[发明专利]一种漆脂基阳离子双子表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于精细化工、制药、农药和石油化工领域的漆脂基阳离子双子表面活性剂的制备方法。

背景技术

漆树主要指漆树科、漆属(Toxicodendron)的一类植物，是我国传统的经济林之一，其栽培历史悠久，品种资源丰富，因分泌一种天然漆(即生漆)具有独特的优良性而被称为国漆或大漆，享誉国内外。现有的漆树群体中有30多个品种1亿多株能结籽，年产漆籽量约200多万吨，居世界第一。漆树的果实又称漆籽，呈扁斜球状，每年秋季9～10月份成熟。果皮分3层，外果皮膜质；中果皮为蜡质层，可提取漆蜡，为浅黄色或灰绿色；内核为种子，可榨取漆油。漆蜡具有胶粘感，可溶于热乙醇、石油醚等有机溶剂中，相对密度0.975～0.984d，溶点50～56℃，碘值4～25，皂化值200～240，酸值6～20，其化学成分由90％～95％三甘油酯，3％～15％游离脂肪酸，1％～2％游离脂肪醇组成，其中结台脂肪酸由70％～75％棕榈酸，3％～5％硬脂酸，15％～35％油酸，2％～5％二元脂肪酸组成。

双子(Gemini)表面活性剂是一类新型的表面活性剂，分子中含有两个亲水亲油基团，类似于两个单链表面活性剂分子的聚结。它是由两个双亲分子的离子头基，经化学基团通过共价键连接而成的。这种特殊结构克服了传统表面活性剂在界面或者分子集聚中难以紧密排列而造成表面活性偏低的局陷，大大地促进了“单体”离子型表面活性剂在界面或分子集聚中排列的紧密程度，具有更加优越的表面性能。

1946年，Frederick C B等人合成的系列化合物中有一种结构式为双羧酸盐化合物，该化合物是报导最早的双子表面活性剂。国内外有不少综述文章系统介绍了这种分子几何形状、结构、溶液性质、各种缔合聚集体和应用。但是目前使用的很多表面活性剂原料来自于石油等非可再生资源，对可持续发展不利。目前在表面活性剂原料短缺，价格上涨，环保要求日趋严格的条件下，以非食用天然木本油脂为原料，开发漆脂表面活性剂，一方面可以丰富表面活性剂的种类，另一方面也为漆脂原料的扩大利用寻找途径。

发明内容

为了使漆脂原料能够得到广泛地应用，增加双子表面活性剂的种类，满足不同应用条件对双子表面活性剂的需求，解决现有产品存在的不易降解等缺点，本发明提供了一种漆脂基阳离子双子表面活性剂的制备方法。其原料为非食用的天然木本油脂，对环境友好，易降解，且合成方法简单，表面活性良好，适合工业化生产。

本发明采用如下技术方案：

一种漆脂基阳离子双子表面活性剂及其制备方法，其结构通式如下：

式中：R为漆脂基脂肪链，n为整数，1≤n≤4。

上述化合物的制备方法如下：

漆脂基阳离子双子表面活性剂的制备方法，先用脂肪酸跟环氧氯丙烷反应，制备中间体脂肪酰氧-2-羟丙基氯，再用脂肪酰氧-2-羟丙基氯与二乙醇胺反应生成中间体脂肪酰氧-2-羟丙基二乙醇胺，再用脂肪酰氧-2-羟丙基二乙醇胺与二溴代烷反应，生成漆脂基阳离子双子表面表活性剂。

中间体I脂肪酰氧-2-羟丙基氯的合成步骤：

漆脂脂肪酸∶环氧氯丙烷的物质量比为1∶1～1∶1.2，以四丁基溴化铵作为催化剂反应，反应温度70～90℃，时间4～6h，反应结束后，旋转蒸发除去溶剂，得到乳白色浸膏，用蒸馏水洗涤数次，干燥，得到中间产物I。

中间体II脂肪酰氧-2-羟丙基二乙醇胺的合成步骤：

脂肪酰氧-2-羟丙基氯∶二乙醇胺＝1∶1～1∶1.5，以碳酸氢钠作为缚酸剂进行反应，反应温度70～90℃，时间1～3h，反应结束后，旋转蒸发除去溶剂，用乙酸乙酯溶解，取溶解部分，旋转蒸发除去溶剂，得到中间产物II。

产物III漆脂基阳离子双子表面活剂的合成步骤：

脂肪酰氧-2-羟丙基二乙醇胺∶二溴代烷＝2∶1～1∶1，用乙醇作为溶剂进行反应，在100～120℃，时间15～60h，。产物通过旋转蒸发浓缩，用乙酸乙酯进行重结晶，真空干燥，得到漆脂基阳离子双子表面活剂。

反应方程式如下：

有益效果：

1本发明利用漆脂基长链具有疏水性的特点，利用季铵盐等基团进行亲水改性，得到漆脂基阳离子双子表面活性剂，具有较高的表面活性，产物的临界胶束浓度达到了10^-4次数量级。

2本发明原料广泛，易得，合成方法简单，反应条件易控制，操作简便，可望应用于洗涤剂、增溶剂等日用化学品等领域。

附图说明：