[發明專利]一種哌啶類離子液體表面活性劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202011386943.4
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112480036A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 孟祥太;谷樂;張舜光;張有來;崔陽;張金頤
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C07D295/037
• 分類號: C07D295/037;B01F17/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種哌啶類離子液體表面活性劑及其制備方法，它的結構通式如下：其中，n＝12～18，X為I、Br、Cl。本發明哌啶類離子液體表面活性劑是一種陽離子功能性的表面活性劑，其疏水側鏈與親水基團具有雙親性質，極性和親水/親油性可以通過調節側鏈長度及選擇適宜的陰離子來進行調節。本發明的產品具有離子液體的特性，同時具有表面活性劑的界面性質，可應用于微乳液、材料制備、分析等領域，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種哌啶類離子液體表面活性劑及其制備方法。

背景技術

化工產品的生產和加工過程，不可避免的需要用到各種有機溶劑，這是環境污染的重要因素之一。近年來，隨著環保意識越來越強，在化工行業中開始倡導綠色化工的理念，因此，使用無毒害的綠色溶劑替代有機溶劑已慢慢被人們所重視，各種綠色溶劑(水、超臨界流體、離子液體)引起人們的廣泛關注。離子液體種類很多，根據離子液體中有機陽離子母體的不同，可以將離子液體分為咪唑鹽類、吡啶鹽類、季銨鹽類和季磷鹽類等；根據離子液體在水中溶解性的不同，也可以將離子液體分為親水性離子液體和疏水性離子液體。

離子液體不同于水與有機溶劑是由分子構成，其結構中僅有離子。許多離子液體有廣泛的熔點范圍，常以液體呈現，有些熔點低至-96℃，一些超過300℃。且與傳統易揮發有機溶劑相比，其蒸汽壓幾乎可以忽略，從而人們稱其為“綠色溶劑”，同時，可以通過改變其離子的搭配來調節其性質，以產生特定用途的化合物，由于它的這種可設計性，又被稱為“綠色設計者溶劑”，因而被認為是綠色化學中最有前途的溶劑。

近年來，關于離子液體功能化的研究一直在不斷拓展與深入，作為一個全新的前沿領域，功能化離子液體已經廣泛應用于精細有機合成、催化、電化學、材料科學以及能源等領域，而關于離子液體型表面活性劑的研究亦引起了大家的廣泛關注。離子液體型表面活性劑，即通過向“可設計綠色溶劑”離子液體的母體上引入長的疏水側鏈，改變陰離子種類，從而成為一種新型表面活性劑，這種新型表面活性劑不僅具有傳統表面活性劑的雙親特性，還具有離子液體的可設計性，因此，也被稱為“可設計表面活性劑”。目前，相關研究主要涉及咪唑類、吡啶類以及嗎啉類等幾種類型，在CN103933893A專利中，宋世理等公開了一種膽堿類離子液體表面活性劑及其制備方法，提高了產物產量，減少了反應液的雜質；在CN109970657A專利中，楊許召等公開了一種離子液體基Gemini陽離子表面活性劑及合成方法，方法簡單、反應條件溫和、容易控制；在CN111646935A中，付東等公開了一種可降解離子液體表面活性劑的合成方法及其應用，原料綠色易得，制備簡單，收率大于90％。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種制備工藝簡單、污染小、產物產率和純度較高的哌啶類離子液體表面活性劑及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種哌啶類離子液體表面活性劑，它的結構通式如下：

其中，n＝12～18，X為I、Br、Cl。

所述的哌啶類離子液體表面活性劑的制備方法，步驟如下：

(1)將N-甲基哌啶(C₆H₁₃N)和1-鹵代烷烴，按照n(C₆H₁₃N)∶n(C_XH_2X+1X)＝1∶1的摩爾比例，依次加入帶有回流和攪拌的玻璃三口燒瓶中；

(2)將三口燒瓶放入60-80℃的水浴中，回流30min后，加入一定量的溶劑，繼續回流24～48h后，停止加熱，冷卻至室溫，得到淡黃色的粗產品；

(3)在得到的粗產品再加入一定量的溶劑，進行洗滌、離心后置于真空干燥箱內，于60～80℃干燥6～10h，得到白色固體粉末，即為哌啶類離子液體。

合成反應為一步法，其反應方程式如下：