[发明专利]烷基亚氨基二琥珀酸盐螯合性表面活性剂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类烷基氨基二琥珀酸盐螯合性表面活性剂及其合成方法，特 别涉及烷基亚氨基二琥珀酸及其盐类表面活性剂及其合成方法。

背景技术

三聚磷酸钠由于其优良的络合性和抗再沉积性，曾经作为洗涤助剂大量的 应用于洗涤剂制剂行业。但是随着人们环保意识的增强，越来越认识到三聚磷 酸钠的大量使用造成的环境问题日益严重，大江、大河及湖库水环境质量日趋 恶化，部分封闭和半封闭水域不同程度地出现了富营养化现象。目前全球范围 内都在禁磷，国家环保局从1996年开始进行对无磷洗衣剂的认证工作，并在内 陆湖泊及水库周围地区禁止销售含磷洗衣粉，因此合成洗涤剂必须朝减少磷含 量最终是无磷的方向发展。目前国内开发的无磷洗涤助剂主要有三种：4A沸石、 偏硅酸钠、δ-层硅酸钠。4A沸石是20世纪90年代初国内开始开发生产的，该 物质虽能软化水，但使洗涤产品生产成本增加，由于该物质不溶于水，会沉积 在衣物上，排放掉的废水中4A沸石沉积会造成管道堵塞或在地表形成新的堆积 物等，这对环境、生态也将是一个沉重的负担；偏硅酸钠的助洗效果不是很好， 只能起到部分助洗效果；δ-层硅酸钠虽性能优良，但其价格也是据高不下，而且 用作膨化型洗衣粉时毫无优势，故至今生产者寥寥无几。在此情况下，集螯合 能力和表面活性于一身的新型螯合性表面活性剂的研发显得尤为重要。

螯合性表面活性剂研究较多的是EDTA衍生物，最常见的是乙二胺三乙酸 盐(ED3A)衍生物类鳌合性表面活性剂，美国Hampshire Chemical Corporation采 用HCN为原料生产N-酰基ED3A(US5250728)，由于HCN的毒性对生产设施 的安全性要求很高。国内有文献报道了以卤代烷、乙二胺二乙酸和氯乙酸为原 料合成N-烷基ED3A，反应中会生成较多的副产物。同时EDTA衍生物的环境 友好性也受到人们的质疑。亚氨基二琥珀酸盐具有优良的螯合性和环境友好性， 符合绿色化学的发展要求，但并不具有表面活性。刘启民等用脂肪酰氯与亚氨 基二琥珀酸反应合成了一种可降解螯合型表面活性剂——烷酰基二琥珀酸(ZL 200510016571.5)，这种表面活性剂具有一定的螯合性，但首先需要分别合成亚 氨基二琥珀酸和脂肪酰氯，再合成目标产物，此技术路线长，反应中生成副产 物HCl。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种既具有表面 活性同时又具有螯合性的烷基亚氨基二琥珀酸盐螯合性表面活性剂；本发明的 目的还在于提供该表面活性剂的合成方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的烷基亚氨基二琥珀酸盐螯合性表面活性剂，其结构式如下式所示：

式中R为烷烃基，Y各自独立地为H、Na、K或NH₄。

所述的R为C₈～C₁₈的烷烃基。

所述的Y为Na或K或NH₄。

本发明的烷基亚氨基螯合性表面活性剂的合成方法是：以脂肪伯胺和马来 酸酐为主要原料，一步法合成目标产物烷基亚氨基二琥珀酸或其盐。

烷基亚氨基二琥珀酸螯合性表面活性剂合成方法的具体步骤如下：

(1)按物质的摩尔比脂肪伯胺:马来酸酐:碱＝1：2～4：4～8的比例称取脂 肪伯胺、马来酸酐和碱，先将碱配成质量浓度为25％～35％的水溶液，然后将马 来酸酐加入到碱溶液中溶解后，再加入脂肪胺，然后向上述混合液中加入乙醇， 最后加入占反应物总质量0.5％～6％的催化剂；

(2)在反应温度80～180℃，压力0.1～5MPa下反应5～20小时，冷却静 置后得白色浆状物；

(3)将步骤(2)得到的白色浆状物用水溶解后调节溶液pH值至等电点， 产品结晶析出，经重结晶、过滤、干燥后即得目标产物烷基亚氨基二琥珀酸或 其盐。

所述的脂肪伯胺所含碳原子个数为8～18个。

所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠中的任意一种或任意两种或三种 的混合物。

所用催化剂为铜盐或极性催化剂，优选为氯化铜、氯化亚铜或醋酸铜中的任 意一种。

在步骤(1)中，加入乙醇的质量为水质量的0.9～1.1倍。