專利名稱：一種雙氟烷基衣康酸酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)品合成領(lǐng)域，具體涉及一種雙氟烷基衣康酸酯及其制備方法。
背景技術(shù)：
在含氟長(zhǎng)鏈烷基取代聚合物的應(yīng)用過(guò)程中，全氟長(zhǎng)碳鏈存在著生物累積和對(duì)環(huán)境的危害等一系列問(wèn)題，這是因?yàn)槿L(zhǎng)碳鏈的持久性極強(qiáng)，它在大多數(shù)環(huán)境條件測(cè)試中都不會(huì)出現(xiàn)水解、光解或生物降解。已知在毒性評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)的171種已研究的全氟化物質(zhì)中，超 過(guò)99%的物質(zhì)將由于生物降解而成為持久性極強(qiáng)的全氟化酸，包括全氟辛烷磺酸(PFOS)。正是因?yàn)榭紤]到這類材料的極端惰性帶來(lái)的廢物持久性和累積性，這些物質(zhì)對(duì)于生物體和環(huán)境的污染越來(lái)越受到人們的重視。美國(guó)環(huán)保局提出在2006年3月出臺(tái)的《有毒物質(zhì)控制法》第5部分(a) (2)中添加重大新用途規(guī)則，將其它183種帶有大于6個(gè)碳原子或更長(zhǎng)碳鏈的全氟烴基磺酸鹽納入該法案的規(guī)定范圍。正是因?yàn)樵絹?lái)越多的法規(guī)限制，目前歐盟國(guó)家已經(jīng)全面禁止生產(chǎn)、使用和進(jìn)口含全氟長(zhǎng)碳鏈的產(chǎn)品。日本則已經(jīng)有相關(guān)替代產(chǎn)品的技術(shù)儲(chǔ)備，不久之后也會(huì)停止生產(chǎn)含全氟辛基等全氟長(zhǎng)碳鏈的材料。因此，在各種材料和助劑中禁用PFOS已經(jīng)成為全球氟材料研究者的共識(shí)。如何通過(guò)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到可提供極低表面能、同時(shí)又不含全氟辛基的聚合物材料早已成為當(dāng)前材料表面處理的關(guān)注熱點(diǎn)。2001年美國(guó)EPA提出禁止使用PFOS后，3M公司于2002年聲明不生產(chǎn)PFOS相關(guān)產(chǎn)品。同時(shí)研發(fā)全氟丁基磺酸(PFBS, Perfluorobutane Sulfonate),由PFBS生產(chǎn)新的含氟聚合物助劑。但是，PFBS類產(chǎn)品形成的聚合物膜臨界表面張力δ為15mN/m，達(dá)不到全氟辛基(-C8F17)臨界表面張力δ等于10mN/m的水平。究其原因，是因?yàn)槎谭兼溚榛a(chǎn)品在用于表面處理時(shí)，不能有效提供氟烷基屏蔽效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙氟烷基衣康酸酯及其制備方法，以解決現(xiàn)有全氟辛基類產(chǎn)品存在的累積毒性和面臨全球禁用的問(wèn)題。本發(fā)明提供的一種雙氟烷基衣康酸酯，其結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種雙氟烷基衣康酸酯，其特征在于，它的結(jié)構(gòu)式為
2.一種制備如權(quán)利要求I所述的雙氟烷基衣康酸酯的方法，其特征在于，以含氟醇和衣康酸為原料，以質(zhì)子酸為催化劑，通過(guò)酯化反應(yīng)制備一種雙氟烷基衣康酸酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙氟烷基衣康酸酯的制備方法，其特征在于，具體制備步驟如下 步驟I)準(zhǔn)備原料成分重量比含氟醇1-8衣康酸I質(zhì)子酸O. 01-0. 5阻聚劑O. 01-0. 5烴類溶劑1-30 步驟2)酯化反應(yīng) 按步驟I)中所述配比，將含氟醇、衣康酸、質(zhì)子酸、烴類溶劑和阻聚劑依次加入到反應(yīng)器中，攪拌形成均一的溶液，在60-142°C下回流分水、反應(yīng)3-48小時(shí)； 步驟3)后處理 反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)液過(guò)濾得到清亮濾液,將濾液水洗至中性，然后加入干燥劑干燥2-24小時(shí)； 干燥結(jié)束后過(guò)濾除去干燥劑，得到的濾液減壓蒸餾除溶劑得到產(chǎn)物，即是雙氟烷基衣康酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙氟烷基衣康酸酯的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的含氟醇為1，1，3_三氫四氟丙醇、1，1，5_三氫八氟戊醇和1，1，2，2_四氫十三氟辛醇中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙氟烷基衣康酸酯的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的質(zhì)子酸為硫酸、對(duì)甲苯磺酸和磷酸中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙氟烷基衣康酸酯的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的阻聚劑為對(duì)苯二酚或間苯二酚中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙氟烷基衣康酸酯的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的烴類溶劑為苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、甲酸乙酯和環(huán)己烷中的一種，或其中任意兩種的混合物，混合時(shí)重量比為1-5 5-1。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙氟烷基衣康酸酯的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的干燥劑為無(wú)水硫酸鈉、無(wú)水氯化鈣或無(wú)水硫酸鎂中的一種，干燥劑用量相當(dāng)于含氟醇質(zhì)量的 5% -20%。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙氟烷基衣康酸酯的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中的減壓蒸餾除溶劑的蒸餾，是在40-140°C的溫度和133. 3Pa-1333. OPa的真空度下進(jìn)行減壓蒸餾。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙氟烷基衣康酸酯及其制備方法，利用不飽和二元羧酸與含氟醇反應(yīng)合成雙氟烷基不飽和酸酯，具體是以含氟醇和衣康酸為原料，以質(zhì)子酸為催化劑，通過(guò)酯化反應(yīng)制得雙氟烷基衣康酸酯。本發(fā)明制備的雙氟烷基衣康酸酯，其分子中含有不飽和雙鍵，可用作自由基聚合的原料制備碳鏈聚合物，兩個(gè)氟烷基處于密集堆積狀態(tài)，且氟烷基的氟碳鏈長(zhǎng)度比全氟辛基短，不存在極端惰性和累積毒性，不屬于禁用含氟化學(xué)品范圍，本發(fā)明的雙氟烷基衣康酸酯以含氟醇和衣康酸為原料合成，通過(guò)常規(guī)酯化反應(yīng)制備，合成工藝條件溫和、設(shè)備要求低、收率高，極易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07C67/08GK102898308SQ20111021092
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者李戰(zhàn)雄, 葉皓華, 陳國(guó)強(qiáng), 蔡露 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)