[发明专利]阳离子双结构和相关的多亲水/憎水官能化合物及其作为表面活性剂的应用

说明书

本发明的领域

本发明一般涉及可用于洗涤剂和个人护理、采矿、工业、和催化剂产品，以较高浓度用于杀生物剂组合物，和用作乳化剂的改进的多亲水/憎水官能季铵化合物“多官能”表面活性剂。

本发明的背景

常规的表面活性剂具有一个亲水基团和一个憎水基团。常称作“双结构”的二聚体表面活性剂包含两个亲水基团和两个憎水基团。双结构表面活性剂由于限制两个亲水基团靠近而具有独特的物理性能和因此的胶束性能，导致深入研究双结构表面活性剂作为洗涤剂、柔软剂、乳化剂、相转移催化剂、杀生物剂、和用作皮肤护理洗液、头发调理组合物和化妆品组合物的组分。还研究将其用于矿石浮选、油井钻探和其它工业应用场合。

因此，本发明的一个目的是提供一类可用于处理纺织品纤维以提供柔软剂和静电控制的新的阳离子多官能表面活性剂。

本发明的另一目的是提供一类在极低浓度下具有改进的去污性、同时高度可生物降解的多官能表面活性剂。

本发明的又一目的是提供一类可用作乳化剂、相转移催化剂、杀生物剂，用于矿石浮选、油井钻探和其它相关场合的多官能表面活性剂。

最后，本发明的再一个目的是提供一类可以低浓度用于皮肤护理洗液、头发调理组合物和化妆品组合物的多官能表面活性剂。

这些和其它的目的可通过本发明的组合物和方法而实现。

本发明的概述

本发明一般涉及几类新的阳离子多官能表面活性剂和包含它们的组合物。本发明还涉及制备本发明多官能表面活性剂的各种方法。

本发明的详细描述

本发明一般涉及具有以下结构式I-IV的多官能表面活性剂、包含它们的组合物及其制备方法。本发明多官能表面活性剂的优异特征源于其多官能特性，即，本发明的化学物质在每个分子中包含两个或多个憎水基团和两个或多个亲水基团。

I.通式(I)的包含酯或酰胺间隔基团的多官能季铵化合物：

其中R₁和R₂相同或不同且选自直链或支链、取代或未取代C₁-C₂₂烷基或链烯基，其中所述烷基或链烯基任选含有至少一个酯键、至少一个酰胺键、或其混合形式；R₃、R₄、R₅和R₆相同或不同且选自直链或支链、取代或未取代C₁-C₂₂烷基或链烯基，其中所述烷基或链烯基任选含有至少一个酯键、至少一个酰胺键、或其混合形式；且A是选自以下的间隔基：或间隔基中的其它酯-或酰胺-官能烷基，其中x、y和z可独立地为整数1-20；以及n为整数1-20；II.通式(II)的包含酯或酰胺间隔基团的多官能季铵化合物：

其中R₇、R₈、R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂、R₁₃和R₁₄相同或不同且选自直链或支链、取代或未取代C₁-C₂₂烷基或链烯基，其中所述烷基或链烯基任选含有至少一个酯键、至少一个酰胺键、或其混合形式；以及A是定义如上的间隔基团；且其中x、y和z各自独立地为整数1-20；且n为整数1-20；或

III.非对称多官能季铵化合物：

其中R₁₅和R₂₀不同且选自直链或支链、取代或未取代C₈-C₂₂烷基或链烯基，其中所述烷基或链烯基任选含有至少一个酯键、至少一个酰胺键、或其混合形式；R₁₆、R₁₇、R₁₈和R₁₉相同或不同且选自直链或支链、取代或未取代C₁-C₂₂烷基或链烯基，其中所述烷基或链烯基任选含有至少一个酯键、至少一个酰胺键、或其混合形式；且n为整数1-20。

IV.在烷基多胺化合物与长链醛或醇的反应中制备具有通式IV的对称“双结构”季铵化合物：