[發明專利]含有聯苯基團的季銨鹽型Gemini表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310059265.4
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN104001449A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 陳啟斌;胡鑫;沈錦成;陳瑾茜;盛瑜玠;王麗;姚鈞耀;劉珊珊;劉洪來
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01F17/18
• 分類號: B01F17/18;C07C211/63;C07C209/12
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術領域

本發明涉及一種表面活性劑及其制備方法，具體而言是一種含有聯苯基團的季銨鹽型Gemini表面活性劑及其制備方法。

背景技術

雙子（Gemini）表面活性劑的誕生是表面活性劑工業的一次革命，這標志著一個新時代的到來，有關該類表面活性劑的合成報道最早是在1946年的美國專利US2524218，Bersworth等人合成一種結構對稱的羧酸鹽有機物。對于Gemini表面活性劑的室內研究是從1971年開始的，Bunton等人首次合成了一系列陽離子Gemini表面活性劑，并對它們的臨界膠束濃度（簡稱CMC）和表面性質進行了研究。此外，他們還改變了親水、疏水、剛性和柔性基團后，結果發現這些基團對其表面性質有顯著的影響。我國自1968年開發生產出第一個季銨鹽型陽離子表面活性劑以來，已經開發出了不同的品種，包括脂肪族、芳香族、雜環、高分子季銨鹽以及氟、硫等特種季銨鹽等五大類陽離子表面活性劑。時至今日，季銨鹽型表面活性劑的需求量與生產量還是非常巨大的，它們的適用范圍廣、發展速度快，已經成為了一個獨立的門類。

陽離子Gemini表面活性劑的化學性質比較穩定，合成方法相對簡單，所以成為近年來研究最多、應用也較為廣泛的離子型表面活性劑。其中，又以季銨鹽型Gemini表面活性劑的研究最廣。季銨鹽型Gemini表面活性劑不僅有雙烷基單季銨鹽的優點，還具有單烷基雙季銨鹽型表面活性劑的優點。此外，它們還有很好的疏水、乳化、吸附、抗靜電等性能，受到了人們的廣泛關注，其合成方法較多，產率也普遍較很高。目前，它們多數是由叔胺與烷基化試劑反應得到的。

通常，季銨鹽型陽離子表面活性劑的合成方法主要有兩種：一種是單長鏈烷基二甲基叔胺和二溴取代烷烴進行季銨化反應；另外一種是1-溴代長鏈烷烴和N，N，N’，N’-四甲基烷基二胺反應。這些方法合成出的表面活性劑的連接基團大多是烷基鏈。然而，越來越多的研究發現，連接基團的不同對于Gemini表面活性劑的物化性質有很大影響。

目前，主要合成的Gemini表面活性劑的連接基團均是烷基鏈，分子間無法形成較為穩定的作用力，不利于界面富集和界面結晶的研究。因此，我們需要一種新的季銨鹽型表面活性劑及其制備方法，以克服現有技術中的缺陷。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提出一種新穎的含有聯苯基團的季銨鹽型Gemini表面活性劑，以聯苯基團為連接基團，使連接基團具有較強作用力，從而增強表面活性劑分子間的作用力，有利于超分子的形成，進而使得該表面活性劑可用于界面成膜性能研究和界面結晶研究。

為實現上述目的，所采取的技術方案是：一種含有聯苯基團的季銨鹽型Gemini表面活性劑，結構如式Ⅰ所示：

其中，R₁～R₄分別獨立地選自空間位阻效應大于氫（H）的取代基，例如但不限于烷基；X為鹵素。

在本發明一實施例中，所述R₁～R₄分別獨立地選自C₁～C₁₈的烷基中一種。

在本發明一實施例中，所述R₁選自亞甲基、R₂和R₃選自甲基、R₄選自C₈～C₁₈的烷基中一種；更優選地，所述R₄選自C₈或C₁₂烷基。

在本發明一實施例中，所述X選自Cl或Br。

在本發明一較佳實施例中，提供一種含有聯苯基團的季銨鹽型Gemini表面活性劑，結構如式Ⅰ所示：

其中，所述R₁選自亞甲基、R₂和R₃選自甲基、R₄選自C₈～C₁₈的烷基中一種；所述X選自Cl或Br；更優選地，所述R₄選自C₈或C₁₂烷基。

本發明還提供上述式Ⅰ所示的含有聯苯基團的Gemini表面活性劑的方法，其主要步驟是：由式Ⅱ所示化合物與叔胺（式Ⅲ所示化合物）于室溫條件下再四氫呋喃溶劑中反應，并經減壓蒸餾及重結晶后，得到目標物（式Ⅰ所示化合物）。具體而言，所述方法的步驟包括：由式Ⅱ所示化合物與式Ⅲ所示化合物于室溫條件下在四氫呋喃溶劑中反應，并經減壓蒸餾及重結晶后得到目標物：