[發明專利]一種新型陽離子雙子表面活性劑及其合成方法

無效

• 申請號: 200810045169.3
• 申請日: 2008-01-10
• 公開（公告）號: CN101279218A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 胡星琪;王東增;王梓民;黃俊莉
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B01F17/00
• 分類號: B01F17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于石油工業三次采油及生產高效洗滌劑、增溶劑、乳化劑等日用化學品的新型陽離子雙子表面活性劑及其合成方法。

背景技術

Gemini(雙子)表面活性劑，是由兩個普通單鏈單頭基表面活性劑在離子頭基處通過化學鍵聯接而成。這種結構使碳鏈間更容易產生強的范德華力，離子頭基之間的距離因為共價鍵的連接結構使之減小，實現了在溶液的氣液界面上的緊密排列，從而具有更高的表面活性。

1946年申請的美國專利US2,524,218[Frederick?C?B，VeronaNJ.Washing?Composition.US：2524218，(1950)]，Frederick?CBersworth等為開發一種主要起鰲合、分散、潤濕作用的洗滌劑助劑，合成一系列化合物。其中有一種結構式為雙羧酸鹽化合物，該化合物是報導最早的Gemini表面活性劑。而對于Gemini表面活性劑的較為系統的研究則是從90年代開始的。我國對Gemini表面活性劑的研究相對較晚，1999年福州大學的趙劍曦[趙劍曦，新一代表面活性劑，化學進展，1999，11(4)]對國外雙子表面活性劑進行了系統的綜述，引起國內相關研究單位的重視。曹亞峰等[曹亞峰，雙烷基γ-雙季銨鹽的合成，表面活性劑工業，1993，4(3)，22-23]利用叔胺和環氧氯丙烷的開環反應，制備了以羥丙基為連接基的雙季銨鹽化合物。目前對Gemini表面活性劑的研究報導越來越多，由于它具有特殊的性能，近年來已經成為膠體和表面化學的研究熱點，倍受關注。

雙子表面活性劑的主要類型有：陰離子、陽離子、非離子及兩性離子型，比如：單苯基和乙烯基雙苯基為聯接基團的磷酸鹽型雙子表面活性劑，以單苯基為聯接基團的季銨鹽型雙子表面活性劑，以2-丙醇為聯接基團的季銨鹽型雙子表面活性劑等。國內對雙子表面活性劑的研究與國外還有較大的差距，但由于雙子表面活性劑的高表面活性以及其他特殊性質對學術界和企業界都是很大的誘惑，這一領域已引起國內學者的普遍關注，已經在其合成、性質等方面展開了相關研究。{才程，葛際江，孿二連季銨鹽表面活性劑[J]，油田化學，2001，12(3)：278-290；羅明道，顏肖慈，張高勇，雙子表面活性劑的結構與性質間關系的研究[J]，日用化學工業，2002，32(3)：5-7；付冀峰，徐寶財，朱承根.二聚表面活性劑的性質及其應用[J]，日用化學工業，2001，31(5)：41-42；池田功，崔正剛，新型Gemini陽離子表面活性劑的合成和性能(1)[J]，日用化學工業，2001，31(3)：27-30}。

雙子表面活性劑具有的優良水溶性和水溶助長性、較高的表面活性、協同效應良好、低濃度下的良好增粘性、較好的生物相容性等。但是，目前國外生產的雙子表面活性劑價格昂貴，國內開發的雙子表面活性劑品種有限。當前，制約雙子表面活性劑規模化應用的因素是原料價格高，制備過程產率不高，難以實現工業化生產，使得此類表面活性劑大規模的推廣使用受到了限制。

發明內容

本發明的目的是：為了克服現有表面活性劑的不足，增加雙子表面活性劑的種類，滿足不同應用條件對于雙子表面活性劑的要求；同時達到原料價廉易得、制備方法簡單、反應條件溫和、易于控制、產率高，特提供一種新型陽離子雙子表面活性劑及其合成方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種新型陽離子雙子表面活性劑，其化學名稱為甲苯-2，4-二氨基甲酸-N-二甲基烷基胺基乙酯，簡記為BG07，當n＝11、13、15時分別簡記為BG07-12、BG07-14、BG07-16；

其結構式為：

合成路線按以下兩步化學反應進行：

(1)氨酯化反應

(2)季銨化反應

BG07系列表面活性劑的合成方法，包括以下兩個步驟：

(1)異氰酸酯與醇胺的氨酯反應

在一干燥的反應器中，加入適量的丙酮做溶劑，先加入N，N-二甲基乙醇胺，再滴加2，4-甲苯二異氰酸酯，其用量摩爾比為2∶1，攪拌均勻，密封后室溫靜置，反應6h，得中間產物甲苯2，4-二氨基甲酸-N-二甲基氨基乙酯。

(2)BG07系列表面活性劑的制備

在上述溶液中，加入與2，4-甲苯二異氰酸酯等摩爾量的溴代烷(n＝11，13，15)，攪拌，密封反應液后置于溫度為45℃的恒溫水浴反應中反應12h，最后產物經80℃干燥得BG07固體。