[发明专利]一种具有螯合能力的双子型表面活性剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面活性剂的制备方法，特别是指一种具有螯合能力的双子型表面活性剂的制备方法。

背景技术

表面活性剂具有润湿、吸附、渗透、乳化、破乳、分散、凝聚、发泡、消泡、增溶、去污、抗静电、杀菌、防水、防腐蚀等作用，除了大量用于合成洗涤剂和化妆品工业外，正被广泛用于纺织、印染、塑料、橡胶、制革、造纸、制药、石油、金属加工、采矿、选矿、建筑、电子等工业及水处理技术等许多领域。它虽用量少，但可以起到改进生产工艺，增加产品品种，节约能源，提高产品质量，降低生产成本，提高劳动生产率等关键作用，享有“工业味精”之称。

螯合-双子型表面活性剂具有其他类型表面活性剂所不具有的显著优点。一方面，螯合-双子型表面活性剂属于双子型表面活性剂，CMC非常小，能高效地降低水的表面张力，增强粘结能力，具有卓越的抗硬水能力及优异的抗电解质能力，能够在恶劣的酸、碱液环境中稳定使用；由于分子中有两个亲水亲油基团，具有极强的双亲性，在水中的溶解度较大，因此漂洗能力优于传统的阴离子表面活性剂。比一般季铵盐型表面活性剂具有更好消毒杀菌效果。可以用在乳化聚合工业，同时也用作印染、匀染剂，农药润湿剂、展着剂、渗透剂和流动剂，美容用品、洗涤剂配方中的润湿剂、偶联剂和稳定剂等。

另一方面，螯合-双子型表面活性剂具有螯合型表面活性剂特有的螯合锚定金属离子的能力，能与金属离子螯合形成稳定的水溶性螯合物。适合用于冶金工业中浮选矿富集分离重金属离子、重金属离子废弃物处理，环境保护，同时也用在纺织工业的印染、氧漂、皂洗等工艺以及洗涤剂洗衣粉中增强抗硬水能力、动植物微量元素的营养液配制。

发明内容

本发明的目的是寻求一种具有螯合能力的双子型表面活性剂的制备方法，采用链烷基卤代烷与二元胺反应得到N，N-二烷基二元胺中间体，该中间体再与卤代羧酸反应生成二烷基二元胺二乙酸钠盐。制备方法简便可行，所得化合物具有良好热稳定性和抗电解质能力，且具有良好的润湿、乳化作用性能。

按照本发明提供的技术方案，以长链烷基卤代烷与二元胺反应得到N，N-二烷基二元胺中间体，N，N-二烷基二元胺中间体再与卤代羧酸反应生成具有鳌合作用的双子型表面活性剂二烷基二元胺二乙酸，所述二烷基二元胺二乙酸的通式为：

式中n＝2～20，m＝1～4，y＝2～6，R为H、Na、K。

所述具有鳌合作用的双子型表面活性剂的制备方法包括：以长链烷基卤代烷与二元胺反应得到N，N-二烷基二元胺中间体，长链烷基卤代烷与二元胺的摩尔比为1∶0.02～0.50，反应温度25～120℃；再将N，N-二烷基二元胺与卤代羧酸装入反应瓶中，N-二烷基二元胺与卤代羧酸之比为1∶3～6，再加入50～200mL溶剂环己烷，然后加入2～40g粉状氢氧化钠，先室温下搅拌反应1～3h，再加热至40～120℃回流反应4～12小时，停止反应，用氢氧化钠溶液调pH＝8～14，静置，析出沉淀，抽滤后得到略带黄色的固体即为二烷基二元胺二乙酸，所述二烷基二元胺二乙酸的通式为：

式中n＝2～20，m＝1～4，y＝2～6，R为H、Na、K。

通过调节长链烷基卤代烷中烷基链的长短来取得不同润湿、乳化能力的有鳌合作用的双子型表面活性剂；所述长链烷基卤代烷的通式为：

CnH_2n-1X，CnH₂nX，其中n＝2～20，X为Cl，Br。

通过利用不同长度的二元胺及卤代羧酸来得到不同大小的鳌合配体环；

所述二元胺通式为：H₂N(CH₂)yNH₂，其中y＝2～6；

所述卤代羧酸通式为：X(CH₂)mCOOH，其中m＝1～4，X为Cl，Br。

在长链烷基卤代烷与二元胺反应结束后，先用温度为70～90℃的热水洗涤得到带黄色的N，N-二烷基二元胺粗品，再用无水乙醇重结晶得到白色固体的N，N-二烷基二元胺粗品，粗品收率40～99％，干燥后用无水乙醇重结晶。

所述具有鳌合作用的双子型表面活性剂可以在乳化聚合工业、纺织印染行业的印染匀染剂、洗涤剂配方中的润湿剂、偶联剂和稳定剂、洗衣粉及农药的润湿剂、展着剂、渗透剂和流动剂、美容用品、三次采油、废水处理、新材料制备、冶金选矿炼矿中得到广泛的应用。

在制备N，N-二烷基二元胺中间体时，通过红外光谱、元素分析仪、核磁共振等方法表征，化合物具有预期的结构。