[發明專利]新型陽離子孿連表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610137143.6
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105688740B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 郭嚴;張英天;陳肖肖;韓傳紅;魏西蓮
• 申請（專利權）人: 聊城大學
• 主分類號: B01F17/18
• 分類號: B01F17/18;C07C213/04;C07C215/40;C07C213/10;C07C51/41;C07C65/10
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技術領域

本發明屬于膠體與界面化學中表面活性劑的制備領域，尤其涉及一種新的對稱孿連季銨鹽陽離子表面活性劑的制備方法。

背景技術

孿連表面活性劑也稱為雙子表面活性劑、雙聯表面活性劑或二聚表面活性劑，是由兩個或兩個以上的兩親分子在其親水頭基處或靠近親水頭基處由一個連接基團通過化學鍵連接而成。正是由于該類表面活性劑的特殊結構而受到了國內外研究者的廣泛關注。與單鏈表面活性劑比較，由于兩個頭基由一個連接基團連接這樣的特殊結構抑制了有序聚集過程中的頭基分離，能較好地促進其“單體”在界面或分子聚集體中的緊密排列，使體系cmc值比傳統表面活性劑低1-2個數量級、與其他表面活性劑混合時表現出較好的復配協同效應，因此孿連型表面活性劑可廣泛應用于制備新材料、殺菌劑、抑制金屬腐蝕、織物染整、化妝品研發及石油開采等領域。

該類型表面活性劑通常表示為m-s-m'， 其中 m、 m'與 s分別代表兩側疏水鏈上及中間連接基上的碳原子個數。若m＝m'，則為對稱型雙子表面活性劑; 若m≠m' 則為非對稱型雙子表面活性劑。正是因為孿連表面活性劑連接基與疏水鏈的多樣性使得孿連表面活性劑的種類更加豐富，從而吸引了一大批研究者去研究和合成新型雙子活性劑并用于不同領域。現已有陰離子型、陽離子型、非離子型以及兩性型孿連表面活性劑被合成出來。其中陽離子型中的季銨鹽雙子表面活性劑因其優越的理化性質而發展迅速，并且多數理論和應用研究也集中于此。但孿連表面活性劑合成、分離和純化比較困難， 價格昂貴，絕大多數產品還處于實驗室合成階段，并沒有實現工業化生產，這就限制了此類表面活性劑在工業和日常生活等領域中的推廣和使用，同時也阻礙研究者對該類表面活性劑進行深入研究和廣泛探索。針對上述問題解決方法有二：其一，與普通表面活性劑復配，尋找一些協同效應好即相互作用參數（β）非常低的體系;其二，從合成角度，應用廉價原料，采用環境友好的工藝路線。兩者相比，前者需要進行大量的實驗尋找合適的配比，既費時又費力；而后者只要合成條件溫和、原料廉價易得，合成工藝簡單環保就能有助于孿連表面活性劑在我國的推廣和應用。因此嘗試不同鏈長和不同連接基的雙子表面活性劑的合成， 利用易得原料，探索簡單的合成路線，可為該類孿連表面活性劑的研究和應用提供更多的樣品， 從而推動其研究和應用。

對于大部分合成的季銨鹽型孿連表面活性劑來說，反離子部分一般為無機陰離子，如Cl^-，Br^-，這是因為陽離子基團是具有活性的基團，人們的關注度較高。然而實驗研究表明：反離子不僅影響表面活性劑的表面活性，還在某些特殊性能中起關鍵作用，如形成智能聚集結構的能力和溶液流變性能等方面，這些功能均對孿連季銨鹽表面活性劑的實際應用非常重要。鑒于這些原因，研究和開發新型的品種有著重要意義。經檢索，1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二鹵化物的合成方法已有研究，但以有機水楊酸根為陰離子的1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二水楊酸鹽型孿連陽離子表面活性劑合成及性能測定還未見報道。

發明內容

針對現存的問題，本發明的目標是提供關于孿連季銨鹽陽離子表面活性劑1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二水楊酸鹽的制備方法。

本發明以十四烷基二甲基叔胺、鹽酸、環氧氯丙烷以及水楊酸鈉作為原料，用相轉移法來合成此新的孿連季銨鹽陽離子表面活性劑。用以往合成的1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二鹵化物為基礎原料，在特定的溫度和比例下，向原料中加入水楊酸鈉，充分混合均勻后，用逐步降溫法即可合成1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二水楊酸鹽。新合成的這種雙子表面活性劑具有更高的表面活性，為陽離子型孿連表面活性劑的種類增加了新成員。

本發明方案是，孿連季銨鹽型陽離子表面活性劑，化學名稱為 1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二水楊酸鹽，結構式如下：

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本發明還提供了孿連季銨鹽陽離子表面活性劑的制備方法，是以十四烷基二甲基叔胺、鹽酸、環氧氯丙烷、水楊酸鈉作為原料，用相轉移法合成的孿連季銨鹽陽離子表面活性劑。

所述的制備方法，步驟是：