特表 2022-529638 ビス（フルオロスルホニル）イミドの精製

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-23

(54)【発明の名称】ビス（フルオロスルホニル）イミドの精製

(51)【国際特許分類】

   C01B 21/086 20060101AFI20220616BHJP

【ＦＩ】

C01B21/086

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021560927

(86)(22)【出願日】2020-04-14

(85)【翻訳文提出日】2021-10-14

(86)【国際出願番号】 US2020028068

(87)【国際公開番号】W WO2020214560

(87)【国際公開日】2020-10-22

(31)【優先権主張番号】62/834,815

(32)【優先日】2019-04-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/842,646

(32)【優先日】2020-04-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500575824

【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100120754

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 豊治

(72)【発明者】

【氏名】ルーリー、マシュー エイチ．

(72)【発明者】

【氏名】ポイントナー、バーナード イー．

(57)【要約】

【解決手段】 精製ビス（フルオロスルホニル）イミドの製造方法は、ビス（フルオロスルホニル）イミド及びフルオロスルホン酸を含む液体混合物を提供することと、次いで、液体混合物をガス状アンモニアと接触させることと、を含む。ガス状アンモニアは、フルオロスルホン酸と反応して、アンモニウムフルオロスルファートを生成する。本方法は、液体混合物をアンモニウムフルオロスルファートから分離することを更に含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

精製ビス（フルオロスルホニル）イミドを製造する方法であって、
ビス（フルオロスルホニル）イミド及びフルオロスルホン酸を含む液体混合物を提供することと、
前記液体混合物をガス状アンモニアと接触させることであって、前記ガス状アンモニアが前記フルオロスルホン酸と反応して、アンモニウムフルオロスルファートを生成することと、
前記液体混合物を前記アンモニウムフルオロスルファートから分離することと、を含む、方法。

【請求項2】

前記液体混合物をガス状アンモニアと接触させることが、前記ガス状アンモニアを、前記液体混合物を含有する容器のヘッドスペースに導入することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ガス状アンモニアが、約１００ｋＰａ～約２００ｋＰａの圧力で供給される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記液体混合物をガス状アンモニアと接触させることが、前記ガス状アンモニアを前記液体混合物へとバブリングすることを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記液体混合物をガス状アンモニアと接触させることが、前記ガス状アンモニア及び前記液体混合物を対流カラム内で流すことを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記液体混合物を前記アンモニウムフルオロスルファートから分離することが、前記液体混合物から前記アンモニウムフルオロスルファートを濾過することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記液体混合物を前記アンモニウムフルオロスルファートから分離することが、前記アンモニウムフルオロスルファートから前記ビス（フルオロスルホニル）イミドをフラッシュ蒸留することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記液体混合物から前記アンモニウムフルオロスルファートを分離した後の前記液体混合物中の前記ビス（フルオロスルホニル）イミドの濃度が、約９０ｍｏｌ％～約９９．９５ｍｏｌ％である、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記液体混合物を前記アンモニウムフルオロスルファートから分離した後に、前記液体混合物を提供することであって、前記液体混合物が、前記ビス（フルオロスルホニル）イミド及び残留フルオロスルホン酸を含む、ことと、
前記液体混合物をガス状アンモニアと接触させることであって、前記ガス状アンモニアが前記液体混合物中の前記残留フルオロスルホン酸と反応して、追加のアンモニウムフルオロスルファートを生成することと、
前記液体混合物を前記追加のアンモニウムフルオロスルファートから分離することと、を更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記液体混合物から前記追加のアンモニウムフルオロスルファートを分離した後の前記液体混合物中の前記ビス（フルオロスルホニル）イミド濃度が、約９８ｍｏｌ％～約９９．９５ｍｏｌ％である、請求項９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、フルオロスルホン酸とビス（フルオロスルホニル）イミドとの液体混合物からフルオロスルホン酸を除去する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ビス（フルオロスルホニル）イミド（ＨＦＳＩ）は、リチウムイオン電池に使用されるリチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）の製造において重要な原料である。ＨＦＳＩは、いくつかの方法によって調製することができる。例えば、ＨＦＳＩは、式１に示される、尿素とフルオロスルホン酸との反応によって調製することができる。
式１ ５ＨＳＯ_３Ｆ＋２ＣＯ（ＮＨ_２）_２→ＨＮ（ＳＯ_２Ｆ）_２＋２ＣＯ_２＋３ＮＨ_４ＳＯ_３Ｆ

【0003】

別の例では、ＨＦＳＩは、式２に示されるフルオロスルフリルイソシアナートとフルオロスルホン酸との反応によって調製することができる。
式２ ＨＳＯ_３Ｆ＋ＦＳＯ_２ＮＣＯ→ＨＮ（ＳＯ_２Ｆ）_２＋ＣＯ_２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

式１及び式２の反応、及びＨＦＳＩを調製する他の反応において、ＨＦＳＩは多くの場合、過剰なフルオロスルホン酸で汚染される。ＨＦＳＩ及びフルオロスルホン酸は、それぞれ１７０℃及び１６５℃で沸騰するため、２種を分離するのに必要なカラムが原因で、蒸留による精製は困難であり、かつ高価なものとなる。リチウムビス（フルオロスルホニル）イミドの製造において原料として使用するための高純度ＨＦＳＩを供給するために、ＨＦＳＩからフルオロスルホン酸を除去する改善された方法が必要とされる。

【0005】

本開示は、ガス状アンモニアを使用して、精製ビス（フルオロスルホニル）イミドを製造するためのプロセスを提供する。

【0006】

その一形態では、本開示は、精製ビス（フルオロスルホニル）イミドを製造するための方法を提供する。本方法は、ビス（フルオロスルホニル）イミド及びフルオロスルホン酸を含む液体混合物を提供することと、次いで液体混合物をガス状アンモニアと接触させることと、を含む。ガス状アンモニアは、フルオロスルホン酸と反応して、アンモニウムフルオロスルファートを生成する。本方法は、液体混合物をアンモニウムフルオロスルファートから分離することを更に含む。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、粗ＨＦＳＩの^１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示す。

【0008】

【図2】図２は、本開示による、アンモニアによる図１の粗ＨＦＳＩの第１の処理後の精製ＨＦＳＩを１２８倍拡大したスペクトルの一部分を含む、^１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示す。

【0009】

【図3】図３は、本開示による、アンモニアによる図２の精製ＨＦＳＩの第２の処理後の精製ＨＦＳＩを５１２倍拡大したスペクトルの一部分を含む、^１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示は、フルオロスルホン酸及びビス（フルオロスルホニル）イミド（ＨＦＳＩ）を含む液体混合物からフルオロスルホン酸を除去してＨＦＳＩを精製する方法を提供する。アンモニアを使用して、ＨＦＳＩからフルオロスルホン酸を容易にかつ安価に分離することができることが見出された。ＨＦＳＩの存在下で、アンモニアは、式３に従いフルオロスルホン酸と優先的に反応して、アンモニウムフルオロスルファートを生成する。
式３： ＮＨ_３＋ＨＳＯ_３Ｆ→ＮＨ_４ＳＯ_３Ｆ

【0011】

重要なことに、例えば、式１に示されるように、尿素とフルオロスルホン酸との反応によってＨＦＳＩが調製されるときには、いくつかの場合では、精製プロセスは、式１によるＨＦＳＩの合成で既に生成されているため、精製プロセスは、生成物流に新たな副生成物を導入しない。

【0012】

精製前のＨＦＳＩ及びフルオロスルホン酸を含む液体混合物中のフルオロスルホン酸の濃度は、約０．００１モル％（ｍｏｌ％）、約０．００２ｍｏｌ％、約０．００５ｍｏｌ％、約０．０１ｍｏｌ％、約０．０２ｍｏｌ％、約０．０５ｍｏｌ％、約０．１ｍｏｌ％、約０．２ｍｏｌ％、約０．５ｍｏｌ％、約１ｍｏｌ％、約２ｍｏｌ％、約５ｍｏｌ％、若しくは約１０ｍｏｌ％と同等の低さであってよく、又は約１５ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、約２５ｍｏｌ％、約３０ｍｏｌ％、約３５ｍｏｌ％、約４０ｍｏｌ％、約４５ｍｏｌ％、約５０ｍｏｌ％、約５５ｍｏｌ％、約６０ｍｏｌ％、約６５ｍｏｌ％、若しくは約７０ｍｏｌ％と同等の高さであってよく、又は例えば約０．００１ｍｏｌ％～約７０ｍｏｌ％、約０．００２ｍｏｌ％～約６５ｍｏｌ％、約０．００５ｍｏｌ％～約６０ｍｏｌ％、約０．０１ｍｏｌ％～約５５ｍｏｌ％、約０．０２ｍｏｌ％～約５０ｍｏｌ％、約０．０５ｍｏｌ％～約４５ｍｏｌ％、約０．１ｍｏｌ％～約４０ｍｏｌ％、約０．２ｍｏｌ％～約３５ｍｏｌ％、約０．５ｍｏｌ％～約３０ｍｏｌ％、約１ｍｏｌ％～約２５ｍｏｌ％、約２ｍｏｌ％～約２０ｍｏｌ％、約５ｍｏｌ％～約１５ｍｏｌ％、約０．５ｍｏｌ％～約５０ｍｏｌ％、約１ｍｏｌ％～約４０ｍｏｌ％、約２ｍｏｌ％～約３０ｍｏｌ％、約５ｍｏｌ％～約２０ｍｏｌ％、約１ｍｏｌ％～約１０ｍｏｌ％、若しくは約０．１ｍｏｌ％～約２０ｍｏｌ％などの前述の値のうち、いずれか２つの間に定義された任意の範囲内であり得る。

【0013】

ＨＦＳＩからフルオロスルホン酸を除去することは、式３に示されるように、ガス状アンモニアがフルオロスルホン酸と反応してアンモニウムフルオロスルファートを生成するように、ＨＦＳＩ及びフルオロスルホン酸を含む液体混合物をガス状アンモニアと接触させることを含む。液体混合物をガス状アンモニアと接触させることは、液体混合物を含有する容器のヘッドスペース内にガス状アンモニアを導入することと、任意に混合物を攪拌することと、を含み得る。アンモニアがフルオロスルホン酸と反応すると、容器内の圧力が低下する。反応の実質的な完了は、容器内の圧力がもはや減少しないときに示される。反応の温度は重要ではない。

【0014】

あるいは、又はそれに加えて、液体混合物をガス状アンモニアと接触させることは、液体混合物を通しながらガス状アンモニアをバブリングすることを含んでもよい。あるいは、又はそれに加えて、液体混合物をガス状アンモニアと接触させることは、液体混合物及びガス状アンモニアを対流カラムに通して流すことを含んでもよい。

【0015】

ガス状アンモニアは、約１００キロパスカル（ｋＰａ）、約１１０ｋＰａ、約１２０ｋＰａ、約１３０ｋＰａ、若しくは約１４０ｋＰａ、又は約１５０ｋＰａ、約１６０ｋＰａ、約１７０ｋＰａ、約１８０ｋＰａ、約１９０ｋＰａ、若しくは約２００ｋＰａと同等の低さの絶対圧力で、又は例えば、例えば、約１００ｋＰａ～約２００ｋＰａ、約１１０ｋＰａ～約１９０ｋＰａ、約１２０ｋＰａ～約１８０ｋＰａ、約１３０ｋＰａ～約１７０ｋＰａ、約１４０ｋＰａ～約１６０ｋＰａ、約１４０ｋＰａ～約１５０ｋＰａ、若しくは約１５０ｋＰａ～約１６０ｋＰａなど、前述の値のいずれか２つの間に定義される任意の範囲内であり得る。

【0016】

液体混合物をアンモニウムフルオロスルファートから分離することは、固体アンモニウムフルオロスルファートを液体混合物から濾過することを含み得る。あるいは、又は加えて、液体混合物をアンモニウムフルオロスルファートから分離することは、液体混合物から固体アンモニウムフルオロスルファートを噴霧乾燥させることを含んでもよい。あるいは、又はそれに加えて、アンモニウムフルオロスルファートから液体混合物を分離することは、アンモニウムフルオロスルファートからＨＦＳＩをフラッシュ蒸留して、固体アンモニウムフルオロスルファートを残すことを含んでもよい。

【0017】

液体混合物からアンモニウムフルオロスルファートを分離した後の液体混合物中のＨＦＳＩの濃度は、約９０ｍｏｌ％、約９２ｍｏｌ％、約９４ｍｏｌ％、約９５ｍｏｌ％、約９６ｍｏｌ％、若しくは約９７ｍｏｌ％と同等の低さであってよく、又は約９８ｍｏｌ％、約９８．５ｍｏｌ％、約９９ｍｏｌ％、約９９．５ｍｏｌ％、約９９．７ｍｏｌ％、若しくは約９９．９ｍｏｌ％と同等の高さであってよく、又は例えば約９０ｍｏｌ％～約９９．９ｍｏｌ％、約９２ｍｏｌ％～約９９．７ｍｏｌ％、約９４ｍｏｌ％～約９９．５ｍｏｌ％、約９５ｍｏｌ％～約９９ｍｏｌ％、約９６ｍｏｌ％～約９８．５ｍｏｌ％、約９７ｍｏｌ％～約９８ｍｏｌ％、若しくは約９８．５ｍｏｌ％～約９９．９ｍｏｌ％など、前述の値のいずれか２つの間に定義される任意の範囲内であり得る。

【0018】

任意選択的には、ＨＦＳＩ及びフルオロスルホン酸を含む液体混合物をガス状アンモニアと接触させ、次いで、上記のように、液体混合物をアンモニウムフルオロスルファートから分離するプロセスは、残留フルオロスルホン酸を除去し追加のアンモニウムフルオロスルファートを分離するために必要に応じて何回も繰り返されて、ＨＦＳＩを更に精製することができる。

【0019】

プロセスを繰り返す前のＨＦＳＩ及びフルオロスルホン酸を含む液体混合物中の残留フルオロスルホン酸の濃度は、約０．００５モル％（ｍｏｌ％）、約０．００７ｍｏｌ％、約０．０１ｍｏｌ％、約０．０２ｍｏｌ％、約０．０３ｍｏｌ％、約０．０４ｍｏｌ％、約０．５ｍｏｌ％、約０．０６ｍｏｌ％、約０．０８ｍｏｌ％、約０．１ｍｏｌ％、約０．１５ｍｏｌ％、若しくは約０．２ｍｏｌ％と同等の低さであってよく、又は約０．３ｍｏｌ％、約０．５ｍｏｌ％、約１ｍｏｌ％、約１．５ｍｏｌ％、約２ｍｏｌ％、約３ｍｏｌ％、約５ｍｏｌ％、約１０ｍｏｌ％、約１５ｍｏｌ％若しくは約２０ｍｏｌ％と同等の高さであってよく、又は例えば、約０．００５ｍｏｌ％～約２０ｍｏｌ％、約０．００７ｍｏｌ％～約１５ｍｏｌ％、約０．０１ｍｏｌ％～約１０ｍｏｌ％、約０．０２ｍｏｌ％～約５ｍｏｌ％、約０．０３ｍｏｌ％～約３ｍｏｌ％、約０．０４ｍｏｌ％～約２ｍｏｌ％、約０．０５ｍｏｌ％～約１．５ｍｏｌ％、約０．０６ｍｏｌ％～約１ｍｏｌ％、約０．０８ｍｏｌ％～約０．５ｍｏｌ％、約０．１ｍｏｌ％～約０．３ｍｏｌ％、約０．１５ｍｏｌ％～約０．２ｍｏｌ％、若しくは約０．１ｍｏｌ％～約２ｍｏｌ％などの前述の値のいずれか２つの間に定義された任意の範囲内であり得る。

【0020】

液体混合物から追加のアンモニウムフルオロスルファートを分離した後の液体混合物中のＨＦＳＩの濃度は、約９５ｍｏｌ％、約９６ｍｏｌ％、又は約９７ｍｏｌ％、約９８ｍｏｌ％、若しくは約９８．５ｍｏｌ％と同等の低さであってよく、又は約９９ｍｏｌ％、約９９．５ｍｏｌ％、約９９．７ｍｏｌ％、約９９．９ｍｏｌ％、若しくは約９９．９５ｍｏｌ％の高さであってよく、又は例えば、約９５ｍｏｌ％～約９９．９５ｍｏｌ％、約９６ｍｏｌ％～約９９．９ｍｏｌ％、約９７ｍｏｌ％～約９９．７ｍｏｌ％、約９８ｍｏｌ％～約９９．５ｍｏｌ％、約９８．５ｍｏｌ％～約９９ｍｏｌ％、若しくは約９９．５ｍｏｌ％～約９９．９５ｍｏｌ％など、前述の値のいずれか２つの間に定義される任意の範囲内であり得る。

【0021】

本明細書に記載の方法は、ＨＦＳＩからフルオロスルホン酸を除去するのに蒸留にのみ依存する、当該技術分野における既知のプロセスと比較して、はるかに多くのエネルギー効率及び資本効率である。更に、本明細書に記載される方法は、当該技術分野における既知のプロセスとは異なり、任意の追加の水又は有機溶媒をシステムに導入しない。したがって、本発明は、当該技術分野における既知のプロセスよりもＨＦＳＩからのフルオロスルホン酸の除去における有意な改善を表す。

【0022】

いくつかの実施形態では、プロセスは、上記のプロセスに従って精製するために液体混合物を提供する前に、フルオロスルホン酸及びＨＦＳＩを含む液体混合物を蒸留することを含んでもよい。蒸留によってＨＦＳＩからフルオロスルホン酸を除去するためのエネルギー及び資本コストは、蒸留プロセスで適度に純粋なＨＦＳＩを生成することのみが必要な場合は、代わりに、所望の品質へとＨＦＳＩを更に精製するための本明細書に記載の方法に頼り、大幅に削減される。

【0023】

蒸留後及び精製前のＨＦＳＩ及びフルオロスルホン酸を含む液体混合物中のフルオロスルホン酸の濃度は、約０．１ｍｏｌ％、約０．５ｍｏｌ％、約１ｍｏｌ％、約２ｍｏｌ％、約４ｍｏｌ％、若しくは約６ｍｏｌ％の低さであってよく、又は約８ｍｏｌ％、約１０ｍｏｌ％、約１５ｍｏｌ％、若しくは約２０ｍｏｌ％の高さであってよく、又は約０．１ｍｏｌ％～約２０ｍｏｌ％、約２ｍｏｌ％～約１５ｍｏｌ％、約４ｍｏｌ％～約１０ｍｏｌ％、約６ｍｏｌ％～約８ｍｏｌ％、若しくは約８ｍｏｌ％～約１０ｍｏｌ％など、前述の値のいずれか２つの間に定義される任意の範囲内であり得る。

【0024】

本明細書で使用するとき、「前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内」という句は、それらの値が列挙のより低い部分にあるか又は列挙のより高い部分にあるかにかかわらず、任意の範囲がそのような句の前に列挙された値のうちのいずれか２つから選択され得ることを意味する。例えば、１対の値は、２つのより低い値、２つのより高い値、又はより低い値及びより高い値から選択されてもよい。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈がそうでない旨を明確に指示しない限り、複数形を含む。

【0025】

不正確の用語に関して、用語「約」及び「およそ」が互換的に使用されてもよく、記述された測定値を含む測定を指し、また、記載された測定値に適度に近い任意の測定値も含む。記載された測定値に合理的に近い測定値は、当業者によって理解され、容易に確認されるように、合理的に小さい量だけ記載された測定値から逸脱する。そのような偏差は、例えば、性能を最適化するために行われる測定誤差又は微調整に起因し得る。当業者が合理的に小さい差異の値を容易に確認できないと判定された場合、用語「約」及び「およそ」は、記載された値のプラスマイナス１０％を意味すると理解され得る。

【0026】

前述の説明は、本開示の単なる例示に過ぎないことが理解されるべきである。本開示から逸脱することなく、当業者によって様々な代替形態及び修正形態を考案することができる。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲内に含まれる全てのかかる代替形態、修正形態、及び変動を包含することを意図する。

【実施例】

【0027】

実施例１－アンモニアを有するＨＦＳＩからのフルオロスルホン酸の除去
この実施例では、上記のように、ＨＦＳＩとフルオロスルホン酸の混合物の、ガス状アンモニアを用いた精製が示されている。ＨＦＳＩ及びフルオロスルホン酸の出発混合物をＦｌｕｏｒｉｎｅ～１９核磁気共鳴分光法により分析し、約９２．６ｍｏｌ％のＨＦＳＩ及び約７．４ｍｏｌ％のフルオロスルホン酸を含むことが見出された。^１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを図１に示す。混合物を、ＨＦＳＩとフルオロスルホン酸との混合物を含むフラスコのヘッドスペースに、約１３０ｋＰａ～約１５０ｋＰａの絶対圧力でガス状アンモニアを導入することによって精製した。フラスコの内容物を、Ｔｅｆｌｏｎ（商標）～コーティングされた磁気撹拌棒を用いて撹拌した。圧力をモニタリングしながら、フラスコを室温で静置した。反応は、フラスコが存在するフルオロスルホン酸の量に応じて暖かくなったため、この反応は発熱性であることが観察された。圧力が約３ｋＰａ未満の残留圧力まで低下することが観察され、フラスコが周囲に冷却された後、別の充填分のガス状アンモニアをフラスコのヘッドスペースに導入し、圧力をモニタリングしながら内容物を撹拌した。ヘッドスペースをガス状アンモニアで再充填し、残留圧力レベルよりもはるかに高く圧力が安定化するまで撹拌を繰り返し、反応が実質的に完了したことを示した。フラスコ内の混合物をフラッシュ蒸留し、第１の留出物を回収した。第１の留出物は無色透明の液体であった。フラスコ内に残っている固体白色粉末を赤外分光法により分析し、アンモニウムフルオロスルファートであることを確認した。

【0028】

第１の留出物をＦｌｕｏｒｉｎｅ～１９核磁気共鳴分光法により分析し、約９８．８ｍｏｌ％のＨＦＳＩ及び約１．２ｍｏｌ％のフルオロスルホン酸を含むことが見出された。図２は、フルオロスルホン酸を示すピークを正確に見ることができるように、^１９Ｆ ＮＭＲスペクトル、及び１２８倍に拡大したスペクトルのインセット部分を示す。第１の留出物を、約１３０ｋＰａ～約１５０ｋＰａの絶対圧力で、第１の留出物を含むフラスコのヘッドスペース内にガス状アンモニアを導入することによって精製した。フラスコの内容物を、Ｔｅｆｌｏｎ（商標）～コーティングされた磁気撹拌棒を用いて撹拌した。フラスコは、圧力をモニタリングしたときに室温で飽和させた。圧力が約３ｋＰａ未満の残留圧力まで低下することが観察され、フラスコが周囲に冷却された後、ガス状アンモニアの別の充填分をフラスコのヘッドスペースに導入し、圧力をモニタリングしながら内容物を撹拌した。ヘッドスペースをガス状アンモニアで再充填し、残留圧力レベルよりもはるかに高く圧力が安定化するまで撹拌を繰り返し、反応が実質的に完了したことを示した。フラスコ中の第１の留出物をフラッシュ蒸留し、第２の蒸留物を回収した。第２の留出物は無色透明の液体であった。

【0029】

第２の留出物をＦｌｕｏｒｉｎｅ～１９核磁気共鳴分光法により分析し、これがＨＦＳＩを含むが、観察可能なフルオロスルホン酸を含まないことを見出した。図３は、フルオロスルホン酸を示すピークを正確に見ることができるように、^１９Ｆ ＮＭＲスペクトル、並びにスペクトルの挿入部分を５１２倍拡大して示す。フルオロスルホン酸を示すピークは存在せず、ここからスペクトルの５１２倍であっても、残留フルオロスルホン酸が観察されなかったことを示す。
態様

【0030】

態様１は、精製ビス（フルオロスルホニル）イミドの製造方法である。本方法は、ビス（フルオロスルホニル）イミド及びフルオロスルホン酸を含む液体混合物を提供することと、液体混合物をガス状アンモニアと接触させることであって、ガス状アンモニアがフルオロスルホン酸と反応してアンモニウムフルオロスルファートを生成することと、液体混合物をアンモニウムフルオロスルファートから分離することと、を含む。

【0031】

態様２は、提供工程において、液体混合物中のフルオロスルホン酸の濃度が約０．００１ｍｏｌ％～約７０ｍｏｌ％である、態様１に記載の方法である。

【0032】

態様３は、液体混合物をガス状アンモニアと接触させることが、ガス状アンモニアを、液体混合物を含有する容器のヘッドスペースに導入することを含む、態様１又は態様２に記載の方法である。

【0033】

態様４は、ガス状アンモニアが約１００ｋＰａ～約２００ｋＰａの圧力で供給される、態様３に記載の方法である。

【0034】

態様５は、液体混合物をガス状アンモニアと接触させることが、ガス状アンモニアを液体混合物へとバブリングすることを含む、態様１～４のいずれかに記載の方法である。

【0035】

態様６は、液体混合物をガス状アンモニアと接触させることが、ガス状アンモニア及び液体混合物を対流カラム内で流すことを含む、態様１～４のいずれかに記載の方法である。

【0036】

態様７は、液体混合物をアンモニウムフルオロスルファートから分離する工程が、液体混合物からフルオロスルファートを濾過することを含む、態様１～６のいずれかに記載の方法である。

【0037】

態様８は、液体混合物をアンモニウムフルオロスルファートから分離することが、アンモニウムフルオロスルファートからビス（フルオロスルホニル）イミドをフラッシュ蒸留することを含む、態様１～６のいずれかに記載の方法である。

【0038】

態様９は、液体混合物からアンモニウムフルオロスルファートを分離した後の液体混合物中のビス（フルオロスルホニル）イミドの濃度が約９０ｍｏｌ％～約９９．９５ｍｏｌ％である、態様１～８のいずれかに記載の方法である。

【0039】

態様１０は、
液体混合物をアンモニウムフルオロスルファートから分離した後に、液体混合物を提供することであって、液体混合物が、ビス（フルオロスルホニル）イミド及び残留フルオロスルホン酸を含む、ことと、
液体混合物をガス状アンモニアと接触させることであって、ガス状アンモニアが液体混合物中の残留フルオロスルホン酸と反応して、追加のアンモニウムフルオロスルファートを生成することと、
液体混合物を追加のアンモニウムフルオロスルファートから分離することと、を更に含む、態様１～９のいずれかに記載の方法である。

【0040】

態様１１は、提供工程において、液体混合物中の残留フルオロスルホン酸の濃度が約０．００５ｍｏｌ％～約２０ｍｏｌ％である、態様１０に記載の方法である。

【0041】

態様１２は、液体混合物をガス状アンモニアと接触させることが、ガス状アンモニアを、液体混合物を含有する容器のヘッドスペースに導入することを含む、態様１０又は態様１１に記載の方法である。

【0042】

態様１３は、ガス状アンモニアが約１００ｋＰａ～約２００ｋＰａの圧力で供給される、態様１２に記載の方法である。

【0043】

態様１４は、液体混合物をガス状アンモニアと接触させることが、ガス状アンモニアを液体混合物へとバブリングすることを含む、態様１０又は態様１１に記載の方法である。

【0044】

態様１５は、液体混合物をガス状アンモニアと接触させることが、ガス状アンモニア及び液体混合物を対流カラム内で流すことを含む、態様１０又は態様１１に記載の方法である。

【0045】

態様１６は、液体混合物をアンモニウムフルオロスルファートから分離することが、液体混合物からフルオロスルファートを濾過することを含む、態様１０～１５のいずれかに記載の方法である。

【0046】

態様１７は、液体混合物をアンモニウムフルオロスルファートから分離することが、アンモニウムフルオロスルファートからビス（フルオロスルホニル）イミドをフラッシュ蒸留することを含む、態様１０～１５のいずれかに記載の方法である。

【0047】

態様１８は、液体混合物から追加のアンモニウムフルオロスルファートを分離した後の液体混合物中のビス（フルオロスルホニル）イミド濃度が、約９８ｍｏｌ％～約９９．９５ｍｏｌ％である、態様１０～１７のいずれかに記載の方法である。

【0048】

態様１９は、提供工程の前に、ビス（フルオロスルホニル）イミド及びフルオロスルホン酸を含む液体混合物を蒸留することを更に含む、態様１０～１８のいずれかに記載の方法である。

【0049】

態様２０は、提供工程において、液体混合物中のフルオロスルホン酸の濃度が約１ｍｏｌ％～約２０ｍｏｌ％である、態様１９に記載の方法である。

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2021-10-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

精製ビス（フルオロスルホニル）イミドを製造する方法であって、
ビス（フルオロスルホニル）イミド及びフルオロスルホン酸を含む液体混合物を提供することと、
前記液体混合物をガス状アンモニアと接触させることであって、前記ガス状アンモニアが前記フルオロスルホン酸と反応して、アンモニウムフルオロスルファートを生成することと、
前記液体混合物を前記アンモニウムフルオロスルファートから分離することと、を含む、方法。

【請求項2】

前記液体混合物から前記アンモニウムフルオロサルファートを分離した後の前記液体混合物中の前記ビス（フルオロスルホニル）イミドの濃度が、約９０ｍｏｌ％～約９９．９５ｍｏｌ％である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記液体混合物を前記アンモニウムフルオロサルファートから分離した後に、前記液体混合物を提供することであって、前記液体混合物が、前記ビス（フルオロスルホニル）イミド及び残留フルオロスルホン酸を含む、ことと、
前記液体混合物をガス状アンモニアと接触させることであって、前記ガス状アンモニアが前記液体混合物中の前記残留フルオロスルホン酸と反応して、追加のアンモニウムフルオロサルファートを生成することと、
前記液体混合物を前記追加のアンモニウムフルオロサルファートから分離することと、を更に含む、請求項１に記載の方法。

【国際調査報告】