一种由松香基二肽表面活性剂形成的粘弹溶液制造技术

本发明专利技术公开了一种由松香基二肽表面活性剂形成的粘弹溶液，属于天然产物表面活性剂的合成与应用领域。本发明专利技术合成了一种松香基二肽表面活性剂R‑11‑2‑Na将该表面活性剂(R‑11‑2‑Na)与氯化胆碱(ChCl)以一定比例复配可形成具有良好粘弹性的溶液。本发明专利技术的表面活性剂的浓度在140‑300mmol·L

【技术实现步骤摘要】
一种由松香基二肽表面活性剂形成的粘弹溶液
本专利技术涉及一种由松香基二肽表面活性剂形成的粘弹溶液，属于天然产物表面活性剂的合成与应用领域。
技术介绍
表面活性剂形成的粘弹溶液在个人护理品、油田压裂液、流体减阻剂等领域表现出广泛的应用前景。表面活性剂粘弹溶液主要是由表面活性剂在溶液中形成的不对称聚集结构相互交联而形成，不仅需要合适的浓度和温度，还需要合适的表面活性剂分子结构。在目前研究所涉及的粘弹溶液体系中，绝大部分都是阳离子表面活性剂形成的体系，依靠阴离子表面活性剂构筑的粘弹胶束体系则较为少见。然而，相对于阳离子构筑的体系而言，用阴离子表面活性剂为主体来构筑的粘弹溶液的优点也非常明显。阴离子表面活性剂通常具有更好的生物降解性和更低的毒性，可应用在许多阳离子表面活性剂不适宜使用的领域，如三次采油、日用品及食品加工等。此外，随着“绿色化学”的观念深入人心，传统的石油化工产品已经不再适应现代社会健康环保的理念。松香作为我国的特色且重要的林业资源，具有可再生性、可生物降解性、价格低廉等优点，产量丰富。具有三环二萜结构的松香酸是松香的主要成分，这种由二十个碳原子组成的刚性骨架结构表现出明显的疏水性。该结构还可以引入其它取代基或活性基团，易于合成多种目标化合物。氨基酸也具有可再生、可生物降解、来源丰富、结构易于修饰等优点，是绿色表面活性剂重要的原料来源。以松香和氨基酸为原料合成得到阴离子型松香基氨基酸表面活性剂，并用来构筑表面活性剂粘弹溶液，符合“绿色环保”的设计理念，符合当今世界表面活性剂行业的发展趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的是以歧化松香中的主要成分脱氢枞酸为原料，经过系列反应，在分子内引入氨基酸二肽单元，合成一种松香基二肽表面活性剂。并以这种表面活性剂为基础，加入氯化胆碱来构筑一种稳定的粘弹溶液。本专利技术的第一个目的是提供一种松香基二肽表面活性剂(R-11-2-Na)，其结构式如下：其中，M为碱金属，可以是Na或者K。在一种实施方式中，所述松香基二肽表面活性剂是以歧化松香中的主要成分脱氢枞酸为原料合成的。在一种实施方式中，所述松香基二肽表面活性剂的合成路线如下：在一种实施方式中，所述Na可以用K替代。本专利技术的第二个目的是提供一种粘弹溶液，所述粘弹溶液是基于松香基二肽表面活性剂(R-11-2-Na)的粘弹溶液。在一种实施方式中，所述粘弹溶液是将本专利技术的松香基二肽表面活性剂与氯化胆碱(ChCl)水溶液混合得到的。在一种实施方式中，所述松香基二肽表面活性剂与氯化胆碱的摩尔比为1:1。在一种实施方式中，所述粘弹溶液，R-11-2-Na/ChCl体系中，松香基二肽表面活性剂的浓度范围为140-300mmol·L-1。本专利技术的第三个目的是提供所述松香基二肽表面活性剂或者所述粘弹溶液的应用。在一种实施方式中，所述应用包括用于个人护理品、油田压裂液、流体减阻剂等。有益效果(1)本专利技术以松香的重要衍生物脱氢枞酸为原料，经过系列反应步骤，合成一种分子内含二肽单元的阴离子型松香基表面活性剂R-11-2-Na。该表面活性剂具有较好的聚集能力，其临界胶束浓度值为0.23mmol·L-1。(2)向表面活性剂R-11-2-Na溶液中加入氯化胆碱，可形成一种粘弹性极好的溶液；向R-11-2-Na的水溶液中添加有机盐氯化胆碱(ChCl)后，能够形成一种稳定的粘弹溶液，R-11-2-Na/ChCl体系的零剪切粘度可达1×103Pa·s，为松香在新型表面活性剂合成和新
的应用奠定基础。同时，添加剂氯化胆碱作为一种可食用的水溶性维生素产品，同样具有绿色环保的特征，由二者形成的粘弹溶液在食品添加剂、化妆品、三次采油等领域具有广泛的应用前景。使用K代替Na的R-11-2-Na，也有类似的效果。附图说明图1松香基二肽表面活性剂R-11-2-Na的1HNMR。图2松香基二肽表面活性剂R-11-2-Na的表面张力γ随浓度C的变化曲线图(25℃)。图3粘弹溶液R-11-2-Na/ChCl体系在不同浓度下的粘度随剪切速率的变化(25℃)。图4粘弹溶液R-11-2-Na/ChCl体系在不同浓度下的弹性模量(G′)和粘性模量(G″)随角频率(ω)的变化(25℃)。具体实施方式本专利技术的松香基二肽表面活性剂的合成路线如下：实施例1：化合物1的合成将11-氨基十一酸(20.1g,0.10mol)和甲醇(32.0g,1.00mol)混合置于500mL三颈瓶中。0℃下缓慢滴加氯化亚砜(14.3g,0.12mol)，滴加结束后，继续反应1h。在70℃下回流反应至无气体产生。减压除去甲醇。得到的粘稠液体用甲醇/乙酸乙酯重结晶三次，抽滤得到的白色固体即为化合物1。实施例2：化合物2的合成将化合物1(30.2g,0.12mol)的二氯甲烷溶液、三乙胺(44.5g,0.44mol)、脱氢枞酸(30.0g,0.10mol)和HATU(41.8g,0.11mol)混合置于500mL三颈瓶中，并加入适量4-二甲氨基吡啶作为催化剂，在35℃下反应1h。向混合物中加入水，用二氯甲烷萃取，有机层用水洗5-6次，然后用无水硫酸镁干燥。抽滤后，滤液在减压下除去溶剂。用硅胶柱层析纯化产物(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝4:1)，得到的淡黄色粘稠状液体即为化合物2，产率：85％。实施例3：化合物3的合成向250mL的单口瓶中加入NaOH(2g,0.05mol)、80mL的乙醇和0.4g水，搅拌至NaOH完全溶解，再加入化合物2(24.9g,0.05mol)，在70℃下反应3h。反应完毕后，减压除去溶剂，得到白色固体。将所得白色固体(40g,0.092mol)溶于水中，加入浓HCl使溶液呈酸性。用乙酸乙酯萃取，有机层用水洗5-6次，用无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液减压除去溶剂，得到化合物3。产率：89％。实施例4：化合物4的合成将化合物3(24.2g,0.05mol)、三乙胺(22.2g,0.22mol)、甘氨酸甲酯盐酸盐(7.5g,0.06mol)的二氯甲烷溶液和HATU(20.9g,0.055mol)混合置于500mL三颈瓶中，加入适量4-二甲氨基吡啶作为催化剂，35℃下继续反应1h。向混合物中加入水，用二氯甲烷萃取，有机层用水洗5-6次，然后用无水硫酸镁干燥。抽滤后，滤液在减压下除去溶剂。用硅胶柱层析所得产物(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝1:2)，得到的淡黄色粘稠状液体即为化合物4。实施例5：松香基二肽表面活性剂R-11-2-Na的合成向250mL的单口瓶中加入NaOH(2g,0.05mol)、80mL的乙醇和0.4g水，搅拌至NaOH完全溶解，再加入化合物4(27.7g,0.05mol)，在70℃下反应3h。反应完毕后，减压除去溶剂，得到松香基二肽表面活性剂R-11-2-Na。产率：88％。其中松香基二肽表面活性剂R-11-2-Na的1HNMR，如图1所示，从图1可以看出，该1HNMR图中的H位移与目标产物能够一一对应，并且无杂峰。说明得到了目标产物松香基二肽表面活性剂R-11-2-Na，且纯度满足后续测试要求。实施例6：表面张力的测定配制一系列不同浓度的松香基二肽表面活性剂R-11-2-Na的水溶液，实验用水为电阻率18.2MΩ·cm的超纯水，加入NaOH调节溶液的pH值为12。将配置好的表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种松香基二肽表面活性剂，其特征在于，所述松香基二肽表面活性剂的结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种松香基二肽表面活性剂，其特征在于，所述松香基二肽表面活性剂的结构式如下：2.根据权利要求1所述的松香基二肽表面活性剂，其特征在于，所述松香基二肽表面活性剂是以歧化松香中的主要成分脱氢枞酸为原料合成的。3.根据权利要求1所述的松香基二肽表面活性剂，其特征在于，所述松香基二肽表面活性剂的合成路线如下：4.一种粘弹溶液，其特征在于，所述粘弹溶液是基于权利要求1-3任一所述的松香基二肽表面活性剂的粘弹溶液。5.根据权利要求4所述的粘弹溶液，其特征在于，所述粘弹溶液是将松香基二肽表面活性剂与氯化胆碱(ChCl)水溶液混合得到的。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋冰蕾，陈景晶，杨明珠，王丹萍，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32