专利名称：一种带有双键的双子表面活性剂制备方法
技术领域：
本发明涉及一种带双键的双子阳离子表面活性剂的制备方法。属于化工技术领 域。
背景技术：
双子表面活性剂是将两个两亲成分，在其头基或靠近头基处由联接基团通过化学 键连接在一起而形成的一类新型表面活性剂，如果其亲水基为季铵盐时，则为双子阳离子 表面活性剂。与传统的表面活性剂相比，它具有极高的表面活性，很低的克拉夫特(Kraft) 点和很好的水溶性，有些还具有与高分子表面活性剂相媲美的增稠性。双子表面活性剂在 分子量上通常介于传统表面活性剂与高分子表面活性剂之间，它的出现搭起了两者之间的 桥梁，被誉为新一代表面活性剂，最有可能成为21世纪广泛应用的一类表面活性剂。但是 常规的方法需要繁琐的步骤，不能用于大量生产，并且需要用到许多有机溶剂，对环境不友 好。近年出现的双子阳离子表面活性剂受到了国内外学者的广泛关注。双子表面活性剂的 独特优良性能使其在纺织、生物及材料领域具有十分广阔的应用前景。可聚合表面活性剂也是胶体和表面科学的研究热点，它是通过将双键引入到表面 活性剂分子结构中，使其在乳液聚合过程中通过自由基聚合，将表面活性剂分子永久地键 接到胶粒上。这类表面活性剂不仅具有常规表面活性剂的所有性质，如形成胶束和降低界 面张力，且有着常规表面活性剂不可替代的优势。首先，表面活性剂的解吸将更加困难，稳 定性更好；第二，当胶乳成膜时，可聚合表面活性剂的使用可减少甚至抑制表面活性剂向膜 表面或膜内亲水性领域的迁移；第三，部分包埋的表面活性剂可作为聚结剂改进所形成的 膜的性能；最后，用可聚合表面活性剂所制备的乳液应用于橡胶工业中，如在使用之前先将 胶乳凝聚，那么用作凝聚或洗涤的水的处理将会简化，或者说对这种水进行去污处理所需 要的氧的量减少。自从1956年Bistline等应用可聚合表面活性剂进行聚合反应以来，经过几十年 的发展，现在可聚合表面活性剂的品种已越来越多，美国化学文摘仅1997年相关专利就达 20多项。国外，特别是日本有大量应用可聚合表面活性剂的专利。在所研究的表面活性剂 中，用于乳液聚合的主要有丙烯酸和甲基丙烯酸、丙烯酰胺和苯乙烯等可聚合表面活性剂， 反应活性较低的烯丙型也可用于乳液聚合，目前研究比较多的是马来酸型可聚合表面活性 剂，因为与其它可聚合表面活性剂相比，它的最大特点是只能共聚不能均聚。但目前文献报道的可聚合表面活性剂都是由一个亲水基和一个疏水基构成，有两 个亲水基和两个疏水基的可聚合表面活性剂还没有报道。将可聚合表面活性剂的功能性和 双子表面活性剂的高性能结合在一起，为合成新型表面活性剂创造了契机。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有双键的双子阳离子表面活性剂的制备方法，该双子 表面活性剂既是一种可聚合表面活性剂，又同时具有双子表面活性剂高表面活性的特点。
3在达到上述目的中，根据本发明提供一种带有双键的双子阳离子表面活性剂的方法，此法 包括一种带有双键的双子阳离子表面活性剂的制备方法，其特征是，它包括如下步骤(A)在计量的醇类和盐酸中，同时按一定比例加入长烷基链叔胺和环氧氯丙烷，反 应制得带有羟基的双子表面活性剂；(B)反应制得带有双键的双子表面活性剂在计量的溶剂中，按一定比例加入(A) 中带有羟基的双子表面活性剂和新制丙烯酰氯，同时加入少量的阻聚剂反应制得带有双键 的双子表面活性剂。加入少量的阻聚剂的目的是，防止在反应中双键聚合。本发明中步骤(A)中的醇类包括(a)乙醇(b)正丙醇(c)异丙醇(d)正丁醇(e)异戊醇步骤(A)中，盐酸、长烷基链叔胺以及环氧氯丙烷物质的量之比为1 2.5 1 时效果较好。在反应液中环氧氯丙烷浓度较好的为0. 0001 0. 1摩尔/升，而更好的是 0. 0025 0. 025 摩尔 / 升。本发明中步骤⑶中溶剂包括(a)氯仿(b)四氢呋喃(c)吡啶步骤(B)中，带有羟基的双子表面活性剂和新制丙烯酰氯物质的量之比为1 1 时效果较好。在反应液中新制丙烯酰氯浓度较好的为0. 0001 0. 1摩尔/升，而更好的是 0. 0025 0. 025 摩尔 / 升。本发明合成的带有双键的双子表面活性剂，其水溶液显示出较高的粘度和高表面 活性，且由于有可聚合的性质，在乳液聚合、纳米材料制备等领域将具有很好的应用前景
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的描述。实施例1(1)称取20. 6克十二叔胺和10克盐酸充分混合，再加入60克乙醇和20. 6克十二 叔胺，搅拌均勻后，在lh内滴加5克环氧氯丙烷，待滴定后，在60°C下继续反应12h，不断搅 拌。待反应结束后，提纯产物，得到带羟基的双子表面活性剂A。(2)称取8. 5克A溶于30克氯仿，搅拌均勻后，加入0. 05克对苯二酚，并在lh内 滴加1. 5克新制丙烯酰氯，待滴定后，在45°C下继续反应12h，不断搅拌。待反应结束后，提 纯产物，得到带双键的双子表面活性剂B。实施例2(1)称取26. 5克十四叔胺和12克盐酸充分混合，再加入50克正丙醇和26. 5克 十二叔胺，搅拌均勻后，在lh内滴加5克环氧氯丙烷，待滴定后，在70°C下继续反应6h，不断搅拌。待反应结束后，提纯产物，得到带羟基的双子表面活性剂A。(2)称取8. 5克A溶于30克氯仿，搅拌均勻后，加入0. 05克对苯二酚，并在Ih内 滴加1. 2克新制丙烯酰氯，待滴定后，在40°C下继续反应14h，不断搅拌。待反应结束后，提 纯产物，得到带双键的双子表面活性剂B。实施例3(1)称取35克十六叔胺和14克盐酸充分混合，再加入75克正丙醇和26. 5克十六 叔胺，搅拌均勻后，在Ih内滴加5克环氧氯丙烷，待滴定后，在80°C下继续反应8h，不断搅 拌。待反应结束后，提纯产物，得到带羟基的双子表面活性剂A。(2)称取12克A溶于35克氯仿，搅拌均勻后，加入0. 1克对苯二酚，并在Ih内滴 加1. 5克新制丙烯酰氯，待滴定后，在60°C下继续反应16h，不断搅拌。待反应结束后，提纯 产物，得到带双键的双子表面活性剂B。
权利要求
一种带有双键双子表面活性剂的制备方法，其特征是，它包括如下步骤(A)反应制得带有羟基的双子表面活性剂在装有回流的带夹套的三口瓶中，加入计量的乙醇和盐酸，同时按一定比例加入长烷基链叔胺和环氧氯丙烷，回流加热，反应4～24h；(B)反应制得带有双键的双子表面活性剂在装有回流的带夹套的三口瓶中，加入计量的氯仿，按一定比例加入上述带有羟基的双子表面活性剂和新制丙烯酰氯，同时加入少量的阻聚剂对苯二酚或吩噻嗪，反应4～12h。
2.按权利要求1所述的制备方法，其特征是，其中式1为权利要求I(A)所述带有羟基 的双子表面活性剂，式2为权利要求1 (A)所述带有双键的双子表面活性剂，其中R为η值 为4 24长烷基链；其反离子为Cl_阴离子，
3.按权利要求1所述的制备方法，其特征是，(A)步骤中(1)其中所述含有长烷基链叔胺以及环氧氯丙烷溶液浓度为0.0001 0. 1摩尔/升， 摩尔比为2. 5 1 ；(2)盐酸的用量为长烷基链叔胺的1/2 1倍；(3)所用溶剂为乙醇或正丙醇。
4.按权利要求1所述的制备方法，其特征是，(B)步骤中(1)其中所述含有带有羟基的双子表面活性剂以及新制丙烯酰氯溶液浓度为 0. 0001 0. 1摩尔/升，摩尔比为1 1;(2)阻聚剂用量0 IOOppm；(3)所用溶剂为氯仿或吡啶。
5.按权利要求1所述的制备方法，其特征是，(A)步骤中将反应结束后的产物减压蒸馏除去溶剂，得到黄色胶状物质，用丙酮重结晶，去除杂质 成分，真空干燥得到晶体粉末。
6.按权利要求1所述的制备方法，其特征是，(B)步骤中将反应结束后的产物减压蒸馏除去溶剂，得到淡黄色胶状物质，用丙酮和乙酸乙酯重 结晶，去除杂质成分，真空干燥得到晶体粉末。
全文摘要
本发明公开了一种带有双键的双子表面活性剂的制备方法。此法包括(A)将制备的带有长烷基链叔胺和环氧氯丙烷溶解在醇类溶液中，反应制得带有羟基的双子表面活性剂；(B)将上述溶液带有羟基的双子表面活性剂与新制丙烯酰氯反应，制得带有双键的双子表面活性剂。
文档编号B01F17/18GK101869813SQ200910059039
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者冯玉军, 楚宗霖, 苏鑫 申请人:中国科学院成都有机化学有限公司