[发明专利]一种树枝状四聚阳离子季铵盐型表面活性单体的制备方法

说明书

本发明涉及一种树枝状四聚阳离子季铵盐型表面活性单体的制备方法，步骤为：将丙烯酸甲酯和单体3，3‑二氨基‑N‑甲基二丙胺充分混合进行加成反应；加入6‑溴‑1‑己烯进行季铵化反应，减压除去溶剂，然后加入无水乙醚作为沉淀剂洗涤三次；加入N，N‑二甲基‑1，3‑丙二胺进行酰胺化反应，减压除去过量的N，N‑二甲基‑1，3‑丙二胺；加入长链单体1‑溴十二烷进行季胺化反应，反应结束后反复洗涤萃取三次以上，得到纯净的树枝状四聚阳离子季铵盐型表面活性单体。本发明的制备方法原料易得，合成步骤及产物纯化简单，收率高，使用安全，储存方便，过程所需温度较低，操作简单易控制，能耗低适于工业化生产，并且具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种表面活性单体的制备方法，具体涉及一种季铵盐阳离子表面活性单体的制备方法，特别涉及一种同时含有树枝状结构和四聚体阳离子的季铵盐型表面活性单体的制备方法。

背景技术

树枝状四聚阳离子季铵盐型表面活性剂同时具有树枝状结构和碳氢疏水基团，具有较高的表面活性、乳化稳定性和聚集性能，可形成多种结构的聚集体，如类似人脑的囊泡、纳米聚集体及多相分隔胶束，可被应用于如药物载体、石油降黏及污水净化处理等诸多领域，成为目前研究的热点之一。表面活性单体，或称可聚合表面活性剂(surfmer)，是一种功能性表面活性剂，这种表面活性剂分子不仅包含亲水头基、疏水尾基和可聚合的双键基团，而且还有独特的树枝状结构和四聚阳离子体。这种特殊的分子结构赋予它们独特的物理化学性质：(1)与普通表面活性剂相似，它们具有表面活性；(2)与乙烯类单体相似，它们能够被引发剂引发发生聚合反应；(3)树枝状结构可以使它的亲油部分更好地与油溶性物质融合，从而更好地形成乳化作用；(4)四聚阳离子体可以使它的阳离子度更大，疏水缔合性能、电荷中和能力和表面活性都优于一般的表面活性剂。表面活性单体的两亲性和可聚合性使它们在很多科技领域应用广泛。例如，可聚合表面活性单体可以用于石油开采行业对于稠油的乳化降粘；可以用于对油田的大量含油废水进行破乳处理；还可以作为可聚合的乳化剂改善乳液聚合反应。树枝状四聚阳离子季铵盐型表面活性单体是一种引入长链树枝状疏水基团的季铵盐型表面活性单体。与一般的阳离子表面活性单体相比，树枝状表面活性单体具有高表面活性，高耐热稳定性和高化学稳定性等优异的物理化学性能；将其与丙烯酰胺共聚得到的聚丙烯酰胺疏水缔合衍生物表现出良好的增稠效果和耐温抗盐能力。

目前，国内许多研究人员对可聚合表面活性单体的制备方法进行了研究，通常合成方法复杂，产物纯化困难，产物收率低，单体合成之后表面活性较低，后期用于聚合时还需要另外加入乳化剂，以促进油溶性单体和水溶性单体均相聚合，但是乳化剂的加入不但使得终产物无法提纯干净，而且乳化剂这类小分子在聚合过程中也会促进链转移，使得聚合反应的分子量偏低，从而影响聚合物的最终性能。另外，关于树枝状四聚阳离子季铵盐型表面活性单体的合成国内尚未见公开研究报道。

发明内容

鉴于现有技术中存在的可聚合表面活性单体的制备方法复杂，产物纯化困难，产物收率低，单体合成之后表面活性较低，后期用于聚合时还需要另外加入乳化剂，使得聚合反应的分子量偏低的技术问题，本发明提供了一种树枝状四聚阳离子季铵盐型表面活性单体的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种树枝状四聚阳离子季铵盐型表面活性单体的制备方法，反应过程如下反应式所示：

包括如下步骤：

步骤(i)，将丙烯酸甲酯和单体3，3-二氨基-N-甲基二丙胺充分混合进行加成反应，使单体3，3-二氨基-N-甲基二丙胺两端的伯胺基团转化为酯基，得到化合物Ⅰ；

步骤(ii)，加入6-溴-1-己烯与所述化合物Ⅰ进行季铵化反应，反应结束后，减压除去溶剂，然后加入无水乙醚作为沉淀剂洗涤三次，得到所述化合物Ⅱ；