[發明專利]一種含多季銨頭基陽離子低聚表面活性劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202210976495.6
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115197077A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 姜亞潔;侯仕達;王亞魁;耿濤;李俊;鞠洪斌;王志飛;張璐
• 申請（專利權）人: 中國日用化學研究院有限公司
• 主分類號: C07C215/40
• 分類號: C07C215/40;C07C213/04;C09K23/18
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 張寧

本發明屬于表面活性劑技術領域，公開了一種含多季銨頭基陽離子低聚表面活性劑及其制備方法。本發明中向酸化后的C₁～C₁₈烷基叔胺中滴加季銨化試劑進行季銨化反應得到中間產物；再向反應液中滴加定量的烷基二胺類化合物進行第二步季銨化反應，所得產物為一種含多季銨頭基陽離子低聚表面活性劑。所述含多季銨頭基陽離子低聚表面活性劑含有四個季銨頭基和兩個羥基，具有優異的表面和界面活性，合成工藝溫和，不產生有毒有害的副產物。

技術領域

本發明涉及表面活性劑技術領域，尤其涉及一種含多季銨頭基陽離子低聚表面活性劑及其制備方法。

背景技術

季銨鹽型表面活性劑是一類陽離子表面活性劑，近年來經歷了較大發展，已經廣泛應用于工業和日用品中。隨著表面活性劑工業的不斷發展、生產生活需求不斷更迭，季銨鹽型表面活性劑不斷開發出新的用途，在輕工、消毒殺菌、紡織助劑、石油化工、衛生用品添加劑等諸多行業領域發揮了重要的作用。

目前對低聚季銨鹽研究較多是含兩個季銨頭基的雙子季銨鹽和含三個季銨頭基的低聚季銨鹽表面活性劑；低聚季銨鹽是通過連接基團將幾個單體季銨鹽在親水頭基或靠近親水頭基的地方連接起來的一類新型表面活性劑。這種連接作用削弱了離子頭基間的靜電斥力，增強了疏水鏈間的疏水結合力，使表面活性劑分子在表/界面處排列得更加緊密，因此相比于單鏈表面活性劑，具有臨界膠束濃度低、降低表面張力能力強、復配協同效應優良等性能，常用于護理用品、催化化學反應、殺菌消毒、三次采油等領域。如文獻“雙子表面活性劑的合成及性能研究”(日用化學工業，2015，vol.48No.8)以二乙胺鹽酸鹽、N-十二烷基-N，N-二甲基叔胺、環氧氯丙烷和丙磺酸內酯等為主要原料，經過三步反應合成了一種含三個季銨頭基的兩性表面活性劑。測試結果表明，產物的CMC為8.2×10^-5mol·L^-1，γ_CMC為38.57mN·m^-1，具有優異的表面活性，且多個季銨頭基的存在使產物的殺菌性顯著提升。該方法所得物含有三個季銨鹽結構，具有優良的結構特性，但三步反應的反應時間均大于48h，合成效率較低。所得產物為淡黃色油狀液體，提純較難，改善合成方法和工藝條件是目前此類合成研究亟待解決的主要問題。

因此，亟需設計一種新的含多個季銨頭基的陽離子低聚表面活性劑，既能夠保證結構新穎，具有高電荷密度的親水頭基，又能夠保證表面活性劑的合成方法簡單，工藝條件溫和，且制備過程中不產生有毒有害的副產物，滿足經濟環保的需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含多季銨頭基陽離子低聚表面活性劑，解決現有含多個季銨頭基的陽離子表面活性劑存在的合成工藝復雜、時間長、產物提純難等技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種含多季銨頭基陽離子低聚表面活性劑，具有以下結構通式：

其中，R為C₁～C₁₈的烷基；n為2～10之間的正整數；X為Cl、Br或I中的一種。

本發明還提供了一種含多季銨頭基陽離子低聚表面活性劑的制備方法，包括以下步驟：

S1、C₁～C₁₈烷基叔胺(2)、季銨化試劑(3)、酸、溶劑混合，反應得到中間體化合物(4)；

S2、向中間體化合物(4)中加入烷基二胺類化合物(5)，反應得到含多季銨頭基陽離子低聚表面活性劑(1)。

優選的，在上述一種含多季銨頭基陽離子低聚表面活性劑的制備方法中，S1中所述溶劑為低碳醇溶劑；所述酸為一元無機酸。