[发明专利]一种长链叔胺常压无水季铵化合成甜菜碱的方法

说明书

技术领域

本发明属于表面活性剂技术领域，具体涉及一种长链叔胺常压无水季铵化合成甜 菜碱的方法。

背景技术

甜菜碱表面活性剂是一种两性表面活性剂，特殊的结构决定了其具有优异的降低 表界面张力的能力与效率，在三次采油领域具有广泛的应用前景。甜菜碱表面活性剂 的合成反应(即季铵化反应)是指叔胺与氯乙酸(钠)或氯羟丙基磺酸钠在溶剂中发 生反应以脱除氯化钠，生成目标产物甜菜碱表面活性剂。目前工业常用甜菜碱BS12 采用十二烷基叔胺与氯乙酸(钠)在异丙醇水溶液中80℃左右反应12小时而成，转 化率可达90％左右。通过大量的结构性能关系研究表明，三次采用所用甜菜碱叔胺碳 数在18-26左右。如此长碳链的叔胺在异丙醇水溶液中反应，由于温度较低，反应时 间长(大于24小时)，转化率也较低(小于85％)，无法满足长链叔胺季铵化工艺要 求。同时异丙醇作为溶剂使得体系闪点在30℃左右，无法满足现场应用需闪点大于 60℃的安全要求。CN102618244A公开了一种甜菜碱表面活性剂的合成方法，采用了 长链叔胺高压季铵化反应，实现了长链甜菜碱季铵化反应，反应时间为12小时左右 时，转化率大于90％。但该工艺需在3-10atm高压釜中进行，存在安全隐患，设备要 求高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中长链叔胺季铵化工艺中的缺点，提供一种 长链叔胺常压无水季铵化合成甜菜碱的方法。该方法采用无水混合溶剂体系实现常压 生产，能够保证长链甜菜碱表面活性剂的安全、高效生产。

为达到上述目的，本发明提供了一种长链叔胺常压无水季铵化合成甜菜碱的方 法，其包括以下步骤：在无水混合溶剂体系中，常压、110℃～150℃的条件下，使长 链叔胺与氯羟丙基磺酸钠或氯乙酸或氯乙酸钠发生反应，生成长链甜菜碱化合物。

根据本发明的优选具体实施方案，在上述的方法中，所述无水混合溶剂体系由乙 二醇、丙二醇、丁醇、戊醇、丁醇聚氧乙烯醚和己醇聚氧乙烯醚等中的几种(即两种 或两种以上)组成。

根据本发明的优选具体实施方案，在上述的方法中，所述无水混合溶剂体系由乙 二醇、丙二醇、丁醇、戊醇和丁醇聚氧乙烯醚(2)中的几种(即两种或两种以上)组 成。

根据本发明的优选具体实施方案，在上述的方法中，所述无水混合溶剂体系由乙 二醇、丙二醇(优选为1,2-丙二醇)和戊醇(优选为正戊醇)组成；更优选地，三者 的体积比为乙二醇：丙二醇：戊醇＝(2～4):(2～5):1。

根据本发明的优选具体实施方案，在上述的方法中，所述无水混合溶剂体系由乙 二醇、丙二醇(优选为1,2-丙二醇)和丁醇(优选为正丁醇)组成；更优选地，三者 的体积比为乙二醇：丙二醇：丁醇＝(2～5):(2～5):1。

根据本发明的优选具体实施方案，在上述的方法中，以所述长链叔胺的用量为 0.1mol为基准，所述无水混合溶剂体系的用量为20-50mL，更优选为20-40mL，最优 选为25-35mL。

根据本发明的优选具体实施方案，在上述的方法中，反应温度为125℃～140℃。

根据本发明的优选具体实施方案，在上述的方法中，反应时间为2小时～4小时。

根据本发明的优选具体实施方案，在上述的方法中，所述长链叔胺的碳数在18 以上；更优选地，碳数为18-26。

根据本发明的优选具体实施方案，在上述的方法中，所生成的长链甜菜碱化合物 包括十八烷基二甲基羧基甜菜碱、十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、二十二烷基二 甲基羧基甜菜碱、二十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱，芥酸酰丙基二甲基羧基甜菜 碱、芥酸酰丙基二甲基羟丙基磺基甜菜碱，间二甲苯基十八烷基二甲羧基甜菜碱、间 二甲苯基十八烷基二甲羟丙基磺基甜菜碱、间二甲苯基十八烷基酸酰胺丙基二甲羧基 甜菜碱、间二甲苯基十八烷基酸酰胺丙基二甲羟丙基磺基甜菜碱等。更优选地，所生 成的长链甜菜碱化合物包括十八烷基二甲基羧基甜菜碱、十八烷基二甲基羟丙基磺基 甜菜碱、芥酸酰丙基二甲基羧基甜菜碱、芥酸酰丙基二甲基羟丙基磺基甜菜碱，间二 甲苯基十八烷基二甲羧基甜菜碱、间二甲苯基十八烷基二甲羟丙基磺基甜菜碱等。