阅读说明：本技术 一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法 (Method for preparing methanesulfonyl fluoride from methanesulfonyl chloride ) 是由 朱姜涛 范娜 姚刚 李柄缘 吝子东 李林 王志民 张雷 倪珊珊 于 2020-12-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法,属于精细化工领域；所述方法如下：将催化剂加入到甲基磺酰氯中,将温度控制在50℃～100℃,不断搅拌,同时,通入无水氟化氢进行反应,反应时间为1h～10h,得到甲基磺酰氟；所述方法是以甲基磺酰氯为原料,在催化剂的作用下,甲基磺酰氯直接与无水氟化氢发生氟化反应,生成甲基磺酰氟；由该方法制得的甲基磺酰氟产率和纯度较高,不需纯化,制备过程不产生任何三废,并且操作简便、成本较低、适宜进行规模化应用。(The invention relates to a method for preparing methanesulfonyl fluoride from methanesulfonyl chloride, belonging to the field of fine chemical engineering; the method comprises the following steps: adding a catalyst into methylsulfonyl chloride, controlling the temperature to be 50-100 ℃, continuously stirring, and introducing anhydrous hydrogen fluoride for reaction for 1-10 h to obtain methylsulfonyl fluoride; the method takes methanesulfonyl chloride as a raw material, and the methanesulfonyl chloride directly performs fluorination reaction with anhydrous hydrogen fluoride under the action of a catalyst to generate methanesulfonyl fluoride; the methanesulfonyl fluoride prepared by the method has high yield and purity, does not need purification, does not generate three wastes in the preparation process, has simple and convenient operation and low cost, and is suitable for large-scale application.)

一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法

技术领域

本发明涉及一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法，属于精细化工领域。

背景技术

甲基磺酰氟(CH₃SO₂F)，精细化工合成的重要原料，不溶于水，溶于氟化氢，可用于电化学氟化制备三氟甲基磺酰氟。目前甲基磺酰氟的主要制备方法是：甲基磺酰氯为原料，在氟化钾水溶液中进行氟化，氟化钾作为反应物，使得甲基磺酰氯(CH₃SO₂Cl)中的氯由氟取代，因此，得到甲基磺酰氟。

该制备工艺的缺点有以下几点：

(1)产率相对较低，由于氟化过程是在水溶液中进行，部分甲基磺酰氯会发生水解；

(2)氟化过程不是均相反应，会分为水相和有机相，导致反应不完全；

(3)由该方法制得的甲基磺酰氟纯度较低，反应后的溶液中含有氯化钾、氟化钾的水溶液，需继续纯化；

(4)该方法会产生三废：由于氟化钾过量，反应后的氯化钾水溶液中会有少量的氟化钾，以及甲基磺酰氯水解产生的杂质，无法直接回收利用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法，所述方法是以甲基磺酰氯为原料，在催化剂的作用下，甲基磺酰氯直接与无水氟化氢发生氟化反应，生成甲基磺酰氟；由该方法制得的甲基磺酰氟产率和纯度较高，不需纯化，制备过程不产生任何三废，并且操作简便、成本较低、适宜进行规模化应用。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案。

一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法，所述方法步骤如下：

将催化剂加入到甲基磺酰氯中，将温度控制在50℃～100℃，不断搅拌，同时，通入无水氟化氢进行反应，反应时间为1h～10h，得到甲基磺酰氟。

其中，所述催化剂为氟化反应的催化剂，优选为氟化镍、五氟化锑、三氟化锑和氟化钾中的一种以上。

所述催化剂与甲基磺酰氯的质量比为(1～10):1000。

优选，将温度控制在60℃～80℃。

优选，无水氟化氢与甲基磺酰氯物质的量之比为(1.05～1.3):1。

优选，所述反应时间为3h～8h。

有益效果：

(1)本发明提供了一种甲基磺酰氯制备甲基磺酰氟的方法，所述方法以甲基磺酰氯为原料，在催化剂的作用下，甲基磺酰氯直接与无水氟化氢发生氟化反应，获得甲基磺酰氟，副产物为氯化氢；本发明所述方法在无水环境中进行，原料甲基磺酰氯不会水解，所以没有水解杂质产生；另外，副产物为氯化氢，其容易与产物甲基磺酰氟分离；进而使得由本发明提供的方法制得的甲基磺酰氟，产率较高，可达98％以上；纯度较高，可达98％以上。

(2)本发明加入少量的催化剂，可降低反应的活化能，降低反应温度、减少反应时间。

(3)本发明所述方法制得甲基磺酰氟残余少量的无水氟化氢，残余的无水氟化氢可直接作为甲基磺酰氟电解的原料，不需纯化过程。

(4)本发明所述方法产生的副产物，即氯化氢，其可作为高纯电子气体氯化氢的制备原料；由此可见，本发明所述方法在制备过程不产生任何三废，并且操作简便、成本较低、适宜进行规模化应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例来详述本发明，但不作为对本发明专利的限定。

以下实施例中：

采用岛津GC-2014进行气相色谱测试。

实施例1

将1.1kg甲基磺酰氯加入到反应釜中，加入6g五氟化锑，温度加热至80℃，在不断搅拌下通入202g无水氟化氢气体，发生氟化反应，反应8h，得到产物，产物质量为930g，产率为98.8％；经过气相色谱测试可知所述产物为甲基磺酰氟，其纯度为99.1％。

实施例2

将1.1kg甲基磺酰氯加入到反应釜中，加入10g三氟化锑，温度加热至50℃，在不断搅拌下通入249g无水氟化氢气体，发生氟化反应，反应1h，得到产物，产物质量为935g，产率为99.3％；经过气相色谱测试可知所述产物为甲基磺酰氟，其纯度为98.7％。

实施例3

将1.1kg甲基磺酰氯加入到反应釜中，加入3g氟化钾，温度加热至100℃，在不断搅拌下通入210g无水氟化氢气体，发生氟化反应，反应3h，得到产物，产物质量为925g，产率为98.3％；经过气相色谱测试可知所述产物为甲基磺酰氟，其纯度为98.5％。

实施例4

将1.1kg甲基磺酰氯加入到反应釜中，加入8g氟化镍，温度加热至50℃，在不断搅拌下通入220g无水氟化氢气体，发生氟化反应，反应10h，得到产物，产物质量为927g，产率为98.5％；经过气相色谱测试可知所述产物为甲基磺酰氟，其纯度为99.2％。

本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为本发明保护范围之内。