JP2006104240A - Fluorine-containing compound, surfactant and composition of the same - Google Patents

Fluorine-containing compound, surfactant and composition of the same Download PDF

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一也 大春
Takashi Seki
隆司 関
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Masahito Mihashi
雅人 三橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorine-containing surfactant excellent in surface tension-decreasing capacity even on its single use, especially exhibiting a sufficient surface tension-decreasing capacity even at a lower concentration than usual surfactant concentration, and also having a dynamic surface tension-decreasing capacity, a composition containing the surfactant and a new fluorine-containing compound useful as the surfactant. <P>SOLUTION: This surfactant consists of a straight chain perfluoropolyether amide expressed by formula: R<SP>F</SP>-Z [wherein, R<SP>F</SP>is a 6-15C perfluoropolyether group expressed by formula: R<SP>F1</SP>O(R<SP>F2</SP>O)<SB>k</SB>CF<SB>2</SB>-; and Z is a nitrogen-containing group having affinity with its medium, selected from a halogen salt of a quaternary ammonium, betaine and an amineoxide, and one of groups bonding to the nitrogen is a straight chain or branched 2-6C alkylene bonding to the R<SP>F</SP>through an amide bond, and one of the rest of the straight chain alkyl may be an alkylene group bonding to the amide nitrogen]. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、含フッ素界面活性剤、その組成物および含フッ素化合物に関する。     The present invention relates to a fluorine-containing surfactant, a composition thereof, and a fluorine-containing compound.

界面活性剤は組成物として配合することにより、界面に集まることで表面張力を低下させ、これにより、その組成物の塗り広げ易さ、浸透性を向上させることができる。
従来より、フッ素系界面活性剤の表面張力低下能力は、対応構造の炭化水素系界面活性剤あるいはシリコーン系界面活性剤よりも優れていることが知られている。このため、フッ素系界面活性剤は、広範な分野で使用されてきており、これまでにも界面活性剤に有用な各種の構造の含フッ素化合物が提案されてきた。
When the surfactant is blended as a composition, it gathers at the interface to reduce the surface tension, thereby improving the ease of spreading and penetrability of the composition.
Conventionally, it is known that the surface tension reducing ability of a fluorosurfactant is superior to a hydrocarbon surfactant or a silicone surfactant having a corresponding structure. For this reason, fluorinated surfactants have been used in a wide range of fields, and so far, fluorine-containing compounds having various structures useful for surfactants have been proposed.

フッ素系界面活性剤は、含フッ素アルキル骨格に親媒基を付した構造であり、表面張力低下能は、含フッ素アルキル骨格のフッ素化率に依存し、フッ素化率が高いほど表面張力低下能が高く、パーフルオロ化が望ましい。パーフルオロアルキル骨格を形成しうる方法としては、電解フッ素化法、テロメリゼーション法、オリゴメリゼーション法などが知られている。   Fluorosurfactant has a structure in which a fluorinated alkyl skeleton is attached with an amphiphilic group. The surface tension reducing ability depends on the fluorination rate of the fluorinated alkyl skeleton, and the higher the fluorination rate, the lower the surface tension reducing ability. Is high and perfluorination is desirable. As a method for forming a perfluoroalkyl skeleton, an electrolytic fluorination method, a telomerization method, an oligomerization method, and the like are known.

パーフルオロ骨格の化合物としては、たとえばフルオロエラストマー乳化重合用乳化剤として、RO-(-CFCFO-)-CF-COOM(Rは炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、nは0を含む整数、MはNaまたはNH)で示されるカルボン酸塩(特許文献1〜3など参照)、およびRO-(-OCFCF-)-(OCF-)-COOZ(Rは直鎖、分岐または環状パーフルオロアルキル基、nおよびmは、合計で4以下で、独立に0〜3の整数、ZはHまたはC1〜4の直鎖または分岐アルキル)で示されるカルボン酸またはエステル(特許文献4参照)などが提案されている。これら式中のnまたはmが1以上の整数である時の各式で示される化合物は、パーフルオロポリエーテル骨格のカルボン酸またはその塩またはエステル誘導体である。 As a compound having a perfluoro skeleton, for example, as an emulsifier for fluoroelastomer emulsion polymerization, R F O — (— CF 2 CF 2 O—) n —CF 2 —COOM (R F is a C 1-6 perfluoroalkyl group) , N is an integer including 0, M is Na or NH 4 ) (see Patent Documents 1 to 3, etc.), and R F O — (— OCF 2 CF 2 —) n — (OCF 2 — ) m -COOZ (R F is a linear, branched or cyclic perfluoroalkyl group, n and m are 4 or less in total, independently integers of 0 to 3, Z is a linear H or C 1 to 4 or A carboxylic acid or ester represented by (branched alkyl) has been proposed (see Patent Document 4). A compound represented by each formula when n or m in these formulas is an integer of 1 or more is a carboxylic acid of a perfluoropolyether skeleton, or a salt or ester derivative thereof.

上記のようにフッ素系界面活性剤は、表面張力低下能力に優れるが、より低濃度でも有効で、すなわち界面活性剤の使用量を低減できることが望まれる。また界面活性剤としての有効性は、静止状態の界面に対する静的表面張力の低下だけでなく、撹拌等により界面が乱されている状態での使用における動的表面張力の低下も要求される。このように、界面活性剤はその静的もしくは動的な表面張力の低下効果を期待して様々な用途に用いられてきたが、実際の利用分野においてはより高い能力のものが要求されている。
このような要求に答えるべく、含フッ素化合物と炭化水素系界面活性剤を混合する、といったことが提案されている(特許文献5参照)が、この方法のように複数の化合物を使用ことはコスト高の原因となる。
特開昭61-223007号公報 特開2002-317003号公報 特開2003-119204号公報 米国特許第5118494号明細書 特表2003-535950号公報
As described above, the fluorosurfactant is excellent in surface tension lowering ability, but it is desired that it is effective even at a lower concentration, that is, the amount of the surfactant used can be reduced. Further, the effectiveness as a surfactant is required not only to reduce the static surface tension with respect to the static interface but also to reduce the dynamic surface tension when the interface is disturbed by stirring or the like. As described above, the surfactant has been used for various applications in anticipation of the effect of reducing the static or dynamic surface tension, but in the actual application field, a higher capacity is required. .
In order to respond to such a request, it has been proposed to mix a fluorine-containing compound and a hydrocarbon surfactant (see Patent Document 5), but it is costly to use a plurality of compounds as in this method. Causes high.
JP 61-223007 A JP 2002-317003 A JP 2003-119204 A US Pat. No. 5,118,494 Special table 2003-535950 gazette

本発明は、単独使用であっても優れた表面張力低下能力に優れ、特に通常の界面活性剤濃度よりも低濃度においても充分な表面張力低下能力を発揮することができ、また動的表面張力低下能力を持つ含フッ素界面活性剤、および該界面活性剤を含む組成物ならびに界面活性剤として有用な新規な含フッ素化合物の提供を目的としている。   The present invention has excellent surface tension reducing ability even when used alone, and can exhibit sufficient surface tension reducing ability even at a concentration lower than the normal surfactant concentration. An object of the present invention is to provide a fluorine-containing surfactant having a lowering ability, a composition containing the surfactant, and a novel fluorine-containing compound useful as a surfactant.

本発明では、上記目的を、長鎖繰り返し単位を含まないパーフルオロポリエーテル骨格と、該骨格にアミド結合したアルキレン(本明細書では、アルカンジイルを意味する。)を介して結合した親媒性窒素含有基とで構成される特定構造の含フッ素化合物からなる界面活性剤によって達成している。すなわち本発明の界面活性剤は、下式(1)で示される直鎖パーフルオロポリエーテルアミドからなる。
-Z (1)
式中、Rは、RF1O-(-RF2O-)-CF−[ただし、RF1は炭素数1〜8の直鎖パーフルオロアルキル基、kは2〜6の整数であり、2以上の(-RF2O-)単位は、同一でも互いに異なっていてもよい炭素数1〜6の直鎖オキシアルキレン単位である。]で示される全炭素数6〜15の直鎖パーフルオロポリエーテル基であり、
Zは、四級アンモニウムのハロゲン塩、ベタインおよびアミンオキサイドから選ばれる窒素含有親媒基であり、かつ該窒素に結合する基の1つは、アミド結合を介してRに結合する炭素数2〜6の直鎖または分枝アルキレン基であり、残余の基は、独立に炭素数1〜4の直鎖アルキル基またはヒドロキシアルキル基であり、残余の直鎖アルキル基の1つが前記アミド窒素に結合したアルキレン基であってもよい。
In the present invention, the above-described object is achieved by using a perfluoropolyether skeleton that does not contain a long-chain repeating unit and an amphiphilic group bonded via an amide-bonded alkylene (in the present specification, alkanediyl). This is achieved by a surfactant comprising a fluorine-containing compound having a specific structure composed of a nitrogen-containing group. That is, the surfactant of the present invention comprises a linear perfluoropolyether amide represented by the following formula (1).
R F -Z (1)
In the formula, R F is R F1 O — (— R F2 O—) k —CF 2 — [wherein R F1 is a linear perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, k is an integer of 2 to 6 And the two or more (—R F2 O—) units are the same or different linear oxyalkylene units having 1 to 6 carbon atoms. And a straight-chain perfluoropolyether group having 6 to 15 carbon atoms in total,
Z is a nitrogen-containing amphiphilic group selected from a halogen salt of quaternary ammonium, betaine, and amine oxide, and one of the groups bonded to the nitrogen is 2 carbon atoms bonded to R F through an amide bond. -6 linear or branched alkylene group, the remaining group is independently a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkyl group, and one of the remaining linear alkyl groups is bonded to the amide nitrogen. It may be a bonded alkylene group.

式(1)において、Rは、好ましくは下式(A)で示される。
F1O(CFCFO)CF− (A)
ただし、ここでのRF1は炭素数1〜7の直鎖パーフルオロアルキル基であり、kは2〜5の整数である。
In the formula (1), R F is preferably represented by the following formula (A).
R F1 O (CF 2 CF 2 O) k CF 2 − (A)
However, R < F1 > here is a C1-C7 linear perfluoroalkyl group, and k is an integer of 2-5.

上記(A)で示されるR基の好ましい具体例として、下記が挙げられる。
CFCFO(CFCFO)CF− (A22)
F(CFO(CFCFO)CF− (A42)
F(CFO(CFCFO)CF− (A62)
基が上記式(A22)〜(A62)である場合の本発明の界面活性剤は、下記式で示される。
CFCFO(CFCFO)CF-Z (A22-Z)
F(CFO(CFCFO)CF-Z (A42-Z)
F(CFO(CFCFO)CF-Z (A62-Z)
Zは(1)の説明と同様である。
Preferred examples of R F group represented by the above (A), include the following.
CF 3 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 - (A22)
F (CF 2) 4 O ( CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 - (A42)
F (CF 2) 6 O ( CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 - (A62)
Surfactants of the present invention where R F group is the above-mentioned formula (A22) ~ (A62) is represented by the following formula.
CF 3 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 -Z (A22-Z)
F (CF 2) 4 O ( CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 -Z (A42-Z)
F (CF 2) 6 O ( CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 -Z (A62-Z)
Z is the same as described in (1).

また、上記式(1)において、親媒基Zとして、具体的に下式(Za)〜(Zc)で示される基を挙げることができる。   In the above formula (1), examples of the amphiphilic group Z include groups represented by the following formulas (Za) to (Zc).

Figure 2006104240
Figure 2006104240

ただし、Rは水素原子であり、Rは炭素数1〜4の直鎖アルキル基であるか、またはRおよびRは互いの結合による炭素数1〜4のアルキレン基であり、Rは炭素数2〜6の直鎖または分枝のアルキレン基であり、Rは炭素数1〜4の直鎖アルキル基または直鎖ヒドロキシアルキル基であり、Rは炭素数1〜4の直鎖アルキル基であり、Xは塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子であり、nは1または2である。 However, R 1 is hydrogen atom, R 3 is either a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or R 1 and R 3, is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms by binding each other, R 2 is a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, R 4 is a linear alkyl group or linear hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 is a carbon number having 1 to 4 carbon atoms. A straight-chain alkyl group, X is a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and n is 1 or 2;

上記式(Za)〜(Zc)で示される親媒基Zは、より具体的に下式(Za1)〜(Zc1)で示される。

Figure 2006104240
The amphiphilic group Z represented by the above formulas (Za) to (Zc) is more specifically represented by the following formulas (Za1) to (Zc1).
Figure 2006104240

本発明において、親媒基Zが上記式(Za1)〜(Zc1)である場合のより具体的な例として、下式(A-Za1)〜(A-Zc1)で示される化合物のいずれかからなる界面活性剤が挙げられる。   In the present invention, as a more specific example in the case where the amphiphilic group Z is the above formula (Za1) to (Zc1), any one of the compounds represented by the following formulas (A-Za1) to (A-Zc1) is used. And a surfactant.

Figure 2006104240

は、式(1)の説明と同様である。
Figure 2006104240

R F is the same as in the description of formula (1).

本発明の界面活性剤は単独使用であってもその効果を発揮するものであるが、単独使用に制限されるものではなく、必要に応じて他の界面活性剤と混合して使用することができる。
本発明では、上記のような界面活性剤と水性媒体とを含む水性界面活性剤組成物も提供する。水性媒体は、水、もしくはメタノール、エタノール、またはイソプロピルアルコールのうち少なくとも一種と水との混合物である。
本発明の好ましい態様の水性界面活性剤組成物は、組成物総量中に本発明の界面活性剤を0.0001〜5質量%含む。
The surfactant of the present invention exerts its effect even when used alone, but is not limited to single use, and may be used by mixing with other surfactants as necessary. it can.
The present invention also provides an aqueous surfactant composition comprising the surfactant as described above and an aqueous medium. The aqueous medium is water or a mixture of at least one of methanol, ethanol, or isopropyl alcohol and water.
The aqueous surfactant composition of the preferable aspect of this invention contains 0.0001-5 mass% of surfactant of this invention in the composition total amount.

本発明では、上記式(1)で示される化合物のうちでも、後述する式(A22-Za1)〜(A62-Zc1)で示される化合物を新規な化合物として提供する。これら化合物は界面活性剤として有用である。   In the present invention, among the compounds represented by the above formula (1), the compounds represented by the formulas (A22-Za1) to (A62-Zc1) described later are provided as novel compounds. These compounds are useful as surfactants.

本発明の化合物は、優れた動的表面張力低下能力を有することから、界面状態の変化が早い系においても優れた効果を発揮する事ができる。また、前記のような界面活性剤が配合された組成物は、作業上の取り扱いの容易さ、安全性、また環境上の問題から、近年特に水を主成分とする水性媒体により構成されることが多くなったが、本発明の界面活性剤はこのような水性媒体において特に有効に作用するものである。特に上記で規定される構造により本発明に係る化合物は、酸あるいは塩基に対して安定であることから、広いpH範囲の溶液に対し界面活性剤として有効に使用することができる。またポリエチレンオキサイド型の界面活性剤が高温で析出しやすく、温度を上げると溶解性が低下するのに対し、本発明に係る組成物は、高温でも析出しにくく、温度を上げても溶解性が低下することはない。通常の化合物と同様に、溶液温度上昇による溶解性向上が期待できる。   Since the compound of the present invention has an excellent ability to lower the dynamic surface tension, it can exhibit an excellent effect even in a system in which the interface state changes quickly. In addition, a composition containing a surfactant as described above has recently been composed of an aqueous medium mainly composed of water in view of ease of handling in work, safety, and environmental problems. However, the surfactant of the present invention works particularly effectively in such an aqueous medium. In particular, since the compound according to the present invention is stable against an acid or a base due to the structure defined above, it can be effectively used as a surfactant for a solution in a wide pH range. Polyethylene oxide type surfactants are likely to precipitate at high temperatures, and the solubility decreases when the temperature is raised, whereas the composition according to the present invention hardly precipitates even at high temperatures and is soluble even when the temperature is raised. There is no decline. As with ordinary compounds, improvement in solubility due to an increase in solution temperature can be expected.

本明細書においては、式(1)で示される化合物を化合物(1)とも記し、式(A)で表わされる基を基(A)とも記す。他の式で示される化合物および基についても同様に記す。また、本明細書において%で表示されるものは、特にことわりの無い限り質量%を表す。
本発明において、界面活性剤として提供する含フッ素化合物は、長鎖繰り返し単位を含まないパーフルオロポリエーテル骨格と、該骨格にアミド結合したアルキレンを介して結合した親媒性窒素含有基とで構成される特定構造を有する直鎖パーフルオロポリエーテルアミドであり、下式(1)で示される。
-Z (1)
In the present specification, the compound represented by the formula (1) is also referred to as the compound (1), and the group represented by the formula (A) is also referred to as the group (A). The same applies to compounds and groups represented by other formulas. Moreover, what is displayed by% in this specification represents the mass% unless there is particular notice.
In the present invention, the fluorine-containing compound provided as a surfactant is composed of a perfluoropolyether skeleton that does not contain a long-chain repeating unit, and an amphiphilic nitrogen-containing group that is bonded to the skeleton via alkylene bonded with an amide. A linear perfluoropolyether amide having a specific structure represented by the following formula (1):
R F -Z (1)

式中、Rは、RF1O-(-RF2O-)-CF−で示される全炭素数6〜15の直鎖パーフルオロポリエーテル基である。
F1は炭素数1〜8、好ましくは1〜7、より好ましくは1〜6の直鎖パーフルオロアルキル基である。
kは2〜6、好ましくは2〜5、より好ましくは2〜4の整数であり、特に2または3が好ましい。2以上の(-RF2O-)単位は、同一でも互いに異なっていてもよい炭素数1〜6、好ましくは1〜4の直鎖オキシアルキレン単位であり、特に好ましくは2個のオキシエタンジイル単位である。
全鎖中には、総数で3〜7個のエーテル結合を含むが、この数は好ましくは3〜5個、特に好ましくは3また4個である。
In the formula, R F is a linear perfluoropolyether group having 6 to 15 carbon atoms and represented by R F1 O — (— R F2 O—) k —CF 2 —.
R F1 is a linear perfluoroalkyl group having 1 to 8, preferably 1 to 7, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.
k is an integer of 2 to 6, preferably 2 to 5, more preferably 2 to 4, and 2 or 3 is particularly preferable. Two or more (—R F2 O—) units are linear or oxyalkylene units having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different from each other, and particularly preferably 2 oxyethanediyl. Unit.
The total number of R F chains contains 3 to 7 ether bonds in total, but this number is preferably 3 to 5, particularly preferably 3 or 4.

上記R基の好ましい態様例は下式(A)で示すことができる。
F1O(CFCFO)CF- (A)
F1は炭素数1〜7の直鎖パーフルオロアルキル基である。RF1としては、水への溶解性の点から、炭素数1〜6のであることが好ましく、その中でも炭素数が偶数であることが特に好ましい。
kは2〜5の整数であり、2〜4が好ましく、2または3が特に好ましい。
A preferred embodiment of the R F group can be represented by the following formula (A).
R F1 O (CF 2 CF 2 O) k CF 2- (A)
R F1 is a linear perfluoroalkyl group having 1 to 7 carbon atoms. R F1 preferably has 1 to 6 carbon atoms from the viewpoint of solubility in water, and particularly preferably has an even number of carbon atoms.
k is an integer of 2 to 5, 2 to 4 are preferable, and 2 or 3 is particularly preferable.

基(A)として、より具体的には下記基が挙げられる。
CFO(CFCFO)CF- (A13)
CFO(CFCFO)CF- (A14)
CFO(CFCFO)CF- (A15)
CFO(CFCFO)CF- (A16)
O(CFCFO)CF- (A22)
O(CFCFO)CF- (A23)
O(CFCFO)CF- (A24)
O(CFCFO)CF- (A25)
O(CFCFO)CF- (A26)
F(CFO(CFCFO)CF- (A32)
F(CFO(CFCFO)CF- (A33)
F(CFO(CFCFO)CF- (A34)
F(CFO(CFCFO)CF- (A42)
F(CFO(CFCFO)CF- (A43)
F(CFO(CFCFO)CF- (A44)
F(CFO(CFCFO)CF- (A52)
F(CFO(CFCFO)CF- (A53)
F(CFO(CFCFO)CF- (A62)
F(CFO(CFCFO)CF- (A63)
F(CFO(CFCFO)CF- (A72)
F(CFO(CFCFO)CF- (A82)
More specific examples of the group (A) include the following groups.
CF 3 O (CF 2 CF 2 O) 3 CF 2- (A13)
CF 3 O (CF 2 CF 2 O) 4 CF 2- (A14)
CF 3 O (CF 2 CF 2 O) 5 CF 2- (A15)
CF 3 O (CF 2 CF 2 O) 6 CF 2- (A16)
C 2 F 5 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 - (A22)
C 2 F 5 O (CF 2 CF 2 O) 3 CF 2 - (A23)
C 2 F 5 O (CF 2 CF 2 O) 4 CF 2 - (A24)
C 2 F 5 O (CF 2 CF 2 O) 5 CF 2 - (A25)
C 2 F 5 O (CF 2 CF 2 O) 6 CF 2 - (A26)
F (CF 2 ) 3 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2- (A32)
F (CF 2 ) 3 O (CF 2 CF 2 O) 3 CF 2- (A33)
F (CF 2 ) 3 O (CF 2 CF 2 O) 4 CF 2- (A34)
F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2- (A42)
F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 3 CF 2- (A43)
F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 4 CF 2- (A44)
F (CF 2 ) 5 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2- (A52)
F (CF 2 ) 5 O (CF 2 CF 2 O) 3 CF 2- (A53)
F (CF 2 ) 6 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2- (A62)
F (CF 2 ) 6 O (CF 2 CF 2 O) 3 CF 2- (A63)
F (CF 2 ) 7 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2- (A72)
F (CF 2 ) 8 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2- (A82)

上記のうちでも、特に好ましいR基として下記が挙げられる。
CFCFO(CFCFO)CF− (A22)
F(CFO(CFCFO)CF− (A42)
F(CFO(CFCFO)CF− (A62)
Among the above, the following are mentioned as a particularly preferable R F group.
CF 3 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 - (A22)
F (CF 2) 4 O ( CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 - (A42)
F (CF 2) 6 O ( CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 - (A62)

化合物(1)におけるZは、四級アンモニウムのハロゲン塩、ベタインおよびアミンオキサイドから選ばれる窒素含有親媒基である。これら四級アンモニウムのハロゲン塩、ベタインおよびアミンオキサイドは、化合物(1)に親媒性、好ましくは親水基を付与する基、すなわちそれぞれ陽イオン基、両性イオン基、非イオン基に相当する基であり、そこに含む窒素結合を介してこれら親媒基を構成するものであればよい。しかしながら、親媒基窒素に結合する基の1つは、アミド結合を介してRに結合する炭素数2〜6の直鎖または分枝アルキレン(アルカンジイル)基である。残余の基は、独立に炭素数1〜4の直鎖アルキル基またはヒドロキシアルキル基であり、残余の直鎖アルキル基の1つが前記アミド窒素に結合したアルキレン基であってもよい。ベタインはカルボキシベタインでも、スルホベタインでもよい。 Z in the compound (1) is a nitrogen-containing amphiphilic group selected from a halogen salt of quaternary ammonium, betaine and amine oxide. These quaternary ammonium halogen salts, betaines, and amine oxides are groups that impart an amphiphilic, preferably hydrophilic group, to the compound (1), that is, groups corresponding to a cationic group, a zwitterionic group, and a nonionic group, respectively. Yes, as long as they constitute these amphiphilic groups via nitrogen bonds contained therein. However, one of the groups attached to Shin'nakadachimoto nitrogen is a linear or branched alkylene (alkanediyl) group having 2 to 6 carbon atoms that binds to R F via an amide bond. The remaining group is independently a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkyl group, and one of the remaining linear alkyl groups may be an alkylene group bonded to the amide nitrogen. The betaine may be carboxybetaine or sulfobetaine.

このような親媒基Zとして、具体的に下式(Za)〜(Zc)で示される基を挙げることができる。

Figure 2006104240
Specific examples of such an amphiphilic group Z include groups represented by the following formulas (Za) to (Zc).
Figure 2006104240

ただし、Rは水素原子であり、Rは炭素数1〜4の直鎖アルキル基好ましくはメチル基またはエチル基であるか、またはRおよびRは互いの結合による炭素数1〜4のアルキレン基である。
は炭素数2〜6の直鎖または分枝のアルキレン基であり、好ましくは炭素数2〜3の直鎖部分を含むアルキレン基である。
は炭素数1〜4の直鎖アルキル基または直鎖ヒドロキシアルキル基であり、好ましくはメチル基またはエチル基であるか、炭素数2〜3の直鎖ヒドロキシアルキル基である。
は炭素数1〜4の直鎖アルキル基、好ましくはメチル基またはエチル基である。
Xは塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子であり、nは1または2である。
However, R 1 is a hydrogen atom, R 3 is from 1 to 4 carbon atoms or preferably a straight chain alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is a methyl or ethyl group, or R 1 and R 3 by binding to each other An alkylene group.
R 2 is a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, preferably an alkylene group containing a linear portion having 2 to 3 carbon atoms.
R 4 is a straight-chain alkyl group or straight-chain hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methyl group or an ethyl group, or a straight-chain hydroxyalkyl group having 2 to 3 carbon atoms.
R 5 is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methyl group or an ethyl group.
X is a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and n is 1 or 2.

上記式(Za)〜(Zc)で示される親媒基Zは、より具体的に下式(Za1)〜(Zc1)で示される。

Figure 2006104240
The amphiphilic group Z represented by the above formulas (Za) to (Zc) is more specifically represented by the following formulas (Za1) to (Zc1).
Figure 2006104240

本発明において、親媒基Zが上記式(Za1)〜(Zc1)である場合のより具体的な例として、下式(A-Za1)〜(A-Zc1)で示される化合物のいずれかからなる界面活性剤が挙げられる。   In the present invention, as a more specific example in the case where the amphiphilic group Z is the above formula (Za1) to (Zc1), any one of the compounds represented by the following formulas (A-Za1) to (A-Zc1) is used. And a surfactant.

Figure 2006104240

は、式(1)の説明と同様である。
Figure 2006104240

R F is the same as in the description of formula (1).

さらに、上記化合物(A-Za1)〜(A-Zc1)のより具体的な例として、下式(A22-Za1)〜(A62-Zc1)で示される化合物を挙げることができる。また、本発明では、これら一群の化合物(A22-Za1)〜(A62-Zc1)のいずれかを界面活性剤として有用な新規化合物として提供する。   Furthermore, the compound shown by the following formula (A22-Za1)-(A62-Zc1) can be mentioned as a more specific example of the said compounds (A-Za1)-(A-Zc1). In the present invention, any one of these groups of compounds (A22-Za1) to (A62-Zc1) is provided as a novel compound useful as a surfactant.

Figure 2006104240
Figure 2006104240

上記のとおり、本発明に係る界面活性剤である化合物(1)は、表面張力低下能力を生じさせる部分として、複数のエーテル結合を含む直鎖パーフルオロポリエーテル骨格を有し、かつ親媒基として、骨格にアミド結合を介して結合した窒素含有親媒基を有する特定構造の化合物である。このような直鎖パーフルオロポリエーテルのアミド誘導体である本発明の界面活性剤は好ましくは表面張力低下能力の低下するのを回避するため、直鎖パーフルオロポリエーテル骨格の製造過程で副生する分岐パーフルオロアルキル骨格の化合物を混在させないことが望ましい。
また本発明の界面活性剤は、単一種の化合物(1)であっても、必要に応じて式(1)で示される2以上の化合物からなってもよいが、2以上の混合物である場合には、少なくとも直鎖パーフルオロポリエーテル骨格は単一長さであることが表面張力低下能力の点から望ましい。
As described above, the compound (1), which is the surfactant according to the present invention, has a linear perfluoropolyether skeleton containing a plurality of ether bonds as a part that causes the ability to lower the surface tension, and has a philic group. As a compound having a specific structure having a nitrogen-containing amphiphilic group bonded to the skeleton via an amide bond. The surfactant of the present invention, which is an amide derivative of such a linear perfluoropolyether, is preferably produced as a by-product in the production process of the linear perfluoropolyether skeleton in order to avoid a decrease in surface tension reducing ability. It is desirable not to mix a compound having a branched perfluoroalkyl skeleton.
In addition, the surfactant of the present invention may be a single kind of compound (1) or may be composed of two or more compounds represented by formula (1) as necessary, but is a mixture of two or more. In view of the ability to lower the surface tension, it is desirable that at least the linear perfluoropolyether skeleton has a single length.

なお、本発明の界面活性剤は、化合物(1)のみで界面活性剤としての優れた効果を発揮し、したがって単独で界面活性剤として有用であるが、必要に応じて他の界面活性剤と併用することを妨げるものではない。他の界面活性剤として、フッ素系、シリコーン系あるいは炭化水素系の界面活性剤と併用することができ、その含有比率は目的に応じて適宜設定されうる。
化合物(1)を界面活性剤として使用する際の水性媒体には特に制限はないが、例として、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなどが挙げられる。水性媒体は、水も含め、二種類以上の混合溶媒でもかまわない。
The surfactant of the present invention exhibits an excellent effect as a surfactant only with the compound (1), and thus is useful alone as a surfactant, but with other surfactants as necessary. It does not prevent you from using it together. Other surfactants can be used in combination with fluorine-based, silicone-based or hydrocarbon-based surfactants, and the content ratio thereof can be appropriately set according to the purpose.
Although there is no restriction | limiting in particular in the aqueous medium at the time of using a compound (1) as surfactant, As an example, water, methanol, ethanol, isopropanol, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, etc. are mentioned. The aqueous medium may be a mixed solvent of two or more types including water.

本発明に係る化合物(1)は、上記に特定される構造であれば、特にその製法について限定されるものではなく、目的に応じて公知の有機化学反応、公知の設備を適用して製造することができる。直鎖パーフルオロポリエーテル基Rおよび、親媒基Zを提供する剤についても特に制限はされず、適宜選択して用いられる。 The compound (1) according to the present invention is not particularly limited as long as it has the structure specified above, and is produced by applying a known organic chemical reaction or a known facility according to the purpose. be able to. The agent for providing the linear perfluoropolyether group R F and the philic group Z is not particularly limited, and may be appropriately selected and used.

たとえば、直鎖パーフルオロポリエーテル基Rは、公知のパーフルオロアルキル基形成方法を適宜適用して得ることができる。しかしながら、電解フッ素化法で製造されるパーフルオロアルキル基は、分岐パーフルオロアルキル基を副生する傾向があり、直鎖および副生した分岐パーフルオロアルキル基の混在する化合物が得られる傾向がある。また、テロメリゼーション法によるパーフルオロアルキル基含有化合物は、その反応の性質上、複数の鎖長の混合物となるため、単一の鎖長のものを得ることは困難である。また、オリゴメリゼーション法により合成されたパーフルオロアルキル基は、分岐を持つため、直鎖パーフルオロアルキル基のみの化合物を得ることは困難である。 For example, a linear perfluoropolyether group R F is, can be obtained by appropriately applying a known perfluoroalkyl group forming methods. However, the perfluoroalkyl group produced by the electrolytic fluorination method tends to produce a branched perfluoroalkyl group as a by-product, and tends to yield a compound in which a linear and by-product branched perfluoroalkyl group is mixed. . In addition, a perfluoroalkyl group-containing compound obtained by the telomerization method is a mixture of a plurality of chain lengths due to the nature of the reaction, and thus it is difficult to obtain a compound having a single chain length. Moreover, since the perfluoroalkyl group synthesized by the oligomerization method has a branch, it is difficult to obtain a compound having only a linear perfluoroalkyl group.

本発明では、単一長さの直鎖パーフルオロポリエーテル基を獲得するためのポリエーテルのフッ素化法として、対応するWO2000/56694に記載の方法によるフッ素化、フッ素ガスにより逐次的にフッ素化する方法などが選択される。
パーフルオロポリエーテル骨格Rと親媒基Zとのアミド結合体は、たとえばこれらフッ素化方法で得られたパーフルオロポリエーテルカルボン酸R-COOHを出発物質として得ることができる。
パーフルオロポリエーテルカルボン酸のジアミンによるアミド化、またはパーフルオロポリエーテルエステルとジアミンのアミド化などがあり、その反応は、水あるいは水溶性溶媒の存在下、あるいは非存在下で実施できるが、好ましくはパーフルオロ化合物とジアミンの両者を溶解させる溶媒の存在下、もしくは無溶媒での反応が挙げられる。さらに、パーフルオロアルキルアミンを親媒化する反応についても同様である。
In the present invention, as a method for fluorinating a polyether to obtain a single-length linear perfluoropolyether group, fluorination by a method described in the corresponding WO2000 / 56694, and fluorination sequentially by a fluorine gas. The method to do is selected.
The amide conjugate of the perfluoropolyether skeleton R F and the amphiphilic group Z can be obtained using, for example, perfluoropolyether carboxylic acid R F —COOH obtained by these fluorination methods as a starting material.
There are amidation of perfluoropolyether carboxylic acid with diamine or amidation of perfluoropolyether ester and diamine, and the reaction can be carried out in the presence or absence of water or water-soluble solvent, but preferably May be a reaction in the presence of a solvent that dissolves both the perfluoro compound and the diamine, or in the absence of a solvent. The same applies to the reaction for perfusing perfluoroalkylamine.

上記アミド化反応の温度、温度については特に制限されないが、0℃〜150℃が好ましく、特に10℃〜80℃が好ましい。圧力についても特に制限はなく、大気圧〜1MPaが好ましく、特に大気圧が好ましい。   The temperature and temperature of the amidation reaction are not particularly limited, but are preferably 0 ° C to 150 ° C, particularly preferably 10 ° C to 80 ° C. The pressure is not particularly limited, and is preferably from atmospheric pressure to 1 MPa, particularly preferably atmospheric pressure.

本発明の化合物(1)からなる界面活性剤は、水性媒体中においても表面張力低下能力を発揮する。したがって本発明では、化合物(1)と水性媒体とを含む水性界面活性剤組成物も提供する。
本発明の水性界面活性剤組成物は、界面活性剤として単一の化合物(1)を含む場合に優れた効果を発揮するが、必要に応じて他の界面活性剤を含むことを妨げるものではない。他の界面活性剤としては、フッ素系、シリコーン系あるいは炭化水素系の界面活性剤を含むことができ、その含有比率は目的に応じて適宜設定されうる。
また本発明の目的を損なわない範囲であれば、二種類以上の化合物(1)を含有していてもよい。
The surfactant comprising the compound (1) of the present invention exhibits the ability to lower the surface tension even in an aqueous medium. Accordingly, the present invention also provides an aqueous surfactant composition comprising compound (1) and an aqueous medium.
The aqueous surfactant composition of the present invention exhibits an excellent effect when it contains a single compound (1) as a surfactant, but it does not prevent other surfactants from being included as necessary. Absent. Other surfactants can include fluorine-based, silicone-based or hydrocarbon-based surfactants, and the content ratio can be appropriately set according to the purpose.
Moreover, as long as the objective of this invention is not impaired, two or more types of compounds (1) may be contained.

水性媒体としては、特に制限はないが、たとえば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなどが挙げられる。水性媒体は、水も含め、二種類以上の混合溶媒でもかまわない。   The aqueous medium is not particularly limited, and examples thereof include water, methanol, ethanol, isopropanol, acetone, methyl ethyl ketone, and ethyl acetate. The aqueous medium may be a mixed solvent of two or more types including water.

水性界面活性剤組成物中の界面活性剤濃度は、目的、使用条件により適宜設定されるものであるが、該組成物総量中に化合物(1)を0.0001〜5%の量で含むことが好ましい。この濃度は、0.005〜1%であることがより好ましい。0.0001%を下回ると十分な表面張力の低下能を発揮することが難しく、5%を越えると主材の機能性を打ち消してしまう恐れがある。本発明の水性界面活性剤組成物は、化合物(1)の濃度が0.001%(10ppm)の極低濃度でも優れた表面張力低下効果を発揮することは、後述の実施例にも示されている。   The surfactant concentration in the aqueous surfactant composition is appropriately set depending on the purpose and use conditions, but the compound (1) is contained in an amount of 0.0001 to 5% in the total amount of the composition. Is preferred. This concentration is more preferably 0.005 to 1%. If it is less than 0.0001%, it is difficult to exhibit sufficient surface tension reducing ability, and if it exceeds 5%, the functionality of the main material may be canceled. The aqueous surfactant composition of the present invention exhibits an excellent surface tension lowering effect even at an extremely low concentration of the compound (1) of 0.001% (10 ppm), as will be shown in the examples described later. ing.

このようにフッ素を含有する化合物(1)は、これまでに記してきたようにたとえ単独使用であっても、静的、動的な表面張力を低下することができ、優れた界面活性特性を持つことから、ワックス等のレベリング剤、発泡助剤、泡消火のための安定な泡沫生成および消火性能向上を目的とした添加剤、洗浄剤、離型剤、乳化剤、防錆剤、ラテックス安定剤、農業用フィルムの防霧剤、顔料分散剤、インク・塗料・レジスト等の濡れ性・浸透性改良、硬化性樹脂への撥水撥油性付与、防汚剤などにおいてその効果を発揮するものであり、洗浄、グラビア印刷など、幅広い用途に適用可能である。
なお、本発明の界面活性剤の用途はここに上げた例に制限されるものではなく、その作用を妨げない範囲で広い用途に適用可能である。
As described above, the compound (1) containing fluorine can reduce static and dynamic surface tension even if used alone, and has excellent surface active properties. Since it has, leveling agents such as wax, foaming aids, additives for the purpose of stable foam generation for foam extinguishing and fire extinguishing performance, cleaning agents, mold release agents, emulsifiers, rust preventives, latex stabilizers , Anti-fogging agent for agricultural film, pigment dispersant, wettability / penetration improvement of ink, paint, resist, etc., imparting water / oil repellency to curable resin, antifouling agent, etc. Yes, it can be applied to a wide range of uses such as cleaning and gravure printing.
The use of the surfactant of the present invention is not limited to the examples given here, and can be applied to a wide range of uses as long as the action thereof is not hindered.

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されない。
(実施例1)四級アンモニウム塩:F(CFO(CFCFO)CF-C(O)NH-(CH-N(CH(A42-Za1)の合成例
<(A42-COF)の合成>
WO2000/56694に開示されたアルコール(RCHOH)からパーフルオロアルキル酸フロリド(R1FCOF,ここでのR1Fは原料アルコールのRに対応するパーフルオロオキシアルキル基)を得る方法に準じて、F(CFO(CFCFO)CFCOF(A42-COF)を得た。反応工程の概略を下記(1)〜(3)に示す。
(1)エステル化 RCHOH→RCHOCOR
(2)液相(含フッ素溶媒)での全フッ素化 RCHOCOR→R1FCHOCOR
(3)エステル分解 R1FCHOCOR→R1FCOF
上記各工程は、WO2000/56694に記載された反応条件等の詳細を参照して実施することができる。また、そこに記載された説明を引用して、本明細書にも記載されているものとする。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1 Quaternary ammonium salt: F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 —C (O) NH— (CH 2 ) 3 —N + (CH 3 ) 3 I ( Synthesis Example of A42-Za1) <Synthesis of (A42-COF)>
In a method for obtaining perfluoroalkyl acid fluoride (R 1F COF, where R 1F is a perfluorooxyalkyl group corresponding to R 1 of the raw material alcohol) from alcohol (R 1 CH 2 OH) disclosed in WO2000 / 56694 Accordingly, F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 COF (A42-COF) was obtained. The outline of the reaction process is shown in the following (1) to (3).
(1) Esterification R 1 CH 2 OH → R 1 CH 2 OCOR F
(2) Total fluorination in liquid phase (fluorinated solvent) R 1 CH 2 OCOR F → R 1F CH 2 OCOR F
(3) Ester decomposition R 1F CH 2 OCOR F → R 1F COF
Each of the above steps can be performed with reference to details such as reaction conditions described in WO2000 / 56694. In addition, it is assumed that the description is given in this specification by citing the description described therein.

<(A42-COOH)の合成>
100mLフラスコに、上記合成例1で得られるF(CFO(CFCFO)CFCOF(2g)とイオン交換水(30mL)を加えた。発生するHFを窒素ブローにより除去しながら3時間撹拌した。反応初期は反応系が二層に分離していたが、時間が経過するにつれて一層となった。一層となったところで反応を終了させた。次に、水とHF分を減圧下に留去することにより、F(CFO(CFCFO)CFCOOH(A42-COOH)を粘稠な液体として得た。
<Synthesis of (A42-COOH)>
F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 COF (2 g) obtained in Synthesis Example 1 and ion-exchanged water (30 mL) were added to a 100 mL flask. The mixture was stirred for 3 hours while removing generated HF by nitrogen blowing. Although the reaction system was separated into two layers at the beginning of the reaction, it became one layer as time passed. The reaction was terminated when it became more layers. Next, water and HF were distilled off under reduced pressure to obtain F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 COOH (A42-COOH) as a viscous liquid.

<エステル化>
300mLのガラス製フラスコに、上記で得られたF(CFO(CFCFO)CFCOOH(109.2g、0.20mol)、イソプロピルアルコ-ル(27.3g)、シクロヘキサン(19.1g)、98%硫酸(1.1g)を仕込み、75℃で加熱還流した。シクロヘキサンとの共沸脱水によって副生した水を反応系外に留去しながら、反応を4時間継続した。冷却後、炭酸ナトリウム水溶液を用いて中和し、有機層を回収した。回収した有機層を水洗し、シクロヘキサン、イソプロピルアルコ-ル、およびF(CFO(CFCFO)CFCOOCH(CHを含む粗液を得た。粗液を減圧蒸留(100℃/2.67×10Pa)し、F(CFO(CFCFO)CFCOOCH(CH(93.6g)を得た。ガスクロマトグラフィーを用いて分析したところ、純度は99.1%であり、収率は79.6%であった。
<Esterification>
In a 300 mL glass flask, F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 COOH (109.2 g, 0.20 mol) obtained above, isopropyl alcohol (27.3 g), Cyclohexane (19.1 g) and 98% sulfuric acid (1.1 g) were charged, and the mixture was heated to reflux at 75 ° C. The reaction was continued for 4 hours while water produced as a by-product by azeotropic dehydration with cyclohexane was distilled out of the reaction system. After cooling, the mixture was neutralized with an aqueous sodium carbonate solution, and the organic layer was recovered. The collected organic layer was washed with water to obtain a crude liquid containing cyclohexane, isopropyl alcohol, and F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 COOCH (CH 3 ) 2 . The crude liquid was distilled under reduced pressure (100 ° C./2.67×10 3 Pa) to obtain F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 COOCH (CH 3 ) 2 (93.6 g). . As a result of analysis using gas chromatography, the purity was 99.1% and the yield was 79.6%.

<アミド化>
次に、100mLのガラス製フラスコに、F(CFO(CFCFO)CFCOOCH(CH(79.1g、0.135mol)、HN(CHN(CH(14.3g、0.140mol)を仕込み、室温で10分間混合したところ、F(CFO(CFCFO)CFCONH(CHN(CH(92.1g)を得た。収率は98.1%であった。
<Amidation>
Next, in a 100 mL glass flask, F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 COOCH (CH 3 ) 2 (79.1 g, 0.135 mol), H 2 N (CH 2 ) When 3 N (CH 3 ) 2 (14.3 g, 0.140 mol) was charged and mixed at room temperature for 10 minutes, F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 CONH (CH 2 ) 3 N (CH 3 ) 2 (92.1 g) was obtained. The yield was 98.1%.

<親水化>
100mLのガラス製フラスコに、F(CFO(CFCFO)CFCONH(CHN(CH(35g、0.0556mol)、イソプロピルアルコ-ル(35g)、水(7.5g)、およびCHI(8.3g、0.0584mol)を仕込み、40℃で6時間熟成させ、化合物(A42-Za1)を得た。
<Hydrophilicity>
In a 100 mL glass flask, F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 CONH (CH 2 ) 3 N (CH 3 ) 2 (35 g, 0.0556 mol), isopropyl alcohol (35 g) ), Water (7.5 g), and CH 3 I (8.3 g, 0.0584 mol) were aged at 40 ° C. for 6 hours to obtain compound (A42-Za1).

化合物(A42-Za1)のNMRスペクトルデ-タを以下に記す。
HNMR(300MHz、溶媒:CDOD、標準物質:ヘキサメチルジシロキサン)δ(ppm):2.02(2H、m)、3.16(9H、s)、3.35(4H、m)。
19FNMR(300MHz、溶媒:CDOD、標準物質:R-11(CClF))δ(ppm):−77.9、−80.9、−83.1、−88.3、−126.1
The NMR spectrum data of the compound (A42-Za1) is shown below.
1 HNMR (300 MHz, solvent: CD 3 OD, standard substance: hexamethyldisiloxane) δ (ppm): 2.02 (2H, m), 3.16 (9H, s), 3.35 (4H, m) .
19 FNMR (300 MHz, solvent: CD 3 OD, standard substance: R-11 (CCl 3 F)) δ (ppm): −77.9, −80.9, −83.1, −88.3, −126 .1

(実施例2)アミンオキサイド(A42-Zc1)の合成例

Figure 2006104240

<親水化>
100mLのガラス製フラスコに、実施例1の<アミド化>で得られたアミドF(CFO(CFCFO)CFCONH(CHN(CH(35g、0.0556mol)、イソプロピルアルコ-ル(15g)、水(15g)、および30%過酸化水素水(8.56g)を仕込み、65℃で7時間撹拌し、化合物(A42-Zc1)を72.3g得た。収率は98.3%であった。
化合物(A42-Zc1)のNMRスペクトルデ-タを以下に記す。
HNMR(300MHz、溶媒:CDOD、標準物質:ヘキサメチルジシロキサン)δ(ppm)2.08(2H、m)、3.39(4H、m)、3.21(6H、s)。
19FNMR(300MHz、溶媒:CDOD、標準物質:R-11(CClF))δ(ppm):−77.9、−80.9、−83.0、−88.2、−126.0 Example 2 Synthesis Example of Amine Oxide (A42-Zc1)
Figure 2006104240

<Hydrophilicity>
In a 100 mL glass flask, the amide F (CF 2 ) 4 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 CONH (CH 2 ) 3 N (CH 3 ) 2 ( 35 g, 0.0556 mol), isopropyl alcohol (15 g), water (15 g), and 30% aqueous hydrogen peroxide (8.56 g) were added, and the mixture was stirred at 65 ° C. for 7 hours to give compound (A42-Zc1). 72.3 g was obtained. The yield was 98.3%.
The NMR spectrum data of the compound (A42-Zc1) is shown below.
1 HNMR (300 MHz, solvent: CD 3 OD, standard substance: hexamethyldisiloxane) δ (ppm) 2.08 (2H, m), 3.39 (4H, m), 3.21 (6H, s).
19 FNMR (300 MHz, solvent: CD 3 OD, standard substance: R-11 (CCl 3 F)) δ (ppm): −77.9, −80.9, −83.0, −88.2, −126 0.0

(実施例3)アミンオキサイド(A22-Zc1)の合成例

Figure 2006104240

<アミド化>
100mLのガラス製フラスコに、R長さが異なる原料アルコール(RCHOH)を用いて実施例1と同様に調製したエステルCFCFO(CFCFO)CFCOOC(46.2g、0.1mol)、ジメチルアミノプロピルアミンHN(CHN(CH(10.7g、0.105mol)を仕込み、室温で20分間撹拌し、目的アミドとイソプロピルアルコールとを含む反応粗液55.9gを得た。
<親水化>
上記で得られた反応粗液のうちの16.92gに、イソプロピルアルコール8.8g、水7.6g、30%H4.2gを添加し、65℃で15時間反応させ、目的物(A22-Zc1)のアミンオキシドを得た。 Example 3 Synthesis Example of Amine Oxide (A22-Zc1)
Figure 2006104240

<Amidation>
Esters CF 3 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 COOC prepared in the same manner as in Example 1 using raw alcohol (R 1 CH 2 OH) having different R 1 lengths in a 100 mL glass flask 3 H 7 (46.2 g, 0.1 mol), dimethylaminopropylamine H 2 N (CH 2 ) 3 N (CH 3 ) 2 (10.7 g, 0.105 mol) were charged and stirred at room temperature for 20 minutes. 55.9 g of a crude reaction solution containing the desired amide and isopropyl alcohol was obtained.
<Hydrophilicity>
To 16.92 g of the reaction crude liquid obtained above, 8.8 g of isopropyl alcohol, 7.6 g of water, and 4.2 g of 30% H 2 O 2 were added, and reacted at 65 ° C. for 15 hours. An amine oxide of (A22-Zc1) was obtained.

化合物(A22-Zc1)のNMRスペクトルデ-タを以下に記す。
HNMR(300MHz、溶媒:CDOD、標準物質:ヘキサメチルジシロキサン)δ(ppm):2.04(m)、3.23(m)、3.35(m)。
19FNMR(300MHz、溶媒:CDOD、標準物質:R-11(CClF))δ(ppm):−76.8、−78.0、−86.7、−87.9、−88.1、−88.3
なお、H-、19F-NMRとも積算値は測定できなかった。
The NMR spectrum data of the compound (A22-Zc1) is shown below.
1 HNMR (300 MHz, solvent: CD 3 OD, standard substance: hexamethyldisiloxane) δ (ppm): 2.04 (m), 3.23 (m), 3.35 (m).
19 FNMR (300 MHz, solvent: CD 3 OD, standard substance: R-11 (CCl 3 F)) δ (ppm): −76.8, −78.0, −86.7, −87.9, −88 .1, -88.3
It should be noted that integrated values could not be measured for both 1 H- and 19 F-NMR.

(実施例4)ベタイン(A22-Zb2)の合成例

Figure 2006104240

100mLのガラス製フラスコに、実施例3と同様に調製したエステルCFCFO(CFCFO)CFCOOC(15.12g、0.030mol)、ヒドロキシエチルピペラジン(4.0g、0.031mol)を仕込み、室温で2時間撹拌した。
その後、イソプロピルアルコール15.4gを加え、40℃に昇温後、ICHCOOH5.86g(0.032mol)を加え、さらに3時間後、30%NaOH4.0gを添加、40℃で5時間保持した後、析出物をろ別し、イソプロピルアルコール・水混合溶液として目的物(A22-Zb2)を36.6g回収した。収率は90.9%であった。 (Example 4) Synthesis example of betaine (A22-Zb2)
Figure 2006104240

In a 100 mL glass flask, ester CF 3 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 COOC 3 H 7 (15.12 g, 0.030 mol), hydroxyethylpiperazine (4 0.0 g, 0.031 mol), and stirred at room temperature for 2 hours.
Thereafter, 15.4 g of isopropyl alcohol was added, the temperature was raised to 40 ° C., 5.86 g (0.032 mol) of ICH 2 COOH was added, and after another 3 hours, 4.0 g of 30% NaOH was added and held at 40 ° C. for 5 hours. Thereafter, the precipitate was filtered off, and 36.6 g of the target product (A22-Zb2) was recovered as a mixed solution of isopropyl alcohol and water. The yield was 90.9%.

化合物(A22-Zb2)のNMRスペクトルデ-タを以下に記す。
HNMR(300MHz、溶媒:CDOD、標準物質:ヘキサメチルジシロキサン)、δ(ppm):3.86(m)、3.76(t)、3.41(d)、3.28(d)、3.04(t)。
19FNMR(300MHz、溶媒:CDOD、標準物質:R-11(CClF))δ(ppm):−71.3、−76.9、−86.8、−87.9、−88.2、−88.3
なお、H-、19F-NMRとも積算値は測定できなかった。
The NMR spectrum data of the compound (A22-Zb2) is shown below.
1 HNMR (300 MHz, solvent: CD 3 OD, standard substance: hexamethyldisiloxane), δ (ppm): 3.86 (m), 3.76 (t), 3.41 (d), 3.28 ( d) 3.04 (t).
19 FNMR (300 MHz, solvent: CD 3 OD, standard substance: R-11 (CCl 3 F)) δ (ppm): −71.3, −76.9, −86.8, −87.9, −88 .2, -88.3
It should be noted that integrated values could not be measured for both 1 H- and 19 F-NMR.

(実施例5)四級アンモニウム塩:CFCFO(CFCFO)CF-C(O)NH-(CH-N(CH(A22-Za1)の合成例
実施例3で合成したアミドを含む反応粗液を用いて、実施例1の同様の<親水化>工程を実施し、目的の化合物(A22-Za1)を得た。
(Example 5) quaternary ammonium salts: CF 3 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) 2 CF 2 -C (O) NH- (CH 2) 3 -N + (CH 3) 3 I - (A22- Synthesis Example of Za1) Using the reaction crude liquid containing the amide synthesized in Example 3, the same <hydrophilization> step of Example 1 was performed to obtain the target compound (A22-Za1).

(比較例1)
原料アルコールとして、H(CHOCHCHOCH-CHOHを用い、実施例1の各工程に準じて、H(CFOCFCFOCF-C(O)NH-(CH-N(CHを合成した。この化合物は、本発明の化合物を示す一般式中、kで示される繰り返し数が1で(すなわち繰り返さない)、実施例5の化合物(A22-Za1)よりもオキシフルオロアルキレン単位(CFCFO)が1つ短い(全炭素数は等しい)。
(Comparative Example 1)
Using H (CH 2 ) 4 OCH 2 CH 2 OCH 2 —CH 2 OH as the raw material alcohol, H (CF 2 ) 4 OCF 2 CF 2 OCF 2 —C (O) according to each step of Example 1 NH- (CH 2) 3 -N + (CH 3) 3 I - I was synthesized. This compound has a general formula showing the compound of the present invention, and the number of repetitions represented by k is 1 (that is, not repeated), and the oxyfluoroalkylene unit (CF 2 CF 2 ) is more than the compound of Example 5 (A22-Za1). O) is one shorter (total carbon number is equal).

(試験例1)静的表面張力の測定
実施例1で合成した化合物(A42-Za1)、実施例2で合成した化合物(A42-Zc1)、実施例3で合成した化合物(A22-Zc1)、実施例4で合成した化合物(A22-Zb1)および実施例5で合成した化合物(A22-Za1)、比較例1で合成した化合物を水で希釈し、それぞれについて0.01質量%と0.001質量%の水溶液と調製し、水性界面活性剤組成物を得た。
これらの水性界面活性剤組成物について静的表面張力を測定した。静的表面張力の測定は、共和界面化学社製の自動表面張力計CBVP-A3型装置を使用し、ウィルヘルミー法(吊り板法)によって、25℃において30分静置後、静的表面張力を測定した。結果を表1に示す。
(Test Example 1) Measurement of static surface tension Compound (A42-Za1) synthesized in Example 1, Compound (A42-Zc1) synthesized in Example 2, Compound (A22-Zc1) synthesized in Example 3, The compound synthesized in Example 4 (A22-Zb1), the compound synthesized in Example 5 (A22-Za1), and the compound synthesized in Comparative Example 1 were diluted with water, and 0.01% by mass and 0.001 respectively. An aqueous surfactant composition was obtained by preparing a mass% aqueous solution.
Static surface tension was measured for these aqueous surfactant compositions. The static surface tension is measured by using an automatic surface tension meter CBVP-A3 type apparatus manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd., and standing at 25 ° C. for 30 minutes by the Wilhelmy method (hanging plate method). It was measured. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
公知の含フッ素界面活性剤(DuPont社製、商品名:ZONYL-FSO)について、実施例1と同様に希釈して水性界面活性剤組成物を調製し、実施例1と同様にして静的表面張力を測定した。結果を表1に示す。
表面DuPont社のカタログ記載によるZONYL-FSO の構造式は、下記のとおりである。
CFCF(CFCF-CHCHO(CHCHO)
(式中、n:2〜4の整数、x:整数)
(Comparative Example 2)
A well-known fluorine-containing surfactant (DuPont, trade name: ZONYL-FSO) is diluted in the same manner as in Example 1 to prepare an aqueous surfactant composition. Tension was measured. The results are shown in Table 1.
The structural formula of ZONYL-FSO described in the catalog of Surface DuPont is as follows.
CF 3 CF 2 (CF 2 CF 2) n -CH 2 CH 2 O (CH 2 CH 2 O) x H
(Where n is an integer of 2 to 4, x is an integer)

Figure 2006104240
Figure 2006104240

(試験例2)動的表面張力の測定
実施例1、実施例3および比較例2の化合物をそれぞれ水で希釈し、水性界面活性剤組成物として、それぞれ0.05質量%の水溶液を調製した。これらの水性界面活性剤組成物について動的表面張力を測定した。動的表面張力の測定は、共和界面化学社製の BP-D2型装置を使用し、バブルプレッシャー法をもって、25℃における周波数の動的表面張力を測定した。結果を表2に示す。
(Test Example 2) Measurement of dynamic surface tension The compounds of Examples 1, 3 and Comparative Example 2 were each diluted with water to prepare 0.05% by mass aqueous solutions as aqueous surfactant compositions. . The dynamic surface tension was measured for these aqueous surfactant compositions. The dynamic surface tension was measured by using a BP-D2 type apparatus manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd. and measuring the dynamic surface tension at a frequency at 25 ° C. by the bubble pressure method. The results are shown in Table 2.

Figure 2006104240
Figure 2006104240

上記各表に示されるとおり、本発明の界面活性剤は優れた表面張力低下能力を有し、特に公知の界面活性剤に比べ、0.001%(10ppm)程度の極低濃度でも優れた表面張力低下能力を示すことがわかる。また、本発明の界面活性剤は、公知の界面活性剤との対比における動的表面張力の相対的評価において、バブリング頻度が高くなり、界面に乱れが増すほど、優れた動的表面張力の低下能力を示すことも確認された。
上記実施例に示す化合物以外の化合物であっても、本発明に含まれる化合物であれば、同様に表面張力の低下能力に優れているものである。
As shown in each of the above tables, the surfactant of the present invention has an excellent surface tension reducing ability, and an excellent surface even at an extremely low concentration of about 0.001% (10 ppm), in particular, compared to known surfactants. It can be seen that the tension lowering ability is shown. In addition, the surfactant of the present invention has an excellent decrease in dynamic surface tension as the bubbling frequency increases and the interface becomes more turbulent in relative evaluation of dynamic surface tension in comparison with known surfactants. It was also confirmed to show ability.
Even if it is a compound other than the compound shown in the said Example, if it is a compound contained in this invention, it is excellent in the ability to reduce surface tension similarly.

Claims (5)

下式(1)で示される直鎖パーフルオロポリエーテルアミドからなる界面活性剤:
-Z (1)
式中、Rは、RF1O-(-RF2O-)-CF−[ただし、RF1は炭素数1〜8の直鎖パーフルオロアルキル基、kは2〜6の整数であり、2以上の(-RF2O-)単位は、同一でも互いに異なっていてもよい炭素数1〜6の直鎖オキシアルキレン単位である。]で示される全炭素数6〜15の直鎖パーフルオロポリエーテル基であり、
Zは、四級アンモニウムのハロゲン塩、ベタインおよびアミンオキサイドから選ばれる窒素含有親媒基であり、かつ該窒素に結合する基の1つは、アミド結合を介してRに結合する炭素数2〜6の直鎖または分枝アルキレン基であり、残余の基は、独立に炭素数1〜4の直鎖アルキル基またはヒドロキシアルキル基であり、残余の直鎖アルキル基の1つが前記アミド窒素に結合したアルキレン基であってもよい。
Surfactant comprising a linear perfluoropolyether amide represented by the following formula (1):
R F -Z (1)
In the formula, R F is R F1 O — (— R F2 O—) k —CF 2 — [wherein R F1 is a linear perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, k is an integer of 2 to 6 And the two or more (—R F2 O—) units are the same or different linear oxyalkylene units having 1 to 6 carbon atoms. And a straight-chain perfluoropolyether group having 6 to 15 carbon atoms in total,
Z is a nitrogen-containing amphiphilic group selected from a halogen salt of quaternary ammonium, betaine, and amine oxide, and one of the groups bonded to the nitrogen is 2 carbon atoms bonded to R F through an amide bond. -6 linear or branched alkylene group, the remaining group is independently a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkyl group, and one of the remaining linear alkyl groups is bonded to the amide nitrogen. It may be a bonded alkylene group.
前記Zが、下式(Za)〜(Zc)で示される基から選ばれる請求項1に記載の界面活性剤:
Figure 2006104240

ただし、Rは水素原子であり、Rは炭素数1〜4の直鎖アルキル基であるか、またはRおよびRは互いの結合による炭素数1〜4のアルキレン基であり、Rは炭素数2〜6の直鎖または分枝のアルキレン基であり、Rは炭素数1〜4の直鎖アルキル基または直鎖ヒドロキシアルキル基であり、Rは炭素数1〜4の直鎖アルキル基であり、Xは塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子であり、nは1または2である。
The surfactant according to claim 1, wherein Z is selected from the groups represented by the following formulas (Za) to (Zc):
Figure 2006104240

However, R 1 is hydrogen atom, R 3 is either a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or R 1 and R 3, is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms by binding each other, R 2 is a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, R 4 is a linear alkyl group or linear hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 is a carbon number having 1 to 4 carbon atoms. A straight-chain alkyl group, X is a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and n is 1 or 2;
前記Rが、下式(A)で示される基である請求項1または2に記載の界面活性剤:
F1O(CFCFO)CF- (A)
ただし、ここでのRF1は炭素数1〜7の直鎖パーフルオロアルキル基であり、kは2〜5の整数である。
The surfactant according to claim 1 or 2, wherein R F is a group represented by the following formula (A):
R F1 O (CF 2 CF 2 O) k CF 2- (A)
However, R < F1 > here is a C1-C7 linear perfluoroalkyl group, and k is an integer of 2-5.
請求項1〜3のいずれかに記載の界面活性剤と水性媒体とを含む水性界面活性剤組成物。   An aqueous surfactant composition comprising the surfactant according to any one of claims 1 to 3 and an aqueous medium. 下式(A22-Za1)〜(A62-Zc1)で示される化合物からなる群より選ばれるいずれかの化合物。
Figure 2006104240
Any compound selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (A22-Za1) to (A62-Zc1).
Figure 2006104240
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WO2022154134A1 (en) * 2021-05-24 2022-07-21 三菱マテリアル電子化成株式会社 Liquid composition for forming hydrophilic oil-repellent film, production method therefor, hydrophilic oil-repellent film, and hydrophilic oil-repellent non-woven fabric
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011528659A (en) * 2008-07-18 2011-11-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Fluorinated ether compounds and methods of use thereof
JP7417424B2 (en) 2019-02-20 2024-01-18 三菱マテリアル電子化成株式会社 Liquid composition for forming antifouling film
WO2022154134A1 (en) * 2021-05-24 2022-07-21 三菱マテリアル電子化成株式会社 Liquid composition for forming hydrophilic oil-repellent film, production method therefor, hydrophilic oil-repellent film, and hydrophilic oil-repellent non-woven fabric

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