CN106631917A - 一种n‑乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯及其制备方法 - Google Patents
一种n‑乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及含氟表面活性剂制作技术领域,尤其是一种N‑乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯及其制备方法,通过采用廉价易得的N‑乙基全氟辛基磺酰胺乙醇为原料,并加丙烯酰氯进行一步催化酰化反应获得N‑乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯,其产品产率最优能够达到78%,且工艺流程简单,合成路线短,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及含氟表面活性剂制作技术领域,尤其是一种N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯及其制备方法。
背景技术
表面活性剂的种类较多,而含氟表面活性剂由于自身的特殊性能,如其表面活性度较高,稳定性优异,并且还与其他表面活性剂具有极好的相容性,使得其被广泛应用于机械润滑剂、织物整理剂、粘合剂、泡沫灭火剂、抗静电剂等产品中。
N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯,其是含氟表面活性剂的一种,其也在各种产品中得到了广泛的应用,如专利文献号为CN103819995,将其应用于纳米材料改性、专利文献号为EP2221592,将其应用于多功能光学传感器、专利文献号为CN104845521,将其应用于手机保护膜、专利文献号为US20080143003,将其应用于彩色隐形眼镜等领域中,其已经成为相应产品制备的重要中间体。
虽然,现有技术中有着大量的技术文献报道,将N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯应用于各个领域,也有大量的文献报道N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯具有何种效果和特性;但是,截止当前,并未发现有任何关于N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯合成研究的文献报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明提供一种N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯及其制备方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的:
采用N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇与丙烯酰氯酰化反应制备N-乙
基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯,其合成路线如下所示:
与现有技术相比,本发明的技术效果体现在:
通过采用廉价易得的N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇为原料,并加丙烯酰氯进行一步催化酰化反应获得N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯,其产品产率最优能够达到78%,且工艺流程简单,合成路线短,成本低。
本发明创造在反应结束后,采用水淬灭反应,采用乙酸乙酯萃取,洗涤有机相,并采用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂等步骤纯化产品,其难度较低,并且获得的产品的品质较优。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
将N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇为原料,并在加入溶剂中溶解后,再加入缚酸剂和催化剂,并调整温度条件为-30℃~0℃下,滴加丙烯酰氯进行催化酰化反应,并保温3-4h,采用加水淬灭反应,并采用乙酸乙酯进行萃取,采用水洗涤有机相,无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,获得产品。
在某些优选实施例中,上述的溶剂采用的是***、异丙醚、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;在某些优选实施例中,缚酸剂采用的是三乙胺和/或4-甲基吗啉;在某些优选实施例中,催化剂采用的是4-二甲氨基吡啶。在某些优选的实施例中,乙酸乙酯萃取步骤中,是进行三次萃取,每次采用的乙酸乙酯的量溶剂体积用量的一半;在某些实施例中,采用水洗涤有机相时,其是采用水一次洗涤,水的用量为萃取剂乙酸乙酯体积的60%。
具体的,本发明创造的研究者经过了以下具体的实施例操作:
实施例1
在500mL三口瓶中,将N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(50.0g,87.5mmol)溶于***(200mL),加入三乙胺(19.5g,192.6mmol)和4-二甲氨基吡啶(5.4g,43.8mmol),在0℃下缓慢滴加丙烯酰氯(11.9g,131.3mmol),保温反应3.5h。反应完毕,加水淬灭,乙酸乙酯(100ml×3)萃取,合并有机相,纯化水(60ml×1)洗涤,无水硫酸钠干燥,减压蒸除溶剂,即得目标产物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯34.0g,收率为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)。
实施例2
在500mL三口瓶中,将N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(50.0g,87.5mmol)溶于***(200mL),加入4-甲基吗啉(19.9g,196.9mmol)和4-二甲氨基吡啶(8.6g,70.0mmol),在-10℃下缓慢滴加丙烯酰氯(11.9g,131.3mmol),保温反应3.5h。反应完毕,加水淬灭,乙酸乙酯(100ml×3)萃取,合并有机相,纯化水(60ml×1)洗涤,无水硫酸钠干燥,减压蒸除溶剂,即得目标产物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯38.0g,收率为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)。
实施例3
在500mL三口瓶中,将N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(50.0g,87.5mmol)溶于***(200mL),加入4-甲基吗啉(19.9g,196.9mmol)和4-二甲氨基吡啶(5.4g,43.8mmol),在-20℃下缓慢滴加丙烯酰氯(15.8g,175.1mmol),保温反应4h。反应完毕,加水淬灭,乙酸乙酯(100ml×3)萃取,合并有机相,纯化水(60ml×1)洗涤,无水硫酸钠干燥,减压蒸除溶剂,即得目标产物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯38.9g,收率为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)。
实施例4
在500mL三口瓶中,将N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(50.0g,87.5mmol)溶于***(200mL),加入三乙胺(19.9g,196.9mmol)和4-二甲氨基吡啶(5.4g,43.8mmol),在-30℃下缓慢滴加丙烯酰氯(11.9g,131.3mmol),保温反应3.5h。反应完毕,加水淬灭,乙酸乙酯(100ml×3)萃取,合并有机相,纯化水(60ml×1)洗涤,无水硫酸钠干燥,减压蒸除溶剂,即得目标产物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯42.0g,收率为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)。
实施例5
在500mL三口瓶中,将N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(20.0g,35.0mmol)溶于***(100mL),加入4-甲基吗啉(4.3g,42.0mmol)和4-二甲氨基吡啶(2.1g,17.5mmol),在0℃下缓慢滴加丙烯酰氯(3.2g,35.0mmol),保温反应3.5h。反应完毕,加水淬灭,乙酸乙酯(50ml×3)萃取,合并有机相,纯化水(20ml×1)洗涤,无水硫酸钠干燥,减压蒸除溶剂,即得目标产物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯13.4g,收率为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)。
实施例6
在500mL三口瓶中,将N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(20.0g,35.0mmol)溶于***(100mL),加入三乙胺(5.3g,52.5mmol)和4-二甲氨基吡啶(2.1g,17.5mmol),在-10℃下缓慢滴加丙烯酰氯(4.8g,52.5mmol),保温反应4h。反应完毕,加水淬灭,乙酸乙酯(50ml×3)萃取,合并有机相,纯化水(20ml×1)洗涤,无水硫酸钠干燥,减压蒸除溶剂,即得目标产物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯14.8g,收率为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)。
实施例7
在500mL三口瓶中,将N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(20.0g,35.0mmol)溶于***(100mL),加入三乙胺(7.1g,70.0mmol)和4-二甲氨基吡啶(3.4g,28.0mmol),在-20℃下缓慢滴加丙烯酰氯(4.8g,52.5mmol),保温反应4h。反应完毕,加水淬灭,乙酸乙酯(50ml×3)萃取,合并有机相,纯化水(20ml×1)洗涤,无水硫酸钠干燥,减压蒸除溶剂,即得目标产物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯15.8g,收率为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)。
实施例8
在500mL三口瓶中,将N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(20.0g,35.0mmol)溶于***(100mL),加入三乙胺(10.6g,105.0mmol)和4-二甲氨基吡啶(4.3g,35.0mmol),在-30℃下缓慢滴加丙烯酰氯(6.3g,70.0mmol),保温反应3h。反应完毕,加水淬灭,乙酸乙酯(50ml×3)萃取,合并有机相,纯化水(20ml×1)洗涤,无水硫酸钠干燥,减压蒸除溶剂,即得目标产物N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯17.1g,收率为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)。
上述实施例仅限于对本发明创造的技术方案做出进一步的阐述,以便于本领域技术人员对本发明创造的正确理解,并不是对本发明创造做出进一步的限定,在某些实施例中,还可以在上述的实施例中,将三乙胺和4-甲基吗啉按照一定的比例配入,如在实施例8的基础上,三乙胺为5.3g和4-甲基吗啉为5.3g等的组合。
在另外某些实施例中,对于丙烯酰氯与N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇的投料比按照1-2:1进行。
在另外某些实施例中,催化剂与N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇的投料比按照0.5-1:1进行。
在另外某些实施例中,缚酸剂与N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇的投料比按照1.2-3:1进行。
为此,本领域技术人员在上述实施方式的基础上,做出的不具有突出的实质性特征和非显著进步的改进,均属于本发明创造的保护范畴。
Claims (9)
1.一种N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯制备方法,其特征在于,合成路线如下:
2.一种N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯制备方法,其特征在于,将N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇与丙烯酰氯发生酰化反应制备N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯。
3.一种N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇溶于溶剂,并加入缚酸剂和催化剂,在-30℃~0℃的条件下,滴加丙烯酰氯,保温反应3-4h;
(2)待反应结束,萃取,水洗,干燥,减压蒸出溶剂,得到N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯。
4.如权利要求3所述的N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯制备方法,其特征在于,所述的催化剂为4-二甲氨基吡啶。
5.如权利要求3所述的N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯制备方法,其特征在于,所述的缚酸剂为三乙胺和/或4-甲基吗啉。
6.如权利要求1或2或3所述的N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯制备方法,其特征在于,所述的丙烯酰氯,其加入量与N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇的质量比为1-2:1。
7.如权利要求3或4所述的N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯制备方法,其特征在于,所述的催化剂,其投入量与N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇的质量比为0.5-1:1。
8.如权利要求3或5所述的N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯制备方法,其特征在于,所述的缚酸剂,其投入量与N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇的质量比为1.2-3:1。
9.如权利要求3所述的N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯制备方法,其特征在于,所述的溶剂为***、异丙醚、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。
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