[發明專利]一種含有不飽和鍵的兩性表面活性劑的制備方法

在審

• 申請號: 201710206297.0
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107021885A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 程玉橋;楊光;張賢松;牛春榮;梁書芹;薛莉娜;杜婷婷;余恒
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C07C227/18
• 分類號: C07C227/18;C07C229/30;B01F17/28;B01F17/18
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技術領域：

此發明涉及一種合成一種含有不飽和鍵的兩性表面活性劑：3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)銨基丁二酸單酯內鹽的方法。

背景技術：

合成同時具有不飽和雙鍵和陰陽兩性離子表面活性化合物，是非常有意義，且具有挑戰性的課題。此類化合物在紡織、洗滌、石油、醫藥及有機合成中間體方面都有著極重要的作用與應用。在表面活性化合物的分子結構中，兼具陰離子與陽離子中心，可以有效提高表面活性劑的溶解性、抗鹽性、抗菌性；分子中含有不飽和鍵活性官能團，可以作為構建活性更高新型Gemini型表面活性的中間體。

然而，常見的合成表面活性劑的方法，無法通過簡單的反應在分子中兼得不飽和雙鍵和陰陽兩性離子表面活性化合物。或受實際條件限制，通過較長步驟或較復雜條件制備同時具有不飽和雙鍵和陰陽兩性離子表面活性化合物，缺點是原子利用率低、含有副產物、純度欠佳。

發明內容：

本發明的目的是提供一種合成一種含有不飽和鍵的兩性表面活性劑3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)銨基丁二酸單酯內鹽的方法，如下式：

本發明所提供的合成3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)銨基丁二酸單酯內鹽的方法，包括如下步驟：

第一步：制取式I結構的馬來酸單R_x酯

以馬來酸酐與R_x醇制取式I結構的馬來酸單R_x酯。

第二步：制取式II結構的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)銨基丁二酸單酯內鹽

以乙酸乙酯作溶劑，混合馬來酸單R_x酯與N，N-二甲基氨基丙烯酸乙酯，制取式II結構的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)銨基丁二酸單酯內鹽。

在本發明中，第一步的制取過程是：以摩爾比＝馬來酸酐∶R_x醇＝1∶1.05，混合馬來酸酐與R_x醇于圓底燒瓶，機械攪拌，水浴控溫95℃反應1.5小時，冷卻至室溫，得到式I結構的馬來酸單R_x酯。

在本發明中，第二步制取過程是，將乙酸乙酯加入裝有冷卻后的式I結構的馬來酸單R_x酯的反應瓶中，微熱溶解；機械攪拌，冷水浴下滴加N，N-二甲基氨基丙烯酸乙酯，摩爾比＝馬來酸單R_x酯∶N，N-二甲基氨基丙烯酸乙酯＝1∶1.2，滴完后升溫至80℃，反應8h；反應后，將反應液靜置冷卻至室溫，濾出所得之固體，即得到粗品的式II結構的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)銨基丁二酸單酯內鹽，粗品的式II結構的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)銨基丁二酸單酯內鹽可用乙酸乙酯重結晶，質量比＝溶質∶溶劑＝1∶10，得到精制的式II結構的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)銨基丁二酸單酯內鹽。

在本發明中，可在第一步制取式I結構的馬來酸單R_x酯時即加入溶劑乙酸乙酯，此操作過程將導致不能分析鑒定式I結構的馬來酸單R_x酯，但不能影響制取式II結構的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)銨基丁二酸單酯內鹽。

本發明之原理與傳統制取雙離子表面活性劑之原理有顯著不同，即將傳統的叔胺對鹵代高級脂肪酸的取代反應，改做叔胺對α，β-不飽和羧酸的加成反應。此發明從根本上克服了傳統方式之原子利用率低、含有副產物、純度欠佳的缺點。本方案以加成反應為基礎，具有：可實現原子100％利用之原子經濟、沒有副產物、產物易于分離提純、并可實現連續生產等優點。實現了對3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)銨基丁二酸單酯內鹽的高利用、低成本制備。

具體實施方式：

1.制備3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)銨基丁二酸單正十四酯內鹽

第一步：在100mL三口瓶中，混合4.9g(0.05mol)馬來酸酐及11.26g(0.0525mol)正十四醇，加5mL乙酸乙酯，機械攪拌。于95℃反應1.5h，TLC追蹤至馬來酸酐點消失，冷卻至室溫，收率100％，¹HNMR譜如圖1。