[發明專利]一種陽離子表面活性劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210139065.5
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102794133A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 陳樹峰;李保國;趙光遠
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學
• 主分類號: B01F17/42
• 分類號: B01F17/42;B01F17/38;B01F17/22;B01F17/18;C07C233/18;C07C231/12
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技術領域

本發明涉及到陽離子表面活性劑及制造方法，特別涉及到3-(2-脂肪酰胺乙氧基)-2-羥丙基三甲基鹵化銨及其制造方法。

背景技術

陽離子表面活性劑品種繁多，在工業、農業、醫藥、日用化工等眾多領域的應用應用日趨廣泛，陽離子表面活性劑雖然在整個表面活性劑中所占比例不高，產量較少，但其卻具有其他類型活性劑所沒有的特性而不能被取代。陽離子表面活性劑一般都具有殺菌、抑菌的作用，常用作消毒劑、殺菌劑，另一突出的特性是容易吸附于一般固體表面，使固體表面改性，產生抗靜電、柔軟和疏水作用。從上個世紀50年代以來，人們一直致力于研究各種新型的長鏈烷基季銨鹽表面活性劑，在季銨鹽分子中引入特征基團，如酰胺基、酯基、咪唑啉基、醇醚基、乙氧基、雙季銨鹽、硅氧烷基等，以改進其柔軟、抗靜電、勻染、滲透、乳化、分散、耐熱、穩定等諸多性能，擴大其應用范圍，使得季銨鹽表面活性劑這個家族不斷壯大發展，更具市場價值。含有羥丙基的季銨鹽是一種優良的分散劑，表面活性優異，分子中引入羥基和酰胺鍵的表面活性劑具有極佳的調理效果及良好的柔軟、保濕和抗靜電性，且對皮膚刺激性小，另外和分子引入酯基的表面活性劑相比酰胺基團增強了其水解穩定性而又不失抗硬水性。

上世紀九十年代后，表面活性劑日趨朝著利用天然可再生資源、易生物降解、對人體和環境安全、多功能高效能的方向發展，以脂肪酸烷基醇酰胺開發新型表面活性劑更是受到廣泛關注。新型表面活性劑的研究開發和應用對提高天然可再生資源的綜合利用率、緩解石油資源日益減少所帶來的壓力和滿足不同行業應用需求具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種陽離子表面活性劑及其制備方法，這是以脂肪酸烷基醇酰胺、環氧氯丙烷、三甲(乙)胺鹽酸鹽為原料以合理投料合成一種含酰胺鍵及羥丙基的陽離子表面活性劑。

本發明提供的陽離子表面活性劑，其結構式通式如式(I)所示，其中R為C₁₁，C₁₃，C₁₅，C₁₇烷基，R₁為甲基或乙基。

反應方程式如下：

本發明所提供的陽離子表面活性劑其制備方法包括如下步驟：

1)將脂肪酸單乙醇酰胺、溶劑、堿性化合物溶液，相轉移催化劑投入到三口瓶中，加熱攪拌溶解然后緩慢加入環氧氯丙烷，55-75℃恒溫劇烈攪拌反應8-15小時，反應完畢，用60-70℃左右溫水洗滌2～3次，分液后除去有機溶劑及未反應的環氧氯丙烷，將所得物質(II)不經純化直接進行下步反應。

2)將上述制備的式(II)所示化合物轉移至兩口燒瓶中，加入95％乙醇溶解后，加入三甲(乙)胺鹽酸鹽，在20-50℃溫度下反應2-6小時，反應完畢后，除去溶劑，將得到產物用丙酮重結晶三次，得到式(I)所示的陽離子表面活性劑。

上述制備方法中，步驟1)所述溶劑為苯或甲苯；堿性化合物溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液；相轉移催化劑為四丁基溴化銨或三乙基芐基氯化銨。

上述制備方法中，步驟1)所述的脂肪酸單乙醇酰胺、堿性化合物、環氧氯丙烷、相轉移催化劑的摩爾比為：1∶1.5-4.5∶3-15∶0.04-0.15，具體可為：1∶2.5-3.5∶6-10∶0.06-0.10。

上述制備方法中，步驟1)所述的堿性氧化物溶液濃度為40-70％，具體可為50-60％。

上述制備方法中，步驟2)所述式(II)所示化合物和三甲(乙)胺鹵酸鹽的摩爾比為1∶1.0-1.2。具體可為1∶1.05-1.1。

本發明通過采用不同碳鏈長度的脂肪酸單乙醇酰胺和環氧氯丙烷及三甲(乙)胺鹵酸鹽合成一種含酰胺鍵及羥丙基的陽離子表面活性劑，其中間產物式(II)所示化合物由脂肪酸烷基醇酰胺和環氧氯丙烷在相轉移催化條件下合成，所用原料脂肪酸單乙醇酰胺可由天然脂肪酸和乙醇胺制備，環氧氯丙烷及三甲(乙)胺鹵酸鹽均為常見化工原料，反應條件溫和，方法簡便，同時由于在結構中引入酰胺鍵及羥丙基使得所制備的陽離子表面活性劑具有良好的水溶性及泡沫性。

附圖說明

圖1為實施例1所得3-(2-十二酰胺乙氧基)-2-羥丙基三甲基氯化銨的紅外光譜圖(KBr壓片，用NEXUS-670FT型紅外光譜儀測定)；

圖2為實施例1所得3-(2-十二酰胺乙氧基)-2-羥丙基三甲基氯化銨的核磁共振氫譜圖(CDCl3溶劑，用Bruker?Avance?III?500型核磁共振儀在500MHz測定)；