基於全氟烯烴的磺酸型雙子表面活性劑及其製備方法

2023-12-05 10:35:01 3

專利名稱：基於全氟烯烴的磺酸型雙子表面活性劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一類氟表面活性劑，特別涉及一類含全氟壬烯氧基或全氟己烯氧基的磺酸型雙子表面活性劑，及其製備方法。
背景技術：
氟表面活性劑是一類特殊的表面活性劑，它具有典型的三高兩憎(高熱穩定性、高化學穩定性、高表面活性，既憎油又憎水)特性，因此在消防、採油等方面具有極為重要的作用。一直以來最廣泛應用的氟表面活性劑是全氟辛酸(PFOA)和全氟辛基磺酸(PFOS)及其衍生物，但因PFOA和PFOS類化合物的生物不可降解性和長距離遷移性等而面臨限用和禁用。六氟丙烯齊聚物特別是六氟丙烯二聚體和六氟丙烯三聚體衍生的氟表面活性劑是 一類很有潛力的PFOA和PFOS替代品。然而，六氟丙烯齊聚物的全氟碳鏈具有支鏈結構，其表面活性達不到PFOA和PFOS類衍生物的水平，對該類替代品的應用產生了很大的限制。雙子表面活性劑是由兩個傳統的表面活性劑分子通過特殊的連接基團以化學鍵方式連接而成，分子中含有兩個親水基團和兩個親油鏈。與傳統的表面活性劑相比，雙子表面活性劑具有形成膠束能力強，臨界膠束濃度低，降低表面張力的效率高，Kraft點低，水溶性好，與其它表面活性劑的配伍性好等諸多優點，被稱為新一代的表面活性劑。基於直鏈型全氟碳鏈的雙子氟表面活性劑已有文獻報導，如中國專利CN 101502771、CN 101293844和CN 102166494等，但基於六氟丙烯三聚體或六氟丙烯二聚體等支鏈型全氟碳鏈的雙子表面活性劑還從未見諸報導。

發明內容
為了克服現有六氟丙烯齊聚物衍生的氟表面活性劑表面活性不足的缺陷，按照雙子表面活性劑的原理和設計方法，本發明製備了一類基於全氟壬烯(六氟丙烯三聚體)和全氟己烯(六氟丙烯二聚體)的新型雙子氟表面活性劑，通式為
權利要求
1.一類基於全氟烯烴的磺酸型雙子表面活性劑，通式為
2.一種製備如權利要求I所述基於全氟烯烴的磺酸型雙子表面活性劑的方法，其特徵是全氟壬烯或全氟己烯與苯酚縮合、氯磺化，或與苯酚縮合、磺化、氯化，或與對羥基苯磺酸鈉縮合、氯化，製得全氟烯氧基苯磺醯氯(A)，全氟烯氧基苯磺醯氯(A)與二元胺H2N (CH2)nNH2 (n=2、3、4、5、6)、H2N(CH2)2X(CH2)2NH2 (X 為 O、S)、l，4_H2NC6H4NH2 縮合得到相應的全氟烯氧基苯磺醯胺(B)，再與乙烯磺酸鈉、氯乙基磺酸鈉、溴乙基磺酸鈉、1，3-丙烷磺酸內酯、1，4-丁烷磺酸內酯縮合得到一類基於全氟烯烴的磺酸型雙子表面活性劑(C)，合成反應式如下所示
3.一種製備如權利要求I所述基於全氟烯烴的磺酸型雙子表面活性劑的方法，其特徵是二元胺 H2N(CH2)nNH2 (n=2、3、4、5、6)、H2N(CH2)2X(CH2)2NH2 (X 為 O、S)、對苯二胺先與乙烯磺酸鈉、氯乙基磺酸鈉、溴乙基磺酸鈉、1，3-丙烷磺酸內酯、1，4- 丁烷磺酸內酯縮合得到相應的 N，N』 -雙磺酸烷基二元胺 MO3S (CH2)nHN-R-NH(CH2)nSO3 M (n=2、3、4);這些 N，N』 -雙磺酸烷基二元胺再與全氟烯氧基苯磺醯氯(A)縮合得到相同的基於全氟烯烴的磺酸型雙子表面活性劑(C)，合成反應式如下所示
4.一種製備如權利要求I所述基於全氟烯烴的磺酸型雙子表面活性劑的方法，其特徵是全氟烯氧基苯磺醯氯(A)與牛磺酸鹽、3-氨基丙基磺酸鹽、4-氨基丁基磺酸鹽縮合得到全氟烯氧基苯磺醯胺中間體(D )，再與二元滷代烴X (CH2) nX (n=2、3、4、5、6 )、二( 2-滷乙基)醚或硫醚、1，3-二滷丙酮、1，3-二滷丙醇、環氧滷丙烷反應得到相同或類似的基於全氟烯烴的磺酸型雙子表面活性劑(C)，合成反應式如下所示
全文摘要
本發明公開了一類基於全氟壬烯和全氟己烯的磺酸型雙子表面活性劑，通式為的化合物，以及製備這類化合物方法。上述化合物以全氟烯氧苯基為親油基、磺酸鹽為親水基，親油部分與親水部分通過磺醯胺鍵連接，具有很高的表面活性和較低的臨界膠束濃度。製備方法以全氟壬烯或全氟己烯為原料，包括與苯酚縮合、氯磺化、二元胺縮合、磺烷基化縮合等步驟，具有合成工藝簡單、成本低廉等特點，具有良好的應用前景。
文檔編號B01F17/42GK102872751SQ20121033512
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者鄭土才, 趙穎俊 申請人:衢州學院