专利名称：一种金刚烷基羟乙基季铵盐及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金刚烷基羟乙基季铵盐及其制备方法。
背景技术：
季铵盐化合物是一类非常重要的精细化学品，其性质不受pH变化的影B向，可作 为洗涤剂、杀菌剂、抗静电剂、柔软剂、模板剂的主要成分，在日用化学品、汽车、纺织、电 子、石油开采、生物医学、制药、新材料制备等领域有广泛而重要的用途。带有羟乙基的季 铵盐亲水性增强，表面活性高，具有独特性能，引起普遍兴趣，CN101381318A提供了一种 在始终保持微波连续作用的回流反应过程中，合成十二烷基甲基二羟乙基溴化铵的方法， CN101165045提出了一种双烷基甲基羟乙基季铵盐及其合成方法，这种双烷基甲基羟乙基 季铵盐具有优良的生物降解性、生态毒性低、环境相容性好。US7， 282， 471提出含有羟乙基 基团的季铵盐或双子季铵盐，作为个人护理用品中的重要组成成分，有着极其优异的特殊 性能。本发明提出了一种疏水链含高刚性金刚烷基团的羟乙基季铵盐及其合成方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金刚烷基羟乙基季铵盐及其制备方法。
本发明的技术方案如下 本发明所涉及的金刚烷基羟乙基季铵盐，其结构式如下
<formula>formula see original document page 3</formula> 本发明所涉及的金刚烷基羟乙基季铵盐的制备方法步骤如下 将金刚烷基二甲基叔胺溶于有机溶剂中，在搅拌的条件下控制反应温度在3(TC 60°C ，于0. 5 3小时内缓慢滴加季铵化试剂，然后升温至65°C ll(TC ，反应20 120小 时后，减压蒸馏除去有机溶剂，再用丙酮_无水乙醇混合溶剂重结晶，即得到金刚烷基羟乙 基季铵盐的白色晶状产物。 如上所述的有机溶剂为含1 5个碳原子的低碳醇。
所述的季铵化试剂为氯乙醇。
所述的金刚烷基二甲基叔胺与有机溶剂的质量比为i : i i : io。
所述的金刚烷基二甲基叔胺与季铵化试剂的摩尔比为i : i i : 5。
所述的丙酮-无水乙醇混合溶剂中丙酮与无水乙醇体积比为i : i。 本发明的有益效果 本发明以金刚烷基二甲基叔胺和季铵化试剂为原料合成金刚烷基羟乙基季铵盐。本发明合成工艺路线简单，操作方便，条件温和易于现实，所得产物纯度高。将具有独特刚 性对称笼状分子结构和优异理化性能的金刚烷基团引入含羟乙基季铵盐中，在表面活性 剂、抗病毒剂、新型功能材料、催化剂等技术领域具有潜在的广阔应用前景。
图1是目标产物金刚烷基羟乙基季铵盐的红外光谱图。
图2是目标产物金刚烷基羟乙基季铵盐的力NMR谱图。
具体实施例方式
下面结合实施例和附图对本发明作出进一步的具体说明，但本发明并不限于这些 实施例。 实施例1 向装有回流冷凝管的500mL三口烧瓶中加入17. 9g金刚烷基二甲基叔胺，150mL无 水乙醇，搅拌状态下加热到60°C ， 2小时内加入16g氯乙醇，然后升温至78°C ，反应84小时， 减压蒸馏除去有机溶剂，再用体积比为l : i的丙酮-无水乙醇混合溶剂重结晶，即得到金 刚烷基羟乙基季铵盐的白色晶状产物，收率53 % 。
IR(KBr，cm—0 :3236， 3029， 2913， 2855， 1453， 1105 力NMR(CDCl3，400MHz， S卯m) : 1. 627—1. 701 (m， 6H， 3CH2) ， 2. 058—2. 065 (d， 6H， 3CH2) ，2. 330(s，3H，3CH) ，3. 166 (s， 6H， 2CH3) ， 3. 499—3. 523(t，2H， CH2) ，4. 152(s，2H， CH2)， 4. 713(s，1H， OH).
实施例2 向装有回流冷凝管的1000mL三口烧瓶中加入17. 9g金刚烷基二甲基叔胺，220mL 甲醇，边搅拌边加热，先于30°C，0. 5小时内加入40g氯乙醇，然后升温至65t:，反应120小 时后，减压蒸馏除去有机溶剂，再用体积比为1 : 1的丙酮-无水乙醇混合溶剂重结晶，即 得到金刚烷基羟乙基季铵盐的白色晶状产物，收率52%。
实施例3 向装有回流冷凝管的150mL三口烧瓶中加入17. 9g金刚烷基二甲基叔胺，22mL正 戊醇，边搅拌边加热，先于60°C ， 3小时内加入8g氯乙醇，然后升温至95°C ，反应20小时后， 减压蒸馏除去有机溶剂，再用体积比为l : i的丙酮-无水乙醇混合溶剂重结晶，即得到金 刚烷基羟乙基季铵盐的白色晶状产物，收率48%。
实施例4 向装有回流冷凝管的250mL三口烧瓶中加入17.9g金刚烷基二甲基叔胺，110mL异 丙醇，边搅拌边加热，先于50°C ， 2小时内加入24g氯乙醇，然后升温至80°C ，反应50小时 后，减压蒸馏除去有机溶剂，再用体积比为1 : 1的丙酮-无水乙醇混合溶剂重结晶，即得 到金刚烷基羟乙基季铵盐的白色晶状产物，收率51 % 。
实施例5 向装有回流冷凝管的500mL三口烧瓶中加入17. 9g金刚烷基二甲基叔胺，100mL无 水乙醇，边搅拌边加热，先于50°C，2. 5小时内加入16g氯乙醇，然后升温至7(TC，反应120 小时后，减压蒸馏除去有机溶剂，再用体积比为1 : 1的丙酮-无水乙醇混合溶剂重结晶，
4即得到金刚烷基羟乙基季铵盐的白色晶状产物，收率52%。
分析测试 目标产物金刚烷基羟乙基季铵盐采用FTIR和^ NMR进行了分析
红外光谱法(FTIR)分析 样品制备采用KBr压片法制备，样品在NICOLET 380型红外分光光度计上进行分 析。具体是，样品在真空烘箱中5(TC下烘干10小时，取少量样品用KBr压片，经红外光谱法 (FTIR)分析，如图l所示。样品在3236cm—1出现羟基(_0H)的特征吸收峰，3029cm—1为+N_CH3的C_H伸縮振 动峰，金刚烷骨架亚甲基C-H振动吸收峰在2855cm—S而在2913cm—1处的吸收峰归属为金刚 烷上桥头碳C-H振动吸收峰，连接到K的亚甲基的弯曲振动在1453cm—1处。上述分析表明 所合成样品为金刚烷基羟乙基季铵盐。力NMR谱图分析可进一步确证。
核磁分析 样品采用德国Bruker 400MHz超导核磁共振仪，溶剂为氖代氯仿。样品在真空烘 箱中5(TC下烘干10小时，溶于氖代氯仿中进行分析。 化学位移1. 627-1. 701的峰对应于金刚烷亚甲基的质子峰，而靠近N原子的金刚 烷亚甲基的质子峰由于产生去屏蔽作用向低场位移，其峰在2. 058-2. 065 ;化学位移2. 330 的峰对应于金刚烷的桥头氢；3. 166的峰对应与两个连接N原子的甲基的质子峰，由于发生 去屏蔽作用，吸收峰向低场位移；化学位移4. 152的峰对应于羟乙基中连接N原子的亚甲基 氢，由于发生去屏蔽作用发生低场位移；在3. 499-3. 523处的质子峰归属与羟乙基中远离N 原子的亚甲基氢；羟基的质子峰化学位移在4. 713 ;化学位移为7. 286处的峰为氖代氯仿的 溶剂峰。 综合红外和核磁共振分析结果，可确定采用本发明提供的方法生成金刚烷基羟乙 基季铵盐。
权利要求
一种金刚烷基羟乙基季铵盐，其特征在于所述金刚烷基羟乙基季铵盐的结构式如下F2009102141145C00011.tif
2. —种权利要求1所述的金刚烷基羟乙基季铵盐的制备方法，其特征在于该制备方法 步骤如下将金刚烷基二甲基叔胺溶于有机溶剂中，在搅拌的条件下控制反应温度在3(TC 60°C，于0. 5 3小时内缓慢滴加季铵化试剂，然后升温至65°C 95°C，反应20 120小 时后，减压蒸馏除去有机溶剂，再用丙酮_无水乙醇混合溶剂重结晶，即得到金刚烷基羟乙 基季铵盐的白色晶状产物。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为含1 5个碳原 子的低碳醇。
4. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的季铵化试剂为氯乙醇。
5. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的金刚烷基二甲基叔胺与有机 溶剂的质量比为l : 1 1 : 10。
6. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的金刚烷基二甲基叔胺与季铵化试剂的摩尔比为i : i i : 5。
7. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的丙酮-无水乙醇混合溶剂中丙酮与无水乙醇体积比为i : i。
全文摘要
本发明公开了一种金刚烷基羟乙基季铵盐及其制备方法，这种金刚烷基羟乙基季铵盐的结构式如下本发明以金刚烷基二甲基叔胺为主要起始原料，通过季铵化反应、减压蒸馏、重结晶等步骤可制备金刚烷基羟乙基季铵盐；本发明合成工艺路线简单，操作方便，条件温和易于实现，所得产物纯度高、亲水性强、表面活性高，这种金刚烷基羟乙基季铵盐在微电子、生物医学、制药、纳米材料等高新技术领域具有潜在用途。
文档编号C07C215/08GK101735078SQ20091021411
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者关念云, 刘卅, 孙保兴, 朱乐杰, 郭建维 申请人:广东工业大学