本发明专利技术公开了一种阴离子磺酸型双子表面活性剂ＤＴＭ的合成方法，包括以下步骤：（１）在反应釜中加入催化剂水溶液，然后分别加入乙二胺和适量２－氯乙基磺酸钠，搅拌均匀；（２）在４０－１００℃下反应４－１２ｈ后，恢复室温；（３）加入适量溶剂后，搅拌下缓慢加入适量月桂酰氯Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］ＣＯＣｌ，所述月桂酰氯Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］ＣＯＣｌ中的ｎ分别为７、９、１１、１３、１５；加完酰氯后，升温至４０－８０℃下反应２－１２小时，趁热出料；（４）反应体系冷却后成膏体，加入适量溶剂后过滤，干燥后为该表面活性剂。本发明专利技术所提供的方法所需原料价廉易得，反应条件温和，操作更加简便，反应进行完全，无须中间体的提纯，产物易于纯化，真正实现了一锅反应。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新的一锅大规模合成具有下列式(1 )的阴离子磺酸型双 子表面活性剂(DTM)的方法其中，n = 6， 8, 10， 12， 14;该表面活性剂具有广泛用于洗涤、化妆品、釆油等领域的前景。双子表面活性剂(gemini或dimeric surfactant)是通过一个连4妻基以化^ 学键的方式将两个传统表面活性剂分子连接而成，分子中含有2个亲水基团 及2个亲油《连。1936年，Kreimeier等报导了以乙炔作为连接基将两个醇分子连接在一 起的双亲化合物，该结构被后世公认为最早的双子表面活性剂，但当时并未 引起足够的重视。直到1971年，Bunton等才首先对烷基-a，w-双烷基双曱 基烷基溴化铵的合成以及表面性质、临界胶束浓度等方面的研究进行了报 导。1974年，Deinega等合成了一组新型两亲分子，离子头分别与一个亲油 性的长链碳氢连接。1991年，Menger等合成了双烷基表面活性剂，由于其 结构类似于天文学上的双子星座，因此给这种两亲分子命名为"Gemini(天文 学上的'双子星座，)表面活性剂"。后来，美国纽约城市大学的Rosen小组和 Zana小组等采用这一命名系统研究了 PEO和PPO作为连接基的双子表面活( H2)n CH3( H2) CH
技术介绍
性剂的合成及其表面性能。近年来，世界各国多个研究小组都对双子表面活性剂的研究兴趣异常高 涨，目前，国外已经合成了阴离子、阳离子、非离子及两性离子型的多种Gemini表面活性剂。例如上世纪90年代，日本的Okahara研究小组率先合 成了双磺酸盐阴离子Gemini表面活性剂，与传统单链表面活性剂相比，这 些新型表面活性剂不仅具有良好的水溶性，并且能在极低的浓度下形成胶 束，也能更有效地降低溶液的表面张力。尽管国内外对双子表面活性剂进行了大量的研究，但是由于双子表面活 性剂的结构特点，其合成方法一般都条件苛刻、操作繁复，从而导致合成成 本高昂，大规模工业化缺乏必要的经济性，这使得真正工业化生产的双子表 面活性剂品种稀少，特别是具有良好综合性能(表面活性、耐温耐盐性等) 的阴离子类双子表面活性剂的品种更少。对于本专利技术所提到的DTM阴离子磺酸型双子表面活性剂，可广泛用于 洗涤、增溶、乳化以及三次采油等领域。在2006年，西南石油大学的胡星 琪、赵田红等报导了其合成方法(一种双酰胺双磺酸盐双子表面活性剂及其 合成方法，CN1935346),如下面反应方案1显示反应方案1其中，n = 6, 8， 10, 12, 14;根据上面的反应方案l, l分子化合物(2)与2分子的2-溴乙基磺酸 钠在碱性水条件下，50-70°C， 6-8小时缩合，然后向反应体系中加入大 量乙醇，从而析出中间体化合物(3)。该中间体化合物(3)进一步在丙酮 水溶液中，在三乙胺的作用下与所述酰氯CnH2n + ,COCl酰胺化，其中n分别 为7、 9、 11、 13、 15,在滴加酰氯的过程中，同时滴加三乙胺/丙酮溶液，H H13)CH^。TM在一定温度下反应5-8h后，冷却析出，过滤，用无水乙醇洗涤，干燥后为 目标产物DTM。同时，赵田红等还报导了另外一种合成方法(彭国峰，蒋燕武，赵田红 等。阴离子型Gemini表面活性剂的合成与表征。精细石油化工进展，2007, 8 (3 ): 50- 53。)，如下面反应方案2显示<formula>formula see original document page 5</formula>根据上面的反应方案2， 1分子的化合物(2)与两分子的所述酰氯 CnH2n+1COCl (其中n分别为7、 9、 11、 13、 15 )在曱苯中三乙胺作用下酰 胺化得到一个双酰胺(4)，该双酰胺经丙酮纯化后，在碳酸钠作用下与2 -溴乙基磺酸钠发生取代反应后，经乙醇纯化后得到目标化合物DTM。在上述方案l中，其中第一步骤中使用了昂贵的2-溴乙基磺酸钠，并 且还涉及中间体(3)的提纯，这对于成本控制和实际工业操作带来了不利 之处。在第二步骤中多个原料同时滴加，也给实际的操作控制带来了不稳定 因素。而且，两个步骤无法在一锅中实现，因此，该方法不适合于大规模工 业化。在上述方案2中，同样也存在两个无法在一锅中实现的两个步骤，也用 到了昂贵的2-溴乙基磺酸钠，而且还用到了较昂贵且有毒的曱苯溶剂，因 此将此方法用于大规模生产也是不适当的。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种更加方便、便宜 和有效的方法来制备双子表面活性剂DTM。本专利技术所采用的技术方案如下，包括以下步骤(1) 在反应釜中加入催化剂水溶液，然后分别加入乙二胺和适量2-氯乙基磺酸钠，搅拌均匀；(2) 在40- 100。c下反应4-12h后，恢复室温；(3) 加入适量溶剂后，搅拌下緩慢加入适量月桂酰氯CnH2n+1COCl， 所述月桂酰氯CnH2n+,COCl中的n分别为7、 9、 11、 13、 15;加完酰氯后， 升温至40-80。c下反应2-12小时，趁热出料；(4) 反应体系冷却后成膏体，加入适量溶剂后过滤，干燥后为该表面 活性剂。优选地，在所述步骤(l) ~ (3)中的物料配比(摩尔比)为乙二胺 催化剂2-氯乙基磺酸钠月桂酰氯=1: 4-5: 2~3: 2~3。优选地，所述催化剂是选自氢氧化钠、三乙胺、碳酸钠、氢氧化钾、氢 氧化锂等的一种或多种。优选地，所述溶剂是选自丙酮、水、四氢呋喃、2-丁酮等的一种或多种。与现有技术相比，本专利技术所提供的方法所需原料价廉易得，反应条件温 和，操作更加简便，反应进行完全，无须中间体的提纯，产物易于纯化，真 正实现了一锅反应，大幅提高了产率，降低了生产成本，极易实现工业化， 具有极高的市场化前景。本专利技术的目标物表面活性优良，以dtm-12为例， 其在临界胶束浓度下的表面张力为25.4mN/m,其临界胶束浓度为0.007wt% 。附图说明图1是本专利技术dtm - 12的y - c曲线(30°c );图2是本专利技术双子表面活性剂dtm- 12的红外谱图。具体实施例方式本专利技术所合成的阴离子磺酸型双子表面活性剂为乙撑-双(N-乙磺酸盐基-烷基酰胺)简记为DTM,当n = 6、 8、 10、 12、 14时分别简记为DTM-6、 DTM-8、 DTM-10、 DTM-12、 DTM-14,其结构式如下S03Na 〈。3Na(9H2)n ( H2)n CH3 CH3其中；n = 6， 8, 10, 12, 14。该表面活性剂的合成原理采用的是先取代后酰胺化方法，其原理如下ci 〈 〈CICH2CH2S03Na 、 n 〉 〉H^0NH -^-> "^^LNaOH NaOH "H2Wacetone (+H2)n ( <pH2)nDTM其中；n = 6， 8, 10， 12, 14。实施例1制备DTM- 12:在200L反应釜中，加入NaOH ( 6kg， 150mol),溶于50kg水搅拌溶 解，再倒入乙二胺(1.8kg, 29.95mol),随后加入2 -氯乙基磺酸钠(12.92kg, 70mol),在60。C,反应8h后，将体系温度降至室温后，向体系加入15kg 丙酮或丁酮，随后通过高位本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种阴离子磺酸型双子表面活性剂ＤＴＭ的合成方法，包括以下步骤： （１）在反应釜中加入催化剂水溶液，然后分别加入乙二胺和适量２－氯乙基磺酸钠，搅拌均匀； （２）在４０－１００℃下反应４－１２ｈ后，恢复室温； （３）加入适量溶剂后，搅拌下缓慢加入适量月桂酰氯Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］ＣＯＣｌ，所述月桂酰氯Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］ＣＯＣｌ中的ｎ分别为７、９、１１、１３、１５；加完酰氯后，升温至４０－８０℃下反应２－１２小时，趁热出料； （４）反应体系冷却后成膏体，加入适量溶剂后过滤，干燥后为该表面活性剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王继宇，李俊秀，冯玉军，高冬梅，王碧清，黄晶，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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