一种可分解香兰素基非离子表面活性剂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于非离子表面活性剂及其制备与应用领域，特别涉及一种可分解香兰素 基非离子表面活性剂及其制备与应用。
【背景技术】
[0002] 国内表面活性剂行业应用主要分为工业和民用领域，工业领域主要包括纺织印染 化学品、农药助剂、造纸化学品、橡胶助剂、采油助剂和工业清洗等；民用领域主要是洗涤类 产品，其次是日化用品。工业领域和民用领域表面活性剂产品的市场比例分别为55%和 45%。在我国工业用表面活性剂中纺织印染行业用占了较大比例，纺织印染行业用表面活 性剂产品主要包括洗涤剂、润湿剂、渗透剂、分散剂、增溶剂、润滑剂等，据不完全统计，该行 业2012年表面活性剂消耗量大约为40万吨。
[0003] 表面活性剂使用以后较大部分通过废水排放，对环境造成一定的负担，尤其是生 物降解性差及有一定生物毒性或环境激素效应的表面活性剂，对水生物及人类健康造成威 胁。非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚（APE0)即是一类有环境危害但还在纺织印染、工 业清洗等领域大量使用的表面活性剂，在纺织印染行业的消耗量据专家估计约占20%。因 此开发兼具性能优良、无毒、易生物降解且原料来源于非石油基的绿色表面活性剂，替代目 前还在使用的有毒有害表面活性剂，是表面活性剂研宄领域的一个重点。
[0004] 近年来，可分解表面活性剂成为绿色表面活性剂研宄的一个方向。根据使用或排 放情况，在某些条件下稳定，在其他条件下可直接分解的表面活性剂定义为可分解表面活 性剂。可分解表面活性剂一方面减轻环境负担，另一方面可满足某些工业应用。如可分解 表面活性剂可以从具有表面活性的水溶性状态分解成无表面活性的物质从而达到破乳的 目的，这在乳液聚合中很有用。缩醛类表面活性剂即是一类可分解表面活性剂，其缩醛结构 容易在酸性条件下水解，使表面活性改变或打破某些稳定的乳液。
[0005] 香兰素（Vanillin)为一种广泛使用的可食用香料，用作定香剂、协调剂和变调 剂，广泛用于化妆品、饮料、食品、香烟等。可从植物中提取，也可人工合成，以微生物合成方 法为主。香兰素分子中含有醛基，可与醇缩合生成缩醛或缩酮，缩醛在酸性条件下易水解成 为原来的醛和醇。因此，可利用香兰素分子上的醛基合成可分解表面活性剂。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种可分解香兰素基非离子表面活性剂及其 制备与应用，该表面活性剂性能优异，且在使用排放后能够快速分解成无毒或低毒易降解 物质。将该表面活性剂应用于纺织印染领域，替代具有毒性和雌激素效应的APE0,减少对环 境的危害，并阐述这类新型可分解表面活性剂潜在的应用领域。
[0007] 本发明的一种可分解香兰素基非离子表面活性剂，通式为：
【主权项】
1. 一种可分解香兰素基非离子表面活性剂，其特征在于，通式为：
其中，M为甲基或己基；Ri、R2为Ci-Cw的烷基链；Rs、R4为氨原子、烷基链或烷氧基链；R为（一邸2邸2〇)此或（一邸2邸2〇)此与（一C3&0)占6的组合，n= 2-20,R5和Re为氨原 子、甲基、己基或者丙基。
2. -种可分解香兰素基非离子表面活性剂的制备方法，包括： (1)取烷基醇、香兰素、催化剂与带水剂反应4~2化，中和，洗漆后分液，得有机相，旋 蒸，得香兰素烷基醇缩醒粗品，提纯，得香兰素烷基醇缩醒；其中，烷基醇与香兰素的摩尔比 为1~3,催化剂用量为香兰素质量的0. 05~2%，带水剂体积与香兰素的质量比为1~ 5ml/g; 似将步骤（1)中得到的缩醒与催化剂加入高压反应蓋，抽真空，通入氮气，揽拌加热， 鼓泡脱水1~化，滴加环氧烧姪，滴加时间为3~化，滴加完毕后升温，在120~200°C下保 温熟化，压力为0. 1~0. 8MPa，至压力不再下降为止，冷却，脱去未反应的环氧物质，中和， 得到可分解香兰素基非离子表面活性剂；其中，催化剂用量为缩醒质量的0. 1-1%，环氧烧 姪为环氧己烧或者环氧己烧与环氧丙烷的混合物。
3. 根据权利要求2所述的一种可分解香兰素基非离子表面活性剂的制备方法，其特征 在于，所述步骤（1)中烷基醇为一元烷基醇或者二元烷基醇。
4. 根据权利要求2所述的一种可分解香兰素基非离子表面活性剂的制备方法，其特征 在于，所述步骤（1)中催化剂为磯酸、氨基横酸、对甲苯横酸、对甲苯横酸盐、磯钢酸、磯鹤 酸、磯鹤酸盐、杂多酸稀±盐、氯化锋、=氯化铁、硫酸盐或者固体超强酸中的至少一种。
5. 根据权利要求2所述的一种可分解香兰素基非离子表面活性剂的制备方法，其特征 在于，所述步骤（1)中带水剂为正己烧、环己烧、甲苯或者苯中的至少一种。
6. 根据权利要求2所述的一种可分解香兰素基非离子表面活性剂的制备方法，其特征 在于，所述步骤（1)中的反应氛围为空气或者氮气。
7. 根据权利要求2所述的一种可分解香兰素基非离子表面活性剂的制备方法，其特征 在于，所述步骤（1)中反应时间为4~lOh。
8. 根据权利要求2所述的一种可分解香兰素基非离子表面活性剂的制备方法，其特征 在于，所述步骤（1)中提纯的过程为用饱和亚硫酸氨钢中和粗品中未反应的香兰素，过滤 分液得有机相，旋蒸去除水分，得香兰素烷基醇缩醒。
9. 根据权利要求2所述的一种可分解香兰素基非离子表面活性剂的制备方法，其特征
【专利摘要】本发明涉及一种可分解香兰素基非离子表面活性剂及其制备方法与应用，通式为：或者其中，M为甲基或乙基；R1、R2为C1-C20的烷基链；R3、R4为氢原子、烷基链或烷氧基链；R为(－CH2CH2O)nR5或(－CH2CH2O)nR5与(－C3H6O)nR6的组合，n＝2-20，R5和R6为氢原子、甲基、乙基或者丙基。制备方法包括：通过缩醛反应制备香兰素烷基醇缩醛；由缩醛与环氧乙烷或者环氧乙烷/环氧丙烷反应制备香兰素基非离子表面活性剂。本发明方法简单、容易操作，原料易得、绿色无毒，应用性能优良，可作为乳化剂、渗透剂或者润湿剂应用于纺织印染领域。
【IPC分类】C07C41-03, D06M13-165, C07C43-23, C07D319-06, D06M15-53, D06L3-00, D06L3-02, C07C43-205, C08G65-28, D06L1-14, C07D317-22
【公开号】CN104790215
【申请号】CN201510186164
【发明人】丁凤美, 周翔, 武振峰
【申请人】东华大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月17日