文档介绍：广西师范大学
硕士学位论文
含氟烷基磺酰胺、含氟烷基磺酰亚胺的合成研究
姓名:黄清波
申请学位级别:硕士
专业:有机化学
指导教师:肖吉昌;覃江克
20080501
广西师范大学硕士学位论文
含氟烷基磺酰胺、含氟烷基
磺酰亚胺的合成及性质研究
研究生:黄清波导师:肖吉昌研究员、覃江克副教授
院系:化学化工学院专业:有机化学研究方向:有机合成
摘要
“超酸(super acid)”,是指酸性比 100%浓硫酸还要强的酸性物质,它在化学合成和化
学材料的应用中,有着非常高的实用价值。1923 年,Conant 首先使用“超酸”这词;1954
年,Haszeldine 和 Kidd 发现了三氟甲磺酸(TfOH)后超酸化学就迅速发展起来。在有机
+
合成上,“超酸”主要用于稳定碳正离子,如 R3C 等,和参与各种酸催化反应,作为新型
锂电池固体电解质材料等。
全氟烷基磺酰亚胺(PFSI),即俗称的“全氟氮超酸”,是“超酸”的一种,是一类较
强的 Brønsted 酸。其配合物由于阴离子部分的结构特点,在一些 Lewis 酸参与的化学反应、
高性能含氟材料的特殊用途等方面,表现出优异的性能,如全氟烷基磺酰亚胺金属盐能作
为强 Lewis 酸,对许多有 Lewis 酸参与的机反应,起良好的催化作用;全氟烷基磺酰亚胺
锂盐作为优良的新型锂电池含氟电解质材料;全氟烷基磺酰亚胺作为含氟离子液体前体
等。
含氟化合物的化学性质往往难于预料,特别是全(多)氟化合物,碳链上多一个碳原
子与少一个碳原子、含有杂原子和不含有杂原子、甚至在同一个位置上,有同族元素的不
同原子作为官能团,这些物质在物理、化学性质上就可能就有很大的区别。为了拓展全氟
烷基磺酰亚胺类氮超酸化合物的种类,并研究他们的性质,我们分别采用了一些长氟链的
多氟烷基磺酰氟和短氟链的磺酰氯为原料,合成了一些全氟烷基磺酰亚胺及其衍生物。
本文以易得的 5–碘–3–氧杂–八氟戊磺酰氟为原料,合成了 5–碘–3–氧杂–八氟戊磺酰
亚胺 2 及其衍生物(1,3,4,5,6,8,9,10,11),如 5–氢–3–氧杂–八氟戊磺酰亚胺 9、
5–碘–3–氧杂–八氟戊磺酰亚胺钠盐 10、5–碘–3–氧杂–八氟戊磺酰亚胺锂盐 11 等。在合成
过程中,我们设计了五条合成 5–碘–3–氧杂–八氟戊磺酰亚胺的路线,并对这些合成路线的
优劣一一进行了比较,并进行了反应条件的优化摸索,选择最优的反应路线路线及条件进
行合成。我们还以 1–氯–2–碘四氟乙烷为原料,合成了 2–氯–四氟乙磺酰胺及其衍生物,
也尝试用多种方法合成 1–氯–2–碘四氟乙磺酰亚胺,取得了一些有意义的结果。
本文探讨了 5–碘–3–氧杂–八氟戊磺酰亚胺和 1–氯–2–碘四氟乙磺酰亚胺的合成方法,
为进一步拓展含氧杂原子的含氟烷基磺酰亚胺氮超酸的种类,为含氟离子液体、新型锂电
I
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池固体电解质材料等含氟材料的制备,提供了一定的合成基础。
关键词:超酸;含氟离子液体;全氟烷基磺酰亚胺;5–碘–3–氧杂八氟戊磺酰亚胺;5–氢–3–
氧杂八氟戊磺酰亚胺;1–氯–2–碘四氟乙磺酰胺
II
广西师范大学硕士学位论文
Synthesis and Reactions of Fluoroalkanesulphonamides
and Bis(fluoroalkanesulphon) pounds
Postgraduate:Huang Qing-bo Supervisor:Ji-Chang Xiao, Jiang-Ke Qin
“Superacids ”, those stronger than 100% sulfuric acid, have been of great value to chemistry.
In recent years, the bis(perfluoroalkanesulphon)plexes , which belong to superacid
compounds, have been attracted great interest in development of science. They are widely used
anic synthesis as catalysts for Diels–Alde