[发明专利]苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，具体涉及一种苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂及其制备方法。

背景技术

双子表面活性剂(Gemini表面活性剂)是一类精细化学品。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，临界胶束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。目前，已有双子阳离子、双子阴离子和双子非离子型表面活性剂被开发出来。双子阴离子表面活性剂相对于传统的阴离子型表面活性剂，具有更低的临界胶束浓度(cmc)和更加优良的洗涤去油去污能力，备受社会关注。

现有的阴离子表面活性剂基本为单亲水和单疏水的分子结构。这种阴离子表面活性剂的临界胶束浓度一般为10^-3mol/L级别，表面活性受到一定限制，无法充分发挥去油和去污能力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明旨在开发一种苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂。

本发明的另一个目的是提供所述苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂的制备方法。

本发明的苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂的化学结构式如下：

其中，n＝10、12、14或16。

当n＝10时，化学名称为乙撑双(N-苯磺酸-月桂酰胺)钠盐。

当n＝12时，化学名称为乙撑双(N-苯磺酸-正十四烷酰胺)钠盐。

当n＝14时，化学名称为乙撑双(N-苯磺酸-十六烷酰胺)钠盐。

当n＝16时，化学名称为乙撑双(N-苯磺酸-十八烷酰胺)钠盐。

本发明还提供所述苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂的制备方法，该方法包括如下步骤：以乙二胺为联接基的基本结构，通过与对氯苯磺酸钠反应，得到含两个亲水基团的中间体(化合物(I))，再与长碳链烷酰氯反应，得到苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂(化合物(II))。

反应原理如下：

第一步：

第二步：

其中，

所述乙二胺与对氯苯磺酸钠的摩尔比为1∶2～3，优选为1∶2.5；

所述含两个亲水基团的中间体与长碳链烷酰氯的摩尔比为1∶2～3，优选为1∶2.5。

本发明的制备方法中，所述长碳链烷酰氯优选为正十八碳烷酰氯，更优选地为月桂酰氯。

在一个优选的实施方案中，本发明的苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂的制备方法包括如下步骤：

1)在反应器中加入乙二胺、水，搅拌下加热至40-50℃，缓慢滴加对氯苯磺酸钠的饱和水溶液；滴加完毕后，调节pH为9.5-10.5，保温搅拌反应8-10h；真空浓缩，剩余浓缩液加入无水乙醇至浑浊，冷却结晶得到含两个亲水基团的中间体；

2)将含两个亲水基团的中间体溶解在1∶1的丙酮-水的混合溶液中，40-50℃下搅拌至全溶，滴加长碳链烷酰氯，滴加完毕后调节pH为7.8-8.5，反应5-7h；降温，浓缩结晶，得到苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂。

为了更好地实现本发明的技术效果，步骤1)中优选采用氢氧化钠调节pH；真空浓缩除去部分水后，加入乙醇冷却结晶；步骤2)中优选采用氨水调节pH。

在进一步优选的实施方案中，本发明的苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂的制备方法包括如下步骤：

1)在反应器中加入乙二胺、水，搅拌下加热至45℃，缓慢滴加对氯苯磺酸钠的饱和水溶液；滴加完毕后，调节pH为10.0，保温搅拌反应9h；真空浓缩，剩余浓缩液加入无水乙醇至浑浊，冷却结晶得到含两个亲水基团的中间体；

2)将含两个亲水基团的中间体溶解在1∶1的丙酮-水混合溶液中，50℃下搅拌至全溶，滴加长碳链烷酰氯，滴加完毕后，调节pH为8，反应6h；降温，浓缩结晶，得到苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂。

本发明的方法中原料易得，反应条件温和，操作简单，收率高，溶剂可回收循环利用，无三废污染。得到的苯磺酸盐类阴离子双子表面活性剂分子表面活性优良，可用于洗涤领域，如洗涤剂行业的精细化学品。