[发明专利]一种不对称型阳离子表面活性剂及其制备方法

说明书

(一)技术领域：本发明属于一种Gemini表面活性剂及其制 备方法，具体涉及一种不对称型阳离子表面活性剂及其制备方 法。

(二)背景技术：Gemini表面活性剂又称为双子表面活性剂。 1946年，Frederie等人开发洗涤剂助剂的美国专利USA 524218131首次给予报导，而真正系统开展这类新颖表面活性剂 的研究工作则是从1991年开始，美国Emory大学的Menger等合 成了以刚性基团联接离子头基的双烷烃链表面活性剂，并命名为 Gemini表面活性剂。Gemini表面活性剂分子结构中，由于两个 离子头基的联接基团是通过化学键连接，由此造成了两个表面活 性剂单体离子相当紧密的连接，致使其碳氢链间更容易产生强相 互作用，既加强了碳氢链间的疏水结合力，而且离子头基间的排 斥倾向受制于化学键力而被大大削弱，这就是Gemini表面活性 剂与普通单链单头基表面活性剂相比较，具有高表面活性的根本 原因。这种通过化学键联接方法提高表面活性的方法和以往所用 的物理方法不同，在概念上是一个突破，这种Gemini表面活性 剂是结构新颖的新一代表面活性剂，具有优良的性能。

Gemini表面活性剂的特殊性能

(1)更易吸附在气/液表面，从而更有效地降低水的表面 张力；

(2)更易聚集生成胶束，因而有更低的临界胶束浓度；

(3)具有很低的Kraff点和很好的水溶性；

(4)与普通表面活性剂间的复配能产生更大的协同效应：

(5)具有良好的钙皂分散性能；

(6)在很多场合是优良的润湿剂。

Gemini表面活性剂的成功合成是表面活性剂研究领域的一 种巨大突破，它开辟了表面活性剂科学研究领域的新途径，决定 了它在表面活性剂家族的特殊地位，引起了人们极大的兴趣。由 于Gemini表面活性剂独特的结构表现出了独特的性能，因而有 更加广泛的应用。Gemini表面活性剂作为一类性能卓越的新型 表面活性剂，具有高的表面活性，好的水溶性和流变性等多种优 点，但美中不足的是，Gemini表面活性剂价格昂贵，大多数还 只是实验室阶段产品，真正离大规模工业化还有一段距离。不能 工业生产，就不具备商业价值和现实意义。因此，优化现有的合 成工艺，降低表面活性剂的生产成本，是一项至关重要的任务。 目前实验室能合成出的Gemini表面活性剂已有一百多种，从其 结构类型和合成路线来看，大多数合成步骤长、合成条件苛刻， 所用原料昂贵，阻碍了工业化的进程。

(三)发明内容：本发明的目的之一就是提供一种不对称 型阳离子表面活性剂；

本发明的另一目的就是提供这种不对称型阳离子表面活性 剂的制备方法。    

本发明的不对称型阳离子表面活性剂具有更高的表面活 性，由于CMC值低，可作高效增溶剂，用量少，刺激性相对较低。

本发明的制备方法工艺简单，原料易得，反应条件温和， 收率较高，成本低廉，易于工业化。

本发明的一种不对称型阳离子表面活性剂是具有式(1)所 示结构的化合物：

式(1)中，R1、R2分别选自C11～C17烷基中的一种；X 为卤素；n＝2～6。其中X为CI或Br。

所述的不对称型阳离子表面活性剂的制备方法，依次由以 下步骤完成：

(1)不对称型阳离子表面活性剂中间体的合成

取二卤烷烃，R1基团碳数为11～17的叔胺和溶剂于反应器 中，其中二卤烷烃与R1基团碳数为11～17的叔胺的摩尔比为 3～4，溶剂体积(mL)与反应原料质量(g)比为5～8；将上述 物质混合均匀后，搅拌下升温至40～80℃，冷凝回流6-8小时， 待反应液呈粘稠状时，冷却至室温后过滤，滤液减压蒸出90％溶 剂后用石油醚萃取，剩余粘稠物即为不对称型阳离子表面活性剂 中间体。

所述的二卤烷烃为1，2-二溴乙烷、1，3-二溴丙烷、1，4-二 溴丁烷、1，5-二溴戊烷、1，6-二溴己烷、1，4-二氯丁烷、1，5- 二氯戊烷或1，6-二氯己烷中的一种；

所述的R基团碳数为11～17的叔胺为十二烷基二甲基叔 胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、十八烷基二甲 基叔胺、十二/十四烷基二甲基叔胺或者十六/十八烷基二甲基叔 胺中的一种；

所述的溶剂为乙腈、丙酮或四氢呋喃中的一种；