丙烯酸十三氟辛酯的的合成及用途

简介

丙烯酸十三氟辛酯（TFOA）为无色至浅黄色透明液体，分子量418.15，密度约1.6 g/cm³，具疏水疏油特性；可溶于氟碳溶剂、乙酸乙酯、丙酮、甲苯等，不溶于水，需避光干燥保存，常用作含氟功能单体，引入聚合物侧链以降低表面能、提升耐候与防污性能。

丙烯酸十三氟辛酯的性状

合成

方法一：将1H，1H,2H，2H-全氟辛烷-1-醇和三乙胺以1:1.2的摩尔比与无水无甲醇氯仿在圆底烧瓶中混合。用橡胶塞密封反应容器。用流动的氮气喷洒容器以除去多余的氧气。将容器放入冰浴中。按1.2摩尔比向酒精中滴入丙烯酰氯。让反应混合物在12小时内达到室温。收集粗混合物。用去离子水（100毫升）清洗混合物三次，以去除过量的三乙胺和丙烯酰氯。用盐酸（1.65 mL）进一步清洗混合物。用去离子水（20ml）稀释混合物。用甲氧基苯酚稳定原油混合物。将混合物在硫酸镁上干燥12小时。用过滤除去硫酸镁。通过蒸发除去多余的氯仿。通过真空蒸馏提纯产品。与甲氧基酚（0.5 wt%）混合抑制自聚合得到标题化合物丙烯酸十三氟辛酯[1]。

方法二：在200 mL高压釜中，加入（2-三氟己基）氯乙基38.30 g（0.100 mol）、丙烯酸钾11.69 g（0.106 mol）、叔丁醇74.30 g（1.002 mol）、对苯二酚115.9 mg （1.053 mmol）、对甲氧基酚14.0 mg（0.113 mmol）、四丁基氯化铵1.40 g（5.037 mmol）作为催化剂，密闭加热至180℃，搅拌4小时。然后将容器冷却至室温，用气相色谱法分析，得到标题化合物丙烯酸十三氟辛酯[2]。

用途

丙烯酸十三氟辛酯与聚nBA共聚，100%引入氟链，降低表面能，制备拒水拒油的高性能涂层材料。例如：在一个装有顶部搅拌器、温度计、冷却器和隔板的100毫升5颈硫化瓶中，将Hg的双功能聚nBA（见表）和1g的丙烯酸十三氟辛酯（TFOA, Mw 418.15 g/mol）混合在一起，用N2清洗30分钟，在128°C下聚合8小时得到产物。收益率100%[3]。

参考文献

[1] Tunable Fluorophobic Effect Determines Nanoparticle Dispersion in Homopolymers and Block Polymers. By: Marsh, Zachary M.; et al. Advanced Materials Interfaces (2020), 7(5), 1901691.

[2] Preparation of fluorine-containing unsaturated carboxylic acid esters by reacting carboxylic acid salts with 2-(fluoroalkyl)ethyl chlorides Assignee: Daikin Industries, Ltd. Inventors: Shimada, Tomoo; et al. Japan.

[3] Fluorinated acrylate block copolymers with low dynamic surface tension. Assignee: BASF SE. Inventors: Thomson, Mary; et al. World Intellectual Property Organization.