[發明專利]一種Gemini季銨鹽陽離子表面活性劑及其合成方法和應用

有效

• 申請號: 201610264689.8
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN105903405B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 成曉玲;謝妃軍;余培榮;梁子欽
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學;廣東椰氏實業股份有限公司
• 主分類號: B01F17/18
• 分類號: B01F17/18;B01F17/22;C07C233/18;C07C231/12;A61P31/04
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 張燕玲,楊曉松

技術領域

本發明屬于表面活性劑領域，具體涉及一種Gemini季銨鹽陽離子表面活性劑及其合成方法和應用。

背景技術

Gemini表面活性劑是一類分子中含有兩個或兩個以上親水親油基團的新型表面活性劑。

Gemini季銨鹽表面活性劑由于分子結構的特殊性，決定了具有特殊的性質，表現出可以更高效地降低水溶液的表面張力，在水溶液中更易聚集形成膠束，達到臨界膠束的濃度更低，具有極好的發泡性、潤濕性以及乳化性，還具有良好的柔軟性和殺菌作用，被廣泛地應用于石油、化工、醫藥及食品等領域。

目前，公開的Gemini銨鹽表面活性劑大多數只是酰胺Gemini季銨鹽表面活性劑和酯基Gemini季銨鹽表面活性劑，而有關Gemini季銨鹽表面活性劑在結構上同時含有酰胺和酯基的Gemini季銨鹽表面活性劑的報道還很少。因此，為了豐富Gemini季銨鹽表面活性劑在分子結構上的多樣性，使其具有良好的應用性能，有必要對一種含有酰胺基和酯基的Gemini季銨鹽表面活性劑的合成方法進行研究。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的不足之處，本發明的首要目的在于提供一種Gemini季銨鹽陽離子表面活性劑。

本發明的又一目的在于提供一種上述Gemini季銨鹽陽離子表面活性劑的合成方法。

本發明的再一目的在于提供上述Gemini季銨鹽陽離子表面活性劑的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種Gemini季銨鹽陽離子表面活性劑，該陽離子表面活性劑具有如式(1)所示的結構：

其中n為11、13或15，R為亞乙基或苯基，X為氯或溴。

上述Gemini季銨鹽陽離子表面活性劑的合成方法，其特征在于按照以下操作步驟：

(1)向反應釜中加入飽和脂肪酸、乙醇胺和催化劑，通氮氣，攪拌，加熱至70～100℃，反應2～5h；當測得產物的酸價少于0.5mgKOH/g時，停止反應，減壓蒸餾除去未反應完的游離胺和反應生成的水，即為目標產物中間體A；

(2)向帶有分水器的反應釜中加入中間體A、鹵乙酸、溶劑和催化劑，攪拌，升溫至120～150℃，回流反應4～8h，直至分水器內的水位不再發生變化，結束反應，減壓蒸餾除去溶劑，得到目標產物中間體B；

(3)向反應釜中加入中間體B、N,N,N′,N′-四甲基二胺和溶劑，攪拌，升溫至70～100℃，回流10～18h，反應結束，減壓蒸餾除去溶劑，用乙醚進行重結晶，干燥，得到目標產物Gemini季銨鹽陽離子表面活性劑。

步驟(1)中所述飽和脂肪酸為十二烷酸、十四烷酸和十六烷酸中的一種；所述催化劑為鹽酸、硫酸、磷酸和對甲基苯磺酸中的至少一種；所述飽和脂肪酸與乙醇胺的摩爾比為1：1～1.2；所述催化劑的用量為反應物總質量的0.01％～1％。

步驟(2)中所述鹵乙酸為氯乙酸和溴乙酸中的一種；所述溶劑為甲苯和二甲苯中的至少一種；所述催化劑為鹽酸、硫酸和對甲基苯磺酸中的至少一種；所述中間體A與鹵乙酸的摩爾比為1：1～1.1；所述催化劑的用量為中間體A和鹵乙酸總質量的0.01％～1％。

步驟(3)中所述的N,N,N′,N′-四甲基二胺為N,N,N′,N′-四甲基乙二胺和N,N,N′,N′-四甲基對苯二胺中的一種；所述溶劑為乙醇、異丙醇和丙酮中的至少一種；所述中間體B與N,N,N′,N′-四甲基二胺的摩爾比為2：1～1.1。

上述Gemini季銨鹽陽離子表面活性劑在抗菌劑中的應用。

上述Gemini季銨鹽陽離子表面活性劑的合成路線分為三步，其反應方程式如下：

(1)酰胺化反應：

(2)酯化反應：

(3)季銨化反應：

本發明相對現有技術，具有如下的優點及有益效果：

本發明的工藝簡單、原料易得，所得產品在結構上含有酰胺、酯基和季銨鹽結構，具有良好的生物降解性，生態毒性低，還具有良好的發泡、穩泡、抗菌、柔軟、抗靜電等性能，能與陰離子表面活性劑進行復配作用，是一種性能優異的表面活性劑。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。

實施例1

以合成結構式如下的Gemini季銨鹽陽離子表面活性劑為例，具體合成方法為：