一种含羟基联接基团的非离子糖基型双子表面活性剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含羟基联接基团的糖基型双子表面活性剂及其制备方法，步骤如下：（1）中间体1,3‑双（长链烷基氨基）‑2‑丙醇的制备；（2）含羟基联接基团的非离子糖基型双子表面活性剂的制备：将葡萄糖酸内酯和碱溶解于甲醇，室温搅拌3h后，加入步骤（1）制得的1,3‑双（长链烷基氨基）‑2‑丙醇，回流6h，反应结束后趁热过滤，取滤液，旋干溶剂，真空干燥得到粗产品黄色油状物质，柱层析分离纯化，得到产品。本发明专利技术所得表面活性剂不仅具备双子表面活性剂的高表面活性等优点，还兼有糖基表面活性剂环境友好、性质温和的特点，合成工艺比较简单，设备要求低，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种含羟基联接基团的非离子糖基型双子表面活性剂及其制备方法
本专利技术属于表面活性剂合成
，具体涉及一种含羟基联接基团的非离子糖基型双子表面活性剂及其制备方法。
技术介绍
表面活性剂是重要的工业助剂，素有“工业味精”之称。表面活性剂分子结构的两亲性决定了它自发地在溶液内部聚集和在界面上吸附这两个基本特性，因而衍生出许多作用功能，如洗涤、增溶、乳化、润湿、发泡等，从而可以应用于许多工业领域。因此，探索并合成具有高表面活性的新型表面活性剂一直是表面活性剂学科长期研究的主题。双子表面活性剂是由一个联接基团通过化学键将两个两亲分子在其头基或靠近头基处连接在一起构成的特殊结构，既增强了疏水基之间的疏水相互作用，又使离子亲水基之间的排斥作用因联接基团的限制而大大削弱，因此相对于传统的表面活性剂，双子表面活性剂具有更低的临界胶束浓度、更高的表面活性、更丰富的自组装行为等优异性能，而在日用化工、油气开采、纳米材料等领域表现出潜在的应用前景。近年来，随着人们环保意识的增强以及化石资源的紧缺，以易于生物降解的生物质资源代替化石资源开发新型高表面活性的表面活性剂已引起高度重视。开发利用生物质资源生产双子表面活性剂符合当前表面活性剂绿色化与高表面活性的发展要求，其中最典型的一类就是糖基双子表面活性剂。糖基双子表面活性剂一般是以天然可再生的糖类以及糖类衍生物作为原料制备的环境友好型“绿色”表面活性剂，其主要类别有烷基糖苷型、烷基糖（酰）胺型、糖基联接基团型、特种糖基型等，将糖基的绿色性和双子表面活性剂的高效性有机结合起来，为表面活性剂的发展开拓了新的思路，在日用化工、医药等行业表现出巨大的发展潜力。烷基糖（酰）胺型双子表面活性剂，是以糖基体作为亲水头基，由氮原子将联接基团、疏水碳链和糖基亲水头基连接在一起的双子表面活性剂，具有特殊的多羟基聚集结构。相比其它类型的糖基双子表面活性剂，烷基糖（酰）胺型双子表面活性剂的合成步骤相对较少、操作简单、突出的表面活性及丰富的自组装行为，因此成为研究最多的糖基双子表面活性剂。目前，已报道的有以聚亚甲基、聚乙氧基、酰胺基、羟基作为联接基团和以单糖（如葡萄糖）、双糖（如乳糖）糖基体作为亲水头基的烷基糖（酰）胺双子表面活性剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含有羟基联接基团的非离子糖基型双子表面活性剂及其合成方法。本专利技术的技术方案如下：一种含羟基联接基团的非离子糖基型双子表面活性剂，其特征在于，其结构如下式所示：式中n=8,12,14所述的含羟基联接基团的非离子糖基型双子表面活性剂的制备方法，步骤如下：（1）中间体1,3-双（长链烷基氨基）-2-丙醇的制备：将脂肪胺溶解于异丙醇，然后将环氧氯丙烷加至上述溶液，回流16h后，加入氢氧化钠的乙醇溶液，继续反应2h，反应结束后抽滤，取滤饼，用乙酸乙酯重结晶两次，得到中间体1,3-双（长链烷基氨基）-2-丙醇；（2）含羟基联接基团的氨基酸型双子表面活性剂的制备：将葡萄糖酸内酯和碱溶解于甲醇，室温搅拌3h后，加入约1/4倍的步骤（1）所得中间体1,3-双（长链烷基氨基）-2-丙醇，回流6h，反应结束后趁热过滤，取滤液，旋干溶剂，柱层析分离纯化，得到产品；具体反应式如下：。所述步骤（1）中的脂肪胺为辛胺，十二胺或十四胺。所述步骤（1）中脂肪胺与环氧氯丙烷的摩尔比为1:2.2。所述步骤（1）中氢氧化钠的乙醇溶液的质量浓度为10%，以1mol脂肪胺为基准需要氢氧化钠的乙醇溶液200mL。所述步骤（2）中1,3-双（长链烷基氨基）-2-丙醇与葡萄糖酸内酯的摩尔比为1:4。所述步骤（2）中的碱为NaOH或KOH。所述步骤（2）中碱与葡萄糖酸内酯的摩尔比为1:6。本专利技术的有益效果：1、本专利技术糖基表面活性剂不仅具备双子表面活性剂的高表面活性等优点（其临界胶束浓度低至10-5数量级，表面张力在27mM/m附近），还兼有糖基表面活性剂环境友好、易于生物降解、性质温和的特点，是一种具有广阔应用前景的表面活性剂，可应用于日用化工、医药等行业。2、本专利技术合成工艺比较简单，采用两步反应，在第二步合成过程中，将葡萄糖酸内酯和碱溶解于甲醇，室温搅拌3h后，加入约1/4倍的中间体1,3-双（长链烷基氨基）-2-丙醇，回流6h。采用强碱（氢氧化钠、氢氧化钾）为催化剂，即葡萄糖酸内酯和强碱先反应3h，主要原因是仲胺不容易将内酯环打开，所以先加强碱将其内环打开，然后再与中间体进行酰胺化反应。粗产物经柱层析分离纯化，产率可达50%左右。附图说明图1为糖基双子表面活性剂N,Nʹ-十四烷基-N,Nʹ-双(葡萄糖)-2羟基丙二酰胺（Glu(14)-3(OH)-Glu(14)）的1HNMR（ppm，溶剂：CD3OD）谱图。图2为糖基双子表面活性剂N,Nʹ-十二烷基-N,Nʹ-双(葡萄糖)-2羟基丙二酰胺（Glu(12)-3(OH)-Glu(12)）的1HNMR（ppm，溶剂：CD3OD）谱图。图3为Glu(14)-3(OH)-Glu(14)粗产物在不同温度下（其它工艺参数不变）的TLC示意图：(a)室温,(b)回流。图4为Glu(14)-3(OH)-Glu(14)粗产物在不同投料比下（其它工艺参数不变）的TLC示意图：(a)1:2,(b)1:3，(c)1:4。图5为Glu(14)-3(OH)-Glu(14)粗产物在有无碱（催化剂）存在下（其它工艺参数不变）的TLC示意图：(a)无,(b)有。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限制本专利技术的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述专利技术的内容作出一些非本质的改进和调整。实施例1本实施例的含羟基联接基团的非离子糖基型双子表面活性剂及其制备方法，步骤如下：（1）中间体1,3-双（十四烷基氨基）-2-丙醇的制备：在250mL三口烧瓶中加入十四胺20.30g（约合0.095mol）、异丙醇50mL，搅拌下向上述溶液中加入3.80g（0.041mol）环氧氯丙烷，回流16h后，加入10%氢氧化钠的乙醇溶液20mL（NaOH1.98g），再继续搅拌2h，停止反应；将体系冷却后，抽滤，取得滤饼，用乙酸乙酯重结晶两次，即得到中间体1,3-双（十四烷基氨基）-2-丙醇；（2）含羟基联接基团的糖基型双子表面活性剂的制备：在100mL三口烧瓶中加入3.34g葡萄糖酸内酯（0.019mol）、0.12g（0.003mol）氢氧化钠和50mL甲醇，室温搅拌3h后，加入2.27g中间体（0.0047mol），回流6h，反应结束后趁热抽滤，取得滤液，旋干溶剂，真空干燥得到粘稠黄色固体，将所得粘稠固体采用柱层析方法分离纯化，具体条件为：碱性氧化铝装柱，采用梯度洗脱，收率为51.3%。实施例2（1）中间体1,3-双（十二烷基氨基）-2-丙醇的制备：在250mL三口烧瓶中加入十二胺17.61g（约合0.095mol）、异丙醇50mL，搅拌下向上述溶液中加入3.80g（0.041mol）环氧氯丙烷，回流16h后，加入10%氢氧化钠的乙醇溶液20mL（NaOH1.98g），再继续搅拌2h，停止反应；将体系冷却后，抽滤，取得滤饼，用乙酸乙酯重结晶两次，即得到中间体1,3-双（十二烷基氨基）-2-丙醇；（2）含羟基联接基团的糖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含羟基联接基团的非离子糖基型双子表面活性剂，其特征在于，其结构如下式所示：

【技术特征摘要】
1.一种含羟基联接基团的非离子糖基型双子表面活性剂，其特征在于，其结构如下式所示：式中n=8,12,14。2.根据权利要求1所述的含羟基联接基团的非离子糖基双子表面活性剂的制备方法，其特征在于步骤如下：（1）中间体1,3-双（长链烷基氨基）-2-丙醇的制备：将脂肪胺溶解于异丙醇，然后将环氧氯丙烷加至上述溶液，回流16h后，加入氢氧化钠的乙醇溶液，继续反应2h，反应结束后抽滤，取滤饼，用乙酸乙酯重结晶两次，得到中间体1,3-双（长链烷基氨基）-2-丙醇；（2）含羟基联接基团的非离子糖基型双子表面活性剂的制备：将葡萄糖酸内酯和碱溶解于甲醇，室温搅拌3h后，加入步骤（1）所得中间体1,3-双（长链烷基氨基）-2-丙醇，回流6h，反应结束后趁热过滤，取滤液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞娟，马丽，杨许召，尹志刚，梅子坤，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：发明
国别省市：河南,41