[发明专利]一种含三硅氧烷和氨基的腰果酚表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学领域，特别是一种含三硅氧烷和氨基的腰果酚表面活性剂及其制备方法。

背景技术

三硅氧烷基表面活性剂除具有普通表面活性剂的性质外，还具有比普通表面活性剂更多的优越性，可以应用于非水体系、具有更低的表面张力、极低的生理毒性，尤其是具有良好的润湿和铺展性。

腰果酚作为一种价廉的生物质资源，来源于热带腰果树坚果中的腰果壳液，其含多种生物酚，主要包括强心酚、腰果酚、腰果酸和2-甲基强心酚。腰果酚具有低毒性和易生物降解性的特点。因此以腰果酚为原料生产的表面活性剂近几年来得到了学术界和工业界的广泛关注，目前已有报道以脱羧后腰果酚为原料得到腰果酚基磺酸盐和腰果酚醚等，但品种较少和表面活性不高，因此有待进一步发展。

发明内容

本发明目的在于提供了一种含三硅氧烷和氨基的腰果酚表面活性剂及其制备方法，所述的这种含三硅氧烷和氨基的腰果酚表面活性剂及其制备方法，将有机硅表面活性剂的低表面张力和天然生物资源腰果酚结合起来，在三硅氧烷上引入氨基、羟基、磺酸基和长链烷基，提供一种表面张力低、生物降解性好、皮肤刺激性低、乳化能力强的含三硅氧烷和氨基的腰果酚表面活性剂及其制备方法。

本发明提供了一种含三硅氧烷和氨基的腰果酚表面活性剂，具有如下的结构式：

其中，n为1-8的整数。

本发明的含三硅氧烷和氨基的腰果酚表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：

1)氯丙基三硅氧烷与二胺反应得到中间体1；

2)将腰果酚放入反应器中，加入磺化试剂进行磺化得到腰果酚磺酸；

3)将腰果酚磺酸在碱性条件下与环氧氯丙烷反应得到中间体2：

4)将中间体1和中间体2混合加热，将得到的产物进行分离提纯得到所述的含三硅氧烷和氨基的腰果酚表面活性剂。

上述制备方法的步骤1)中，氯丙基三硅氧烷与二胺的摩尔比为1∶(0.8-1.2)，反应温度在80-120℃，反应时间为2-8小时，二胺可为甲二铵、乙二胺、1，3-丙二胺、1，4-丁二胺、1，5-戊二胺、1，6-己二胺、1，7-庚二胺、1，8-辛二胺；步骤2)中，腰果酚与磺化试剂的摩尔比为1∶(1-1.6)，在5-30℃内磺化1-3小时，将废酸分离后得到腰果酚磺酸，磺化试剂可以是发烟硫酸或三氧化硫；步骤3)中在含腰果酚磺酸的四口瓶中滴加碱溶液，使溶液pH为9-12，碱可以是氢氧化钠或氢氧化钾，加入适量的相转移催化剂四丁基溴化铵后滴加环氧氯丙烷，腰果酚磺酸与环氧氯丙烷的摩尔比为1∶(1.0-1.6)，反应温度在80-110℃，反应时间3-6小时，分离得到中间体2；步骤4)中，中间体1和中间体2的摩尔比为1∶(0.5-1)，在80-150℃内反应5-12小时，分离提纯后得到所述的含三硅氧烷和氨基的腰果酚表面活性剂。

以反应物选择腰果酚、发烟硫酸、氢氧化钠、环氧氯丙烷、二胺为例，上述制备方法步骤1)、步骤2)、步骤3)和步骤4)的化学反应方程式，分别如下所示：

第一步：

第二步：

第三步：

第四步：

本发明所制备的含三硅氧烷和氨基的腰果酚表面活性剂，其优点是将有机硅表面活性剂的低表面张力和天然生物资源腰果酚结合起来，使得生成的表面活性剂同时具有含硅表面活性剂和腰果酚表面活性剂的共同性能特点，降低溶液表面张力强、乳化性能好、对人体刺激性小、生物降解性好，并能与其它类型的表面活性剂进行更好的搭配使用。本发明与现有的腰果酚表面活性剂相对照，其降低表面张力的能力明显增强，仅为15-28mN/m，可做成乳化剂、润湿剂、增溶剂、洗涤剂等工业领域广泛使用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作出说明。

实施例1

在反应釜中加入氯丙基三硅氧烷290g，丙二胺74g，加热温度控制在95℃，反应7小时后减压蒸除低沸物得到200g中间体1。将腰果酚300g与发烟硫酸190g磺化，在15℃内磺化3小时，将废酸分离后得到腰果酚磺酸220g。在200g腰果酚磺酸中加入氢氧化钠使溶液pH为10后，加入适量的相转移催化剂后滴加环氧氯丙烷50g，反应温度在85℃，反应时间6小时，分离得到156g中间体2。然后将100g中间体1和85g中间体2在120℃内反应8小时，分离提纯后得到所述的含三硅氧烷和氨基的腰果酚表面活性剂85g。测得其最低表面张力为20mN/m。

实施例2