Page 84 - 精细化工2019年第12期
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·2412·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

                 with surfactants DTAB and CTMAB, NDAET-12 took the longest time to separate 10 mL of water from the
                 emulsion system, 473 s, indicating that NDAET-12 had excellent emulsifying properties.
                 Key words: fluorine-containing amide; quaternary ammonium fluoride salt; emulsifiability; surfactant


                 氟化表面活性剂是一类具有部分氟化或完全氟                          乙二胺为原料，经酰化反应合成 NDAET，其作为季
            化尾部的表面活性剂。氟化表面活性剂的氟尾不仅                             铵盐前体与溴代十二烷发生季铵化反应，得到一种
            疏水而且疏油，氟化表面活性剂与固体表面的相互                             氟化季铵盐表面活性剂 N,N-二甲基-N-{2-[(2,2,2-三
            作用不同于烃类表面活性剂。氟化表面活性剂由氟                             氟乙酰 基 ) 氨基 ] 乙基 }-1- 十二 烷 基铵溴化 物
            化尾链、亲水基团以及分隔这两个基团的间隔基组                             （NDAET-12），并对其进行了结构表征与表面活性
            成。在氟化阳离子表面活性剂中，阳离子通常是季                             测试，为开发氟化季铵盐表面活性剂提供了新思路。
                                       [1]
            铵基团或质子化胺，包括杂环 。由于 C—F 键非常
                                                               1    实验部分
            牢固，故化学性质稳定，相比其他烃类，表现出更
                                      [2]
            高的表面活性和化学稳定性 。氟化表面活性剂耐                             1.1    试剂及仪器
            热、耐酸碱，已广泛应用于油漆中的乳化剂、蜡的                                 三氟乙酸乙酯、N,N-二甲基乙二胺、溴代十二
            流平剂、纺织品的表面改性剂、抗菌消毒剂、农药                             烷，AR，上海麦克林生化科技有限公司；异丙醇，
                                                        [3]
            杀虫剂、抗静电处理剂以及医药中的各种助剂等 。                            AR，天津市富宇精细化工有限公司；乙酸乙酯，AR，
            烃类表面活性剂水溶液的表面张力可低至约 30                             山西同杰化学试剂有限公司。
            mN/m，而氟化表面活性剂水溶液最低表面张力约为                               VECTOR-傅里叶变换红外光谱仪、ADVANCⅢ
            16  mN/m。此外，在相同的性能水平下，氟化表面                         400 MHz 型核磁共振波谱仪，德国 BRUKER 公司；
            活性剂的使用量远低于烃类表面活性剂。                                 DZKW-D-1 型电热恒温水浴锅，北京市永光明医疗
                 自 20 世纪 50 年代以来，氟化表面活性剂已经                     仪器有限公司；SGW  X-4B 型显微熔点仪，上海物
            商业化。第一种可用的是全氟烷基磺酸盐，例如全                             理光学仪器厂； DCAT-21 型表面张力仪，德国
                                   
            氟辛烷磺酸盐（C 8 F 15 SO 3 ，PFOS）、使用电化学氟                 Dataphsics 公司；SHB-C 型循环水真空泵，郑州杜
            化法制得的全氟烷基羧酸,例如全氟辛酸（C 7 F 15 COOH，                  甫仪器厂；DZ-2BC 型真空干燥箱，天津市泰斯特
            PFOA）。商业生产最常见的全氟化表面活性剂是全                           仪器有限公司。
            氟烷基酸（PFAAs）。随后，开发了一系列全氟化和                          1.2   方法
            多氟化表面活性剂，独特的性质使其在许多领域中                             1.2.1    NDAET 的合成
            具有不可替代性。然而，由于 PFOS，PFOA 和 PFAAs                        NDAET 合成路线如下所示。

            的高稳定性，不易被生物降解，导致其在环境中持
            续存在    [4-6] 。PFOS 和 PEOA 是环境中含量最多的全
            氟化合物（PFCs）中的两种，它们一旦进入人体，
            半衰期最长可达 5 年，即使在低浓度下也可能影响
                               [7]
            人的身体健康。Liu 等 发现，暴露于 PFOS 和 PFOA                        将 100  mL 三口圆底烧瓶连接球形冷凝管、恒
            的人骨髓间充质干细胞（hMSCs）自我更新或分化                           压滴液漏斗，加入 N,N-二甲基乙二胺（2.64  g，
            能力可能受到损害，证明 PFOS 和 PFOA 具有急性                       0.03 mol）和去离子水（20  mL），冰浴下冷却，搅
            细胞毒性且影响脂肪形成和成骨。目前，氟化表面                             拌均匀。缓慢滴加三氟乙酸乙酯（4.26 g，0.03 mol）
            活性剂的合成方法主要有电解氟化法、调聚法和齐                             至反应瓶中，采用生物冰袋控制体系温度不高于
            聚法。由电解氟化得到的全氟烷基酰氯和全氟烷基                             20 ℃，反应 2  h。反应结束后进行减压蒸馏，用乙
            磺酰氟可以经酰化反应及季铵化反应得到阳离子型                             酸乙酯重结晶，过滤后得到白色针状结晶 NDAET，
            氟表面活性剂       [8-9] 。国内外对全氟链长大于 4 的表面               产率 99.58%。熔程为 55~58  ℃。
            活性剂研究较多。但全氟链的制备较难，氟化过程                             1.2.2    NDAET-12 的合成
            中会产生较多的副产物           [10-12] 。所以期望通过减少全                NDAET-12 合成路线如下所示。
            氟烷基的链长或减少部分氟化基团内的氟含量，从
            而减少总氟含量。因此，以三氟甲基为端基结构的
            短氟链表面活性剂已经成为近期的研究热点                     [13] 。
                 本文以含氟较少的三氟乙酸乙酯和 N,N-二甲基
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