[發明專利]一種碳量子點季銨鹽陽離子表面活性劑的合成方法

有效

• 申請號: 201710992717.2
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107626258B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 劉祥;蒯勇;吳琴;房饒浩;馬亮
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B01F17/18
• 分類號: B01F17/18;C09K11/06;C09B57/00;A01N33/12;A01P1/00;C11D1/62;C11D3/48;C11D3/42
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 杜袁成

本發明公開了一種碳量子點季銨鹽陽離子表面活性劑的合成方法，屬于精細化學品綠色制造領域。該合成方法以檸檬酸為碳源，用一端為伯氨基另一端為叔氨基的二氨基化合物為N源，通過水熱法合成摻氮碳量子點，以之為原料，在乙醇水溶液中與正構鹵代烴發生季銨化反應，制得碳量子點陽離子表面活性劑。本發明工藝方法簡單，產物分離方法簡便，制備過程綠色無污染且合成成本低，制得的碳量子點陽離子表面活性劑集表面活性、抑菌性和熒光增白性于一身，可廣泛應用于洗滌劑制造、殺菌劑配置、熒光增白劑復配等領域。

技術領域

本發明屬于精細化學品綠色制造領域，具體涉及一種集表面活性、抑菌性和熒光增白性于一體的陽離子表面活性劑的經濟、綠色制備方法。

背景技術

碳量子點(CQDs)是一類尺寸在10nm以下的納米熒光材料。因其具有良好的化學穩定性高、抗光漂白和極低的生物毒性等特點而備受關注。在制備的過程中，氮元素的摻雜能夠改變碳量子點的很多性能，賦予碳量子點很多新的特性。

隨著社會的進步，表面活性劑在人們日常生活中的應用越來越廣泛。由于表面活性劑能顯著地降低溶液的表面張力，具有分散與凝聚、增溶、乳化與破乳、起泡與消泡等性質，因而在工業領域應用廣泛，素有“工業味精”之稱。陽離子表面活性劑是分子中親水基帶正電荷的一類表面活性劑，包括季銨鹽在內的各種鹽及長鏈胺的鹽類。季銨鹽表面活性劑作為陽離子表面活性劑的重要組成部分，在實際的生產生活中占重要地位，也是研究最多的陽離子表面活性劑。季銨鹽表面活性劑除了具有表面活性劑的一般特性，還具有某些特有的性質。但是以摻氮碳量子點為原料，制備集表面活性、抑菌性和熒光增白性于一體的陽離子表面活性劑尚未見報道。

李曉峰等利用葡萄糖和甘氨酸為混合碳源，在較低溫度下通過水熱法一步合成氮摻雜的熒光量子點。摻氮量不同導致熒光量子產率不同，最高可達到6.57％；他們還對氮摻雜量子點進行了細胞毒性測試，細胞成活率最低在85％以上，有望作為熒光探針應用于細胞成像等領域。(李曉峰，周明，龔愛華，張嚴，楊青峰，氮摻雜量子點的合成、表征及其在細胞成像中的應用.材料科學與工程學報[J]，2015(01):41-46)

劉鑫以二溴代烷和烷基二甲基叔胺為原料，以無水乙醇作溶劑在三頸燒瓶中加熱回流，一步季胺化反應合成陽離子雙子表面活性劑，可將水的表面張力降至32.4mN m^-1。(劉鑫，陽離子雙子表面活性劑的合成及性能研究[D].東北石油大學，2013)

楊培法以N,N-二甲基十二烷基胺和對二氯芐為原料，通過回流反應，合成了一種雙季銨鹽表面活性劑。這種表面活性劑可將水的表面張力降低至35mN m^-1，與傳統單季銨鹽表面活性劑十二烷基三甲基溴化銨相比表現出了良好的表面活性。同時，考察了合成的雙季銨鹽產品對硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細菌的殺菌效果，并與傳統殺菌劑1227(十二烷基二甲基芐基氯化銨)進行了比較，雙季銨鹽產品殺菌率超過97％，(楊培法，新型雙季銨鹽的研制與性能研究[D].大慶石油學院，2006)

專利201410158978.0以檸檬酸鈉為碳源，乙二胺為氮源，一步合成摻氮、高光致發光的碳量子點。摻氮導致其發光強度的增加，可用于細胞標記領域。

專利201610383613.7以5-氯乙酰氨基喹啉和烷基叔胺為原料，溶于溶劑以后，加熱法一步合成粗產物，經蒸發、重結晶得到熒光陽離子表面活性劑，可用作溶劑的pH指示劑。在臨界膠束濃度下，水的表面張力可降至36mN m^-1。

專利201110206565.1報道了以含有活性叔胺基團的胺類化合物和含有炔基與鹵素的化合物為原料，溶于合適溶劑，反應后通氮氣保護。再與含疊氮基和長鏈烷烴或芳烴的化合物相溶，加入銅催化劑與胺類配體，經沉淀、分離、干燥得到含三唑環的季銨鹽陽離子表面活性劑。這種陽離子表面活性劑將在抗菌涂層、相轉移劑、金屬表面抗腐蝕劑、表面活性劑、抗靜電等領域有著廣泛應用前景。