[發明專利]雙子表面活性劑的合成方法

有效

• 申請號: 201611014078.4
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106588708B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 姜建輝;梁鵬舉;趙儉波;朱晶晶
• 申請（專利權）人: 塔里木大學
• 主分類號: C07C303/32
• 分類號: C07C303/32;C07C309/17;B01F17/10
• 代理公司: 北京權泰知識產權代理事務所(普通合伙)11460
• 代理人: 王道川,楊勇

技術領域

本發明涉及表面活性劑的制備。更具體地，涉及一種雙子表面活性劑的合成方法。

背景技術

表面活性劑由于分子不對稱結構而產生的自組織行為和降低水溶液表面張力的能力，使其在科學研究和生產應用中都具有廣泛的用途和重要的意義。降低表面活性劑親水頭基間的靜電和水化層斥力，促使其在自組織結構中趨于更為緊密的排列，將有效地提高其表面活性，例如：當表面活性劑在氣/液界面上疏松排列時，由于界面上碳鏈的傾斜而產生的若干亞甲基(而不是碳鏈端基的甲基)占據了朝向空氣一面的部分面積；若表面活性劑在氣/液界面上緊密直立排列時，朝向空氣一面的將主要由其碳鏈的甲基端基組成，實踐表明后者在更大程度上降低了水的表面張力。由于表面活性劑在工農業生產和日常生活中發揮著重大作用，如何提高其表面活性成為應用研究始終關注的課題。傳統上通過物理的方法來降低表面活性劑親水頭基間的靜電(如添加無機鹽)和水化層斥力(如提高溶液溫度)、利用表面活性劑頭基間的吸引促進二者間的相互作用(如正/負離子表面活性劑的復配)。然而，這些物理方法也存在局限性，如正/負離子表面活性劑的復配，盡管在一定程度上提高了溶液的表面活性，但由于1∶1正/負離子表面活性劑離子頭基的電性被中和，破壞了混合組份的水溶液穩定性而極易產生沉淀，這限制了它們的推廣應用。尋找克服辦法的嘗試之一是在正/負離子表面活性劑上嵌入聚氧乙烯鏈，使之親水性增強，但是這又不可避免地帶入氧乙烯基團水化層的斥力副作用。

但是，以上所作的改變，并沒有在分子結構上取得突破，因而探索具有高表面活性的新型表面活性劑一直是熱門課題。被Rosen鄭重譽為新一代表面活性劑的Gemini表面活性劑在分子結構上取得了突破，兩個離子頭基靠聯接基團通過化學鍵連接起來，由此造成了兩個表面活性劑單體離子緊密的連接，致使其碳氫鏈間更容易產生強相互作用，即加強了碳氫鏈間的疏水結合力，而且離子頭基間的斥傾向受制于化學鍵力而被大大削弱，因此Gemini表面活性劑比傳統表面活性劑具有更高的表面活性。同時，兩個頭基間的化學鍵聯接不破壞其親水性，從而為Gemini表面活性劑的廣泛應用提供了基礎。正是，由于Gemini表面活性劑具有優良的性質，人們正不斷探索和合成、研究開發。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種雙子表面活性劑的合成方法，制得的表面活性更好。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

雙子表面活性劑的合成方法，包括如下步驟：

(1)溴代十四烷酸乙酯或溴代十四烷酸甲酯的合成；

(2)黃原酸鉀的合成；

(3)中間體Ⅰ的合成；

(4)中間體Ⅱ的合成；

(5)雙子表面活性劑的合成。

上述雙子表面活性劑的合成方法，在步驟(1)中：往三頸瓶中加入0.1mol【22.837g】的十四烷酸，在60℃下攪拌滴加0.125mol【14.71g】氯化亞砜，滴加2h，滴加完畢后繼續反應1h，加熱蒸去過量的氯化亞砜；加入1.2mmol【0.305g】的碘，在85～90℃下攪拌滴加0.12mol【19.176g】的溴單質，滴完后繼續反應1h，然后在55℃下滴加0.27mol的無水乙醇或無水甲醇，繼續攪拌，回流1h，冷卻至室溫后加入32mL水和2.9mmol【0.458g】的Na₂S₂O₃，有機層水洗，再用無水Na₂SO₄干燥后減壓蒸餾，柱色譜分離，洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯，石油醚和乙酸乙酯的體積比為30:1，得到無色液體，即為溴代十四烷酸乙酯或溴代十四烷酸甲酯。

上述雙子表面活性劑的合成方法，在步驟(2)中：向150mL的圓底燒瓶中加入6mL的CS₂和50mL質量分數為95wt％的乙醇，在冰浴中邊攪拌邊加入20mL濃度為5mol/L的KOH水溶液，加完后繼續攪拌1.5h，旋干溶劑，用無水乙醇重結晶得黃原酸鉀。

上述雙子表面活性劑的合成方法，在步驟(3)中：在100mL的圓底燒瓶中加入40mL丙酮，再加入10mmol的溴代十四烷酸乙酯或溴代十四烷酸甲酯，將圓底燒瓶置于冰浴中，分批共加入黃原酸鉀11mmol，加完后室溫攪拌4h，旋干，加水和二氯甲烷、分液，收集有機相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機相，水洗，飽和食鹽水洗，硫酸鎂干燥，柱色譜分離；洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯，石油醚和乙酸乙酯的體積比為10:1，得淺黃色油狀液體。