[发明专利]新型阳离子孪连表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于胶体与界面化学中表面活性剂的制备领域，尤其涉及一种新的对称孪连季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法。

背景技术

孪连表面活性剂也称为双子表面活性剂、双联表面活性剂或二聚表面活性剂，是由两个或两个以上的两亲分子在其亲水头基处或靠近亲水头基处由一个连接基团通过化学键连接而成。正是由于该类表面活性剂的特殊结构而受到了国内外研究者的广泛关注。与单链表面活性剂比较，由于两个头基由一个连接基团连接这样的特殊结构抑制了有序聚集过程中的头基分离，能较好地促进其“单体”在界面或分子聚集体中的紧密排列，使体系cmc值比传统表面活性剂低1-2个数量级、与其他表面活性剂混合时表现出较好的复配协同效应，因此孪连型表面活性剂可广泛应用于制备新材料、杀菌剂、抑制金属腐蚀、织物染整、化妆品研发及石油开采等领域。

该类型表面活性剂通常表示为m-s-m'， 其中 m、 m'与 s分别代表两侧疏水链上及中间连接基上的碳原子个数。若m＝m'，则为对称型双子表面活性剂; 若m≠m' 则为非对称型双子表面活性剂。正是因为孪连表面活性剂连接基与疏水链的多样性使得孪连表面活性剂的种类更加丰富，从而吸引了一大批研究者去研究和合成新型双子活性剂并用于不同领域。现已有阴离子型、阳离子型、非离子型以及两性型孪连表面活性剂被合成出来。其中阳离子型中的季铵盐双子表面活性剂因其优越的理化性质而发展迅速，并且多数理论和应用研究也集中于此。但孪连表面活性剂合成、分离和纯化比较困难， 价格昂贵，绝大多数产品还处于实验室合成阶段，并没有实现工业化生产，这就限制了此类表面活性剂在工业和日常生活等领域中的推广和使用，同时也阻碍研究者对该类表面活性剂进行深入研究和广泛探索。针对上述问题解决方法有二：其一，与普通表面活性剂复配，寻找一些协同效应好即相互作用参数（β）非常低的体系;其二，从合成角度，应用廉价原料，采用环境友好的工艺路线。两者相比，前者需要进行大量的实验寻找合适的配比，既费时又费力；而后者只要合成条件温和、原料廉价易得，合成工艺简单环保就能有助于孪连表面活性剂在我国的推广和应用。因此尝试不同链长和不同连接基的双子表面活性剂的合成， 利用易得原料，探索简单的合成路线，可为该类孪连表面活性剂的研究和应用提供更多的样品， 从而推动其研究和应用。

对于大部分合成的季铵盐型孪连表面活性剂来说，反离子部分一般为无机阴离子，如Cl^-，Br^-，这是因为阳离子基团是具有活性的基团，人们的关注度较高。然而实验研究表明：反离子不仅影响表面活性剂的表面活性，还在某些特殊性能中起关键作用，如形成智能聚集结构的能力和溶液流变性能等方面，这些功能均对孪连季铵盐表面活性剂的实际应用非常重要。鉴于这些原因，研究和开发新型的品种有着重要意义。经检索，1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二卤化物的合成方法已有研究，但以有机水杨酸根为阴离子的1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二水杨酸盐型孪连阳离子表面活性剂合成及性能测定还未见报道。

发明内容

针对现存的问题，本发明的目标是提供关于孪连季铵盐阳离子表面活性剂1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二水杨酸盐的制备方法。

本发明以十四烷基二甲基叔胺、盐酸、环氧氯丙烷以及水杨酸钠作为原料，用相转移法来合成此新的孪连季铵盐阳离子表面活性剂。用以往合成的1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二卤化物为基础原料，在特定的温度和比例下，向原料中加入水杨酸钠，充分混合均匀后，用逐步降温法即可合成1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二水杨酸盐。新合成的这种双子表面活性剂具有更高的表面活性，为阳离子型孪连表面活性剂的种类增加了新成员。

本发明方案是，孪连季铵盐型阳离子表面活性剂，化学名称为 1，3-丙二胺N， N’-二（十四烷基N， N’二甲基）-二水杨酸盐，结构式如下：

。

本发明还提供了孪连季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法，是以十四烷基二甲基叔胺、盐酸、环氧氯丙烷、水杨酸钠作为原料，用相转移法合成的孪连季铵盐阳离子表面活性剂。

所述的制备方法，步骤是：