本發(fā)明涉及含氟表面活性劑制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯及其制備方法。
背景技術(shù)：
表面活性劑的種類較多，而含氟表面活性劑由于自身的特殊性能，如其表面活性度較高，穩(wěn)定性優(yōu)異，并且還與其他表面活性劑具有極好的相容性，使得其被廣泛應(yīng)用于機(jī)械潤(rùn)滑劑、織物整理劑、粘合劑、泡沫滅火劑、抗靜電劑等產(chǎn)品中。
N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯，其是含氟表面活性劑的一種，其也在各種產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用，如專利文獻(xiàn)號(hào)為CN103819995，將其應(yīng)用于納米材料改性、專利文獻(xiàn)號(hào)為EP2221592，將其應(yīng)用于多功能光學(xué)傳感器、專利文獻(xiàn)號(hào)為CN104845521，將其應(yīng)用于手機(jī)保護(hù)膜、專利文獻(xiàn)號(hào)為US20080143003，將其應(yīng)用于彩色隱形眼鏡等領(lǐng)域中，其已經(jīng)成為相應(yīng)產(chǎn)品制備的重要中間體。
雖然，現(xiàn)有技術(shù)中有著大量的技術(shù)文獻(xiàn)報(bào)道，將N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，也有大量的文獻(xiàn)報(bào)道N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯具有何種效果和特性；但是，截止當(dāng)前，并未發(fā)現(xiàn)有任何關(guān)于N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯合成研究的文獻(xiàn)報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯及其制備方法。
具體是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
采用N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇與丙烯酰氯?；磻?yīng)制備N-乙
基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯，其合成路線如下所示：
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在：
通過(guò)采用廉價(jià)易得的N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇為原料，并加丙烯酰氯進(jìn)行一步催化酰化反應(yīng)獲得N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯，其產(chǎn)品產(chǎn)率最優(yōu)能夠達(dá)到78％，且工藝流程簡(jiǎn)單，合成路線短，成本低。
本發(fā)明創(chuàng)造在反應(yīng)結(jié)束后，采用水淬滅反應(yīng)，采用乙酸乙酯萃取，洗滌有機(jī)相，并采用無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸出溶劑等步驟純化產(chǎn)品，其難度較低，并且獲得的產(chǎn)品的品質(zhì)較優(yōu)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施方式來(lái)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的限定，但要求保護(hù)的范圍不僅局限于所作的描述。
將N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇為原料，并在加入溶劑中溶解后，再加入縛酸劑和催化劑，并調(diào)整溫度條件為-30℃～0℃下，滴加丙烯酰氯進(jìn)行催化?；磻?yīng)，并保溫3-4h，采用加水淬滅反應(yīng)，并采用乙酸乙酯進(jìn)行萃取，采用水洗滌有機(jī)相，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸出溶劑，獲得產(chǎn)品。
在某些優(yōu)選實(shí)施例中，上述的溶劑采用的是乙醚、異丙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿或1,2-二氯乙烷；在某些優(yōu)選實(shí)施例中，縛酸劑采用的是三乙胺和/或4-甲基嗎啉；在某些優(yōu)選實(shí)施例中，催化劑采用的是4-二甲氨基吡啶。在某些優(yōu)選的實(shí)施例中，乙酸乙酯萃取步驟中，是進(jìn)行三次萃取，每次采用的乙酸乙酯的量溶劑體積用量的一半；在某些實(shí)施例中，采用水洗滌有機(jī)相時(shí)，其是采用水一次洗滌，水的用量為萃取劑乙酸乙酯體積的60％。
具體的，本發(fā)明創(chuàng)造的研究者經(jīng)過(guò)了以下具體的實(shí)施例操作：
實(shí)施例1
在500mL三口瓶中，將N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(50.0g，87.5mmol)溶于乙醚(200mL)，加入三乙胺(19.5g，192.6mmol)和4-二甲氨基吡啶(5.4g，43.8mmol)，在0℃下緩慢滴加丙烯酰氯(11.9g，131.3mmol)，保溫反應(yīng)3.5h。反應(yīng)完畢，加水淬滅，乙酸乙酯(100ml×3)萃取，合并有機(jī)相，純化水(60ml×1)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸除溶劑，即得目標(biāo)產(chǎn)物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯34.0g，收率為62.1％。
1H NMR(CDCl3):δ6.46(d,1H)，6.13(dd，1H)，5.91(d，1H)，4.35(t，2H)，3.83(m，1H)，3.59(ddd，3H)，1.30(t，3H)。
實(shí)施例2
在500mL三口瓶中，將N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(50.0g，87.5mmol)溶于乙醚(200mL)，加入4-甲基嗎啉(19.9g，196.9mmol)和4-二甲氨基吡啶(8.6g，70.0mmol)，在-10℃下緩慢滴加丙烯酰氯(11.9g，131.3mmol)，保溫反應(yīng)3.5h。反應(yīng)完畢，加水淬滅，乙酸乙酯(100ml×3)萃取，合并有機(jī)相，純化水(60ml×1)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸除溶劑，即得目標(biāo)產(chǎn)物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯38.0g，收率為69.5％。
1H NMR(CDCl3):δ6.46(d，1H)，6.13(dd，1H)，5.91(d，1H)，4.35(t，2H)，3.83(m,1H)，3.59(ddd，3H)，1.30(t，3H)。
實(shí)施例3
在500mL三口瓶中，將N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(50.0g，87.5mmol)溶于乙醚(200mL)，加入4-甲基嗎啉(19.9g，196.9mmol)和4-二甲氨基吡啶(5.4g，43.8mmol)，在-20℃下緩慢滴加丙烯酰氯(15.8g，175.1mmol)，保溫反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢，加水淬滅，乙酸乙酯(100ml×3)萃取，合并有機(jī)相，純化水(60ml×1)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸除溶劑，即得目標(biāo)產(chǎn)物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯38.9g，收率為71.2％。
1H NMR(CDCl3):δ6.46(d，1H)，6.13(dd，1H)，5.91(d，1H)，4.35(t，2H)，3.83(m，1H)，3.59(ddd，3H)，1.30(t，3H)。
實(shí)施例4
在500mL三口瓶中，將N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(50.0g，87.5mmol)溶于乙醚(200mL)，加入三乙胺(19.9g，196.9mmol)和4-二甲氨基吡啶(5.4g，43.8mmol)，在-30℃下緩慢滴加丙烯酰氯(11.9g，131.3mmol)，保溫反應(yīng)3.5h。反應(yīng)完畢，加水淬滅，乙酸乙酯(100ml×3)萃取，合并有機(jī)相，純化水(60ml×1)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸除溶劑，即得目標(biāo)產(chǎn)物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯42.0g，收率為76.6％。
1H NMR(CDCl3):δ6.46(d，1H)，6.13(dd，1H)，5.91(d，1H)，4.35(t，2H)，3.83(m，1H)，3.59(ddd，3H)，1.30(t，3H)。
實(shí)施例5
在500mL三口瓶中，將N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(20.0g，35.0mmol)溶于乙醚(100mL)，加入4-甲基嗎啉(4.3g，42.0mmol)和4-二甲氨基吡啶(2.1g，17.5mmol)，在0℃下緩慢滴加丙烯酰氯(3.2g，35.0mmol)，保溫反應(yīng)3.5h。反應(yīng)完畢，加水淬滅，乙酸乙酯(50ml×3)萃取，合并有機(jī)相，純化水(20ml×1)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸除溶劑，即得目標(biāo)產(chǎn)物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯13.4g，收率為61.1％。
1H NMR(CDCl3):δ6.46(d，1H)，6.13(dd，1H)，5.91(d，1H)，4.35(t，2H)，3.83(m，1H)，3.59(ddd，3H)，1.30(t，3H)。
實(shí)施例6
在500mL三口瓶中，將N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(20.0g，35.0mmol)溶于乙醚(100mL)，加入三乙胺(5.3g，52.5mmol)和4-二甲氨基吡啶(2.1g，17.5mmol)，在-10℃下緩慢滴加丙烯酰氯(4.8g，52.5mmol)，保溫反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢，加水淬滅，乙酸乙酯(50ml×3)萃取，合并有機(jī)相，純化水(20ml×1)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸除溶劑，即得目標(biāo)產(chǎn)物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯14.8g，收率為67.6％。
1H NMR(CDCl3):δ6.46(d，1H)，6.13(dd，1H)，5.91(d，1H)，4.35(t，2H)，3.83(m，1H)，3.59(ddd，3H)，1.30(t，3H)。
實(shí)施例7
在500mL三口瓶中，將N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(20.0g，35.0mmol)溶于乙醚(100mL)，加入三乙胺(7.1g，70.0mmol)和4-二甲氨基吡啶(3.4g，28.0mmol)，在-20℃下緩慢滴加丙烯酰氯(4.8g，52.5mmol)，保溫反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢，加水淬滅，乙酸乙酯(50ml×3)萃取，合并有機(jī)相，純化水(20ml×1)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸除溶劑，即得目標(biāo)產(chǎn)物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯15.8g，收率為72.3％。
1H NMR(CDCl3):δ6.46(d，1H)，6.13(dd，1H)，5.91(d，1H)，4.35(t，2H)，3.83(m，1H)，3.59(ddd，3H)，1.30(t，3H)。
實(shí)施例8
在500mL三口瓶中，將N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(20.0g，35.0mmol)溶于乙醚(100mL)，加入三乙胺(10.6g，105.0mmol)和4-二甲氨基吡啶(4.3g，35.0mmol)，在-30℃下緩慢滴加丙烯酰氯(6.3g，70.0mmol)，保溫反應(yīng)3h。反應(yīng)完畢，加水淬滅，乙酸乙酯(50ml×3)萃取，合并有機(jī)相，純化水(20ml×1)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸除溶劑，即得目標(biāo)產(chǎn)物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯17.1g，收率為78.0％。
1H NMR(CDCl3):δ6.46(d，1H)，6.13(dd，1H)，5.91(d，1H)，4.35(t，2H)，3.83(m，1H)，3.59(ddd，3H)，1.30(t，3H)。
上述實(shí)施例僅限于對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案做出進(jìn)一步的闡述，以便于本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的正確理解，并不是對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造做出進(jìn)一步的限定，在某些實(shí)施例中，還可以在上述的實(shí)施例中，將三乙胺和4-甲基嗎啉按照一定的比例配入，如在實(shí)施例8的基礎(chǔ)上，三乙胺為5.3g和4-甲基嗎啉為5.3g等的組合。
在另外某些實(shí)施例中，對(duì)于丙烯酰氯與N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇的投料比按照1-2:1進(jìn)行。
在另外某些實(shí)施例中，催化劑與N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇的投料比按照0.5-1:1進(jìn)行。
在另外某些實(shí)施例中，縛酸劑與N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇的投料比按照1.2-3:1進(jìn)行。
為此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，做出的不具有突出的實(shí)質(zhì)性特征和非顯著進(jìn)步的改進(jìn)，均屬于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范疇。