專利名稱：一種雙氟烷基衣康酸酯及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化學品合成領域，具體涉及一種雙氟烷基衣康酸酯及其制備方法。
背景技術：
在含氟長鏈烷基取代聚合物的應用過程中，全氟長碳鏈存在著生物累積和對環(huán)境的危害等一系列問題，這是因為全氟長碳鏈的持久性極強，它在大多數(shù)環(huán)境條件測試中都不會出現(xiàn)水解、光解或生物降解。已知在毒性評價預測的171種已研究的全氟化物質(zhì)中，超 過99%的物質(zhì)將由于生物降解而成為持久性極強的全氟化酸，包括全氟辛烷磺酸(PFOS)。正是因為考慮到這類材料的極端惰性帶來的廢物持久性和累積性，這些物質(zhì)對于生物體和環(huán)境的污染越來越受到人們的重視。美國環(huán)保局提出在2006年3月出臺的《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個碳原子或更長碳鏈的全氟烴基磺酸鹽納入該法案的規(guī)定范圍。正是因為越來越多的法規(guī)限制，目前歐盟國家已經(jīng)全面禁止生產(chǎn)、使用和進口含全氟長碳鏈的產(chǎn)品。日本則已經(jīng)有相關替代產(chǎn)品的技術儲備，不久之后也會停止生產(chǎn)含全氟辛基等全氟長碳鏈的材料。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。如何通過分子結(jié)構(gòu)設計得到可提供極低表面能、同時又不含全氟辛基的聚合物材料早已成為當前材料表面處理的關注熱點。2001年美國EPA提出禁止使用PFOS后，3M公司于2002年聲明不生產(chǎn)PFOS相關產(chǎn)品。同時研發(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，是因為短氟碳鏈烷基產(chǎn)品在用于表面處理時，不能有效提供氟烷基屏蔽效應。

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，通過酯化反應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 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器中，攪拌形成均一的溶液，在60-142°C下回流分水、反應3-48小時； 步驟3)后處理 反應結(jié)束后,將反應液過濾得到清亮濾液,將濾液水洗至中性，然后加入干燥劑干燥2-24小時； 干燥結(jié)束后過濾除去干燥劑，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)中的干燥劑為無水硫酸鈉、無水氯化鈣或無水硫酸鎂中的一種，干燥劑用量相當于含氟醇質(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的真空度下進行減壓蒸餾。
全文摘要
本發(fā)明公開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，通過酯化反應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，兩個氟烷基處于密集堆積狀態(tài)，且氟烷基的氟碳鏈長度比全氟辛基短，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，通過常規(guī)酯化反應制備，合成工藝條件溫和、設備要求低、收率高，極易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C07C67/08GK102898308SQ20111021092
公開日2013年1月30日 申請日期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, 陳國強, 蔡露 申請人:蘇州大學