長鏈陽離子雙子表面活性劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種長鏈陽離子雙子表面活性劑及其制備方法?，F(xiàn)有雙子表面活性劑的制備需在制備叔胺鹽酸鹽中間體時，將氯化氫氣體通入叔胺中，造成設(shè)備腐蝕，且殘余溶劑的存在會降低雙子表面活性劑的流變性能。本發(fā)明是以環(huán)氧氯丙烷和脂肪酰胺乙/丙/丁基二甲胺為原料，制備的以2-羥基-1,3-亞丙基為聯(lián)結(jié)基團(tuán)的一系列飽和和不飽和的陽離子雙子表面活性劑，分子結(jié)構(gòu)中包含易生物降解的酰胺鍵和易水解的羥基，疏水鏈由飽和或不飽和長鏈脂肪酸的烷基鏈構(gòu)成。本發(fā)明的制備方法在無溶劑堿性催化條件下，采用環(huán)氧鹵丙烷和一種長鏈?zhǔn)灏方?jīng)過一步反應(yīng)制得最終產(chǎn)物，提高了反應(yīng)收率，簡化了反應(yīng)工藝，縮短了反應(yīng)周期適合工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】長鏈陽離子雙子表面活性劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種表面活性劑，具體涉及一種長鏈陽離子雙子表面活性劑及其制備 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 表面活性劑作為一類重要精細(xì)化學(xué)品，在生產(chǎn)和生活各領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。特 別是雙子表面活性，因其分子由兩條疏水鏈、兩個親水基和一個間隔基團(tuán)組成，打破傳統(tǒng)表 面活性劑單疏水基單親水基的結(jié)構(gòu)，從根本上克服了傳統(tǒng)的單離子型表面活性劑由于離子 頭基間的電荷斥力或水化作用引起的分離傾向，促進(jìn)其在界面或分子聚集體中的緊密排 列，使其具有更低的臨界膠束濃度（CMC)和更高的表面活性及獨特的流變性能，各種優(yōu)點使 得雙子表面活性劑在H次采油、壓裂液、鉆井液、乳液聚合、基因轉(zhuǎn)染、洗涂、殺菌、乳化、分 散、防腐W及有序介孔材料的合成等領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力。該些優(yōu)點吸引了眾多的科 研人員致力于雙子表面活性劑的合成與應(yīng)用研究。
[0003] 隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)和綠色化學(xué)的興起，綠色合成可生物(或環(huán)境）降解 雙子表面活性劑具有重要的意義。池田功等設(shè)法將易水解基團(tuán)醜胺基和醋基引入到陽離子 型雙子表面活性劑的焼基鏈中，W帶醜胺基的雙子表面活性劑的合成為例，第一步：用不同 焼基鏈長的脂肪酸甲醋與2 -氨基己基二甲胺反應(yīng)得到系列單分子鏈的2 -(醜胺）己基 二甲胺；第二步：單分子鏈2 -(醜胺）己基二甲胺在其鹽酸鹽存在下與環(huán)氧氯丙焼反應(yīng)即 得到產(chǎn)物聯(lián)接基團(tuán)為2-輕基-1,3亞丙基的雙分子2 -(醜胺）己基二甲胺。該反應(yīng)存在 W下缺陷：首先該反應(yīng)需制備叔胺鹽酸鹽中間體時，將氯化氨氣體通入叔胺中，而氯化氨氣 體會對生產(chǎn)設(shè)備造成很大腐蝕。其次反應(yīng)引入溶劑正丙醇，需減壓蒸去溶劑，且殘余溶劑的 存在會降低雙子表面活性劑的流變性能。
[0004] 當(dāng)雙子表面活性劑的聯(lián)結(jié)基團(tuán)是2-輕基-1,3亞丙基時，因環(huán)氧氯丙焼反應(yīng)活 性較高，被廣泛用于雙子表面活性劑的制備。為提高反應(yīng)產(chǎn)率，通常使環(huán)氧氯丙焼過量或叔 胺過量，該種方法不僅導(dǎo)致物料浪費，并且必須通過分離提純得到雙子表面活性劑產(chǎn)品，后 續(xù)的分離提純過程復(fù)雜，另外環(huán)氧氯丙焼是有毒物質(zhì)，如果大量殘留將對成品季饋鹽類陽 離子雙子表面活性劑的應(yīng)用帶來負(fù)面影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種長鏈陽離子雙子表面活性劑及其制備方法，提高反應(yīng)收 率，簡化反應(yīng)工藝，縮短反應(yīng)周期，降低成本。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是： 長鏈陽離子雙子表面活性劑，其特征在于： 其具有W下分子結(jié)構(gòu)：

【權(quán)利要求】
1. 長鏈陽離子雙子表面活性劑，其特征在于： 其具有以下分子結(jié)構(gòu)： 具甲：
R為飽和或者不飽和的脂肪酸長鏈，碳鏈中碳原子數(shù)為17 <η< 27 ; X為Cl或;m=2, 3 或 4。
2. 權(quán)利要求1所述的長鏈陽離子雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于： 由以下步驟實現(xiàn)： 脂肪酰胺乙/丙/丁基二甲胺與偶聯(lián)試劑環(huán)氧鹵丙烷在無溶劑堿性催化條件下，直接 進(jìn)行雙季胺化反應(yīng)，之后經(jīng)乙醇洗滌、干燥冷卻制得紅褐色膏體，即得到終產(chǎn)物長鏈陽離子 雙子表面活性劑，合成方程式如下：

其中： R為飽和或者不飽和的脂肪酸長鏈，碳鏈中碳原子數(shù)為17 <η< 27 ; X為Cl或;m=2, 3 或 4。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的長鏈陽離子雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于： 所述堿性催化的催化劑為氫氧化鉀或氫氧化鈉，用量為〇. 15-0. 20g。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的長鏈陽離子雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于： 所述脂肪酰胺乙/丙/ 丁基二甲胺與環(huán)氧鹵丙烷的物質(zhì)的量的投料比為X，1. 8 ^X^ 2. 3〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的長鏈陽離子雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于： 所述雙季胺化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為70-100°C，反應(yīng)時間為5-8小時。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的長鏈陽離子雙子表面活性劑的制備方法制得的長鏈陽離子 雙子表面活性劑作為表面活性劑的應(yīng)用。
【文檔編號】C07C231/12GK104437235SQ201410598920
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】楊曉武, 秋列維, 劉娟萍, 李培枝, 王釗, 陳洪偉, 董斌, 劉晨迪 申請人:陜西科技大學(xué)