烷基糖苷磺酸盐及其合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及糖苷衍生物表面活性剂的合成技术领域，具体地说，是一种烷基糖苷 磺酸盐及其合成方法。
【背景技术】
[0002] 表面活性剂是一类具有两亲结构的化合物，它极易富集于界面，从而改变界面性 质，对界面过程产生重要影响。烷基糖苷羟丙基磺酸盐是以绿色、环保的烷基糖苷为原料合 成的阴离子表面活性剂。而烷基糖苷则是由天然可再生的葡萄糖为原料合成的新型表面活 性剂。但是由于长链烷基糖苷水溶差、低温容易析出等缺陷，国内外学者将研究重点转移到 改性烷基糖苷表面活性剂的研究方面，例如:烷基糖苷季铵盐、烷基糖苷羧酸酯盐和烷基糖 苷醚羧酸盐等。但是对烷基糖苷磺酸盐的研究相对较少，国外U. S.Pat .No. 7507399简述了 利用1，3-二氯异丙醇作为烷基糖苷分子的桥连和羟丙基磺酸盐衍生剂反应合成烷基糖苷 磺酸盐的一种设想，但是并没有对具体的工艺进行研究。
[0003] 烷基糖苷磺酸盐具有非离子表面活性剂烷基糖苷绿色、天然、无毒和低刺激性等 特点，同时兼具磺酸盐的界面活性强和亲水性等优势。由于长碳链的烷基糖苷具有水溶性 差及低温易析出等缺点，对其进行改性后，由于磺酸基的存在，使其水溶性增加，同时兼具 阴离子表面活性剂的一些优势，这就极大提高其应用领域。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对上述长碳链烷基糖苷水溶性差及低温易析出等缺陷，提供一 种制备烷基糖苷磺酸盐的方法。具体地，本发明的目的是针对长链烷基糖苷表面活性剂自 身使用时水溶性差、与其他表面活性剂配伍时易浑浊的缺陷而提供的一种改善其水溶性的 烷基糖苷磺酸盐的合成方法。
[0005] 本发明的第一方面，提供一种烷基糖苷磺酸盐，其结构式如下所示：
[0006]
[0007] 其中，R表示不同碳链长度的烷基链，η为1~3中任一整数。
[0008] 本发明的第二方面，提供上述烷基糖苷磺酸盐的合成方法，包括以下步骤：
[0009] Α、将环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠投入反应器，在水相环境中，环氧氯丙烷开环发生 加成反应;反应结束后，产品经过重结晶、抽滤、干燥得到3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中间体；
[0010] Β、将3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中间体和长碳链烷基糖苷投入反应器，在碱催化剂 存在的条件下，在有机溶剂DMF中发生缩合反应，反应结束后，经过抽滤、减压蒸馏除去溶 剂，得到烷基糖苷磺酸盐。
[0011]所述的步骤A中环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠的摩尔比为1: (1~2)，优选1: (1. 1~ 1.5)，更优选 1:(1.1 ~1.3)。
[0012] 所述的步骤A的反应温度为30°C~90°C，优选50°C~80°C ;反应时间为2~8小时。
[0013] 所述的步骤B中的长碳链烷基糖苷为固含量为100%的烷基糖苷，所述的烷基糖苷 为碳链长度为12~14的烷基糖苷，更优选固含量为100 %的APGm4。
[0014] 所述的步骤B中长碳链烷基糖苷和3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中间体的摩尔比为 (1.0 ~1.8):1，优选(1.1 ~1.4):1。
[0015]所述的步骤B中的碱催化剂SK2C03;K2C0 3的质量为纯烷基糖苷物料质量的1.0% ~42.5%，优选3.5%~24.0%。
[0016] 所述的步骤B的反应温度为40 °C~120 °C，优选60 °C~90 °C ;反应时间为4~10小 时。
[0017] 具体地，合成上述烷基糖苷磺酸盐的方法为:将亚硫酸氢钠投入一定量的去离子 水中，在搅拌的条件下加入环氧氯丙烷，环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠按1:(1~2)的摩尔比加 入反应器，在30°C~90 °C条件下反应2~8小时，降温得到3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中间体水 溶液，在其水溶液中加入一定量的甲醇，将其置于〇°C环境下进行重结晶，产物经水和甲醇 溶液3次洗涤，抽滤、干燥处理后得到3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中间体;而后将3-氯-2-羟基 丙基磺酸钠中间体和长碳链烷基糖苷按摩尔比为1:1~1.8投入反应器，在有机溶剂DMF存 在的条件下，连续搅拌，加入碱作为催化剂，于40 °C~120°C条件下，反应4~10小时，反应结 束后降温，经抽滤和减压蒸馏，得到透明或淡黄色的烷基糖苷磺酸盐。
[0018] 本发明的优势在于两步反应过程均是一次性投料，中间体转化率高，反应工艺简 单，得到的产品烷基糖苷磺酸盐转化率高，最高可达88.05%，反应条件温和，得到的烷基糖 苷羟丙基磺酸盐解决了长碳链烷基糖苷水溶性差、自身水溶液或与其他表面活性剂复配浑 浊的缺点，及低温易析出等问题，同时磺酸基的引入增加了阴离子表面活性剂的一些性质。 [00 19] 反应产物经红外检测，如图1所示，其中3300CHT1~3600CHT1为0-H键的伸缩振动 峰，2850cm- 1~2950cm-1为甲基和亚甲基中C-H键的伸缩振动峰，1633cm-1为-S0 3Na的吸收 峰，1152CHT1为C-0-C键的伸缩振动峰，lOOOcnf1~llOOcnf 1为羟基中C-0键的伸缩振动峰，证 实产物为烷基糖苷磺酸钠。
[0020] 本发明方法工艺简单，操作方便，转化率高、产品纯度高，特别是烷基糖苷磺酸盐 不仅具有磺酸盐表面活性剂和烷基糖苷表面活性剂的相关性质，同时也解决了长碳链的烷 基糖苷的水溶性差的问题。
【附图说明】
[0021] 图1.反应产物的红外检测图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本发明提供的【具体实施方式】作详细说明。
[0023] 实施例1
[0024]在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管的250mL的四口瓶中，按照投料亚硫酸氢钠和 环氧氯丙烷的摩尔比为比为1.1:1，加入〇.24mol 25.00g的亚硫酸氢钠和5.56mol 100g的 去离子水，搅拌升温至其完全溶解，在60°C的条件下，0.22mol 21.OOg的环氧氯丙烷缓慢滴 加如反应体系中，反应4小时后，溶液由淡黄色变成无色透明液体，停止反应冷却得到3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中间体水溶液，用气相测得环氧氯丙烷的残留为3.31 %。
[0025]在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管的250mL的四口瓶中，按照烷基糖苷和3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中间体的摩尔比为1.1:1的摩尔比，加入固含量100%的APG1214 0.0530mol 25.00g，和50.00g的有机溶剂DMF升温到95°C，10.68g 0.0484mol的3-氯-2-羟基丙基磺酸 钠中间体加入反应体系中，同时3.36g的K2CO3加入反应体系中，反应6小时后，溶液由浑浊变 澄清透明，反应结束后降温，经抽滤和减压蒸馏后得到烷基糖苷磺酸盐22.45g。
[0026] 实施例2
[0027]在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管的250mL的四口瓶中，按照投料亚硫酸氢钠和 环氧氯丙烷的摩尔比为比为2:1，加入0.44mol 45.82g的亚硫酸氢钠和5.56mol 100g的去 离子水，搅拌升温至其完全溶解，在90°C的条件下，0.22mol 21.00g的环氧氯丙烷缓慢滴加 如反应体系中，反应2小时后，溶液由淡黄色变成无色透明液体，停止反应冷却得到3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中间体水溶液，用气相测得环氧氯丙烷的残留为5.81 %。
[0028]在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管的250mL的四口瓶中，按照烷基糖苷和3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中间体的摩尔比为1:1的摩尔比，加入固含量100%的六?61214 0.0484111〇1 22.74g，50.02g的有机溶剂DMF升温到80°C 10.67g 0.0484mol的3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中 间体加入反应体系中，同时3.35g K2CO3加入反应体系中，反应6小时后，溶液由浑浊变澄清 透明，反应结束后降温，经抽滤和减压蒸馏后得到烷基糖苷磺酸盐20.98g。
[0029] 实施例3
[0030]在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管的