[發明專利]一種雙十二烷基γ-雙季銨鹽異養菌殺菌劑的制備方法及應用

無效

• 申請號: 201410733629.7
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104447359A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 張文藝;陳萍;姚立榮;程寒飛;汪旭
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C07C215/40
• 分類號: C07C215/40;C07C213/04;C07C213/00;A01N33/12;A01P1/00;C02F1/50
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技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種雙十二烷基γ-雙季銨鹽異養菌殺菌劑的制備方法及應用。

背景技術

目前，工業循環水處理系統主要是通過投加殺生劑來控制微生物的生長，使用的殺生劑主要有氧化型殺菌劑(如氯氣、臭氧等)和非氧化型殺菌劑(如季銨鹽、季膦鹽等)。近年來，雙季銨鹽類殺菌劑由于高效的殺菌性能、低毒性、易降解等特點倍受關注。國內在雙季銨鹽的合成方面，《日用化學工業》2004年第35期280-282頁報導了徐群等合成的一種非對稱型雙子季銨鹽表面活性劑；《科學技術與工程》2012年第12期2956-2958頁報導了王佳等合成的一種陽離子型雙子季銨鹽。對雙季銨鹽的殺菌性能研究方面，《化學工程師》2005年第19期59-60頁報導了孟琳等通過先分別合成長鏈叔胺和二鹵代醚，再合成雙季銨鹽，并對其對SRB的殺菌性能進行了研究，結果表明其合成的雙季銨鹽在投加量為50mg/L時殺菌率可達100％。本發明以十二烷基二甲基叔胺和環氧氯丙烷為原料，制備一種雙十二烷基γ-雙季銨鹽殺菌劑(Bactericide?of?Didodecylγ-Biguaternary?Ammonium?Salt，簡稱BDBAS)。

發明內容

本發明的目的是：

針對現有工業循環冷卻水系統中異養菌對傳統殺菌劑產生耐藥性而導致的殺菌劑藥效不高這一難題，以十二烷基二甲基叔胺和環氧氯丙烷為主要原料，以醇、水混合液為溶劑，“一步法”合成一種雙十二烷基γ-雙季銨鹽殺菌劑(BDBAS)。

本發明的基本合成原理與路線是：

①叔胺和環氧氯丙烷的烴基化反應。即在正丙醇、水的混合溶液中加入十二烷基二甲基叔胺和環氧氯丙烷，生成季銨鹽中間體，其反應化學式如下：

②季銨鹽中間體與叔胺的開環加成反應。即在上述反應后的物料中加入與上步等量的十二烷基二甲基叔胺，在堿性條件下，經開環、加成生成BDBAS產物，其反應化學式如下：

本發明的十二烷基二甲基叔胺C₁₄H₃₁N的分子量是213.4，正丙醇C₃H₈O的分子量是60.1，環氧氯丙烷C₃H₅ClO的分子量是92.5，鹽酸HCl的分子量是36.5，雙十二烷基γ-雙季銨鹽C₃₁H₆₈N₂OCl₂的分子量是554.9。

本發明的BDBAS對工業循環水中異養菌的殺菌機理是：

分子結構中存在兩個帶正電荷的-CH₂N⁺(CH₃)₂-基團和吸電子基團-OH，兩種基團的同時作用使得BDBAS分子更易在帶負電荷的細菌表面吸附，促進細菌死亡。

本發明采用的技術方案是：

先向裝有回流冷凝管和溫度計的反應釜中加入一定量十二烷基二甲基叔胺和適量體積比為1:1的正丙醇與水的混合液，不斷攪拌，升溫至50℃后加入環氧氯丙烷，其與十二烷基二甲基叔胺的摩爾比為1.05:1，50℃下反應3h后，另取與上步等量的十二烷基二甲基叔胺，緩慢加入反應釜中，同時滴加10％的鹽酸以保持反應體系的pH值在8.0-9.0之間，加料完畢pH值穩定后升溫至60℃，攪拌反應5h，得淡黃色粘稠狀液體即為本發明的BDBAS產品。將本發明的BDBAS配成一定質量濃度的溶液投加到循環水中，當每立方米循環水中BDBAS的含量為3-10g時，其對異養菌的去除率可達92.99-99.74％。

本發明的主要優點是：

本發明制備的BDBAS為淡黃色粘稠狀液態產品。與傳統季銨鹽殺菌劑相比，具有原料價廉易得、收率高等優點。其合成過程中除有少量中間產物單季銨鹽外，無其他副產物生成，具有合成工藝簡單、無高溫高壓反應條件，有效避免了化工合成生產過程的安全問題，且合成過程中所加溶劑醇水混合液可回收套用，無“三廢”排放，是一種優良的綠色化工工藝。

具體實施方式

本發明雙十二烷基γ-雙季銨鹽殺菌劑BDBAS的制備方法如下：