[發(fā)明專利]糖基酰胺改性四硅氧烷及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510014568.3
• 申請(qǐng)日: 2015-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN104610338B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾小君;韋波;徐陽(yáng);許家瑞;趙登宇;張?jiān)Ｃ?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常熟理工學(xué)院
• 主分類號(hào): C07F7/10
• 分類號(hào): C07F7/10;C07H15/04;C07H1/00;B01F17/54;B01F17/56
• 代理公司: 常熟市常新專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32113
• 代理人: 朱偉軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種糖基酰胺改性四硅氧烷，并且還涉及其制備方法。

背景技術(shù)

由于有機(jī)硅表面活性劑具有低的表面張力，良好的鋪展和潤(rùn)濕性及熱穩(wěn)定等特點(diǎn)，因而在聚氨酯泡沫產(chǎn)品、紡織、油漆和涂料、化妝品以及農(nóng)藥領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。有機(jī)硅表面活性劑的親水基主要是聚醚及甜菜堿結(jié)構(gòu)，然而，最近將親水性的糖連到有機(jī)硅主干上形成糖基改性有機(jī)硅表面活性劑引起了人們的極大興趣，這不僅是因?yàn)橛H水基糖類為可再生資源，更與其獨(dú)特性能有關(guān)，如極好的生物降解性、良好的生物相容性、且無(wú)毒副作用等。

已有技術(shù)制備的糖基改性硅氧烷表面活性劑主要是由一個(gè)疏水基與一個(gè)親水基組成(典型的如中國(guó)發(fā)明專利授權(quán)公告號(hào)CN101942097B)，兩個(gè)疏水基與兩個(gè)親水基組成(典型的如中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公布號(hào)CN 102614807A)，或者由一個(gè)疏水基與兩個(gè)親水基組成(典型的文獻(xiàn)如The Journal of Physical Chemistry,2011,3811)。并且已有技術(shù)中制備糖基改性硅氧烷表面活性劑主要利用硅氫加成反應(yīng)，如馮圣玉(Carbohydrate Polymer,2006,65,321)報(bào)道了“一種制備糖基酰胺改性聚硅氧烷的方法”，該方法是通過(guò)葡萄糖酸內(nèi)酯與烯丙基胺反應(yīng)后再對(duì)羥基進(jìn)行保護(hù)，而后再與含氫四硅氧烷進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)，再去保護(hù)得到糖基酰胺改性四硅氧烷。由于該制備方法需要硅氫加成反應(yīng)，因而需使用催化劑氯鉑酸，于是導(dǎo)致價(jià)格較貴；而且需要保護(hù)和去保護(hù)步驟，使反應(yīng)過(guò)程冗長(zhǎng)；有時(shí)需要使用烯丙基胺，而烯丙基胺的毒性大，有失安全。

鑒于已有技術(shù)中制備的糖基改性硅氧烷的種類較少以及合成方法繁瑣并且毒性大，因而開發(fā)新型糖基改性硅氧烷表面活性劑而藉以豐富糖基改性硅氧烷的種類具有積極意義，同時(shí)探索簡(jiǎn)潔的反應(yīng)路線而藉以降低制備成本同樣具有積極意義，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要任務(wù)在于提供一種有助于豐富糖基改性硅氧烷的種類并且無(wú)毒性而藉以擴(kuò)展使用范圍以及保障環(huán)保安全的糖基酰胺改性四硅氧烷。

本發(fā)明的另一任務(wù)在于提供一種糖基酰胺改性四硅氧烷的制備方法，該方法有利于顯著縮短反應(yīng)流程、降低制備成本而藉以滿足工業(yè)化放大生產(chǎn)要求和有益于保障無(wú)毒性而藉以體現(xiàn)環(huán)保與安全。

為體現(xiàn)完成本發(fā)明的首要任務(wù)，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種糖基酰胺改性四硅氧烷，其結(jié)構(gòu)通式如下：

式中R為：

其中n為：0，7，11，15，17。

在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，該糖基酰胺改性四硅氧烷的水溶液的最低表面張力為20-50mN/m；在水溶液中形成膠束類聚集體并且臨界膠束濃度為100-500mg/L。

為體現(xiàn)完成本發(fā)明的另一任務(wù)，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種糖基酰胺改性四硅氧烷的制備方法，其是以烷基三烷氧基硅烷和1,3-雙(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷為原料，利用催化劑反應(yīng)，并且控制反應(yīng)溫度和控制反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后，使催化劑失活，減壓蒸餾去除過(guò)量原料得到氨丙基四硅氧烷；將氨丙基四硅氧烷與糖內(nèi)酯或糖酸在低碳醇溶劑存在下反應(yīng)，并且控制低碳醇溶劑存在下的反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)完成后，蒸除低碳醇溶劑，得到糖基酰胺改性四硅氧烷，其中：蒸除的低碳醇溶劑回用。

在本發(fā)明的另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述烷基三烷氧基硅烷、1,3-雙(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷以及催化劑三者的摩爾比為1:10-20:0.03-0.06。

在本發(fā)明的又一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的控制反應(yīng)溫度是將反應(yīng)溫度控制為30-120℃；所述的控制反應(yīng)時(shí)間是將反應(yīng)時(shí)間控制為2-20h。

在本發(fā)明的再一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述烷基三烷氧基硅烷為甲基三甲氧基硅烷、八烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、八烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷或十八烷基三乙氧基硅烷。

在本發(fā)明的還有一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述催化劑為堿金屬氫氧化物、硅醇鹽、季銨堿、季鏻堿、硅醇季銨鹽或硅醇季鏻鹽；其中，所述的使催化劑失活是：當(dāng)催化劑為堿金屬氫氧化物和硅醇鹽中的任意一種時(shí)，加入酸對(duì)催化劑中和而使催化劑失活，而當(dāng)催化劑為季銨堿、季鏻堿、硅醇季銨鹽和硅醇季鏻鹽中的任意一種時(shí)，進(jìn)行加熱分解而使催化劑失活。