[发明专利]一种含有不饱和键的两性表面活性剂的制备方法

说明书

技术领域：

此发明涉及一种合成一种含有不饱和键的两性表面活性剂：3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)铵基丁二酸单酯内盐的方法。

背景技术：

合成同时具有不饱和双键和阴阳两性离子表面活性化合物，是非常有意义，且具有挑战性的课题。此类化合物在纺织、洗涤、石油、医药及有机合成中间体方面都有着极重要的作用与应用。在表面活性化合物的分子结构中，兼具阴离子与阳离子中心，可以有效提高表面活性剂的溶解性、抗盐性、抗菌性；分子中含有不饱和键活性官能团，可以作为构建活性更高新型Gemini型表面活性的中间体。

然而，常见的合成表面活性剂的方法，无法通过简单的反应在分子中兼得不饱和双键和阴阳两性离子表面活性化合物。或受实际条件限制，通过较长步骤或较复杂条件制备同时具有不饱和双键和阴阳两性离子表面活性化合物，缺点是原子利用率低、含有副产物、纯度欠佳。

发明内容：

本发明的目的是提供一种合成一种含有不饱和键的两性表面活性剂3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)铵基丁二酸单酯内盐的方法，如下式：

本发明所提供的合成3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)铵基丁二酸单酯内盐的方法，包括如下步骤：

第一步：制取式I结构的马来酸单R_x酯

以马来酸酐与R_x醇制取式I结构的马来酸单R_x酯。

第二步：制取式II结构的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)铵基丁二酸单酯内盐

以乙酸乙酯作溶剂，混合马来酸单R_x酯与N，N-二甲基氨基丙烯酸乙酯，制取式II结构的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)铵基丁二酸单酯内盐。

在本发明中，第一步的制取过程是：以摩尔比＝马来酸酐∶R_x醇＝1∶1.05，混合马来酸酐与R_x醇于圆底烧瓶，机械搅拌，水浴控温95℃反应1.5小时，冷却至室温，得到式I结构的马来酸单R_x酯。

在本发明中，第二步制取过程是，将乙酸乙酯加入装有冷却后的式I结构的马来酸单R_x酯的反应瓶中，微热溶解；机械搅拌，冷水浴下滴加N，N-二甲基氨基丙烯酸乙酯，摩尔比＝马来酸单R_x酯∶N，N-二甲基氨基丙烯酸乙酯＝1∶1.2，滴完后升温至80℃，反应8h；反应后，将反应液静置冷却至室温，滤出所得之固体，即得到粗品的式II结构的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)铵基丁二酸单酯内盐，粗品的式II结构的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)铵基丁二酸单酯内盐可用乙酸乙酯重结晶，质量比＝溶质∶溶剂＝1∶10，得到精制的式II结构的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)铵基丁二酸单酯内盐。

在本发明中，可在第一步制取式I结构的马来酸单R_x酯时即加入溶剂乙酸乙酯，此操作过程将导致不能分析鉴定式I结构的马来酸单R_x酯，但不能影响制取式II结构的3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)铵基丁二酸单酯内盐。

本发明之原理与传统制取双离子表面活性剂之原理有显著不同，即将传统的叔胺对卤代高级脂肪酸的取代反应，改做叔胺对α，β-不饱和羧酸的加成反应。此发明从根本上克服了传统方式之原子利用率低、含有副产物、纯度欠佳的缺点。本方案以加成反应为基础，具有：可实现原子100％利用之原子经济、没有副产物、产物易于分离提纯、并可实现连续生产等优点。实现了对3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)铵基丁二酸单酯内盐的高利用、低成本制备。

具体实施方式：

1.制备3-(N，N-二甲基-N-(E)-3’-氧乙基-3’-氧代烯丙基)铵基丁二酸单正十四酯内盐

第一步：在100mL三口瓶中，混合4.9g(0.05mol)马来酸酐及11.26g(0.0525mol)正十四醇，加5mL乙酸乙酯，机械搅拌。于95℃反应1.5h，TLC追踪至马来酸酐点消失，冷却至室温，收率100％，¹HNMR谱如图1。