一种对称型阳离子表面活性剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种对称型阳离子表面活性剂及其制备方法，所说的表面活性剂为具有式（１）所示结构的化合物；式（１）中，Ｒ选自Ｃ１１～Ｃ１７烷基中的一种或者含有不饱和双键的基团；Ｘ为卤素；ｎ为２～６的整数；所说的对称型阳离子表面活性剂由相应的叔胺与二卤烷烃反应制得；本发明专利技术的对称型阳离子表面活性剂与传统表面活性剂相比，具有性能优异，工艺简单，原料易得，反应条件温和，收率较高，成本低廉，易于工业化生产等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种Gemini表面活性剂及其制备方法，具体涉及。
技术介绍
Gemini表面活性剂又称为双子表面活性剂。1946年，Frederie等人开发洗涤剂助剂的美国专利USA524218131首次给予报导，而真正系统开展这类新颖表面活性剂的研究工作则是从1991年开始，美国Emory大学的Menger等合成了以刚性基团联接离子头基的双烷烃链表面活性剂，并命名为Gemini表面活性剂。 Gemini表面活性剂分子结构中，由于两个离子头基的联接基团是通过化学键连接，由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接，致使其碳氢链间更容易产生强相互作用，既加强了碳氢链间的疏水结合力，而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱，这就是Gemin表面活性剂与普通单链单头基表面活性剂相比较，具有高表面活性的根本原因。这种通过化学键联接方法提高表面活性的方法和以往所用的物理方法不同，在概念上是一个突破，这种Gemini表面活性剂是结构新颖的新一代表面活性剂，具有优良的性能。 Gemini表面活性剂的特殊性能 (1)更易吸附在气/液表面，从而更有效地降低水的表面张力； (2)更易聚集生成胶束，因而有更低的临界胶束浓度； (3)具有很低的Kraff点和很好的水溶性； (4)与普通表面活性剂间的复配能产生更大的协同效应 (5)具有良好的钙皂分散性能； (6)在很多场合是优良的润湿剂。 Gemini表面活性剂的成功合成是表面活性剂研究领域的一种巨大突破，它开辟了表面活性剂科学研究领域的新途径，决定了它在表面活性剂家族的特殊地位，引起了人们极大的兴趣。由于Gemini表面活性剂独特的结构表现出了独特的性能，因而有更加广泛的应用。Gemini表面活性剂作为一类性能卓越的新型表面活性剂，具有高的表面活性，好的水溶性和流变性等多种优点，但美中不足的是，Gemini表面活性剂价格昂贵，大多数还只是实验室阶段产品，真正离大规模工业化还有一段距离。不能工业生产，就不具备商业价值和现实意义。因此，优化现有的合成工艺，降低表面活性剂的生产成本，是一项至关重要的任务。目前实验室能合成出的Gemini表面活性剂已有一百多种，从其结构类型和合成路线来看，大多数合成步骤长、合成条件苛刻，所用原料昂贵，阻碍了工业化的进程。
技术实现思路
本专利技术的目的之一就是提供一种对称型阳离子表面活性剂； 由于其R基团既可为选自C11～C17烷基中的一种又可以为含有不饱和双键的基团，根据相应的制备方法又将其称为为不可聚合对称型阳离子表面活性剂和可聚合对称型阳离子表面活性剂。 本专利技术的另一目的就是提供这种对称型阳离子表面活性剂的制备方法。 本专利技术的对称型阳离子表面活性剂具有更高的表面活性，由于CMC值低，可作高效增溶剂，用量少，刺激性相对较低。 本专利技术的制备方法工艺简单，原料易得，反应条件温和，收率较高，成本低廉，易于工业化。 本专利技术的一种对称型阳离子表面活性剂是具有式(1)所示结构的化合物 式(1)中，R为选自C11～C17烷基中的一种或者为含有不饱和双键的基团；X为卤素；n＝2～6。 其中X为CI或Br。 所述的不饱和双键的基团为具有式I、II、III或IV所示结构的基团中的一种。 本专利技术的一种R为C11～C17烷基的对称型阳离子表面活性剂的制备方法，依次由以下步骤完成 (1)R为C11～C17烷基的对称型阳离子表面活性剂粗品的合成 取二卤烷烃，R基团碳数为11～17的叔胺和溶剂于反应器中，其中R基团碳数为11～17的叔胺与二卤烷烃的摩尔比为2～2.4，溶剂体积(mL)与反应原料的质量(g)比为7～9；将上述物质混合均匀后，搅拌下升温至40～80℃，冷凝回流6-8小时，待反应液中有固体析出且呈粘稠状时，冷却至室温后过滤得白色固体，即得R为C11～C17烷基的对称型阳离子表面活性剂粗产品； 所述的二卤烷烃为1，2-二溴乙烷、1，3-二溴丙烷、1，4-二溴丁烷、1，5-二溴戊烷、1，6-二溴己烷、1，4-二氯丁烷、1，5-二氯戊烷或1，6-二氯己烷中的一种； 所述的R基团碳数为11～17的叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、十八烷基二甲基叔胺、十二/十四烷基二甲基叔胺或者十六/十八烷基二甲基叔胺中的一种； 所述的溶剂为乙腈、丙酮或四氢呋喃中的一种； (2)R为C11～C17烷基的对称型阳离子表面活性剂的精制 将上述步骤中所制备的粗品用溶剂多次洗涤后烘干，用醇溶剂重结晶，过滤，所得白色固体即为R为C11～C17烷基的对称型阳离子表面活性剂。 所述的溶剂为乙腈、丙酮或四氢呋喃； 所述的醇溶剂为蒸馏过的甲醇或95％乙醇。 本专利技术的一种R为含有不饱和双键基团的对称型阳离子表面活性剂的制备方法，依次由以下步骤完成 (1)R为含有不饱和双键基团的对称型阳离子表面活性剂粗品的合成 取二卤烷烃、阻聚剂、R基团为含有不饱和双键基团的叔胺和溶剂于反应器中，其中R基团为含有不饱和双键基团的叔胺与二卤烷烃的摩尔比为2.～2.4，反应原料与阻聚剂的质量比为250～1000，溶剂体积(mL)与反应原料的质量(g)比为7～9；将上述物质混合均匀后，搅拌下升温至40～80℃，冷凝回流6-8小时，待反应液中有固体析出且呈粘稠状时，冷却至室温后过滤得白色固体，即得R为含有不饱和双键基团的对称型阳离子表面活性剂粗品； 所述的二卤烷烃为1，2-二溴乙烷、1，3-二溴丙烷、1，4-二溴丁烷、1，5-二溴戊烷、1，6-二溴己烷、1，4-二氯丁烷、1，5-二氯戊烷或1，6-二氯己烷中的一种； 所述的R基团为含有不饱和双键基团的叔胺为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酰胺、丙烯酸二甲氨基乙酰胺中的一种； 所述的阻聚剂为对苯二酚或者对羟基苯甲醚(均为试剂级)； 所述的溶剂为乙腈、丙酮或四氢呋喃中的一种； (2)R为含有不饱和双键基团的对称型阳离子表面活性剂的精制 将上述步骤中所制备的粗品用溶剂多次洗涤后烘干，用醇溶剂重结晶，过滤，所得白色固体即为R为含有不饱和双键基团的不对称型阳离子表面活性剂； 所述的溶剂为乙腈、丙酮或四氢呋喃中的一种； 所述的醇溶剂为蒸馏过的甲醇或95％乙醇。 制备本专利技术的R为C11～C17烷基(又称不可聚合)的对称型阳离子表面活性剂的反应式如下 其中n为2～6的整数，R选自C11～C17烷基中的一种，X表示Br或者C1，溶剂为乙腈、丙酮或四氢呋喃中的一种。 制备本专利技术的R为含有不饱和双键基团(又称可聚合)的对称型阳离子表面活性剂的反应式如下 其中n为2～6的整数，R为含有不饱和双键的基团，X表示Br或者C1，溶剂为乙腈、丙酮或四氢呋喃中的一种，阻聚剂为对苯二酚或对羟基苯甲醚(均为试剂级)。 本专利技术所提供的不可聚合对称型阳离子表面活性剂制备方法工艺简单，收率较高；其分子结构中含有两个疏水基和两个亲水基(1)因为具有更高的表面活性，可以用于生产高效洗涤剂、乳化剂。在减少用量的情况下，达到甚至超过单链表面活性剂的效果；(2)由于C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对称型阳离子表面活性剂，其特征在于是具有式（１）所示结构的化合物：＊＊＊（１）式（１）中，Ｒ为选自Ｃ１１～Ｃ１７烷基中的一种或者为含有不饱和双键的基团；Ｘ为卤素；ｎ＝２～６。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹其超，伍小憩，张金枝，柴仕淦，
申请(专利权)人：湖北大学，黄石龙骏化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]