CN1817431A - 阳离子型含氟Gemini表面活性剂 - Google Patents

阳离子型含氟Gemini表面活性剂 Download PDF

Info

Publication number
CN1817431A
CN1817431A CN200510112349.5A CN200510112349A CN1817431A CN 1817431 A CN1817431 A CN 1817431A CN 200510112349 A CN200510112349 A CN 200510112349A CN 1817431 A CN1817431 A CN 1817431A
Authority
CN
China
Prior art keywords
surfactant
gemini
formula
gemini surfactant
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200510112349.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100364650C (zh
Inventor
王利民
刘博�
田禾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS
East China University of Science and Technology
Original Assignee
Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS
East China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS, East China University of Science and Technology filed Critical Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS
Priority to CNB2005101123495A priority Critical patent/CN100364650C/zh
Publication of CN1817431A publication Critical patent/CN1817431A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100364650C publication Critical patent/CN100364650C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Abstract

本发明涉及一种阳离子型含氟Gemini表面活性剂，其为具有式(1)所示结构的化合物，式(1)中，R1，R2分别选自C1～C6的烷基中一种；X为Cl，Br或I；m＝1～6；R3为满足通式CnF2n+1CO或CnF2n+1SO2的基团，其中n＝3～8。本发明设计且制得的阳离子型含氟Gemini表面活性剂与传统不含氟的Gemini表面活性剂相比，具有更低的临界胶束浓度，达到同样的表面张力需要的表面活性剂的量更少，并且具有更好的分散性、泡沫稳定性、渗透性及润湿性。

Description

阳离子型含氟Gemini表面活性剂
技术领域
本发明涉及一种阳离子型Gemini表面活性剂，特别涉及一种阳离子型含氟Gemini表面活性剂。
背景技术
与传统的表面活性剂的分子结构不同，Gemini表面活性剂分子中至少含有两个亲水基团和两个疏水基团，亲水基间由隔离基团(Spacer)联结起来。从Gemini表面活性剂的分子结构可以知道，该表面活性剂既增强了碳氢链的疏水作用，也通过Spacer调整亲水基团的距离，改变了单元分子的几何形状，使得胶束表面电荷密度、水化程度及胶束形状的变化，使其具有一定的特性。与传统表面活性剂相比，Gemini表面活性剂具有如下特性：
(1)具有相当低的CMC值；
(2)Gemini表面活性剂更易吸附在两相界面上，远比传统表面活性剂高效；
(3)Gemini表面活性剂的亲油基团在界面上排列得更紧凑(当2个亲水基团之间的连接基团只有4个碳原子(或更少)时尤为明显)，这就使得其在界面上产生了一层自黏性薄膜。它在气/液界面意味着能有效降低表面张力，形成更稳定的泡沫；在液/液界面意味着可形成稳定的乳状液；在固/液界面意味着更稳定的固体分散；
(4)Gemini表面活性剂与其它表面活性剂之间更有可能进行协同作用。对离子型Gemini表面活性剂而言，其离子头基团带有两倍的电荷。使得固体小颗粒能稳定地分散并悬浮在水中，以及和其它类型表面活性剂之间可能存在更强的相互作用(由于一种表面活性剂与其它表面活性剂的协同作用在很大程度上取决于两种表面活性剂的亲水基团间相互作用的强度)。然而，由于现有Gemini表面活性剂的油溶性基团多为碳-氢基团，其表面活性及其它性能尚有不尽如人意之处。因此，研发新型的Gemini表面活性剂成为本发明需要解决的技术问题。
发明内容
本发明目的在于，提供一种阳离子型含氟Gemini表面活性剂，以此提高现有Gemini表面活性剂的表面活性性能。
由于氟(F)原子具有很强的电负性，因此形成的碳-氟键的键能很高，且氟原子对碳-碳链的屏蔽作用也较氢原子大，从而导致有机氟化合物具备传统有机碳氢化合物所不具备的特殊性能。本发明正是利用一些具有特殊性能的有机氟化合物来“修饰”现有的Gemini表面活性剂，使其具有更高的表面活性及其它性能。
本发明所说的Gemini表面活性剂为具有式(1)所示结构的化合物：
式(1)中，R1，R2分别选自C1～C6的烷基中一种；X为Cl，Br或I；m＝1～6；R3为满足通式CnF2n+1CO或CnF2n+1SO2的基团，其中n＝3～8。
本发明的一个优选方案为，R1，R2分别选自C1～C3的烷基中一种。
本发明的另一个优选方案为，X为Cl或Br。
制备本发明所说的Gemini表面活性剂的方法包括如下步骤：
制备反应方程式如下：
制备反应方程式中：R1，R2，R3，X及m的含义与前文所述相同。
A.将全氟羧酸或全氟磺酸[式(2)所示化合物]和有机胺[式(3)所示化合物]按摩尔比为1∶(1.5～2)置于反应器中，于110℃～120℃回流反应9～12小时得式(4)所示化合物；
B.将式(4)所示化合物与Gemini季铵化试剂[式(5)所示化合物，X优选为氯]按摩尔比为1∶(1.5～2)置于反应器中，以乙醚为溶剂，回流反应48小时得目标化合物[式(1)所示化合物]。其中，式(2)所示化合物的制备可参照日本物理化学专利：57，923-5(1953)以及美国专利3,475,333；式(3)所示化合物的制备可参照McKay et al.；Can.J.Chem.，34，1956：1567～1569；式(5)所示化合物的制备可参照Subramaniam，G.；Gilpin，R.K.；Synthesis，12，1992：1232～1234。
本发明制备的阳离子型含氟Gemini表面活性剂与传统不含氟的Gemini表面活性剂相比，具有更低的临界胶束浓度，达到同样的表面张力需要的表面活性剂的量更少，并且具有更好的分散性、泡沫稳定性、渗透性及润湿性。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围：
                              实施例1
表面活性剂(I)的合成：
Figure A20051011234900051
1、全氟磺酰胺的合成：
在三口瓶中加入100ml甲苯和0.01mol全氟辛磺酸[式(2)所示化合物，其中R3＝CnF2n+1SO2，n＝8]，然后缓慢滴加0.02mol的胺[式(3)所示化合物，其中m＝2，R1、R2均为CH3]110℃～120℃下回流反应12小时。反应结束后，蒸干甲苯，得到粗产物，粗产物重结晶，得到全氟磺酰胺。
2、Gemini表面活性剂的合成：
在三口瓶中加入前面制备的0.01mol全氟磺酰胺(由步骤1制得)和50ml乙醚，然后加入0.02mol 4，4’-二氯甲基联苯，回流反应48小时，得到的白色固体即为表面活性剂产品。
1H NMR(DMSO-d6)δ(ppm)：1.91(s，2H)，3.09(t，J＝7.2Hz，4H)，3.32(s，12H)，3.50(t，J＝5.7Hz，4H)，4.49(s，4H)，7.12(d，J＝8.5Hz，2H)，7.36(d，J＝6.4Hz，2H)。由于质谱中只出现正离子部分，正离子部分分子量为1320，又由于含有两个正电荷，所以在质谱中出现分子离子峰：M/Z＝660。
                        实施例2
表面活性剂(II)的合成：
1、全氟磺酰胺的合成：
在三口瓶中加入100ml甲苯和0.01mol全氟辛磺酸[式(2)所示化合物，其中R3＝CnF2n+1SO2，n＝6]，然后缓慢滴加0.02mol的胺[式(3)所示化合物，其中m＝4，R1、R2均为-C2H5]，110℃～120℃下回流反应12小时。反应结束后，蒸干甲苯，得到粗产物，粗产物重结晶，得到全氟磺酰胺。
2、Gemini表面活性剂的合成：
在三口瓶中加入由步骤1制得的0.01mol全氟磺酰胺和50ml乙醚，然后加入0.02mol 4，4’-二氯甲基联苯，回流反应48小时，得到的白色固体即为表面活性剂产品。
1H NMR(DMSO-d6)δ(ppm)：0.89(t，J＝7.8Hz，12H)，1.41～1.47(m，4H)，1.77(m，4H)，1.81(s，2H)，2.65(t，4H)，3.22(t，J＝5.7Hz，4H)，3.28(m，4H)，4.53(s，4H)，7.12(d，J＝8.5Hz，2H)，7.36(d，J＝6.4Hz，2H)。
由于质谱中只出现正离子部分，正离子部分分子量为1232，又由于含有两个正电荷，所以在质谱中出现分子离子峰：M/Z＝616。
                           实施例3
表面活性剂(III)的合成：
1、全氟辛酰胺的合成：
在三口瓶中加入100ml甲苯和0.01mol全氟辛酸[式(2)所示化合物，其中R3＝CnF2n+1CO，n＝7]，然后缓慢滴加0.02mol的胺[式(3)所示化合物，其中m＝4，R1、R2均为-CH3]，110℃～120℃下回流反应12小时。反应结束后，蒸干甲苯，得到粗产物，粗产物重结晶，得到全氟辛酰胺。
2、Gemini表面活性剂的合成：
在三口瓶中加入前面制备的0.01mol全氟辛酰胺和50ml乙醚，然后加入0.02mol 4，4’-二溴甲基联苯，回流反应48小时，得到的白色固体即为表面活性剂产品。
1H NMR(DMSO-d6)δ(ppm)：1.47～1.53(m，4H)，1.70～1.79(m，4H)，3.20(m，4H)，3.26(t，J＝5.7Hz，4H)，3.41(s，12H)，4.51(s，4H)，7.11(d，J＝8.5Hz，2H)，7.37(d，J＝6.4Hz，2H)，7.74(s，2H)。
由于质谱中只出现正离子部分，正离子部分分子量为1204，又由于含有两个正电荷，所以在质谱中出现分子离子峰：M/Z＝602。
                        实施例4
本发明设计并制备的含氟Gemini表面活性剂[以表面活性剂(I)为例]和现有不含氟Gemini表面活性剂[现有不含氟Gemini表面活性剂的结构式(6)所示，]的表面活性性能对比，对比结果见表1：
Figure A20051011234900071
对比1：n＝12
对比2：n＝14
对比3：n＝16
表1  各表面活性剂的表面活性数据25℃
  对比1   对比2   对比3   表面活性剂(I)
  临界胶束浓度CCMC/mol*L-1   2.9854E-6   2.3931E-6   2.0893E-6   5.5378E-7
  CMC下的表面张力γCMC/dynes*cm-1   45.0655   43.2700   37.2365   23.1540

Claims (4)

1、一种Gemini表面活性剂，其为具有式(1)所示结构的化合物：
Figure A2005101123490002C1
式(1)中，R1，R2分别选自C1～C6的烷基中一种；X为Cl，Br或I；m＝1～6；R3为满足通式CnF2n+1CO或CnF2n+1SO2的基团，其中n＝3～8。
2、如权利要求1所述的Gemini表面活性剂，其特征在于，R1，R2分别选自C1～C3的烷基中一种。
3、如权利要求1或2所述的Gemini表面活性剂，其特征在于，其中X为Cl或Br。
4、如权利要求3所述的Gemini表面活性剂，其特征在于，所说的Gemini表面活性剂为表面活性剂(I)、表面活性剂(II)或表面活性剂(III)。
CNB2005101123495A 2005-12-29 2005-12-29 阳离子型含氟Gemini表面活性剂 Expired - Fee Related CN100364650C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005101123495A CN100364650C (zh) 2005-12-29 2005-12-29 阳离子型含氟Gemini表面活性剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005101123495A CN100364650C (zh) 2005-12-29 2005-12-29 阳离子型含氟Gemini表面活性剂

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1817431A true CN1817431A (zh) 2006-08-16
CN100364650C CN100364650C (zh) 2008-01-30

Family

ID=36917755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005101123495A Expired - Fee Related CN100364650C (zh) 2005-12-29 2005-12-29 阳离子型含氟Gemini表面活性剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100364650C (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100446846C (zh) * 2006-12-22 2008-12-31 江苏飞翔化工股份有限公司 阳离子型Gemini表面活性剂
CN102166494A (zh) * 2011-02-25 2011-08-31 华东理工大学 可降解阳离子型双子座(Gemini)表面活性剂
CN102389745A (zh) * 2011-08-15 2012-03-28 华中师范大学 含氟双子型阳离子表面活性剂的制备方法与用途
CN101440044B (zh) * 2008-12-26 2012-07-18 华东理工大学 含氟Gemini季铵盐稀土Lewis酸
CN103446943A (zh) * 2013-09-18 2013-12-18 华中师范大学 双子型全氟烷基磺酰氧基苄基阳离子表面活性剂及其制备与应用
CN107417635A (zh) * 2016-12-21 2017-12-01 华东理工大学 多枝状三嗪衍生物及其用途

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102908937B (zh) * 2012-09-12 2015-07-29 衢州学院 基于全氟壬烯和全氟己烯的阳离子型双子氟表面活性剂及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1168705C (zh) * 2002-06-26 2004-09-29 西南石油学院 一种双季铵盐基双苯基表面活性剂及其制备方法
CN1243604C (zh) * 2004-01-13 2006-03-01 西华师范大学 含吡啶环的双子季铵盐表面活性剂及其制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100446846C (zh) * 2006-12-22 2008-12-31 江苏飞翔化工股份有限公司 阳离子型Gemini表面活性剂
CN101440044B (zh) * 2008-12-26 2012-07-18 华东理工大学 含氟Gemini季铵盐稀土Lewis酸
CN102166494A (zh) * 2011-02-25 2011-08-31 华东理工大学 可降解阳离子型双子座(Gemini)表面活性剂
CN102389745A (zh) * 2011-08-15 2012-03-28 华中师范大学 含氟双子型阳离子表面活性剂的制备方法与用途
CN103446943A (zh) * 2013-09-18 2013-12-18 华中师范大学 双子型全氟烷基磺酰氧基苄基阳离子表面活性剂及其制备与应用
CN103446943B (zh) * 2013-09-18 2014-10-22 华中师范大学 双子型全氟烷基磺酰氧基苄基阳离子表面活性剂及其制备与应用
CN107417635A (zh) * 2016-12-21 2017-12-01 华东理工大学 多枝状三嗪衍生物及其用途
CN107417635B (zh) * 2016-12-21 2019-07-23 华东理工大学 多枝状三嗪衍生物及其用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN100364650C (zh) 2008-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1817431A (zh) 阳离子型含氟Gemini表面活性剂
CN1304097C (zh) 一种双子型氟碳表面活性剂及其制备方法
MX2011000702A (es) Compuestos de eter fluorados y metodos para usar los mismos.
EP1957445A2 (en) Fluorinated gemini surfactants
CN1817430A (zh) 一种新型双醚双苯磺酸盐双子表面活性剂及其制备方法
CN109456489B (zh) 一种有序多孔聚离子液体材料、制备方法及其应用
CN103865511A (zh) 粘弹性表面活性剂压裂液及其制备方法与应用
CN1927894A (zh) 一种含氟碳链丙烯酸酯及其共聚物的制备方法和应用
Chen et al. Strategy of regulating the electrophilic/nucleophilic ability by ionic ratio in poly (ionic liquid) s to control the coupling reaction of epoxide
NL2014053B1 (en) Comb polymer, method of preparing the same, and use thereof.
CN1724581A (zh) 一种水性硅氟聚合物及其制备方法和该聚合物的水分散物
CN1903419A (zh) 聚氧乙烯链三阳离子季铵盐表面活性剂及其合成方法
CN112457834A (zh) 一种Gemini型阳离子表面活性剂及其制法与应用
CN111559970B (zh) 一种多磺酸结构表面润湿剂及其制备方法
CN111346570B (zh) 一种磺酸基阴离子双子表面活性剂及其制备方法
CN112939821A (zh) 一种开发致密油用相渗调节渗透剂及其制备方法
CN1705640A (zh) 包含磺酸根阴离子的离子液体
CN110787720A (zh) 一种含氟双子表面活性剂及其制备方法
CN1295256C (zh) 含全氟烷基磺酰亚胺侧链的高分子聚合物及其合成方法
CN1196670C (zh) 一种制备四乙基氢氧化铵的方法
CN1148338C (zh) 三氟苯乙烯类含氟单体、合成方法及其用途
CN100446846C (zh) 阳离子型Gemini表面活性剂
CN1760178A (zh) 一种全氟烷基磺酸盐及其制备方法与应用
CN1174562A (zh) 硬质聚氨酯泡沫
KR101621779B1 (ko) 사차 암모늄을 포함하는 하이브리드형 불소계 화합물 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Shenzhen Tianding Fine Chemical Co., Ltd.

Assignor: East China University of Science and Technology|Shanghai Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences

Contract fulfillment period: 2009.6.1 to 2014.5.31 contract change

Contract record no.: 2009310000189

Denomination of invention: Cation fluoride Gemini surface activator

Granted publication date: 20080130

License type: Exclusive license

Record date: 2009.9.2

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.6.1 TO 2014.5.31; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: SHENZHEN TIANDING FINE CHEMICAL ENGINEERING MANUFA

Effective date: 20090902

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080130

Termination date: 20141229

EXPY Termination of patent right or utility model