全氟丁基磺酸三苯基锍盐的合成与光解研究

前言

全氟丁基磺酸三苯基锍盐是一种常用的阳离子光引发剂，与自由基光引发剂相比,阳离子光引发剂氧阻聚作用小,即使在空气中也可以快速聚合,固化速度快,固化后涂层体积收缩率低,毒性低,机械性能好等优点。目前制备全氟丁基磺酸三苯基锍盐成本均较高,生产过程中产生的“三废”较多。

合成方法

称取苯27.3g与碘代苯20.4g、吡啶类离子液体60g、全氟丁基磺酸钾35.5g混合升温至40°C搅拌均匀,滴加90%H2O2水溶液13.2g,滴毕保温40°C反应12h后取样GC检测分析直至碘代苯含量<0.5%,减压回收过量的苯至无馏分后加入苯硫醚24.2g,保温120°C反应16h后取样HPLC检测分析直至中间体碘錙盐含量<0.5%,降温至50°C加入甲苯100g,搅拌1.0h过滤,滤饼用50°C水50g翻洗一次,干燥,粗品用乙酸乙酯/正己烷1:2结晶后得到白色固体全氟丁基磺酸三苯基锍盐45.9g,含量:99.1%,收率:81%,熔点85-86℃。对上述所得的白色固体进行¹⁹F-NMR分析,核磁数据为¹⁹F-NMR(376MHz,CDCl3):δ-80.9,8-114.5,8-121.5,8-125.9[1]。

光解研究

对分散于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄膜中的全氟丁基磺酸三苯基锍盐经193nm紫外辐照后的光解产物开展了结构表征。采用高效液相色谱（HPLC）、凝胶渗透色谱（GPC）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）等色谱法，结合紫外-可见光谱、核磁共振波谱（NMR）完成光产物组成分析。研究检出两种未见文献报道的全氟丁基磺酸三苯基锍盐光降解产物：三亚苯与二苯并噻吩；此外，辐照后的凝胶渗透色谱与扩散排序核磁共振（DOSY-NMR）测试结果表明，全氟丁基磺酸三苯基锍盐裂解碎片键合嵌入PMMA基体薄膜中。以光程1cm比色皿配制含10%（质量体积比）PMMA、1%（质量体积比）全氟丁基磺酸三苯基锍盐的乙腈溶液并进行辐照，体系仅生成微量三亚苯与二苯并噻吩，说明拓扑环境（固相薄膜晶格/分子堆砌效应）是两类产物生成的关键影响因素。综合各项试验结果证实：两种产物均由笼内次级光化学反应生成：2-苯硫基联苯环化生成三亚苯，二苯硫醚环化得到二苯并噻吩[2]。

参考文献

[1] 大连天源基化学有限公司. 一种功能型离子液体制备硫鎓盐的方法:CN202411862317.6[P]. 2025-03-25.

[2] Despagnet-Ayoub, E., Kramer, W. W., Sattler, W., et al. Triphenylsulfonium topophotochemistry[J]. Photochemical & photobiological sciences: the official journal of the European Photochemistry Association and the European Society for Photobiology,2018,17(1):27-34. DOI:10.1039/c7pp00324b.