[发明专利]作为表面活性剂的全氟烷氧基磺基琥珀酸酯衍生物

说明书

本发明涉及含有氟化端基的新化合物，其作为表面活性物质的用途，和这些化合物的制备方法。

含氟表面活性剂具有降低表面张力的显著能力，其例如用于例如织物、纸、玻璃、建筑材料或吸附剂的表面的疏水化。此外，它们可在油漆、表面涂料或粘合剂中用作界面促进剂或乳化剂或减粘剂。

一般而言，含氟表面活性剂含有全氟烷基取代基，其在环境中通过生物和/或其它氧化方法降解成全氟烷基羧酸(PFCA)和全氟烷基磺酸(PFAS)。近年来，全氟烷基羧酸(PFCA)和全氟烷基磺酸(PFAS)的在环境中的累积给出顾虑的原因。PFCA和PFAS是非常持久的化合物，其长链变体(含有具有8个或更多碳原子的全氟烷基链)具有生物累积潜势。它们在一些情况下被怀疑导致健康问题(G.L.Kennedy，Jr.，J.L.Butenhoff，G.W.Olsen，J.C.O′Connor，A.M.Seacat，R.G.Biegel，S.R.Murphy，D.G.Farrar，Critical Review in Toxicology，2004，34，351-384)。

含有各种氟化侧链的磺基琥珀酸酯和/或磺基丙三酸酯(tricarballylate)描述于US 4,968,599、US 4,988,610和US 6,890,608以及A.R.Pitt等人，Colloids and Surfaces A：Physicochemical and Engineering Aspects，1996，114，321-335；A.R.Pitt，Progr.Colloid Polym.Sci.，1997，103，307-317和Z.-T.Liu等人，Ind.Eng.Chem.Res.2007，46，22-28中。Omnova公司销售其侧链含有末端CF₃或C₂F₅基团的聚合物。国际专利申请WO 03/010128描述了含有C_3-20全氟烷基的全氟烷基取代胺、酸、氨基酸和硫醚酸。JP-A-2001/133984公开了含有全氟烷氧基链的表面活性化合物，其适用于抗反射涂料中。JP-A-09/111286公开了全氟聚醚表面活性剂在乳液中的用途。国际专利申请WO 2006/072401描述了带有至少一个末端五氟硫烷基或至少一个末端三氟甲氧基且含有极性端基的化合物为表面活性的并适用作表面活性剂。

仍需要替代性的表面活性物质，其优选具有与传统含氟表面活性剂可比的性能特征和同样大的化学通用性，其在氧化或还原降解时优选不降解成长链持久氟羧酸或氟磺酸，或者优选以相对低剂量有效用作常规含氟表面活性剂。

现已发现了适用作表面活性物质且优选不具有上述缺点中的一个或多个的新化合物。该新表面活性化合物可作为单独组分或者如果有利的话还以混合物使用。

本发明首先涉及式(I)化合物：

其中：

X为亲水基团，

R为线性或支化亚烷基，其中一个或多个不相邻C原子可被O、S和/或N替换，

r为0或1，

B为单键、O、NH、NR’、CH₂、C(O)-O、S、CH₂-O、O-C(O)、O-C(O)-O、N-C(O)、C(O)-N、O-C(O)-N、N-C(O)-N、SiR’₂-、SiR’₂-O、O-SO₂或SO₂-O，其中R’为线性或支化烷基，

R¹和R²相互独立地为氢或-CH₂-COY³-L³-(A³)_n3，

Y¹、Y²和Y³相互独立地为O、S或N，

L¹、L²和L³相互独立地为线性或支化亚烷基，其中一个或多个不相邻C原子可被O、S和/或N替换，

A¹、A²和A³相互独立地为氢或结构-Zⁱ(CR³R⁴)_miRfⁱ的基团，

Zⁱ为O、S或N，