[发明专利]一类含三嗪环的螯合性表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于表面活性剂合成领域，具体涉及一类含三嗪环的螯合性表面活性剂及其制备方法。

背景技术

螯合性表面活性剂是一类集表面活性和金属离子螯合性能于一身的新型功能型表面活性剂，具有优良的物理化学性能和良好的环境兼容性，堪称“绿色”功能型表面活性剂，是当今表面活性剂工业的研究热点之一。这类表面活性剂广泛应用于个人护理、家用及工业清洗剂、工业助剂等领域。

国内的螯合性表面活性剂以EDTA衍生物为主流，化学结构为N-长链酰基乙二胺多酸盐或N-长链烷基乙二胺多酸盐。主要合成思路是用长链卤代烷、长链酰氯及长链羧酸与二元胺反应生成N-长链酰基乙二胺或N-长链烷基乙二胺中间体，此中间体与卤代羧酸反应，再经中和得到目标产物。

已公开的国内专利中除含有上述的EDTA衍生物类螯合性表面活性剂外，还有以下几类具有特殊结构的螯合性表面活性剂：

公开号为CN1683321A的专利，发明者以碳酸铵或碳酸氢铵替代氨水或液氨作为氨源与顺丁烯二酸酐、碱金属氢氧化物在水相中反应生产亚氨基二琥珀酸盐，再以烷基酰氯或烷基酰溴与亚氨基二琥珀酸盐反应生成烷基酰胺基二琥珀酸盐，该类合物具有强螯合性能及良好的表面活性，并且在自然条件下易于降解。专利公开号为CN101683601A的专利以脂肪伯胺和马来酸酐为主要原料，将一个疏水长碳链引入亚氨基而琥珀酸盐的N原子上，一步合成烷基亚氨基二琥珀酸盐，使整个分子具有优良的表面活性和螯合能力。这两类螯合性表面活性剂分子中只含两个羧酸根，其螯合性能还有提升的空间。

专利公开号为CN101961620A的专利先用松香与聚乙二醇酯化生成松香聚乙二醇酯，其中的共轭双键与马来酸酐或富马酸经D-A加成，再经碱中和得到松香基螯合性表面活性剂。其具有金属离子螯合性能（钙螯合值为10～30）和很强的表面活性，原料廉价易得，可生物降解。然而此合成工艺中的酯化（230～280℃）与加成（180～220℃）反应温度均较高，能耗较大，生产成本高。

三聚氯氰（2,4,6-三氯-1,3,5-均三嗪）是一种重要的化工原料，已经广泛应用于荧光增白剂、阻燃剂、润滑油添加剂等领域。三聚氯氰分子中三个氯原子的活性差异较大，可利用其与含有羟基、氨基等基团物质之间的亲核取代反应，向三嗪环上分步引入不同的功能基团。目前，尚未发现以三聚氯氰为原料制备螯合性表面活性剂的相关报道，此类表面活性剂可扩充螯合性表面活性剂产品的种类。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一类含三嗪环的螯合性表面活性剂及其制备方法，此类表面活性剂的螯合性能更加优良，且制备过程中的能耗较低。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一类含三嗪环的螯合性表面活性剂，其分子结构表示如下：

其中n=8、12、14、16、18；w=0、1；y=1、2、3。

一类含三嗪环的螯合性表面活性剂，其制备方法包括以下步骤：

1）长链脂肪胺取代氯反应

向四口烧瓶中加入18.45份质量份数三聚氯氰和20份质量份数冰水，持续搅拌，滴加分散于20份质量份数溶剂的13.57～28.30份质量份数长链脂肪胺，保持温度0～5℃，用质量浓度10%的缚酸剂溶液调节体系酸碱度，使之稳定在pH6.5～7.5，加完反应物后继续反应2.0～5.0h，得到混合物A；

长链脂肪胺为辛胺、十二胺、十四胺、十六胺或十八胺，溶剂为丙酮、四氢呋喃或氯仿，缚酸剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾或氢氧化钾，

2）氨基双羧酸钠取代氯反应

将混合物A升温至30～50℃，在搅拌条件下滴加206.9～215.4份质量份数的质量浓度10%氨基双羧酸钠溶液，用质量浓度10%的缚酸剂溶液调节体系酸碱度，使之稳定在pH6.5～8.0，加完反应物后继续反应2.5～4.5h，将体系升温至65～90℃，在搅拌下滴加206.9～215.4份质量份数的质量浓度10%氨基双羧酸钠溶液，用质量浓度10%的缚酸剂溶液调节体系酸碱度，使之稳定在pH6.5～8.0，加完反应物后继续反应3.0～5.0h，冷却至室温，得到混合物B；

缚酸剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾或氢氧化钾，氨基双羧酸钠为2-氨基戊二酸二钠、3-氨基戊二酸二钠或2-氨基己二酸二钠，

3）产物粗提纯