[发明专利]一种星型多阳离子基化合物作为杀菌剂的应用

说明书

本发明公开了一种星型多阳离子基化合物作为杀菌剂的应用，合成一种高性能的星型多季铵盐类杀菌剂。该杀菌剂可在极低用量下有效抑制黏土水化膨胀及分散运移。这种具有密集电荷的阳离子杀菌剂由于分子中含有十八个季铵盐基团，可以同时多点作用于带负电的黏土颗粒，吸附程度高，从而实现了低用量、高防膨率的目的。这种具有密集电荷的阳离子杀菌剂可广泛应用于油田含油污水处理中。

技术领域

本发明涉及多季铵盐阳离子表面活性剂制备技术领域，特别涉及一种星型多阳离子基化合物作为杀菌剂的应用。

背景技术

油田注水系统中常含有大量的细菌，如硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌等，这些细菌广泛地存在于厌氧的泥浆、淡水的沉积物、咸水和海水生境、金属输送管道等环境中，它们可腐蚀金属设备、导致循环水系统黏泥升高、堵塞管道、影响换热效率、恶化水质、降低水处理药剂的处理效果，给生产带来许多不便。目前，油田用于控制细菌的方法主要是投放季铵盐类杀菌剂，如十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)、十二烷基三甲基氯化铵(1231)等，季铵盐的杀菌机制主要是损害了控制细胞渗透性的原生质膜，从而杀死细菌。但是这类杀菌剂在油田注水系统存在许多不足之处，主要表现有药剂有效持续时间短、微生物易于对其产生抗药性、使用剂量大、费用高，且使用时泡沫多、不易清除等缺点。因此，研究生产一种新型的稳定、适应性强的油田杀菌剂代替现有的季铵盐类杀菌剂是一项十分重要而有现实意义的研究课题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种星型多阳离子基化合物作为杀菌剂的应用，通过合成一种具有密集电荷的阳离子杀菌剂，应用在油气开采中。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种星型多阳离子基化合物作为杀菌剂的应用，其结构式为：

其中，R1-为烷基；R₂-为-H或者

优选的，R1-为-CH₃或者-CH₂CH₃。

优选的，R₁-为C₁₂～C₁₈的烷基。

星型多阳离子基化合物作为杀菌剂的应用，加入浓度为10～50mg/L。

所述的星型多阳离子基化合物的制备方法，包括以下步骤：

向甲胺或乙胺水溶液或者长链脂肪伯胺乙醇溶液和酸性催化剂中加入三羟甲基丙烷-三(3-吖丙啶基丙酸酯)反应液进行氮丙啶开环反应，在40～70℃反应5～7h；

在弱碱性条件下，向上述反应物中加入氯甲烷或氯化苄反应液进行季铵化反应，在氮气保护下，50～70℃反应10～16h；反应结束后除去不溶物质，浓缩反应液，用甲苯柱层析法纯化分离出产物，真空干燥至恒重便得产物。

在氮丙啶开环反应中，三羟甲基丙烷-三(3-吖丙啶基丙酸酯)和甲胺或乙胺摩尔比为1:3。

在氮丙啶开环反应中，所述的酸性催化剂为质量分数为85％的磷酸水溶液，其用量为原料总质量的1％。

在季铵化反应中，弱碱性条件pH＝9～10，反应液用K₂CO₃调至弱碱性。

在季铵化反应中，氯甲烷或氯化苄的物质的量是三羟甲基丙烷-三(3-吖丙啶基丙酸酯)的6倍。

本发明相比于现有技术，具有以下优点：