[发明专利]阳离子表面活性剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型阳离子表面活性剂及其制备方法，具体为单分散十五烷基三臂聚乙二醇醚的吲哚季铵及制备方法。从羟基十五烷酸出发，在碱的作用下通过与三臂聚乙二醇对甲苯磺酸酯的一次加成反应得到十五烷酸三臂聚乙二醇，十五烷酸三臂聚乙二醇与吲哚季铵胺发生加成反应得到十五烷基三臂聚乙二醇醚的季铵，酸化得到十五烷基三臂聚乙二醇醚的吲哚季铵盐。该方法可用于单分散三臂聚乙二醇的长链烷基醚及其吲哚季铵盐的制备中。本发明以单一分子量三臂聚乙二醇对甲苯磺酸酯为原料实现了十五烷酸三臂聚乙二醇的高效合成，合成中没有用羧基保护基，步骤简便，适于工业化生产，得到的产品相对于现有制备的PEG化脂肪族吲哚季铵盐具有明显的优势。

技术领域

本发明属于医药化工领域，具体涉及一种单分散十五烷基三臂聚乙二醇醚的吲哚季铵盐的制备方法。

背景技术

阳离子表面活性剂中的极性基团带有正电荷，可以容易在带负电的物质表面形成具有独特性能的吸附膜：固体表面疏水化、柔软、抗静电以及杀菌等性能，这些性能不仅是阳离子表面活性剂在传统应用领域中的应用基础，而且扩宽了其应用领域，在近年来快速发展的一些高新技术中也获得了广泛的应用。

阳离子表面活性剂最初就是被用做杀菌剂研究发展起来的，我们知道细菌的表面有多层结构，由蛋白卵磷质、细胞质组成。其杀菌机理有两种：一，阳离子表面活性剂的由于有带正电荷的极性基团，可以与带负电荷的细菌的细胞壁发生较强的吸附作用，阳离子表面活性剂分子透过细胞膜进入细胞内部，完成半渗透作用，与细胞内部的蛋白质相互作用，将蛋白质改性沉降而起到杀菌作用；二，由于阳离子表面活性剂与细胞壁的强烈吸附作用，可以在细菌细胞壁与水或空气的界面上形成一层排列紧密的独特吸附膜，以此来阻断细菌有机体的呼吸或者切断细菌的营养物质来源，抑制或杀灭细菌的生物活性而致使细菌死亡。杀菌能力取决于阳离子表面活性剂分子对细胞的渗透性以及对蛋白质的变性沉降能力，应用领域广泛，主要用于杀菌、消毒、除藻、防霉等领域。

传统的阳离子表面活性剂，如氯化长链烷基三甲基铵和氯化双烷基二甲基铵，会降低表面活性剂体系的泡沫性，其生物降解性和水溶性较差，应用范围受到了限制。

因此，亟需设计一种新的阳离子表面活性剂，既能够有效杀菌，又能够保证表面活性剂的泡沫性、生物降解性及水溶性。

发明内容

本发明的目的在于针对传统的阳离子表面活性剂会降低表面活性剂体系的泡沫性，其生物降解性和水溶性较差问题，提供了一种新的阳离子表面活性剂。

具体方案如下：一种新型阳离子表面活性剂，主要成分为式I结构：

其中，n取大于等于1，小于等于48的正整数。

本发明的另一目的在于提供一种上述的新型阳离子表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：

以羟基十五烷酸为原料，在碱的作用下通过与三臂聚乙二醇对甲苯磺酸酯一次加成反应得到十五烷酸三臂聚乙二醇；

将所述十五烷酸三臂聚乙二醇与吲哚季铵胺发生缩合反应得到十五烷基三臂聚乙二醇醚的季铵；

将所述十五烷基三臂聚乙二醇醚的季铵酸化得到十五烷基三臂聚乙二醇醚的吲哚季铵盐。

优选地，所述加成反应的碱为无机碱。

优选地，所述无机碱为氢化钠、氢氧化钠。

优选地，所述缩合反应在有机碱作用下进行。

优选地，所述有机碱为DMAP、DIPEA；所述缩合反应的缩合剂为HATU与EDCI。

优选地，所述酸化为盐酸酸化。

优选地，所述加成反应为：羟基十五烷酸在碱的作用下与单分散三臂聚乙二醇对甲苯磺酸酯在有机溶剂中进行加成反应得到单分散十五烷酸三臂聚乙二醇。