介紹

全氟己基乙基磺酸鉀的化學(xué)式為C8H6F13KO3S，外觀為白色結(jié)晶粉末。它具有高表面活性，在水中溶解性良好，能顯著降低水的表面張力。由于分子中含有多個(gè)氟原子，它具備優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和耐候性。它可作為高效的潤濕劑、分散劑和乳化劑，廣泛應(yīng)用于紡織、造紙、皮革等行業(yè)。

全氟己基乙基磺酸鉀

合成

現(xiàn)有工藝的缺點(diǎn)

當(dāng)前的全氟己基乙基磺酸鉀大多采用兩步法制備得到，第一步反應(yīng)是由全氟烷基乙基碘與硫氰化鉀在相轉(zhuǎn)移催化劑存在下反應(yīng)生成硫氰酸酯，再用氯氣進(jìn)行氯氧化反應(yīng)生成磺酰氯，然后用甲醇進(jìn)行醇解即可得到相應(yīng)的磺酸；第二步反應(yīng)是全氟烷基磺酸與相應(yīng)的堿發(fā)生常規(guī)的酸堿中和反應(yīng)生成磺酸鹽。上述的制備方法工藝步驟多，而且需要用到劇毒的氯氣，操作條件苛刻，不易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；同時(shí)反應(yīng)緩慢，收率低，原料價(jià)格也很高昂，生產(chǎn)成本較高。以亞硫酸鹽和全氟己基乙基碘在溶劑中發(fā)生反應(yīng)，得到產(chǎn)品。采用的溶劑為N?N二甲基甲酰胺、N?甲基吡咯烷酮、或二甲基亞砜。其中，N?甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜均為有毒物質(zhì)，二甲基亞砜毒性較強(qiáng)，對人體皮膚有滲透性，對眼有刺激作用。N?N二甲基甲酰胺遇明火、高熱可引起燃燒爆炸，能與濃硫酸、發(fā)煙硝酸劇烈反應(yīng)甚至發(fā)生爆炸。上述溶劑均屬于危險(xiǎn)性較高的溶劑，不適用于工業(yè)生產(chǎn)。上述溶劑價(jià)格昂貴，經(jīng)濟(jì)效益差且難以回收處理。此外，全氟己基乙基碘在其溶劑中加熱會(huì)產(chǎn)生大量烯烴副產(chǎn)物，并且反應(yīng)時(shí)間越長，反應(yīng)溫度越高，副產(chǎn)烯烴的含量會(huì)越高。

新合成方法

第一步：將67.2g硫氫化鈉(1.2mol)溶于2370g乙醇中，過濾去除雜質(zhì)，然后倒入容量為 5L的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌均勻。然后再加入474g全氟己基乙基碘(1mol)及10g硫酸銅催化劑，開啟攪拌并升溫至乙醇回流溫度(78～80℃) ，在常壓下反應(yīng)5h后停止。反應(yīng)結(jié)束后將物料冷卻至室溫出料，然后用其5倍體積的去離子水洗滌，沉降12h后，過濾分離出油相，得到全氟己基乙硫醇粗產(chǎn)品。再在體系壓力為?0 .1MPa～?0.096MPa，溫度為80～180℃下對粗產(chǎn)品進(jìn)行減壓精餾提純，得到312g全氟己基乙硫醇成品，收率為82.1％。

第二步：向容量為5L玻璃反應(yīng)器中加入312g提純后的全氟己基乙硫醇以及30％的硝酸溶液780g，玻璃反應(yīng)器配置有加熱裝置、冷凝器、磁力攪拌器和溫度計(jì)。開啟攪拌，并緩慢升溫至85℃反應(yīng)2h，然后逐步升溫至90℃繼續(xù)反應(yīng)8h，反應(yīng)完成后得到327g透明膏狀液體全氟己基乙基磺酸。

第三步：在容量為5L玻璃反應(yīng)器中加入327g步驟二得到的全氟己基乙基磺酸，然后向其中緩慢滴加40％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鉀溶液攪拌，直至溶液呈弱堿性(pH＝7～8)。反應(yīng)完成后抽濾得到全氟己基乙基磺酸鉀固體粗品，然后再用熱水溶解、重結(jié)晶、干燥得到349g全氟己基乙基磺酸鉀成品，收率約為74.9％[1]。

參考文獻(xiàn)

[1]四川上氟科技有限公司.一種全氟己基乙基磺酸鹽的制備方法:202110319739.9[P].2022-10-04.