[发明专利]一种长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法

权利要求书

1.一种长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a.加保护基：使用二乙烯三胺（1），邻苯二甲酸酐和冰醋酸制备中间产物（2）；

b.碳链增长：将上述中间产物（2）与1-溴代烷烃在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中反应，得到中间产物（3）；

c.去伯胺保护基：将中间产物（3）加热、清洗、抽滤得到中间产物（4）；

d.羧基取代胺基：将中间产物（4）溶解，加热，用氯乙酸钠溶液滴定，过滤，离心，干燥，得到长链烷基四羧基阴离子表面活性剂（5）。

2.一种如权利要求1所述长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤a中以二乙烯三胺（1）为原料，邻苯二甲酸酐为伯胺保护基，冰醋酸为溶剂，在80～117℃的温度加热回流1～2h，待体系冷却后采用真空蒸馏回收溶剂，得到黄色油状物质,用乙醇清洗该黄色油状物3～4次，并用真空泵抽滤、干燥，得到中间产物（2）的白色固体物质,其分子式为C₂₀H₁₇O₄N₃, 分子量为363。

3.一种如权利要求1所述长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤b中所述1-溴代烷烃中的碳原子数为12～18。

4.一种如权利要求1所述长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤b的反应过程中加入催化剂，反应温度90～130℃，反应时间20～24h；反应结束后采用真空蒸馏的方法回收溶剂DMF；再以三氯甲烷和去离子水作为萃取剂，对反应体系中的有机物和无机物进行分离提取；最后采用柱层析的方法对生成物和反应物实施分离、提纯，层析过程中采用的冲洗液为石油醚和乙酸乙酯，二者的体积比5：1，所述中间产物（3）的分子式为C₃₆H₄₉O₄N₃，分子量 587。

5.一种如权利要求4所述长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂是无水碳酸钠，碳酸氢钠，氢氧化钠，二乙胺，三乙胺或四甲基氢氧化铵。

6.一种如权利要求1所述长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于：上述步骤b中使用的N, N-二甲基甲酰胺溶剂在使用前进行干燥处理，在该溶剂中加入电石CaH₂后搅拌6～7小时，然后使用石油醚与乙酸乙酯在真空常温条件下蒸馏。

7.一种如权利要求1所述长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤c中在搅拌条件下将中间产物（3）于水合肼的醇溶液中加热5～6小时，反应完毕后，用水和乙酸乙酯的清洗液反复清洗、抽滤；倒掉滤液，将滤饼中间产物（4）在真空干燥箱中烘干，然后在真空或氮气条件下保存，所述中间产物（4）的分子式为C₂₀H₄₅N₃，分子量327。

8.一种如权利要求1所述长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于：步骤d中将中间产物（4）与氢氧化钠溶解在醇和水的混合溶剂中，用饱和氯乙酸钠溶液滴定并加热回流10～28h，反应结束后将混合溶液过滤，除去滤渣，将滤液用浓度为1 mol/L的盐酸滴定，直到整个溶液中不再有白色沉淀析出为止；将得到的白色沉淀物进行离心，冷冻干燥，即得到长链烷基四羧基阴离子表面活性剂（5），其分子式为C₂₈H₅₃O₈N₃，分子量559。

9.一种如权利要求8所述长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述醇和水的混合溶剂中使用的醇是乙醇或异丙醇。

10.一种如权利要求8所述长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述饱和氯乙酸钠溶液的配制方法为：将过量氯乙酸钠溶入水中，并使用超声波处理2～3分钟。

11.一种如权利要求8所述长链烷基四羧基阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述加热回流反应时间在24小时以上。