一种含酰胺键全氟聚醚表面活性剂的制备方法及其应用技术

公开一种含酰胺键全氟聚醚表面活性剂的制备方法，该方法包括：将全氟羧酸聚醚溶于溶剂中，并在

【技术实现步骤摘要】
一种含酰胺键全氟聚醚表面活性剂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于表面活性剂领域，具体涉及一种制备含有酰胺键的全氟聚醚表面活性剂的方法及该表面活性剂的应用。

技术介绍

[0002]微液滴因具有微小体积、独立腔室以及快速的传质传热效应而被广泛应用于微反应器、复杂多核
‑
壳结构的制备和生物医学应用研究，如药物包封、靶向给药系统和单细胞分析。液滴具有单分散性好和高可控的特点，因此它为容纳微纳尺度生化反应提供了绝佳的场所。液滴稳定性是液滴微流控技术中应用的关键，并且稳定的液滴系统在生化分析、生物活性的高通量筛选方面有巨大的应用潜力。
[0003]氟化油由于具有良好透气性、化学和生物惰性、粘度小以及易挥发等优势，被广泛作为连续相应用于液滴微流控中。由于氟化油与常规碳氢化合物溶解度低，使得氟化油在液滴微反应器中的应用受到了限制。一种行之有效的方法就是，使用氟化表面活性剂。氟化表面活性是将常规表面活性剂疏水尾链中H原子用F原子替换，可以极大的增加表面活性剂在氟化油中的溶解性。另外，该类表面活性剂的“极性”头基可以是亲水头基也可以是亲脂肪相的长链脂肪头基，使得氟化表面活性剂吸附在氟化油与不相溶相界面，从而达到稳定氟化油
‑
水界面。因而，氟化表面活性剂是氟化油作为液滴微流控中优良载体的关键因素。
[0004]目前已报到的氟表面活性剂的合成方法主要有酰氯法和“点击”化学法，但是这些方法均具有一些缺点，如反应温度高、过程繁琐、产率低。另外，由于有些反应涉及腐蚀性环境污染的二氯亚砜，三氯化磷等有毒试剂，后续反应需要使用大量的氟溶剂，也存在价格昂贵，环境危害大的缺陷。所以，亟需根据不同的应用场景探索出合成时间短、反应过程简单的氟化表面活性剂的方法。
[0005]本领域研究者多方尝试以期在不同角度改进含氟表面活性剂及其制备或合成，例如，CN 108285537 A提供了一种具有热稳定性且生物兼容的含酰胺键的含氟非离子表面活性剂；CN 106823986 A提供一种三段式氟表面活性剂，其通过使含氟聚醚与聚乙二醇二胺混合反应而得；CN 107754723 A提供一种可用于高通量数字微滴PCR的氟碳表面活性剂，纯度高，且具有良好的生物兼容性和稳定性，其通过使阳离子部分和阴离子部分在水油两相界面静电相互作用得到。

技术实现思路

[0006]本申请专利技术人针对上述问题，提供了一种制备含酰胺键全氟聚醚表面活性剂的方法，所述方法具有制备简单、快速、环保且产率高的特点。
[0007]根据本专利技术的，提供一种含酰胺键全氟聚醚表面活性剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0008]溶液A的制备：将式(I)所示的全氟羧酸聚醚溶于溶剂中，并在
‑
5℃
‑
5℃下，与相当于全氟羧酸聚醚1.0
‑
1.5倍摩尔当量的有机碱缚酸剂及1.0
‑
1.5倍摩尔当量的转酰胺试剂
混合，得到含以下式(II)所示的中间产物的溶液A；
[0009][0010]其中，m＝20
‑
90，R为C1
‑
C6烷基；
[0011]溶液B的制备：将末端氨基修饰的亲水基溶解在溶剂中，并在
‑
5℃
‑
5℃下与相当于所述亲水基2.5
‑
3.5摩尔当量的有机碱缚酸剂混合例如10
‑
60min，得溶液B；
[0012]混合溶液A和溶液B以进行反应：以全氟羧酸聚醚与末端氨基修饰的亲水基的摩尔比为1:(0.5
‑
1.5)的比例混合溶液A和B，并使其在
‑
5℃
‑
5℃下反应例如30
‑
90min；之后将反应体系升温至15℃
–
65℃继续反应例如0.5
‑
24h，得到如以下式(III
‑
1)或(III
‑
2)所示的含酰胺键全氟聚醚表面活性剂。
[0013][0014]根据本专利技术的实施方式，其中，可通过包括如下步骤的方法制备溶液A：
[0015]A
‑
1将式(I)所示的全氟羧酸聚醚置于容器中，加入溶剂使其溶解后在
‑
5℃
‑
5℃下放置；
[0016]A
‑
2在
‑
5℃
‑
5℃下，向步骤A
‑
1得到的溶液中加入相当于全氟羧酸聚醚1.0
‑
1.5倍摩尔当量的有机碱作为缚酸剂，并搅拌；
[0017]A
‑
3继续向步骤A
‑
2得到的混合物中加入相当于全氟羧酸聚醚1.0
‑
1.5倍摩尔当量的转酰胺试剂，继续在
‑
5℃
‑
5℃下反应，例如反应20
‑
60min，得到含式(II)所示的中间产物的溶液A。
[0018]根据本专利技术的实施方式，其中，可通过包括如下步骤的方法制备溶液B：
[0019]B
‑
1将末端氨基修饰的亲水基溶解在溶剂中，置于
‑
5℃
‑
5℃条件下搅拌，例如搅拌10
‑
30min；
[0020]B
‑
2向步骤B
‑
1得到的溶液中加入相当于所述亲水基2.5
‑
3.5摩尔当量有机碱作为缚酸剂，并在
‑
5℃
‑
5℃下搅拌，例如搅拌10
‑
30min，得溶液B。
[0021]根据本专利技术，所述含酰胺键全氟聚醚表面活性剂的分子量可以是2700
‑
17000，其结构可以是两段式或三段式含酰胺键全氟聚醚表面活性剂。
[0022]根据本专利技术，在溶液A的制备中，相对于全氟羧酸聚醚，所使用的溶剂量可以是5
‑
20mL
·
mmol
‑1。
[0023]根据本专利技术，在溶液A的制备中，所述溶剂可为含氟溶剂，优选全氟溶剂。
[0024]根据本专利技术，在溶液A的制备中，所述溶剂选自HFE
‑
7100、HFE
‑
7500、FC
‑
40、FC
‑
43和FC
‑
770中的一种或者多种混合溶剂。
[0025]根据本专利技术，在溶液A的制备中，所述缚酸剂可以为三级胺有机碱中的一种或多种。
[0026]根据本专利技术，在溶液A的制备中，所述缚酸剂可以为选自N
‑
甲基吗啡啉、三乙胺、4
‑
二甲氨基吡啶中的一种或多种。
[0027]根据本专利技术，在溶液A的制备中，所述缚酸剂的用量为全氟羧酸聚醚的1.0
‑
1.3倍当量。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含酰胺键全氟聚醚表面活性剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：溶液A的制备：将以下式(I)所示的全氟羧酸聚醚溶于溶剂中，并在
‑
5℃
‑
5℃下，与相当于全氟羧酸聚醚1.0
‑
1.5倍摩尔当量的有机碱缚酸剂及1.0
‑
1.5倍摩尔当量的转酰胺试剂混合，得到含以下式(II)所示的中间产物的溶液A；其中，m＝20
‑
90，R为C1
‑
C6烷基；溶液B的制备：将末端氨基修饰的亲水基溶解在溶剂中，并在
‑
5℃
‑
5℃下与相当于所述亲水基2.5
‑
3.5摩尔当量的有机碱缚酸剂混合，得溶液B；混合溶液A和溶液B以进行反应：以全氟羧酸聚醚与末端氨基修饰的亲水基的摩尔比为1:(0.5
‑
1.5)的比例混合溶液A和B，并使其在
‑
5℃
‑
5℃下反应；之后将反应体系升温至15℃
‑
65℃继续反应，得到如以下式(III
‑
1)或(III
‑
2)所示的含酰胺键全氟聚醚表面活性剂，2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过包括如下步骤的方法制备溶液A：A
‑
1将式(I)所示的全氟羧酸聚醚置于容器中，加入溶剂使其溶解后在
‑
5℃
‑
5℃下放置；A
‑
2在
‑
5℃
‑
5℃下，向步骤A
‑
1得到的溶液中加入相当于全氟羧酸聚醚1.0
‑
1.5倍摩尔当量的有机碱作为缚酸剂，并搅拌；A
‑
3继续向步骤A
‑
2得到的混合物中加入相当于全氟羧酸聚醚1.0
‑
1.5倍摩尔当量的转酰胺试剂，继续在
‑
5℃
‑
5℃下反应，得到含式(II)所示的中间产物的溶液A。3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过包括如下步骤的方法制备溶液B：B
‑
1将末端氨基修饰的亲水基溶解在溶剂中，置于
‑
5℃
‑
5℃条件下搅拌；B
‑
2向步骤B
‑
1得到的溶液中加入相当于所述亲水基2.5
‑
3.5摩尔当量有机碱作为缚酸剂，并在
‑
5℃
‑
5℃下搅拌，得溶液B。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在溶液A的制备中，所述溶剂为含氟溶剂，优选地，所述溶剂选自HFE
‑
7100、HFE
‑
7500、FC
‑
40、FC
‑
43和FC
‑
770中的一种或者多种混合溶剂；和/或在溶液A...

【专利技术属性】
技术研发人员：水玲玲，姚纪源，金名亮，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：