一种月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯、制备方法及用途与流程

本发明涉及一种月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯及制备方法，属于有机化学助剂技术领域，为其应用奠定基础。

技术背景

表面活性剂工业是一门新兴的化学工业。随着石油化学工业的飞速发展，发达国家表面活性剂的产量迅速增长，已成为国民经济的基础工业之一。目前，国内外表面活性剂的总产量已愈千万吨，品种达5000多个。

由于醇系非离子表面活性剂具有极高的安全性、生物可降解性、表面性能及综合性能可靠的特点，所以醇系非离子表面活性剂的发展得到了足够的重视，其在日用化工中的作用越来越大。近期全世界整个表面活性剂的增长率已大于6％，其中醇系非离子表面活性剂的增长速度最快达到5％以上。

月桂醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂是一类具有极高的安全性、生物可降解性的新型表面活性剂，目前已经有部分的月桂醇聚氧乙烯醚无机酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚有机羧酸盐类产品商品化。但相对而言，月桂醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂的种类还比较少，不能满足日用化工行业对其品种的需求。因而拓展月桂醇聚氧乙烯醚类羧酸酯类表面活性剂已经成为当前表面活性剂行业的重点。

另外在月桂醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂的生产工艺中也存在着一些问题。2004年胡智华报道利用月桂醇聚氧乙烯醚与硝酸在常温条件下经过硝化反应制备了非离子表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚硝酸酯(精细石油化工，2004, 2, 1-3)，但是此法仅适用于低沸点脂肪醇月桂醇聚氧乙烯醚的硝化，用于对相对分子质量大、粘度高、流动性低、表面活性强的月桂醇聚氧乙烯醚进行硝化时，会出现原料堆积结块，传热速度慢、易发生乳化等问题，并且生产过程中在低温状态下，当将月桂醇聚氧乙烯醚直接加入硫酸-硝酸的混合液液中时，体系粘度迅速增大，传热速度极慢，局部过热，反应温度迅速升高而失去控制，严重时会发生安全事故。所以在安全条件下合成月桂醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂已成为表面活性剂工业发展的必然趋势。

基于以上文献的基础上，设计一个月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯的制备方法为其应用奠定基础。通过检索，尚未发现与本发明申请相关的公开专利文献。

技术实现要素：

本项发明的目的是解决月桂醇聚氧乙烯醚羧酸酯种类单一的问题。提供一种合成月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯的制备方法。本发明利用月桂醇聚氧乙烯醚与苯磺酰氯进行取代反应，制备新型表面活性剂。提供基本无毒、无污染的醇系非离子表面活性剂－月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯的合成方法。

本发明的方案是，一种月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯的制备方法，其特征是，月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯结构式为：

一种月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯的制备方法，包括如下步骤；首先将月桂醇聚氧乙烯醚，甲苯、碳酸钾依次加入到圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于油浴中，使烧瓶内温度上升至50-60℃，停止加热。然后将苯磺酰氯缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，然后将烧瓶内温度升至90~100℃，反应16~24小时，停止反应，冷却至室温，静止。过滤，将碳酸钾滤出，然后滤液旋蒸，旋蒸所得即为产物。

该月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯具有以下的优点和性能：

1、具有卓越的溶油性。能与原油、柴油、煤油机油、润滑油、植物油等任意比例混溶。

2、能与多种有机溶剂混溶。

3、无泡、兼有抑泡、消泡的性能；

4、可与阴离子、阳离子、非离子、两性离子表面活性剂相溶、相配。协同增效；

5、具有分散、润湿、渗透、增溶、抗静电性能，在酸碱性溶液中稳定；

6、温和、安全、无刺激，对皮肤、衣物、机器及各种金属表面具有保护作用。

月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯的核磁共振氢谱数据如下：

¹H NMR (400MHz, CDCl₃)，δ = 8.06-7.18（m, 5H)，3.71-3.57(m,36H)，3.45-3.42(m, 2H)，1.25(s, 20H)，0.88-0.86(m, 3H).

¹³C NMR (100MHz, CDCl₃), δ = 167.09, 132.84, 130.85, 130.12, 129.58, 129.48, 128.24, 72.61, 71.43, 70.61, 70.54, 70.51, 70.47, 70.17, 69.92, 69.13, 64.03, 61.52, 36.71, 31.84, 31.70, 29.56, 29.53, 29.51, 29.40, 29.70, 28.92, 28.64, 28.21, 26.031, 25.20, 22.57, 21.93, 14.12.

本发明具有独特的优势，首先月桂醇聚氧乙烯醚属工业上常用的有机原料，储量丰富；其次制得的表面活性剂材料特殊的去油污的能力和优越的润湿性，以及可与阴离子、阳离子表面活性剂的兼容性，所以其具有宽泛的应用领域。

附图说明

图1：本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细描述，但保护范围不被此限制。

如图1所示，一种月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯及制备方法，包括如下步骤：首先将月桂醇聚氧乙烯醚（10~20mmol），甲苯（20~50mL）、碳酸钾（10~30mmol）依次加入到圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于油浴中，使烧瓶内温度上升至50-60℃，停止加热。然后将苯磺酰氯（12~25mmol）缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，然后将烧瓶内温度升至90~100℃，反应16~24小时，停止反应，冷却至室温，静止。过滤，将碳酸钾滤出，然后滤液旋蒸，旋蒸所得即为产物，产率为78~90％。

本方法的主要对内容如下：

（1）原料配比的选择；

首先由于此反应本身是一个酯化反应，并且该反应是一个可逆反应，为使反应进行到底，提高反应收率，原料配比至关重要，如果采用苯磺酰氯过量，以使反应朝正方向进行到底。如果使用苯磺酰氯过量多，对月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯的后处理带来很多困难，经过反复试验，月桂醇聚氧乙烯醚：苯磺酰氯：碳酸钾摩尔比为10~20：12~25:10~30甲苯用量为20~50mL，反应温度为90~100℃，反应时间为16~24小时为最佳反应条件。

（2）反应条件的研究；

相对于苯甲酰氯、乙酰氯、丙酰氯而言，苯磺酰氯活性较低，如何提高反应速度，缩短反应时间也是重点研究的内容之一。因此采用常压下加热的方法、加入溶剂以及碱性物质以期减少反应时间，并且达到较高的收率。采用常压80～100℃下反应，得到78~90％左右的收率。

具体实施例一：

首先将月桂醇聚氧乙烯醚（10mmol），甲苯（20mL）、碳酸钾（10mmol）依次加入到圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于油浴中，使烧瓶内温度上升至50℃，停止加热。然后将苯磺酰氯（12mmol）缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，然后将烧瓶内温度升至90℃，反应16小时，停止反应，冷却至室温，静止。过滤，将碳酸钾滤出，然后滤液旋蒸，旋蒸所得即为产物，产率为83％。

实施例二：

首先将月桂醇聚氧乙烯醚（20mmol），甲苯（50mL）、碳酸钾（30mmol）依次加入到圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于油浴中，使烧瓶内温度上升至60℃，停止加热。然后将苯磺酰氯（25mmol）缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，然后将烧瓶内温度升至100℃，反应24小时，停止反应，冷却至室温，静止。过滤，将碳酸钾滤出，然后滤液旋蒸，旋蒸所得即为产物，产率为89％。

实施例三：

首先将月桂醇聚氧乙烯醚（15mmol），甲苯（30mL）、碳酸钾（20mmol）依次加入到圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于油浴中，使烧瓶内温度上升至50℃，停止加热。然后将苯磺酰氯（20mmol）缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，然后将烧瓶内温度升至90℃，反应20小时，停止反应，冷却至室温，静止。过滤，将碳酸钾滤出，然后滤液旋蒸，旋蒸所得即为产物，产率为81％。

实施例四：首先将月桂醇聚氧乙烯醚（10mmol），甲苯（30mL）、碳酸钾（20mmol）依次加入到圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于油浴中，使烧瓶内温度上升至50℃，停止加热。然后将苯磺酰氯（25mmol）缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，然后将烧瓶内温度升至100℃，反应24小时，停止反应，冷却至室温，静止。过滤，将碳酸钾滤出，然后滤液旋蒸，旋蒸所得即为产物，产率为86％。

实施例五：首先将月桂醇聚氧乙烯醚（10mmol），甲苯（50mL）、碳酸钾（20mmol）依次加入到圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于油浴中，使烧瓶内温度上升至50℃，停止加热。然后将苯磺酰氯（25mmol）缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，然后将烧瓶内温度升至100℃，反应16小时，停止反应，冷却至室温，静止。过滤，将碳酸钾滤出，然后滤液旋蒸，旋蒸所得即为产物，产率为80％。

实施例六：首先将月桂醇聚氧乙烯醚（20mmol），甲苯（30mL）、碳酸钾（20mmol）依次加入到圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于油浴中，使烧瓶内温度上升至60℃，停止加热。然后将苯磺酰氯（25mmol）缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，然后将烧瓶内温度升至100℃，反应22小时，停止反应，冷却至室温，静止。过滤，将碳酸钾滤出，然后滤液旋蒸，旋蒸所得即为产物，产率为85％

实施例七：首先将月桂醇聚氧乙烯醚（20mmol），甲苯（50mL）、碳酸钾（20mmol）依次加入到圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于油浴中，使烧瓶内温度上升至60℃，停止加热。然后将苯磺酰氯（25mmol）缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，然后将烧瓶内温度升至90℃，反应23小时，停止反应，冷却至室温，静止。过滤，将碳酸钾滤出，然后滤液旋蒸，旋蒸所得即为产物，产率为86％.

反应结束后使用折光仪测定月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯折光率根据折光率判断酯化程度是否良好；发现当原料比的配方在10~20：～12：25范围内，折光率分别为1.4777, 符合要求后，月桂醇聚氧乙烯醚苯磺酸酯需要用浓度为5％的碳酸钠溶液水洗两次，测得月桂醇聚氧乙烯醚磺酸酯的酸值分别为0.2469mg KOH/g，酸值在10mg.KOH/g以下，则该反应的转化率在95％以上，达到了预期目标。