專利名稱：：一種四陽(yáng)離子季銨鹽及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種四陽(yáng)離子季銨鹽及其制備方法，特別是一種以六亞甲基四胺為骨架的四陽(yáng)離子季銨鹽及其制備方法。
背景技術(shù)：
：季銨鹽是應(yīng)用廣泛的殺菌劑之一，而季銨鹽的殺菌性能與其分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，大量研究結(jié)果表明，含多個(gè)正氮離子的季銨鹽對(duì)微生物有較強(qiáng)的吸附和抑殺能力(baracia-RsaoA.,et.al.Astudyofstructure-activityrelationships01quaternaryammoniumsalts.AnalesdeQuimicajSerieC:QuimicaOrganicayBioquimica,1981，77(1):12-18)。因此，多陽(yáng)離子季銨鹽已成為當(dāng)前殺菌劑研發(fā)的熱點(diǎn)之一，現(xiàn)含正氮離子數(shù)最多的非聚合多陽(yáng)離子季銨鹽為三陽(yáng)離子季銨鹽。目前三陽(yáng)離子季銨鹽及其制備方法主要有以下幾種在先方法一以溴代十二烷、3氯代-I-丙醇、甲胺、十二烷基ニ甲基叔胺為原料，通過(guò)季銨化反應(yīng)制備三陽(yáng)離子季銨鹽(LangmuirR.Zana,H.Levy,D.Papoutsi,G.Beinert.Micellizationoftwotriquaternaryammoniumsurfactantsmaqueoussolution.Langmuir,1995，11:3694-3698)。此制備方法需分四步進(jìn)行，且每ー步反應(yīng)條件要求較苛刻，轉(zhuǎn)化率低，總成本較高。在先方法ニ以溴代十二烷、五甲基ニこ烯三胺為原料，通過(guò)季銨化反應(yīng)制備一系列單陽(yáng)離子季銨鹽、雙陽(yáng)離子季銨鹽、三陽(yáng)離子季銨鹽(KunioEsumi,KazuhiroTaguma,YoshifumiKoide.Aqueouspropertiesοιmultichainquaternarycationicsurfactants.Langmuir,1996,12:4039-4041)。此法可制備出不同的季銨鹽，但由于其結(jié)構(gòu)中正、負(fù)電荷較分散，使其表面活性和殺菌性不太好。在先方法三以溴代十八烷、四甲基こニ胺、3-溴丙基三甲基溴化銨為原料，通過(guò)季銨化反應(yīng)制備十八燒基三陽(yáng)離子季銨鹽(ShaodianShen,BozhiTian,ChengzhouYu,etc.synthesisofhighlyorderedthermallystablecudicmesostructuredzirconiumoxphosphatetemplatedbytri-headgroupquaternaryammoniumsurfactant.Chem.Mater,2003,15:4046-4051)。該方法雖新穎,但需分兩步進(jìn)行,產(chǎn)物純度不高，轉(zhuǎn)化率低。在先方法四以檸檬酸、高級(jí)脂肪叔胺及環(huán)氧鹵代烷為原料，通過(guò)ー鍋反應(yīng)制備檸檬酸酯三長(zhǎng)鏈烷基三季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑，公開(kāi)號(hào)CN1778459A.2006-05-31)。此法ー步制得三陽(yáng)離子季銨鹽，但其產(chǎn)物純度較低，耐酸、堿性差，限制了其應(yīng)用。在先方法五以取代基聚氧こ烯醚、環(huán)氧氯代烷和五甲基ニこ烯三胺為原料，制得了一系列三聚氧こ烯醚鏈三陽(yáng)離子季銨鹽(薛永強(qiáng)，張俊峰，湯芝平.聚氧こ烯鏈三陽(yáng)離子季銨鹽及其合成方法.中國(guó)專利.CN100415355C.2008-09-03)。此法分兩步進(jìn)行，制得的三陽(yáng)離子季銨鹽具有良好的水溶性和表面活性，但是其產(chǎn)物較難分離，總產(chǎn)率較低。在現(xiàn)有公開(kāi)的文獻(xiàn)中，三陽(yáng)離子季銨鹽分子為線性分子結(jié)構(gòu)，正、負(fù)電荷較為分散，使其表面活性和殺菌性能不夠優(yōu)良。正、負(fù)電荷較為集中，且具有立體分子結(jié)構(gòu)的四陽(yáng)離子季銨鹽還未見(jiàn)報(bào)道，而這種結(jié)構(gòu)的多陽(yáng)離子季銨鹽同時(shí)具有表面活性高、殺菌力強(qiáng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)良的性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是制備一種電荷集中的多陽(yáng)離子的季銨鹽，以提高正、負(fù)電荷的集中程度和強(qiáng)度，使其具有優(yōu)良的表面活性、高效的殺菌能力和良好的穩(wěn)定性，并提供了ー種四陽(yáng)離子季銨鹽及其合成方法。本發(fā)明所提出的ー種四陽(yáng)離子季銨鹽，其結(jié)構(gòu)通式如下權(quán)利要求1.一種四陽(yáng)離子季銨鹽，其結(jié)構(gòu)通式如下2.一種用于權(quán)利要求I所述的四陽(yáng)離子季銨鹽的制備方法，其所述方法如下以六亞甲基四胺和有機(jī)鹵化物為原料，選擇溶劑反應(yīng)時(shí)，有機(jī)鹵化物用量為六亞甲基四胺物質(zhì)的量的4-6倍，溶劑用量為六亞甲基四胺體積的3-8倍；選擇無(wú)溶劑反應(yīng)時(shí)，有機(jī)鹵化物加入量為六亞甲基四胺體積的6-8倍；在混合催化劑催化、氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)和攪拌條件下，常壓反應(yīng)溫度為60120°C，加壓條件下反應(yīng)溫度為60160°C，反應(yīng)1048小時(shí)，反應(yīng)完畢后，經(jīng)冷卻靜置、析出結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌和干燥，得到四陽(yáng)離子季銨鹽。3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其所述溶劑是甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙腈和四氫呋喃中的一種或幾種的混合。4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其所述混合催化劑的組成及其含量是季銨鹽為六亞甲基四胺質(zhì)量的0-3%，碘化物為六亞甲基四胺質(zhì)量的1_3%，水為六亞甲基四胺質(zhì)量的0-2%ο5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其所述洗滌的洗滌液是二氯甲烷。全文摘要一種四陽(yáng)離子季銨鹽及其合成方法是以六亞甲基四胺和有機(jī)鹵化物為原料，在無(wú)溶劑或相應(yīng)溶劑、相應(yīng)催化劑及一定溫度、壓力、氣氛保護(hù)和攪拌條件下，一步合成出目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明合成步驟少，反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)便，無(wú)污染；所得目標(biāo)產(chǎn)物具有表面活性高、殺菌力強(qiáng)、接枝性廣、低毒、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)?？捎糜谌沼没ぁ⑹称饭I(yè)、紡織品以及材料等領(lǐng)域。文檔編號(hào)C08G65/00GK102702209SQ20121015322公開(kāi)日2012年10月3日申請(qǐng)日期2012年5月17日優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日發(fā)明者崔子祥,薛永強(qiáng),趙紅,郭文濤申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)