[发明专利]一种硫酸酯盐氟表面活性剂的制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种硫酸酯盐氟表面活性剂的制备方法，特别是硫酸2-(N-甲基-4-全氟烯氧基苯磺酰胺基)乙酯钠的制备方法。

(二)背景技术

从20世纪50年代以来，氟表面活性剂发展很快。1974年，Mizuno等以六氟丙烯三聚体为原料，合成了一系列氟表面活性剂，在质量浓度为0.01％时，水溶液的表面张力约为30mN/m[JP 51011084，1976]。2003年，Stébé报道了具有双亲水链和双亲油链的“星状”非离子氟表面活性剂，在浓度为0.002％～0.02％时，就可将水溶液的表面张力下降到30mN/m左右[Journal of Fluorine Chemistry，2003，119(2)：191-205]。2006年，Nakamura从甘油低聚物出发合成了多分枝状的氟表面活性剂，其0.1％水溶液的表面张力降到20mN/m以下[JP 2006137689，2006]。

阴离子氟碳表面活性剂是氟表面活性剂的最重要品种，主要分为羧酸盐型、磺酸酯盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型四大类[氟表面活性剂[M].北京，中国轻工业出版社，1998：7]。硫酸酯盐型表面活性剂是阴离子表面活性剂的重要品种之一，早在上世纪60年代就有报道[NL6600939，1966]，目前，关于硫酸酯盐型表面活性剂的报道仍不断出现，如i-C₁₄H₂₉OSO₃Na，i-C₁₄H₂₉O(EO)₃SO₃Na[精细石油化工，2002，(5)：4-7]。直链全氟烷基硫酸酯盐如(CF₂)_mCH₂CH₂CH[(CH₂)_nH]OSO₃M，在m，n组合适当，使用浓度为3.4×10^-4mol/L～10.0×10^-4mol/L时，可将水溶液的表面张力下降到20mN/m左右，使用浓度仅为一般碳氢硫酸酯盐型表面活性剂的十分之一，却有更好的使用效果[JP 2003113155，2003]。但目前鲜有文献涉及含有全氟烯基的硫酸酯盐氟表面活性剂的制备方法。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种原料来源方便，合成方法简单，反应收率高的含有全氟烯基的硫酸酯盐氟表面活性剂的制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种结构式如式(I)所示硫酸酯盐氟表面活性剂—硫酸2-(N-甲基-4-全氟烯氧基苯磺酰胺基)乙酯钠的制备方法，所述方法包括：以式(II)所示的4-全氟烯氧基苯磺酰氯与式(III)所示的2-甲氨基乙醇为原料，以无机碱或有机碱为缚酸剂，在有机溶剂1中于0～150℃下进行酰胺化反应6～24小时，反应结束后反应液A后处理得到式(IV)所示的N-羟乙基-N-甲基-4-全氟烯氧基苯磺酰胺；取N-羟乙基-N-甲基-4-全氟烯氧基苯磺酰胺与三氧化硫在有机溶剂2中，于60～120℃进行酯化反应1.5～15小时，酯化反应结束后蒸馏除去溶剂，加水100mL，搅拌5min，再滴加质量分数为10％～50％的无机碱水溶液至中性，于50～100℃下搅拌1～5小时得反应液B，反应液B后处理得到硫酸2-(N-甲基-4-全氟烯氧基苯磺酰胺基)乙酯钠，式(I)、式(II)、式(IV)中，n是2或3：

本发明优选当n是3时，所述的硫酸酯盐氟表面活性剂为硫酸2-(N-甲基-4-全氟壬烯氧基苯磺酰胺基)乙酯。

本发明所述的酰胺化反应，原料4-全氟烯氧基苯磺酰氯、2-甲氨基乙醇、缚酸剂物质的量的比为1:1～5:1～3。较好的配比为1:2.5:2，最佳配比为1:1.6:1.5。所述的酰胺化反应较佳反应温度为60～120℃，最佳反应温度为80～100℃。酰胺化反应反应时间6～24h，较佳的反应时间为12～20h，最佳反应时间为16～18h。

本发明所述的硫酸酯盐氟表面活性剂的制备方法所述的酰胺化反应中的有机溶剂1一般为下列之一：乙腈、乙酸乙酯、二氯乙烷、三氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、氯苯、二氯苯、硝基苯、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、噻吩、二甲基亚砜等。优选氯苯，所述有机溶剂1与4-全氟烯氧基苯磺酰氯质量之比为1～3:1，较佳比为2:1。