[发明专利]羟丙基双季铵盐的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种表面活性剂——羟丙基双季铵盐的制备方法。

背景技术

当前双季铵盐表面活性剂的优异性能正逐步被认可并有普及使用的趋势，但其合成研究工作远滞后于应用研究。这可能与该类产品尚未规模工业化有关，少量试验品的制备基本都停留在实验阶段，对成本及操作考虑不足。目前较多使用的是二步法，即先制得卤代羟丙基单季铵盐并提纯出来，再与另一叔胺季铵化，这样操作繁琐、生产成本高，另外也对氮上的烷基提出了稳定性要求，使许多品种无法生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：将提供一种工艺简单、工艺过程绿色环保的羟丙基双季铵盐的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：所述的羟丙基双季铵盐的制备方法，包括如下步骤：在所需的气体氛围下，将式(1)的HX水溶液投入反应釜，控制温度为15℃～60℃，向反应釜内滴加环氧氯丙烷，滴加的时间可以控制在一小时以上，反应毕一次加入或分次加入或连续滴加式(2)的物质，升温至40℃～120℃，充分反应后即得到目标产物羟丙基双季铵盐，反应时间可以控制在六小时以上，目标产物的结构以式(3)表示；最后还可以根据需要来脱除或不脱除产品中的水份及相关的溶剂A。

其中R1、R2、R3、R4各自独立地选自至少含有一个碳原子的饱和或不饱和烷基，特别优选甲基、乙基、烯丙基。R5、R6各自独立地选自甲基、乙基、烯丙基、丙烯酸乙酯基、甲基丙烯酸乙酯基、甲基丙烯酰胺基丙基以及4碳至22碳的直链或含支链的饱和或不饱和烷基；X代表一种与阳离子相结合的卤素原子。

在实际制备过程中，如(1)式与(2)式相同，则二者在投料时可以同时加入。

上述所需的气体为氮气、氩气、二氧化碳、氧气、空气或上述任意几种气体的混和物。

上述的式(1)与环氧氯丙烷之间的摩尔比为2∶1至1∶2；式(2)与环氧氯丙烷之间的摩尔比为2∶1至1∶2。

上述的式(1)的HX水溶液由如下方法制得：在权利要求1所述的气体氛围下，将式(1)投入反应器，加入水、溶剂A，升温搅拌使之溶解，控制温度为10℃-80℃滴入HX水溶液；其中溶剂A选自甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、丙酮、二甲基甲酰胺或上述任意几种物质的混合物；X代表卤素，尤指氯、溴、碘。并且式(1)与HX之间的摩尔比为2∶1至1∶2。

本发明中，还可以将所得的目标产物再通过结晶法得到90％以上的晶体，具体步骤为：在所得产品中加入溶剂B，搅拌、过滤、洗涤、干燥滤饼即得所需的晶体。所述的溶剂B选自异丙醇、叔丁醇、丙酮、二甲基甲酰胺、乙醚或上述任意几种物质的混合物。

本发明的有益效果是：所述方法简洁、易于操作，设备投资少，三废少、能耗低，所得到的液体中间产品就可以直接应用于下游生产，可实现一套装置多产品共用。所述系列产品用途广泛、性能优异，在许多行业是现有产品的升级换代，并且为各品种羟丙基双季铵盐的工业化提供了一条便捷通道，使双季铵盐的各种应用优势得以在各领域发挥作用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步地描述，但本发明不应仅限于这些实施例。

实施例1

在500ml反应器内加入203g十二烷基二甲基叔胺、80g乙醇，开动搅拌及回流，用氮气置换三次，滴入20％的盐酸84.4g，控制滴加温度不大于60℃，滴完后升温至50℃，开始滴加46.26g环氧氯丙烷，用水浴冷却，控制料温不大于60℃，滴完后在50-85℃保温1小时，缓慢升温至回流(80-90℃)，恒温8小时，降温至60℃以下补入30g乙醇，降温至40℃以下出料分析。得到433.7g淡黄色透明液体，测季铵化物活性物含量59.5％，游离胺0.7％，计算得收率98.5％。

取上述淡黄色液体500g，边搅拌边加入150g丙酮，过滤除去溶剂，晾干得到262g白色晶体。

实施例2

在500ml反应器内加入101.5g十二烷基二甲基叔胺、80g乙醇，开动搅拌及回流，用氮气置换三次，滴入20％的盐酸84.4g，控制滴加温度不大于60℃，滴完后升温至50℃，开始滴加46.26g环氧氯丙烷，用水浴冷却，控制料温不大于60℃，滴完后在50-85℃保温1小时，然后一次加入第二批101.5g十二烷基二甲基叔胺，缓慢升温至回流(80-90℃)，恒温8小时，降温至60℃以下补入30g乙醇，降温至40℃以下出料分析。得到455.0g淡黄色透明液体，测季铵化物活性物含量56.02％，游离胺0.83％，计算得收率98.1％。