本发明属于精细化工技术领域，特别是涉及一种酰胺型双子季铵盐表面活性剂的合成方法。
技术背景
双子表面活性剂是通过化学键将两个传统的单头基单烷烃链表面活性剂在离子头基处用联接基团联接起来的新一代表面活性剂。近年来，随着化工技术的发展和经济的需求，传统的表面活性剂由于自身结构所存在的诸多局限性，已不能满足人们的需求。与传统表面活性剂相比，由于双子型表面活性剂具有高的表面活性、好的水溶性和流变性等多种优点,因此具有广泛的工业化生产和商业应用前景。随着绿色革命浪潮的兴起，人们的环保意识逐渐增强，开发新型易生物降解的高效双子季铵盐已成为该领域的研究热点。含酰胺基的gemini不仅拥有优于传统表面活性剂的表面活性，还具有无毒，可生物降解的特点，在日用化学，工业分离等诸多领域有着强大的应用潜力。
常规单链季铵盐缓蚀剂在腐蚀防护方面有很多应用，但缓蚀效果不佳，存在使用浓度高、形成缓蚀膜持久性差等问题。目前市场上占主要份额的咪唑啉类和季铵盐类缓蚀剂普遍存在防腐性能与零污染排放无法兼顾的问题。因此一种易于合成且高效无污染的新型双子型缓蚀剂无疑具有广阔的应用前景。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种绿色环保且产物表面活性高的酰胺型双子季铵盐表面活性剂的合成方法。
为了达到上述目的，本发明提供的酰胺型双子季铵盐表面活性剂的合成方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)中间体制备：将1,3-丙二胺溶解在作为溶剂的二氯甲烷中，在冰浴和搅拌条件下缓慢滴加到足量氯乙酰氯之中，待滴加完毕后，升温，在35℃的水浴中反应4-6小时，然后在60℃的水浴中利用旋转蒸发器减压蒸馏1-2小时以去除溶剂和过量的氯乙酰氯，将剩余物用水溶解，过滤，之后用无水乙醇重结晶一次得到白色针状晶体的中间体，即1,3-二(2-氯乙酰胺)丙胺；反应方程式如下：
2)合成酰胺型双子季铵盐表面活性剂：将步骤1)得到的1,3-二(2-氯乙酰胺)丙胺溶解在作为溶剂的乙酸乙酯中，加入十二烷基二甲基叔胺，在室温下搅拌反应10-14小时，然后在80℃的水浴中减压蒸馏1-2小时以去除溶剂和过量的十二烷基二甲基叔胺，将剩余物用正己烷溶解，分液取下层物质，再将该物质利用乙酸乙酯重结晶两次，取出后自然干燥至恒重，得到最终产物，即酰胺型双子季铵盐表面活性剂。
在上述中间体与十二烷基二甲基叔胺发生反应过程中，十二烷基二甲基叔胺叔胺中的氮原子进攻中间体中的氯原子，并发生取代，进而生成酰胺型双子季铵盐表面活性剂，反应方程式如下：
在步骤1)中，所述的1,3-丙二胺与氯乙酰氯的摩尔比为1.0:2.0—3.0。
在步骤2)中，所述的1,3-二(2-氯乙酰胺)丙胺与十二烷基二甲基叔胺的摩尔比为1.0:2.0—3.0。
本发明提供的酰胺型双子季铵盐表面活性剂的合成方法是在无水条件下先用1,3-丙二胺与氯乙酰氯进行反应合成带有双酰胺基与双氯原子的中间体，再利用该中间体与十二烷基二甲基叔胺反应合成得到属于季铵盐gemini表面活性剂的最终产物。该方法利用两步法合成出目标产物，反应简单易行且产物具有表面活性高、水溶性好、刺激性小易降解的优点。最终产物可应用于航空用铝合金缓蚀体系中，实验证明缓蚀性能优于传统单链季铵盐缓蚀剂的缓蚀性能。
附图说明
图1是中间体的1hnmr氢谱图。
图2是最终产物的1hnmr氢谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
本实施例提供的酰胺型双子季铵盐表面活性剂的合成方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)中间体制备：在烧杯中加入50ml二氯甲烷，将11.3g的氯乙酰氯溶解在二氯甲烷之中，取3.7g1,3-丙二胺，在冰浴和搅拌条件下以每五秒一滴的速度缓慢滴入烧杯，待滴加完毕后，升温，在35℃的水浴中反应4小时，然后在60℃的水浴中利用旋转蒸发器减压蒸发1小时以去除溶剂和过量的氯乙酰氯，将剩余物用水溶解，过滤，之后用无水乙醇重结晶一次得到中间体4.7g，即1,3-二(2-氯乙酰胺)丙胺。
2)合成酰胺型双子季铵盐表面活性剂：将步骤1)得到的1,3-二(2-氯乙酰胺)丙胺4.7g溶解在50ml的乙酸乙酯中，加入10.7g十二烷基二甲基叔胺，在室温下搅拌反应10小时，然后在80℃的水浴中减压蒸馏1小时以去除溶剂和过量的十二烷基二甲基叔胺，将剩余物用正己烷溶解，分液取下层物质，再将该物质利用乙酸乙酯重结晶两次，取出后自然干燥至恒重，得到最终产物9.1g，即酰胺型双子季铵盐表面活性剂。
实施例2：
本实施例提供的酰胺型双子季铵盐表面活性剂的合成方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)中间体制备：在烧杯中加入50ml二氯甲烷，将14.1g的氯乙酰氯溶解在二氯甲烷之中，取3.7g1,3-丙二胺，在冰浴和搅拌条件下以每五秒一滴的速度缓慢滴入烧杯，待滴加完毕后，升温，在35℃的水浴中反应5小时，然后在60℃的水浴中利用旋转蒸发器减压蒸发1.5小时以去除溶剂和过量的氯乙酰氯，将剩余物用水溶解，过滤，之后用无水乙醇重结晶一次得到中间体4.9g，即1,3-二(2-氯乙酰胺)丙胺。
2)合成酰胺型双子季铵盐表面活性剂：将步骤1)得到的1,3-二(2氯酰胺)丙胺4.9g溶解在50ml的乙酸乙酯中，加入13.3g十二烷基二甲基叔胺，在室温下搅拌反应12小时，然后在80℃的水浴中减压蒸馏1.5小时以去除溶剂和过量的十二烷基二甲基叔胺，将剩余物用正己烷溶解，分液取下层物质，再将该物质利用乙酸乙酯重结晶两次，取出后自然干燥至恒重，得到最终产物9.3g，即酰胺型双子季铵盐表面活性剂。
实施例3：
本实施例提供的酰胺型双子季铵盐表面活性剂的合成方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)中间体制备：在烧杯中加入50ml二氯甲烷，将17.0g的氯乙酰氯溶解在二氯甲烷之中，取3.7g1,3-丙二胺，在冰浴和搅拌条件下以每五秒一滴的速度缓慢滴入烧杯，待滴加完毕后，升温，在35℃的水浴中反应6小时，然后在60℃的水浴中利用旋转蒸发器减压蒸发2小时以去除溶剂和过量的氯乙酰氯，将剩余物用水溶解，过滤，之后用无水乙醇重结晶一次得到中间体5.0g，即1,3-二(2-氯乙酰胺)丙胺。
2)合成酰胺型双子季铵盐表面活性剂：将步骤1)得到的1,3-二(2-氯乙酰胺)丙胺5.0g溶解在50ml的乙酸乙酯中，加入16.0g十二烷基二甲基叔胺，在室温下搅拌反应14小时，然后在80℃的水浴中减压蒸馏2小时以去除溶剂和过量的十二烷基二甲基叔胺，将剩余物用正己烷溶解，分液取下层物质，再将该物质利用乙酸乙酯重结晶两次，取出后自然干燥至恒重，得到最终产物9.3g，即酰胺型双子季铵盐表面活性剂。
本发明人将步骤1)制得的白色针状中间体利用核磁共振仪进行了检测，图1是该中间体的1hnmr氢谱图，由图中可以看出，该中间体的结构为1,3-二(2-氯乙酰胺)丙胺。
本发明人将步骤2)制得的最终产物利用核磁共振仪进行了检测，图2是该最终产物的1hnmr氢谱图，由图中可以看出，该最终产物的结构为酰胺型双子季铵盐表面活性剂，属于季铵盐gemini表面活性剂。