1.一種氟碳陰離子表面活性劑,其特征在于:其通式為:
其中,
)M為L(zhǎng)i、Na、K、Rb、Cs、NH4中的一種;
ii)R為-H或者芳香基團(tuán)或者C1-C6一價(jià)烷基基團(tuán)或者C1-C6二價(jià)末端取代烷基基團(tuán);
iii)R1為C1-C6二價(jià)烷基基團(tuán);
iv)Rf為C3-20全氟長(zhǎng)碳鏈基團(tuán)或C3-20主鏈中插入氧原子的全氟烷基或C3-20主鏈中插入硫原子的全氟烷基或C3-20末端有氫取代的全氟烷基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟碳陰離子表面活性劑,其特征在于:所述C1-C6二價(jià)末端取代烷基基團(tuán)為-H、-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH3或-CH2CH2OH。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟碳陰離子表面活性劑,其特征在于:所述C1-C6二價(jià)烷基基團(tuán)為-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2-或-CH2CH2CH2CH2CH2CH2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟碳陰離子表面活性劑,其特征在于:所述Rf為C3-20全氟烷烴基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟碳陰離子表面活性劑,其特征在于:所述C3-20主鏈中插入氧原子的全氟烷基為
-CF2OCF(CF3)2、
-CF(CF3)OCF2CF3、
-CF2CF2OCF2CF3、
-CF(CF3)OCF(CF3)2、
-CF2CF2OCFCF3OCF2CF3、
-CF2CF(CF3)OCF(CF3)2、
-CF2CF(CF3)OCF2CF2CF3、
-CF2CF(CF3)O CF2CF2OCF2CF3、
-CF2CF2O CF2CF2OCF2(CF3)2、
-CF2CF(CF3)O CF2CF2OCF2(CF3)2、
-CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2CF3、
-CF2CF2OCF2CF(CF3)OCF2CF2CF3、
-CF2CF(CF3) OCF2CF2OCF2CF2CF3、
-CF2CF2OCF(CF3)OCF2CF2OCF(CF3)2、
-CF2CF2OCF(CF3)OCF2CF2OCF2CF2CF3、
-CF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF(CF3)2、
-CF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF(CF3)2、
-CF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCFCF2CF3、
-CF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)O CF2CF(CF3)2或
-CF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟碳陰離子表面活性劑,其特征在于:所述C3-20主鏈中插入硫原子的全氟烷基為
-CF2OCF(CF3)2
-CF(CF3)OCF2CF3、
- CF2CF2SCF2CF3、
-CF(CF3)SCF(CF3)2、
-CF2CF(CF3)SCF(CF3)2、
-CF2CF2SCFCF3SCF2CF3、
-CF2CF(CF3)SCF2CF2CF3、
-CF2CF(CF3)SCF2CF2SCF2CF3、
-CF2CF2S CF2CF2SCF2(CF3)2、
-CF2CF(CF3)SCF2CF2SCF2(CF3)2、
-CF(CF3)SCF2CF(CF3)SCF2CF2CF3、
-CF2CF2SCF2CF(CF3)SCF2CF2CF3、
-CF2CF(CF3)SCF2CF2SCF2CF2CF3、
-CF2CF2SCF(CF3)SCF2CF2SCF(CF3)2、
-CF2CF2SCF(CF3)SCF2CF2SCF2CF2CF3、
-CF2CF(CF3)SCF2CF(CF3)SCF(CF3)2、
-CF2CF(CF3)SCF2CF(CF3)SCF(CF3)2、
-CF2CF(CF3)SCF2CF(CF3)SCFCF2CF3、
-CF2CF(CF3)SCF2CF(CF3)SCF2CF(CF3)S CF2CF(CF3)2或
-CF2CF(CF3)SCF2CF(CF3)SCF2CF(CF3)SCF2CF(CF3)SCF2CF(CF3)2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟碳陰離子表面活性劑,其特征在于:所述C3-20末端有氫取代的全氟烷基為-CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2H、
-CF(CF3)CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2H、
-CF(CF3)CF2CF2CF(CF3)CF2CF2CF2CF2CF2CF2H、
-CF(CF3)CF2CF2CF(CF3)CF2CF2CF2CF2CF2H、
-CF(CF3)CF2CF2CF(CF3)CF2CF(CF3)CF2CF2H、
-CF2CF2CF2CF(CF3)CF2CF(CF3)CF2CF2H、
-CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2H、
-CF2CF2CF(CF3)CF2CF(CF3)CF2CF2H、
-CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2H、
-CF2CF(CF3)CF2CF2CF2CF2CF2H、
-CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2H、
-CF(CF3)CF2CF2CF2CF2CF2H或
-CF2CF2CF2CF2CF2CF2H。
8.一種氟碳陰離子表面活性劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
i)在氮?dú)獗Wo(hù)下,往反應(yīng)釜中加入1.00摩爾份氨基醇,在0-100℃下,恒溫?cái)嚢璨⒌渭?.10-1.50摩爾份全氟烴基取代甲酸或全氟烷基取代甲酸的衍生物,滴加完全,繼續(xù)反應(yīng)2~10h,減壓蒸餾回收過(guò)量的氟化物和反應(yīng)產(chǎn)生的甲醇,將反應(yīng)釜放入真空干燥箱干燥過(guò)夜,得到含羥基的全氟酰胺。
9.步驟i)中所述的氨基醇,其結(jié)構(gòu)通式為(II)所示:
其中,(1)R為-H或者芳香基團(tuán)或者C1-C6一價(jià)烷基基團(tuán)或者C1-C6二價(jià)末端取代烷基基團(tuán);(2)R1為C1-C6二價(jià)烷基基團(tuán);
)將1摩爾份的步驟i) 所得含羥基的全氟酰胺溶解或不溶解在非質(zhì)子溶劑中,并冷卻至0℃以下,劇烈攪拌并緩慢滴加1.05摩爾份的氯磺酸或氟磺酸,尾氣用堿吸收,滴加完畢,升溫至室溫,并繼續(xù)反應(yīng)1h;往反應(yīng)釜中加入適量冰水混合物,劇烈攪拌30min,分去水層,保留有機(jī)層;
iii)往步驟ii)的有機(jī)層加入飽和碳酸鹽或碳酸氫鹽,直到?jīng)]有氣體產(chǎn)生,分去水層,有機(jī)層減壓濃縮成膏狀后,加入體積比為1:2的正丁醇-乙酸乙酯溶液,完全溶解后加入與有機(jī)溶劑等體積的蒸餾水,劇烈震蕩后靜置分層,分去水層,有機(jī)層用無(wú)水硫酸鈉干燥過(guò)夜,過(guò)濾去硫酸鈉,濾液減壓蒸餾后放入80℃真空干燥箱干燥過(guò)夜。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種氟碳陰離子表面活性劑的制備方法,其特征在于,所述C1-C6二價(jià)末端取代烷基基團(tuán)為-H、-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH3或-CH2CH2OH。