含烯键联接基阳离子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烯键联接基阳离子双子表面活性剂，其具有上式所示的结构，其中Ｘ为卤素，ｎ为１２－１８之间的任意偶数，ｍ为１－３之间的任意整数。本发明专利技术提供的新型表面活性剂在ｍ为１时，其联接基对于对称位置的两个氮原子都相当于强吸电子基烯丙基，极大提高了氮原子的正电性，使分子有较高表面活性。其工艺合成方法简单，仅一步反应，无苛刻的反应条件，操作简单，收率高，溶剂可回收套用，无三废。适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种季铵盐类阳离子双子表面活性剂及其制备方法。
技术介绍
表面活性剂是一类精细化学品，已广泛应用工业生产、洗涤化 妆品、农药、医药、印染、三次釆油、杀菌消毒、污水处理等各个领域，目前随着表面活性剂工业的发展，双子(Gemini)表面活性剂倍 受关注。这类表面活性剂的结构特点是分子结构中同时含有两个(或 多个)亲水基和两个(或多个)亲油基。这种特殊结构使双子表面活 性剂比传统的表面活性剂有更强的降低界面张力的能力，临界胶東浓 度值一般比传统单子表面活性剂低一个或两个数量级，是一类高效表 面活性剂。陕西科技大学张昌辉等人合成了十二垸基二甲基烯丙基氯化 铵，在分子结构中把不饱和键引入分子结构中。道纯公司和黄石龙骏 公司已经有m-s-m型双子阳离子季铵盐类表面活性剂生产，其联接基基本为亚甲基饱和链。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种分子结构的联结基中含烯键的季铵盐 类阳离子双子表面活性剂。为达到上述目的，本专利技术的技术方案提供一种含烯键联接基阳离 子双子表面活性剂，其具有下式所示的结构<formula>formula see original document page 4</formula>其中X为氟、氯、溴、碘卤素中的一种，n为12-18之间的任意 偶数，m为l-3之间的任意整数。上述阳离子双子表面活性剂的制备方法，为将长链烷烃叔胺和不 饱和卣代烷烃通过季铵盐化反应得到目标产物。本专利技术特别提供一种具体的含烯键联接基阳离子双子表面活性剂，其为2-丁烯撑基双(二甲基正十二烷基)溴化铵，具有如下结构:<formula>formula see original document page 5</formula>也可以为2-丁烯撑基双(二甲基正十四烷基)溴化铵或2-丁烯 撑基双(二甲基正十六烷基)溴化铵。此类阳离子双子表面活性剂的制备方法，釆用正十二烷基二甲基 叔胺或正十四烷基二甲基叔胺或正十六烷基二甲基叔胺和1， 4-二溴 -2-丁烯进行季铵盐化反应，然后通过分离和纯化得到含量不低于97% 的产品。上述制备方法，其中所述季铵盐化反应釆用低沸点溶剂，所述低 沸点溶剂为无水乙醇、丙酮、异丙醇或乙酸乙酯。上述制备方法，其中所述正十二烷基二甲基叔胺或正十四烷基二 甲基叔胺或正十六烷基二甲基叔胺和1， 4-二溴-2-丁烯反应的摩尔比 为2.0 ~ 2.5 : 1。优选为2.0 : 1。反应原理如下<formula>formula see original document page 5</formula><formula>formula see original document page 6</formula>如果为2-丁烯撑基双(二甲基正十四烷基)溴化铵或2-丁烯撑 基双(二甲基正十六烷基)溴化铵，只需用正十四烷基二甲基叔胺或 正十六烷基二甲基叔胺替代正十二垸基二甲基叔胺即可。上述制备方法中，可以釆用任何含有不饱和烯键的不饱和卤代烷 烃和长链烷烃叔胺反应，即可得到分子结构中含不饱和烯键联接基的 阳离子双子表面活性剂。上述技术方案具有如下优点1、 本专利技术提供的表面活性剂化合物，其结构中联接基为烯键。 这种结构使得双子表面活性剂可以聚合且增强联接基对氮原子的吸 引电子的能力。氮原子正电荷的增加预示本化合物有更好的水溶性、 更强的吸附性以及更好的杀菌性等。2、 本专利技术提供的制备方法原料易得、反应条件温和，搡作简单， 收率高，溶剂可回收套用，无三废。附图说明图l是实施例2-丁烯撑基双(二甲基正十二烷基)溴化铵对碳钢 的缓蚀性能图。 具体实施例方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。 以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。 实施例1: 2-丁烯撑基双(二甲基正十二烷基)溴化铵的合成在装有冷凝管的反应瓶中，分别加入正十二烷基二甲基叔胺 21.3g(0.1mo1)、无水乙醇50mL和1,4-二溴-2-丁烯10.7g( 0.05 mol )， 搅拌加热回流反应约8h，气相色谱检测反应液至反应进行95%时停 止反应。减压蒸馏除去溶剂和少许未反应物，得到微黄色粘稠液体， 加入一定量的甲苯，搅拌，得到大量有悬浮固体的混合液，过滤，将6滤饼在无水丙酮与乙腈的混合溶液中重结晶，得到淡黄色或白色固体粉末。气相色谱归一化检测产品含量为97.5%,收重28.5g，收率 86.8%。化学位移ppm: 0.9-0.96 (6H)、 1.29-1.33 (■)、 1.73 (4H)、 3.3(12H)、 3.03 (4H)、 5.60 (2H)。 实施例2:按实施例1同样操作，仅将其中使用的正十二烷基二甲基叔胺 21.3g (O.lmol)改为23.4g (O.llmol)，其他不变，得到2-丁烯撑基 双(二甲基正十二烷基)溴化铵30.0g，气相色谱归一化检测纯度为 97.5%,收率91.4%。 实施例3:按实施例1同样操作，仅将其中使用的无水乙醇改为回收的无水 乙醇，其他不变，得到2-丁烯撑基双(二甲基正十二烷基)溴化铵 28.0g,气相色谱归一化检测纯度为97.0%,收率84.9%。 实施例4:按实施例1同样搡作，仅将其中使用的无水乙醇改为异丙醇，其 他不变，得到2-丁烯撑基双(二甲基正十二烷基)溴化铵29.0g，气相 色谱归一化检测纯度为97.2%，收率88.1%。 实施例5:按实施例1同样操作，仅将其中使用的无水乙醇改为乙酸乙酯， 其他不变，得到2-丁烯撑基双(二甲基正十二烷基)溴化铵29.5g, 气相色谱归一化检测纯度为97.0%,收率89.4%。 实施例6:缓蚀性能实验通过挂片失重法研究所得的表面活性剂2-丁烯撑基双(二甲基正 十二烷基)溴化铵在lmol/L盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。结果如 图1所示。从图l中可以看出，随着表面活性剂的浓度的增加，对碳钢的缓蚀效率增加，并且当表面活性剂浓度接近1.93 x 1(^mol/L时缓蚀效率 接近最大值；说明本产品对金属有很强的防护性能，可以防止金属在 酸性条件下被腐蚀。由以上实施例可以看出，本专利技术实施例提供的新型表面活性剂， 其联接基对于对称位置的两个氮原子都相当于强吸电子基烯丙基，极 大提高了氮原子的正电性，使分子有较高表面活性。其工艺合成方法 简单，仅一步反应。无苛刻的反应条件，操作简单，收率高，溶剂可 回收套用，无三废。适合工业化生产。本方法以l, 4_二溴-2_丁烯计 2-丁烯撑基双(二甲基正十二烷基)溴化铵的收率可达91.4%，收率 较高。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以 做出若干合成工艺改进和润饰，或者将反应物正十二烷基二甲基叔胺 改为正十四烷基二甲基叔胺或正十六烷基二甲基叔胺，这些改进和润 饰也应视为本专利技术的保护范围。权利要求1、一种含烯键联接基阳离子双子表面活性剂，其特征在于，其具有下式所示的结构其中X为卤素，n为12-18之间的任意偶数，m为1-3之间的任意整数。2、如权利要求1所述的阳离子双子表面活性剂，其特征在于， 当m=l, n=12时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含烯键联接基阳离子双子表面活性剂，其特征在于，其具有下式所示的结构：　［Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］－＊－（ＣＨ↓［２］）↓［ｍ］ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ↓［２］）↓［ｍ］－＊－Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］］.２Ｘ↑［－］　其中Ｘ为卤素 ，ｎ为１２－１８之间的任意偶数，ｍ为１－３之间的任意整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣明，陈文婕，韦亚锋，江立新，赵辉，
申请(专利权)人：蚌埠丰原医药科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：34[]