[发明专利]非对称型双子咪唑表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一系列非对称型双子咪唑表面活性剂及其制备方法。

背景技术

非对称型双子表面活性剂是通过联接链将两个相同头基和不同长度的疏水链或者两个相同疏水基和不同亲水头基或者两个不同头基和不同疏水基联接在一起的分子，这种分子结构的特殊性为双子表面活性剂的分子结构增加了很多可调控因素，从而也获得了某些新颖的实验结果，例如明显增大了自组织过程的焓驱动力，正-负离子头基分子构成了无反离子的体系，长-短烷烃主链分子成功地将形成的囊泡串接起来等。非对称型双子咪唑表面活性剂以环状的咪唑作为亲水头基，表现出了一些独特的性质，例如，作为阳离子反胶束体系，有着环状的大咪唑头基的反胶束体系比季铵盐阳离子表面活性剂有更强的溶解能力；咪唑头基之间的强烈的相互吸引和芳环间π-π键之间的相互作用，使此类表面活性剂在生物方面有潜在的应用；作为阳离子胶束体系，由于咪唑头基之间的极化作用，使得它们具有更强的自聚倾向，在功能材料制备中可用作超分子模板，或者改变各种化学反应类型：亲核取代反应，脱羧反应及环化反应等。综合两方面的优势，本发明设计了一系列非对称型双子咪唑表面活性剂的制备方法。

2002年，Guangyue Bai等人报道了以N,N-二甲基长链烷基胺，1,6-二溴己烷为原料制备了具有相同总疏水链长度，不同对称度的非对称型双子季铵盐阳离子表面活性剂([C_mH_2m+1(CH₃)₂N(CH₂)₆N(CH₃)₂C_nH_2n+1]Br₂，m+n＝24，m＝6,8,10,11,12)。该成果发表在《J.Phys.Chem.B》(2002,106(26):6614-6616)。

2008年，Mingqi Ao等人报道了以咪唑，丙烯腈，长链烷基溴，1,4-二溴丁烷为原料制备了具有不同总疏水链长度的对称型双子咪唑表面活性剂([C_n-4-C_nim]Br₂，n＝10,12,14)。该成果发表在《Journal of Colloid and Interface Science》(2008,326:490-495)。

发明内容

本发明的目的是提供了一种非对称型双子咪唑表面活性剂及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种非对称型双子咪唑表面活性剂，所述的表 面活性剂具有如下结构：

R¹,R²＝-C₈H₁₇,-C₁₀H₂₁,-C₁₂H₂₅,-C₁₄H₂₉,-C₁₆H₃₃,R¹≠R²；s＝2,4,6。

本发明所述非对称型双子咪唑表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将咪唑与氢氧化钾在溶剂DMSO存在下反应，再加入1-溴代烷烃进行反应，利用乙酸乙酯作流动相进行柱层析分离得到长链烷基咪唑；

(2)长链烷基咪唑与二溴代烷烃在溶剂丙酮存在下进行单溴亲核取代反应，利用丙酮和甲醇的混合溶剂作流动相进行柱层析分离得到中间体；

(3)将得到的中间体与长链烷基咪唑在溶剂异丙醇存在下进行亲核取代反应，先后通过乙酸乙酯和丙酮进行重结晶得到所述的表面活性剂。

步骤(1)中，1-溴代烷烃为1-溴代辛烷、1-溴代癸烷、1-溴代十二烷、1-溴代十四烷和1-溴代十六烷中任意一种。

步骤(1)中，咪唑与氢氧化钾的反应时间为2h以上；加入1-溴代烷烃后反应4h以上。

步骤(2)中，二溴代烷烃为1,2-二溴乙烷、1,4-二溴丁烷和1,6-二溴己烷中任意一种。

步骤(2)中，长链烷基咪唑和二溴代烷烃的反应摩尔比为1:2～1:6；反应温度为30～60℃；反应时间为8～14h；溶剂丙酮体积为反应物总质量的5～8倍。

步骤(3)中，中间体和长链烷基咪唑的反应摩尔比为1:1～1:3，反应温度为30～80℃，反应时间为8～72h。