专利名称：一种含磺酸基的Gemini型氟碳表面活性剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种含磺酸基的Gemini型氟碳表面活性剂，属于表面活性剂技术领域。
背景技术：
氟表面活性剂“三高”、二憎”的特殊性能及用量少、毒性低及优良的复配性能等优点，使其在三次采油中的应用日益受到重视。Gemini型表面活性剂由连接基通过化学键将2个及以上的传统表面活性剂分子连接而成，具有2个及以上的两亲成分，与传统表面活性剂相比其CMC低2-3个数量级、Krafft点低、与普通表面活性剂复配性能好、水溶性好等优点。磺酸盐型Gemini表面活性剂活性高，热稳定性好，抗盐性好，在岩石上的吸附比季铵盐型阳离子表面活性剂吸附量小，因而在原油开采领域具有较好的应用前景。现有技术对双子型氟碳表面活性剂的制备也有报道。例如CN1743062A公开了一种新型双子型氟碳表面活性剂，是以亲水性的单酯二氯丙烷为联接基团的新型亲水柔性间隔基的双子型氟碳表面活性剂，化学名为N，N，N’，N’ 一四甲基一 N，N’ 一双[(全氟烷基磺酰胺基)一烷基]一
2一单酯基一丙二铵。该表面活性剂通过全氟烷基磺酰氟与N，N—二甲基一 1，2 —乙二胺或N，N—二甲基一 1，3—丙二胺反应得中间产物N — [(二甲氨基)一烷基]全氟烷基磺酰胺，然后与单酯二氯丙烷进行季铵化反应而得产品。该方法原料较贵，使得产品生产成本较高，不适合大规模使用。目前，含磺酸基的Gemini型阴离子氟碳表面活性剂未见相关研究报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种以廉价二胺为原料制得的含磺酸基的Gemini型氟碳表面活性剂 及其制备方法。本发明的技术方案如下:一种含磺酸基的Gemini型氟碳表面活性剂，具有如下式I的结构:
权利要求
1.一种含磺酸基的Gemini型氟碳表面活性剂，具有如下I式的结构:
2.根据权利要求1所述的含磺酸基的Gemini型氟碳表面活性剂，其特征在于，Rf为C6F13- ;R为H或Na ；n=6 ;结构式如下:
3.权利要求1所述含磺酸基的Gemini型氟碳表面活性剂的制备方法，步骤如下 (1)含短氟碳链的环氧丙烷(
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(I)中采用TLC跟踪反应，展开剂为乙酸乙酯和甲醇,体积比V Zjg2j1:V_=3:1 3。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(I)中所述的二胺为己二胺(n=6)。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(I)中所述的含短氟碳链的环氧丙烷为3-全氟己基-1，2-环氧丙烷、3-全氟丁基-1，2-环氧丙烷或3-全氟辛基-1，2-环氧丙烷。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中产物重结晶用有机溶剂为丙酮、乙酸乙酯、甲醇或乙醚之一或组合；优选丙酮、乙酸乙酯体积比为1:1的混合物。
8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中反应温度40-55°C，反应时间为16 24h。
9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述含氟中间体化合物与环丙磺内酯摩尔比为1:2-2.15。
10.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(I)中所述的含短氟碳链的环氧丙烷为3-全氟己基-1，2-环氧丙烷(Rf为C6F13-),所述二胺为己二胺时，所得含氟中间体化合物为N，N' -二(3-全氟己基-2-羟基丙基)己二胺，步骤(2)所得化合物为N，N' -二(3-全氟己基-2-羟基丙基)-N，N' -二磺丙基己二胺(式II，R=H)，步骤(3)所得化合物为N, N' _ 二(3 _全氣己基_2_轻基丙基)-N, N' _ 二横丙基己二胺的纳盐(式II，R=Na)。
全文摘要
本发明涉及一种含磺酸基的Gemini型氟碳表面活性剂及其制备方法。本发明的磺酸盐型Gemini氟表面活性剂由廉价二胺、含短氟碳链的环氧丙烷与环丙磺内酯在20-60℃温和条件下反应制得。首先廉价二胺与含短氟碳链的环氧丙烷进行开环反应，制得易于引进各种亲水基团的含氟中间体，再与环丙磺内酯反应，即得含磺酸基的Gemini型氟碳表面活性剂，用氢氧化钠中和上述反应的产物得到对应的磺酸钠盐。本发明原料易得，产品易分离、提纯，并具有高表面活性、良好的水溶性、与传统阴离子表面活性剂复配性好、良好的抗盐性等优异性能，可用于三次采油。
文档编号C07C309/14GK103111229SQ20131007455
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月8日 优先权日2013年3月8日
发明者王明刚, 王美云, 谭业邦, 高建军, 李传龙, 吕妍 申请人:山东大学