形式释放。

氟化反应典型地导致HCl的生成，HCl的大部分可从反应介质中脱气(就像过量的HF一样，如果氟化试剂是HF的话)，例如通过用中性气体(例如氮气、氦气或氩气)进行汽提(stripping)。

然而，残留的HF和/或HCl可溶解在反应介质中。在HCl的情况下，数量非常低，因为在工作压力和温度下，HCl主要呈气体形式。

在步骤b)结束时获得的组合物可储存在耐HF的容器中。

在步骤b)中获得的组合物可包含HF(其特别是未反应的HF)、上述式(II)的化合物、溶剂OS1(例如二

根据本发明的方法包括步骤c)：蒸馏在步骤b)中获得的组合物，所述组合物包含下式(II)的化合物：

R

根据一个实施方案，蒸馏在步骤b)中获得的组合物的步骤c)使得能够形成和收取：

ο第一物流F1，其包含HF、任选地有机溶剂OS1和/或任选地HCl，优选地位于蒸馏塔的顶部处，所述物流F1为气态或液态；

ο第二物流F2，其包含式(II)的化合物和任选地重质化合物，优选地位于蒸馏塔的底部处，所述物流F2优选为液态。

当物流F2包含重质化合物时，可使其在第二蒸馏塔中经历另外的蒸馏步骤，以形成和收取：

ο物流F2-1，其包含式(II)的化合物且不含重质化合物，优选地位于蒸馏塔的顶部处，所述物流F2-1优选为液态，

ο物流F2-2，其包含重质化合物和式(II)的化合物，优选地位于蒸馏塔的底部处，所述物流F2-2含有小于10重量％、优选小于7重量％且优选小于5重量％的在步骤b)中获得的组合物中所含的式(II)的化合物，所述物流F2-2优选为液态。

根据一个实施方案，通过使用两个蒸馏塔，蒸馏在步骤b)中获得的组合物的步骤c)使得能够形成和收取：

ο第一物流F1，其包含HF、任选地有机溶剂OS1和/或任选地HCl，位于第一蒸馏塔的顶部处，所述物流F1为气态或液态；

ο第二物流F2，其包含式(II)的化合物和任选地重质化合物，位于第一蒸馏塔的底部处，所述物流F2优选为液态；

使所述物流F2在第二蒸馏塔中经历蒸馏步骤，以形成和收取：

ο物流F2-1，其包含式(II)的化合物且不含重质化合物，位于第二蒸馏塔的顶部处，所述物流F2-1优选为液态，

ο物流F2-2，其包含重质化合物和式(II)的化合物，位于第二蒸馏塔的底部处，所述物流F2-2含有小于10重量％、优选小于7重量％且优选小于5重量％的在步骤b)中获得的组合物中所含的式(II)的化合物，所述物流F2-2优选为液态。

在本发明的上下文中，术语“重质化合物”意指沸点高于式(II)的化合物的沸点的有机化合物。它们可得自式(I)的化合物的裂解反应，导致例如诸如FSO

根据一个实施方案，蒸馏在步骤b)中获得的组合物的步骤c)使得能够形成和收取：

ο第一物流F’1，其包含HF、任选地有机溶剂OS1和/或任选地HCl，优选地位于蒸馏塔的顶部处，所述物流F’1为气态或液态；

ο第二物流F’2，其包含式(II)的化合物，优选通过侧向移出(side removal)来收取，所述物流F’2优选为液态；

ο第三物流F’3，其包含重质化合物和式(II)的化合物，优选地位于蒸馏塔的底部处，所述物流F’3含有小于10重量％、优选小于7重量％且优选小于5重量％的在步骤b)中获得的组合物中所含的式(II)的化合物，所述物流F’3优选为液态。

为了进行侧向移出，蒸馏塔可含有至少一个塔板。

蒸馏步骤c)可在范围为0至5巴绝对压力、优选0至3巴绝对压力、优选0至2巴绝对压力并且有利地0至1巴绝对压力的压力下进行。

蒸馏步骤c)可如下进行：

ο在范围为150℃至200℃、优选160℃至180℃并且优选165℃至175℃的蒸馏塔底部温度下，在1巴绝对压力的压力下；或

ο在范围为30℃至100℃、优选40℃至90℃并且优选40℃至85℃的蒸馏塔底部温度下，在0.03巴绝对压力的压力下。

蒸馏步骤c)可在任何常规装置中进行。这样的装置可为包括蒸馏塔、沸腾器和冷凝器的蒸馏装置。

蒸馏塔可包括：

ο至少一种填充物，例如无规填充物和/或结构化填充物，

和/或

ο塔板，例如多孔塔板、固定阀塔板、活动阀塔板、泡罩式塔板或其组合。

蒸馏塔的高度典型地取决于待分离的化合物的性质。典型地，取决于所使用的流速，蒸馏塔可具有任何类型的直径：小的(小于或等于1米)或高的(大于1米)。

蒸馏塔、其内部构成(填充物和/或塔板)、沸腾器和/或冷凝器的材料有利地选自耐腐蚀材料，这是由于在经历蒸馏的组合物中可能存在HF和/或HCl。

耐腐蚀材料可选自搪瓷钢、镍、钛、铬、石墨、碳化硅、基于镍的合金、基于钴的合金、基于铬的合金、用含氟聚合物保护涂层(例如PVDF：聚偏氟乙烯，PTFE：聚四氟乙烯，PFA：C

基于镍的合金优选为包含至少40重量％的镍、优选至少50重量％的镍的合金，相对于合金的总重量计。可提及的实例包括合金

物流F1和F'1可包含HF、HCl和有机溶剂OS1(特别是二

根据一个实施方案，物流F1包含2重量％至70重量％的HF、优选5重量％至60重量％的HF，相对于物流F1的总重量计，以及，30重量％至98重量％的有机溶剂OS1、优选40重量％至95重量％的OS1，相对于物流F1的总重量计。

根据一个实施方案，物流F’1包含2重量％至70重量％的HF、优选5重量％至60重量％的HF，相对于物流F’1的总重量计，以及，30重量％至98重量％的有机溶剂OS1、优选40重量％至95重量％的OS1，相对于物流F’1的总重量计。

根据一个实施方案，物流F2包含50重量％至100重量％的式(II)的化合物、优选70重量％至99重量％的式(II)的化合物，相对于物流F2的总重量计。

根据一个实施方案，物流F’2包含50重量％至100重量％的式(II)的化合物、优选70重量％至99重量％的式(II)的化合物，相对于物流F’2的总重量计。

根据一个实施方案，物流F2-1包含50重量％至100重量％的式(II)的化合物、优选70重量％至99重量％的式(II)的化合物，相对于物流F2-1的总重量计。

步骤c)有利地允许收取高纯度的式(II)的化合物。使用高纯度的式(II)的化合物有利地使得能够制备高纯度的式(III)的化合物，尤其是LiFSI，而无需另外的纯化步骤。

根据一个实施方案，根据本发明的方法包括步骤d)：将在步骤c)中获得的组合物溶解在有机溶剂OS2中，所述溶剂OS2优选为极性非质子溶剂。

有机溶剂OS2可为与水混溶的溶剂。

在本发明的上下文中，术语“与水混溶的溶剂”意指不形成宏观相分离的溶剂。

有机溶剂OS2可选自醚、二醚、腈、胺、碳酸酯和膦。优选地，有机溶剂OS2选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙腈、丙腈、异丁腈、戊二腈、二

优选地，步骤d)包括将所述溶剂OS2添加至在步骤b)或在步骤c)中获得的组合物。

在其中该方法包括步骤c)的实施方案中，步骤d)尤其包括将物流F2(或物流F2-1或物流F'2)溶解在有机溶剂OS2中。

根据一个实施方案，根据本发明的方法包括步骤e)：使在步骤c)或在步骤d)中获得的组合物与包含至少一种碱金属或碱土金属盐的组合物接触，以得到下式(III)的化合物：

R

R

步骤e)有利地允许式(II)的化合物转化为上述式(III)的化合物：

R

其中：

-R

-M代表一价阳离子(优选K

典型地，可使用在步骤c)中获得的组合物(物流F2或物流F2-1或物流F'2)，或使用在步骤d)中或在步骤c)和步骤e)之间的任何中间步骤之后获得的组合物来进行步骤e)。

根据一个实施方案，包含至少一种碱金属或碱土金属盐的组合物是水性组合物，优选水性悬浮液或水溶液。

根据另一个实施方案，包含至少一种碱金属或碱土金属盐的组合物是固体组合物；优选地，该组合物由至少一种碱金属或碱土金属盐组成。

接触的步骤可对应于将在步骤c)或步骤d)中获得的组合物添加至包含至少一种碱金属或碱土金属盐的组合物，或反之亦然。优选地，将在步骤c)或d)中获得的组合物添加至包含至少一种碱金属或碱土金属盐的组合物。

步骤e)可在反应器中进行，反应器优选包括至少一个搅拌系统。

碱金属或碱土金属盐可为阳离子M的盐。

根据一个实施方案，碱金属或碱土金属盐选自MOH、MOH·H

优选地，碱金属或碱土金属盐选自LiOH、LiOH·H

当其为包含至少一种碱金属或碱土金属盐的水性组合物时，该组合物可通过用于制备碱性水性组合物的任何常规手段来制备。这样的手段可为例如在搅拌下将碱金属或碱土金属盐溶解在超纯水或去离子水中。

优选地，上述方法包括步骤e)，该步骤e)包括将在步骤c)或步骤d)中获得的组合物添加在包含至少一种钾盐或一种锂盐、优选钾盐的水性组合物中，所述组合物包含上述式(II)的化合物：

R

R

为了确定待引入的碱金属或碱土金属盐的量，典型地可对将要中和的混合物的总酸度进行分析。

根据一个实施方案，步骤e)使得：

-碱金属或碱土金属盐的摩尔比除以所述盐相对于式(II)的化合物的碱度值大于或等于1，优选小于5，优选小于3，优选在1和2之间；和或

-水性组合物中的碱金属或碱土金属盐与水的质量的质量比在0.1和2之间，优选在0.2和1之间，优选在0.3和0.7之间。

例如，盐Li

根据本发明的方法的步骤e)可在小于或等于40℃、优选小于或等于30℃、优选小于或等于20℃并且特别地小于或等于15℃的温度下进行。

根据一个实施方案，根据本发明的方法包括如下的另外的步骤：过滤在步骤e)中获得的组合物，得到滤液F和滤饼G。

所制备的式(III)的化合物可包含在滤液F和/或滤饼G中。

可用典型地微溶(sparingly soluble)于水的有机溶剂OS3使滤液F经历至少一个提取步骤，以将上述式(III)的化合物提取到有机相中。提取步骤典型地产生水相和有机相的分离。

在本发明的上下文中，并且除非另有说明，否则术语“微溶(sparingly soluble)于水”是指在水中的溶解度小于5重量％的溶剂。

上述有机溶剂OS3特别选自以下族：酯、腈、醚、氯化的溶剂和芳族溶剂、以及其混合物。优选地，有机溶剂OS3选自二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氢呋喃和二乙醚、以及其混合物。特别地，有机溶剂OS3是乙酸丁酯。

对于每次提取，所使用的有机溶剂的质量量可为滤液F的质量的1/6至1倍。提取的次数可在2和10之间。

优选地，由(一次或多次)提取产生的有机相的式(III)的化合物的质量含量的范围为5质量％至40质量％。

然后，可对(在提取结束时获得的)分离的有机相进行浓缩，以达到在30质量％和60质量％之间、优选在40质量％和50质量％之间的式(III)的化合物的浓度，所述浓度可通过本领域技术人员已知的任何蒸发手段实现。

上述滤饼G可用有机溶剂OS4洗涤，所述有机溶剂OS4选自以下族：酯、腈、醚、氯化的溶剂和芳族溶剂、以及其混合物。优选地，有机溶剂OS4选自二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氢呋喃、乙腈和二乙醚、以及其混合物。特别地，有机溶剂OS4是乙酸丁酯。

所使用的有机溶剂OS4的质量量可为滤饼的重量的1至10倍。旨在用于洗涤的有机溶剂OS4的总量可以单份使用或分若干份使用，以尤其优化式(III)的化合物的溶解。

优选地，由滤饼G的洗涤产生的有机相的式(III)的化合物的质量含量的范围为5质量％至20质量％。

然后，可对由滤饼G的洗涤产生的分离的有机相进行浓缩，以达到在30质量％和60质量％之间、优选在40质量％和50质量％之间的式(III)的化合物的浓度，所述浓缩操作可通过本领域技术人员已知的任何蒸发手段实现。

根据一个实施方案，在浓缩步骤之前，可合并(pooled)由滤液F的提取和滤饼G的洗涤产生的有机相。

根据本发明的方法可在步骤e)之后包括阳离子交换步骤f)，以将式(III)的化合物转化为另一种式(III)的化合物，但其中M代表不同的一价阳离子。

优选地，该步骤包括在先前步骤e)中获得的式(III)的化合物与碱金属或碱土金属盐之间的反应：

R

其中：

-R

-M代表一价或二价阳离子，优选一价阳离子；

所述碱金属或碱土金属盐的阳离子不同于M(例如M')。

例如，如果在步骤e)中获得的式(III)的化合物是其中M代表K

例如，如果步骤e)产生式(III-A)的化合物：

R

其中：

-R

-M代表一价或二价阳离子，优选一价阳离子；

则该方法可包括步骤f)：将式(III-A)的化合物阳离子交换为式(III-B)的化合物：

R

其中：

-R

-M’代表不同于M的一价阳离子。

根据本发明的方法还可包括纯化上述式(III)的化合物的步骤。

该步骤可在步骤e)结束时或在步骤f)结束时进行。

纯化式(III)的化合物的步骤g)可通过任何已知的常规方法进行。其可为，例如，提取方法、溶剂洗涤方法、再沉淀方法、重结晶方法或其组合。

在上述步骤e)或上述步骤f)结束时，式(III)的化合物可为包含30重量％至95重量％的式(III)的化合物的组合物的形式，相对于所述组合物的总重量计。

根据第一实施方案，步骤g)是使上述式(III)的化合物结晶的步骤。

优选地，在步骤g)期间，使上述式(III)的化合物在冷条件下结晶，尤其是在小于或等于25℃的温度下。

优选地，在步骤g)期间，式(III)的化合物的结晶在选自氯化的溶剂(例如二氯甲烷)和芳族溶剂(例如甲苯)的有机溶剂OS5(结晶溶剂)中进行，特别地在小于或等于25℃的温度下。优选地，通过过滤收取在步骤d)结束时结晶的式(III)的化合物。

结晶步骤优选针对包含在75重量％和90重量％之间的式(III)的化合物的组合物进行。为此，可浓缩在步骤e)或f)结束时获得的组合物以获得对应于上述组合物的溶液。浓缩操作可通过任何常规的浓缩手段进行。其可尤其在低于70℃、优选低于50℃、优选低于40℃的温度下在40毫巴和0.01毫巴之间的降低的压力下进行。其可优选在以下所述的步骤v)的条件下进行。

根据第二实施方案，步骤g)包括以下步骤：

i)任选地将式(III)的化合物溶解在有机溶剂S'1中；

ii)添加去离子水以溶解和提取上述式(III)的化合物，形成所述式(III)的化合物的水溶液；

iii)任选地浓缩所述式(III)的化合物的所述水溶液；

iv)用有机溶剂S’2从所述水溶液中提取式(III)的化合物，所述溶剂S2优选与水形成共沸混合物，该步骤重复至少一次；

v)在短程薄膜蒸发器中，在以下条件下，通过蒸发所述有机溶剂S’2和水来浓缩式(III)的化合物：

-温度在30℃和95℃之间，优选在30℃和90℃之间，优选在40℃和85℃之间；

-压力在10

-停留时间小于或等于15分钟，优选小于或等于10分钟，且有利地小于或等于5分钟；

vi)任选地使式(III)的化合物结晶。

如果在步骤e)或在步骤f)中获得的式(III)的化合物已经包含有机溶剂(例如OS3和/或OS4)，则步骤g)可不包括上述步骤i)。

上述步骤ii)尤其包括将去离子水添加至式(III)的化合物在上述有机溶剂S'1中的溶液中，以允许所述式(III)的化合物溶解，和在水(水相)中提取所述式(III)的化合物。

提取可通过任何已知的提取手段进行。提取典型地允许水相(在本情况下为所述盐的水溶液)和有机相的分离。

根据本发明，步骤ii)可重复至少一次，例如三次。在第一次提取中，可添加相当于初始溶液质量的一半的量的去离子水，随后是在第二次提取期间等于初始溶液质量的约三分之一的量，然后是在第三次提取期间等于初始溶液质量的约四分之一的量。

优选地，步骤ii)为使得去离子水的质量大于或等于在有机溶剂S'1中的式(III)的化合物的初始溶液质量的三分之一、优选大于或等于一半(在单次提取的情况下，或者，如果步骤ii)重复至少一次则仅针对第一次提取)。

在多次提取(重复步骤ii))的情况下，可将所提取的水相合并以形成单一水溶液。

在步骤ii)结束时，特别地获得式(III)的化合物的水溶液。

根据一个实施方案，水溶液中的式(III)的化合物的质量含量在5％和35％之间，优选在10％和25％之间，相对于溶液的总质量计。

优选地，步骤g)包括在步骤ii)和步骤iv)之间的浓缩步骤iii)，优选地以获得式(III)的化合物的水溶液，其包含的式(III)的化合物的质量含量在20％和80％之间，特别地在25％和80％之间，优选在25％和70％之间，并且有利地在30％和65％之间，相对于溶液的总质量计。浓缩步骤可如下实施：使用旋转蒸发器，在降低的压力下、在低于50毫巴绝对压力(优选低于30毫巴绝对压力)的压力下，且特别地，在25℃和60℃之间、优选在25℃和50℃之间、优选在25℃和40℃之间(例如在40℃)的温度下。

然后，可通过使用有机溶剂S'2的提取来收取在步骤ii)结束时获得的、和在任选的浓缩步骤iii)结束时获得的、或在任选的其它的中间步骤结束时获得的包含在水溶液中的式(III)的化合物，所述溶剂S'2优选能够与水形成共沸物(步骤iv)。步骤iv)特别地在提取之后得到对于水饱和的含有式(III)的化合物的有机相(其是式(III)的化合物在有机溶剂S'2中的溶液，所述溶液对于水饱和)。

提取典型地允许水相和有机相(在本发明的情况下是式(III)的化合物在溶剂S’2中的溶液)的分离。

步骤iv)有利地允许产生水相和有机相，它们是分离的。

优选地，有机溶剂S'2选自酯、腈、醚、碳酸酯、氯化的溶剂和芳族溶剂、以及其混合物。优选地，溶剂S’2选自醚和酯以及其混合物。例如，可提及碳酸二乙酯、甲基叔丁基醚、环戊基甲基醚、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈和二乙醚、以及其混合物。优选地，溶剂S’2选自甲基叔丁基醚、环戊基甲基醚、乙酸乙酯、乙酸丙酯和乙酸丁酯、以及其混合物。特别地，有机溶剂S'2是乙酸丁酯。

提取步骤iv)重复至少一次，优选一至十次，并且特别是四次。然后可在步骤v)之前将有机相合并成单一相。对于每次提取，所使用的有机溶剂S’2的质量量可为水相的质量的1/6至1倍。优选地，在步骤iv)的提取期间，有机溶剂S’2/水的质量比的范围为1/6至1/1，提取的次数特别地为2至10。

优选地，在提取步骤iv)期间，将有机溶剂S’2添加至由步骤ii)(和由任选的步骤iii))产生的水溶液。

根据第二实施方案的步骤g)可包括在步骤iv)和步骤v)之间的预浓缩步骤，优选以获得式(III)的化合物在有机溶剂S’2中的溶液，其包含的式(III)的化合物的质量含量在20质量％和60质量％之间并且优选在30质量％和50质量％之间，相对于溶液的总质量计。预浓缩步骤可如下进行：在范围为25℃至60℃、优选25℃至45℃的温度下，任选地在降低的压力下、例如在小于50毫巴绝对压力的压力下、特别地在小于30毫巴绝对压力的压力下。预浓缩步骤优选用旋转蒸发器在降低的压力下，尤其是在40℃和小于30毫巴绝对压力的压力下进行。

根据本发明，浓缩步骤v)可在10

根据一个实施方案，步骤v)在30℃和95℃之间、优选在30℃和90℃之间、优选在40℃和85℃之间、并且特别地在50℃和70℃之间的温度下进行。

根据一个实施方案，步骤v)以小于或等于15分钟、优选小于10分钟、优选小于或等于5分钟并且有利地小于或等于3分钟的停留时间进行。

在本发明的上下文中，并且除非另有说明，术语“停留时间”意指式(III)的化合物的溶液(特别是在上述步骤iv)结束时获得的式(III)的化合物的溶液)进入到蒸发器与第一滴溶液离开之间经过的时间。

根据优选的实施方案，短程薄膜蒸发器的冷凝器的温度在-50℃和5℃之间，优选在-35℃和5℃之间。特别地，冷凝器温度为-5℃。

上述薄膜短程蒸发器也称为“刮膜式短程(wiped-film short-path)”(WFSP)。典型地，之所以这样称呼它们，是因为在蒸发期间产生的蒸气在冷凝器中冷凝之前覆盖一条短路径(行进一段短距离)。

在短程薄膜蒸发器中，尤其可提及由Buss SMS Ganzler ex Luwa AG,UIC GmbH或VTA Process公司销售的蒸发器。

典型地，短程薄膜蒸发器可包括放置在机器自身内部(特别是在机器的中心处)的用于溶剂蒸气的冷凝器，这与其中冷凝器在机器的外部的其它类型的薄膜蒸发器(其不是短程蒸发器)不同。

在这种类型的机器中，可典型地通过借助于以下所述的机械手段在蒸发表面上连续铺展来确保在蒸发器的热内壁上形成待蒸馏的产品的薄膜。

蒸发器可尤其在其中心处配备有轴向转子，在该轴向转子上安装允许在壁上形成膜的机械装置。其可为配备有固定叶片的转子，具有三个或四个叶片的叶形转子(lobedrotor)(所述叶片由柔性或刚性材料制成，分布在转子的整个高度上)，或者配备有活动的叶片、桨、刷、刮片或导向刮板(guided scraper)的转子。在这种情况下，转子可由一系列枢转铰接的桨叶(pivot-articulated paddle)(其通过径向支撑体而安装在杆或轴上)构成。其它转子可配备有安装在副轴上的移动辊，并且，所述辊通过离心作用而紧紧地靠在壁上。转子的旋转速度(其取决于机器的尺寸)可由本领域技术人员容易地确定。各轴(主轴，spindle)可由各种材料制成：金属，例如钢、钢合金(不锈钢)、铝，或聚合物，例如聚四氟乙烯PTFE，或玻璃材料(搪瓷)；涂覆有聚合物材料的金属材料。

根据本发明的方法可在该方法的各个上述步骤之间包括中间步骤。

根据一个实施方案，步骤a)、b)、c)和任选的d)和e)是顺序的。

根据一个实施方案，根据本发明的方法包括：

-步骤a)：使下式(A)的硫酰胺与至少一种基于硫的酸和至少一种氯化试剂反应：

R

其中R

以形成式(I)的化合物：

R

其中R

-步骤b)：在至少一种有机溶剂OS1的存在下，式(I)的化合物与无水HF的氟化，

-步骤c)：蒸馏在步骤b)中获得的组合物，以形成和收取

ο第一物流F1，其包含HF、有机溶剂OS1和任选地HCl，优选地位于蒸馏塔的顶部处，所述物流为气态或液态；

ο第二物流F2，其包含上述式(II)的化合物和任选地重质化合物，优选地位于蒸馏塔的底部处，所述物流F2优选为液态；

-任选的步骤d)：将在步骤b)中获得的并且包含式(II)的化合物的组合物(物流F2)溶解在有机溶剂OS2中；

-步骤e)：使在步骤c)中获得的包含上述式(II)的化合物的组合物(物流F2)与包含至少一种碱金属或碱土金属盐的组合物、优选水性组合物接触，以获得如前所定义的式(III)的化合物。

根据本发明的方法对于制造以下的式(III)的化合物特别有利：LiN(SO

优选地，根据本发明的方法是制备LiN(SO

在本发明的上下文中，术语“双(氟磺酰基)酰亚胺锂盐”、“双(磺酰基)酰亚胺锂”、“LiFSI”、“LiN(SO

根据本发明的方法有利地产生高纯度、特别地至少等于99.5重量％、有利地至少等于99.95重量％的式(III)的化合物并且特别是LiFSI。在本发明的上下文中，术语“ppm”意指基于重量的ppm。

本发明还涉及通过根据本发明的方法获得的化合物在Li-离子电池中、尤其是在Li-离子电池电解质中的用途。

特别地，这样的电池是移动设备(例如手机、照相机、平板电脑或笔记本电脑)或电动车辆或用于存储可再生能源(例如光能(photovoltaic)或风能)的Li-离子电池。

在本发明的上下文中，术语“在x和y之间”或“范围为x至y”表示包括端值x和y在内的范围。例如，“在-20和80℃之间”的温度尤其包括值-20℃和80℃。

上述所有实施方案均可彼此组合。特别地，本发明的方法的任何步骤的每个实施方案均可与另一个特别的实施方案组合。

以下实施例说明了本发明，但不对其进行限制。

实施例：

实施例1：双(氟磺酰基)酰亚胺(HFSI)的制备

在衬有PFA夹套、配备有气体引入管并且连接至用于捕获共同产生的HCl的鼓泡器的搅拌高压釜中，将107g的双(氯磺酰基)酰亚胺(HCISI)溶解在320g的乙酸丁酯中。搅拌该混合物。以1小时30分钟，通过引入管引入25g的HF(即，HF/HCISI摩尔比等于2.5)。反应是略微放热的。在运行期间，反应介质的温度从18℃升高至29℃。在引入结束时，使氮气物流通过，以汽提出(strip out)过量的HF。

将所获得的混合物引入到配备有连接至干冰捕获(cardice trap)的真空蒸馏塔的反应器中。将压力调整至12毫巴。开始加热。

在室温和36℃(蒸气温度)之间获得第一蒸馏馏分。第二馏分在48℃和57℃之间蒸馏。然后停止蒸馏。

该第二馏分由99％纯的双(氟磺酰基)酰亚胺(HFSI)组成(NMR分析)并且占53g，即，产率为58％。

通过

NMR谱及量化在Brüker AV 400谱仪上进行，对于

实施例2：双(氟磺酰基)酰亚胺锂盐(LiFSI)的制备

将40g的来自实施例1的HFSI(0.22mol)置于60g的乙酸丁酯中。将9.2g的固体Li

在中和结束时，收取反应介质并且过滤以除去过量的碳酸锂。滤饼用100ml的乙酸丁酯洗涤。

收取在溶液中的LiFSI，其NMR分析未检测到任何裂解产物，并且，其离子色谱分析未检测到任何硫酸根、钾或钠。