[发明专利]磺酰氟的制备方法

说明书

本发明涉及磺酰氟的制备方法。

磺酰氟例如可以作为气体消毒剂用于防治昆虫。众所周知，在气相中由二氧化硫和氟可制备磺酰氟，参见H.Moissan和P.Lebeau在化学物理纪事(Ann.Chim.Phys.)[7]26(1902)第145至178，特别是第159至169页。因为可能发生爆炸，所以这种制备方法是非常危险的。

本发明的任务是提供一种方法，借助于该方法可以制备高产率和高纯度的磺酰氟。该任务是通过本发明的方法解决的。

本发明的方法是，在碱金属氟化物和氢氟酸的存在下使二氧化硫和元素氟相互反应。其中氢氟酸以液态相存在。优选碱金属氟化物以氢氟酸溶液的形式存在。例如可以使用溶解在HF中的碱金属氟化物。但是碱金属氟化物也可以作为固体加入HF中，例如作为前体(例如作为碳酸盐)。然后在反应期间其开始溶解，直至其溶解在HF中。

碱金属氟化物例如是LiF、NaF、KF、CsF和RbF，优选是KF。当然碱金属氟化物也可以HF加成物形式使用。

可以使用纯的氟，也可以使用氟与惰性气体(例如N₂、Ar等)的混合物。

该反应有利地在-60至50℃，优选-10至20℃的温度下进行。压力优选是环境压力(约1巴，绝对压力)至10巴(绝对压力)。

SO₂和F₂的摩尔比有利地是0.9∶1至1.1∶1。优选溶解在反应混合物中的碱金属氟化物量是1至20重量％。可以使用化学计算过量的氢氟酸，其作用是作为碱金属氟化物的溶剂。

为了进行后处理，例如可以从以气态形式排出的反应混合物中冷凝出过剩的HF。未冷凝的反应混合物例如可以用含过氧化氢的水洗涤。然后干燥残留的纯的SO₂F₂，压缩并通入钢瓶中。

本发明的方法例如可以作为间歇反应进行。另外本发明的方法也可以连续进行，例如使部分反应混合物循环并且从其中分离出形成的磺酰氟(如下面的后处理所描述的)。将冷凝出的氢氟酸返回。

本发明方法的优点在于，具有非常高的选择性-几乎无副反应。反应速度快而且反应完全，并且在低的温度下进行。

下面的实施例进一步详细说明本发明，但是并不是对其范围的限制。

实施例1

制备磺酰氟/分二步加入氟

原料：HF                         64克KF                         10克(0.17摩尔)SO₂                       11克(0.17摩尔)F₂                        3.8升(0.17摩尔)

反应过程：

将KF放置在300毫升高压釜中，在冰冷却下计量加入HF。此时观察到强烈的热效应，高压釜中的温度从2℃升高至24℃。

在冷却至0℃之后，加入SO₂。未观察到热效应。接着计量加入F₂(等于化学计算量的1/2)直至压力达6巴。之后使反应混合物的温度为21℃(压力6巴)。

在油浴中将反应混合物加热至40℃。可以注意到压力未升高。然后在干冰中冷却反应混合物(在-59℃下压力约是2巴)，再次通入F₂直至压力为7巴。撤除冷浴，在23℃下高压釜中的压力是7巴。再次将高压釜中的内容物加热至40℃(压力未升高)。随后冷却至-76℃。现在压力为1巴。

用N₂将高压釜中的压力调节至5巴，然后冲洗排气(abgepurcht)，共进行10次。

在22℃下压力是5巴。将反应气体通入KI溶液，未观察到变色，反应气体中不含氟。

以气相色谱的方式分析反应混合物(GC/MS)

结果：

总面积  1294930

保留时间            面积            面积％        名称

3,19                561350          43,383        空气