一种多氨基杀菌表面活性剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术一种多氨基杀菌表面活性剂及其制备方法和应用，方法包括：1)将双季戊四醇和己酰氯混合，于30～50℃下搅拌反应2～4h，得到粘稠液体中间体Ⅰ；2)将粘稠液体中间体Ⅰ加入第一溶剂，待全部溶化后加入粉末状氢氧化钠在25～35℃下搅拌反应0.5～1h，然后将3‑氯‑2‑羟丙基三甲基氯化铵加入溶液中，升温到70～90℃，反应5～7h后，将上述溶液进行抽滤，得到固体产物中间体Ⅱ；3)将固体产物中间体Ⅱ加入第二溶剂中，在搅拌下加入己二异氰酸酯，升温到40～50℃，反应3～5h，抽滤、烘干后所得即为多氨基杀菌表面活性剂。该一种多氨基杀菌表面活性剂，解决了油田开采过程中，注入水中滋生细菌对开采设备造成腐蚀，进而导致石油产量、油气质量下降的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多氨基杀菌表面活性剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及油田助剂杀菌剂，具体涉及一种多氨基杀菌表面活性剂及其制备方法和应用。
技术介绍
伴随着油田的不断被开采和利用，采收率也在逐年下降，为了提高采收率，人们通常采用化学驱的办法。但在此过程中，由于注入的水中含有大量的有机化合物，使铁细菌、硫酸盐还原菌、腐生菌等细菌大量繁殖，造成油田开采的设备不断被严重腐蚀，进而造成管道堵塞，损害油层，最终造成注水量、石油产量、油气质量的下降，造成了严重的资金损失。人们为了减少损失，就研究出了在注水的过程中加入带有杀菌性能的表面活性剂，以此减少开采设备管路的腐蚀。目前对于季铵盐类表面活性剂杀菌性能的研究已经取得了很大的进展，但伴随着细菌抗菌性的提升、使得投药量不断增加、投入成本逐年增加，开发新型高效的杀菌表面活性剂成为人们的研究热点。
技术实现思路
为解决油田开采过程中，注入水中滋生细菌对开采设备造成腐蚀，进而导致石油产量、油气质量下降的问题。本专利技术的目的在于提供一种多氨基杀菌表面活性剂及其制备方法和应用。该多氨基杀菌表面活性剂是在分子中以N+为作用基团，阳离子基团在带负电的菌体表面吸附、聚集，使细菌的细胞壁的通透性发生变化，细胞质流出，另一方面，疏水烷基由于极强的疏水作用而进入细胞的类脂层中，导致细胞中的酶蛋白变性从而失去活性，达到杀菌的效果。本专利技术所采用的技术方案是：所述一种多氨基杀菌表面活性剂的结构式为：一种多氨基杀菌表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：1)将双季戊四醇和己酰氯混合，于30～50℃下搅拌反应2～4h，冷却至室温；中和、水洗、萃取及减压蒸馏，得到粘稠液体中间体Ⅰ；2)将粘稠液体中间体Ⅰ加入第一溶剂，待全部溶化后加入粉末状氢氧化钠在25～35℃下搅拌反应0.5～1h，然后将3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵加入溶液中，升温到70～90℃，反应5～7h后，将上述溶液进行抽滤，得到固体产物中间体Ⅱ；3)将固体产物中间体Ⅱ加入第二溶剂中，在搅拌下加入己二异氰酸酯，升温到40～50℃，反应3～5h，抽滤、烘干后所得即为多氨基杀菌表面活性剂。作为本专利技术进一步改进，步骤1)中，所述双季戊四醇和己酰氯的摩尔比为1:(2.9～3.1)。作为本专利技术进一步改进，步骤2)中，所述粘稠液体中间体Ⅰ与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵添加量摩尔比为5～1。作为本专利技术进一步改进，步骤2)中，所述第一溶剂为二甲基亚砜。作为本专利技术进一步改进，步骤3)中，所述固体产物中间体Ⅱ添加量2：1mol。作为本专利技术进一步改进，步骤3)中，所述第二溶剂为二甲基甲酰胺。一种多氨基杀菌表面活性剂作为杀菌剂的应用。所述多氨基杀菌表面活性剂添加质量分数为3％，使用温度为35～45。所述多氨基杀菌表面活性剂添加量为3％(质量分数),所述菌液包含铁细菌、硫酸盐还原菌、腐生菌。含量分别为50mg/L、76mg/L、48mg/L。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：此多氨基杀菌用表面活性剂制备反应的条件温和，合成过程简单，原料廉价易得。该多氨基杀菌用表面活性剂由于含有多个N+，使得带正电荷的离子基团吸附在带负电荷的细菌表面的能力更强，使细菌的细胞壁的通透性发生变化，细胞质流出，杀菌能力更强，另一方面，疏水烷基由于极强的疏水作用而进入细胞的类脂层中，导致细胞中的酶蛋白变性失去活性。并且该多氨基杀菌用表面活性剂高效、低毒、无积累、不受pH变化影响，易分散。附图说明：图1实施例4中所得多氨基杀菌表面活性剂的合成路线；图2实施例4中所得一种多氨基杀菌表面活性剂的核磁氢谱；图3实施例4中所得杀菌率随接触时间的变化。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术一种多氨基杀菌表面活性剂，该多氨基杀菌表面活性剂具有以下结构式：原理为：多氨基杀菌表面活性剂具有优异的杀菌性能，这是因为此多氨基杀菌表面活性剂分子结构中带正电荷的离子基团吸附在带负电荷的细菌表面，使细菌的细胞壁的通透性发生变化，细胞质流出，达到杀菌的效果，另一方面，疏水烷基由于极强的疏水作用而进入细胞的类脂层中，导致细胞中的酶蛋白变性失去活性，从而起到杀菌作用。具体的，一种多氨基杀菌表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将双季戊四醇和己酰氯加入三口烧瓶中，其中所述双季戊四醇和己酰氯的摩尔比为1:(2.9～3.1)。加毕，于30～50℃下搅拌反应2～4h，冷却至室温。用氢氧化钠溶液中和，其中所述氢氧化钠溶液浓度为5％(质量分数)。水洗，用有机溶剂萃取，减压蒸馏除去溶剂，得到粘稠液体中间体Ⅰ。(2)将步骤(1)中所得粘稠液体中间体Ⅰ加入四口烧瓶中，所述粘稠液体中间体Ⅰ添加量为0.025mol。再将第一溶剂二甲基亚砜(DMSO)加入到四口烧瓶中，添加量为120mL。待全部溶化后加入粉末状氢氧化钠在25～35℃下搅拌反应0.5～1h，所述粉末状氢氧化钠添加量为4g。然后将3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵加入含有二甲基亚砜等溶剂的溶液中，所述3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵添加量为0.05mol。升温到70～90℃，反应5～7h后，将上述溶液进行抽滤，得到固体产物中间体Ⅱ。(3)将步骤(2)中的固体产物中间体Ⅱ加入第二溶剂中，所述固体产物中间体Ⅱ添加量0.02mol，所述第二溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)，添加量为29.24g。在磁力搅拌下加入己二异氰酸酯(HDI)，所述己二异氰酸酯(HDI)添加量为0.01mol。升温到40～50℃，反应3～5h，抽滤、烘干后所得即为多氨基杀菌表面活性剂。4)将步骤3)中的多氨基杀菌表面活性剂加入包含铁细菌、硫酸盐还原菌、腐生菌的菌液中，所述多氨基杀菌表面活性剂添加量为3％(质量分数)，细菌含量分别为50mg/L、76mg/L、48mg/L，用磁力搅拌器搅拌0-25h，搅拌温度40℃，测定杀菌率，评价其杀菌效果。以下结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明：实施例1将双季戊四醇和己酰氯按照摩尔比1:2.9加入三口烧瓶中，加毕，于40℃下搅拌反应3h，冷却至室温。用5％(质量分数)氢氧化钠溶液中和，水洗，用有机溶剂萃取，减压蒸馏除去溶剂，得到粘稠液体中间体Ⅰ。取粘稠液体中间体Ⅰ0.025mol加入四口烧瓶中，再将120mL二甲基亚砜(DMSO)加入到四口烧瓶中，待全部溶化后加入4g粉末状氢氧化钠在30℃下搅拌反应0.5h，然后将0.05mol3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵加入含有二甲基亚砜等溶剂的溶液中，升温到80℃，反应6h后，将上述溶液进行抽滤，得到固体产物中间体Ⅱ。将0.02mol固体产物中间体Ⅱ加入29.24g二甲基甲酰胺(DMF)中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多氨基杀菌表面活性剂，其特征在于，所述多氨基杀菌表面活性剂结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种多氨基杀菌表面活性剂，其特征在于，所述多氨基杀菌表面活性剂结构式为：





2.一种多氨基杀菌表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将双季戊四醇和己酰氯混合，于30～50℃下搅拌反应2～4h，冷却至室温；中和、水洗、萃取及减压蒸馏，得到粘稠液体中间体Ⅰ；
2)将粘稠液体中间体Ⅰ加入第一溶剂，待全部溶化后加入粉末状氢氧化钠在25～35℃下搅拌反应0.5～1h，然后将3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵加入溶液中，升温到70～90℃，反应5～7h后，将上述溶液进行抽滤，得到固体产物中间体Ⅱ；
3)将固体产物中间体Ⅱ加入第二溶剂中，在搅拌下加入己二异氰酸酯，升温到40～50℃，反应3～5h，抽滤、烘干后所得即为多氨基杀菌表面活性剂。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，侯妍，杨晓武，李刚辉，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61