[发明专利]一种可聚合的阳离子型漂白活化剂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可聚合的阳离子型漂白活化剂的合成方法，属于精细化工领域。

背景技术

过氧化氢是一种工业上广泛应用的漂白剂。在传统过氧化氢漂白工艺中，过氧化氢通常在强碱(pH 11-12，加入氢氧化钠或者碳酸钠)、高温(接近100℃)条件下起作用，不但会造成巨大的能量消耗，而且还会增加工厂废水处理负担；此外，还会造成待漂基质(例如：棉纤维)的严重损伤。

漂白活化剂是有机过氧酸前躯体，可与过氧化氢在水溶液中发生过氧化水解反应，生成过氧酸。与过氧化氢相比，过氧酸具有更高的活性，可在低温下有效去除有色杂质。漂白活化剂最初被开发用于家庭和工业洗涤，以克服过氧化氢(源于过硼酸钠或者过碳酸钠)在洗涤温度条件下(一般低于80℃)效率过低的缺点。四乙酰乙二胺(TAED)和壬酰氧基苯磺酸钠(NOBS)是目前在家庭和工业洗涤中最常用的两种漂白活化剂。本世纪第一个十年早期，研究人员开始尝试将TAED和NOBS活化过氧化氢体系应用于高能耗、重污染的纺织和纸浆漂白工业，试图缓解日趋严峻的能源形势和更为严格的环保要求。然而，TAED的水溶性较差，在很大程度上限制了它在工业漂白中的应用；此外，TAED活化过氧化氢体系在温度低于70℃条件下的漂白效率不高。NOBS需要在碱性条件下(pH>10)应用，如果pH过低(接近中性)，生成的过氧酸可以继续和NOBS发生亲核取代反应生成活性较低的二酰基过氧化物，降低漂白效率。近年来，研究发现了一种阳离子型漂白活化剂N-[4-(三乙基铵甲撑)苯酰基]己内酰胺氯化物。该漂白活化剂具有优良的水溶性，且对表面带负电的材料表面具有一定亲和力。

发明内容

本发明提供了一种可聚合的的阳离子型漂白活化剂，N-[4-(烯基铵甲撑)苯酰基]内酰胺氯化物，其结构通式如下：

阳离子基团可提供优良的水溶性，且对带负电荷表面具有亲和力。

R为甲基、乙基、丙基或者烯丙基等基团。内酰胺基团是阳离子型漂白活化剂的离去基团，其n值为1，2，3，4，5。虽然有文献报道在pH为10-12的碱性条件下阳离子型漂白活化剂的反应活性和稳定性与n值有关，但是本发明的可聚合阳离子型漂白活化剂的最佳作用pH为7.5，在该pH下n＝1-5时的反应活性和稳定性未受影响。

本发明产品的合成路线如图1所示。

本发明还提供一种所述漂白活化剂的合成方法。

所述方法，在本发明的一种实施方式中，是采用含有碳-碳双键的叔胺、4-氯甲基苯甲酰氯和内酰胺为中间体，合成出一系列具有不同结构季铵盐基团的阳离子型漂白活化剂，即N-[4-(烯基铵甲撑)苯酰基]内酰胺氯化物；合成反应分两步进行，第一步是4-氯甲基苯甲酰氯和内酰胺反应生成4-氯甲基苯甲酰内酰胺，第二部反应是利用第一步反应的产物与含有碳-碳双键的叔胺反应生成目标化合物。含有碳-碳双键的叔胺，相对于与用合成TBCC的三乙胺，其反应较弱，有可能给该类化合物的合成带来一定困难。

所述含有碳碳双键的叔胺，在本发明的一种实施方式中，为

这两种中的任意一种，其中R为甲基、乙基、丙基或者烯丙基。

所述4-氯甲基苯甲酰氯为

所述内酰胺为其中n值为1，2，3，4或5。

所述方法，在本发明的一种实施方式中，包括：(1)以甲苯为溶剂，三乙胺为缚酸剂，将内酰胺与4-氯甲基苯甲酰氯按摩尔比1:1–5:1进行反应，反应在氮气或氩气等惰性气体保护下冷凝回流5–10小时，冷却、结晶、洗涤，得到中间产物；(2)以乙腈或四氢呋喃为溶剂，将中间产物与含有碳碳双键的叔胺按照摩尔比1:1–1:2进行反应，反应在氮气或氩气等惰性气体保护下冷凝回流4–10小时，冷却、结晶、洗涤，即得到终产物N-[4-(烯基铵甲撑)苯酰基]内酰胺氯化物。

所述步骤(1)，在本发明的一种实施方式中，是使用冷甲苯进行洗涤。

所述步骤(2)，在本发明的一种实施方式中，是使用热丙酮进行洗涤。

本发明的有益效果：

(1)本发明的阳离子型漂白活化剂具有优良的水溶性，可快速溶解于水溶液中，在阳离子基团和多碳烷基的共同作用下与材料基质结合，当受到亲核试剂例如过氧氢根离子(HOO^-)的攻击时，内酰胺基团离去生成过氧酸；过氧酸可在材料表面将有色杂质或污渍高效去除。