长链阳离子双子表面活性剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种长链阳离子双子表面活性剂及其制备方法。现有双子表面活性剂的制备需在制备叔胺盐酸盐中间体时，将氯化氢气体通入叔胺中，造成设备腐蚀，且残余溶剂的存在会降低双子表面活性剂的流变性能。本发明是以环氧氯丙烷和脂肪酰胺乙/丙/丁基二甲胺为原料，制备的以2-羟基-1,3-亚丙基为联结基团的一系列饱和和不饱和的阳离子双子表面活性剂，分子结构中包含易生物降解的酰胺键和易水解的羟基，疏水链由饱和或不饱和长链脂肪酸的烷基链构成。本发明的制备方法在无溶剂碱性催化条件下，采用环氧卤丙烷和一种长链叔胺经过一步反应制得最终产物，提高了反应收率，简化了反应工艺，缩短了反应周期适合工业规模生产。
【专利说明】长链阳离子双子表面活性剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种表面活性剂，具体涉及一种长链阳离子双子表面活性剂及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 表面活性剂作为一类重要精细化学品，在生产和生活各领域有着广泛的应用。特 别是双子表面活性，因其分子由两条疏水链、两个亲水基和一个间隔基团组成，打破传统表 面活性剂单疏水基单亲水基的结构，从根本上克服了传统的单离子型表面活性剂由于离子 头基间的电荷斥力或水化作用引起的分离倾向，促进其在界面或分子聚集体中的紧密排 列，使其具有更低的临界胶束浓度（CMC)和更高的表面活性及独特的流变性能，各种优点使 得双子表面活性剂在H次采油、压裂液、钻井液、乳液聚合、基因转染、洗涂、杀菌、乳化、分 散、防腐W及有序介孔材料的合成等领域具有较大的应用潜力。该些优点吸引了众多的科 研人员致力于双子表面活性剂的合成与应用研究。
[0003] 随着人们环境保护意识的增强和绿色化学的兴起，绿色合成可生物(或环境）降解 双子表面活性剂具有重要的意义。池田功等设法将易水解基团醜胺基和醋基引入到阳离子 型双子表面活性剂的焼基链中，W带醜胺基的双子表面活性剂的合成为例，第一步：用不同 焼基链长的脂肪酸甲醋与2 -氨基己基二甲胺反应得到系列单分子链的2 -(醜胺）己基 二甲胺；第二步：单分子链2 -(醜胺）己基二甲胺在其盐酸盐存在下与环氧氯丙焼反应即 得到产物联接基团为2-轻基-1,3亚丙基的双分子2 -(醜胺）己基二甲胺。该反应存在 W下缺陷：首先该反应需制备叔胺盐酸盐中间体时，将氯化氨气体通入叔胺中，而氯化氨气 体会对生产设备造成很大腐蚀。其次反应引入溶剂正丙醇，需减压蒸去溶剂，且残余溶剂的 存在会降低双子表面活性剂的流变性能。
[0004] 当双子表面活性剂的联结基团是2-轻基-1,3亚丙基时，因环氧氯丙焼反应活 性较高，被广泛用于双子表面活性剂的制备。为提高反应产率，通常使环氧氯丙焼过量或叔 胺过量，该种方法不仅导致物料浪费，并且必须通过分离提纯得到双子表面活性剂产品，后 续的分离提纯过程复杂，另外环氧氯丙焼是有毒物质，如果大量残留将对成品季馈盐类阳 离子双子表面活性剂的应用带来负面影响。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种长链阳离子双子表面活性剂及其制备方法，提高反应收 率，简化反应工艺，缩短反应周期，降低成本。
[0006] 本发明所采用的技术方案是： 长链阳离子双子表面活性剂，其特征在于： 其具有W下分子结构：
【权利要求】
1. 长链阳离子双子表面活性剂，其特征在于： 其具有以下分子结构： 具甲：
R为饱和或者不饱和的脂肪酸长链，碳链中碳原子数为17 <η< 27 ; X为Cl或;m=2, 3 或 4。
2. 权利要求1所述的长链阳离子双子表面活性剂的制备方法，其特征在于： 由以下步骤实现： 脂肪酰胺乙/丙/丁基二甲胺与偶联试剂环氧卤丙烷在无溶剂碱性催化条件下，直接 进行双季胺化反应，之后经乙醇洗涤、干燥冷却制得红褐色膏体，即得到终产物长链阳离子 双子表面活性剂，合成方程式如下：
其中： R为饱和或者不饱和的脂肪酸长链，碳链中碳原子数为17 <η< 27 ; X为Cl或;m=2, 3 或 4。
3. 根据权利要求2所述的长链阳离子双子表面活性剂的制备方法，其特征在于： 所述碱性催化的催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠，用量为〇. 15-0. 20g。
4. 根据权利要求3所述的长链阳离子双子表面活性剂的制备方法，其特征在于： 所述脂肪酰胺乙/丙/ 丁基二甲胺与环氧卤丙烷的物质的量的投料比为X，1. 8 ^X^ 2. 3〇
5. 根据权利要求4所述的长链阳离子双子表面活性剂的制备方法，其特征在于： 所述双季胺化反应的反应温度为70-100°C，反应时间为5-8小时。
6. 根据权利要求5所述的长链阳离子双子表面活性剂的制备方法制得的长链阳离子 双子表面活性剂作为表面活性剂的应用。
【文档编号】C07C231/12GK104437235SQ201410598920
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】杨晓武, 秋列维, 刘娟萍, 李培枝, 王钊, 陈洪伟, 董斌, 刘晨迪 申请人:陕西科技大学