[发明专利]一种可聚合的酯基Gemini阳离子双子表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阳离子双子表面活性剂领域，特别涉及一种可聚合的 酯基Gemini阳离子双子表面活性剂及其制备方法。

背景技术

表面活性剂是一类广泛用于日化、制药、农药、采油和水处理等 各个领域的精细化学品。

双子季铵盐类表面活性剂是表面活性剂中新出现的一类具有高 效降低界面张力能力的表面活性剂。这类表面活性剂的结构特点是： 分子结构中同时含有两个(或多个)亲水基和两个(或多个)亲油基。

含有酯基的双子表面活性剂不仅具有上述双子季铵盐类表面活 性剂高效的特点，同时由于分子中酯基的存在，使其可以自然降解， 对环境友好，是现在双子表面活性剂的主要研究方向。

目前所公开的双子表面活性剂大多用饱和键或苯环作为联接基， 如，中国专利公开号CN101332419，公开日2008年12月31日，公 开了一种双尾双子季铵盐型阳离子表面活性剂，该表面活性剂用饱和 碳链作为联接基；中国专利公开号CN101337169，公开日2009年1 月7日，公开了一种邻苯二甲酸酯基阳离子双子表面活性剂，该表面 活性剂以苯环作为联接基。

但是，这两种联接基都存在缺点：用饱和键作为联接基，其双子 表面活性剂分子难以产生聚合作用，影响其在高分子材料制造领域中 的应用；以苯环作为联接基，则生物可降解性较差。

为了解决上述问题，本发明的可聚合的酯基Gemini阳离子双子表 面活性剂在含有酯基的基础上，引入不饱和双键作为联接基，增强了 分子的聚合能力，使其在高分子材料制造领域中能够得到更好的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分子结构中含有酯基，且联接基中含 有双键的可聚合的酯基Gemini阳离子双子表面活性剂。

本发明的另一目的在于提供所述双子表面活性剂的制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明的可聚合的酯基Gemini阳离子 双子表面活性剂，其为具有式I所示结构的化合物：

式中n＝11、13或15。

本发明的可聚合的酯基Gemini阳离子双子表面活性剂，是一种 白色粉末状固体，其化学名称为2-丁烯撑基双(二甲基正长链烷酸乙 酯基)溴化铵。具体地说，当n＝11时，其化学名称为2-丁烯撑基双 (二甲基正十二烷酸乙酯基)溴化铵；当n＝13时，其化学名称为2- 丁烯撑基双(二甲基正十四烷酸乙酯基)溴化铵；当n＝15时，其化 学名称为2-丁烯撑基双(二甲基正十六烷酸乙酯基)溴化铵。

本发明的可聚合的酯基Gemini阳离子双子表面活性剂的制备方 法，包括如下步骤：

1)先将长链脂肪酸与N，N-二甲基乙醇胺混合，加入催化剂， 在熔融条件下进行酯化反应，得到中间体胺酯；

2)然后将中间体胺酯与1，4-二溴-2-丁烯混合，加入溶剂，进 行季铵盐化反应，反应结束后，去除溶剂，最后重结晶。

其中，所述长链脂肪酸为正十二烷酸、正十四烷酸或正十六烷酸。 长链脂肪酸与N，N-二甲基乙醇胺的摩尔比为1∶1～1∶1.5，优选的 是1∶1.2。

在酯化反应过程中，可以通过分水器中水的含量来监测酯化反应 的进程，当分出的水量达到理论水量的95％时停止反应，反应时间 8～10小时。将酯化反应得到的产品溶于氯仿中，经热水洗、减压蒸 除溶剂、干燥，得到中间体胺酯。所述中间体胺酯进一步与1，4-二 溴-2-丁烯进行季铵盐化反应。

所述中间体胺酯与1，4-二溴-2-丁烯的摩尔比为2～2.4∶1，优选 的是2.2∶1。

所述季铵盐化反应在低沸点溶剂中回流条件下进行，反应时间为 12～18h。所述低沸点溶剂为乙醇、丙酮、乙酸乙酯或异丙醇。通常情 况下，季铵盐化反应应在常温下进行，当使用低沸点溶剂时，可在回 流条件下进行以缩短反应时间。

本发明的制备方法，其反应原理如下：

中间体胺酯的合成：

可聚合的酯基Gemini阳离子双子表面活性剂的合成：