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1、10申请公布号CN104128120A43申请公布日20141105CN104128120A21申请号201410350157722申请日20140722B01F17/18200601C07C213/08200601C07C215/4020060171申请人武汉工程大学地址430074湖北省武汉市洪山区雄楚大街693号72发明人刘治田郑乐驰张旗74专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人崔友明54发明名称一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的制备方法57摘要本发明公开了一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的制备方法,所述双子表面活性剂的结构式如下R1CH3,CH3CH2,C。
2、H3CH2CH2,CH3CH2CH2CH2,R2CMH2M1,M12,14,16,18,所述双子表面活性剂的制备方法包括仲胺与环氧氯丙烷发生开环反应得1,3双二烷基氨基2丙醇和溴代烷烃与1,3双二烷基氨基2丙醇发生季铵化反应得所述双子表面活性剂两个步骤,涉及的反应原料成本低,反应条件简单,所得产物具有较高的产率和纯度,并具有很好的表面活性。本发明对所述联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的实际制备与应用具有重要的促进意义。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页10申请公布号CN104128120ACN1041。
3、28120A1/1页21一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的制备方法,其特征在于,所述双子表面活性剂的结构式为R1CH3,CH3CH2,CH3CH2CH2,CH3CH2CH2CH2,R2CMH2M1,M12,14,16,18,所述双子表面活性剂的制备方法包括仲胺与环氧氯丙烷发生开环反应得1,3双二烷基氨基2丙醇;1,3双二烷基氨基2丙醇与溴代烷烃发生季铵化反应得所述联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂。2根据权利要求1所述的一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的制备方法,其特征在于,所述仲胺为二甲胺、二乙胺、二正丙胺或二正丁胺。3根据权利要求1所述的一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的。
4、制备方法,其特征在于,所述溴代烷烃为溴代十二烷。4根据权利要求1所述的一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的制备方法,其特征在于,所述环氧氯丙烷与仲胺的摩尔比为1210,所述1,3双二烷基氨基2丙醇与溴代烷烃的摩尔比为126。5根据权利要求1所述的一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的制备方法,其特征在于,所述环氧氯丙烷与仲胺的反应过程中,反应温度为8095,反应时间为2448H,反应所用溶剂为无水乙醇、正丙醇和异丙醇中的一种或几种。6根据权利要求1所述的一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的方法,其特征在于,所述1,3双二烷基氨基2丙醇与溴代烷烃的反应过程中,反应温度为8095,反应时。
5、间为48120H,反应所用溶剂为无水乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯的一种或几种。权利要求书CN104128120A1/4页3一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的制备方法技术领域0001本发明属于表面活性剂科学与应用领域,具体涉及一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的制备方法。背景技术0002双子表面活性剂是由两个亲水头基和两个疏水尾基通过一个连接基在其亲水头基或靠近亲水头基处连接而成的一类新型表面活性剂。与对应的传统表面活性剂相比,双子表面活性剂具有能高效降低水的表面张力、临界胶束浓度CMC低、流变学性质特殊等独特性能,因此在洗涤、杀菌、乳化、分散、防腐以及化妆品、。
6、印染、三次采油、基因治疗、有序介孔材料的合成等领域具有较大的应用潜力。0003双子表面活性剂在联接链上引入羟基之后,分子在自组织过程中会产生分子内和分子间的氢键作用。就单个双子表面活性剂分子来说,联接链上的羟基在增加亲水性的同时,在两个头基之间形成氢键,能够更好的拉近两个头基,缩短它们的距离;在两个双子表面活性剂分子之间,由于羟基的作用,同样存在氢键,大大削弱了分子间的排斥力,使烷烃链间的相互作用更强,增强了碳氢链的疏水作用,同时联结基团很大程度上抵消了头基间的静电排斥作用,使双子表面活性剂更容易聚集形成胶团。0004目前,联接链含羟基的双子表面活性剂的研究与制备,已出现相关专利和报道。专利C。
7、N2013104608948报道了一类联接链含羟基的阳离子GEMINI表面活性剂及其制备方法,制备过程包括溴代烷烃和仲胺合成叔胺的反应和叔胺与1,3二溴异丙醇的季胺化反应,该方法存在所用原料1,3二溴异丙醇价格昂贵,制备过程成本较高,产物产率不高且不易提纯等不足之处,因此,进一步寻找其他原料成本低,所得产物产率和纯度较高的制备方法,具有重要的实际应用意义。发明内容0005本发明的目的在于提供一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的制备方法,该方法涉及的工艺简单,原料成本低,所得产物具有较高的产率和纯度,并具有较好的表面活性。0006为实现上述目的,本发明采用的技术方案是一种联接链含羟基的阳离子。
8、双子表面活性剂的制备方法,所述阳离子双子表面活性剂的结构式为0007R1CH3,CH3CH2,CH3CH2CH2,CH3CH2CH2CH2,R2CMH2M1,M12,14,16,18,制备方法包括仲胺与环氧氯丙烷发生开环反应得1,3双二烷基氨基2丙醇;1,3双二烷基氨基2丙醇与溴代烷烃发生季铵化反应得所述联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂,具体反应路线如下说明书CN104128120A2/4页400080009根据上述方案,所述仲胺,环氧氯丙烷和溴代烷烃均为市售化学试剂。0010根据上述方案,所述仲胺为二甲胺、二乙胺、二正丙胺或二正丁胺。0011根据上述方案,所述溴代烷烃为溴代十二烷。0012。
9、根据上述方案,所述环氧氯丙烷与仲胺的摩尔比为1210,所述1,3双二烷基氨基2丙醇与溴代烷烃的摩尔比为126。0013根据上述方案,所述环氧氯丙烷与仲胺的反应过程中,反应温度为8095,反应时间为2448H,反应所用溶剂选自无水乙醇、正丙醇和异丙醇中的一种或几种。0014根据上述方案,所述1,3双二烷基氨基2丙醇与溴代烷烃的反应过程中,反应温度为8095,反应为48120H,反应所用溶剂选自无水乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的一种或几种。0015与现有技术相比,本发明的有益效果是0016本发明以仲胺、环氧氯丙烷和溴代烷烃为原料,经开环反应和季铵化反应两个步骤制备一类联接。
10、链含羟基的阳离子双子表面活性剂,该方法涉及的原料成本低,制备工艺简单,所得产物的产率和纯度较高,并具有很好的表面活性。附图说明0017下面结合附图对本发明作进一步说明,附图中0018图1为本发明实施例1制得的联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的核磁共振1HNMR谱图。0019图2为本发明实施例14制得的联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂在25下表面张力随浓度变化曲线。具体实施方式0020为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。0021以下实施例中,所用试剂如无特别说明均为市售化学。
11、试剂。0022所述联接链含羟基的阳离子双子表面活性的结构式为0023说明书CN104128120A3/4页50024R1CH3,CH3CH2,CH3CH2CH2,CH3CH2CH2CH2,R2CMH2M1,M12,14,16,18。0025所述仲胺分别选自二甲胺、二乙胺、二正丙胺和二正丁胺。0026所述溴代烷烃选用溴代十二烷。0027所述制备方法包括仲胺与环氧氯丙烷发生开环反应得1,3双二烷基氨基2丙醇和溴代烷烃与1,3双二烷基氨基2丙醇发生季铵化反应得所述联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂两个步骤,两步反应采用的有机溶剂均为无水乙醇。0028实施例10029一种联接链含羟基的阳离子双子表面活。
12、性剂,其中R1C2H5,R2C12H25,制备方法包括以下步骤00301中间产物1,3双二乙基氨基2丙醇的合成步骤将环氧氯丙烷与二乙胺按摩尔比为16进行混合,以无水乙醇为溶剂在90下反应24H。反应完毕后用旋转蒸发仪除去无水乙醇溶剂和过量的二乙胺,向剩余产物中加入氢氧化钠溶液搅拌30MIN。搅拌结束后,所得溶液用乙酸乙酯萃取三次。萃取后,合并有机相,加入适量无水硫酸镁干燥所得有机相并进行过滤。所得滤液用旋转蒸发仪除去乙酸乙酯,剩余产物经减压蒸馏得1,3双二乙基氨基2丙醇淡黄色液体,产率为7432。00312最终产物双子表面活性剂的合成步骤将所得的1,3双二乙基氨基2丙醇与溴代十二烷按摩尔比为1。
13、25进行混合,以无水乙醇为溶剂在90下反应80H。反应完毕后,用旋转蒸发仪除去溶剂乙醇。剩余物用丙酮/乙醇进行重结晶3次,最后经真空干燥后得白色粉末固体,即为所述双子表面活性剂,产率为5538。0032本实施例制得的双子表面活性剂的核磁共振1HNMR谱图见图1。图1中,727处为DCCL3的溶剂峰,其余质子位移为445443M,1H,401S,1H,360336M,18H,172S,4H,152149M,12H,133126M,36H,090085T,6H。从核磁氢谱中化学位移数据分析可知,最终产物和设计目标产物一致,且纯度较高。0033本实施例制得的双子表面活性剂,在25下表面张力随浓度变化。
14、曲线见图2。结果表明,所得双子表面活性剂的CMC临界胶束浓度以及CMC临界胶束浓度时的溶液表面张力均较低,CMC值为104103MOL/L,CMC值为4124MN/M。0034实施例20035一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂,其中R1CH3,R2C12H25,制备方法包括以下步骤00361中间产物1,3双二甲基氨基2丙醇的合成步骤将环氧氯丙烷与二甲胺按摩尔比为16进行混合,以无水乙醇为溶剂在90下反应24H。反应完毕后用旋转蒸发仪除去无水乙醇溶剂和过量的二甲胺,向剩余产物中加入氢氧化钠溶液搅拌30MIN。搅拌结束后,所得溶液用乙酸乙酯萃取三次。萃取后,合并有机相,加入适量无水硫酸镁干燥所。
15、得有机相并进行过滤。所得滤液用旋转蒸发仪除去乙酸乙酯,剩余产物经减压蒸馏得1,3双二甲基氨基2丙醇淡黄色液体,产率为7765。说明书CN104128120A4/4页600372最终产物双子表面活性剂的合成步骤将所得的1,3双二甲基氨基2丙醇与溴代十二烷按摩尔比为122进行混合,以无水乙醇为溶剂在90下反应72H。反应完毕后,用旋转蒸发仪除去溶剂无水乙醇。剩余产物用丙酮/乙醇进行重结晶3次,最后经真空干燥后得白色粉末固体,即为所述双子表面活性剂,产率为5844。0038本实施例制得的双子表面活性剂,在25下表面张力随浓度的变化曲线见图2。结果表明,所得双子表面活性剂的CMC值为119103MOL。
16、/L,CMC值为3870MN/M。0039实施例30040一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂,其中R1C3H7,R2C12H25,制备方法包括以下步骤00411中间产物1,3双二正丙基氨基2丙醇的合成步骤将环氧氯丙烷与二正丙胺按摩尔比为17进行混合,以无水乙醇做溶剂在90下反应24H。反应完毕后用旋转蒸发仪除去无水乙醇溶剂和过量的二正丙胺,向剩余产物中加入氢氧化钠溶液搅拌30MIN。搅拌结束后,所得溶液用乙酸乙酯萃取三次。萃取后,合并有机相,加入适量无水硫酸镁干燥所得有机相并进行过滤。所得滤液用旋转蒸发仪除去乙酸乙酯,剩余产物经减压蒸馏得1,3双二正丙基氨基2丙醇淡黄色液体,产率为7152。
17、。00422最终产物双子表面活性剂的合成步骤将所得的1,3双二正丙基氨基2丙醇与溴代十二烷按摩尔比为13进行混合,以无水乙醇为溶剂在90下反应96H。反应完毕后,用旋转蒸发仪除去溶剂乙醇。剩余物用丙酮/乙醇进行重结晶3次,最后经真空干燥后得白色粉末固体,即为所述双子表面活性剂,产率为4838。0043本实施例制得的双子表面活性剂,在25下表面张力随浓度的变化曲线见图2。结果表明,所得双子表面活性剂的CMC值为663104MOL/L,CMC值为3861MN/M。0044实施例40045一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂,其中R1C4H9,R2C12H25,制备方法包括以下步骤00461中间产。
18、物1,3双二正丁基氨基2丙醇的合成步骤将环氧氯丙烷与二正丁胺按摩尔比为110进行混合,以无水乙醇做溶剂在90下反应48H。反应完毕后用旋转蒸发仪除去无水乙醇溶剂和过量的二正丁胺,向剩余产物中加入氢氧化钠溶液搅拌30MIN。搅拌结束后,所得溶液用乙酸乙酯萃取三次。萃取后,合并有机相,加入适量无水硫酸镁干燥所得有机相并进行过滤。所得滤液用旋转蒸发仪除去乙酸乙酯,剩余产物经减压蒸馏得1,3双二正丁基氨基2丙醇淡黄色液体,产率为7082。00472最终产物双子表面活性剂的合成步骤将所得的1,3双二正丁基氨基2丙醇与溴代十二烷按摩尔比为14进行混合,以无水乙醇为溶剂在95下反应120H。反应完毕后,用旋转蒸发仪除去溶剂乙醇。剩余物用丙酮/乙醇进行重结晶3次,最后经真空干燥后得白色粉末固体,即为所述双子表面活性剂,产率为4148。0048本实施例制得的双子表面活性剂,在25下表面张力随浓度的变化曲线见图2。结果表明,所得双子表面活性剂的CMC值为488104MOL/L,CMC值为3583MN/M。0049发明涉及的各原料的上下限取值、区间值都能实现本发明,涉及的工艺参数如温度、时间等的下限取值以及区间值都能实现本发明,在此不一一列举实施例。说明书CN104128120A1/1页7图1图2说明书附图CN104128120A。