本发明专利技术提供了一种含三酯基阳离子双子表面活性剂，其在分子结构的长烷烃链上和联接基中分别引入酯基。本发明专利技术的表面活性剂的自然降解能力显著增强，分子结构在大自然中很容易分解为较小的分子碎片，满足了社会的需求，对一般含酯基的双子阳离子表面活性剂的结构作进一步的改进。而且本发明专利技术制备阳离子表面活性剂的反应条件温和，原料易得、操作简单，收率高，溶剂可回收套用，无三废。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种阳离子表面活性剂，具体地说，涉及一种季铵盐类阳离子表面活性剂及其制备方法。属于精细化工领域。
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、三次采油、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，双子阳离子表面活性剂倍受社会关注。双子阳 离子表面活性剂是一类含有双长链头基的双季铵盐，因为在分子结构中含有两个憎水基团 和两个亲水基团，所以降低界面张力的能力比一般传统单子阳离子表面活性剂显著增强， 是一类高效的表面活性剂。随着社会环保意识的提高，发展含有可水解易生物降解的表面 活性剂已经是社会共同的需求。 中国化学日用工业研究院的王佩维等人成功使用脂肪酸与乙醇胺进行反应，在季 铵盐分子结构中脂肪酸长链中引入酯基。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构中含三个酯基的阳离子双子表面活性剂，其在分子结构的长烷烃链上和联接基中分别引入酯基，以增强分子的生物降解能力。 本专利技术的另一 目的是提供含三酯基的阳离子双子表面活性剂的制备方法，该方法反应条件温和，原料易得、操作简单，收率高，溶剂可回收套用，无三废。 为了实现本专利技术目的，本专利技术的一种含三酯基阳离子双子表面活性剂，其结构通式如下所示 CH3 (^H3CH3(CH2)nCOOCH2CH2-^——CH2COOCH2CH2~^-CH2CH2OOC(CH2)nCH:CH32X化学名称N，N' _双(二甲基脂肪酸乙酯基)乙酸乙酯卤化铵其中，n为10 16的整数；X为F、Cl、Br或I。 优选为，n为10， 12或14 ;X为Cl。本专利技术含三酯基阳离子双子表面活性剂的制备方法，其包括如下步骤1)酯化反应将脂肪酸与甲基二乙醇胺在酸性催化剂存在下，于120 15(TC进行酯化反 应得到中间体(I)脂肪酸甲基二乙醇胺酯；脂肪酸与甲基二乙醇胺的摩尔比为1. l i. 2 : i. o，优选1.1 : i. o ; 2)酯化反应 先将l-氯乙酸甲酯与2-氯乙醇在碱性催化剂下酯交换反应得到中间体(II)冲间体(I)再与中间体(II)在有机溶剂中进行季铵盐化反应。中间体(I)与中间体(II)反应的摩尔比为2. 2 2. 4 : 1.0，优选2. 4 : 1.0。 其中，步骤1)中所述酸性催化剂选自有机酸(如对甲苯磺酸)或无机酸(如磷酸以及浓硫酸)，优选对甲苯磺酸。 其中，步骤2)中反应物2-氯乙醇要过量以便充分进行酯交换反应，反应结束时要尽可能除尽2-氯乙醇。所述碱性催化剂为金属钠或甲醇钠中的一种。 所述季胺盐化反应在低沸点溶剂中回流下进行。所述的低沸点溶剂为丙酮、异丙醇、乙酸乙酯或乙酸丁酯等。反应原理如下(以n = 12， X为Cl为例)第一步中间体(I)正十二烷酸二甲基乙醇胺酯的合成恥H3C、 CH2CH2OH + CuH23COOHN——CH2CH2OOC(CH2)10CH3中间体(I)第二步中间体(n)i-氯乙酸-2-氯乙酯的合成C1CH2C00CH3十C1CH2CH20H — C1CH2C00CH2CH2C1中间体(II)第三步季铵盐N，N'-双(二甲基正十二烷酸乙酯基)乙酸乙酯氯化铵的合成H3C2 ,—CH2CH2OOC(CH)10CH3 + ClCH2COOCH2CH2ClCH3CH3CH3(CH2)10COOCH2CH2-V——CH2COOCH2CH21-CH2CH2OOC(CH2)10CH32C1CH3 CH3 本专利技术采用在分子结构的长烷烃链上和联接基中分别引入酯基。既在双长烷烃链中含有酯基，又在联接基中引入了酯基，这种结构使得表面活性剂的自然降解能力显著增强，分子结构在大自然中很容易分解为较小的分子碎片，满足了社会的需求，对一般含酯基的双子阳离子表面活性剂的结构作进一步的改进。本专利技术制备阳离子表面活性剂的反应条件温和，原料易得、操作简单，收率高，溶剂可回收套用，无三废。具体实施例方式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 中间体(I)正十二烷酸二甲基乙醇胺酯的合成 在装有精馏柱的反应瓶中，分别加入二甲基乙醇胺26. 7g(0. 30mol)、正十二烷酸66g(0. 33mol)和催化剂对甲基苯磺酸O. 5g，在120-15(TC下熔融，然后搅拌反应，通过分水器中分出水的含量监测反应进程。大约8 10h后，分出的水量达理论分水量的95%时停止反应。在所得反应物溶于CHCl3，水洗后蒸去有机相，无水硫酸钠干燥，得产品正十二碳脂肪酸二甲基乙醇胺酯黄色液体，收重67. 89g，气相色谱归一化检测纯度为97% ，收率81 % 。 中间体(11)2-氯乙酸-2-氯乙酯的合成 在装有精馏柱的反应瓶中，分别加入2-氯乙酸甲酯65. lOg(O. 6mo1) 、2-氯乙醇144. 9g(1. 8mo1)、环己烷250ml并加入金属钠1. 2g，搅拌反应至无气体产生为止。加热，控制温度为90°C 。反应2h后，-0. 06mPa减压精馏，控制甲醇低沸点物缓慢馏出。8h后改为减压蒸馏回收过量的2-氯乙醇，-0. 095mPa减压蒸馏至15(TC无液体馏出为止。冷却至室温，加入含6. 0g醋酸的水溶液50mL，用150mL甲苯萃取、无水硫酸钠干燥后减压蒸馏除去甲苯，得到2-氯乙酸-2-氯乙酯，重90. 3g，气相色谱归一化检测纯度为97%，收率93%。 季铵盐N，N' _双(二甲基正十二烷酸乙酯基)乙酸乙酯氯化铵的合成 在装有冷凝管的反应瓶中，加入中间体(I) 167. 63g (0. 60mol)，中间体(11)40. 46g(0. 25mol)和丙酮150mL，磁力搅拌器下加热搅拌回流反应。约16h反应结束。降温至室温，过滤，冷丙酮洗涤，得到淡黄色固体。在丙酮和乙腈的混合溶剂中(V(丙酮)V(乙腈))=20 : 1.0)重结晶，得白色粉末状固体153.9g。溴酚蓝两相滴定法计算有效含量96. 5 % ，收率85.0%。 丄匪R化学位移卯m :0. 9-0. 96 (6H) 、 1. 29 (28H) 、 1. 33 (4H) 、 1. 68 (4H) 、2. 25 (4H)、3. 3 (12H) 、3. 52 (6H) 、4. 2 (2H) 、4. 52 (6H)。 实施例2 按实施例1同样操作，仅将第一步反应中使用的正十二烷酸66g(0. 33mol)改为正十二烷酸72g(0. 36mol)，其他不变，得产品正十二烷酸二甲基乙醇胺酯淡黄色液体，收重67. 90g，气相色谱归一化检测纯度为97 % ，收率81 % 。 实施例3 按实施例1同样操作，仅将第二步的合成方法中使用的2-氯乙醇144. 9g(1. 8mo1)改为2-氯乙醇96. 6g(1. 2mo1)，其他不变。得2-氯乙酸-2-氯乙酯，重86. Og，气相色谱归一化检测纯度为97 % ，收率88. 57 % 。 实施例4 按实施例1同样操作，进行第三步合成。仅将使用的中间体(I) 167. 63g(0. 60mol)改为中间体(I) 153. 66g(0. 55mol)，其他不变。重结晶后得季铵盐白色粉末状固体145g。溴酚蓝两相滴定法计算有效含量96. 0 % ，收率79. 7 % 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含三酯基阳离子双子表面活性剂，其结构通式如下所示： ［ＣＨ↓［３］（ＣＨ↓［２］）↓［ｎ］ＣＯＯＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－＊－ＣＨ↓［２］ＣＯＯＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－＊－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＯＣ（ＣＨ↓［２］）↓［ｎ］ＣＨ↓［３］］.２Ｘ↑［－］ 其中，ｎ为１０～１４的整数；Ｘ为Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ或Ｉ。
【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，夏继祥，魏珺璇，杨廷，
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[中国|安徽]
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