[发明专利]双尾脒基开关型表面活性剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双尾脒基开关型表面活性剂及其制备方法，以N,N‑二甲基乙酰胺二甲基缩醛和长链烷基胺为原料，第一步进行酰胺缩合生成相应的双尾烷基乙脒，第二步双尾烷基乙脒与二氧化碳反应生成相应的双尾烷基乙脒基碳酸氢盐开关型表面活性剂。本发明反应条件温和，省去了高温反应条件，用重结晶代替了对第一步产物采用柱层析进行纯化的步骤，反应产率可达到80％；得到的双尾脒基碳酸氢盐表面活性剂相对于相应的单尾脒基开关型表面活性剂cmc低三个数量级，可有效降低溶液的表面张力，在石油开采、原油回收、乳液聚合等化学工业过程中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及有机化工合成领域，尤其涉及一种双尾脒基开关型表面活性剂的制备方法。

背景技术

在石油开采、原油回收、乳液聚合、皮革纺织和洗涤工业等，多种化学工业过程中90FD需要使用表面活性剂的稳定体系（蒋庆哲. 表面活性剂科学与应用[M]. 中国石化出版社, 2006.）。而表面活性剂一般不参与反应，只起到界面稳定、增溶及乳化等作用，并且只在某特定阶段起作用。目前由于在使用后要使其丧失表面活性或将其从体系中分离出来的难度很大，因此使用完后都直接排放，不仅浪费资源还引起了一些环境问题（Ying G G.Fate, behavior and effects of surfactants and their degradation products inthe environment.[J]. Environment International, 2006, 32(3):417-431.）。若表面活性剂可循环利用可大大提高使用效率，节约成本，也可减轻环境负担。

开关型表面活性剂可解决上述问题。开关型表面活性剂可通过调控体系所处的环境来控制表面活性的有无，这个过程可人为调控，可逆并且可进行重复操作（秦勇, 纪俊玲, 么士平,等. 开关表面活性剂的研究进展[J]. 日用化学工业, 2009, 39(3):191-195.）。人们可以在表面活性剂发挥功用后，通过一定的方法使其丧失表面活性而从体系中脱离出来。近年来，文献报道的开关表面活性剂主要有酸碱开关表面活性剂，电化学开关表面活性剂，光开关表面活性剂，离子开关表面活性剂，CO₂／N₂或Ar开关表面活性剂（Ying GG. Fate, behavior and effects of surfactants and their degradation productsin the environment.[J]. Environment International, 2006, 32(3):417-431.）。

CO2／N2开关表面活性剂通过鼓入CO2或N2来控制表面活性剂表面活性的开或关。CO2开关具有绿色、廉价、可再生及低能耗等优点，其在石油开采、药物控制释放、基因传递、环境修复、分离工程及药物合成等需要应用表面活性剂的领域都具有广阔的应用前景（YanQ, Zhou R, Fu C, et al. CO2-responsive polymeric vesicles that breathe.[J].Angewandte Chemie, 2011, 123(21):5025-5029.）。有长链烷基的脒本来不是一个好的表面活性剂，但是可以通过暴露于水或二氧化碳中来转化为碳酸氢盐从而变成一个有效地表面活性剂。脒系统更大的好处是产物可以通过关闭开关来降低表面活性剂的活性和水溶性，这对环境是非常有利的。因其不需要加入破乳剂破乳，而且可回收再利用，在工业上将会大大节约运行成本，因此具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种双尾脒基开关型表面活性剂的制备方法，该方法反应条件温和，纯化步骤简单，得到的双尾脒基开关型表面活性剂能有效降低溶液的表面张力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明所述的双尾脒基开关型表面活性剂I，结构如下：

其中R基选自辛烷基，癸烷基，十二烷基。