一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐及制法
【专利摘要】一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐及制法，属于有机化合物合成【技术领域】。该物质是在分子中形成含硅和氮、氧或碳键合反应得到的化合物。其制备方法是由N，N-二甲基烷基二胺与糖酸或糖酸内酯在低碳醇溶剂中制得二甲基氨烷基糖酰胺，再和氯丙基硅烷在极性溶剂中无机碘化物催化下反应后经萃取得到糖酰胺改性的硅烷季铵盐，然后和六甲基二硅氧烷、环硅氧烷、烷基硅烷在碱性催化剂作用下制得含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐，其表面张力为21～23mN/m，应用于化妆品配方中作为化妆品保湿剂、乳化剂使用。
【专利说明】一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐及制法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在分子中形成含硅键合，有或没有氮、氧或碳键合反应得到的化合物，尤其是涉及一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐及其制备方法。
【背景技术】
[0002]有机硅表面活性剂除具有普通表面活性剂的性质外，还具有比普通表面活性剂更多的优越性，可以应用于非水体系、具有更低的表面张力、良好的润湿和铺展性、低温不沉淀、极低的生理毒性、耐高低温性能等。
[0003]Wagner R.(Applied Organometallic Chemistry, 1996,10,437)报道了一种制备糖酰胺基改性聚硅氧烷的方法，通过乙二胺将环氧改性聚硅氧烷与葡萄糖连接起来，得到糖酰胺基改性聚硅氧烷。
[0004]von Braunmiihl V (Polymer, 1998, 39,1617)报道了一种制备葡糖酰胺基改性聚娃氧烷的方法，通过含氢聚硅氧烷与烯丙基葡糖酰胺的硅氢加成反应得到葡糖酰胺基改性聚硅氧烷。
[0005]韩富(Journalof Surfactants and Detergents, 2004, 7,175)报道了一种制备葡糖酰胺基改性三硅氧烷双子表面活性剂的方法，通过氨基三硅氧烷与葡萄糖酸内酯反应，生成葡糖酰胺基三硅氧烷，再用二元醇缩水甘油醚将其连接起来即得葡糖酰胺基改性三硅氧烷双子表面活性剂。
[0006]这些含糖酰胺基的有机硅表面活性剂乳化硅油/水体系比较好，但对烷烃/水体系则较差。而且均不含季铵基团，在液固界面上的吸附能力较差。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是将有机硅表面活性剂的低表面张力和糖类表面活性剂的高生物降解性结合起来，并在分子中引入长链烷基和季铵基团，提供一种表面张力低、生物降解性好、在液固界面上吸附能力强、对烷烃和硅油乳化能力均较好的含烷基和糖酰胺基的有机娃季铵盐表面活性剂的制备方法。
[0008]本发明的含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐表面活性剂的分子结构式如下:
[0009]
【权利要求】
1.一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐，其特征在于含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的分子结构式如下:
其中，R1为碳数4~20的烷基。 R2为
X，y，z为I~20的整数；n为2~6的整数。
2.一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)N，N-二甲基烷基二胺与糖酸或糖酸内酯，在低碳醇作溶剂，反应温度为60~150°C反应；其中N，N-二甲基烷基二胺与糖酸或糖酸内酯的摩尔配比为I~2: I;反应完成后，蒸除溶剂，得到二甲基氨烷基糖酰胺； (2)氯丙基硅烷、二甲基氨烷基糖酰胺和无机碘化物催化剂，在极性溶剂中，反应温度为60~120°C的情况下反应；其中氯丙基硅烷和二甲基氨烷基糖酰胺的摩尔配比为(I~10): 1，无机碘化物催化剂的摩尔用量为氯丙基硅烷和二甲基氨烷基糖酰胺摩尔之和的0.1%~10% ;反应完成后，减压蒸除溶剂和过量反应物，萃取得到糖酰胺改性的硅烷季铵盐； (3)由六甲基二硅氧烷、环硅氧烷、烷基硅烷、糖酰胺改性的硅烷季铵盐和碱性催化剂，在反应温度为50~200°C的情况下反应；其中六甲基二硅氧烷、环硅氧烷、烷基硅烷和糖酰胺改性的硅烷季铵盐的摩尔配比为1: (I~6): (0.4~2): (0.6~2)，碱性催化剂的摩尔用量为六甲基二硅氧烷、环硅氧烷、烷基硅烷和糖酰胺改性的硅烷季铵盐摩尔之和的0.1%~10% ;反应完成后，使碱性催化剂失活，减压蒸馏，脱除低沸物，得到含烷基和糖酰胺基的有机娃季铵盐。
3.如权利要求2所述的一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于所述的N，N- 二甲基烷基二胺为N，N- 二甲基乙二胺、N，N- 二甲基丙二胺、N，N- 二甲基丁二胺、N，N-二甲基戊二胺、N，N-二甲基己二胺。
4.如权利要求2所述的一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于所述的糖酸或糖酸内酯为葡糖糖酸或葡糖糖酸内酯、乳糖酸或乳糖酸内酯、甘露糖酸或甘露糖酸内酯。
5.如权利要求2所述的一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于所述的低碳醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇。
6.如权利要求2所述的一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于所述的氯丙基硅烷为氯丙基二甲氧基甲基硅烷、氯丙基二乙氧基甲基硅烷。
7.如权利要求2所述的一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于所述的无机碘化物催化剂为碘化钠、碘化钾、碘化镁。
8.如权利要求2所述的一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于所述的极性溶剂为苯甲醇、硝基苯、氯苯、二甲苯、正丁醇、异丙醇、丙二醇、二甲亚砜、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺。
9.如权利要求2所述的一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于所述的环硅氧烷为六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷及其混合物。
10.如权利要求2所述的一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于所述的烷基硅烷为丁基二甲氧基甲基硅烷、丁基二乙氧基甲基硅烷、己基二甲氧基甲基硅烷、己基二乙氧基甲基硅烷、羊基二甲氧基甲基硅烷、羊基二乙氧基甲基硅烷、癸基二甲氧基甲基硅烷、癸基二乙氧基甲基硅烷、月桂基二甲氧基甲基硅烷、月桂基二乙氧基甲基硅烷、十四烷基二甲氧基甲基硅烷、十四烷基二乙氧基甲基硅烷、十TK烷基二甲氧基甲基娃烧、十TK烷基二乙氧基甲基硅烷。
11.如权利要求2所述的一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于所述的碱性催化剂为碱金属氢氧化物、硅醇盐、季铵碱、季鱗碱。
12.如权利要求11所述的一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于所述的碱金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾，硅醇盐为硅醇钠、硅醇钾，季铵碱为四甲基氢氧化铵，季鱗碱为四丁基氢氧化鱗。
13.如权利要求2所述的一种含烷基和糖酰胺基的有机硅季铵盐的制备方法，其特征在于所述的使碱性催化剂失活是当碱性催化剂为碱金属氢氧化物、硅醇盐时，加入酸中和催化剂，使之失活；当碱性催化剂为季铵碱、季鱗碱时，加热分解，使之失活。
【文档编号】B01F17/54GK104130415SQ201410336249
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】韩富, 武丽丽, 周雅文, 徐宝财 申请人:北京工商大学