[发明专利]Gemini季铵盐型氟表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Gemini季铵盐型氟表面活性剂及其制备方法。

背景技术

普通表面活性剂只包括一个亲水基和一个亲油基，为单链单头基。而Gemini型表面活性剂是由两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键连接而成，化学键的存在加强了碳氢链间的疏水结合力同时阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力，因此具有更高的表面活性。特殊的分子结构使其具有许多独特的优点，如易吸附于气-液表面，有较低的表面张力，降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向；临界胶束浓度比普通表面活性剂低2-3个数量级；有很低的Krafft点；4）与普通表面活性剂尤其和非离子表面活性剂复配能产生更大的协同效应；在很多场合可作为优良的润湿剂和发泡剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种Gemini季铵盐型氟表面活性剂及其制备方法，本发明提供的季铵盐型氟表面活性剂具有优异的表面性能以及较好的起泡性能。

本发明所提供的式I所示Gemini季铵盐型氟表面活性剂，

式I中，R为C_mH_2m+1所示基团，其中m为1～3之间的整数，n为2～8之间的整数。

上述的Gemini季铵盐型氟表面活性剂中，m优选为1，n优选为6。

本发明提供的式I所示Gemini季铵盐型氟表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）3-全氟己基-1,2-环氧丙烷与式II所示二胺进行反应得到式III所示化合物；

其中，n为2～8之间的整数；R’为C_pH_2p+1所示基团，p为0～3之间的整数；

（2）在氮气保护和缚酸剂存在的条件下，式III所示化合物与碘甲烷反应即得到式I所示Gemini季胺盐型氟表面活性剂。

上述的制备方法中，n优选为6，m优选为1，p优选为0。

上述的制备方法中，步骤（1）中，3-全氟己基-1,2-环氧丙烷与式II所示二胺的摩尔比可为2：1～1.5。

上述的制备方法中，步骤（1）中，所述反应的温度可为10～80℃，时间可为3～12h，具体可为3h或12h，反应结束后，可用THF重结晶。

上述的制备方法中，步骤（1）中，所述反应的温度具体可为35～80℃，具体可为35℃或80℃。

上述的制备方法中，步骤（2）中，所述化反应的温度可为0～70℃，时间可为8～30h，反应结束后，可用甲醇和乙酸乙酯重结晶。

上述的制备方法中，步骤（2）中，所述反应的温度可优选为10～40℃，具体可为20℃，时间可优选为12～24h，具体可为24h。

上述的制备方法中，步骤（2）中，式III所示化合物与碘甲烷的摩尔比可为1：3～6，具体可为1：4。

上述的制备方法中，步骤（2）中，所述缚酸剂可为无水碳酸钾、氢氧化钾、吡啶或三乙胺，优选无水碳酸钾。

本发明提供的Gemini季铵盐型氟表面活性剂具有优异的表面性能和较好的起泡性能。本发明提供的Gemini季铵盐型氟表面活性剂的制备方法，其所用原料廉价易得、制备方法简单、反应条件易于控制、产物易于提纯。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、N,N′-二（3-全氟己基-2-羟基丙基）己二胺（式III-1）的合成

在装有机械搅拌器、温度计和回流冷凝管的500ml三口瓶中，加入己二胺11.6g（0.1mol）和3-全氟己基-1,2-环氧丙烷75.2g（0.2mol），于80℃下搅拌反应3h，TLC跟踪反应（展开剂为V_乙酸乙酯：V_甲醇=2：1），反应结束得黄色粘稠状混合物，产物用200ml THF重结晶，得白色固体产物43.2g。

实施例2、N,N′-二（3-全氟己基-2-羟基丙基）己二胺（式III-1）的合成