一种松香基乳酸表面活性剂及其应用的制作方法

本发明涉及一种松香基乳酸表面活性剂及其应用，属于表面活性剂的合成与应用领域。

背景技术

作为一类重要的精细化工品，表面活性剂在精细化工品中具有重要的地位，被应用到人们生活以及工业生产的诸多领域。常用的表面活性剂大部分以石油化工产品作为原料。在全球环境污染日益加剧的情况下，以天然可再生资源为原料来开发新型表面活性剂，是表面活性剂领域发展的必然趋势。此外，随着人们对生活品质及健康要求的提高，对表面活性剂的生物降解性和毒性也予以高度关注。天然产物基表面活性剂符合人们的需求，近年来引起了人们的广泛重视。

松香是我国的特色且重要的林业资源，具有可再生性、可生物降解性、价格低廉等优点。松香酸的三环二萜的骨架结构具有明显的疏水性。乳酸是生物体的代谢产物，在自然界中广泛存在。乳酸被大量应用于食品行业、医药行业、化妆品行业以及农业畜业行业等领域。松香和乳酸二者都具有可再生、可生物降解、来源丰富、结构易于修饰等优点，是绿色表面活性剂重要的原料来源。

技术实现要素：

为此，本发明将乳酸单元引入松香分子制备了松香基乳酸表面活性剂，满足当今世界表面活性剂行业“绿色化学”的发展趋势。本发明的松香基乳酸表面活性剂的合成路线简单，原料的选取符合“绿色环保”的设计理念，具出很好的生物相容性与生物可降解性，在食品添加剂、日用化学品和药物加工等领域中具有潜在的应用前景。

本发明以歧化松香中的主要成分脱氢枞酸为原料，经过系列反应，通过酯化反应，在分子内引入乳酸单元，制备一种性能优良的松香基乳酸表面活性剂，丰富天然产物表面活性剂的种类，扩大其应用范围。

本发明的第一个目的是提供一种松香基乳酸表面活性剂(r-l-na)，其结构式如下：

其中，m为碱金属，可以是na或k。

在一种实施方式中，所述松香基乳酸表面活性剂是以歧化松香中的主要成分脱氢枞酸为原料合成得到的。

在一种实施方式中，所述松香基乳酸表面活性剂的合成路线如下：

在一种实施方式中，所述na可以用k替代。

本发明的第二个目的是提供所述松香基乳酸表面活性剂的应用。

在一种实施方式中，所述应用包括用于松香基乳酸表面活性剂在食品添加剂、日用化学品和药物加工等领域中。

松香基乳酸表面活性剂具有很好的聚集能力，在食品添加剂、日用化学品以及药物中可作为乳化剂、洗涤剂以及药物包裹材料等。

本发明的有益效果

本发明以天然产物松香为原料，首次将脱氢枞酸与乳酸结构结合在一起，通过一系列合成步骤首次合成得到了松香基乳酸表面活性剂。本发明的松香基乳酸表面活性剂，所采用的原料松香和乳酸均为价廉易得的天然产物，与现有的松香基表面活性剂相比(llei等人通过7步方法合成得到一种光响应型松香基阴离子表面活性剂r-azo-na)，本发明的表面活性剂分子结构设计简单，合成路线简单，且后处理方便。

本发明的松香基乳酸表面活性剂r-l-na具有良好的聚集能力，其临界胶束浓度值为8.04mmol·l^-1。与传统的松香酸钾、松香酸钠表面活性剂相比，本发明的表面活性剂r-l-na的溶解性更好，在水中的溶解度可达400mmol·l^-1。使用k代替na的r-l-k，也有类似的效果。

本发明的松香基乳酸表面活性剂是以天然产物松香和乳酸为原料而制得，具有良好的生物相容性，可满足表面活性剂在食品添加剂、日用化学品等领域的需求。

附图说明

图1松香基乳酸表面活性剂r-l-na的¹hnmr。

图2松香基乳酸表面活性剂r-l-na水溶液的宏观照片，其浓度为400mmol·l^-1(25℃)。

图3松香基乳酸表面活性剂r-l-na的表面张力γ随浓度c的变化曲线图(25℃)。

具体实施方式

本发明的松香基乳酸表面活性剂的合成路线如下：

实施例1：化合物1的合成

将脱氢枞酸(30g,0.1mol)加入带有尾气吸收装置和回流冷凝管的500ml三口瓶中。在55℃下缓慢滴加socl2(14.3g,0.12mol)，有大量气体生成。滴加结束后升温至60℃，反应3h。降温至35℃，缓慢滴加乳酸乙酯，反应3h。向混合物中加入水，用石油醚萃取，有机层用水洗5-6次，然后用无水硫酸镁干燥。抽滤，滤液在减压下除去溶剂。用硅胶柱层析纯化产物(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝10:1)，得到的无色粘稠状液体即为化合物1。

实施例2：松香基乳酸表面活性剂r-l-na的合成

向500ml单口瓶中加入naoh(4.4g,0.11mol)、150ml的乙醇和0.4g水，搅拌至naoh完全溶解。再加入化合物1(40g,0.10mol)，升温至70℃，反应3h。减压除去溶剂，得到淡黄色粘稠液体。在水浴45℃的条件下，用石油醚将所得粘稠液体溶解，冷却至室温，有固体析出。抽滤，得到的白色固体即为松香基乳酸表面活性剂r-l-na。产率：87％。

如图1的松香基乳酸表面活性剂r-l-na的¹hnmr图，该¹hnmr图中的氢原子的化学位移与目标产物一一对应，并且无杂峰。说明得到了目标产物松香基乳酸表面活性剂r-l-na，且纯度满足测试要求。

实施例3：松香基乳酸表面活性剂r-l-na水溶液的配制

向10ml样品瓶中加入r-l-na(0.3156g,0.8×10-³mol)和2ml水，配制得到400mmol·l^-1的水溶液，如图2所示，通过肉眼观察，该水溶液澄清透明。

实施例4：表面张力的测定

配制一系列不同浓度的松香基乳酸表面活性剂r-l-na的水溶液，实验用水为电阻率18.2mω·cm的超纯水，加入naoh调节溶液的ph值为12。将配置好的表面活性剂水溶液放在air-them空气浴中平衡24h，控制平衡温度为25±0.5℃。于25℃下用吊环法测定水溶液的表面张力，每个点重复3次，取其平均值，绘制样品的表面张力随浓度的变化关系曲线。

图3显示了表面张力随浓度的变化关系曲线。从图3可以看出，该松香基乳酸表面活性剂r-l-na的表面张力值都在达到某一浓度后基本保持不变，这一浓度为该表面活性剂的临界胶束浓度。该表面活性剂的临界胶束浓度值为8.04mmol·l^-1。表面张力为36.5mn·m^-1，c20值为0.40mmol·l^-1,说明该表面活性剂具有良好的聚集能力优良的表面活性，可在多种领域应用。