專利名稱：一種具有螯合能力的雙子型表面活性劑的制備方法
技術領域：
一種具有螯合能力的雙子型表面活性劑的制備方法，屬于表面活性劑制備技術領 域。
背景技術：
表面活性劑具有潤濕、吸附、滲透、乳化、破乳、分散、凝聚、發泡、消泡、增溶、去污、 抗靜電、殺菌、防水、防腐蝕等作用，除了大量用于合成洗滌劑和化妝品工業外，正被廣泛用 于紡織、印染、塑料、橡膠、制革、造紙、制藥、石油、金屬加工、采礦、選礦、建筑、電子等工業 及水處理技術等許多領域。它雖用量少，但可以起到改進生產工藝，增加產品品種，節約能 源，提高產品質量，降低生產成本，提高勞動生產率等關鍵作用，享有“工業味精”之稱。螯合-雙子型表面活性劑具有其他類型表面活性劑所不具有的顯著優點。一方 面，螯合_雙子型表面活性劑屬于雙子型表面活性劑，CMC非常小，能高效地降低水的表面 張力，強增粘能力，具有卓越的抗硬水能力及優異的抗電解質能力，能夠在惡劣的酸、堿液 環境中穩定使用；由于分子中有兩個親水親油基團，具有極強的雙親性，在水中的溶解度較 大，因此漂洗能力優于傳統的陰離子表面活性劑。比一般季銨鹽型表面活性劑具有更好消 毒殺菌效果。可以用在乳化聚合工業，同時也用作印染、勻染劑，農藥潤濕劑、展著劑、滲透 劑和流動劑，美容用品、洗滌劑配方中的潤濕劑、偶聯劑和穩定劑等。另一方面，螯合_雙子型表面活性劑具有螯合型表面活性劑特有的螯合錨定金屬 離子的能力，能與金屬離子螯合形成穩定的水溶性螯合物。適合用于冶金工業中浮選礦富 集分離重金屬離子、重金屬離子廢棄物處理，環境保護，同時也用在紡織工業的印染、氧漂、 皂洗等工藝以及洗滌劑洗衣粉中增強抗硬水能力、動植物微量元素的營養液配制。本發明制備的螯合_雙子型表面活性劑結合了螯合型表面活性劑和雙子型表面 活性劑二者的優點，分子結構中有兩個親水親油基團而具有更好的表面活性，而螯合配位 體的存在使產品又具有螯合金屬離子的能力，所得產品將具有更大的應用范圍和更加廣闊 的應用前景。所研制的螯合_雙子型表面活性劑能用在乳化聚合工業，紡織印染行業，洗滌 劑洗衣粉，農藥潤濕劑、展著劑、滲透劑和流動劑，美容用品和洗滌劑配方中的潤濕劑、偶聯 劑和穩定劑等；同時也適合用于冶金工業的浮選礦富集分離重金屬離子，環境保護中進行 重金屬離子廢棄物處理，紡織工業的印染、氧漂、皂洗等工藝，洗滌劑洗衣粉中增強抗硬水 能力，動植物養料中的微量元素營養液配制等方面。特別是其具有的高穩定性和抗電解質 能力，使其在三次采油、廢水處理、土壤凈化、冶金選礦煉礦、亞表面修復、制備新材料等方 面的潛在應用更弓I起人們的關注。
發明內容
本發明的目的是采用鏈烷基鹵代烷與二元胺反應得到得到N，N- 二烷基二元胺中 間體，該中間體再與鹵代羧酸反應生成二烷基二元胺二乙酸鈉鹽，調節PH值得到沉淀，用 乙醇重結晶。制備方法簡便可行，所得化合物具有良好熱穩定性和抗電解質能力，且具有良好的潤濕、乳化作用性能，有望用于乳化聚合工業、紡織印染行業、洗滌劑洗衣粉、三次采 油、廢水處理、新材料制備、冶金選礦煉礦等方面，為制備具有優良表面活性的螯合型表面 活性劑提供了一種簡單、高效的方法。本發明提供的具有鰲合作用的雙子型表面活性劑制備方法，是先以鏈烷基鹵代烷 與二元胺反應得到得到N，N-二烷基二元胺中間體，該中間體再與鹵代羧酸反應生成二烷 基二元胺二乙酸鈉鹽，包括下列步驟UN, N- 二烷基二元胺中間體的制備以C2 C20的鏈烷基鹵代烷與C2 C6的二元胺反應，反應結束后用熱水洗滌得 到帶黃色的N，N- 二烷基二元胺粗品，用無水乙醇重結晶得到白色固體粗品的N，N- 二烷基 二元胺。鹵代烷與二元胺的摩爾比為1 0.02 0.50，反應溫度25 120°C。洗滌反應 粗品熱水溫度為80°C，粗品收率40 99%。通過紅外光譜、元素分析儀、核磁共振等方法表征，化合物具有預期的結構。2、N，N-二烷基二元胺二乙酸的制備將粗品N，N- 二烷基二元胺、過量3倍的的鹵代羧酸裝入反應瓶中，加入溶劑環己 烷，然后加入粉狀氫氧化鈉，先室溫下攪拌反應lh，然后加熱回流反應至少4小時，停止反 應，用氫氧化鈉溶液調PH= 10，放置，析出沉淀，抽濾。干燥后用無水乙醇重結晶。在第一步N，N" 二烷基二元胺的制備中，調節烷基鏈段長短(即烷基碳原子數目多 少)，可制得具有不同潤濕、乳化能力的表面活性劑。第二步選用不同鹵代羧酸得到的鰲合 配體部分能與金屬離子形成穩定中等大小環狀配合物。選用C2 C20的鏈烷基能生成具有一定潤濕、乳化能力的表面活性劑，可應用于 乳化聚合工業、紡織印染行業、洗滌劑洗衣粉、三次采油、廢水處理、新材料制備、冶金選礦 煉礦等領域。本發明的有益效果本發明提供了簡便制備具有鰲合作用的雙子型表面活性劑的 方法。
具體實施例方式實施例1在裝有回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計的三頸瓶中加入溴代十二烷，滴入新蒸的 乙二胺進行攪拌反應，讓二者物質的量之比為1 0.04，滴加完畢在60°C溫度下反應5小 時，停止反應。趁熱分出下層(另做處理)，上層有機液用約80°C左右的熱水洗滌2 3次， 室溫放置。得淺黃色蠟狀固體，用無水乙醇重結晶，得白色固體粗品。粗品收率94%再將所得粗品N，N- 二烷基乙二胺、過量3倍的氯乙酸裝入反應瓶中，加入溶劑環 己烷，然后加入粉狀氫氧化鈉，先室溫下攪拌反應lh，然后加熱回流反應8小時，停止反應， 用氫氧化鈉溶液調PH= 10，放置，析出沉淀，抽濾。干燥后用無水乙醇重結晶即可。實施例2在裝有回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計的三頸瓶中加入溴代十四烷，滴入新蒸的 乙二胺進行攪拌反應，讓二者物質的量之比為1 0.10，滴加完畢在70°C溫度下反應5小 時，停止反應。趁熱分出下層(另做處理)，上層有機液用約80°C左右的熱水洗滌2 3次， 室溫放置。得淺黃色蠟狀固體，用無水乙醇重結晶，得白色固體粗品。粗品收率89%
再將所得粗品N，N- 二烷基乙二胺、過量3倍的氯乙酸裝入反應瓶中，加入溶劑環 己烷，然后加入粉狀氫氧化鈉，先室溫下攪拌反應lh，然后加熱回流反應8小時，停止反應， 用氫氧化鈉溶液調PH= 10，放置，析出沉淀，抽濾。干燥后用無水乙醇重結晶即可。實施例3在裝有回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計的三頸瓶中加入溴代十二烷，滴入新蒸的 丙二胺進行攪拌反應，讓二者物質的量之比為1 0.20，滴加完畢在80°C溫度下反應6小 時，停止反應。趁熱分出下層(另做處理)，上層有機液用約80°C左右的熱水洗滌2 3次， 室溫放置。得淺黃色蠟狀固體，用無水乙醇重結晶，得白色固體粗品。粗品收率86%再將所得粗品N，N- 二烷基丙二胺、過量3倍的3-氯丙酸裝入反應瓶中，加入溶劑 環己烷，然后加入粉狀氫氧化鈉，先室溫下攪拌反應lh，然后加熱回流反應8小時，停止反 應，用氫氧化鈉溶液調PH= 10，放置，析出沉淀，抽濾。干燥后用無水乙醇重結晶即可。實施例4在裝有回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計的三頸瓶中加入溴代十八烷，滴入新蒸的 丁二胺進行攪拌反應，讓二者物質的量之比為1 0.40，滴加完畢在120°C溫度下反應8小 時，停止反應。趁熱分出下層(另做處理)，上層有機液用約80°C左右的熱水洗滌2 3次， 室溫放置。得淺黃色蠟狀固體，用無水乙醇重結晶，得白色固體粗品。粗品收率45%再將所得粗品N，N- 二烷基乙二胺、過量3倍的4-氯丁酸裝入反應瓶中，加入溶劑 環己烷，然后加入粉狀氫氧化鈉，先室溫下攪拌反應lh，然后加熱回流反應8小時，停止反 應，用氫氧化鈉溶液調PH= 10，放置，析出沉淀，抽濾。干燥后用無水乙醇重結晶即可。實施例5在裝有回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計的三頸瓶中加入氯代癸烷，滴入新蒸的乙 二胺進行攪拌反應，讓二者物質的量之比為1 0.10，滴加完畢在100°C溫度下反應6小 時，停止反應。趁熱分出下層(另做處理)，上層有機液用約80°C左右的熱水洗滌2 3次， 室溫放置。得淺黃色蠟狀固體，用無水乙醇重結晶，得白色固體粗品。粗品收率51%再將所得粗品N，N- 二烷基乙二胺、過量4倍的3-氯丙酸裝入反應瓶中，加入溶劑 環己烷，然后加入粉狀氫氧化鈉，先室溫下攪拌反應lh，然后加熱回流反應8小時，停止反 應，用氫氧化鈉溶液調PH= 10，放置，析出沉淀，抽濾。干燥后用無水乙醇重結晶即可。
權利要求
1.一種具有鰲合作用的雙子型表面活性劑制備方法，其特征是以長鏈烷基鹵代烷與二元胺反應得到N，N-二烷基二元胺中間體，該中間體再與鹵代羧酸反應生成二烷基二元胺二乙酸(鹽)，即得到具有鰲合作用的雙子型表面活性劑，產物通式為
2.根據權利要求1所述的表面活性劑的制備方法，其特征是通過調節原料中烷基鏈的 長短來取得不同潤濕、乳化能力的有鰲合作用的雙子型表面活性劑。長鏈烷基鹵代烷通式 為CnH^X，CnH2nX，其中 n = 2 20，X 為 Cl，Br。
3.根據權利要求1所述的表面活性劑的制備方法，其特征是通過利用不同長度的二元 胺及鹵代羧酸來到到不同大小的鰲合配體環，其中二元胺通式為H2N(CH2)yNH2，其中y = 2 6 鹵代羧酸通式為X(CH2)mC00H，其中m = 1 4，X為Cl，Br。
4.用權利要求1所述的制備方法制得的有鰲合作用的雙子型表面活性劑，其特征是 可用作乳化聚合工業、紡織印染行業的印染勻染劑、洗滌劑配方中的潤濕劑、偶聯劑和穩定 劑、洗衣粉及農藥的潤濕劑、展著劑、滲透劑和流動劑，美容用品，三次采油、廢水處理、新材 料制備、冶金選礦煉礦等領域。
全文摘要
一種具有螯合能力的雙子型表面活性劑的制備方法。本發明是利用鹵代烷分別替代二元胺分子兩個氮上的氫，得到N，N`-二烷基二元胺中間體，然后和鹵代羧酸反應生成了N，N`-雙鏈烷基二元胺二乙酸鈉鹽，該類化合物具有極佳的表面活性，同時具有良好的螯合金屬離子的能力，潤濕和乳化作用功能超過常規表面活性劑，該類新型表面活性劑有望應用于乳化聚合工業，同時也能用作印染、勻染劑，農藥潤濕劑、展著劑、滲透劑和流動劑，洗滌劑配方中的潤濕劑和穩定劑，冶金選礦煉礦，重金屬離子廢棄物處理等。目標產物具有高溫穩定性和抗電解質能力，因此在三次采油、土壤凈化、亞表面修復等方面的也有潛在應用價值。
文檔編號C07C227/08GK102001956SQ20101052045
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月27日 優先權日2010年10月27日
發明者刁開盛, 劉超, 王海軍, 陳琳, 高海燕 申請人:江南大學