[发明专利]一种两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体的合成及其制备方法

说明书

本发明公开了一种两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体的合成及其制备方法。其技术方案为：(1)马来酸酐与3,3'‑亚胺基双(N,N‑二甲基丙胺)进行开环取代反应，得到中间体OEA；(2)将卤代烷与中间体OEA进行季铵化反应，从而得到两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体。本发明的制备方法原料来源广、经济适用性高，反应条件温和，操作方便，得到的单体产率高，并且该单体将表面活性剂的优异性能引入聚合物单体中，使得该单体既具有疏水性，同时又具有一般疏水单体不具有的高表活性，在非常规油气藏开发中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于油田化学领域，涉及一种两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体的合成、制备、以及提纯方法。

背景技术

高分子聚合物是油田现场常用的化学试剂，但随着油田勘探开展，常规聚合物以及无法满足高温、高盐、低渗透等非常规油藏的开发需求发展求，而高聚物都是由单体共聚而成，所以研究和开发新型的耐温抗盐聚合物单体是推动我国石油工业技术发展的重要科研技术任务。

两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体是一类兼具不饱和基团、疏水长链以及强水溶性集团的有机化合物，由于其结构中具有季铵盐离子、羟基以及酰胺基使得其具有优异的水溶性，除此之外，在其用量占单体总量很少的情况下(≤0.20wt％)，将其与丙烯酰胺、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚得到的疏水缔合聚合物水溶液更容易形成稳定结构，使得聚合物水溶液具有较为密集的空间网络结构，从而使聚合物水溶液具有优异的粘弹性。

因此用该两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体制备的疏水缔合聚合物可有效解决传统疏水缔合聚合物压裂液成本高、悬砂能力差的技术问题，具有广阔的应用前景。但目前尚没有资料报道这种两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体的制备方法，为了将表面活性剂的优异性能引入聚合物中，扩大其应用范围，本发明参考疏水缔合物单体的合成方法，设计并制备了一种两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体。

发明内容

本发明的另一目的在于提供该两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体的合成、制备以及提纯的方法。

该制备方法操作简单，原料廉价易得，反应易于控制，对设备无特殊要求。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

一种两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体，其结构式如下：

其中，n＝8，12，14，16。

该疏水单体为晶体状粉末，属于甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体。

一种两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将马来酸酐与3,3'-亚胺基双(N,N-二甲基丙胺)进行开环取代反应，得到中间体OEA，反应式如下所示：

(2)将卤代烷与中间体OEA进行季铵化反应，从而得到两性甜菜碱Gemini表面活性剂型疏水单体，反应式如下所示：

其中，n＝8，12，14，16。

进一步的，步骤(1)中马来酸酐与3,3'-亚胺基双(N,N-二甲基丙胺)的摩尔比为1.0-1.05:1.0。

进一步的，令步骤(1)中马来酸酐与3,3'-亚胺基双(N,N-二甲基丙胺)的摩尔比为1.0:1.0。

进一步的，步骤(1)中所述的开环反应条件为：将马来酸酐溶于少量二氯甲烷，在冰浴条件下逐滴添加，之后在室温下反应3天。

进一步的，步骤(2)中，卤代烷与中间体OEA的摩尔比为2.0-2.05:1.0。