一种双长链酯基季铵盐的合成方法技术

一种双长链酯基季铵盐的合成方法，属于表面活性剂技术领域。本发明专利技术方法以长链烷基脂肪酸与Ｎ－甲基二乙醇胺及三乙醇胺反应制得长链羧酸基叔胺，长链羧酸基叔胺再烷基化合成双长链酯基季铵盐。本发明专利技术使用了两步酯化反应，连续生产，原料转化率高，选择性好，所得产品的活性物含量高，产品色泽浅，具有优良的生物降解性，生态毒性低，环境相容性优异；该产品可以提高用其复配产品的档次，易配制成高浓度的产品，降低生产和包装成本，使用方便。双长链酯基季铵盐为阳离子表面活性剂，在织物柔软剂，皮革柔软剂，杀菌剂等多方面的使用方法与其他阳离子表面活性剂使用方法相同。

【技术实现步骤摘要】

，属于表面活性剂

技术介绍
本专利技术涉及到合成双长链酯基季铵盐的方法。双长链酯基季铵盐作为新型 的阳离子表面活性剂，在工业上有着广泛的应用，主要用来制造织物柔软剂，抗静电剂，杀菌剂等。20世纪90年代之前，在国际上双十八烷基二甲基氯化铵 (D1821)因其具有优异的织物柔软性能而广泛用作织物柔软剂。由于其生物降 解性问题，自20世纪九十年代开始，发达国家开始禁用，取而代之的是易生物 降解的双长链酯基季铵盐。双长链酯基季铵盐的合成过程一般用长链烷基脂肪 酸与三乙醇胺反应制得酯胺或者长链烷基脂肪酸与N-甲基二乙醇胺反应制得酯 胺，所得的双长链酯胺的含量较低，不够理想。目前对于长链烷基脂肪酸与N-甲基二乙醇胺，及三乙醇胺混合反应的方法未见报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种长链烷基脂肪酸与N-甲基二乙醇胺 及三乙醇胺混合反应制得酯胺，再烷基化合成双长链酯基季铵盐的方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案 一种双长链酯基季铵盐的合成 方法(1) N-甲基二乙醇胺:长链烷基脂肪酸:三乙醇胺的摩尔比为l:3:0.5 0.9; 称取长链烷基脂肪酸加入到反应器中，在氮气气氛的条件下，搅拌升温至 70-80°C，待其全部熔化后，加入催化剂和N-甲基二乙醇胺，升温至120 200°C， 反应3 6小时，之后再加入三乙醇胺反应2 6小时，终止反应，得到反应混 合物长链羧酸基叔胺；(2) 将反应混合物长链羧酸基叔胺降温至50-6(TC，停止通入氮气，加入溶 剂异丙醇和烷基化试剂，长链羧酸基叔胺和垸基化剂摩尔比为1:0.91 0.99,在 反应器中进行季铵化反应，50 9(TC反应8 10小时，当测得产物中游离胺含 量小于6mgKOH/g时，即可停止反应，得到目标产物双长链酯基季铵盐；所述的双长链酯基季铵盐其结构式如下<formula>formula see original document page 4</formula>式中的每个R可相同或不同，由一种带有11一19个碳原子的饱和或不饱和 的烃基表示，Rl为一CH3或一CH2CH20H， R2为一0 2012—， R3为独立选择 的Q-C3的直链或支链垸基，X'代表一种与阳离子相结合的阴离子；所述的长链烷基脂肪酸为12—20个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸； 在反应时加入催化剂，催化剂为盐酸，硫酸，对甲基苯磺酸或次磷酸，且 催化剂用量为总反应物质量的0.1% 1.5%;所述的烷基化试剂选自CrC3的硫酸酯，或磷酸酯、或者两者的混合物； 所述的烷基化试剂选自以下物质硫酸二乙基酯、硫酸二甲基酯、磷酸三 甲基酯，环氧氯丙垸。具体的反应方程式如下第一步，长链烷基脂肪酸和N-甲基二乙醇胺反应方程式为 C醒20H C證20H ，<formula>formula see original document page 4</formula>第二步，过量的长链烷基脂肪酸和少量三乙醇胺反应方程式为.-CH2CH20H c出CH20H<formula>formula see original document page 4</formula>第三步，双长链羧酸基叔胺和烷基化试剂反应，生成季铵盐，其方程式为:<formula>formula see original document page 4</formula>本专利技术的双长链酯基季铵盐为阳离子表面活性剂，具有阳离子表面活性剂 的特性，可用在织物柔软剂，皮革柔软剂，抗静电剂，杀菌剂等诸多方面。本 专利技术的双长链酯基季铵盐的具体使用方法与其他阳离子表面活性剂在织物柔软 剂，皮革柔软剂，杀菌剂等多方面的使用方法相同。本专利技术的有益效果1、 本专利技术使用了两步酯化反应的相互辅助，原料转化率高，选择性好，所 得产品的活性物含量高，产品色泽浅。2、 本专利技术方法制得的产品具有优良的生物降解性，生态毒性低，具有优异 的环境相容性，该产品的使用不仅可以提高用其复配产品的档次，而且对于保 护生态环境具有深远的影响。3、 本专利技术方法制得的产品易配置成高浓度的产品，降低生产和包装成本， 使用方便。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的描述。实施例l:称取56.9g (0.2mol)硬脂酸，加入到250mL的四口烧瓶中，在 氮气气氛的条件下搅拌升温至7(TC，待其全部熔化后，加入盐酸0.36g， N-甲基 二乙醇胺7.9g (0.067 mol),搅拌升温至160°C，保温反应3h后，加入三乙醇胺 7.9g (0.055 mol)， 160。C反应3h，测得产物酸价为3.5mgKOH/g，终止反应。将 反应混合物将至6(TC，停止加热，加入溶剂异丙醇12.48g，缓慢加入13.23￡的 硫酸二甲酯进行季铵化，滴加过程不要加热。滴加完毕后，加热到S5。C，回流 反应8h，停止反应。实施例2:称取40.07g (0.2mol)月桂酸，加入到250mL的四口烧瓶中， 在氮气气氛的条件下搅拌升温至7(TC，待其全部熔化后，加入次磷酸0.26g， N-甲基二乙醇胺7.9g (0.067 mol)，搅拌升温至160°C，保温反应3h后，加入三 乙醇胺7.9g (0.055 mol)， 160。C反应3h，测得产物酸价为3.5mgKOH/g，终止 反应。将反应混合物将至60°C，停止加热，加入溶剂异丙醇9.4g，缓慢加入12.68g 的硫酸二甲酯进行季铵化，滴加过程不要加热。滴加完毕后，加热到S5'C，回 流反应8h，停止反应。实施例3:称取45.68g (0.2mol)十四酸，加入到250mL的四口烧瓶中， 在氮气气氛的条件下搅拌升温至7(TC，待其全部熔化后，加入次磷酸0.29g， N-甲基二乙醇胺7.9g (0.067mol)，搅拌升温至160°C,保温反应3h后，加入三 乙醇胺7.9g (0.055 mol), 160。C反应3h，测得产物酸价为3.5mgKOH/g，终止 反应。将反应混合物将至60°C，停止加热，加入溶剂异丙醇10.13g，缓慢加入 12.52g的硫酸二甲酯进行季铵化，滴加过程不要加热。滴加完毕后，加热到85°C, 回流反应8h，停止反应。实施例4:称取51.29g (0.2mol)棕榈酸，加入到250mL的四口烧瓶中， 在氮气气氛的条件下搅拌升温至70°C，待其全部熔化后，加入次磷酸0.33g， N-甲基二乙醇胺7.9g (0.067 mol)，搅拌升温至160。C，保温反应3h后，加入三 乙醇胺7.9g (0.055 mol)， 160。C反应3h，测得产物酸价为3.5mgKOH/g，终止 反应。将反应混合物将至60°C，停止加热，加入溶剂异丙醇11.22g，缓慢加入 12.80g的硫酸二甲酯进行季铵化，滴加过程不要加热。滴加完毕后，加热到85"C, 回流反应8h，停止反应。实施例5:称取56.9g硬脂酸，加入到250mL的四口烧瓶中，在氮气气氛的 条件下搅拌升温至70°C,待其全部熔化后，加入硫酸0.38g， N-甲基二乙醇胺 7.9g，搅拌升温至160。C，保温反应3h后，加入三乙醇胺7.9g， 16(TC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双长链酯基季铵盐的合成方法，其特征在于：　（１）Ｎ－甲基二乙醇胺∶长链烷基脂肪酸∶三乙醇胺的摩尔比为１∶３∶０．５～０．９；称取长链烷基脂肪酸加入到反应器中，在氮气气氛的条件下，搅拌升温至７０－８０℃，待其全部熔化后，加入催化剂和 Ｎ－甲基二乙醇胺，升温至１２０～２００℃，反应３～６小时，之后再加入三乙醇胺反应２～６小时，终止反应，得到反应混合物长链羧酸基叔胺；　（２）将反应混合物长链羧酸基叔胺降温至５０－６０℃，停止通入氮气，加入溶剂异丙醇和烷基化试剂，长链羧 酸基叔胺和烷基化剂摩尔比为１∶０．９１～０．９９，在反应器中进行季铵化反应，５０～９０℃反应８～１０小时，当测得产物中游离胺含量小于６ｍｇＫＯＨ／ｇ时，即可停止反应，得到目标产物双长链酯基季铵盐；　所述的双长链酯基季铵盐其结构式如下： 　＊＊＊　式中的每个Ｒ可相同或不同，由一种带有１１－１９个碳原子的饱和或不饱和的烃基表示，Ｒ１为－ＣＨ↓［３］或－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ，Ｒ２为－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－，Ｒ３为独立选择的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［３］的直链或支 链烷基，Ｘ↑［－］代表一种与阳离子相结合的阴离子；　所述的长链烷基脂肪酸为１２－２０个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸；　在反应时加入催化剂，催化剂为盐酸，硫酸，对甲基苯磺酸或次磷酸，且催化剂用量为总反应物质量的０．１％～１．５％；　 　所述的烷基化试剂选自Ｃ↓［１］－Ｃ↓［３］的硫酸酯，或磷酸酯、或者两者的混合物；。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋惠亮，朱巧云，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]