專利名稱：含氟雙子型陰離子表面活性劑及其制備方法與用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含氟表面活性劑及其制備方法和用途，尤其涉及一類含氟雙子型陰離子表面活性劑及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
通常使用的表面活性劑，其憎水基是碳?xì)錈N基，分子中還可能含有氧、硫、氮、氯、 溴、碘等其他元素，這類常用的表面活性劑被稱為普通表面活性劑。在表面活性劑分子中含有除以上八種元素外的氟、磷、硅和硼等元素的表面活性劑則被稱為特種表面活性劑。氟碳表面活性劑是一類備受關(guān)注和研究成果頗多的特種表面活性劑，其具有高表面活性、高熱穩(wěn)定性和高化學(xué)穩(wěn)定性等突出特點(diǎn)。氟碳表面活性劑分為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑和非離子表面活性劑四類。氟碳表面活性劑在工業(yè)上的合成方法主要有電氟化法、氟烯烴調(diào)聚法和氟烯烴齊聚法三種方法。但當(dāng)前應(yīng)用廣泛的全氟辛基磺酰類化合物(PF0Q和全氟辛酸及其鹽類(PFOA)， 其對(duì)環(huán)境和人體健康的潛在影響已受到人們的關(guān)注，各種實(shí)驗(yàn)表明，PF0S/A在各種理化條件下幾乎不會(huì)發(fā)生任何可以觀察到的降解，為目前世界上最難降解的有機(jī)污染物之一，具有很高的生物蓄積性和人體多臟器毒性，各國(guó)已經(jīng)禁止其使用。硫酸酯鹽氟表面活性劑作為一類陰離子表面活性劑，具有良好的發(fā)泡性、耐水性、 具有良好的水溶性、不易水解、性能穩(wěn)定。易降解的低氟碳鏈硫酸酯鹽類表面活性劑的研發(fā)，成為一個(gè)主要研究方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一類含氟雙子型陰離子表面活性劑的制備方法，作為全氟辛基磺酰類化合物(PF0Q和全氟辛酸及其鹽類(PFOA)的替代品，應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。本發(fā)明的一類含氟雙子型陰離子表面活性劑，它的分子結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一類含氟雙子型陰離子表面活性劑，其特征在于，它的分子結(jié)構(gòu)式為
2.權(quán)利要求1所述的一類含氟雙子型陰離子表面活性劑的制備方法，其特征在于， 以苯為溶劑，將全氟烷基磺酰氟與0. 5摩爾倍量的烷基二胺進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，得到中間體 N，N'-雙全氟烷基磺酰基烷基二胺，將所得中間體用乙醇重結(jié)晶后，以水為溶劑，在溫度 80-120°C條件下，與2摩爾倍量的鹵代烷基磺酸鈉進(jìn)行鹽化反應(yīng)，得烷基撐-雙(N-乙磺酸 (甲磺酸或磺酸)-全氟烷基磺酰胺)鈉鹽。
3.如權(quán)利要求1所述的含氟雙子型陰離子表面活性劑的制備方法，其特征在于，將全氟烷基磺酰氟與等摩爾烷基二胺進(jìn)行酰胺化，而后再與烷基磺酰氟或烷基磺酰氯或烷基酰氟或烷基酰氯進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，得到中間體N-全氟烷基磺?；?N'-烷基?；榛罚?或者N-全氟烷基磺?；?N'-烷基磺?；榛?，所得中間體用乙醇重結(jié)晶后，以水為溶劑，在溫度為80-120°C條件下，與2摩爾倍量的鹵代烷基磺酸鈉進(jìn)行鹽化反應(yīng)，得烷基撐-(N-乙磺酸(甲磺酸或磺酸)_全氟烷基磺酰胺-N'-乙磺酸(甲磺酸或磺酸)_烷基?；c鹽，或烷基撐-(N-乙磺酸(甲磺酸或磺酸)_全氟烷基磺酰胺-N'-乙磺酸(甲磺酸或磺酸)_烷基磺?；c鹽。
4.如權(quán)利要求3所述的含氟雙子型陰離子表面活性劑的制備方法，其特征在于，全氟烷基磺酰氟與烷基二胺摩爾比為2 1 ；全氟烷基磺酰氟、烷基二胺、烷基磺酰氟或烷基磺酰氯或烷基酰氟或烷基酰氯摩爾比為1 1 1。
5.如權(quán)利要求3所述的含氟雙子型陰離子表面活性劑的制備方法，其特征在于，所述的全氟烷基磺酰氟與烷基二胺酰胺化，而后再與烷基磺酰氟或烷基磺酰氯或烷基酰氟或烷基酰氯進(jìn)行酰胺化反應(yīng)的催化劑為三乙胺，溶劑為苯，催化劑添加量為烷基磺酰氟的1摩爾倍量，反應(yīng)體系中溶劑的比重占總重的60% -90%。
6.如權(quán)利要求1所述的一類含氟雙子型陰離子表面活性劑的用途，其特征在于，用作為化學(xué)乳化劑，金屬表面處理劑，泡沫浮選劑，建筑領(lǐng)域的流平劑，電鍍的鉻霧抑制劑。
全文摘要
含氟雙子型陰離子表面活性劑及其制備方法與用途。它是將全氟烷基磺酰氟與0.5摩爾倍量的烷基二胺酰胺化，得到中間體，精制后與2摩爾倍量的鹵代烷基磺酸鈉反應(yīng)，得含氟雙子型陰離子表面活性劑；或?qū)⑷榛酋７c等摩爾量烷基二胺酰胺化，而后再與烷基磺酰氟(氯)或烷基酰氟(氯)酰胺化反應(yīng)，得到中間體，精制后與2摩爾倍量的鹵代烷基磺酸鈉反應(yīng)，得含氟雙子型陰離子表面活性劑。這類表面活性劑可作為乳化劑，金屬表面處理劑，流平劑，電鍍鉻霧抑制劑，冶金泡沫浮選劑。本制備方法簡(jiǎn)單，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求低，工藝簡(jiǎn)潔，產(chǎn)物環(huán)境友好，產(chǎn)率高，含氟單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到100％；某些化合物對(duì)水的最低表面張力在18mN/m以下，可應(yīng)用于各類水質(zhì)。
文檔編號(hào)C07C311/09GK102351753SQ20111023281
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者付冬梅, 葉旭, 李中華, 李訓(xùn)生, 王紹磊, 肖舒, 陳雪娟, 黃澄華, 龍光斗 申請(qǐng)人:華中師范大學(xué)