(57)【要約】スルファミン酸誘導体、例えばハロゲン化誘導体およびそれらの金属または有機塩の調製のためのプロセスが本明細書に記載される。本明細書はまた、そうして製造されるスルファミン酸誘導体と、例えば、電気化学的用途のための電解質組成物におけるそれらの使用を記載する。本開示のプロセスは、スルファミン酸誘導体の調製のためのプロセスであって、（ｉ）ある化合物を三酸化硫黄源および第三級アミンと接触させ、約５０℃から約３００℃の間に含まれる温度で加熱するステップ；および（ｉｉ）ステップ（ｉ）で得られた生成物を任意選択で変換して本開示の化合物を生成するステップを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉ：
【化１４】
2020500159.tif 000015
のスルファミン酸誘導体の調製のためのプロセスであって、式中、
Ｒ１は、水素原子、ならびに直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリール、およびＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール基からなる群から選択され、前記基は任意選択でハロゲン化されているか、またはＲ１および隣接窒素原子は一緒になって塩を形成し、ここで、前記窒素原子は負電荷を持ち（アニオンであり）、Ｒ１は（Ｍｎ＋）１／ｎもしくはＸ＋であり；
Ｒ２は、水素原子、ならびにシアノ、スルホニル、クロロスルホニル、フルオロスルホニル、クロロカルボニル、フルオロカルボニル、任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカノイル、任意選択でハロゲン化されたＣ６〜Ｃ１０アリーロイル、任意選択でハロゲン化されたＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリーロイル、任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカンスルホニル、任意選択でハロゲン化されたＣ６〜Ｃ１０アリールスルホニル、および任意選択でハロゲン化されたＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリールスルホニル基からなる群から選択され；
Ｒ３は、ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｏ−（Ｍｎ＋）１／ｎ、Ｏ−Ｘ＋、および任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルコキシからなる群から選択され；
（Ｍｎ＋）１／ｎは、金属カチオンであり、ここで、Ｍは金属であり、ｎは１〜４の範囲から選択される整数であり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、もしくはＭｎであり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｃ、およびＴｉから選択され、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはアルミニウムであるか、またはＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａから選択され、ｎは１または２であり；
Ｘ＋は、例えばアンモニウム、アルキルアンモニウム、ジアルキルアンモニウム、トリアルキルアンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、１，３−ジアルキルイミダゾリウム、Ｎ−アルキルピロリジニウム、Ｎ−アルキルピペリジニウム、トリアルキルオキソニウム、トリアルキルスルホニウム、テトラアルキルホスホニウムなどから選択される有機カチオンを表し、前記プロセスが、
ｉ）式：
【化１５】
2020500159.tif 000016
の化合物を三酸化硫黄源および第三級アミンと接触させ、約５０℃から約３００℃の間に含まれる温度で加熱するステップ；および
ｉｉ）ステップ（ｉ）で得られた生成物を任意選択で変換して式Ｉの化合物を生成するステップ
を含む、プロセス。
【請求項２】
前記三酸化硫黄源が、ＳＯ３（三酸化硫黄）およびそのオリゴマーおよびポリマー；Ｈ２ＳＯ４（硫酸）；Ｈ２Ｓ２Ｏ７（二硫酸）および他のポリ硫酸およびそれらの塩；ＣｌＳＯ３Ｈ（クロロスルホン酸）およびその塩；ＦＳＯ３Ｈ（フルオロスルホン酸）およびその塩；ＳＯ３−アンモニア錯体（スルファミン酸）；三酸化硫黄と有機アミンの錯体；三酸化硫黄と他の有機化合物、例えばジオキサン、チオキサン、ジメチルホルムアミドの錯体；ならびに乾燥カルボン酸へのＳＯ３導入により生じるアシルスルフェート、例えば、アセチルスルフェート（ＣＨ３Ｃ（Ｏ）ＯＳＯ３Ｈ）から選択される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記三酸化硫黄源および前記第三級アミンが、錯体として一緒に添加され、前記第三級アミンが、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、Ｎ−アルキル置換ピロリジンおよびモルホリン、ピリジン、ピコリン、ルチジン、キノリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ならびに他のアミンから選択される、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記錯体が、ピリジン−三酸化硫黄、トリメチルアミン−三酸化硫黄、およびトリエチルアミン−三酸化硫黄錯体から選択される、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
ステップ（ｉ）が、約１００℃から約２５０℃の間、または約１５０℃から約２２０℃の間に含まれる温度で加熱することを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項６】
ステップ（ｉ）における加熱することが、１０時間未満、４時間未満、または１時間未満の期間実施される、請求項１から５のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７】
ステップ（ｉ）が、溶媒を添加することなく実施される、請求項１から６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８】
前記プロセスが、前記ステップ（ｉ）で得られた生成物を金属塩基と接触させることを含むステップ（ｉｉ）を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項９】
前記金属塩基が、金属水酸化物、金属アルコキシド、有機金属、およびグリニャール試薬から選択され、前記金属が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびアルミニウムから選択される、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記金属塩基が金属水酸化物である、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
ステップ（ｉ）またはステップ（ｉｉ）の生成物を強酸で処理する、またはその溶液を酸性イオン交換樹脂と接触させるステップをさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記強酸が、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、およびトリフルオロメタンスルホン酸から選択される、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記プロセスが、前記ステップ（ｉ）で得られた生成物を塩素化剤と接触させることを含むステップ（ｉｉ）を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記塩素化剤が、無機および有機酸塩化物、例えばＰＣｌ５、ＰＯＣｌ３、ＳＯＣｌ２、ＣｌＳＯ３Ｈ、ＣＯＣｌ２、ＣｌＣＯＣＯＣｌ、塩化硫黄、シアヌル酸クロリド、アセチルクロリド、トリフルオロアセチルクロリド、メタンスルホニルクロリド、トリフルオロメタンスルホニルクロリド、ベンゾイルクロリド、（トリクロロメチル）ベンゼン、ベンゼンスルホニルクロリド、およびトルエンスルホニルクロリドから選択される、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記塩素化剤が、ＳＯＣｌ２、ＣＯＣｌ２、またはＣｌＣＯＣＯＣｌである、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１６】
ステップ（ｉｉ）において、前記得られた生成物を前記塩素化剤と接触させた後にフッ素化剤と接触させることをさらに含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記フッ素化剤が、フッ化水素、フッ化物または二フッ化水素塩（フッ化アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、もしくはフッ化セシウム、または二フッ化水素アンモニウム、二フッ化水素ナトリウム、二フッ化水素カリウム、もしくは二フッ化水素セシウムなど）、およびアミンとフッ化水素酸の錯塩（例えばピリジニウムまたはトリエチルアンモニウムポリヒドロフルオリド）から選択される、請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記フッ素化剤が、ＫＦまたはＫＨＦ２である、請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記プロセスが、前記ステップ（ｉ）で得られた生成物をフッ素化剤と接触させることを含むステップ（ｉｉ）を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記フッ素化剤が、反応性無機および有機酸フッ化物、例えばＰＦ５、ＰＯＦ３、ＳＯＦ２、ＦＳＯ３Ｈ、ＣＯＦ２、ＦＣＯＣＯＦ、有機および無機ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロシリケート、テトラフルオロボレート、四フッ化硫黄およびその有機誘導体（ジエチルアミノ硫黄トリフルオリド（ＤＡＳＴ）およびモルホリノ硫黄トリフルオリドなど）、シアヌル酸フルオリド、アセチルフルオリド、トリフルオロアセチルフルオリド、メタンスルホニルフルオリド、トリフルオロメタンスルホニルフルオリド、ベンゾイルフルオリド、（トリフルオロメチル）ベンゼン、ベンゼンスルホニルフルオリド、ならびにトルエンスルホニルフルオリドから選択される、請求項１６または１９に記載のプロセス。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか一項に記載のプロセスによって調製される、スルファミン酸誘導体。
【請求項２２】
式Ｉ：
【化１６】
2020500159.tif 000017
により定義されるスルファミン酸誘導体であって、式中、
Ｒ１は、水素原子、ならびに直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリール、およびＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール基からなる群から選択され、前記基は任意選択でハロゲン化されているか、またはＲ１および隣接窒素原子は一緒になって塩を形成し、ここで、前記窒素原子は負電荷を持ち（アニオンであり）、Ｒ１は（Ｍｎ＋）１／ｎもしくはＸ＋であり；
Ｒ２は、水素原子、ならびにシアノ、スルホニル、クロロスルホニル、フルオロスルホニル、クロロカルボニル、フルオロカルボニル、任意選択でハロゲン化された直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカノイル、任意選択でハロゲン化されたＣ６〜Ｃ１０アリーロイル、任意選択でハロゲン化されたＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリーロイル、任意選択でハロゲン化された直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカンスルホニル、任意選択でハロゲン化されたＣ６〜Ｃ１０アリールスルホニル、または任意選択でハロゲン化されたＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリールスルホニル基からなる群から選択され；
Ｒ３は、ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｏ−（Ｍｎ＋）１／ｎ、Ｏ−Ｘ＋、および任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルコキシからなる群から選択され；
（Ｍｎ＋）１／ｎは、金属カチオンであり、ここで、Ｍは金属であり、ｎは１〜４から選択される整数であり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、またはＭｎであり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｃ、およびＴｉから選択され、例えばＭは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはアルミニウムであるか、またはＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａから選択され、ｎは１または２であり；
Ｘ＋は、例えばアンモニウム、アルキルアンモニウム、ジアルキルアンモニウム、トリアルキルアンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、１，３−ジアルキルイミダゾリウム、Ｎ−アルキルピロリジニウム、Ｎ−アルキルピペリジニウム、トリアルキルオキソニウム、トリアルキルスルホニウム、およびテトラアルキルホスホニウムから選択される有機カチオンを表す、
スルファミン酸誘導体。
【請求項２３】
Ｒ２が、クロロスルホニル、フルオロスルホニル、クロロカルボニル、フルオロカルボニル、直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカノイル、ペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカノイル、直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカンスルホニル、ペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカンスルホニルからなる群から選択される、請求項２１または２２に記載のスルファミン酸誘導体。
【請求項２４】
式ＩＩ：
【化１７】
2020500159.tif 000018
の化合物である、請求項２１または２２に記載のスルファミン酸誘導体であって、式中、
Ｒ１およびＲ３は、請求項１または２２に定義するとおりであり；
Ｒ４は、水素、シアノ、フッ素、塩素、および直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリールまたはＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール（これらは各々、任意選択でハロゲン化されている）からなる群から選択される、
スルファミン酸誘導体。
【請求項２５】
前記スルファミン酸誘導体が、式ＩＩＩ：
【化１８】
2020500159.tif 000019
の化合物であり、式中、Ｒ１およびＲ３は、請求項１または２２に定義するとおりであり；
Ｒ４は、水素、シアノ、フッ素、塩素、および直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリールまたはＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール（これらは各々、任意選択でハロゲン化されている）からなる群から選択される、
請求項２１または２２に記載のスルファミン酸誘導体。
【請求項２６】
Ｒ４が、フッ素、塩素、直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、およびペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキルから選択される、請求項２４または２５に記載のスルファミン酸誘導体。
【請求項２７】
Ｒ１が（Ｍｎ＋）１／ｎであり、ＭがＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、およびＭｎから選択されるか、またはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａから選択され、ｎが１または２である、請求項２１から２６のいずれか一項に記載のスルファミン酸誘導体。
【請求項２８】
Ｒ１が、直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリール、およびＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール（これらは各々、任意選択でペルハロゲン化されている）から選択される、請求項２１から２６のいずれか一項に記載のスルファミン酸誘導体。
【請求項２９】
Ｒ３がＯ−（Ｍｎ＋）１／ｎであり、ここで、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、およびＭｎから選択されるか、またはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａから選択され、ｎは１または２であり、あるいは、ＭはＬｉであり、ｎは１である、請求項２１から２８のいずれか一項に記載のスルファミン酸誘導体。
【請求項３０】
Ｒ３が、ＦまたはＣｌである、請求項２１から２８のいずれか一項に記載のスルファミン酸誘導体。
【請求項３１】
下記の化合物１〜９：
【化１９】
2020500159.tif 000020
【化２０】
2020500159.tif 000021
から選択される、請求項２１または２２に記載のスルファミン酸誘導体。
【請求項３２】
下記の化合物１０〜１８：
【化２１】
2020500159.tif 000022
【化２２】
2020500159.tif 000023
から選択される、請求項２１または２２に記載のスルファミン酸誘導体。
【請求項３３】
下記の化合物１９〜２７：
【化２３】
2020500159.tif 000024
【化２４】
2020500159.tif 000025
から選択される、請求項２１または２２に記載のスルファミン酸誘導体であって、式中、Ｒ１は請求項２２に定義するとおりである、スルファミン酸誘導体。
【請求項３４】
下記の化合物２８〜３６：
【化２５】
2020500159.tif 000026
から選択される、請求項２１または２２に記載のスルファミン酸誘導体であって、式中、Ｒ１は、請求項２２に定義するとおりであり、Ｒ５は、任意選択でハロゲン化された直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキルであるか、またはＯＲ５はＯ−（Ｍｎ＋）１／ｎもしくはＯ−Ｘ＋であり、ここで、Ｍ、Ｘおよびｎは、本明細書に定義するとおりである、スルファミン酸誘導体。
【請求項３５】
請求項１から２０のいずれか一項によるプロセスによって調製されるか、または請求項２１から３４のいずれか一項に定義するとおりのスルファミン酸誘導体を含む電解質。
【請求項３６】
相溶性溶媒をさらに含む、請求項３５に記載の電解質。
【請求項３７】
相溶性溶媒和ポリマーをさらに含む、請求項３５に記載の電解質。
【請求項３８】
請求項３５から３７のいずれか一項に定義するとおりの電解質、電極、および対電極を含む電気化学セル。
【請求項３９】
バッテリ、エレクトロクロミック素子、またはコンデンサである、請求項３８に記載の電気化学セル。
【請求項４０】
前記バッテリがリチウムまたはリチウムイオンバッテリである、請求項３９に記載の電気化学セル。
【請求項４１】
電気もしくはハイブリッド自動車、またはコンピューティングおよび／または遠距離通信デバイスにおける請求項３８から４０のいずれか一項に記載の電気化学セルの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１６年１０月１９日に出願された米国仮出願第６２／４１０，１３９号の優先権を適用法の下、主張し、この米国仮出願の内容は、その全体があらゆる目的で、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本技術分野は一般に、スルファミン酸誘導体（例えば、ハロゲン化誘導体および、イオン液体を含むそれらの塩）の調製のためのプロセスに関する。本技術分野はまた、これらのスルファミン酸誘導体と、電気化学的用途のための電解質におけるそれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
スルファミン酸誘導体の中には、その特有の特性のため、電気化学的用途において重要度を増したものがある。こうした化合物の例としては、ビス（フルオロスルホニル）アミド、Ｎ−フルオロスルホニル（トリフルオロメタンスルホニル）アミド、およびそれらの塩、とりわけリチウム塩（一般にＬｉＦＳＩおよびＬｉＦＴＦＳＩと呼ばれる）が挙げられる。これらの特有の特性としては、即ち、これらのフルオロスルホニルアミドをイオン液体中のアニオンとして使用した場合の良好な溶解度、電気化学的安定性、およびイオン液体の粘度および溶融温度を低下させる能力が挙げられる（ＵＳ６，３６５，３０１、ＵＳ５，８７４，６１６、およびＵＳ２０１１／００７０８６参照）。
【０００４】
これらを調製する公知の方法としては、ハロ硫酸の、イソシアネート、スルフィニルアミンおよびホスファゼンとの反応が挙げられる。しかし、これらの方法は時間がかかり、良好な変換を確保するには典型的には２０時間を超える反応時間を必要とする。
【０００５】
様々な酸とさらに反応させて新規の二置換アミド、とりわけビス（フルオロスルホニル）アミドおよびＮ−フルオロスルホニル−（トリフルオロメタンスルホニル）アミドを生成することができるトリクロロホスファゼンを生み出す様々なアミドと五塩化リンとの反応が、以前に記載されている（R.  Appelら、Chem.  Ber.  １９６２年、９５巻、６２５〜６２６頁；W.  Hauboldら、Z.  Anorg.  Allg.  Chem  １９６７年、３５２巻、１１３〜１２１頁；V.  H.  W.  Roeskyら、Inorg.  Nucl.  Chem.  Lett.  １９７１年、７巻、１７１〜１７５頁；およびK.  Xuら、Inorg.  Chem.  Comm.  １９９９年、２巻、２６１〜２６４頁参照）。これらの主たる欠点は、腐食性および毒性の高いリン化合物を使用することと、副生成物から所望の生成物を分離する必要があることである。
【０００６】
R.  Appelら、Chem.  Ber.  １９６２年、９５巻、１７５３〜１７５５頁；R.  Appelら、Chem.  Ber.  １９６４年、９７巻、８４９〜８５１頁；および米国特許第８，１３４，０２７号は、酸とクロロスルホニルイソシアネートとの反応を記載している。得られる生成物は、クロロスルホニル置換アミドである。しかし、反応を完了させるには、長い反応時間、即ち場合によっては２４時間を超える時間が必要である。
【０００７】
アミドとＳＯ２Ｃｌ２およびクロロスルホン酸との反応は、典型的にはクロロスルホニル基で置換されたアミドを生じるが、これも還流下で２４時間後である（M.  Beranら、Z.  Anorg.  Allg.  Chem.、２００５年、６３１巻、５５〜５９頁；M.  Beranら、Polyhedron  ２０１０年、２９巻、９９１〜９９４頁；および中国特許出願第１０１７４７２４号参照）。
【０００８】
米国特許出願公開第２０１１／００７０４８６号は、カリウムトリフルオロメタンスルホンイミドを市販されていないフルオロスルホン酸無水物でアシル化することによるＮ−フルオロスルホニル（トリフルオロメタンスルホニル）アミドの調製を記載する。米国特許第５，８７４，６１６号は、トリフルオロメタンスルホニルアミドをアシル化することによる低温でのＮ−フルオロスルホニル−（トリフルオロメタンスルホニル）アミドの調製を記載するが、毒性が高いフッ化スルフリルを使用しており、これが大量生産を考える場合には、この方法を不適切なものとしている。
【０００９】
他方、スルファミン酸のアシル化も様々なＮ−スルホニルスルファミン酸の調製に使用されていた（Scozzafava,  A.ら、J.  Enz.  Inhib.、２０００年、１５巻（５号）、４４３〜４５３頁参照）。しかし、この出版物は、置換スルファミン酸および幾つかの塩の調製のみを報告している。
【００１０】
前述の方法は全て長い反応時間を要し、したがって、費用効率の高い製造には適合していない。
【００１１】
ピリジニウム−三酸化硫黄錯体によるハロゲン化されていない（反応性がより高い）アミドのスルホン化も、P.  Baumgartenら、Berichte  d.  D.  Chem.  Gesellschaft（ＡおよびＢシリーズ）１９３１年、６４巻、１５８２〜１５８８頁に記載されている。Gilbert,  E.E.、Chem.  Rev.、１９６２年、６２巻（６号）：５４９〜５８９頁に概説されているものと同様、他の三酸化硫黄錯体も調製され、スルホン化に使用されている。
【００１２】
また、あるグループは、三酸化硫黄錯体を使用したアミンとアミドスルフェートのスルホン化による様々なスルファミン酸誘導体の調製を研究した（Kanetani,  F.ら、Yuki  Gosei  Kagaku  Kyokaishi(J.  Synth.  Org.  Chem.  (Japan))、１９７４年、３２巻、４６０〜４６６頁、およびKanetani,  F.ら、Bull.  Chem.  Soc.  Jap.、１９７４年、４７巻（１１号）、２７１３〜２７１６頁参照）。これらの誘導体のハロゲン化スルファミン酸誘導体へのさらなる転換については、記載されていなかった。
【００１３】
スルホン酸塩からスルホニルクロリドを調製することは、有機化学者には公知である（例えば、Bogemann,  M.ら編、Schwefel-、Selen-、Tellur-Verbindungen.  Methoden  der  organischen  Chemie  (Houben-Weyl)、第４版、E.  Muller編、ＩＸ巻、１９５５年、Georg  Thieme：Stuttgart、３９１〜３９４頁、５６１〜５９７頁；Vogel,  A.、Vogel's  Textbook  of  Practical  Organic  Chemistry、第５版、１９８９年、London:  Longman  Group,  Ltd.、１２８４頁；およびBlotny,  G.、Tetrahedron  Letters、２００３年、４４巻（７号）：１４９９〜１５０１頁参照）。
【００１４】
フッ化スルホニルの調製も、Olah,  G.ら、J.  Org.  Chem.、１９６１年、２６巻（１号）：２３７〜２３８頁；Olah,  G.A.ら、Synthesis、１９７３年：４８７〜４８８頁；Olah,  G.ら、Chem.  Ber.、１９５６年、８９巻（４号）：８６２〜８６４頁；およびOlah,  G.A.ら、J.  Org.  Chem.、１９７９年、４４巻（２２号）：３８７２〜３８８１頁に記載されていた。幾つかの化合物は、フッ化硫黄からも調製されている（Hudlicky,  M.、Org.  Reactions、１９８８年、３５巻：５１３〜６３７頁参照）。
【００１５】
したがって、スルファミン酸誘導体の製造のための改善されたプロセスを開発することが非常に望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第６，３６５，３０１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８７４，６１６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／００７０８６号明細書
【特許文献４】米国特許第８，１３４，０２７号明細書
【特許文献５】中国特許出願公開第１０１７４７２４号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１１／００７０４８６号明細書
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】R.  Appelら、Chem.  Ber.  １９６２年、９５巻、６２５〜６２６頁
【非特許文献２】W.  Hauboldら、Z.  Anorg.  Allg.  Chem  １９６７年、３５２巻、１１３〜１２１頁
【非特許文献３】V.  H.  W.  Roeskyら、Inorg.  Nucl.  Chem.  Lett.  １９７１年、７巻、１７１〜１７５頁
【非特許文献４】K.  Xuら、Inorg.  Chem.  Comm.  １９９９年、２巻、２６１〜２６４頁
【非特許文献５】R.  Appelら、Chem.  Ber.  １９６２年、９５巻、１７５３〜１７５５頁
【非特許文献６】R.  Appelら、Chem.  Ber.  １９６４年、９７巻、８４９〜８５１頁
【非特許文献７】M.  Beranら、Z.  Anorg.  Allg.  Chem.、２００５年、６３１巻、５５〜５９頁
【非特許文献８】M.  Beranら、Polyhedron  ２０１０年、２９巻、９９１〜９９４頁
【非特許文献９】Scozzafava,  A.ら、J.  Enz.  Inhib.、２０００年、１５巻（５号）、４４３〜４５３頁
【非特許文献１０】P.  Baumgartenら、Berichte  d.  D.  Chem.  Gesellschaft（ＡおよびＢシリーズ）１９３１年、６４巻、１５８２〜１５８８頁
【非特許文献１１】Gilbert,  E.  E.、Chem.  Rev.、１９６２年、６２巻（６号）：５４９〜５８９頁
【非特許文献１２】Kanetani,  F.ら、Yuki  Gosei  Kagaku  Kyokaishi(J.  Synth.  Org.  Chem.  (Japan))、１９７４年、３２巻、４６０〜４６６頁
【非特許文献１３】Kanetani,  F.ら、Bull.  Chem.  Soc.  Jap.、１９７４年、４７巻（１１号）、２７１３〜２７１６頁
【非特許文献１４】Bogemann,  M.ら編、Schwefel-、Selen-、Tellur-Verbindungen.  Methoden  der  organischen  Chemie  (Houben-Weyl)、第４版、E.  Muller編、ＩＸ巻、１９５５年、Georg  Thieme：Stuttgart、３９１〜３９４頁、５６１〜５９７頁
【非特許文献１５】Vogel,  A.、Vogel's  Textbook  of  Practical  Organic  Chemistry、第５版、１９８９年、London:  Longman  Group,  Ltd.、１２８４頁
【非特許文献１６】Blotny,  G.、Tetrahedron  Letters、２００３年、４４巻（７号）：１４９９〜１５０１頁
【非特許文献１７】Olah,  G.ら、J.  Org.  Chem.、１９６１年、２６巻（１号）：２３７〜２３８頁
【非特許文献１８】Olah,  G.A.ら、Synthesis、１９７３年：４８７〜４８８頁
【非特許文献１９】Olah,  G.ら、Chem.  Ber.、１９５６年、８９巻（４号）：８６２〜８６４頁
【非特許文献２０】Olah,  G.A.ら、J.  Org.  Chem.、１９７９年、４４巻（２２号）：３８７２〜３８８１頁
【非特許文献２１】Hudlicky,  M.、Org.  Reactions、１９８８年、３５巻：５１３〜６３７頁
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
概要
一態様によると、スルファミン酸誘導体または１もしくは複数の金属もしくは有機カチオンを有するその塩の調製のためのプロセスがここに記載される。例えば、スルファミン酸誘導体は、式Ｉ：
【化１】
2020500159.tif 000002
（式中、
Ｒ１は、水素、および直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリールまたはＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール基から選択され、アルキル、アリール、およびヘテロアリール基は任意選択でハロゲン化されているか、またはＲ１および隣接窒素原子は一緒になって塩を形成し、ここで、窒素原子は負電荷を持ち（アニオンであり）、Ｒ１は（Ｍｎ＋）１／ｎもしくはＸ＋であり；
Ｒ２は、水素、シアノ、スルホニル、クロロスルホニル、フルオロスルホニル、クロロカルボニル、フルオロカルボニル、任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカノイル、任意選択でハロゲン化されたアリーロイル、任意選択でハロゲン化されたヘテロアリーロイル、任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカンスルホニル、任意選択でハロゲン化されたアリールスルホニル、および任意選択でハロゲン化されたヘテロアリールスルホニルから選択され；
Ｒ３は、ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｏ−（Ｍｎ＋）１／ｎ、Ｏ−Ｘ＋、および任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルコキシから選択され；
（Ｍｎ＋）１／ｎは、金属カチオンであり、ここで、Ｍは金属であり、ｎは１〜４から選択される整数であり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、もしくはＭｎであり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｃ、およびＴｉから選択され、例えばＭは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはアルミニウムであるか、またはＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａから選択され、ｎは１または２であり；
Ｘ＋は、例えばアンモニウム、アルキルアンモニウム、ジアルキルアンモニウム、トリアルキルアンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、１，３−ジアルキルイミダゾリウム、Ｎ−アルキルピロリジニウム、Ｎ−アルキルピペリジニウム、トリアルキルオキソニウム、トリアルキルスルホニウム、テトラアルキルホスホニウムなどから選択される有機カチオンを表す）
により定義され、
プロセスは、
ｉ）式：
【化２】
2020500159.tif 000003
の化合物を三酸化硫黄源および第三級アミンと接触させ、約５０℃から約３００℃の間に含まれる温度で加熱するステップ；および
ｉｉ）ステップ（ｉ）で得られた生成物を任意選択で変換して式Ｉの化合物を生成するステップを含む。
【００１９】
上記化合物、または本文書に記載される任意の他の化合物が塩の形態である場合、アニオンのカチオンに対する比は、化合物の電気的中性を意図するものと理解される（例えば、マグネシウムＭｇ２＋カチオンが使用される場合、−１電荷の２つのスルファミン酸誘導体が必要とされてもよく、同様に、２つのリチウム（＋１）カチオンがスルファミン酸誘導体のジアニオンに結合してもよい）。
【００２０】
一実施形態によると、三酸化硫黄源は、ＳＯ３（三酸化硫黄それ自体）、およびそのオリゴマーおよびポリマー；Ｈ２ＳＯ４（硫酸）；Ｈ２Ｓ２Ｏ７（二硫酸）および他のポリ硫酸、およびそれらの塩；ＣｌＳＯ３Ｈ（クロロスルホン酸）およびその塩；ＦＳＯ３Ｈ（フルオロスルホン酸）およびその塩；ＳＯ３−アンモニア錯体（スルファミン酸）；三酸化硫黄と有機アミンの錯体；三酸化硫黄と他の有機化合物、例えばジオキサン、チオキサン、ジメチルホルムアミドの錯体；ならびに乾燥カルボン酸へのＳＯ３の導入により生じるアシルスルフェート、例えば、アセチルスルフェート（ＣＨ３Ｃ（Ｏ）ＯＳＯ３Ｈ）から選択される。
【００２１】
別の実施形態では、三酸化硫黄源および第三級アミンは、錯体として一緒に添加され、第三級アミンは、下記の化合物：トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、Ｎ−アルキル置換ピロリジンおよびモルホリン、ピリジン、ピコリン、ルチジン、キノリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ならびに他のアミンから選択される。例えば、錯体は、ピリジン−三酸化硫黄錯体、トリメチルアミン−三酸化硫黄錯体およびトリエチルアミン−三酸化硫黄錯体から選択される。
【００２２】
別の実施形態では、ステップ（ｉ）は、約１００℃から約２５０℃の間、または約１５０℃から約２２０℃の間の温度で、例えば、１０時間未満、４時間未満、または１時間未満の期間加熱することを含む。一実施形態によると、ステップ（ｉ）は、溶媒を添加することなく実施される。
【００２３】
さらなる実施形態によると、プロセスは、ステップ（ｉ）で得られた生成物を金属塩基と接触させることを含むステップ（ｉｉ）を含む。例えば、金属塩基は、金属水酸化物、金属アルコキシド、有機金属、およびグリニャール試薬から選択され、前記金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびアルミニウムから選択され、例えば、金属塩基は金属水酸化物である。
【００２４】
別の実施形態では、プロセスは、ステップ（ｉ）またはステップ（ｉｉ）の生成物を強酸で処理する、またはその溶液を酸性イオン交換樹脂に通すステップをさらに含む。例えば、強酸は、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、およびトリフルオロメタンスルホン酸から選択される。
【００２５】
さらなる実施形態では、プロセスは、ステップ（ｉ）で得られた生成物を塩素化剤と接触させることを含むステップ（ｉｉ）を含む。例えば、塩素化剤は、無機および有機酸塩化物、例えばＰＣｌ５、ＰＯＣｌ３、ＳＯＣｌ２、ＣｌＳＯ３Ｈ、ＣＯＣｌ２、ＣｌＣＯＣＯＣｌ、塩化硫黄、シアヌル酸クロリド、アセチルクロリド、トリフルオロアセチルクロリド、メタンスルホニルクロリド、トリフルオロメタンスルホニルクロリド、ベンゾイルクロリド、（トリクロロメチル）ベンゼン、ベンゼンスルホニルクロリド、トルエンスルホニルクロリドなどから選択され、例えば、塩素化剤は、ＳＯＣｌ２、ＣＯＣｌ２、またはＣｌＣＯＣＯＣｌである。さらに別の実施形態では、プロセスは、ステップ（ｉｉ）で得られた生成物を、塩素化後、フッ素化剤と接触させるステップをさらに含む。例えば、フッ素化剤は、フッ化物または二フッ化水素塩（例えばアンモニウム、ナトリウム、カリウム、もしくはセシウム塩、例えばＫＦもしくはＫＨＦ２）、およびアミンとフッ化水素酸の錯塩（ピリジニウムまたはトリエチルアンモニウムポリヒドロフルオリドなど）から選択される。
【００２６】
さらなる実施形態では、プロセスは、ステップ（ｉ）で得られた生成物を強力なフッ素化剤と接触させることを含むステップ（ｉｉ）を含む。別の実施形態では、フッ素化剤は、反応性無機および有機酸フッ化物、例えばＰＦ５、ＰＯＦ３、ＳＯＦ２、ＦＳＯ３Ｈ、ＣＯＦ２、ＦＣＯＣＯＦ、有機および無機ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロシリケート、テトラフルオロボレート、四フッ化硫黄および有機誘導体（ジエチルアミノ硫黄トリフルオリド（ＤＡＳＴ）およびモルホリノ硫黄トリフルオリドなど）、シアヌル酸フルオリド、アセチルフルオリド、トリフルオロアセチルフルオリド、メタンスルホニルフルオリド、トリフルオロメタンスルホニルフルオリド、ベンゾイルフルオリド、（トリフルオロメチル）ベンゼン、ベンゼンスルホニルフルオリド、トルエンスルホニルフルオリドなどから選択される。
【００２７】
別の態様によると、これは、本明細書に記載されるようなプロセスにより調製されるスルファミン酸誘導体に関する。一実施形態では、スルファミン酸誘導体は、式Ｉ：
【化３】
2020500159.tif 000004
（式中、
Ｒ１は、水素、および直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリール、またはＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール基から選択され、アルキル、アリール、およびヘテロアリール基は任意選択でハロゲン化されているか、またはＲ１および隣接窒素原子は一緒になって塩を形成し、ここで、窒素原子は負電荷を持ち（アニオンであり）、Ｒ１は（Ｍｎ＋）１／ｎもしくはＸ＋であり；
Ｒ２は、水素、シアノ、スルホニル、クロロスルホニル、フルオロスルホニル、クロロカルボニル、フルオロカルボニル、任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカノイル、任意選択でハロゲン化されたアリーロイル、任意選択でハロゲン化されたヘテロアリーロイル、任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカンスルホニル、任意選択でハロゲン化されたアリールスルホニル、および任意選択でハロゲン化されたヘテロアリールスルホニルから選択され；
Ｒ３は、ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｏ−（Ｍｎ＋）１／ｎ、Ｏ−Ｘ＋、および任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルコキシから選択され；
（Ｍｎ＋）１／ｎは、金属カチオンであり、ここで、Ｍは金属であり、ｎは１〜４から選択される整数であり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、またはＭｎであり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｃ、およびＴｉから選択され、例えばＭは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはアルミニウムであるか、またはＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａから選択され、ｎは１または２であり；
Ｘ＋は、例えばアンモニウム、アルキルアンモニウム、ジアルキルアンモニウム、トリアルキルアンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、１，３−ジアルキルイミダゾリウム、Ｎ−アルキルピロリジニウム、Ｎ−アルキルピペリジニウム、トリアルキルオキソニウム、トリアルキルスルホニウム、テトラアルキルホスホニウムなどから選択される有機カチオンを表す）
により定義される。
【００２８】
一実施形態では、Ｒ１は、（Ｍｎ＋）１／ｎであり、ここで、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、およびＭｎから選択される。別の実施形態では、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｃ、およびＴｉから選択されるか、またはＭは、Ｌｉ、ＮａもしくはＫである。
【００２９】
別の実施形態では、Ｒ１は、Ｘ＋であり、アンモニウム、アルキルアンモニウム、ジアルキルアンモニウム、トリアルキルアンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、１，３−ジアルキルイミダゾリウム、Ｎ−アルキルピロリジニウム、Ｎ−アルキルピペリジニウム、トリアルキルオキソニウム、トリアルキルスルホニウム、テトラアルキルホスホニウムイオン、および他の類似のイオンから選択される。場合により、有機カチオンを含む塩は、室温で液体であってよく、そのことによりイオン液体を形成してよい。
【００３０】
一実施形態では、Ｒ２は、クロロスルホニル、フルオロスルホニル、クロロカルボニル、フルオロカルボニル、直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカノイル、ペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカノイル、直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカンスルホニル、およびペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカンスルホニル基から選択され、他の基は全て、本明細書に定義するとおりである。
【００３１】
さらなる実施形態では、スルファミン酸誘導体は、式ＩＩ：
【化４】
2020500159.tif 000005
（式中、Ｒ１およびＲ３は、先に定義した通りであり；
Ｒ４は、水素、シアノ、フッ素、塩素、および直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリールまたはＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール基（これらは各々、任意選択でハロゲン化されている）から選択される）
の化合物である。
【００３２】
別の実施形態では、スルファミン酸誘導体は、式ＩＩＩ：
【化５】
2020500159.tif 000006
（式中、Ｒ１、Ｒ３、およびＲ４は、先に定義した通りである）
の化合物である。
【００３３】
一実施形態では、式ＩＩまたはＩＩＩ中のＲ４は、フッ素、塩素、および直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキルから選択され、他の基は全て、本明細書に定義するとおりである。別の実施形態では、Ｒ４は、ペルフルオロ化された直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、ペルフルオロ化されたＣ６〜Ｃ１０アリール、またはペルフルオロ化されたＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール基、例えば、ペルフルオロ化された直鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル基であり、他の基は全て、本明細書に定義するとおりである。
【００３４】
別の実施形態では、上記式のいずれか一つによると、Ｒ１は、Ｍｎ＋１／ｎであり、ここで、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、およびＡｌから選択され、他の基は全て、本明細書に定義するとおりである。あるいは、Ｒ１は、直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリール、およびＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール（これらは各々、任意選択でペルハロゲン化されている）から選択され、例えば、Ｒ１は、ペルハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、例えばペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキルであり、他の基は全て、本明細書に定義するとおりである。
【００３５】
さらに別の実施形態では、Ｒ１は、（Ｍｎ＋）１／ｎであり、Ｒ３は、Ｏ−（Ｍｎ＋）１／ｎであり、ここで、Ｍおよびｎは、各場合において同じであって、本明細書に定義するとおりであり、例えば、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａから選択され、ｎは１または２であるか、またはＭはＬｉであり、ｎは１であり、他の基は本明細書に定義するとおりである。さらなる実施形態では、Ｒ３はＦまたはＣｌであり、他の基は、本明細書に定義するとおりである。
【００３６】
本文書はまた、以下に定義するような化合物１〜９、化合物１０〜１８、化合物１９〜２７、または化合物２８〜３６から選択されるスルファミン酸誘導体に関する。
【００３７】
本技術はまたさらに、本文書のプロセスによって調製されるか、または本明細書に定義するとおりのスルファミン酸誘導体を含む電解質または電解質組成物に関する。例えば、電解質は、ポリマー電解質の調製に適する溶媒または溶媒和ポリマーをさらに含んでもよい。電解質は、液体またはゲルの形態（任意選択でセパレータ（膜）を含んでいる）であってもよく、固体の形態であってもよい。
【００３８】
さらに企図されるのが、本明細書に定義するとおりの電解質、電極、および対電極を含む電気化学セル、例えば、バッテリ、エレクトロクロミック素子、またはコンデンサである。一例によると、バッテリは、リチウムまたはリチウムイオンバッテリである。電気もしくはハイブリッド自動車、またはコンピューティングおよび／または遠距離通信デバイスにおけるこれらの電気化学セルの使用も企図される。
【００３９】
上記化合物は電気化学において有用であり得るが、他の使用、例えば化学触媒作用もまた企図されてよい。
【００４０】
本技術の他の特徴は、以下の説明を読むことでより深く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、実施例１３に従い、電極材料として（ａ）ＬｉＦｅＰＯ４および（ｂ）グラファイトをそれぞれ用い、本プロセスにより製造したＬｉＦＳＩを含有する電解質を使用した電池または半電池における形成ステップでの時間の関数としての電位を提示する。
【００４２】
【図２】図２は、実施例１３に従い、電極材料として（ａ）ＬｉＦｅＰＯ４および（ｂ）グラファイトをそれぞれ用い、本プロセスにより製造したＬｉＦＳＩを含有する電解質を使用した電池または半電池についての放電速度（電源能力）の関数としての放電容量を示す。
【００４３】
【図３】図３は、実施例１３に従い、電極材料として（ａ）ＬｉＦｅＰＯ４および（ｂ）グラファイトをそれぞれ用い、本プロセスにより製造したＬｉＦＳＩを含有する電解質を使用した電池または半電池についてのサイクル数の関数としての電池容量の変動として示される安定性試験の結果を示す。
【００４４】
【図４】図４は、実施例１４に従い、グラファイト電極を用い、本プロセスにより製造したＬｉＦＴＦＳＩを含有する電解質を使用した２つの同一の半電池における形成ステップでの時間の関数としての電位を提示する。
【００４５】
【図５】図５は、実施例１４に従い、グラファイト電極を用い、本プロセスにより製造したＬｉＦＴＦＳＩを含有する電解質を使用した半電池についてのサイクル数の関数としての電池容量の変動として示される安定性試験の結果を示す。
【００４６】
【図６】図６は、実施例１５に従い、グラファイト電極を用い、いずれも本プロセスにより製造したＬｉＦＳＩ（三角形）とＬｉＦＴＦＳＩ（菱形）、およびＬｉＰＦ６（正方形）を含有する電解質を使用した３つの半電池についての放電速度（電源能力）の関数としての比較の放電容量データを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本明細書において使用する技術的および科学的な用語および表現は全て、本技術に関する当業者により一般的に理解されるものと同じ定義を有する。だだし、本明細書において使用する一部の用語および表現の定義を以下に記載する。
【００４８】
「約」という用語は、本文書で使用する場合、近似的に、その辺り、およびおよそを意味する。「約」という用語を数値に関して使用する場合、それは、例えば、その額面値に関して１０％のばらつきで数値を上下に修正する。この用語は、例えば、測定装置の実験誤差または丸めを考慮することもできる。
【００４９】
本願において値の範囲に言及している場合、その範囲の下限および上限は、別段の指示がない限り、その定義に常に含まれる。
【００５０】
本明細書に記載する化学構造は、本分野の標準に従い描かれている。また、描かれた原子、例えば炭素原子が不十分な価数を含むように見える場合、価数は、明確に描かれていない場合でも、１または複数の水素原子によって満たされていると想定する。
【００５１】
本明細書において使用する場合、「アルキル」という用語は、直鎖または分枝鎖基を含む、１個から２４個の間の炭素原子を有する飽和炭化水素基を指す。アルキル基の例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、イソプロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチルなどが挙げられるが、これに限定されない。「Ｃｉ〜Ｃｉｉアルキル」という用語は、数「ｉ」〜数「ｉｉ」の炭素原子を有するアルキル基を指す。
【００５２】
本明細書において使用する場合、「アリール」という用語は、単環式または多環式（縮合または非縮合）の共役系において、ｎを１〜３の整数とした場合に４ｎ＋２個のπ（パイ）電子を有し、６〜１４個の環原子を有する芳香族基を指す。多環系は、少なくとも一つの芳香環を含む。基は、直接結合していても、Ｃ１〜Ｃ３アルキル基を介して連結していてもよい。アリール基の例としては、フェニル、ベンジル、フェネチル、１−フェニルエチル、トリル、ナフチル、ビフェニル、テルフェニル、インデニル、ベンゾシクロオクテニル、ベンゾシクロヘプテニル、アズレニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナントレニル、アントラセニル、ペリレニルなどが挙げられるが、これに限定されない。アリールという用語は、置換された基または非置換の基を含む。例えば、「Ｃ６〜Ｃｎアリール」という用語は、環状構造中に６〜表示された数「ｎ」の炭素原子を有するアリール基を指す。
【００５３】
本明細書において使用する場合、「ヘテロアリール」という用語は、単環式または多環式の共役系において、ｎを１〜３の整数とした場合に４ｎ＋２個のπ（パイ）電子を有し、５〜１４個の環原子を有するアリール基を指し、ここで、少なくとも１個の炭素原子は、ヘテロ原子、例えば窒素、酸素もしくは硫黄により、またはこうしたヘテロ原子を含む基（例えば、ＮＨ、ＮＲｘ（Ｒｘはアルキル、アシル、アリール、ヘテロアリールもしくはシクロアルキルである）、ＳＯ、および他の類似の基）により置き換えられている。多環系は、少なくとも一つのヘテロ芳香環を含む。ヘテロアリールは、直接連結していても、Ｃ１〜Ｃ３アルキル基を介して連結していてもよい。ヘテロアリール基は、可能な場合、炭素原子またはヘテロ原子（例えば窒素）によって分子の残りの部分に連結されていてもよい。
【００５４】
本願は、スルファミン酸誘導体、例えば、式Ｉ：
【化６】
2020500159.tif 000007
（式中、
Ｒ１は、水素、および直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリールまたはＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール基（これらは各々、任意選択でハロゲン化されている）から選択されるか、またはＲ１および隣接窒素原子は一緒になって塩を形成し、ここで、窒素原子は負電荷を持ち（アニオンであり）、Ｒ１は（Ｍｎ＋）１／ｎもしくはＸ＋であり；
Ｒ２は、水素、ならびにシアノ、スルホニル、クロロスルホニル、フルオロスルホニル、クロロカルボニル、フルオロカルボニル、任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカノイル、任意選択でハロゲン化されたアリーロイル、任意選択でハロゲン化されたヘテロアリーロイル、任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカンスルホニル、任意選択でハロゲン化されたアリールスルホニル、および任意選択でハロゲン化されたヘテロアリールスルホニル基から選択され；
Ｒ３は、ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｏ−（Ｍｎ＋）１／ｎ、Ｏ−Ｘ＋、および任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルコキシ、例えば任意選択でハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ８アルコキシから選択され；
（Ｍｎ＋）１／ｎは、金属カチオンであり、ここで、Ｍは金属であり、ｎは１〜４の範囲内で選択される整数であり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、またはＭｎであり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｃ、およびＴｉから選択され、例えばＭは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはアルミニウムであるか、またはＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａから選択され、ｎは１または２であり、あるいはＭはＬｉであり、ｎは１であり；
Ｘ＋は、例えばアンモニウム、アルキルアンモニウム、ジアルキルアンモニウム、トリアルキルアンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、１，３−ジアルキルイミダゾリウム、Ｎ−アルキルピロリジニウム、Ｎ−アルキルピペリジニウム、トリアルキルオキソニウム、トリアルキルスルホニウム、テトラアルキルホスホニウム、および他の類似の有機カチオンから選択される有機カチオンを表す）
の化合物の調製のためのプロセスに関する。
【００５５】
一例によると、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のうちの少なくとも一つは、ハロゲン化されている。Ｒ１は、水素、ならびに直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ６アリール、およびＣ５〜Ｃ６ヘテロアリール基（これらは各々、任意選択でハロゲン化されている）から選択されてもよい。別の例によると、Ｒ１および隣接窒素原子は、一緒になって塩を形成し、ここで、窒素原子は負電荷を持ち（アニオンであり）、Ｒ１は（Ｍｎ＋）１／ｎである。異なる例によると、Ｒ１および隣接窒素原子は、一緒になって塩を形成し、ここで、窒素原子は負電荷を持ち（アニオンであり）、Ｒ１はＸ＋である。
【００５６】
別の例によると、Ｒ２は、ペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカノイル、ペルフルオロ化されたアリーロイル、ペルフルオロ化されたヘテロアリーロイル、ペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルカンスルホニル、ペルフルオロ化されたアリールスルホニル、およびペルフルオロ化されたヘテロアリールスルホニル基から選択される。一部の例では、ペルフルオロ化されたＣ１〜Ｃ２４アルカノイルまたはＣ１〜Ｃ２４アルカンスルホニル基は、直鎖である。
【００５７】
別の例では、Ｒ２は、ペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ８アルカノイル、ペルフルオロ化されたＣ６アリーロイル、ペルフルオロ化されたＣ５〜Ｃ６ヘテロアリーロイル、ペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ８アルカンスルホニル、ペルフルオロ化されたＣ６アリールスルホニル、およびペルフルオロ化されたＣ５〜Ｃ６ヘテロアリールスルホニル基から選択される。一部の例では、ペルフルオロ化されたＣ１〜Ｃ８アルカノイルまたはＣ１〜Ｃ８アルカンスルホニル基は、直鎖である。
【００５８】
別の例によると、スルファミン酸誘導体は、式ＩＩまたはＩＩＩ：
【化７】
2020500159.tif 000008
（式中、
Ｒ１およびＲ３は、先に定義した通りであり；
Ｒ４は、水素、シアノ、フッ素、塩素、および分枝鎖もしくは直鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリール、またはＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール基（これらは各々、任意選択でハロゲン化されている）から選択される）
の化合物である。
【００５９】
別の実施形態によると、Ｒ３およびＲ４のうちの少なくとも一つは、ハロゲン、即ち、フッ素または塩素原子であり、他の基は全て、先に定義した通りである。例えば、Ｒ３はハロゲン、即ち、フッ素または塩素原子である。
【００６０】
一代替例によると、Ｒ４は、直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリールまたはＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール基（これらは各々、任意選択でハロゲン化されている）から選択される。例えば、Ｒ４は、ペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、ペルフルオロ化されたＣ６〜Ｃ１０アリール、およびペルフルオロ化されたＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリールから選択される。一部の例では、ペルフルオロ化されたＣ１〜Ｃ２４アルキル基は、直鎖である。
【００６１】
一代替例によると、Ｒ４は、直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ６アリールまたはＣ５〜Ｃ６ヘテロアリール基（これらは各々、任意選択でハロゲン化されている）から選択される。例えば、Ｒ４は、ペルフルオロ化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜８アルキル、ペルフルオロ化されたＣ６アリール、およびペルフルオロ化されたＣ５〜Ｃ６ヘテロアリールから選択される。一部の例では、ペルフルオロ化されたＣ１〜Ｃ８アルキル基は、直鎖である。
【００６２】
スルファミン酸誘導体の例としては、下記の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【化８】
2020500159.tif 000009
【化９】
2020500159.tif 000010
【化１０】
2020500159.tif 000011
式中、Ｒ１は、先に定義した通りであり、Ｒ５は、任意選択でハロゲン化された直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル基であるか、またはＯＲ５はＯ−（Ｍｎ＋）１／ｎもしくはＯ−Ｘ＋であり、ここで、Ｍ、Ｘおよびｎは、本明細書に定義するとおりである。
【００６３】
本文書に定義するとおりのスルファミン酸誘導体の調製のためのプロセスも記載される。こうしたプロセスの例を、スキーム１に示す。
【化１１】
2020500159.tif 000012
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｍおよびｎは、先に定義した通りである。
【００６４】
ＳＯ３源としては、特定の反応条件下で三酸化硫黄を生じることができる任意の化合物が挙げられる。例えば、これらの化合物は、下記の試薬：ＳＯ３（三酸化硫黄それ自体）およびそのオリゴマーおよびポリマー；Ｈ２ＳＯ４（硫酸）；Ｈ２Ｓ２Ｏ７（二硫酸）および他のポリ硫酸およびそれらの塩；ＣｌＳＯ３Ｈ（クロロスルホン酸）およびその塩；ＦＳＯ３Ｈ（フルオロスルホン酸）およびその塩；ＳＯ３−アンモニア錯体（スルファミン酸）；三酸化硫黄および有機アミン、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、Ｎ−アルキル置換ピロリジンおよびモルホリン、ピリジン、ピコリン、ルチジン、キノリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ならびに他のアミンとの錯体；三酸化硫黄と他の有機化合物、例えばジオキサン、チオキサン、ジメチルホルムアミドとの錯体；ならびに乾燥カルボン酸（無水）へのＳＯ３の導入により生じるアシルスルフェート、例えば、アセチルスルフェート（ＣＨ３Ｃ（Ｏ）ＯＳＯ３Ｈ）から選択してもよい。
【００６５】
上記スキーム１に示す反応で使用される第三級アミンは、３つの有機置換基を有する（即ち、窒素原子に共有結合している水素原子を有しない）アミンである。第三級アミンの例としては、下記のアミン：トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、Ｎ−アルキル置換ピロリジンおよびモルホリン、キヌクリジン、Ｎ−メチルイミダゾール、ピリジン、ピコリン、ルチジン、キノリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ならびに他の類似のアミンが挙げられるが、これに限定されない。例えば、三酸化硫黄源および第三級アミンは、三酸化硫黄−第三級アミン錯体の形態で使用される。
【００６６】
置換スルファミン酸と第三級アミンの塩を置換スルファモイルクロリドへと変換するために使用され得る塩素化剤は、無機および有機酸塩化物、例えば、ＰＣｌ５、ＰＯＣｌ３、ＳＯＣｌ２、ＣｌＳＯ３Ｈ、ＣＯＣｌ２、ＣｌＣＯＣＯＣｌ、塩化硫黄、シアヌル酸クロリド、アセチルクロリド、トリフルオロアセチルクロリド、メタンスルホニルクロリド、トリフルオロメタンスルホニルクロリド、ベンゾイルクロリド、（トリクロロメチル）ベンゼン、ベンゼンスルホニルクロリド、トルエンスルホニルクロリド、および当業者に公知の他の化合物から選択することができる。一部の塩素化の例では、少量のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドまたは他のＮ，Ｎ−二置換カルボキサミドを触媒として添加することが有利な場合がある。
【００６７】
置換スルファミン酸と第三級アミンの塩を置換スルファモイルフルオリドへと直接転換するために使用され得るフッ素化剤Ａは、反応性無機および有機酸フッ化物、例えば、ＰＦ５、ＰＯＦ３、ＳＯＦ２、ＦＳＯ３Ｈ、ＣＯＦ２、ＦＣＯＣＯＦ、有機および無機ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロシリケート、テトラフルオロボレート、四フッ化硫黄およびその有機誘導体、例えばＤＡＳＴ（ジエチルアミノ硫黄トリフルオリド）およびモルホリノ硫黄トリフルオリド；シアヌル酸フルオリド、アセチルフルオリド、（トリフルオロメチル）ベンゼン、トリフルオロアセチルフルオリド、メタンスルホニルフルオリド、トリフルオロメタンスルホニルフルオリド、ベンゾイルフルオリド、ベンゼンスルホニルフルオリド、トルエンスルホニルフルオリド、ならびに当業者により選択され得る他の化合物から選択することができる。
【００６８】
置換スルファモイルクロリドを置換スルファモイルフルオリドへと転換するために使用され得るフッ素化剤Ｂとしては、より反応性の低いフッ素化剤、例えばフッ化水素およびフッ化物塩、例えば、アンモニウム、ナトリウム、カリウム、およびセシウムのフッ化物、およびそれらの二フッ化水素相当物（例えばＨＮ４＋ＨＦ２−）が挙げられる。アミンとフッ化水素酸の錯塩、例えばピリジニウムおよびトリエチルアンモニウムポリヒドロフルオリド。加えて、先行する段落に掲出したフッ素化剤Ａは全て、フッ素化剤Ｂとして使用することもできる。
【００６９】
金属塩基としては、塩基性アニオンの対イオンとして、ある金属の少なくとも一つのカチオンを含有する任意の塩基性化合物が挙げられる。公知の例としては、金属水酸化物、アルコキシド、および、特殊な事例では、置換金属アミドが挙げられるが、有機金属およびグリニャール試薬も特に強い塩基として使用する可能性がある。
【００７０】
置換スルファミン酸塩を遊離スルファミン酸に変換するのに適する強酸の例は、置換スルファミン酸よりも低いｐＫａを有すべきであるか、前記金属カチオンと共に不溶性沈殿を形成すべきである。こうした酸の例としては、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、およびトリフルオロメタンスルホン酸が挙げられる。酸性イオン交換樹脂も、強酸源として使用する可能性がある。
【００７１】
本明細書に定義するスルファミン酸誘導体を調製するプロセスは、第三級アミンの存在下での、アミンまたはアミドの、三酸化硫黄またはその反応性誘導体の一つでのスルホン化である、第１のステップを含む。こうして得られる生成物は、上記スキーム１における第２の化合物、例えば、Ｒ３がＯ−Ｘ＋である本明細書に定義するとおりの式Ｉの化合物であり、ここで、Ｘ＋は、プロトン化された第三級アミンを表し、即ち、式Ｉの化合物は、置換スルファミン酸の第三級アンモニウム塩（例えば、置換アミドスルホネートの第三級アンモニウム塩）である。スルファモイル基の形成をもたらすこのスルホン化ステップは非常に急速であり、上記の既存のプロセスに対して大きな利点を有する。
【００７２】
この第１のスルホン化ステップの後、追加のステップを実施して式Ｉにより定義される様々な化合物を得てもよい。これらの追加のステップは、所望の最終生成物に応じて決まる。
【００７３】
第１のカテゴリは、アミドスルホネート基のスルファモイルクロリド基への転換である。この場合、第１のステップで得られる置換スルファミン酸第三級アンモニウム塩を塩素化剤と反応させて酸素原子を塩素原子で置換する。同様に、アミドスルホネート基のスルファモイルフルオリド基への変換が、置換スルファミン酸第三級アンモニウム塩を強力なフッ素化剤と反応させ、それにより酸素原子をフッ素原子で置き換えることにより達成されるか、あるいは、塩素化によって得られるスルファモイルクロリド基が、より穏やかなフッ素化剤を使用してスルファモイルフルオリド基に変換されてもよい。
【００７４】
窒素原子とスルホネート酸素原子の両方に負電荷を持つ二価スルファミン酸の金属塩（例えば置換アザニドスルホネート）（式Ｉ参照、ここで、Ｒ１は（Ｍｎ＋）１／ｎであり、Ｒ３はＯ−（Ｍｎ＋）１／ｎである）が望ましい場合、第三級アンモニウムカチオンを金属カチオンで置換するために、第１のステップで得られる置換スルファミン酸第三級アンモニウム塩を金属塩基と反応させる。これらの塩を使用して、金属塩を強酸と反応させることにより、または置換スルファミン酸塩の溶液を酸性イオン交換樹脂と接触させることにより、遊離置換スルファミン酸を調製することもできる。
【００７５】
スルファミン酸誘導体を調製するための出発化合物は、置換アミン、および単純なアミドまたは置換アミドから選択される。例えば、第一級アルキルアミンは、Ｎ−置換スルファミン酸誘導体、例えば、Ｎ−アルキルイミド二硫酸塩、およびＮ−アルキルイミド二硫酸の他の誘導体を得ることを可能にし、第一級カルボキサミドおよび第一級スルファミドは、混合第二級アミドを得ることを可能にし、Ｎ−アルキルアミドは、混合Ｎ−アルキル化第二級アミドを提供し得る。
【００７６】
第１のステップにおいて、窒素原子上に少なくとも１個の水素原子を有する置換アミンまたはアミド（カルボキサミドまたはスルホンアミド）化合物（スルホン化されていてもよい）を反応器に入れ、次いで第三級アミンを添加する。得られた混合物は、任意選択で、適切な非反応性溶媒（例えば、ＤＭＦ、ジオキサン、ジクロロエタンなど）で希釈してもよい。得られた混合物を、溶媒を添加することなく反応させることもできる。第三級アミンは、市販されている製品、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、Ｎ−アルキル置換ピロリジンおよびモルホリン、Ｎ−メチルイミダゾール、ピリジン、ピコリン、ルチジン、キノリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ジイソプロピルエチルアミン、キヌクリジンなどから選択してもよい。次いで、場合により、反応が発熱的であり得るため、温度を監視しながらスルホン化剤を反応混合物にゆっくりと添加する。例えば、スルホン化剤は、ＳＯ３（三酸化硫黄それ自体）およびそのオリゴマーおよびポリマー；Ｈ２ＳＯ４（硫酸）；Ｈ２Ｓ２Ｏ７（二硫酸）および他のポリ硫酸およびそれらの塩；ＣｌＳＯ３Ｈ（クロロスルホン酸）およびその塩；ＦＳＯ３Ｈ（フルオロスルホン酸）およびその塩；ＳＯ３−アンモニア錯体（スルファミン酸）；三酸化硫黄および有機アミン、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、Ｎ−アルキル置換ピロリジンおよびモルホリン、ピコリン、ルチジン、キノリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ならびに他のアミンとの錯体；三酸化硫黄と他の有機化合物、例えばジオキサン、チオキサン、ジメチルホルムアミドとの錯体；ならびに乾燥カルボン酸（即ち、水を含まない）へのＳＯ３の導入により生じるアシルスルフェートから選択され、例えば、ＳＯ３を無水酢酸に導入すると、アセチルスルフェート（ＣＨ３Ｃ（Ｏ）ＯＳＯ３Ｈ）が得られる。全ての試薬を添加した後、混合物を室温から３００℃の間、好ましくは５０℃から２５０℃の間の温度で撹拌する。反応が完了すると、ほとんどの場合、生成物は、さらに使用できる状態の固体形態、または結晶形態で得られ、濾過により分離され、任意選択で再結晶により精製される。
【００７７】
一例によると、プロセスの第１のステップにおいて、置換アミンまたはアミドは、固体状態で三酸化硫黄と第三級アミンの固体錯体と混合され、好ましくは、三酸化硫黄は、ピリジン−三酸化硫黄、トリメチルアミン−三酸化硫黄、またはトリエチルアミン−三酸化硫黄錯体であり、これらは市販されている。混合物中のアミドと三酸化硫黄錯体のモル比は、好ましくはおおよそ１：１であり、即ち、各スルホニル基につき一つが分子に導入される。こうして得られた混合物は、反応混合物を溶融させ、反応を進行させるために、不活性雰囲気下、５０℃〜３００℃の範囲内、好ましくは１００℃〜２５０℃の範囲内の温度で撹拌し加熱する。反応時間は短く、通常１０時間未満もしくは４時間未満、または１時間未満でも終了する。冷却後、置換アミドスルホネート第三級アンモニウム塩が溶融物から結晶化する。化合物を有機溶媒からさらに再結晶することもできるが、そのまま次のステップで使用してもよい。
【００７８】
第三級アンモニウムアミドスルホネートを、無機および有機酸塩化物、例えば、ＰＣｌ５、ＰＯＣｌ３、ＳＯＣｌ２、ＣｌＳＯ３Ｈ、ＣＯＣｌ２、ＣｌＣＯＣＯＣｌ、塩化硫黄、シアヌル酸クロリド、アセチルクロリド、トリフルオロアセチルクロリド、メタンスルホニルクロリド、トリフルオロメタンスルホニルクロリド、ベンゾイルクロリド、（トリクロロメチル）ベンゼン、ベンゼンスルホニルクロリド、トルエンスルホニルクロリド、および当業者に公知の他の化合物から選択される塩素化剤との反応によってスルファモイルクロリド基へとさらに変換してもよい。場合により、少量のジメチルホルムアミドまたは他のＮ，Ｎ−二置換カルボキサミドを触媒として添加することが有利なことがある。塩素化剤の選択は、プロセスで使用する化合物に依存し、スルファミン酸の各々具体的な誘導体に応じて調整しなければならないが、ほとんどの場合、塩化チオニル（ＳＯＣｌ２）を試薬として使用してもよい。第三級アンモニウムアミドスルホネートと塩素化剤とのモル比は、アミドスルホネート基１モルにつき少なくとも１モルの活性のある塩化物が使用されるように設定されるが、反応を促進してその完了を確実にするために過剰量が使用される場合が多い。
【００７９】
変換を遂行するために、適切な塩素化剤と第三級アンモニウムアミドスルホネートをそのまま混合するか、または適切な非反応性溶媒、例えばジクロロエタンで希釈し、混合物を３０℃〜３００℃の範囲内、好ましくは４０℃〜２００℃の範囲内の温度、より詳細には、混合物の還流温度に加熱する。反応時間は一般に短く、通常２４時間未満で、１２時間未満で、または４時間未満でも完了する。完了後、生成したスルファモイルクロリドは、低極性有機溶媒を使用して反応混合物から抽出することができる。
【００８０】
例えば、プロセスの第２のステップは、先行するステップからの反応混合物を、さらなる精製を行うことなく、塩素化剤、好ましくは、ＰＣｌ５、ＰＯＣｌ３、ＳＯＣｌ２、ＣｌＳＯ３Ｈ、ＣＯＣｌ２、ＣｌＣＯＣＯＣｌ、より詳細には、ガス状副生成物を形成し、それ故に所望の生成物の単離をより容易にするＳＯＣｌ２、ＣＯＣｌ２、ＣｌＣＯＣＯＣｌで処理することにより達成してもよい。反応速度を上げるために、第１のステップからの反応混合物をさらに粉砕することもできる。速度は、約５ｍｏｌ％のＤＭＦまたは他のＮ，Ｎ−二置換カルボキサミドを触媒として添加することにより加速させることもできる。反応混合物を溶融させ、反応を進行させるために、混合物を不活性雰囲気下、５０℃から３００℃の間の温度、好ましくは１００℃から２５０℃の間の温度で撹拌し加熱する。反応時間は一般に短く、反応は典型的には２４時間未満で、１２時間未満で、または４時間未満でも完了する。プロセス中に、第三級アミン塩酸塩と、塩素化剤副生成物と、置換スルファミン酸クロリド（スルファモイルクロリド化合物）との複合混合物が得られる。置換スルファミン酸クロリドを精製するために、所望の生成物を溶解し第三級アミン塩を溶解しない溶媒で混合物を抽出する。抽出後、置換スルファミン酸クロリドを蒸留または結晶化して、生成物を純粋または本質的に純粋な化合物として得てもよい。このステップがスルファモイルフルオリド化合物の調製における中間ステップである場合、抽出物は、さらなる精製を全く行うことなくフッ素化ステップにおいて使用することも可能である。
【００８１】
第三級アンモニウムアミドスルホネートのスルファモイルフルオリドへの転換は、とりわけ、２つの可能な方法、第三級アンモニウム塩の直接的フッ素化、または先行する段落に記載のステップにより得られるスルファモイルクロリド基のフッ素化のいずれかにより、達成されてよい。
【００８２】
第三級アンモニウムアミドスルホネートの直接的フッ素化は、出発材料を強力なフッ素化剤と反応させることにより実施され、フッ素化剤は、ＰＦ５、ＰＯＦ３、ＳＯＦ２、ＦＳＯ３Ｈ、ＣＯＦ２、ＦＣＯＣＯＦを含む反応性無機および有機酸フッ化物、有機および無機ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロシリケート、テトラフルオロボレート、四フッ化硫黄およびその有機誘導体（例えばジエチルアミノ硫黄トリフルオリド（ＤＡＳＴ）およびモルホリノ硫黄トリフルオリド）、シアヌル酸フルオリド、アセチルフルオリド、トリフルオロアセチルフルオリド、メタンスルホニルフルオリド、トリフルオロメタンスルホニルフルオリド、ベンゾイルフルオリド、（トリフルオロメチル）ベンゼン、ベンゼンスルホニルフルオリド、トルエンスルホニルフルオリド、ならびに本分野において公知の他の類似化合物から選択することができる。フッ素化剤の選択はプロセスで使用する化合物に依存し、各々具体的なスルファミン酸誘導体に応じて調整しなければならない。第三級アンモニウムアミドスルホネートとフッ素化剤とのモル比は、アミドスルホネート基１モルにつき少なくとも１モルの活性のあるフッ化物が使用されるように設定されるが、反応を促進し、そして／またはその完了を確実にするために過剰量が使用されてもよい。
【００８３】
この変換を遂行するために、適切なフッ素化剤と第三級アンモニウムアミドスルホネートをそのまま混合するか、または適切な非反応性溶媒、例えばジクロロエタンで希釈する。次いで、混合物を３０℃〜３００℃の範囲内、好ましくは４０℃〜２００℃の範囲内の温度で、より詳細には、混合物の還流温度に加熱する。反応時間は短く、一般に２４時間未満で、１２時間未満で、または４時間未満でも完了する。反応後、スルファモイルフルオリドを反応混合物から低極性有機溶媒で抽出してもよい。
【００８４】
例えば、直接的フッ素化の場合、第１のステップからの反応混合物（例えば、さらなる精製をしていないもの）をフッ素化剤、例えば四フッ化硫黄またはその有機誘導体の一つ（ＤＡＳＴ（ジエチルアミノ硫黄トリフルオリド）またはモルホリノ硫黄トリフルオリドなど）、シアヌル酸フルオリド、アセチルフルオリド、トリフルオロアセチルフルオリド、メタンスルホニルフルオリド、トリフルオロメタンスルホニルフルオリド、ベンゾイルフルオリド、（トリフルオロメチル）ベンゼン、ベンゼンスルホニルフルオリド、およびトルエンスルホニルフルオリドと混合してもよく、これらは液体であり、毒性のより低い副生成物を形成し、所望の生成物のより容易な単離を可能とする。反応速度を上げるために、前のステップからの反応混合物を、本ステップにおけるその使用の前に粉砕することもできる。混合物を溶融させ、反応を進行させるために、混合物を不活性雰囲気下、５０℃〜３００℃の範囲内、好ましくは１００℃〜２５０℃の範囲内の温度で撹拌する。反応時間は、典型的には２４時間未満で、１２時間未満で、または４時間未満でも完了するため、短い。このプロセス中に、第三級アミンヒドロフルオリドと、フッ素化剤副生成物と、所望の置換スルファミン酸フルオリド（スルファモイルフルオリド化合物）との複合混合物が得られる。置換スルファミン酸フルオリドを精製するため、所望の生成物が可溶であり、不純物の大部分を溶解しないまたはほとんど溶解しない溶媒で混合物を抽出してもよい。抽出後、置換スルファミン酸フルオリドをさらに蒸留または結晶化して、生成物を純粋または本質的に純粋な形態で得ることができる。
【００８５】
他方、間接的フッ素化は、スルファモイルクロリド化合物を反応性フッ素化剤と反応させることにより達成され、フッ素化剤は、反応性無機および有機フッ化物、例えば、ＰＦ５、ＰＯＦ３、ＳＯＦ２、ＦＳＯ３Ｈ、ＣＯＦ２、ＦＣＯＣＯＦ、有機および無機ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロシリケート、テトラフルオロボレート、四フッ化硫黄およびその有機誘導体（ＤＡＳＴまたはモルホリノ硫黄トリフルオリドなど）、シアヌル酸フルオリド、アセチルフルオリド、トリフルオロアセチルフルオリド、メタンスルホニルフルオリド、トリフルオロメタンスルホニルフルオリド、ベンゾイルフルオリド、ベンゼンスルホニルフルオリド、トルエンスルホニルフルオリド、フッ化水素およびフッ化物塩（例えば、アンモニウム、ナトリウム、カリウム、もしくはセシウムのフッ化物または二フッ化水素塩）、ならびにアミンとフッ化水素酸の錯塩（例えばピリジニウムもしくはトリエチルアンモニウムポリヒドロフルオリド）、ならびに当業者に公知の他の化合物から選択してもよい。フッ素化剤の選択は、プロセスで使用する化合物に依存し、生成すべき各スルファミン酸の具体的な誘導体に適応させる。スルファモイルクロリド基と使用するフッ素化剤とのモル比は、各スルファモイルクロリド基につき、少なくとも１モルの活性のあるフッ化物が使用されるように設定されるが、反応を促進し、そして／またはその完了を確実にするために、好ましくは過剰量が使用される。
【００８６】
変換は、適切なフッ素化剤およびスルファモイルクロリド化合物をそのまま、または適切な非反応性溶媒、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トルエン、またはその組合せで希釈して混合し、混合物を３０℃〜３００℃の範囲内、好ましくは４０℃〜２００℃の範囲内の温度で、より詳細には混合物の還流温度で加熱することにより実施してもよい。場合により、反応は非常に発熱的であり、そのため、反応を慎重に監視し、フッ素化剤を塩化物に、またはその逆に、ゆっくりと添加すべきである。反応時間は一般に短く、典型的には２４時間未満で、１２時間未満で、または４時間未満で終了する。完了後、生成したスルファモイルフルオリドは、低極性有機溶媒を使用して反応混合物から抽出することができる。
【００８７】
例えば、塩素化ステップから抽出したスルファモイルクロリド化合物は、さらなる精製を行うことなく、フッ素化剤、例えば、フッ化水素またはフッ化物塩（例えば、アンモニウム、ナトリウム、カリウム、もしくはセシウムのフッ化物または二フッ化水素塩）、および得るのがより容易であり、他のフッ素化剤に対して経済的優位性を有するアミンとフッ化水素酸の錯塩（例えばピリジニウムまたはトリエチルアンモニウムポリヒドロフルオリド）と混合してもよい。次いで、反応混合物を溶融させ、反応を進行させるために、混合物を不活性雰囲気下、３０℃〜３００℃の範囲内、好ましくは３０℃から１５０℃の間の温度で撹拌する。反応時間は一般に短く、反応は典型的には２４時間未満で、１２時間未満で、または４時間未満で終了する。プロセス中に、フッ素化剤から形成される副生成物と所望の置換スルファミン酸フルオリド化合物との複合混合物が得られる。置換スルファミン酸フルオリドを精製するために、所望の生成物が可溶であり、不純物の大部分を溶解しないまたはほとんど溶解しない溶媒で混合物を抽出してもよい。抽出後、置換スルファミン酸フルオリドを蒸留または結晶化によりさらに精製して、生成物を純粋または本質的に純粋な形態で得てもよい。
【００８８】
窒素原子およびスルホネート酸素原子に負電荷を有する二価のスルファミン酸の塩（例えば置換アザニドスルホネート）を企図する場合、第一級アミンまたはアミドをスルホン化ステップにおける出発材料として使用すべきである。その結果、スルホン化ステップは、第三級アミンＮ−一置換スルファメートをもたらす。これらの化合物は、適切な金属塩基での処理によって容易に金属塩に転換することができる。この変換を実施するために考慮され得る金属塩基の例は、アルカリおよびアルカリ土類金属の水酸化物、アルコキシド、および置換アミド、有機金属、ならびにグリニャール試薬を含む比較的強い塩基である。
【００８９】
この変換を遂行するため、適切な金属塩基（アミドスルホネートに対してその少なくとも２当量、例えば約２．２当量）と第三級アンモニウムアミドスルホネートを混合して適切な非反応性溶媒、例えば水および／または脂肪族低級アルコール（例えば１〜４個の炭素原子を有するアルコール）で希釈し、混合物を３０℃〜３００℃の範囲内、もしくは４０℃〜２００℃の範囲内の温度、または混合物の還流温度で加熱する。反応時間は非常に短く、典型的には２４時間未満で、１２時間未満で、または４時間未満で完了する。完了し反応混合物を冷却した後、その溶液から生成物（即ち、アザニドスルホネート）を直接晶出させてもよく、また、混合物を濃縮してもよく、そして、固体残渣を適切な溶媒中で再結晶してもよい。
【００９０】
例えば、反応混合物（第１のステップからの未精製のもの）を少なくとも２当量のアルカリまたはアルカリ土類塩基、例えばＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｂｅ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、Ｂａ（ＯＨ）２、またはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、もしくはＢａのアルコキシドの溶液に添加する。この反応に使用する溶媒は、水、ならびに低級アルコール、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、プロパノール、およびブタノール、またはそれらの組合せの一つから選択される。反応材料を溶解させるための最小量の溶媒を使用することが好ましい。次いで、混合物を不活性雰囲気下、５０℃〜３００℃の範囲内、または１００℃〜２５０℃の範囲内の温度で撹拌する。反応は一般に迅速に進行し、典型的には２４時間未満で、１２時間未満で、または４時間未満でも完了し得る。プロセス中に、遊離第三級アミンと、スルホン化剤副生成物と、前記金属の所望の置換アザニドスルホネートとの複合混合物が得られる。場合により、反応生成物は、冷却すると混合物から晶出する。他の事例では、混合物を濃縮して揮発性化合物を除去し、生成物を溶媒で抽出し、そして／または再結晶して純粋または本質的に純粋な形態で生成物を得る。これらの塩を使用して、金属塩を強酸と反応させることにより、または塩溶液および酸性イオン交換樹脂を接触させることにより、遊離置換スルファミン酸を調製してもよい。これらの遊離置換スルファミン酸は、対応する塩基での中和によって直接得ることができない他の塩を調製するための出発物質として使用することもできる。
【００９１】
場合により、置換スルファミン酸の所望の塩は、カチオンメタセシス、即ち、不溶性化合物の形成および沈殿により引き起こされるイオン反応におけるカチオン交換により調製することができる。例えば、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミドは、アセトニトリル中で過塩素酸リチウムとカリウムビス（フルオロスルホニル）イミドから調製することが可能である。両試薬の溶液を混合すると、不溶性の過塩素酸カリウムが沈殿し、一方で、リチウムビス（フルオロスルホニル）アミドが溶液中に残存する。
【００９２】
本明細書に記載のスルファミン酸誘導体は、一部の実施形態において、電気化学セル、例えばバッテリ、エレクトロクロミック素子、およびコンデンサの電解質として、または電解質組成物に使用することができる。こうした電気化学セルは、アノード、カソード、および電解質を含む。例えば、スルファミン酸誘導体は、それらに対して予定されている電気器具の作動温度では液体状態にある。これらは、それら自体が液体であり得るか、または電解質における使用に適した溶媒に可溶化することもできる。こうした電解質をスルファミン酸誘導体のみから、または他の化合物とのそれらの混合物から調製することが可能な場合もある。
【００９３】
一実施形態では、電解質の調製のための化合物は、式ＩＩまたはＩＩＩ：
【化１２】
2020500159.tif 000013
（式中、Ｒ１、Ｒ３、およびＲ４は、先に定義した通りである）により表され得る。例えば、Ｒ１は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、およびＡｌから選択され；Ｒ３は、ＦおよびＣｌから選択され；Ｒ４は、フッ素、塩素、任意選択でハロゲン化された直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリールもしくはＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール基、例えば、ペルフルオロ化された直鎖もしくは分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、ペルフルオロ化されたＣ６〜Ｃ１０アリール、またはペルフルオロ化されたＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリールから選択される。
【００９４】
別の実施形態では、電解質の調製のための化合物は、式ＩＩａまたはＩＩＩａ：
【化１３】
2020500159.tif 000014
（式中、Ｒ１、Ｒ４、Ｍおよびｎは、先に定義した通りであり、例えば、Ｒ１は（Ｍｎ＋）１／ｎであり、各場合におけるＭは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、およびＡｌから選択され、ｎは、１〜３から選択される整数である）により表され得る。
【００９５】
一実施形態では、電解質は、これらのスルファミン酸誘導体から、ポリマー電解質調製用の適切な電解質溶媒または溶媒和ポリマーに溶解させることにより調製される。リチウムおよびリチウムイオンバッテリに使用する場合、スルファミン酸誘導体のリチウム塩を適切な濃度、例えば０．０５と３ｍｏｌ／リットルの間で溶解させてもよい。他のタイプのバッテリの場合、スルファミン酸誘導体の他の塩、例えば、ナトリウムバッテリの場合はナトリウム塩、マグネシウムバッテリの場合はマグネシウム塩などを溶解させるべきである。
【００９６】
電解質溶媒の非限定的例としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、グリム、ジグリム、トリグリム、テトラグリム、スルホラン、テトラエチルスルファミド、およびこれらの組合せが挙げられる。様々な添加剤を電解質組成物に添加して、その特性を向上させることもできる。
【００９７】
ポリマーの非限定的例としては、ポリ（エチレンオキシド）およびそのコポリマーおよびブロックコポリマー、ポリ（プロピレンオキシド）およびそのコポリマーおよびブロックコポリマー、ポリ（ジメチルシロキサン）およびそのコポリマーおよびブロックコポリマー、ポリ（アルキレンカーボネート）およびそのコポリマーおよびブロックコポリマー、ポリ（アルキレンスルホン）およびそのコポリマーおよびブロックコポリマー、ポリ（アルキレンスルファミド）およびそのコポリマーおよびブロックコポリマー、ポリウレタンおよびそれらのコポリマーおよびブロックコポリマー、ポリ（ビニルアルコール）およびそのコポリマーおよびブロックコポリマー、ならびにこれらの組合せが挙げられる。加えて、分枝鎖または架橋溶媒和ポリマーを挙げることもできる。
【００９８】
様々な添加剤をポリマー電解質組成物に含ませて、その特性を向上させることもできる。例えば、高および／または低電圧での安定性を向上させるために、（不飽和）カーボネート、例えばビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネートおよびフルオロビニレンカーボネート、ならびにエタン誘導体（即ち、ビニル化合物）を、例えば電解質の全重量に対して約０．１〜約１５重量パーセントの濃度で添加することができる。
【００９９】
別の実施形態では、スルファミン酸誘導体、例えば、上記式ＩＩおよびＩＩＩ（式中、
Ｒ１は、任意選択でペルハロゲン化された直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、アリール、およびヘテロアリール基から選択され；
Ｒ３は、ＦまたはＣｌであり；
Ｒ４は、フッ素または塩素原子、ならびに直鎖または分枝鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリール、Ｃ５〜Ｃ１０ヘテロアリール、ペルフルオロ化された直鎖Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、ペルフルオロ化されたＣ６〜Ｃ１０アリール、およびペルフルオロ化されたＣ５〜Ｃ１０ヘテロアリール基から選択される）
の化合物は、アルキル化剤として使用することもできる。
【０１００】
これらの化合物は、有機塩基、例えばアミン、ホスフィン、およびスルフィドと反応して、それぞれＮ−、Ｐ−、およびＳ−アルキル化された化合物を形成してもよい。場合により、第三級アミンおよび第三級ホスフィンを反応に使用する場合、疎水性アニオンを用いてイオン液体を直接得ることができ、これらは通常、ハロアルカンとの複雑なアルキル化、およびその後の、疎水性アニオンを有するアルカリ金属塩を使用する溶媒中でのアニオンメタセシスによってのみ到達可能である。
【実施例】
【０１０１】
下記の非限定的実施例は、例示のみを目的としたものであり、企図されている本技術の範囲をさらに限定するものと解釈すべきではない。
【０１０２】
（実施例１）
アンモニウムイミドジスルホネートの調製
この手順は、アンモニア−三酸化硫黄錯体（スルファミン酸）の急速スルホン化能力を示すものである。
【０１０３】
微粉状スルファミン酸（９．７０９４ｇ、０．１ｍｏｌ）を粉末のアンモニウムスルファメート（１１．４１２ｇ、０．１ｍｏｌ）と、凝縮器と磁気撹拌棒を備え、乾燥アルゴン下に置かれた１００ｍＬ丸底フラスコの中で混合した。油浴中１５０℃で混合物を加熱し撹拌した。混合物は数分以内に溶融し、再固化して結晶塊となった。次いで混合物を冷却し、ＩＲ分析は、標準試料のものと同一のスペクトルを示した。
ＩＲ［ＫＢｒ］／ｃｍ−１：非常に広い３２２８（ｖｓ）、３１４５（ｓｈ）、１４０３（ｖｓ）、１２６３（ｖｓ）、１２２５（ｖｓ）、１０８６（ｍ）、１０２７（ｓ）、８６７（ｓ）、５９８（ｓ）、５３５（ｍ）、４６０（ｗ）。
【０１０４】
（実施例２）
カリウムイミドジスルホネートの調製
下記のステップｂ）は、トリメチルアミン−三酸化硫黄錯体を用いて達成した急速なスルホン化を示し、一方で、ステップｃ）は、金属スルファメートを調製するためのトリアルキルアンモニウム（trialkyalmmonium）スルファメートと金属塩基との反応を示す。
【０１０５】
ａ）トリメチルアンモニウムスルファメート
スルファミン酸（１９．４１８ｇ、０．２ｍｏｌ）を３０ｍＬの４５％トリメチルアミン水溶液に溶解させ、混合物を静置してゆっくりと蒸発させた。表題化合物が無色の結晶として結晶化し、それを濾過し、オーブン中９０℃で乾燥させた。ＩＲ分析で結晶水が存在しないことが示され、構造が確認され、スルファメートおよびトリメチルアンモニウムイオンの特性ピークが観察された。
ＩＲ［ＫＢｒ］／ｃｍ−１：３３１８（ｓ）、３２６９（ｍ）、２９５５（ｍ）、２７００（ｓ）、２４７５（ｓ）、１５４６（ｗ）、１４７６（ｍ）、１４２７（ｗ）、１２２２（ｖｓ）、１１２８（ｍ）、１０５９（ｓ）、９８５（ｓ）、８０９（ｓ）、５８８（ｓ）、５６２（ｓ）。
【０１０６】
ｂ）トリメチルアンモニウムイミドジスルホネート
トリメチルアンモニウムスルファメート（３．１２ｇ、２０ｍｍｏｌ）およびトリメチルアミン−三酸化硫黄錯体（２．７８ｇ、２０ｍｍｏｌ）を、試験管の中で、澄明な溶融物が得られるまでヒートガンを用いて混合した（５分、およそ２００℃）。冷却後、塊状物がガラス状固体として再固化した。イミドジスルホネートアニオンとトリメチルアンモニウムカチオンの特性ピークが固体のＩＲスペクトルに存在していた。
ＩＲ［ＫＢｒ］／ｃｍ−１：３２３１（ｍ）、２９５６（ｍ）、２７０３（ｓ）、２４７５（ｍ）、１４７７（ｍ）、１４２７（ｗ）、１３８４（ｍ）、１２５９（ｖｓ）、１２１９（ｖｓ）、１０８７（ｍ）、１０３２（ｓ）、９８５（ｓ）、８７９（ｍ）、６００（ｍ）、５３５（ｗ）。
【０１０７】
ｃ）カリウムイミドジスルホネート
ｂ）で得られたガラス状固体を、水酸化カリウム（３．４ｇ、６０ｍｍｏｌ）を含有する水１５ｍＬに溶解させ、混合物を１０分間加熱還流した。このステップ中に沈殿物は形成されず、それは、Ｋ２ＳＯ４（これらの条件では不溶性）が全く、またはごく少量しか形成されなかったことを意味し、この観察結果は、ステップ（ｂ）における定量的反応を示すものである。次いで反応混合物を氷／水浴中で冷却し、ｐＨ＝７に中和して無色の針状結晶の形態の沈殿物を得た。生成物のＩＲスペクトルは、カリウムイミドジスルホネート標準試料のものと同一であった。
ＩＲ［ＫＢｒ］／ｃｍ−１：３２２８（ｓ）、１３８４（ｍ）、１２６５（ｖｓ）、１２４２（ｖｓ）、１２２８（ｖｓ）、１０８８（ｍ）、１０２９（ｓ）、９８５（ｓ）、８７５（ｍ）、６００（ｓ）、５３７（ｓ）。
【０１０８】
（実施例３）
ピリジニウムＮ−トリフルオロメタンスルホニルスルファメートの調製
この手順は、ピリジン−三酸化硫黄錯体によるトリフルオロメタンスルホニルアミド（トリフルアミド（triflamide））の急速で高収率のスルホン化を示すものである。
【０１０９】
トリフルアミド（１．４９ｇ、１０ｍｍｏｌ）およびピリジン−三酸化硫黄錯体（１．７５ｇ、１１ｍｍｏｌ）を、凝縮器を備え、乾燥アルゴン下に置かれた２５ｍＬ丸底フラスコに量り入れた。ヒートガンを使用して、澄明な帯黄色の溶融生成物が得られるまで混合物を加熱した（およそ１８０℃）。良好な混合を確保するために、手作業でフラスコを撹拌した（回転させた）。５分後、混合物を冷却し、ガラス状固体がまず得られ、これを約１時間で結晶化させた。試料の９Ｆ  ＮＭＲ分析は、トリフルアミドがほぼ定量的収率で表題化合物に転換したことを示した。
1H  NMR  (300  MHz,  DMSO-d6)  δ/ppm:  8.10  (t,  J=7.11  Hz,  2H),  8.55  -  8.67  (m,  1H),  8.94  (d,  J=5.31  Hz,  2H),  13.71  (br.s.,  2H);
13C  NMR  (75  MHz,  DMSO-d6)  δ/ppm:  120.17  (q,  J=324.00  Hz),  127.34  (s),  142.32  (s),  146.40  (s);および
19F  NMR  (282  MHz,  DMSO-d6)  δ/ppm:  -78.14  (s).
【０１１０】
（実施例４）
トリメチルアンモニウムＮ−トリフルオロメタンスルホニルスルファメートの調製
この手順は、トリメチルアミン−三酸化硫黄錯体を使用したトリフルアミドの急速で高収率のスルホン化を示すものである。
【０１１１】
トリフルアミド（１．４９ｇ、１０ｍｍｏｌ）およびトリメチルアミン−三酸化硫黄錯体（１．３９ｇ、１０ｍｍｏｌ）を、凝縮器を備え、乾燥アルゴン下に置かれた２５ｍＬ丸底フラスコに量り入れた。ヒートガンを使用して、澄明な帯黄色の溶融生成物が得られるまで混合物を加熱した（約１８０℃）。良好な混合を確保するために、手作業でフラスコを撹拌した（回転させた）。５分後、混合物を冷却し、生成物を即座に結晶化させた。試料のＮＭＲ分析は、１９Ｆ  ＮＭＲによって観察されたように、トリフルアミドの大部分が表題化合物に転換したこと、即ち、約９７％の収率であったことを示した。
1H  NMR  (300  MHz,  DMSO-d6)  δ/ppm:  2.78  (s,  9H),  9.37  (br.s,  2H);
13C  NMR  (75  MHz,  DMSO-d6)  δ/ppm:  44.27  (s),  120.19,  (q,  J=324.00  Hz);
19F  NMR  (282  MHz,  DMSO-d6)  δ/ppm:  -78.14  (s).
【０１１２】
（実施例５）
Ｎ−（フルオロスルホニル）トリフルオロメタンスルホニルアミド（ＦＴＦＳＩ）の調製
この手順は、置換スルファミン酸塩の置換スルファモイルフルオリド化合物への急速で高収率の転換を示すものである。
【０１１３】
実施例３に従い新たに調製した、冷却された反応混合物にＳＯＣｌ２（５ｍＬ）を添加し、混合物を撹拌し１時間還流させてクロロスルファモイルトリフルアミド中間体を形成した。次いで過剰な塩化チオニルを蒸発させた。ジクロロメタン（５ｍＬ）とフッ化カリウム（３ｇ）を添加し、得られた混合物を還流下３０分間加熱した。次いで反応混合物を冷却し、慎重に冷水に溶解させ、水酸化カリウムで塩基性化した。テトラブチルアンモニウムクロリド（１ｇ）を添加し、混合物をジクロロメタンで抽出（３×１０ｍＬ）した。次いで有機層を合わせて濃縮した。ＮＭＲ分析は、抽出物がテトラブチルアンモニウムＮ−（フルオロスルホニル）トリフルオロメタンスルホンイミドを含有することを示した。
1H  NMR  (300  MHz,  DMSO-d6)  δ/ppm:  0.92  (t,  J=7.24  Hz,  3H),  1.31  (sxt,  J=7.38  Hz,  2H),  1.46  -  1.71  (m,  2H),  3.02  -  3.29  (m,  2H);および
19F  NMR  (282  MHz,  DMSO-d6)  δ/ppm:  -78.03  (d,  J=3.88  Hz,  3F),  57.37  (q,  J=3.90  Hz,  1F)).
【０１１４】
（実施例６）
Ｎ−フルオロスルホニル−ノナフルオロブタンスルホニルアミドの調製
このプロセスのステップｂ）は、置換スルファミドの置換スルファモイルフルオリド化合物への急速で高収率の転換を例示するものである。
【０１１５】
ａ）ノナフルオロブタンスルホニルアミド
液体アンモニア（１２０ｍＬ）を、磁気撹拌器を備える５００ｍＬシュレンク型丸底フラスコの中で凝縮させた。−５０℃で、ノナフルオロブタンスルホニルフルオリド（８４ｇ、２８４ｍｍｏｌ）を撹拌下１時間かけて部分的に凍結したアンモニアに滴下添加した。次いで混合物を室温まで温め、その後一晩撹拌した。フラスコの内容物を冷水で洗浄してビーカーに入れ、塩酸で酸性化してｐＨ＜１とし、酢酸エチルで抽出（４×５０ｍＬ）した。有機層を合わせ、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥させ、濃縮して８０ｇ（９５％）の無色油状物を得、これは、静置すると白色ワックス状固体として固化した。
1H  NMR  (303  MHz,  アセトン-d6)  δ/ppm:  8.15  (br.s,  1H);
13C  NMR  /19F  デカップリング後  (76  MHz,  アセトン-d6)  δ/ppm:  109.71  (s),  111.59  (s),  114.71  (s),  118.34  (s);および
19F  NMR  (285  MHz,  アセトン-d6)  δ/ppm:  -125.31  -  -124.84  (m,  2F),  -120.66  -  -119.92  (m,  2F),  -113.03  -  -112.74  (m,  2F),  -80.13  (tt,  J=10.04,  2.45  Hz,  3F).
【０１１６】
ｂ）Ｎ−フルオロスルホニル−ノナフルオロブタンスルホニルアミド
ステップ（ａ）からのノナフルオロブタンスルホニルアミド（３．１９ｇ、１０．７ｍｍｏｌ）およびピリジン−三酸化硫黄錯体（１．９５ｇ、１２．３ｍｍｏｌ）を、凝縮器を備え、乾燥アルゴン下に置かれた２５ｍＬ丸底フラスコに量り入れた。ヒートガンを使用して、澄明な帯黄色の溶融生成物が得られるまで混合物を加熱した（約１８０℃）。良好な混合を確保するために、手作業でフラスコを撹拌した（回転させた）。１５分後、混合物を冷却し、ガラス状固体が形成された。この冷却した混合物にＳＯＣｌ２（５ｍＬ）を添加し、混合物を還流下１時間撹拌して、クロロスルファモイルアミド中間体を形成した。過剰な塩化チオニルを蒸発させ、ＣＨ２Ｃｌ２（５ｍＬ）およびフッ化カリウム（３ｇ）を添加し、混合物を還流下３０分間加熱した。次いで混合物を冷却し、慎重に冷水に溶解させ、塩基性化した（ＫＯＨで）。テトラブチルアンモニウムクロリド（１ｇ）を添加し、混合物をＣＨ２Ｃｌ２で抽出（３×１０ｍＬ）した。有機層を合わせて濃縮した。１９Ｆ  ＮＭＲ分析は、三重線のうちの特徴的な三重線を＋５８ｐｐｍに示し、これは、ノナフルオロブタンスルホニルアミドに結合（２つのＣＦ２基と結合）したフルオロスルファモイル基によるものと考えられ、Ｎ−フルオロスルホニル−ノナフルオロブタンスルホニルアミドの存在を裏付けるものである。
19F  NMR  (285  MHz,  アセトン-d6)  δ/ppm:  -124.96  -  -124.82  (m,  2F),  -120.06  -  -119.91  (m,  2F),  -111.50  -  -111.32  (m,  2F),  -80.23  -  -80.18  (m,  3F),  58.05  (tt,  J=5.10,  1.30  Hz,  1F).
【０１１７】
（実施例７）
Ｎ−フルオロスルホニルトリデカフルオロヘキサンスルホニルアミドの調製
ａ）トリデカフルオロヘキサンスルホニルアミド
液体アンモニア（３０ｍＬ）を、磁気撹拌器を備えた１００ｍＬシュレンク型丸底フラスコの中で凝縮させた。−５０℃で、トリデカフルオロヘキサンスルホニルフルオリド（２５ｇ、６２ｍｍｏｌ）を撹拌しながら１時間かけて部分的に凍結したアンモニアに滴下添加した。次いで混合物を室温まで温め、次いで一晩撹拌した。フラスコの内容物を冷水で洗浄してビーカーに入れ、ＨＣｌで酸性化してｐＨ＜１とし、酢酸エチルで抽出（４×５０ｍＬ）した。有機層を合わせ、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥させ、濃縮して１８ｇ（７３％）のワックス状固体を得た。
1H  NMR  (303  MHz,  アセトン-d6)  δ/ppm:  8.15  (br.s,  1H);
19F  NMR  (285  MHz,  アセトン-d6)  δ/ppm:  -126.97  -  -126.62  (m,  2F),  -123.34  (br.  m.,  2F),  -122.43  (br.  m.,  2F),  -121.09  -  -120.66  (m,  2F),  -114.51  -  -114.24  (m,  2F),  -81.81  -  -81.67  (m,  3F).
【０１１８】
ｂ）ピリジニウムＮ−トリデカフルオロヘキサンスルホニルスルファメート
ステップ（ａ）からのトリデカフルオロブタンスルホニルアミド（１ｇ、２．５ｍｍｏｌ）およびピリジン−三酸化硫黄錯体（０．６２ｇ、３．９ｍｍｏｌ）を、凝縮器を備え、乾燥アルゴン下に置かれた２５ｍＬ丸底フラスコに量り入れた。ヒートガンを使用して、澄明な帯黄色の溶融生成物が得られるまで混合物を加熱した（約１８０℃）。良好な混合を確保するために、手作業でフラスコを撹拌した（回転させた）。１５分後、混合物を冷却し、ガラス状固体が形成された。ＮＭＲ分析は、全てのピリジンがピリジニウムイオンの形態であること、およびスルホニル基に最も近い２つのＣＦ２基のシフトによって示されるように、スルホン化がアミド基上で起こったことを裏付けた。
1H  NMR  (303  MHz,  DMSO-d6)  δ/ppm:  7.95  -  8.17  (m,  2H),  8.59  (s,  1H),  8.93  (d,  J=4.89  Hz,  2H)  11.52  -  12.99  (br.s,  2H);
19F  NMR  (285  MHz,  DMSO-d6)  δ/ppm:  -125.80  (br.s.,  2F),  -122.55  (br.s.,  2F),  -121.68  (br.s.,  2F),  -120.46  -  -119.94  (m,  2F),  -111.53  (br.t,  J=14.50  Hz,  2F),  -80.58  -  -80.01  (m,  3F).
【０１１９】
ｃ）テトラブチルアンモニウムＮ−フルオロスルホニルトリデカフルオロヘキサンスルホンイミド
ＳＯＣｌ２（５ｍＬ）を、ステップ（ｂ）の冷却した混合物に添加し、これを還流下６時間撹拌してクロロスルファモイルアミド中間体を形成した。過剰な塩化チオニルを蒸発させ、ＣＨ２Ｃｌ２（５ｍＬ）およびＫＨＦ２（３ｇ）を添加し、混合物を還流下３０分間加熱した。次いで反応混合物を冷却し、慎重に冷水に溶解させ、塩基性化した（ＮａＨＣＯ３で）。テトラブチルアンモニウムクロリド（１ｇ）を添加し、混合物をＣＨ２Ｃｌ２で抽出（３×１０ｍＬ）した。有機層を合わせて濃縮した。１９Ｆ  ＮＭＲ分析は、三重線のうちの特徴的な三重線を＋５８ｐｐｍに示し、これは、トリデカフルオロヘキサンスルホンイミド基に結合した（２つのＣＦ２基と結合、１９Ｆ−ｇＣＯＳＹ実験でも確認された）フルオロスルファモイル基によるものであり、抽出物中のテトラブチルアンモニウムＮ−フルオロスルホニルトリデカフルオロヘキサンスルホンイミドの存在を実証するものである。
1H  NMR  (303  MHz,  CDCl3)  δ/ppm:  0.92  -  1.07  (m,  3H),  1.45  (sxt,  J=7.34  Hz,  2H),  1.57  -  1.78  (m,  2H),  3.19  -  3.39  (m,  2H);
19F  NMR  (285  MHz,  CDCl3)  δ/ppm:  -126.59  -  -125.92  (m,  2F),  -122.85  (br.s.,  2F),  -121.89  (br.s.,  2F),  -120.38  (br.s,  2F),  -112.66  -  -112.28  (m,  2F),  -80.87  (tt,  J=9.93,  2.34  Hz,  3F),  57.81  (tt,  J=5.35,  1.30  Hz,  1F).
【０１２０】
（実施例８）
二カリウムＮ−トシル−アザニドスルホネートの調製
トシルアミド（３．４２ｇ、２０ｍｍｏｌ）およびピリジン−三酸化硫黄錯体（３．６６ｇ、２３ｍｍｏｌ）を、凝縮器を備え、乾燥アルゴン下に置かれた２５ｍＬ丸底フラスコに量り入れた。ヒートガンを使用して、澄明な帯黄色の溶融物が得られるまで混合物を加熱した（約２００℃）。良好な混合を確保するために、手作業でフラスコを撹拌した（回転させた）。１０分後、混合物を放冷し、結晶質固体が形成された。２ｇ量のこの固体を冷水（４０ｍＬ）に溶解させ、ＫＯＨを添加してｐＨを１０にした。次いで酢酸を添加してｐＨを７．４に設定した。この溶液をイソプロパノール（１５０ｍＬ）に注ぎ、一晩冷蔵庫に入れた。沈殿物が形成され、濾過し、冷イソプロパノールで洗浄し、水／イソプロパノール混合物から再結晶して１．６２ｇの二カリウムＮ−トシルアザニドスルホネートを得た。
1H  NMR  (303  MHz,  D2O)  δ/ppm:  2.41  (s,  3H),  7.37  (d,  J=8.51  Hz,  2H),  7.76  (d,  J=8.08  Hz,  2H);
13C  NMR  (76  MHz,  D2O)  δ/ppm:  22.15  (s),  127.90  (s),  130.68  (s),  142.28  (s),  143.77  (s).
【０１２１】
（実施例９）
Ｎ−エチル−ビス（フルオロスルホニル）イミドの調製
ピリジニウムＮ−エチルスルファメート（２．０４ｇ、１０ｍｍｏｌ）およびピリジン−三酸化硫黄錯体（１．７５ｇ、１１ｍｍｏｌ）を、凝縮器を備え、乾燥アルゴン下に置かれた２５ｍＬ丸底フラスコに量り入れた。ヒートガンを使用して、澄明な帯黄色の溶融生成物が形成されるまで混合物を加熱した（約１８０℃）。良好な混合を確保するために、手作業でフラスコを撹拌した（回転させた）。５分後、混合物を冷却し、１時間で結晶化した第１のガラス状固体を得た。この冷却した混合物にＰＯＣｌ３（５ｍＬ）を添加し、混合物を還流下６時間加熱撹拌して、クロロスルファモイルアミド中間体を形成した。過剰なホスホリルクロリドを蒸発させ、ＣＨ２Ｃｌ２（５ｍＬ）およびＫＨＦ２（３ｇ）を添加し、混合物を還流下３０分間加熱した。次いで反応混合物を冷却し、慎重に冷水に溶解させ、ＣＨ２Ｃｌ２で抽出（２×１０ｍＬ）した。有機層を合わせて濃縮した。ＮＭＲ分光分析は、フッ素とエチル基プロトンとの間の特徴的なカップリングが観察されたことから、抽出物中のＮ−エチル−（ビスフルオロスルホニル）イミドの存在を明らかにした。
1H  NMR  (303  MHz,  CDCl3)  δ/ppm:  1.48  (tt,  J=7.20,  0.60  Hz,  3H),  4.10  (qt,  J=7.09,  1.70  Hz,  2H);
13C  NMR  (76  MHz,  CDCl3)  δ/ppm:  14.21  (br.s),  51.56  (br.s);
19F  NMR  (285  MHz,  CDCl3)  δ/ppm:  59.08  -  59.12  (m).
【０１２２】
（実施例１０）
カリウムＮ−（フルオロスルホニル）トリフルオロメタンスルホンイミド（ＫＦＴＦＳＩ）の調製
トリフルアミド（１４．９ｇ、１００ｍｍｏｌ）およびピリジン−三酸化硫黄錯体（１９．２ｇ、１２０ｍｍｏｌ）を、凝縮器と磁気撹拌棒を備え、乾燥アルゴン下に置かれた１００ｍＬ丸底フラスコに量り入れた。油浴中、澄明な帯黄色の溶融物が得られるまで（２０〜２５分）混合物を撹拌し加熱した（１８０℃）。次いで混合物を７０℃に冷却し、塩化チオニル（１０ｍＬ、１４０ｍｍｏｌ）を凝縮器を通じて添加し、バブラーを使用してガス発生を監視した。ガス発生が停止した後（約３．５時間）、混合物を室温に冷却し、トルエンとＣＨ２Ｃｌ２の混合物中に溶解させ、火炎乾燥したフッ化カリウム（３５ｇ）に添加し、還流下１時間加熱した。次いで混合物を冷却し、溶媒を真空下で蒸発させ、残渣を酢酸ブチルおよびＴＨＦで抽出した。合わせた抽出物を真空下で濃縮し、生成物をジクロロメタンの添加により沈殿させて、１７．３ｇ（ほぼ８０％）のＫＦＴＦＳＩを得た。
ＩＲ［ＫＢｒ］／ｃｍ−１：１３７５（ｍ）、１３５６（ｖｓ）、１３２３（ｓ）、１２０６（ｖｓ）、１１８３（ｓ）、１１６０（ｖｓ）、１０８０（ｓ）、８５０（ｍ）、７７８（ｍ）、７４４（ｗ）、６３５（ｓ）、６０５（ｍ）、５７５（ｍ）、５３２（ｗ）。
13C  NMR  (126  MHz,  アセトン-d6)  δ/ppm:  125.34  (dq,  J=321.40,  2.30  Hz,);
19F  NMR  (285  MHz,  アセトン-d6)  δ/ppm:  -77.53  (d,  J=3.90  Hz,  3F),  57.53  (q,  J=4.20  Hz,  1F).
【０１２３】
（実施例１１）
アニオン交換によるリチウムビス（フルオロスルホニル）イミドの調製
乾燥ＫＦＳＩ（１０．９６ｇ、５０ｍｍｏｌ）およびＬｉＣｌＯ４（５．３２ｇ）の塩を、グローブボックス内で２５０ｍＬ丸底フラスコに量り入れた。アルゴン下で激しく撹拌しながら、カニューレを介して１００ｍＬの乾燥アセトニトリルを添加した。塩は即座に溶解し、その後、わずかの間に白色沈殿物が形成され、混合物はおよそ４０℃に自然に熱くなった。次いで混合物を一晩撹拌し、ＫＣｌＯ４沈殿物を濾別した。ろ液を減圧下で濃縮し、結果として得られた油状生成物を高真空下６０℃で乾燥させて、１１．８０ｇ（ほぼ定量的収率）のＬｉＦＳＩを白色固体として得た。１９Ｆ  ＮＭＲスペクトルは、ＫＦＳＩについて得られたものと事実上同一であった。
【０１２４】
（実施例１２）
アニオン交換によるリチウムＮ−（フルオロスルホニル）トリフルオロメタンスルホンイミドの調製
乾燥ＫＦＴＦＳＩ（１３．４６２ｇ、５０ｍｍｏｌ）およびＬｉＣｌＯ４（５．３２ｇ）の塩を、グローブボックス内で２５０ｍＬ丸底フラスコに量り入れた。アルゴン下で激しく撹拌しながら、カニューレを使用して１００ｍＬの乾燥アセトニトリルを添加した。塩は即座に溶解し、その後、わずかの間に白色沈殿物が形成され、混合物はおよそ３５℃に自然に温まった。次いで混合物を一晩撹拌し、ＫＣｌＯ４沈殿物を濾過により除去した。溶媒を真空下で蒸発させ、結果として得られた油状物を高真空下８０℃で乾燥させて、１１．８０ｇ（ほぼ定量的収率）のＬｉＦＴＦＳＩを白色固体として得た。１３Ｃおよび１９Ｆ  ＮＭＲスペクトルは、ＫＦＴＦＳＩについて得られたものと事実上同一であった。
【０１２５】
（実施例１３）
Ｌｉイオンバッテリにおけるリチウムビス（フルオロスルホニル）イミドの電解質としての使用
電池調製：
実施例１１の場合と同様に調製したリチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）を、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の３：７（ｖｏｌ：ｖｏｌ）混合物中に溶解させて、塩濃度が１Ｍの電解質を得た。
【０１２６】
活性挿入カソードを用いて電気化学試験を遂行するために、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）中８４：３：３：１０（重量％）の比のＬｉＦｅＰＯ４とカーボンブラックとポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）の混合物を使用してＬｉＦｅＰＯ４（ＬＦＰ）電極を調製した。次いでこの混合物をアルミニウム電流コレクタ上に塗布した。電極材料は使用前に真空オーブン中１２０℃で１２時間乾燥させた。
【０１２７】
活性挿入アノードを用いて電気化学試験を遂行するために、グラファイト（ＯＭＡＣ、Ｏｓａｋａ  Ｊａｐａｎ）の電極を、グラファイトおよびカーボンブラックおよびＰＶＤＦをＮＭＰ中９２：２：６（重量％）の比で混合し、次いでこれを銅電流コレクタに塗布することで調製した。電極材料は使用前に真空オーブン中１２０℃で１２時間乾燥させた。
【０１２８】
乾燥後、電極をコイン型電池アセンブリに合うサイズに切断（パンチによって）した。グラファイトまたはＬＦＰ電極、ポリプロピレンセパレータ、および反対極性の電極としての金属リチウムを使用するこれらのコイン型電池に上記の電解質を使用した。
【０１２９】
電池に対する試験：
グラファイトを含む電池は、Ｌｉ金属に対して２．５Ｖと０．０１Ｖの間でサイクルに付し、ＬＦＰを含有する電池は、Ｌｉ金属に対して２．０Ｖと４．０Ｖの間でサイクルに付した。コイン電池の形成は、Ｃ／２４の速度で実施した（図１（ａ）および（ｂ）参照）。
【０１３０】
ＬＦＰの場合、第１サイクルでの１５５ｍＡｈ／ｇの容量および、９７．３％のクーロン効率が得られ、第２サイクルでは、１５８ｍＡｈ／ｇの容量および９９％を超えるクーロン効率が得られた。これらの良好な結果は、本プロセスにより調製される塩が、ＬＦＰ含有電気化学セルにおける使用に適していることを裏付けるものである。
【０１３１】
グラファイトの場合、第１サイクルでの３５５ｍＡｈ／ｇの容量および、９１．６％のクーロン効率に到達し、これは、ＳＥＩ（固体電解質界面）層の形成を意味し、第２のサイクルでは、９９％のクーロン効率を伴う３６２ｍＡｈ／ｇの容量が得られた。これらの非常に良好な結果は、本プロセスにより製造される塩が、電気化学セルにおいてグラファイトと共に使用するのにも適していることを裏付けるものである。
【０１３２】
これらの同じ電池を、放電速度の関数としての放電容量の変動を測定することにより、速度能力について試験を行った（結果を図２（ａ）および（ｂ）に示す）。ＬＦＰの場合、高速度では予想された容量の低下が認められた。対照的に、グラファイトでは、１０Ｃの速度であっても３００ｍＡｈ／ｇを超える容量の保持が認められ、ＬｉＦＳＩ電解質を用いてグラファイト上に形成されたＳＥＩ層が非常に良好な品質であることを実証した。
【０１３３】
電池をさらに、充電速度Ｃ／４および放電速度１Ｃを使用した安定性試験に付した（結果を図３（ａ）および（ｂ）に提示する）。ＬＦＰを含む電池は、第１９５サイクルで１４６ｍＡｈ／ｇの優れた容量保持性を示した。グラファイトでは、予想された容量のわずかな減退が認められたが、２００サイクル後も容量は依然として３２２ｍＡｈ／ｇであった。
【０１３４】
上記の結果は、本プロセスにより製造されたＬｉＦＳｉが、リチウムまたはリチウムイオンバッテリにおける電解質塩としての使用に適することを裏付けるものである。
【０１３５】
（実施例１４）
ＬｉイオンバッテリにおけるリチウムＮ−（フルオロスルホニル）トリフルオロメタンスルホンイミドの電解質としての使用
実施例１２の場合と同様に調製したリチウムＮ−（フルオロスルホニル）トリフルオロメタンスルホンイミド（ＬｉＦＴＦＳＩ）を、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の３：７（ｖｏｌ：ｖｏｌ）混合物中に溶解させて、濃度が１Ｍの電解質を得た。
【０１３６】
活性挿入アノードを用いて電気化学試験を遂行するために、グラファイト（ＯＭＡＣ、Ｏｓａｋａ  Ｊａｐａｎ）の電極を実施例１３の場合と同様に調製した。電解質をグラファイト電極、ポリプロピレンセパレータ、および反対極性の電極としての金属リチウムを使用したコイン型電池に使用した。電池をＬｉ金属に対して２．５Ｖと０．０１Ｖの間でサイクルに付した。コイン電池の形成は、Ｃ／２４の速度で行った（結果を図４に提示する）。
【０１３７】
第１サイクルでの３６３ｍＡｈ／ｇの容量および、９０％のクーロン効率が達成され、これは、ＳＥＩ層の形成を意味し、第２サイクルでは、９８．７％のクーロン効率を伴う３６３ｍＡｈ／ｇの容量が得られた。これらの非常に良好な結果は、本プロセスに従い調製される塩が、電気化学セルにおいてグラファイトと共に使用するのに適していることを裏付けるものである。
【０１３８】
電池をさらに充電速度Ｃ／４および放電速度１Ｃでの安定性試験に付した（グラファイトの場合の結果を図５に提示する）。予想通り、グラファイトを含有する電池は容量のわずかな減退を呈したが、第６０サイクルでも容量は依然として３１０ｍＡｈ／ｇに到達した。
【０１３９】
（実施例１５）
グラファイト電極と共に使用したＬｉＰＦ６、ＬｉＦＳＩおよびＬｉＦＴＦＳＩの速度能力の比較
１ＭのＬｉＰＦ６、ＬｉＦＳＩおよびＬｉＦＴＦＳＩ溶液を、塩をエチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の３：７（ｖｏｌ／ｖｏｌ）混合物中に溶解させることにより調製した。ＬｉＰＦ６溶液は、２重量％のビニレンカーボネートも含有していた。
【０１４０】
実施例１３に記載するとおりの金属リチウムおよびグラファイトの電極、ポリプロピレンセパレータ、および電解質としての上記溶液を使用してコイン型電池を調製した。電池は、Ｌｉ金属に対して２．５Ｖと０．０１Ｖの間でサイクルに付した。電池は全て、Ｃ／２４での２つの形成サイクルに付し、次いで、放電速度の関数としての放電容量を測定することにより速度能力を調べた（図６参照）。
【０１４１】
ＬｉＦＳＩおよびＬｉＦＴＦＳＩ塩は、電源能力に関してほぼ同一の特性を呈し、電源能力は、全出力範囲にわたり、ＬｉＰＦ６よりもおよそ５０ｍＡｈ／ｇ高かった。これは、ＬｉＦＳＩおよびＬｉＦＴＦＳＩ電解質の両方の場合にグラファイト上に形成されるＳＥＩ層が、ＬｉＰＦ６を使用した場合に形成されるものに比べて優れた品質を有することを意味する。したがって、本プロセスに従い調製されるこの２種の塩は、例えば、グラファイトアノードを使用するリチウムまたはリチウムイオンバッテリにおける電解質への使用に非常に適している。
【０１４２】
上記実施形態のいずれに対しても、本発明の範囲から逸脱することなく、数多くの変更を加えることができる。本願において言及した参考文献、特許または科学文献は、その全体があらゆる目的で参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
2020500159.tif 000027
【図２】
2020500159.tif 000028
【図３】
2020500159.tif 000029
【図４】
2020500159.tif 000030
【図５】
2020500159.tif 000031
【図６】
2020500159.tif 000032
【国際調査報告】
2020500159.tif 000033
2020500159.tif 000034
2020500159.tif 000035
2020500159.tif 000036
2020500159.tif 000037
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