[发明专利]3-(N，N-二甲基-N-X)铵基丁二酸三乙醇胺三酯三盐类表面活性剂的制备

说明书

本发明公开了一种两性表面活性剂3‑(N，N‑二甲基‑N‑X)铵基丁二酸三乙醇胺三酯三盐(下文同)及其合成方法。该合成方法包括如下步骤：第一步，以乙酸乙酯作溶剂及催化剂，混合带有马来酸酐与三乙醇胺制取式I结构的三马来酸三乙醇胺三酯；第二步，以乙酸乙酯作溶剂及催化剂，混合N，N‑二甲基‑N‑X叔胺与式I结构的三马来酸三乙醇胺三酯，制取式II结构的3‑(N，N‑二甲基‑N‑X)铵基丁二酸三乙醇胺三酯三盐。此发明通过改进溶剂、温度、pH等条件，实现了对3‑(N，N‑二甲基‑N‑X)铵基丁二酸三乙醇胺三酯三盐的高利用、低成本制备。这种两性表面活性剂在盐水中能体现比纯水中更好的表面活性。

技术领域：

此发明涉及一种适用于盐水的两性表面活性剂：3-(N，N-二甲基-N-X)铵基丁二酸三乙醇胺三酯三盐及该两性表面活性剂的制备方法。

背景技术：

合成能够在高盐、高矿化度的盐水中仍呈现良好的表面活性的表面活性剂，是非常有意义，且具有挑战性的课题。此类化合物在纺织、洗涤、石油、医药及有机合成中间体方面都有着极重要的作用与应用。这类表面活性化合物的结构特点，既要在分子结构中具备多个阴离子与阳离子中心，以提高其在水中的溶解性、抗盐性、抗菌性；又在分子结构上令这些阴离子中心具有适宜的空间构型，以利于其同盐水中的钙镁离子形成螯合物，保持卓越的性能。

然而，常见的合成表面活性剂的方法，无法通过简单的反应在分子中兼得多个具有适宜空间构型的极性头的表面活性化合物。或受实际条件限制，通过较长步骤或较复杂条件制备同时具有多个适宜空间构型的极性头的表面活性化合物的方法，其缺点是原子利用率低、含有副产物、纯度欠佳。[孙昌俊，王秀菊，孙风云.1，2，4-三乙酰氧基苯[G]//有机化合物合成手册.北京：化学工业出版社，2011：475.][孙昌俊，王秀菊，孙风云.二乙酰氢醌[G]//有机化合物合成手册.北京：化学工业出版社，2011：476.][ZHANG B R，et al.Star-shaped hyperbranched compounds using triethanolamine as core and havingcarboxylate salt side group and dithiocarboxylic acid salt end group，andtheir preparation method and application as heavy metal stabilizer in garbageincineration.CN 103936640[P]2014-07-23.]

发明内容：

本发明的目的之一是提供一种两性表面活性剂：3-(N，N-二甲基-N-X)铵基丁二酸三乙醇胺三酯三盐，目的之二是提供其制备方法。这种两性表面活性剂能够在盐水中表现较好的界面活性与表面活性，其对应的制备方法是一种高利用、低成本的绿色化学生产方式。

因此，本发明提供的两性表面活性剂，是一种具有长链烷氧基和阴离子和阳离子的三乙醇胺衍生物，其特征在于该表面活性剂具有下式所示意的结构：

其中所述的X为带有12-20个碳的直链取代基的基团。

本发明所提供的合成3-(N，N-二甲基-N-X)铵基丁二酸三乙醇胺三酯三盐的方法，包括如下步骤：

第一步：制取式I结构的三马来酸三乙醇胺三酯

以乙酸乙酯作溶剂及催化剂，混合带有马来酸酐与三乙醇胺制取式I结构的三马来酸三乙醇胺三酯。

第二步：制取式II结构的3-(N，N-二甲基-N-X)铵基丁二酸三乙醇胺三酯三盐

以乙酸乙酯作溶剂，混合N，N-二甲基-N-X叔胺与式I结构的三马来酸三乙醇胺三酯，制取式II结构的3-(N，N-二甲基-N-X)铵基丁二酸三乙醇胺三酯三盐，其红外特征图见说明书附图。