【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精细化工材料领域，涉及一种表面活性剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种生物基可降解表面活性剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、表面活性剂被誉为“工业味精”，在工业生产、生活日化、医疗卫生等领域有着广泛的应用。
2、表面活性剂是指仅需要添加极少量，能降低溶剂表面张力的物质。表面活性剂结构上具有显著的特征，即由亲油性的尾基(tail group)和亲水的头基(head group)组成。把能在水溶液中分子发生缔合且形成胶束等缔合体，并具有较高的表面活性，同时还具有润湿﹑乳化﹑起泡﹑洗涤等作用的表面活性物质称为表面活性剂。
3、烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂(apeo)是一种重要的聚氧乙烯型非离子表面活性剂，它具有性质稳定、耐酸碱和成本低等特征，主要用以生产高性能洗涤剂，是印染助剂中最常用的主要原料之一，长期以来在配制洗涤剂、精练剂、纺丝油剂、柔软剂、毛油和金属清洗剂等，各种印染助剂中都需要添加烷基酚聚氧乙烯醚。op-10(辛基酚聚氧乙烯醚10)和np-10(壬基酚聚氧乙烯醚10)是apeo类表面活性剂的优异代表，它们易溶于水，耐酸、碱、盐、硬水，具有良好的乳化、匀染、润湿、扩散、净洗性能，可与各类表面活性剂、染料初缩体混用，被广泛应用于印染加工的匀染剂、扩散剂，皮革、羊毛脱脂剂，原油、燃料油乳化剂，采油酸化渗透剂，丁苯胶乳、乳液聚合乳化剂，玻纤纺织润滑剂、乳化剂，化妆品中作乳化、洗涤、渗透、润湿剂。
4、然而，烷基酚聚氧乙烯醚apeo的环境激素问题也引起了人们的广泛关注，环境激素是指化
5、为寻找apeo的良好替代品，人们进行了很多尝试。其中采用生物基的腰果酚来制备腰果酚聚氧乙烯醚结构非离子表面活性剂是一个重要方法。bruce等(journal ofsurfactants&detergents,2009,12:337-344.)以腰果酚为原料，甲醇为溶剂，与硫酸乙烯酯反应合成了腰果酚聚氧乙烯醚硫酸酯盐，产率达到78％，合成路线如下：
6、
7、cn 200910017035中公开了以腰果酚聚氧乙烯醚为原料制备了腰果酚聚氧乙烯醚硫酸酯铵盐的方法，其产物结构式如下：
8、
9、cn200910017036.x和cn202110352871.x中均公开了一种腰果酚聚氧乙烯醚及其制备方法；cn200910052239.2和cn202011342639.x公开了一种腰果酚磺化，然后利用碱中和，制备腰果酚磺酸盐表面活性剂的方法。
10、scorzza等(journal of surfactants&detergents，2010，13(1):27)以腰果酚为原料，制备了两类腰果酚羧酸盐表面活性剂，具体合成路线如下：
11、
12、该羧酸盐表面活性剂具有较强的亲水性，具有较好的表面活性和较低的临界胶束浓度。
13、王俊等(化学与生物工程，2013，(4):33-35)以腰果酚、环氧氯丙烷和三甲胺为原料，制备了一种新型腰果酚阳离子表面活性剂，产率达到56％，其中季铵盐含量为80％，合成路线如下：
14、
15、腰果酚虽然可以制备各种烷基酚基表面活性剂，但是其存在以下缺点：一是其烷基链为15个碳原子的不饱和链段，其远长于op-10和np-10结构中的8和9个碳原子的烷基，影响了其表面活性效率；二是其烷基链在苯环上酚羟基的间位，不同于op-10和np-10的烷基链在酚羟基的对位，也影响了其乳化和分散能力。因此，需要寻找更优异的apeo类表面活性剂。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种表面活性剂及其制备方法和应用，特别是提供一种生物基可降解表面活性剂及其制备方法和应用。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种表面活性剂，其具有式(i)所示的结构：
4、
5、其中，r1为碳数4至16的烷基，r2为氢或甲氧基，x为碳碳单键或者碳碳双键；n为3-30的自然数。
6、在本专利技术中，所述表面活性剂是一种根皮酸衍生物非离子表面活性剂，其原料来源于根皮酸、阿魏酸和氢化阿魏酸，具有绿色环保、生物安全的特点，具有生物可降解性。
7、在本专利技术中，r1为碳数4至16的烷基，例如碳数可以为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16。n为3-30的自然数，例如可以为3、4、5、6、8、10、12、14、15、17、19、20、22、24、25、26、28或30等。
8、优选地，所述表面活性剂为如下化合物中的任意一种：
9、
10、
11、另一方面，本专利技术提供了如上所述的表面活性剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
12、(1)化合物a与化合物b反应，得到化合物c，反应式如下：
13、
14、(2)化合物c与环氧乙烷反应得到式(i)所示的表面活性剂，反应式如下：
15、
16、其中r1、r2、x和n限定与上文相同。
17、优选地，所述化合物a为根皮酸、阿魏酸或氢化阿魏酸中的任意一种。
18、本专利技术采用生物基的根皮酸、阿魏酸和氢化阿魏酸为原料，经过酯化，氧乙基化，制备生物基的非离子表面活性剂，替代传统的烷基酚类表面活性剂。
19、根皮酸，阿魏酸和氢化阿魏酸(结构式如下)，其结构均为对羧基乙基苯酚，其具有类似于烷基酚的结构和性质，可以经过一定的修饰和改性制备生物基材料和原料。
20、在本专利技术中，根皮酸、阿魏酸或氢化阿魏酸的结构如下：
21、
22、优选地，所述化合物a与化合物b的摩尔比为1:(0.85-2.0)，例如可以为1:0.85、1:0.9、1:0.95、1:1、1:1.2、1:1.4、1:1.5、1:1.7、1:1.8、1:1.9或1:2.0等。
23、优选地，步骤(1)所述反应的温度为80-180℃，例如80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃或180℃，反应时间为8-28小时，例如8小时、10小时、12小时、14小时、16小时、18小时、20小时、22小时、24小时、26小时或28小时。
24、优选地，步骤(2)所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种表面活性剂，其特征在于，所述表面活性剂具有式(I)所示的结构：
2.根据权利要求1所述的表面活性剂，其特征在于，所述表面活性剂为如下化合物中的任意一种：
3.根据权利要求1或2所述的表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述化合物A为根皮酸、阿魏酸或氢化阿魏酸中的任意一种。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述化合物A与化合物B的摩尔比为1:(0.85-2.0)。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的温度为80-180℃，反应时间为8-28小时。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述化合物C与环氧乙烷的摩尔比为1:3-30。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述反应在催化剂存在下进行。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、三氟化硼或三氟
10.根据权利要求3-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述反应的温度为50-80℃，反应时间为反应3-8小时。
...【技术特征摘要】
1.一种表面活性剂，其特征在于，所述表面活性剂具有式(i)所示的结构：
2.根据权利要求1所述的表面活性剂，其特征在于，所述表面活性剂为如下化合物中的任意一种：
3.根据权利要求1或2所述的表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述化合物a为根皮酸、阿魏酸或氢化阿魏酸中的任意一种。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述化合物a与化合物b的摩尔比为1:(0.85-2.0)。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：储鑫，徐有琦，
申请(专利权)人：江苏新瑞贝生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。