[發明專利]不對稱兩性離子型Gemini表面活性劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201110113718.8
• 申請日: 2011-05-04
• 公開（公告）號: CN102247779A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 沈衛平;徐園;卜海冬
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B01F17/42
• 分類號: B01F17/42;B01F17/14;B01F17/18;C07F9/09
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明涉及一種Gemini表面活性劑（也可稱為孿連或雙子表面活性劑）及其制備方法，特別是一種不對稱兩性離子型Gemini表面活性劑及其制備方法。

技術背景

Gemini表面活性劑是將兩個傳統的表面活性劑分子,?通過特殊的連接基團,?以化學鍵方式連接而成的一種新型表面活性劑。Gemini表面活性劑具有一定的模式，其分子結構式為：

Gemini表面活性劑的研究工作真正開始于1991年，首先是由Menger合成以剛性基團連接離子頭基的雙烷烴鏈表面活性劑,?并給這類雙親分子起名為Gemini表面活性劑,?另外還對Gemini表面活性劑的吸附形式和膠束形式作了探討。

Gemini表面活性劑分子中含有兩個親水基和兩個疏水長碳鏈，與傳統的表面活性劑相比，具有更低的臨界膠束濃度(CMC)及表面張力、更好的潤濕性、良好的鈣皂分散性、聚集狀的多樣性等特點。因此，Gemini表面活性劑比傳統的表面活性劑更適合用作乳化劑、分散劑、潤濕劑、增溶劑等。

Gemini表面活性劑可分為陽離子、陰離子、非離子和兩性離子等類型。目前在國內外，對陽離子型、陰離子型和非離子型Gemini表面活性劑的報道比較多，而對兩性離子型的Gemini表面活性劑的報道相對來說就比較少。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種新型的、結構新穎的、不對稱的兩性離子型Gemini表面活性劑。

本發明的目的之二在于提供該表面活性劑的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的反應機理為：

一種不對稱兩性離子型Gemini表面活性劑，其特征在于該表面活性劑的結構通式為：

其中R1為6～9個碳原子個數，R2為4～7個碳原子個數，?R3為8～12個碳原子個數的直鏈烷烴。

上述的R1為7～8個碳原子個數，R2為5～6個碳原子個數的直鏈烷烴，R3為10個碳原子個數的直鏈烷烴。

一種制備上述的不對稱兩性離子型Gemini表面活性劑的方法，其特征在于該方法的具體步驟為：

a.將脂肪醇、MgO/NaY和Ni粉混合后在180~250℃進行縮合反應，至不再有水生成；反應停止后，反應產物經冷卻、過濾，減壓蒸餾得到產物A；其中MgO/NaY的質量為脂肪醇質量的10～30%，Ni粉的質量為脂肪醇質量的0.1～0.6%；所述的脂肪醇的結構式為：CH₃(CH₂)nCH₂OH?,其中n為4～7；

b．將步驟a所得到的產物A溶于二氯甲烷，與PBr₅在室溫下攪拌反應過夜；用冰水淬滅反應，依次用飽和Na₂CO₃水溶液和去離子水洗滌，干燥并減壓蒸餾后，得相應的溴代烷；

c.將一縮二乙二醇溶于四氫呋喃中，加入催化劑用量的NaH，攪拌至不再有小氣泡產生，，緩慢滴加步驟b所得的溴代烷的四氫呋喃溶液，攪拌反應2-3小時；用飽和氯化銨水溶液淬滅反應，用乙酸乙酯萃取，有機層經干燥、濃縮后，得到淺黃色油狀物；其中一縮二乙二醇和溴代烷的摩爾比為：1.1:1～1.5:1；

d將步驟c所制得的油狀物溶于四氫呋喃和乙醚混合溶劑中，在惰性氣氛下，加入溶有三氯氧磷的三乙胺溶液，在-10～-5℃下反應1～2?h后，將溫度升至0～5℃，加入乙二醇，攪拌5～10分鐘后，升至室溫，攪拌3～5小時；經過萃取、減壓蒸餾除后，得到粗產品；其中步驟c所得產物、三氯氧磷和乙二醇的摩爾比為：1:1.1:1.1～1:1.5:1.5；

e.將步驟d所得粗產品和烷基二甲胺按1:1.1～1:1.5的摩爾比溶于乙腈，在惰性氣氛下，在65~70℃下攪拌反應2～3天；析出的固體經分離提純得到兩性離子型Gemini表面活性劑；所述的烷基二甲胺的結構式為所述的烷基二甲胺的結構式為：CH₃(CH₂)nCH₂N(CH₃)₂?,其中n為6～10。

本發明的Gemini表面活性劑從結構上突破了傳統Gemini表面活性劑的二聚對稱結構，特別是在其中的一個疏水鏈中，引入了支化結構和非離子聚氧乙烯醚嵌段。所以其有更低的臨界膠束濃度（CMC）和顯著降低水溶液的表面張力（γ_CMC）的優秀性能。另外，它還具備自組裝成為“海綿”樣的納米膠束、囊泡、微管等獨特能力。