全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物的制备与分析测定

简述

全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物别名六氟环氧丙烷二聚体，化学式为C₆F₁₂O₂，分子量是332.0438，常温常压下表现为无色、无味、透明的油状液 体。全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物分子中仅含有C、F、O三种元素，主链中的C-O键赋予其柔软性，分子中氟原子的电负 性大，使得分子之间的吸引力小，具有更小的表面张力。此外，该物质分子中的C-F键能较大，对主链的屏 蔽使其具有非常高的化学的惰性，抗氧化性、抗腐蚀和辐射性，常用于合成含氟表面活性剂以及合成含氟树脂中间体等[1]。

制备方法

在极性非质子性溶剂中，以六氟环氧丙烷为原料，加入相转移剂，以叔胺和二胺类组成的复合催化体系为催化剂，经反应即可得到全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物。本发明提供的全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物的制备方法选择性高，反应条件温和，溶剂，催化剂可回收循环利用，并且操作方法简单易行，环境友好，易于工业控制，适合大规模工业化生产[2]。

测定方法

全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物及其异构体含量的测定方法包括如下步骤：(1)制样。在核磁管内加入30～80％高度的样品，然后置于核磁共振波谱仪；(2)样品19F-NMR谱图的采集。采用19F观察频率为470～471MHz，谱宽37500.00～93750.00Hz，弛豫延迟时间1～10s，脉冲宽度14.8μsec采样次数8～64次，测试温度18～25℃，该测试条件下对样品进行分析，经傅里叶变换、相位调整、基线校正和化学位移校正后，即获得样品的19F-NMR谱图；(3)样品的定性分析。对样品19F-NMR谱图各个19F峰的化学位移进行归属并积分，鉴定测试样品中是否存在全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物和/或其异构体；(4)样品的定量分析。采用面积归一法处理不同比例的样品中各个氟原子的峰面积，根据选取的特征峰面积比值计算不同比例样品中全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物及其异构体的相对含量。该方法能够同时进行全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物生产过程中样品的结构鉴定与定量分析，操作简单，分析速度快，可以实现全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物生产过程中的分析检测，提高PPVE生产过程中的中间环节管控，具有重要的实用价值[3]。

应用

文献公开了一种含氟羟苯基有机酸烯基酯脱模中间体的制备方法，其合成原料为全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物和羟苯基有机酸。二者进行亲核取代反应制得的全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物取代的羟苯基有机酸钠，再用酸液酸析，制得脱羧的全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物取代的羟苯基有机酸。在酸性催化剂和阻聚剂下，脱羧的全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物取代的羟苯基有机酸最后与丙烯醇进行酯化反应，制得含氟羟苯基有机酸烯基酯脱模中间体。该氟系脱模中间体可进一步与丙烯酸类化合物反应合成高效含氟脱模剂，可以提高脱模效率和产品加工质量，满足市场的高端需要，具有良好的经济效益和社会效益[4]。

有关研究

氟碳表面活性剂由于其独特的"三高,两憎"性能，从而在各行各业中有着广泛的应用。然而，近年来不断报道出全氟辛酸和全氟辛基磺酸类衍生物氟碳表面活性剂对环境及生物体具有极大的污染性，使得开发新型绿色环保的氟碳表面活性剂成为目前研究的热点。研究人员摒弃常用的全氟辛基链作为疏油链段，采用全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物，全氟-2,5-二甲基-3,6-二氧杂壬酰氟和环境友好的聚乙二醇为主要原料通过一步法反应合成了一系列氧杂全氟烷基聚乙二醇系聚合物，并对此类聚合物的表面性能，热稳定性，浊点和化学稳定性进行了详细测定。研究结果表明，这类氟碳聚合物具有极高的表面活性以及良好的热稳定性和酸碱稳定性，其中聚合物0.4KPEGF3的表面活性最高，可使水的表面张力从72.8mN/m最低降至12.5mN/m，其临界胶束浓度(CMC)值仅为0.2mg/ml。同时还研究了不同长度的碳氢链，碳氟链对此类聚合物表面性能的影响。当碳氟链段相同时，随着碳氢链的增长，表面张力呈现增大趋势。碳氢链段相同时，碳氟链段越长，表面活性越高[5]。

参考文献

[1]张志君;赵兴华;徐雅硕;王博;肖山,一种合成c11全氟酮的方法.

[2]李义涛,阳峰,郑宝液,等.一种六氟环氧丙烷二聚物的制备方法.CN201611258558.5.

[3]李景通,史翔,王丽,等.一种测定六氟环氧丙烷二聚体及其异构体含量的方法:202211739531[P].

[4]修建东.一种含氟羟苯基有机酸烯基酯脱模中间体的制备方法:CN201510948817.6[P].CN106892816A.

[5]陈慧卿.氧杂全氟烷基聚乙二醇系氟碳表面活性剂的合成及性能研究[D].上海交通大学,2009.