[發(fā)明專(zhuān)利]一種含糖酰胺基的有機(jī)硅季銨鹽及制法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410333999.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104086577A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓富;武麗麗;周雅文;徐寶財(cái);劉一郎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工商大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07F7/10
• 分類(lèi)號(hào): C07F7/10;C07H15/04;C07H1/00;B01F17/54;B01F17/56;B01F17/22;B01F17/18
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在分子中形成含硅鍵合，有或沒(méi)有氮、氧或碳鍵合反應(yīng)得到的化合物，尤其是涉及一種含糖酰胺基的有機(jī)硅季銨鹽及其制備方法。

背景技術(shù)

有機(jī)硅表面活性劑除具有普通表面活性劑的性質(zhì)外，還具有比普通表面活性劑更多的優(yōu)越性，可以應(yīng)用于非水體系、具有更低的表面張力、良好的潤(rùn)濕和鋪展性、低溫不沉淀、極低的生理毒性、耐高低溫性能等。

Wagner?R.(Applied?Organometallic?Chemistry，1996，10，437)報(bào)道了一種制備糖酰胺基改性聚硅氧烷的方法，通過(guò)乙二胺將環(huán)氧改性聚硅氧烷與葡萄糖連接起來(lái)，得到糖酰胺基改性聚硅氧烷。

韓富(Journal?ofSurfactants?and?Detergents，2004，7，175)報(bào)道了一種制備葡糖酰胺基改性三硅氧烷雙子表面活性劑的方法，通過(guò)氨基三硅氧烷與葡萄糖酸內(nèi)酯反應(yīng)，生成葡糖酰胺基三硅氧烷，再用二元醇縮水甘油醚將其連接起來(lái)即得葡糖酰胺基改性三硅氧烷雙子表面活性劑。

這些含糖酰胺基的有機(jī)硅表面活性劑均不含季銨基團(tuán)，在液固界面上的吸附能力較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是將有機(jī)硅表面活性劑的低表面張力和糖類(lèi)表面活性劑的高生物降解性結(jié)合起來(lái)，并在分子中引入季銨基團(tuán)，提供一種表面張力低、生物降解性好、在液固界面上吸附能力強(qiáng)的含糖酰胺基的有機(jī)硅季銨鹽表面活性劑的制備方法。

本發(fā)明的含糖酰胺基的有機(jī)硅季銨鹽表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)式如下：

其中，R¹為

R²為

R³為

-H或

x，y為1～20的整數(shù)；z為2～6的整數(shù)。

本發(fā)明的含糖酰胺基的有機(jī)硅季銨鹽的制備方法包括以下步驟：

1.N，N-二甲基烷基二胺與糖酸或糖酸內(nèi)酯，在低碳醇作溶劑，反應(yīng)溫度為60～150℃，優(yōu)選60～100℃反應(yīng)；其中N，N-二甲基烷基二胺與糖酸或糖酸內(nèi)酯的摩爾配比為1～2∶1，優(yōu)選1∶1；反應(yīng)完成后，蒸除溶劑，得到二甲基氨烷基糖酰胺；

2.氯丙基硅烷、二甲基氨烷基糖酰胺和無(wú)機(jī)碘化物催化劑，在極性溶劑中，反應(yīng)溫度為60～120℃，優(yōu)選70～100℃的情況下反應(yīng)；其中氯丙基硅烷和二甲基氨烷基糖酰胺的摩爾配比為(1～10)∶1，優(yōu)選(2～8)∶1，無(wú)機(jī)碘化物催化劑的摩爾用量為氯丙基硅烷和二甲基氨烷基糖酰胺摩爾之和的0.1％～10％；反應(yīng)完成后，減壓蒸除溶劑和過(guò)量反應(yīng)物，萃取得到糖酰胺改性的硅烷季銨鹽；

3.由六甲基二硅氧烷、環(huán)硅氧烷、糖酰胺改性的硅烷季銨鹽和堿性催化劑，在反應(yīng)溫度為50～200℃，優(yōu)選50～150℃的情況下反應(yīng)；其中六甲基二硅氧烷、環(huán)硅氧烷和糖酰胺改性的硅烷季銨鹽的摩爾配比為1∶(1～6)∶(0.6～2)，優(yōu)選1∶(2～4)∶(0.6～1)，堿性催化劑的摩爾用量為六甲基二硅氧烷、環(huán)硅氧烷和糖酰胺改性的硅烷季銨鹽摩爾之和的0.1％～10％；反應(yīng)完成后，使堿性催化劑失活，減壓蒸餾，脫除低沸物，得到含糖酰胺基的有機(jī)硅季銨鹽。

如上所述的N，N-二甲基烷基二胺可以包括：N，N-二甲基乙二胺、N，N-二甲基丙二胺、N，N-二甲基丁二胺、N，N-二甲基戊二胺、N，N-二甲基己二胺等。

如上所述的糖酸或糖酸內(nèi)酯可以包括：葡糖糖酸或葡糖糖酸內(nèi)酯、乳糖酸或乳糖酸內(nèi)酯、甘露糖酸或甘露糖酸內(nèi)酯等。

如上所述的低碳醇可以包括：甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇等。

如上所述的氯丙基硅烷可以包括：氯丙基二甲氧基甲基硅烷、氯丙基二乙氧基甲基硅烷等。

如上所述的無(wú)機(jī)碘化物催化劑可以包括：碘化鈉、碘化鉀、碘化鎂等。

如上所述的極性溶劑可以包括：苯甲醇、硝基苯、氯苯、二甲苯、正丁醇、異丙醇、丙二醇、二甲亞砜、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺等。

如上所述的環(huán)硅氧烷包括：六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷及其混合物等。

如上所述的堿性催化劑可以包括：堿金屬氫氧化物如氫氧化鈉、氫氧化鉀等，硅醇鹽如硅醇鈉、硅醇鉀等，季銨堿如四甲基氫氧化銨等，季鏻堿如四丁基氫氧化鏻等。

如上所述的使堿性催化劑失活是當(dāng)堿性催化劑為堿金屬氫氧化物、硅醇鹽時(shí)，加入酸中和催化劑，使之失活；當(dāng)堿性催化劑為季銨堿、季鏻堿時(shí)，加熱分解，使之失活。