一种含三嗪环的Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂制造技术

通式（Ⅰ）表示的Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂，该表面活性剂具有以三嗪环为连接基的分子结构，具有较高的稳定性，而且其临界表面张力远小于普通表面活性剂，临界胶束浓度比普通表面活性剂低２～３个数量级，表面活性优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种Gemini表面活性剂，具体地说，本专利技术是涉及一种含三嗪 环的阴离子型Gemini表面活性剂。
技术介绍
Gemini (孪联)表面活性剂是由两个结构相同(或相近)的表面活性剂单体的 亲水头基(或近亲水头基)通过联接基团(spacer group)采用化学键联接在一起 的一种表面活性剂。与普通表面活性剂的分子结构不同，Gemini表面活性剂分 子中至少含有两个亲水基团和两个疏水基团。从Gemini表面活性剂的分子结构可知，Gemini表面活性剂的活性成份间紧 密接触，而且不破坏其头基的亲水特征，从而使得这类表面活性剂呈现出极高 的表面活性。该表面活性剂既增强了碳氢链的疏水作用，也通过联接基团调整 了亲水基团的距离，改变了单元分子的几何形状，使得胶束表面电荷密度、水 化程度及胶東形状发生了变化，具有了更低的临界胶束浓度(cmc)，更低的 Krafft点，更好的润湿性和良好的钙皂分散力，能更有效地降低表面张力，与 其他表面活性剂有良好的复配协同作用，从而在造纸、选矿、洗煤、釆油、污 水处理、食品加工等行业具有广阔的应用前景。与传统的表面活性剂相比，Gemini表面活性剂具有如下特性1) 、具有相当低的临界胶束浓度。2) 、 Gemini表面活性剂更容易吸附在两相界面上，远比普通表面活性剂高效。3) 、 Gemini表面活性剂的亲油基团在界面上排列得更加紧凑(当2个亲水基 团之间的连接基团只有4个碳原子(或更少)时尤为明显)，这就使得其在界面上 产生了一层自黏性薄膜，它在气/液界面意味着能有效降低表面张力，形成更稳 定的泡沫；在液/液界面意味着可形成稳定的乳状液；在固/液界面意味着更稳定的固体分散。4)、 Gemini表面活性剂与其它表面活性剂之间更有可能进行协同作用。对 于离子型Gemini表面活性剂而言，其离子头基团带有两倍的电荷，使得固体小 颗粒能稳定地分散并悬浮在水中，以及和其它类型表面活性剂之间可能存在更 强的相互作用(由于一种表面活性剂与其它表面活性剂的协同作用在很大程度上取决于两种表面活性剂的亲水基团间相互作用的强度)。国外对Gemini型表面活性剂的研究始于20世纪70年代。1971年，Bunton等首次合成了 一族双阳离子头基双烷烃链表面活性剂，测定了它们的临界胶团 浓度(cmc),并将其用作有机反应催化剂(J.Org.Chem. ，1971，36 (16):2346),从 此揭开了此类表面活性剂系统研究工作的序幕。Menger等于1991年制备出以苯 二甲基为连接基的季铵盐型表面活性剂，并将其命名为Gemini型表面活性剂 (J. Am. Chem.Soc. ,1991,113:1451)。随后，各类Gemini表面活性剂就开始不断 涌现。Zhu等釆用二元醇二环氧甘油醚与长链脂肪醇反应，再与溴乙酸反应，制 备出了一种阴离子型Gemini表面活性剂(J. Colloid Interface Sci. ， 1993， 158:40)。 Masuyama等以二元醇二环氧甘油醚为原料，与高级醇酯化后，再与丙 垸磺化内酯反应，制备出带双键的Gemini表面活性剂，该表面活性剂可被臭氧 分解，属环保型和生物降解型产品(Langmuir, 2000,16: 368)。 Menger等以糖苷 为原料，合成了绿色环保的阳离子Gemini表面活性剂(J. Am. Chem. Soc., 2001， 123:875)。 Jul ian等合成了 一种光敏型Gemini表面活性剂，在光照条件下会发 生颜色变化，具有一些特殊的用途(Langmuir, 2002， 18: 7837)。国内对Gemini表面活性剂的研究起步较晚，但许多学者已经认识到其的研 究价值，正在加大对其的研究力度，近年来，不断有新的Gemini表面活性剂见 诸报道。比如，CN1803270A公开了一种N1,N1，N5,N5-四乙基-N1，N5-二烷基-3-氧代戊烷-1，5-二溴化铵的新型Gemini表面活性剂及其合成方法；CN1817430A 公开了 一种以双酚A、长链烷基溴和氯磺酸为主要原料制备新型双瞇双苯磺酸盐双子表面活性剂的制备方法；CN1966137A公开了 一种含吡啶基的阳离子型 Gemini表面活性剂的制备方法，且该Gemini表面活性剂能用于清洗、杀菌和相 转移催化等领域；CN101007246A公开了一种新型的阳离子Gemini表面活性剂制 备方法，该方法以四氢呋喃为溶剂，叔胺与对苄基烯丙基卤化物反应制备阳离 子Gemini表面活性剂，且该表面活性剂与传统的阳离子表面活性剂N，N'-二甲基苄基十六烷基氯化铵相比，具有更低的临界胶束浓度和较低的表面张力。李 晨等以壬基酚、1,4-二溴丁烷和氯磺酸为主要原料，通过三步反应合成出了磺 酸型阴离子Gemini表面活性剂(应用化工，2007, 36 (5): 425-427， 456 )。虽然Gemini表面活性剂作为新一代的表面活性剂具有许多优良性能，并已 有少数几个品种实现了工业化生产，但是目前Gemini表面活性剂均存在合成步 骤长、使用原料昂贵等缺点，要实现大规模工业化生产以及取代传统表面活性 剂还存在一定的困难。而且，由于现有Gemini表面活性剂的油溶性基团多为碳 -氢基团，其表面活性及其它性能尚有不尽如人意之处。因此，研发新型的Gemini 表面活性剂成为本专利技术需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的Gemini表面活性剂及其合成方法，该表 面活性剂具有以三嗪环为连接基的分子结构，原料易得，制备方法简单，反应 条件易于控制。本专利技术的新型Gemini表面活性剂具有通式(I )表示的结构<formula>complex formula see original document page 6</formula>其中n表示7~13的奇数； R表示<formula>complex formula see original document page 6</formula> 本专利技术中通式(I )表示的Gemini表面活性剂的合成方法是 将三聚氯氰与通式(II )表示的直链烷胺反应，得到通式(III)表示的化 合物，CH3(CH2)nNH2 ni、CH3(CH2)nNH^ \l(in)、ci其中 . n表示7~13的奇数。通式(III)表示的化合物再与氨基乙磺酸钠反应，得到通式(IV)表示的 化合物，CH3(CH2)nNH\-NN ^~CI (IV) Na03SCH2CH2NH其中:.n表示7~13的奇数。通式(IV)表示的化合物接着与通式(V)表示的化合物反应，即得到通 式(I )表示的Gemini表面活性剂，NH2RNH2(V)其中R表示—(CH2)m—(m= 2 ~ 6) 其具体的反应过程为中的一种,N-CI-.CI、、N +CH3(CH2)nNH2-N-CH3(CH2)nNH-'CIN + HCI <formula>complex formula see original document page 8</formula>本专利技术中含三嗪环的Gemi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含三嗪环的Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂，具有通式（Ⅰ）表示的结构：　＊＊＊　（Ⅰ）　其中：　ｎ表示７～１３的奇数；　Ｒ表示－（ＣＨ↓［２］）↓［ｍ］－（ｍ＝２～６）、＊＊＊、＊＊＊中的一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志勇，王文生，朱海林，郭建峰，王建龙，曹端林，李歆，赵素粉，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]