[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙十二烷基γ-雙季銨鹽的一步法合成方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410733676.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104592045A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文藝;陳萍;姚立榮;程寒飛;汪旭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07C215/40
• 分類(lèi)號(hào): C07C215/40;C07C213/00
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輕工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙十二烷基γ-雙季銨鹽的“一步法”合成方法。

背景技術(shù)

雙季銨鹽是一種新型表面活性劑，分子中含有兩個(gè)親水基和兩個(gè)疏水基，其親水基由聯(lián)接基團(tuán)通過(guò)化學(xué)鍵連接在一起。由于這種不同于傳統(tǒng)表面活性劑的特殊結(jié)構(gòu)，使其具有更高的表面活性和其他一些獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，其應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，市場(chǎng)價(jià)值近年來(lái)也一直走高。

目前，國(guó)內(nèi)在雙季銨鹽的合成方面，《日用化學(xué)工業(yè)》2004年第35期280-282頁(yè)報(bào)道了徐群等利用十二烷基二甲基叔胺、鹽酸、環(huán)氧氯丙烷為原料合成了中間體N-(3-氯-2-羥丙基)-N,N-二甲基十二烷基氯化銨后與3種不同烷基鏈長(zhǎng)的長(zhǎng)鏈烷基叔胺反應(yīng)，得到3種非對(duì)稱(chēng)Gemini季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑，《科學(xué)技術(shù)與工程》2012年第12期2956-2958頁(yè)報(bào)導(dǎo)了王佳等利用1,4-二溴丁烷和十四烷基二甲基叔胺合成了一種陽(yáng)離子型雙子季銨鹽，《化學(xué)工程師》2005年第19期59-60頁(yè)報(bào)導(dǎo)了孟琳等通過(guò)先分別合成長(zhǎng)鏈?zhǔn)灏泛投u代醚，再合成雙季銨鹽。

本發(fā)明以十二烷基二甲基叔胺和環(huán)氧氯丙烷為原料，“一步法”合成一種新型雙十二烷基γ-雙季銨鹽(Didodecylγ-Biguaternary?Ammonium?Salt，簡(jiǎn)稱(chēng)DBAS)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是以十二烷基二甲基叔胺和環(huán)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(DBAS)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：先向裝有回流冷凝管和溫度計(jì)的反應(yīng)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(huán)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(yīng)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(yīng)釜中，同時(shí)滴加10％的鹽酸以保持反應(yīng)體系的pH值在8.0-9.0之間，加料完畢pH值穩(wěn)定后升溫至60℃，攪拌反應(yīng)5h，得淡黃色粘稠狀液體即為本發(fā)明的DBAS產(chǎn)品。

本發(fā)明合成的DBAS為淡黃色粘稠狀液態(tài)產(chǎn)品，其合成過(guò)程中除有少量中間產(chǎn)物單季銨?鹽外，無(wú)其他副產(chǎn)物生成，具有合成工藝簡(jiǎn)單、無(wú)高溫高壓反應(yīng)條件，有效避免了化工合成生產(chǎn)過(guò)程的安全問(wèn)題，且合成過(guò)程中所加溶劑醇水混合液可回收套用，無(wú)“三廢”排放，是一種優(yōu)良的綠色化工工藝。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的DBAS的紅外光譜

圖2為本發(fā)明的DBAS的¹³CNMR核磁共振圖譜

圖3為本發(fā)明的DBAS的¹HNMR核磁共振圖譜

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一種雙十二烷基γ-雙季銨鹽DBAS的“一步法”合成方法如下：

先向裝有回流冷凝管和溫度計(jì)的反應(yīng)釜中加入一定量十二烷基二甲基叔胺和體積比為1:1的正丙醇、水的混合液，不斷攪拌，升溫至50℃后加入環(huán)氧氯丙烷，其與十二烷基二甲基叔胺的摩爾比為1.05:1，50℃下不斷攪拌反應(yīng)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(yīng)釜中，同時(shí)滴加10％的鹽酸以保持反應(yīng)體系的pH值在8.0-9.0之間，加料完畢pH值穩(wěn)定后升溫至60℃，攪拌反應(yīng)5h，得淡黃色粘稠液體即為DBAS產(chǎn)品。

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(huán)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(fā)明利用十二烷基二甲基叔胺和環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行反應(yīng)生成DBAS，其分子中含有兩個(gè)帶正電荷的季銨根離子。基本原理與合成路線是：

①叔胺和環(huán)氧氯丙烷的烴基化反應(yīng)。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(huán)氧氯丙烷，生成季銨鹽中間體，其反應(yīng)化學(xué)式如下：

②季銨鹽中間體與叔胺的開(kāi)環(huán)加成反應(yīng)。即在上述反應(yīng)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(jīng)開(kāi)環(huán)、加成生成DBAS產(chǎn)物，其反應(yīng)化學(xué)式如下：

以下提供本發(fā)明的5個(gè)實(shí)施例

實(shí)施例1