[发明专利]多官能度咪唑鎓表面活性剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多官能度咪唑鎓表面活性剂及其制备方法，包括：(1)烷基取代的咪唑中间体的制备；(2)溴代低聚物中间体的制备；(3)在氮气保护下，将烷基取代的咪唑中间体、溴代低聚物中间体和乙腈加入反应瓶中，搅拌，加热至回流，反应，冷至室温，移除溶剂后，得到三咪唑鎓表面活性剂。与现有技术相比，本发明所提供的三咪唑鎓表面活性剂性能优良，具备三个咪唑鎓基团，大大增强了表面活性剂的亲水性；本发明的三咪唑鎓表面活性剂，能够通过调节单体的用量，有效控制表面活性剂分子中疏水基团的大小，有利于调控表面活性剂的性能；本发明的三咪唑鎓表面活性剂的制备方法、工艺简单，所得产物易于分离纯化，副产物少，环境友好。

技术领域

本发明属于精细化工表面活性剂技术领域，本发明涉及一种三咪唑鎓表面活性剂的制备方法。

背景技术

表面活性剂是一类重要的化学试剂，其分子由亲水和疏水两部分组成，在溶液中能够形成定向排列结构，可以显著降低溶液的表面张力，具有乳化、增溶、抗静电、润湿、杀菌、去污等多方面性能，在石油工业、医疗卫生、日用化工、科学研究等多个领域有着重要的应用价值。目前，传统的表面活性剂通常只有一个亲水基团和一个疏水基团，亲水基团通常为阴阳离子，导致在溶液中亲水基团之间存在较大的静电排斥，难以形成紧密排列结构，大大降低了其表面活性剂能力。而疏水基团通常为脂肪直链，长度较短，能够提供的疏水效果有限，也难以获得高效的表面活性剂。此外，随着科技与经济的高速发展，表面活性剂的应用领域将越来越广，其使用量也将大幅增加，将对地球环境带来日益严重的负担，不符合绿色、可持续发展要求。因此，亟需发展具有高效、高性能的表面活性剂，有效控制原料、生产和使用过程中对环境的危害。目前，通过增加亲水基团的数量和疏水基团的长度，能够有效获取性能优异的表面活性剂。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多官能度咪唑鎓表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将咪唑类化合物溶于无水溶剂中，控温搅拌，加入碱，搅拌10～20min后，滴加卤代烷烃，待滴加完毕后，继续反应10～15h，冷至室温，加水稀释，用二氯甲烷萃取3次，合并有机相，用水洗3次，在有机相中加入除水剂无水硫酸钠，静止1～2h后，抽滤，移除溶剂后，得到烷基取代的咪唑中间体；

步骤二、在氮气保护下，将预先除氧的单体加入反应瓶中，然后依次加入均三(溴甲基)苯、溴化亚铜和联吡啶，室温下搅拌10～15min后，控制温度90～120℃，搅拌反应10～15h，冷至室温，加入四氢呋喃稀释，然后倾入甲醇中沉淀，过滤，大量水洗后，干燥，得到溴代低聚物中间体；

步骤三、在氮气保护下，将步骤一中得到的烷基取代的咪唑中间体、步骤二中得到的溴代低聚物中间体和乙腈加入反应瓶中，搅拌，加热至回流，反应22～26h，冷至室温，移除溶剂后，得到三咪唑鎓表面活性剂。

优选的是，所述步骤一中的咪唑类化合物为咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑中的一种或多种；无水溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜中的一种或多种；卤代烷烃为碘甲烷、溴乙烷、溴代正丁烷中的一种或多种。

优选的是，所述步骤一中，碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠中的一种。

优选的是，当碱为氢化钠时，所述步骤一的反应温度控制在0～20℃；当碱为氢氧化钠或氢氧化钾时，步骤一的反应温度控制在0～60℃。

优选的是，所述步骤一中，咪唑类化合物与碱的摩尔比为1:1.2～1.8；咪唑类化合物与卤代烷烃的摩尔比为1:1.05。

优选的是，所述步骤一中，将咪唑类化合物溶于无水溶剂中，得到摩尔浓度为0.3～0.8mol/L的咪唑类化合物。

优选的是，所述步骤二中，单体为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯中的一种或多种。