[發明專利]一種新型兩性雙子表面活性劑及其合成方法

無效

• 申請號: 200910167835.5
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN101690876A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 趙田紅;胡星琪;烏永兵;何毅
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B01F17/18
• 分類號: B01F17/18;C07C309/17;C07C303/32
• 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生產高效洗滌劑、增溶劑、乳化劑等日用 化學品及油田開發中的兩性雙子表面活性劑及其合成方法。

背景技術

1971年，Bunton等^[3]對烷基-α，ω-雙二烷基雙甲基烷基溴化 銨[C_mH_2m+1N⁺(CH₃)₂Br^-]₂(CH₂)₅記為(m-x-m，2Br^-)的表面性質和 臨界膠束濃度(cmc)進行了研究，并考察了聯結基團分別為親水， 疏水，柔性和剛性的雙子表面活性劑的性質，這些表面活性劑被稱 為“雙季銨鹽”“雙子表面活性劑”“二聚表面活性劑”等。1974年， Deinega等^[4]合成了一組新型兩親分子，其分子結構是以連接基團為 中心，將兩個親水性的離子頭連接起來，每個離子頭各與一個親油 性的長鏈碳氫聯結。1988年Okahara等^[5-7]合成并研究了以柔性基 團聯結離子頭基的雙烷烴鏈表面活性劑。1991年Menger^[8]合成了以 剛性基團聯結離子頭基的雙烷烴鏈表面活性劑，他為這種類型的兩 親分子起名：“Gemini”(天文學上稱“雙子星座”)表面活性劑， 同年Rosen小組^[9]采納了“Gemini”的命名。1993年Rosen小組和 Zana組也較為系統地合成了這類表面活性劑并研究了它們的表面 性能^[10]。隨著雙子表面活性劑的結構特點、優異性質和構效關系的 進一步揭示，學術界對于雙子表面活性劑的研究日益活躍。

1998年，Renouf等首次設計合成了兩性的Gemini表面活性劑。 與之前報道的陽離子和陰離子Gemini表面活性劑相比，其兼具陰、 陽離子表面活性劑的性能，因而引起了人們極大的興趣^[11]。

除了高表面活性，Gemini表面活性劑還具有普通表面活性劑不 具備的優點：良好的增溶性，低的Krafft點使其應用溫度可以明顯降 低，優良的殺菌性能，在分散體系中的特殊聚集結構而表現出的分離 功能，在較低濃度下某些Gemini表面活性劑溶液即表現出粘彈性質。 這些性質使Gemini表面活性劑展示了廣闊的應用空間。由于國內在 Gemini表面活性劑的研究起步較晚，因此開發的Gemini表面活性劑 種類也比較有限。

兩性雙子表面活性劑它是由一個連接基將一個帶正電荷和一 個帶負電荷基團連接起來構成的特殊表面活性劑，由于其結構特點 分子在空氣-水界面排列緊密，使得表面活性劑有很低的臨界膠束濃 度(cmc)和表面張力，雙子表面活性劑在日用化妝品、紡織印染、藥 物合成、膜分離等方面都具有潛在的應用^[12-14]。

發明內容

本發明的目的在于：為了合成一種兩性雙子表面活性劑，使其合 成方法簡單、反應條件比較溫和、操作方便，達到表面活性優良，特 提供一種兩性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：一種兩性雙子表 面活性劑，其特征是：該表面活性劑的名稱為N，N-二甲基-α磺酸鈉 n-脂肪酸乙酯m-烷基溴化銨，簡記為SABA系列；n＝n′+3、m＝m′ +3，其中烷基鏈長對稱，即n′＝m′＝5、7、9、11、13，分別簡記為S-8、 S-10、S-12、S-14，S-16；具體分子結構式如下：

合成路線按以下三步化學反應進行：

(1)脂肪酸的α磺化反應：

(2)N，N-二甲基乙醇胺與α磺酸基脂肪酸的酯化反應

(3)N，N-二甲基-α磺酸基n-脂肪酸乙酯與溴代烷的季銨化反應

最后用NaOH中和得目標產物：N，N-二甲基-α磺酸鈉n-脂肪酸 乙酯m-烷基溴化銨。

一種兩性雙子表面活性劑SABA系列的合成方法，依次包括以 下步驟：

(1)中間產物的制備