[發明專利]一種含全氟壬烯基的季銨鹽表面活性劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410851210.1
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104610099B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 肖琪;梁任龍;馮海兵;張少凱;程珍
• 申請（專利權）人: 東莞市長安東陽光鋁業研發有限公司
• 主分類號: C07C303/40
• 分類號: C07C303/40;C07C311/29;B01F17/26;B01F17/18;B01F17/42
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,楊晞

技術領域

本發明涉及表面活性劑領域，具體涉及一種含全氟壬稀基的季銨鹽型含氟表面活性劑的制備方法。

背景技術

含氟表面活性劑是20世紀60年代研發的一類特種表面活性劑。相對于普通碳氫表面活性劑，含氟表面活性劑碳氫鏈中的氫原子全部或部分被電負性、原子半徑較大的氟原子取代，碳碳鍵被有效地保護起來。因此氟原子賦予了其獨特性能—“三高”、“兩憎”，即高表面活性、高耐熱穩定性及高化學穩定性，以及憎水、憎油性。使得含氟表面活性劑在憎水、憎油、防污、耐磨擦、耐腐蝕等各方面有著普通表面活性劑難以比擬的優勢。一般碳氟鏈表面活性劑的用量在0.005～0.1％范圍內，就能使水溶液的表面張力降至20mN/m以下。

氟碳表面活性劑自研發以來發展迅速并得以大規模工業生產，而國內對氟碳表面活性的研究開展比較晚，且合成的品種單一，極大地限制了其實際應用研究。與國外相比，我國對碳氟表面活性劑的研究和應用都非常薄弱。目前應用廣泛的全氟辛基酰類化合物(PFOS)、全氟辛酸及其鹽類(PFOA)由于有生物毒害性、不易降解等缺點，已成為目前世界上最難降解的有機污染物之一，而被世界各國禁止使用。

中國專利申請CN101293860A報道了以對全氟壬烯氧基苯磺酰氯和N,N-二甲基丙二胺為原料，制備中間體然后季銨化制備全氟壬烯苯磺酰胺季銨鹽的方法，該方法工藝繁多、后處理復雜，環境污染嚴重。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足和缺陷，提供了一種一步制備含全氟壬稀基(六氟丙烯三聚體)的季銨鹽型含氟表面活性劑的方法，該方法工藝簡單，反應條件溫和，產率高；且所制備的表面活性劑的水溶液具有優異的表面活性和較低的毒性。

本發明的技術方案提供了一種季銨鹽表面活性劑的制備方法，其特征在于，以六氟丙烯三聚體和N-[3-(p-羥基苯磺酰胺基)丙基]-N,N,N-三甲基碘化銨為原料，堿性物質為催化劑，在有機溶劑中反應后，經分離得產物；

所述季銨鹽表面活性劑為N-[3-(p-全氟壬烯氧基苯甲酰胺基)丙基]-N,N,N-三甲基碘化銨，其結構式如式(I)：

根據上述技術方案提供的方法，反應溫度為25～100℃，反應時間為3～12h。

根據上述技術方案提供的方法，反應溫度為70～90℃，反應時間為5～6h。

根據上述技術方案提供的方法，有機溶劑選自乙腈、乙酸乙酯、氯苯、丁酮、環己酮、四氯化碳、二甲基亞砜、吡啶或N,N-二甲基甲酰胺。

根據上述技術方案提供的方法，堿性催化劑選自三乙胺、碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈉、二乙胺、二甲胺。

根據上述技術方案提供的方法，堿性催化劑與六氟丙烯三聚體的摩爾比為1:1。

根據上述技術方案提供的方法，六氟丙烯三聚體與N-[3-(p-羥基苯磺酰胺基)丙基]-N,N,N-三甲基碘化銨的摩爾比為1:0.7～1:1.2。

根據上述技術方案提供的方法，六氟丙烯三聚體與N-[3-(p-羥基苯磺酰胺基)丙基]-N,N,N-三甲基碘化銨的摩爾比為1:0.9～1:1。

根據上述技術方案提供的方法，反應體系溶劑含量為反應體系總質量的25％～75％。

根據上述技術方案提供的方法，在本發明的一些實施例中，所用化學原料、溶劑等均為工業級。

本發明所述的“分離”，是指將反應液經過水洗、靜置分層后通過旋蒸除去有機相的過程。

本發明所述的“干燥”，是指借能量使物料中水或溶劑氣化，并帶走所生成的蒸汽的過程。本發明的一些實施方案所采用的干燥方式為烘干干燥。應當指出，可以達到相同效果的干燥方法還包括但不限于烘干、真空干燥、冷凍干燥、氣流干燥、微波干燥、紅外線干燥和高頻率干燥等。在本發明的一些實施方式中，干燥溫度≤100℃。

本發明所述的“水洗”，是指將兩類不同溶解性物質，同時通過水，其中一類能夠溶解在水中，另外一類不能溶解，然后利用分液的方法將水層除去。

本發明使用的定義“或”表示備選方案，如果合適的話，可以將它們組合，也就是說，術語“或”包括每個所列出的單獨備選方案以及它們的組合。例如，“有機溶劑選自乙腈、乙酸乙酯、氯苯、丁酮、環己酮、四氯化碳、二甲基亞砜、吡啶或N,N-二甲基甲酰胺”表示有機溶劑可以是有機溶劑選自乙腈、乙酸乙酯、氯苯、丁酮、環己酮、四氯化碳、二甲基亞砜、吡啶和N,N-二甲基甲酰胺之中的一種，也可以是其一種以上的組合。

本發明的實施方式中使用的水均為去離子水。