JPS622848B2 - - Google Patents

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JPS622848B2
JPS622848B2 JP53078720A JP7872078A JPS622848B2 JP S622848 B2 JPS622848 B2 JP S622848B2 JP 53078720 A JP53078720 A JP 53078720A JP 7872078 A JP7872078 A JP 7872078A JP S622848 B2 JPS622848 B2 JP S622848B2
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JP
Japan
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formula
carbon atoms
group
compound
general formula
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JP53078720A
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Japanese (ja)
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JPS557818A (en
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Takao Hayashi
Yukio Ootoshi
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS622848B2 publication Critical patent/JPS622848B2/ja
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、フルオロアルキル基含有界面活性剤
及びその製法に関し、更に詳しく言えば、ポリフ
ルオロアルキル基含有の新規化合物からなる界面
活性剤及びその製法に関するものである。 従来、界面活性剤としてはアニオン系、カチオ
ン系、ノニオン系など種々のものが知られてお
り、パーフルオロアルキル基の如きフルオロアル
キル基を有するフツ素系界面活性剤も知られてい
る。フツ素系界面活性剤は、特異な界面活性能を
示すので、揮発性液体の蒸発抑制剤(消火剤)、
写真ゼラチン層のレベリング剤、塗料添加剤、ワ
ツクス添加剤、その他の各種用途に好適である。
フツ素系アニオン界面活性剤は、フツ素樹脂製造
時の乳化剤としても広く使用されている。而して
両性界面活性剤は、一般にPH変化の影響を受けに
くい、塩類の影響を受けにくいなどの特徴を有す
るものであるが、従来フツ素系両性界面活性剤の
好適なものは提案が少ない。 先に、本出願人は、ポリフルオロアルキル基含
有の特定構造を持つ両性界面活性剤が、両性界面
活性剤としての一般的特徴と共に、臨界ミセル形
成濃度が小さく低濃度でも表面張力を下げる効果
が大きい、最低表面張力の値が低いなどの優れた
界面活性効果を示すものであることを提案した。
例えば、特開昭53−45683号公報、特開昭53−
45684号公報、特開昭54−62990号公報などを参
照。 本発明者の研究によれば、パーフルオロカルボ
ン酸のクロライド、パーフルオロカルボン酸のア
ルキルエステルなどを出発原料として、ヒドロキ
シアミノエトキシプロピルアミンの如きアルコキ
シアミン化合物との反応でアミドを合成し、該ア
ミドにβ−ラクトンやモノクロル酢酸を反応させ
ると、パーフルオロアルキル基を含有する新規な
化合物が得られる。而して、かゝる新規化合物
は、フツ素系界面活性剤として極めて優れている
ことが見出された。即ち、水溶液の表面張力を16
ダイン/cm以下にまで低下させ得ると共に、フツ
素系界面活性剤として臨界ミセル形成濃度も小さ
く、0.001重量%という低濃度でも有効に作用し
得る界面活性剤であるという新規知見を得るに至
つたものである。 かくして、本発明は、前記知見に基づいて完成
されたものであり、一般式
The present invention relates to a fluoroalkyl group-containing surfactant and a method for producing the same, and more specifically, to a surfactant comprising a new compound containing a polyfluoroalkyl group and a method for producing the same. Conventionally, various surfactants such as anionic, cationic, and nonionic surfactants have been known, and fluorine-based surfactants having a fluoroalkyl group such as a perfluoroalkyl group are also known. Fluorine-based surfactants exhibit unique surfactant properties, so they can be used as evaporation inhibitors (extinguishing agents) for volatile liquids,
It is suitable for use as a leveling agent for photographic gelatin layers, as a paint additive, as a wax additive, and for various other uses.
Fluorinated anionic surfactants are also widely used as emulsifiers in the production of fluorinated resins. Although amphoteric surfactants generally have characteristics such as being less affected by pH changes and less affected by salts, there have been few proposals for suitable fluorine-based amphoteric surfactants. . Previously, the applicant has discovered that an amphoteric surfactant with a specific structure containing a polyfluoroalkyl group has the general characteristics of an amphoteric surfactant, has a small critical micelle formation concentration, and is effective in lowering surface tension even at low concentrations. It was proposed that it exhibits excellent surfactant effects such as large and low minimum surface tension values.
For example, JP-A-53-45683, JP-A-53-45683,
See Publication No. 45684, Japanese Unexamined Patent Publication No. 1983-62990, etc. According to the research of the present inventors, an amide can be synthesized by using a perfluorocarboxylic acid chloride, a perfluorocarboxylic acid alkyl ester, etc. as a starting material and reacting it with an alkoxyamine compound such as hydroxyaminoethoxypropylamine. When reacted with β-lactone or monochloroacetic acid, a new compound containing a perfluoroalkyl group can be obtained. It has thus been discovered that such a new compound is extremely effective as a fluorine-containing surfactant. In other words, the surface tension of an aqueous solution is 16
We have obtained new knowledge that it is a surfactant that can be reduced to dyne/cm or less, has a low critical micelle formation concentration as a fluorine-based surfactant, and can act effectively even at a concentration as low as 0.001% by weight. It is something. Thus, the present invention has been completed based on the above findings, and is based on the general formula

【式】(但し、式中のRf は炭素数1〜20個のポリフルオロアルキル基、
R1は水素原子又はアルキル基、Aは炭素数1〜
10個の二価のアルキレン基、Bは炭素数1〜10個
の二価のアルキレン基、Qは炭素数1〜5個の二
価のアルキレン基、R2はアルキル基又はヒドロ
キシアルキル基、Mは水素原子、−NH4、又はア
ルカリ金属を夫々示す)で表わされる化合物から
なるフルオロアルキル基含有界面活性剤を新規に
提供するものである。 本発明の特定構造を持つフツ素系界面活性剤
は、類似構造を有する前記特開昭53−45684号公
報などの界面活性剤に比しても、水溶液の表面張
力をより低下させることができ、またより低濃度
でも表面張力低下能が大きいという特徴を有す
る。例えば、後述の実施例などからも明らかなよ
うに、本発明の などの化合物は、類似のC9F19CONH(CH23
(CH32CH2COOなどの化合物よりも、水の表
面張力を低下せしめるものであり(16ダイン/cm
以下)、非常に低濃度(0.001重量%)で水の表面
張力を17.8ダイン/cm程度まで低下せしめ得る。
更に、両性的な界面活性剤であるため、硬水中で
も安定であり、PHによる影響も受けにくいため各
種用途に有効に利用される優れたものである。 本発明の新規化合物において、第一に炭素数1
〜20個のポリフルオロアルキル基(Rf基)を有
することが重要である。通常Rf基は、炭素数3
〜18個のパーフルオロアルキル基であることが望
ましく、特に炭素数は6〜12個であることが望ま
しい。勿論、Rf基は直鎖状でも分岐状でもよ
く、部分的に水素原子や塩素原子などを含むポリ
フルオロアルキル基でも良い。かゝるポリフルオ
ロアルキル基、特にパーフルオロアルキル基によ
り、フツ素系界面活性剤としての諸特性が発揮さ
れ得る。第二に、分子内にエーテル結合を含有す
ることが重要であり、かゝる構造により、
[Formula] (However, R f in the formula is a polyfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms,
R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group, A has 1 or more carbon atoms
10 divalent alkylene groups, B is a divalent alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, Q is a divalent alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 is an alkyl group or a hydroxyalkyl group, M The present invention provides a novel fluoroalkyl group-containing surfactant comprising a compound represented by a hydrogen atom, -NH4 , or an alkali metal, respectively. The fluorine-based surfactant of the present invention having a specific structure can lower the surface tension of an aqueous solution more than the surfactant disclosed in JP-A-53-45684, which has a similar structure. , it also has the characteristic of having a large ability to lower surface tension even at lower concentrations. For example, as is clear from the Examples described below, the present invention Compounds such as C 9 F 19 CONH(CH 2 ) 3
(CH 3 ) 2 CH 2 It lowers the surface tension of water more than compounds such as COO (16 dynes/cm
(below), it can reduce the surface tension of water to around 17.8 dynes/cm at very low concentrations (0.001% by weight).
Furthermore, since it is an amphoteric surfactant, it is stable even in hard water and is not easily affected by pH, making it an excellent product that can be effectively used in various applications. In the novel compound of the present invention, firstly, the number of carbon atoms is 1.
It is important to have ~20 polyfluoroalkyl groups (R f groups). Usually the R f group has 3 carbon atoms
The perfluoroalkyl group preferably has 18 to 18 carbon atoms, particularly 6 to 12 carbon atoms. Of course, the R f group may be linear or branched, and may also be a polyfluoroalkyl group partially containing a hydrogen atom, a chlorine atom, or the like. Such polyfluoroalkyl groups, particularly perfluoroalkyl groups, can exhibit various properties as a fluorosurfactant. Second, it is important to contain an ether bond within the molecule, and such a structure allows

【式】などを含有するものに比し て、水溶液などの表面張力低下能が増大する。第
三に、窒素原子に−Q−COOM基が結合してい
ることが重要であり、かゝる態様によつて両性的
な界面活性剤としての諸特性が発揮され得る。Q
は炭素数1〜5個の二価のアルキレン基であり、
直鎖状でも分岐状でも良いが、通常は炭素数1〜
2個の直鎖状アルキレン基、即ち−CH2−又は−
CH2CH2−が好適な実施態様である。R1は水素原
子又は炭素数1〜5個のアルキル基であるが、通
常は水素原子が好適である。R2はアルキル基又
はヒドロキシアルキル基、特には炭素数1〜5個
の低級アルキル基又は−CH2CH2OHの如き低級
ヒドロキシアルキル基である。而して、Aは炭素
数1〜10個、好ましくは1〜5個の二価のアルキ
レン基、Bは炭素数1〜10個、好ましくは1〜5
個の二価のアルキレン基であり、いずれも直鎖状
でも分岐状でも良い。通常は、界面活性能、入手
の容易性などから、Bが−CH2CH2−である実施
態様が特に望ましく、Aは−CH2CH2−又は−
CH2CH2CH2−である事が特に望ましい。 本発明の新規フツ素系界面活性剤化合物は、
種々の合成法により製造され得るが、通常は、一
般式
Compared to those containing [Formula] etc., the ability to lower the surface tension of aqueous solutions is increased. Thirdly, it is important that the -Q-COOM group is bonded to the nitrogen atom, and by such an embodiment, various properties as an amphoteric surfactant can be exhibited. Q
is a divalent alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
It may be linear or branched, but usually has 1 to 1 carbon atoms.
Two linear alkylene groups, i.e. -CH 2 - or -
CH2CH2- is a preferred embodiment. R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and usually a hydrogen atom is preferred. R 2 is an alkyl group or a hydroxyalkyl group, particularly a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a lower hydroxyalkyl group such as -CH 2 CH 2 OH. Thus, A is a divalent alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, and B is a divalent alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms.
divalent alkylene groups, which may be linear or branched. Usually, from the viewpoint of surfactant ability, easy availability, etc., an embodiment in which B is -CH 2 CH 2 - is particularly desirable, and A is -CH 2 CH 2 - or -
It is particularly desirable that CH 2 CH 2 CH 2 -. The novel fluorosurfactant compound of the present invention is
Although it can be produced by various synthetic methods, it is usually produced by the general formula

【式】で表わされるポ リフルオロアルキルアミド化合物を、モノクロル
酢酸、β−プロピオラクトン、アクリル酸の如き
カルボキシル化剤と反応せしめることによつて容
易に合成可能である。例えば、次の具体的反応例
などによつて合成され得る。即ち、 などである。而して、一般式
It can be easily synthesized by reacting a polyfluoroalkylamide compound represented by the formula with a carboxylating agent such as monochloroacetic acid, β-propiolactone, or acrylic acid. For example, it can be synthesized by the following specific reaction example. That is, etc. Therefore, the general formula

【式】 なる化合物は、ポリフルオロアルキルカルボン酸
類と特定アルコキシアミン化合物とのアミド化反
応などにより容易に入手され得る。例えば、次の
化学反応式で示される方法によつて合成され得
る。 即ち、本発明は、一般式
A compound of the formula can be easily obtained by an amidation reaction between a polyfluoroalkylcarboxylic acid and a specific alkoxyamine compound. For example, it can be synthesized by the method shown by the following chemical reaction formula. That is, the present invention provides the general formula

【式】(但し、式 中のRfは前記の通り炭素数1〜20個のポリフル
オロアルキル基であり、Zは−OR、X、又は
[Formula] (However, R f in the formula is a polyfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms as described above, and Z is -OR, X, or

【式】であり、Rは水素原子又は低級アルキ ル基、Xはハロゲン原子を夫々示す)で表わされ
るポリフルオロアルキルカルボニル化合物と一般
式NHR1−A−O−B−NHR2(但し、式中のR1
は水素原子又はアルキル基、Aは炭素数1〜10個
の二価のアルキレン基、Bは炭素数1〜10個の二
価のアルキレン基、R2はアルキル基又はヒドロ
キシアルキル基を夫々示す)で表わされるアルコ
キシアミン化合物とをアミド化反応させて、一般
[Formula], R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, and X represents a halogen atom) and the general formula NHR 1 -A-O-B-NHR 2 (However, R 1
is a hydrogen atom or an alkyl group, A is a divalent alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, B is a divalent alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group or a hydroxyalkyl group, respectively) By performing an amidation reaction with an alkoxyamine compound represented by the general formula

【式】(但し、式中のRf 、R1、A、B、及びR2は前記に同じ)で表わさ
れるポリフルオロアルキルアミド化合物を生成せ
しめ、該アミド化合物をカルボキシル化剤との反
応により一般式
A polyfluoroalkylamide compound represented by the formula (in which R f , R 1 , A, B, and R 2 are the same as above) is produced, and the amide compound is reacted with a carboxylating agent. general formula

【式】(但し、式中のRf 、R1、A、B、及びR2は前記に同じであり、Q
は炭素数1〜5個の二価のアルキレン基、Mは水
素原子、−NH4、又はアルカリ金属を示す)で表
わされる化合物に転化せしめることを特徴とする
フルオロアルキル基含有界面活性剤の製造法をも
新規に提供するものである。 本発明の前記(1)〜(3)の如き合成法においては、
反応をジオキサン、テトラヒドロフラン、クロロ
ホルム、四塩化炭素、トルエン、キシレン、シク
ロヘキサン、アセトニトリル、酢酸エチルなどの
不活性溶媒中で実施するのが望ましく、また(1)又
は(3)の方法などでは、エタノール、イソプロパノ
ールなどの低級アルコール溶媒も使用され得る。
溶媒の使用量は、ポリフルオロアルキルアミド化
合物に対して1/2〜3倍(容量)程度が採用され
る。前記(1)と(3)の方法では、反応温度40〜100
℃、好ましくは50〜90℃で1〜30時間程度の条件
が採用され、(2)の方法では、反応温度10〜100
℃、好ましくは20〜50℃で5〜15時間程度の条件
が採用される。かゝる方法によれば、目的化合物
の収率をほゞ100%にすることが可能である。
又、カルボキシル化剤は、ポリフルオロアルキル
アミド化合物の1モル当り1〜2モル程度が使用
可能であるが、好ましくはアミド化合物1モル当
り1〜1.5モル程度で使用される。 本発明において、カルボキシル化剤とは、前記
ポリフルオロアルキルアミド化合物の−NHR2
活性水素原子を−Q−COOM基に置き換え得る
ものであれば、特に限定されることなく、種々例
示可能である。好程なカルボキシル化剤として
は、第一に、Y−W−COOM(但し、WはQに
同じであり、Yは塩素原子又は臭素原子、Mは前
記に同じである)なるハロゲン置換炭化水素カル
ボン酸類であり、例えばモノクロル酢酸、β−ク
ロルプロピオン酸、δ−クロルカプロン酸などが
あげられる。第二に、
[Formula] (However, R f , R 1 , A, B, and R 2 in the formula are the same as above, and Q
is a divalent alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and M is a hydrogen atom, -NH 4 , or an alkali metal. It also provides new laws. In the synthesis methods such as (1) to (3) of the present invention,
The reaction is preferably carried out in an inert solvent such as dioxane, tetrahydrofuran, chloroform, carbon tetrachloride, toluene, xylene, cyclohexane, acetonitrile, ethyl acetate, etc., and in methods (1) or (3) etc., ethanol, Lower alcohol solvents such as isopropanol may also be used.
The amount of solvent to be used is approximately 1/2 to 3 times (volume) the amount of the polyfluoroalkylamide compound. In methods (1) and (3) above, the reaction temperature is 40 to 100°C.
℃, preferably 50 to 90℃ for about 1 to 30 hours, and in method (2), the reaction temperature is 10 to 100℃.
C., preferably 20 to 50.degree. C. for about 5 to 15 hours. According to such a method, it is possible to achieve a yield of almost 100% of the target compound.
The carboxylating agent can be used in an amount of about 1 to 2 moles per mole of the polyfluoroalkylamide compound, but preferably about 1 to 1.5 moles per mole of the amide compound. In the present invention, the carboxylating agent is not particularly limited as long as it can replace the active hydrogen atom of -NHR 2 of the polyfluoroalkylamide compound with a -Q-COOM group, and various examples can be used. . Suitable carboxylating agents include, firstly, halogen-substituted hydrocarbons such as Y-W-COOM (where W is the same as Q, Y is a chlorine atom or a bromine atom, and M is the same as above); These are carboxylic acids, such as monochloroacetic acid, β-chloropropionic acid, and δ-chlorocaproic acid. Secondly,

【式】(但し、Wは Qに同じ)なるラクトン類であり、例えばβ−プ
ロピオラクトン、γ−ブチロラクトンなどがあげ
られる。第三に、W′−COOM(但し、W′は炭素
−炭素二重結合を有するアルケニル基であり、炭
素数2個以上であることを満足する以外はQと同
様の炭素数を有する、又Mは前記に同じ)なる不
飽和炭化水素カルボン酸類であり、例えばアクリ
ル酸、ビニル酢酸、メタクリル酸などがあげられ
る。本発明においては、モノクロル酢酸、β−プ
ロピオラクトン、アクリル酸などが、カルボキシ
ル化剤として特に好ましく採用され得るものであ
る。 本発明方法において、アミド化反応の原料ポリ
フルオロアルキルカルボニル化合物は、一般式
[Formula] (where W is the same as Q), such as β-propiolactone and γ-butyrolactone. Thirdly, W'-COOM (where W' is an alkenyl group having a carbon-carbon double bond and has the same number of carbon atoms as Q except that it has 2 or more carbon atoms, or M is an unsaturated hydrocarbon carboxylic acid (same as above), such as acrylic acid, vinyl acetic acid, methacrylic acid, etc. In the present invention, monochloroacetic acid, β-propiolactone, acrylic acid, and the like can be particularly preferably employed as the carboxylating agent. In the method of the present invention, the raw material polyfluoroalkylcarbonyl compound for the amidation reaction has the general formula

【式】で表わされる。Rfは前記の通りであ り、Zは−OR、X、又はIt is represented by [Formula]. R f is as described above, and Z is -OR, X, or

【式】である。そ して、Rは水素原子又は低級アルキル基であり、
通常は炭素数1〜5個の低級アルキル基である。
Xはハロゲン原子であり、通常は塩素原子又は臭
素原子が好適である。例えば、RfCOOH、Rf
COCl、RfCOBr、RfCOOCH3、RfCOOC2H5
fCOOC3H7
[Formula]. and R is a hydrogen atom or a lower alkyl group,
It is usually a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
X is a halogen atom, preferably a chlorine atom or a bromine atom. For example, R f COOH, R f
COCl, R f COBr, R f COOCH 3 , R f COOC 2 H 5 ,
R f COOC 3 H 7 ,

【式】などがあげられ る。また、アルコキシアミン化合物は、一般式
NHR1−A−O−B−NHR2で表わされ、R1
A、B、R2は前述の通りであり、例えば、ヒド
ロキシエチルアミノエトキシプロピルアミン
(NH2(CH23O(CH22NHCH2CH2OH)、メチル
アミノエトキシプロピルアミン(NH2(CH23O
(CH22NHCH3)などがあげられる。 本発明における前記〜の如きアミド化反応
も、エタノール、イソプロパノールの如きアルコ
ール類、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、
クロロホルム、四塩化炭素、アセトニトリル、酢
酸エチル、ジオキサン、テトラヒドロフランなど
の不活性溶媒中で実施するのが望ましく、通常は
Examples include [Formula]. In addition, alkoxyamine compounds have the general formula
Represented by NHR 1 -A-O-B-NHR 2 , R 1 ,
A, B, and R 2 are as described above, for example, hydroxyethylaminoethoxypropylamine (NH 2 (CH 2 ) 3 O(CH 2 ) 2 NHCH 2 CH 2 OH), methylaminoethoxypropylamine (NH 2 ( CH2 ) 3O
(CH 2 ) 2 NHCH 3 ), etc. In the present invention, amidation reactions such as those mentioned above also include alcohols such as ethanol and isopropanol, toluene, xylene, cyclohexane,
It is preferably carried out in an inert solvent such as chloroform, carbon tetrachloride, acetonitrile, ethyl acetate, dioxane, tetrahydrofuran, and usually

【式】なるカルボニル化合物に対して1/2〜 3倍(容量)の溶媒が使用され得る。反応温度40
〜100℃、好ましくは50〜80℃で1〜30時間程度
の条件が採用される。反応モル比は、前記及び
などでは、カルボニル化合物の1モル当りアミ
ン化合物1〜2モル、好ましくは1〜1.5モル程
度が、また前記などでは、カルボニル化合物1
モル当りアミン化合物2〜4モル、好ましくは2
〜3モル程度が採用され得る。 かくして得られる本発明のフツ素系界面活性剤
は、前記の通り、一般式
1/2 to 3 times (volume) of the solvent may be used relative to the carbonyl compound of the formula. reaction temperature 40
Conditions are employed at ~100°C, preferably 50~80°C for about 1~30 hours. In the above and the like, the reaction molar ratio is about 1 to 2 moles, preferably about 1 to 1.5 moles, of the amine compound per 1 mole of the carbonyl compound;
2 to 4 moles of amine compound per mole, preferably 2
~3 moles may be employed. The fluorine-containing surfactant of the present invention thus obtained has the general formula:

【式】で表わされるが、 典型的な具体例として次の如きものをあげること
ができる。即ち、 などが例示され得る。かゝる本発明新規化合物の
構造は、赤外吸収スペクトル、元素分析、NMR
の測定の如き手段で確認されている。 本発明の新規フツ素系界面活性剤は、後述の実
施例にも示されるように、種々の優れた特性を有
している。即ち、両性的タイプ及びフツ素系タイ
プとしての一般的特性、例えば耐硬水性、耐PH変
化、耐熱耐薬品性などに加えて、水の表面張力を
低下せしめる力が著しく大きいという特徴を有す
る。また、臨界ミセル形成濃度が非常に小さいの
で、前記の如き効果は非常に低濃度でも良好に発
揮される。従つて、本発明のフツ素系界面活性剤
は、かゝる特性を利用した各種用途に広範囲に採
用され得る。例えば、ゼラチン水溶液中でも有効
に作用するため、写真用フイルムや印画紙の乳剤
の基材に対する濡れの改良剤として使用可能であ
る。また、硬水中で安定であり、PHによる影響を
受けにくいため、ガソリン等の可燃性液体火災の
消火剤としても有効に利用され得る。その他、ワ
ツクス類のレベリング剤、繊維加工時の湿潤剤、
農薬や医薬の浸透剤、メツキ槽のミスト防止剤、
エツチング用添加剤、プラスチツク用改質剤、く
もり止め剤、塗料の添加剤、くつクリーム用添加
剤などとしても優れた効果を発揮する。 次に、本発明の実施例について、更に具体的に
説明するが、かゝる説明によつて本発明が何ら限
定されないことを勿論である。なお、以下の実施
例において表面張力の測定は、所定の濃度に希釈
した試料溶液を25℃に保ち、ウイルヘルミー法に
より行なつた。 実施例 1 撹拌機、還流冷却器および温度計を装着した内
容積300mlのフラスコに、パーフルオロアルキル
イソプロピルエステル(C9F10COOC3H7)100gr
及びイソプロパノール(IPA)溶媒100grを仕込
み、内容物を撹拌しながら室温でヒドロキシアミ
ノエトキシプロピルアミン(NH2(CH23O
(CH22NHCH2CH2OH)27.0grを徐々に滴下した
後、70℃で約20時間反応させることにより、収率
98%以上でC9F19CONH(CH23O
(CH22NHCH2CH2OHを合成した。 次に、前記混合物に18.5gのモノクロル酢酸を
添加し、IPAの還流温度(約83℃)下に30分間保
持する。その後、内容物を激しく撹拌しながら、
26.1grのNaOH30重量%水溶液を滴下し、約20時
間反応させた。その結果、目的とする の101grが得られた。原料C9F19COOC3H7に対す
る収率は85%である。 実施例 2 実施例1の前段と同様にしてアミド化合物を合
成した。次に、溶媒のIPAを留去により除きアセ
トニトリル溶媒100grを添加し、β−プロピオラ
クトン13.6grを仕込み、撹拌下に20℃で20時間反
応させた。その結果、目的とする の109grが得られた。原料のC9F19COOC3H7に対
する収率は90%である。 実施例1及び実施例2で得られた目的化合物の
赤外吸収スペクトルを測定した処、1680cm-1
It is expressed by [Formula], and the following are typical examples. That is, For example, The structure of the novel compound of the present invention can be determined by infrared absorption spectrum, elemental analysis, and NMR.
This has been confirmed by means such as measurements. The novel fluorine-containing surfactant of the present invention has various excellent properties, as shown in the Examples below. That is, in addition to the general properties of an amphoteric type and a fluorinated type, such as hard water resistance, pH change resistance, heat resistance, and chemical resistance, it also has a remarkable ability to lower the surface tension of water. Furthermore, since the critical micelle formation concentration is very low, the above-mentioned effects can be satisfactorily exhibited even at very low concentrations. Therefore, the fluorine-containing surfactant of the present invention can be widely employed in various applications utilizing such properties. For example, since it acts effectively even in an aqueous gelatin solution, it can be used as a wetting improver for the emulsion base material of photographic film or photographic paper. In addition, it is stable in hard water and is not easily affected by pH, so it can be effectively used as a fire extinguisher for fires with flammable liquids such as gasoline. In addition, leveling agents for waxes, wetting agents for fiber processing,
Penetrants for agricultural chemicals and pharmaceuticals, mist prevention agents for plating tanks,
It also exhibits excellent effects as an etching additive, plastic modifier, anti-fogging agent, paint additive, shoe cream additive, etc. Next, embodiments of the present invention will be described in more detail, but it goes without saying that the present invention is not limited by such explanations. In the following examples, surface tension was measured by the Wilhelmy method while maintaining a sample solution diluted to a predetermined concentration at 25°C. Example 1 100 gr of perfluoroalkyl isopropyl ester (C 9 F 10 COOC 3 H 7 ) was added to a 300 ml flask equipped with a stirrer, reflux condenser and thermometer.
and 100g of isopropanol (IPA) solvent, and stirred the contents at room temperature to dissolve hydroxyaminoethoxypropylamine (NH 2 (CH 2 ) 3 O
After gradually dropping 27.0gr of (CH 2 ) 2 NHCH 2 CH 2 OH), the yield was increased by reacting at 70°C for about 20 hours.
C9F19CONH ( CH2 ) 3O at 98% or more
(CH 2 ) 2 NHCH 2 CH 2 OH was synthesized. Next, 18.5 g of monochloroacetic acid is added to the mixture and kept under the reflux temperature of IPA (approximately 83° C.) for 30 minutes. Then, while stirring the contents vigorously,
26.1 gr of 30% by weight aqueous NaOH solution was added dropwise and reacted for about 20 hours. As a result, the objective 101gr was obtained. The yield based on the raw material C 9 F 19 COOC 3 H 7 is 85%. Example 2 An amide compound was synthesized in the same manner as in the first part of Example 1. Next, the solvent IPA was removed by distillation, 100g of acetonitrile solvent was added, and 13.6g of β-propiolactone was charged, followed by reaction at 20°C for 20 hours with stirring. As a result, the objective 109gr was obtained. The yield based on the raw material C 9 F 19 COOC 3 H 7 is 90%. When the infrared absorption spectrum of the target compounds obtained in Example 1 and Example 2 was measured, it was found that at 1680 cm -1

【式】の吸収があり、アミドが合成されてい ることが判る。また、1710cm-1に−COOHの吸収
があることにより、カルボキシル化が行なわれて
いることが確認できる。更に元素分析の結果は、
実施例1の化合物がC32.7%、H2.9%、N4.0%、
F51.0%、実施例2の化合物がC33.8%、H3.1
%、N3.9%、F50.4%であり、それぞれの計算値
(実施例1はC32.5%、H2.7%、N4.0%、F51.5
%、実施例2はC33.6%、H2.9%、N3.9%、
F50.6%)と良く一致しており、夫々前記構造の
化合物であることが確認された。 実施例 3 撹拌機、還流冷却器および温度計を装着した内
容積300mlのフラスコにパーフルオロアルキルイ
ソプロピルエステル(C9F19COOC3H7)100g及
びイソプロパノール(IPA)溶媒100gを仕込
み、内容物を撹拌しながら室温でヒドロキシエチ
ルアミノエトキシ(n−エチル)プロピルアミン
(NH(CH2CH3)・(CH23O(CH22
NHCH2CH2OH)38.8grを徐々に滴下した後、70
℃で約20時間反応させることにより、収率98%以
上でC9F19CON(CH2CH3)・(CH23O
(CH22NHCH2CH2OHを合成した。 次に前記混合物に18.5gのモノクロル酢酸を添
加しIPAの還流温度(約83℃)下に30分間保持す
る。その後内容物を激しく撹拌しながら26.1grの
NaOH30重量%水溶液を滴下し、約20時間反応さ
せた。その結果、目的とする の105.4grが得られた。原料C9F19COOC3H7に対
する収率は85%である。 次にこれらの化合物の表面張力低下能について
類似化合物C9F19CONH(CH23
(CH32CH2COOを比較例として、測定した。
水溶液の表面張力を添加濃度を変えて測定した結
果を下記第1表にまとめた。
There was an absorption of [formula], indicating that amide was synthesized. Furthermore, the presence of -COOH absorption at 1710 cm -1 confirms that carboxylation is occurring. Furthermore, the results of elemental analysis are
The compound of Example 1 had C32.7%, H2.9%, N4.0%,
F51.0%, the compound of Example 2 has C33.8%, H3.1
%, N3.9%, F50.4%, and the respective calculated values (Example 1 is C32.5%, H2.7%, N4.0%, F51.5
%, Example 2 is C33.6%, H2.9%, N3.9%,
F50.6%), and it was confirmed that each compound had the above structure. Example 3 100 g of perfluoroalkyl isopropyl ester (C 9 F 19 COOC 3 H 7 ) and 100 g of isopropanol (IPA) solvent were charged into a 300 ml flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a thermometer, and the contents were Hydroxyethylaminoethoxy(n-ethyl)propylamine (NH ( CH2CH3) .(CH2)3O ( CH2 ) 2-) at room temperature with stirring.
After gradually dropping 38.8gr of NHCH 2 CH 2 OH), 70
By reacting at ℃ for about 20 hours, C 9 F 19 CON(CH 2 CH 3 )・(CH 2 ) 3 O was produced with a yield of 98% or more.
(CH 2 ) 2 NHCH 2 CH 2 OH was synthesized. Next, 18.5 g of monochloroacetic acid was added to the mixture and kept at the reflux temperature of IPA (approximately 83° C.) for 30 minutes. Then, while stirring the contents vigorously, add 26.1gr.
A 30% by weight aqueous solution of NaOH was added dropwise and reacted for about 20 hours. As a result, the objective 105.4gr was obtained. The yield based on the raw material C 9 F 19 COOC 3 H 7 is 85%. Next, regarding the surface tension lowering ability of these compounds, we will discuss similar compounds C 9 F 19 CONH(CH 2 ) 3
(CH 3 ) 2 CH 2 COO was measured as a comparative example.
The results of measuring the surface tension of the aqueous solution by varying the concentration added are summarized in Table 1 below.

【表】 (*重量%)
次にこれらの化合物の起泡性について測定し
た。測定方法はロスマイルス法を用い20℃で測定
した。その結果を第2表に示す。
[Table] (*Weight%)
Next, the foaming properties of these compounds were measured. The measurement method was the Ross Miles method at 20°C. The results are shown in Table 2.

【表】 (※重量%)
[Table] (*Weight%)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式【式】(但 し、式中のRfは炭素数1〜20個のポリフルオロ
アルキル基、R1は水素原子又はアルキル基、A
は炭素数1〜10個の二価のアルキレン基、Bは炭
素数1〜10個の二価のアルキレン基、Qは炭素数
1〜5個の二価のアルキレン基、R2はアルキル
基又はヒドロキシアルキル基、Mは水素原子、−
NH4、又はアルカリ金属を夫々示す)で表わされ
る化合物からなるフルオロアルキル基含有界面活
性剤。 2 Rfが炭素数3〜18個のパーフルオロアルキ
ル基である特許請求の範囲第1項記載の界面活性
剤。 3 Aが−(CH23−基である特許請求の範囲第
1項記載の界面活性剤。 4 Bが−CH2CH2−基である特許請求の範囲第
1項記載の界面活性剤。 5 Qが−CH2−又は−CH2CH2−である特許請
求の範囲第1項記載の界面活性剤。 6 R2が低級アルキル基である特許請求の範囲
第1項記載の界面活性剤。 7 一般式【式】(但し、式中のRfは炭素 数1〜20個のポリフルオロアルキル基、Zは−
OR、X、又は【式】であり、Rは水素原子 又は低級アルキル基、Xはハロゲン原子を夫々示
す)で表わされるポリフルオロアルキルカルボニ
ル化合物と一般式NHR1−A−O−B−NHR2
(但し、式中のR1は水素原子又はアルキル基、A
は炭素数1〜10個の二価のアルキレン基、Bは炭
素数1〜10個の二価のアルキレン基、R2はアル
キル基又はヒドロキシアルキル基を夫々示す)で
表わされるアルコキシアミン化合物とをアミド化
反応させて、一般式【式】 (但し、式中のRf、R1、A、B及びR2は前記に同
じ)で表わされるポリフルオロアルキルアミド化
合物を生成せしめ、該アミド化合物をカルボキシ
ル化剤との反応により一般式
【式】(但し、式中のRf 、R1、A、B及びR2は前記に同じであり、Mは
水素原子、−NH4又はアルカリ金属、Qは炭素数
1〜5個の二価のアルキレン基を示す)で表わさ
れる化合物に転化せしめることを特徴とするフル
オロアルキル基含有界面活性剤の製法。 8 カルボキシル化剤として、一般式Y−W−
COOM(但し、式中のWは前記Qに同じであ
り、Yは塩素原子又は臭素原子、Mは前記に同じ
である)で表わされるハロゲン置換炭化水素カル
ボン酸類を使用する特許請求の範囲第7項記載の
製法。 9 カルボキシル化剤としてモノクロル酢酸を使
用する特許請求の範囲第8項記載の製法。 10 カルボキシル化反応温度40〜100℃を採用
する特許請求の範囲第9項記載の製法。 11 カルボキシル化剤として、一般式
【式】(但し、式中のWは前記Qに同じで ある)で表わされるラクトン類を使用する特許請
求の範囲第7項記載の製法。 12 カルボキシル化剤としてβ−プロピオラク
トンを使用する特許請求の範囲第11項記載の製
法。 13 カルボキシル化反応温度10〜100℃を採用
する特許請求の範囲第12項記載の製法。 14 カルボキシル化剤として、一般式W′−
COOM(但し、式中のW′は炭素−炭素二重結合
を有するアルケニル基であり、炭素数2個以上で
あることを満足すること以外は前記Qと同様の炭
素数を有する、Mは前記に同じである)で表わさ
れる不飽和炭化水素カルボン酸類を使用する特許
請求の範囲第7項記載の製法。 15 カルボキシル化剤としてアクリル酸を使用
する特許請求の範囲第14項記載の製法。 16 カルボキシル化反応温度40〜100℃を採用
する特許請求の範囲第15項記載の製法。 17 カルボキシル化剤の使用量をポリフルオロ
アルキルアミド化合物の1モル当り1〜2モルと
する特許請求の範囲第7項記載の製法。 18 カルボキシル化剤との反応を不活性溶媒中
で実施する特許請求の範囲第7項記載の製法。 19 アミド化反応を不活性溶媒中で実施する特
許請求の範囲第7項記載の製法。 20 アミド化反応温度40〜100℃を採用する特
許請求の範囲第7項記載の製法。 21 【式】として【式】又は 【式】なるカルボニル化合物を使用し、該カ ルボニル化合物1モル当りアルコキシアミン化合
物1〜2モルの割合を採用してアミド化反応を実
施する特許請求の範囲第7項記載の製法。 22 【式】として【式】なるカ ルボニル化合物を使用し、該カルボニル化合物1
モル当りアルコキシアミン化合物2〜4モルの割
合を採用してアミド化反応を実施する特許請求の
範囲第7項記載の製法。 23 【式】として、一般式【式】 (但し、R′は炭素数1〜5個の低級アルキル基を
示し、Rfは前記に同じである)で表わされるポ
リフルオロカルボン酸の低級アルキルエステルを
使用する特許請求の範囲第7項又は第21項記載
の製法。
[Claims] 1 General formula [Formula] (wherein R f is a polyfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group, A
is a divalent alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, B is a divalent alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, Q is a divalent alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group or Hydroxyalkyl group, M is hydrogen atom, -
A fluoroalkyl group-containing surfactant consisting of a compound represented by NH 4 or an alkali metal, respectively. 2. The surfactant according to claim 1, wherein R f is a perfluoroalkyl group having 3 to 18 carbon atoms. 3. The surfactant according to claim 1, wherein A is a -( CH2 ) 3- group. 4. The surfactant according to claim 1, wherein B is a -CH2CH2- group. 5. The surfactant according to claim 1 , wherein Q is -CH2- or -CH2CH2- . 6. The surfactant according to claim 1, wherein R 2 is a lower alkyl group. 7 General formula [Formula] (However, R f in the formula is a polyfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and Z is -
OR, X, or [Formula ] , where R is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and
(However, R 1 in the formula is a hydrogen atom or an alkyl group,
is a divalent alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, B is a divalent alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group or a hydroxyalkyl group, respectively). Amidation reaction is carried out to produce a polyfluoroalkylamide compound represented by the general formula [Formula] (wherein R f , R 1 , A, B and R 2 are the same as above), and the amide compound is By reaction with a carboxylating agent, the general formula [Formula] (in the formula, R f , R 1 , A, B and R 2 are the same as above, M is a hydrogen atom, -NH 4 or an alkali metal, Q represents a divalent alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. 8 As a carboxylating agent, general formula Y-W-
Claim 7 using a halogen-substituted hydrocarbon carboxylic acid represented by COOM (where W in the formula is the same as Q, Y is a chlorine atom or a bromine atom, and M is the same as above). Manufacturing method described in section. 9. The manufacturing method according to claim 8, wherein monochloroacetic acid is used as the carboxylating agent. 10. The production method according to claim 9, which employs a carboxylation reaction temperature of 40 to 100°C. 11. The production method according to claim 7, which uses lactones represented by the general formula [Formula] (where W in the formula is the same as Q above) as the carboxylating agent. 12. The production method according to claim 11, wherein β-propiolactone is used as the carboxylating agent. 13. The production method according to claim 12, which employs a carboxylation reaction temperature of 10 to 100°C. 14 As a carboxylating agent, the general formula W'-
COOM (However, W' in the formula is an alkenyl group having a carbon-carbon double bond and has the same number of carbon atoms as Q above, except that it satisfies the requirement that the number of carbon atoms is 2 or more. M is the same as above Q. 8. The method according to claim 7, which uses an unsaturated hydrocarbon carboxylic acid represented by: 15. The manufacturing method according to claim 14, wherein acrylic acid is used as the carboxylating agent. 16. The production method according to claim 15, which employs a carboxylation reaction temperature of 40 to 100°C. 17. The production method according to claim 7, wherein the amount of the carboxylating agent used is 1 to 2 mol per 1 mol of the polyfluoroalkylamide compound. 18. The method according to claim 7, wherein the reaction with the carboxylating agent is carried out in an inert solvent. 19. The production method according to claim 7, wherein the amidation reaction is carried out in an inert solvent. 20. The production method according to claim 7, which employs an amidation reaction temperature of 40 to 100°C. 21 Claim 7, wherein the amidation reaction is carried out using a carbonyl compound represented by [Formula] or [Formula] as [Formula], and employing a ratio of 1 to 2 moles of the alkoxyamine compound per 1 mole of the carbonyl compound. Manufacturing method described in section. 22 Using a carbonyl compound of [formula] as [formula], the carbonyl compound 1
8. The method according to claim 7, wherein the amidation reaction is carried out at a ratio of 2 to 4 moles of alkoxyamine compound per mole. 23 [Formula] is a lower alkyl ester of polyfluorocarboxylic acid represented by the general formula [Formula] (where R' represents a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R f is the same as above) The manufacturing method according to claim 7 or 21, which uses.
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