专利名称：一种氨基酸型双子表面活性剂及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氨基酸型双子表面活性剂及其制备方法和应用。
背景技术：
双子表面活性剂是近年来研究比较热门、性能卓越的一类表面活性剂。其分子结构中往往含有两个亲水基、两个疏水基和一个联接基(或称间隔基)。通常联接基是以化学共价键的形式连接在亲水头基上或是靠近亲水头基，分为柔性联接基和刚性联接基。不同性质的联接基团也直接影响着双子表面活性剂的溶解性能和表面活性。与传统的表面活性剂相比，双子表面活性剂具有较高表面活性、低cmc(临界胶束浓度)、良好的水溶性、良好的耐盐性能、更易聚集成胶团、独特的流变性以及良好的分散性和润湿性能。这些优异的性能使得双子表面活性剂在生物、医药、化工、新材料、采油等领域发挥出极大的作用。
双子表面活性剂作为21世纪最有前景的一类表面活性剂，正受到表面活性剂、胶体和表(界)面化学、工业界的关注，但是其高昂的价格是限制其在各个领域应用的主要因素。而导致其价格昂贵的原因主要是由于合成双子表面活性剂的步骤比较繁琐、处理分离比较困难，加之一些双子表面活性剂产品的生产需要复杂而耗能的磺化、氧化、醚化等工艺。所以使得最终产品的成本提高，而无法大规模地推广应用在那些低利润、消耗大的领域，如三次采油、造纸行业以及污水处理等。CN1935346A中描述了一种酰胺磺酸类的双子表面活性剂的合成，其方法采用了在乙二胺水溶液中滴加2-溴乙基磺酸钠进行反应，得到中间产物；再将中间产物与酰氯反应的两个步骤，并且，在该合成方法中使用了较贵的原料二元胺和酰氯。CN101502772A中公开了一种松香基磺酸盐型双子表面活性剂及其制备方法，其合成步骤也为两步法，首先用脱氢揪胺或歧化松香胺与二溴代烷反应得到中间体；再将得到的中间体与2-溴乙基磺酸钠进行磺化反应得到松香基磺酸盐型双子表面活性剂。该方法成本较高，难以大规模的推广使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种的新的双子表面活性剂及其制备方法。本发明的双子表面活性剂的表面活性高、且成本低。本发明提供一种氨基酸型双子表面活性剂，其中，该氨基酸型双子表面活性剂的结构如式(I)所示
MNa+NTNa+
II
CH2CH2L2 L2 式⑴
I I
H3C—(CH2)n--(CH2)n-CH3式⑴中，η为3-25的整数；Μ—为羧酸根阴离子C00—或磺酸根阴离子S03— ；L为-(CH2) m-,-CH2CH (OH) CH2-和-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2-中的一种基团，且基团-(CH2) m-中的m为2-10的整数。本发明提供一种氨基酸型双子表面活性剂的制备方法，其中，该方法包括在亲电取代反应条件下，在碱性条件下，将式(2)所示的脂肪胺和式(3)所示的钠盐以摩尔比I :1-1.2的比例在溶剂中进行第一接触后，再和式(4)所示的二卤代烷进行第二接触，H3C- (CH2)n-NH2 式(2)X-CH2CH2ITNa+ 式(3)X1-L-X1式(4)其中，式⑵中，η为3-25的整数；式(3)中，X为卤素，]T为羧酸根阴离子C00—或磺酸根阴离子SO3-;式⑷中，X1为卤素，L为-(CH2)m-' -CH2CH(OH)CH2-和-CH2CH20CH2CH20CH2CH2-中的一种基团，且基团-(CH丄-中的m为2_10的整数。本发明还提供一种上述方法制备的氨基酸型双子表面活性剂以及上述氨基酸型双子表面活性剂在聚合物复合驱油剂中的应用。与现有技术相比，本发明具有以下优点I、本发明利用两个反应过程中都是在碱性条件下的亲电取代反应原理，从而可以采用“一锅法”制备工艺，使得过程简化、操作简单，产物利于分离提纯，且整个过程清洁环保，这种方法大大地降低了双子表面活性剂的成本，从而有望解决双子表面活性剂性能优良但价格高所导致应用范围窄的缺点。2、本发明制备所得的氨基酸型双子表面活性剂具备更高的表面活性，其临界胶束浓度在O. 31-0. 38mmol/L，平均约是十二烷基磺酸钠(9. 8mmol/L)的1/28，在其临界胶束浓度下的表面张力为22. 6-29. 5mN/m,比十二烷基磺酸钠(39. OmN/m)低约10mN/m，并且能与原油形成10_3mN/m的超低界面张力。
图I是双子表面活性剂LI的红外光谱；图2是双子表面活性剂L1-L6的表面张力随浓度的变化曲线。
具体实施例方式本发明提供一种氨基酸型双子表面活性剂，其中，该氨基酸型双子表面活性剂的结构如式(I)所示
权利要求
1.一种氨基酸型双子表面活性剂，其特征在于，该氨基酸型双子表面活性剂的结构如式⑴所示
2.根据权利要求I所述的氨基酸型双子表面活性剂，其中，所述式(I)中，η为5-20的整数，L为-(CH2)m-中的一种基团，且m为2-7的整数。
3.一种氨基酸型双子表面活性剂的制备方法，其特征在于，该方法包括在亲电取代反应条件下，在碱性条件下，将式(2)所示的脂肪胺和式(3)所示的钠盐以摩尔比I : 1-1.2优选I : 1-1. I的比例在溶剂中进行第一接触后，再和式(4)所示的二卤代烷进行第二接触，H3C-(CH2)n-NH2 式(2)X-CH2CH2ITNa+式(3) XI-L-X1式(4) 其中，式(2)中，η为3-25的整数，优选η为5-20的整数；式(3)中，X为卤素，优选为氯或溴;Μ_为羧酸根阴离子0)0_或磺酸根阴离子S03_;式(4)中，X1为卤素，优选为氯或溴；L 为-(CH上-'-CH2CH(OH) CH2-和-CH2CH20CH2CH20CH2CH2-中的一种基团，且基团-(CH2)m-中的m为2-10的整数，优选为2-7的整数。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述式(2)所示的脂肪胺和式(4)所示的二卤代烷的摩尔比为I : O. 5-0. 8，优选I : 0.51-0.7。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述第一接触的条件包括接触温度为40-95°C，接触的时间为7-20小时。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述第二接触的条件包括接触温度为40-95°C，接触的时间为5-20小时。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，所述第一接触和第二接触的温度相同。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述碱性是指pH值为8-10。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述溶剂为水溶性溶剂。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其中，第一接触后所得的产物不经分离后直接与式(4)所示的二卤代烷进行所述第二接触。
11.权利要求3-10任意一项所述的制备方法制备的氨基酸型双子表面活性剂。
12.权利要求1、2或11所述氨基酸型双子表面活性剂在聚合物复合驱油剂中的应用。
全文摘要
本发明提供一种氨基酸型双子表面活性剂及其制备方法和应用，所述氨基酸型双子表面活性剂的结构如式(1)所示，该氨基酸型双子表面活性剂具有高的表面活性和低的成本，并且，其制备方法简单，产物容易分离提纯，对环境友好。本发明的表面活性剂可以用于聚合物复合驱油剂，该聚合物复合驱油剂适用于高温高盐油藏以及聚合物驱后油藏，在三次采油中进一步提高原油采收率。式(1)
文档编号C07C309/14GK102806047SQ201110148240
公开日2012年12月5日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者吴江勇, 于芳, 杨捷, 王晓春, 张文龙, 王建宇, 高文骥 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院