[发明专利]一种双长碳链烷基羧基甜菜碱表面活性剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种双长碳链烷基羧基甜菜碱表面活性剂的制备方法。该双长碳链烷基羧基甜菜碱表面活性剂的制备方法是以卤代烷烃和N‑甲基乙醇胺为起始原料，制备出双长碳链烷基甲基叔胺，叔胺与氯乙酸盐反应，最终形成可根据需要进行长碳链烷基碳数调控的双长碳链烷基羧基甜菜碱表面活性剂。该制备方法环境友好，成本低，工艺简单，可实现大规模生产。

技术领域

本发明涉及表面活性剂领域，更具体地，涉及一种双长碳链烷基羧基甜菜碱表面活性剂的制备方法。

背景技术

甜菜碱表面活性剂是一类性能优良的两性表面活性剂，甜菜碱表面活性剂的种类主要分为羧酸型甜菜碱、磺基甜菜碱、亚硫酸酯甜菜碱和磷酸酯甜菜碱等，甜菜碱表面活性剂具有较好的润湿性和乳化性，抗高温高盐等性能，广泛应用于香波、泡沫浴、纺织整理剂、泡沫钻井剂、消毒杀菌剂、凝胶乳化剂和金属防腐剂中。其中，尤其是羧酸型甜菜碱相比于磺基等甜菜碱更加温和、低毒和易生物降解。另外，羧基甜菜碱较磺基甜菜碱价格低，因此更适合应用在日常日用化学品中。但是，羧基甜菜碱制备过程中，季铵化合成过程中水解严重，转化率较磺基甜菜碱低，尤其是碳链较长时，水解产物含量大于20％以上，严重限制了超长链羧基甜菜碱的应用。

现今应用的羧酸型甜菜碱表面活性剂大都是单长烷基碳链表面活性剂。相比于单长烷基碳链，双长烷基碳链表面活性剂由于双疏水链的链链相互作用使得分子在界面排布比较紧密，其表面活性比相应的单烷基链表面活性剂高。专利CN1470317A、CN1891807A和CN101745343B验证了双长碳链结构的表面活性剂在界(表)面、乳化以及泡沫等方面的优良性能。专利CN101549266A公开了一种双长链烷基羧酸型甜菜碱表面活性剂的制备及其应用，此表面活性剂由原料双长链烷基甲基叔胺与氯乙酸反应制得，转化率约80％左右，原料双长链烷基甲基叔胺为天然油脂衍生物，双长链的烷基碳原子数相等，且无法根据需要调节，限制了表面活性剂的应用。

本发明试图在双长链烷基甲基羧基甜菜碱中引入对称/不对称结构，且可根据需要进行长碳链烷基碳数调控使得双长碳链烷基羧基甜菜碱表面活性剂分子在界面排布更加灵活、紧密，界(表)面性能、乳化性能等均得到进一步的提高。

因此，需要提供一种产率高且可根据需要进行长碳链烷基碳数调控的双长链烷基羧基甜菜碱表面活性剂制备方法。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种双长碳链烷基羧基甜菜碱表面活性剂的制备方法。本发明克服了现有的双长链烷基甜菜碱表面活性剂制备技术的不足，开发了一种可根据需要进行长碳链烷基碳数调控的双长链烷基甜菜碱表面活性剂制备方法。该方法环境友好，成本低，工艺简单，可实现大规模生产。

本发明的第二个目的在于提供一种双长碳链烷基羧基甜菜碱表面活性剂。

本发明的第三个目的在于提供一种双长碳链烷基羧基甜菜碱表面活性剂的应用。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明提供一种双长碳链烷基羧基甜菜碱表面活性剂的制备方法，其包括如下步骤：

(1)N-甲基乙醇胺与卤代烷R₁X混合，进行叔胺合成反应，得中间体单长碳链烷基-N-甲基乙醇叔胺，其反应如式a所示：

(2)将所述中间体单长碳链烷基-N-甲基乙醇叔胺经短链醇稀释后与卤代烷烃R₁X混合，进行季铵化反应，得双长碳链烷基甲基乙醇铵盐，其反应如式b所示：

(3)将所述双长碳链烷基甲基乙醇铵盐与强碱混合反应，并持续加热，进行消去反应，得双长碳链烷基甲基叔胺，其反应如式c所示：