[发明专利]双子结构表面活性剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种双子结构表面活性剂的制备方法，以1，4-二氯丁烯为桥链 基团，可以将各种叔胺通过季铵化反应连接起来，得到各种双子结构的表面活 性剂。

背景技术

众所周知，通常的表面活性剂分子都是由两部分构成：非极性的亲油(疏水) 部分和极性的亲水(疏油)部分。两部分处于两端，形成不对称结构。由于表面活 性剂分子的不对称结构而产生的自组织行为和降低水溶液表面张力的能力，使 其除了在日用化学工业中(主要是洗涤剂，化妆品)大量应用外，也广泛应用于石 油、煤炭、矿冶、机械、纺织、医药等工业生产中。探索具有高表面活性的表 面活性剂一直是热门的课题。当前，一类新型的表面活性剂，正使表面活性剂 的性能得到突破性提高，这即所谓的双子表面活性剂。它因具有双亲水基双疏 水基而具有单链表面活性剂所不具有的许多特殊性能。研究表明，此类表面活 性剂的临界胶束浓度值比传统的表面活性剂低1～2个数量级，能更好地降低水 的表面张力，其水溶液具有特殊的相行为和流变性等。

双子表面活性剂最初是由1971年Bunton等对烷基一αω一双烷基二甲基烷 基溴化铵的制备、表面性质和临界胶束浓度的研究开始的，并考察了对联结基 团分别为亲水，疏水，柔性和刚性的双子表面活性剂的性质，这些表面活性剂 被称为“双子季铵盐”“双子表面活性剂”“二聚表面活性剂”等。1974年，Deinega 等合成了一组新型两亲分子，其分子结构是以连接基团为中心，将两个亲水性 的离子头连接起来，每个离子头各与一个亲油性的长碳氢联结。1988年日本学 者Okahara等也合成并研究了以柔性基团联结离子头基的双烷烃链表面活性剂。 1991年Menger等合成了以刚性基团联结离子头基的双烷烃链表面活性剂，他为 这种类型的两亲分子起名：“Gemini”(天文学上称“双子星座”)表面活性剂，同年 Rosen小组采纳了“Gemini”的命名，并于1996年合成研究氧乙烯，氧丙烯等柔 性基团联接的双子表面活性剂。以后随着人们对双子表面活性剂的进一步认识 (结构模式上与只有单亲油基和单亲水基的传统表面活性剂有很大的差别，这种 活性剂结构新颖，分子中有两个亲油基团，两个亲水基和一个联结基团将他们 关联，使得它们比传统表面活性剂具有更高的表面活性)，双子表面活性剂日益 受到青睐。

双子表面活性剂具有一般表面活性剂不可比拟的优点，如优良的水溶性和 水溶助长性、较高的表面活性、协同效应良好、低浓度下的良好增粘性和较好 的生物相容性。但是，目前国外生产的双子表面活性剂价格十分昂贵，国内开 发的品种又十分有限，使得该表面活性剂难以得到大规模的推广使用。

1，4-二氯丁烯化学性质活泼，极易与叔胺反应生成双季铵官能团的季铵盐。 有专利报道1，4-二氯丁烯与三甲胺反应，合成杀菌剂，但在合成双子表面领域尚 未见文献报道。

发明内容

本研究组发现，以1，4-二氯丁烯为桥链基团，可以将各种叔胺通过季铵化反 应连接起来，得到各种双子结构的表面活性剂，反应条件温和，反应完全。所 述的双子结构的特种表面活性剂具有很低的临界胶束浓度和很高的表面活性， 在有机合成、纺织、印染、涂料、造纸等领域，具有广泛的用途。

本发明的目的在于提供一种新型双子表面活性剂及其合成方法，该表面活 性剂制备方法简单，反应条件温和，易于控制，容易提纯、分离。对于克服现 有表面活性剂的不足，增加双子表面活性剂的种类，满足不同应用对于双子表 面活性剂的要求，具有现实意义。

为了达到上述技术目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型的双子表面活性剂，其结构为：

该双子表面活性剂的合成路线如下：

其实验步骤如下：

在一干燥反应器中加入1重量份的1，4-二氯丁烯，1.0～15.0重量份的叔胺， 2.2～5.0重量份的有机溶剂，在温度为25～130℃条件下反应4～24小时，得到 双子表面活性剂。

本发明合成方法简单，反应条件温和，操作简单，副反应少并易于分离。 产物表面活性优良，其临界胶束浓度为0.3～15.0×10^-6mol/L，比普通表面活性剂 低1～2个数量级，临界胶束浓度下的表面张力为0.1～30×10^-3N/m，远小于普通 表面活性剂。在有机合成、纺织、印染、涂料、造纸等领域，具有广泛的用途。

具体实施方式