[發(fā)明專利]一種兩性Gemini 表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210092778.0
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102631864A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 強(qiáng)西懷;王艷姣;張輝
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: B01F17/18
• 分類號: B01F17/18;C07C309/17;C07C303/32;A01P1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)化工表面活性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Gemini兩性表面活性劑及其制備方法。

背景技術(shù)

表面活性劑在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中發(fā)揮著重大作用。隨著全球環(huán)保意識的增強(qiáng)，人們一直致力于探索并合成具有高表面活性的新型表面活性劑。

一類新型的表面活性劑即低聚表面活性劑的出現(xiàn)，使得表面活性劑的表面活性得到突破性的提高。所謂低聚表面活性劑是將二個或二個以上的相同或不同的表面活性劑單體，在其親水頭基或靠近親水頭基附近用聯(lián)接基團(tuán)通過化學(xué)鍵將這兩個或兩個以上的兩親分子聯(lián)接在一起。這類新的表面活性劑在1971年Bonton等人首先合成了一組陽離子型Gemini表面活性劑。在1991年，Menger合成了以剛性基團(tuán)連接離子頭基的雙烷烴鏈表面活性劑，并給以這種順序排列的兩親分子起了個名稱：Gemini表面活性劑。Gemini在天文學(xué)上意思是雙子星座，借用在此形象地表達(dá)了這類二聚表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

Gemini表面活性劑的兩種分子結(jié)構(gòu)式如下：

Gemini表面活性劑一般應(yīng)有兩個疏水的烷基鏈(Tail)、兩個離子頭基(Polar?head)和一個聯(lián)結(jié)基團(tuán)(spacer)。根據(jù)離子頭不同可分為陽離子型Gemini表面活性劑，陰離子型表面活性劑，非離子型表面活性劑和兩性離子型表面活性劑。兩個具有不同離子頭和疏水鏈的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)成不對稱的雙子表面活性劑。該類表面活性劑的聯(lián)結(jié)基團(tuán)可以是剛性鏈也可以是柔性鏈，按聯(lián)結(jié)基團(tuán)的極性還可以分為極性鏈和非極性鏈。具體分為以下幾類：

(1)陽離子Gemini表面活性劑

陽離子Gemini表面活性劑分為胺鹽型和季銨鹽型。其在國外備受關(guān)注，主要是著眼于含氮表面活性劑具有生物降解性好，毒性小等特點(diǎn)。

葉志文等人(爆破器材，2004，33(3)：21～23)以N，N-二甲基十二烷基叔胺和1，3-二溴丙烷為原料，無水乙醇為溶劑合成陽離子型Gemini表面活性劑，乙醇重結(jié)晶純化后，將其作為晶形改變劑及助乳劑應(yīng)用于乳膠基質(zhì)中，使乳化炸藥具有小而分布均勻的W/O粒子和較強(qiáng)的穩(wěn)定性及良好的爆炸性能。其添加Gemini表面活性劑后炸藥穩(wěn)定性增加效果明顯。

池田功(日用化學(xué)工業(yè)，2001，(5)：28～31)以長鏈烷基二甲基胺及其鹽酸鹽和環(huán)氧氯丙烷來合成，可得到聯(lián)接基帶羥基的陽離子類表面活性劑。

(2)陰離子Gemini表面活性劑

陰離子型Gemini表面活性劑種類較多，大多數(shù)專利文獻(xiàn)報道的內(nèi)容屬此類，并已有工業(yè)化產(chǎn)品供應(yīng)，從已報道的化合物結(jié)構(gòu)來看，主要分為碳酸鹽、磷酸鹽、磺酸鹽、硫酸鹽4種類型。

陰離子雙子表面活性劑中的新產(chǎn)品GA系列，其低濃度的單劑溶液雖然達(dá)不到很好的效果，但復(fù)配性能極佳，可以考慮將其與單鏈表面活性劑，特別是非離子型表面活性劑形成復(fù)配體系，可以大大降低活性劑的用量，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的(石油鉆采工藝，2010，32(5)：86～89)。

(3)非離子Gemini表面活性劑

非離子Gemini表面活性劑分為糖類衍生物和醇醚、酚醚類。

Yoshimura等(Langmuir，2005，21(23)：10409～10415)合成了新型的糖基表面活性劑N，N-二烷基-N，N-雙[2-(乳二糖氨基酸)-亞甲基]己二酰二胺，并對其吸附作用、膠束化作用和生物降解性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)該表面活性劑的臨界膠束濃度受聯(lián)接基團(tuán)碳鏈長度和單雙鏈變化的影響。

Tracy等(USP?6204297；USP?5945393)以月桂酸為原料合成了一系列醇醚和酚醚型非離子Gemini表面活性劑。聯(lián)接基團(tuán)包括對苯二酚、乙二胺、二硫代乙醇和哌嗪等，氧乙基化的環(huán)氧加成數(shù)可根據(jù)應(yīng)用需要而定。

(4)其它類型Gemini表面活性劑

其它類型還有兩性及不對稱結(jié)構(gòu)等類型的Gemini表面活性劑，但相對的報道較少，比較常見的有用甜菜堿或乳糖合成的兩性Gemini表面活性劑。

Renouf?P等(Chem.and?Physics?of?Lipids，1999，99：21～23)1998年首次以1，2-環(huán)氧十二烷為初始原料，通過6步反應(yīng)合成了具有不對稱結(jié)構(gòu)的Gemini型表面活性劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種具有殺菌、乳化功能，相對于現(xiàn)有Gemini表面活性劑，具有更優(yōu)異的潤濕性和起泡性，可用于清洗、印染、皮革和造紙等領(lǐng)域的兩性Gemini表面活性劑及其制備方法。