專利名稱：一種兩性Gemini 表面活性劑及其制備方法
技術領域：
本發明屬于有機化工表面活性技術領域，具體涉及一種Gemini兩性表面活性劑及其制備方法。
背景技術：
表面活性劑在工農業生產和日常生活中發揮著重大作用。隨著全球環保意識的增強，人們一直致力于探索并合成具有高表面活性的新型表面活性劑。一類新型的表面活性劑即低聚表面活性劑的出現，使得表面活性劑的表面活性得 到突破性的提高。所謂低聚表面活性劑是將二個或二個以上的相同或不同的表面活性劑單體，在其親水頭基或靠近親水頭基附近用聯接基團通過化學鍵將這兩個或兩個以上的兩親分子聯接在一起。這類新的表面活性劑在1971年Bonton等人首先合成了一組陽離子型Gemini表面活性劑。在1991年，Menger合成了以剛性基團連接離子頭基的雙烷烴鏈表面活性劑，并給以這種順序排列的兩親分子起了個名稱Gemini表面活性劑。Gemini在天文學上意思是雙子星座，借用在此形象地表達了這類二聚表面活性劑的分子結構特點。Gemini表面活性劑的兩種分子結構式如下
權利要求
1.一種兩性Gemini表面活性劑，其特征在于該表面活性劑為具有如式I所示結構的化合物
2.一種制備如權利要求I所述兩性Gemini表面活性劑的方法，其特征在于包括以下步驟 用單長鏈烷基二甲基叔胺作起始原料，先與鹽酸反應制成單長鏈烷基二甲基叔胺的鹽酸鹽，鹽酸鹽再與環氧氯丙烷反應得到單季銨鹽，單季銨鹽通過脫除氯化氫進行關環反應后再與單長鏈烷基二甲基叔胺的鹽酸鹽反應，制得Gemini陽離子表面活性劑，Gemini陽離子表面活性劑與順丁烯二酸酐酯化后經磺化制得目標產物。
3.根據權利要求2所述兩性Gemini表面活性劑的制備方法，其特征在于所述兩性Gemini表面活性劑的具體制備步驟如下 (1)制備單季銨鹽 按質量份數在反應器中依次加入15 50份水、邊攪拌邊加入50份質量分數37%的濃鹽酸，以及78. 5 154. 5份單長鏈烷基二甲基叔胺，室溫攪拌30min后升溫，在40 50°C滴加47份環氧氯丙烷，加完后升溫到70 100°C，反應3h，然后降溫至40 50°C，邊攪拌邊滴加60 100份質量分數為28 33. 3%的堿性物質水溶液，在40 50°C保持30分鐘后冷卻出料，即得單季銨鹽的溶液； (2)制備Gemini陽離子表面活性劑 在反應器中加入50份水、邊攪拌邊加入50份質量分數為37%的濃鹽酸，以及78. 5 154. 5份單長鏈烷基二甲基叔胺，室溫攪拌30min后升溫至45 50°C，然后滴加250 401份單季銨鹽的溶液，滴完后升溫到80 100°C回流4h，濃縮、降溫得蠟狀固體，蠟狀固體用無水乙醇溶解后過濾，過濾后濃縮、烘干得蠟狀固體產物，即Gemini陽離子表面活性劑； (3)酯化及磺化 在反應器中加入221. 5 347. 5份第(2)步的產物，升溫至90 125°C，產物融化后加A 49份順丁烯二酸酐，攪拌熔融后加入催化劑，保溫反應2 4h，然后降溫至70 80°C，保持70 80°C，滴加396. 5 1088. 5份質量分數5. 5 16 %的磺化反應物水溶液，加完后保溫反應3 5h，然后冷卻、出料，得乳白色流體，即兩性Gemini表面活性劑。
4.根據權利要求3所述兩性Gemini表面活性劑的制備方法，其特征在于所述單長鏈烷基二甲基叔胺為R1N(CH3)2或R2N(CH3)2ApR2均為C8 C18的鏈狀烷基，關環所用的堿性物質為NaOH、KOH或氨水。
5.根據權利要求3所述兩性Gemini表面活性劑的制備方法，其特征在于所述酯化反應中所用的催化劑為對甲苯磺酸。
6.根據權利要求3所述兩性Gemini表面活性劑的制備方法，其特征在于所述磺化反應物為Na2SO3或K2SO3。
7.根據權利要求3所述兩性Gemini表面活性劑的制備方法，其特征在于所述磺化反應物為NaHS03、KHS03、Na2S205或K2S2O5,磺化反應前，先加入NaOH或KOH的水溶液進行中和。
全文摘要
本發明屬于有機化工表面活性技術領域，具體涉及一種兩性Gemini表面活性劑的制備，本發明設計并制得的兩性Gemini表面活性劑的結構示意如式1所示。首先用長鏈烷基叔胺和環氧氯丙烷作原料，制得Gemini陽離子表面活性劑；然后用馬來酸酐與制得的Gemini陽離子表面活性劑連接鏈上的羥基進行酯化反應，并對酯化產物進行磺化，制得一種兩性Gemini表面活性劑。該表面活性劑具有殺菌、乳化等功能，并可用于清洗、印染、皮革和造紙等領域的兩性Gemini表面活性劑。相對于目前常用的Gemini表面活性劑，具有更優異的潤濕性和起泡性，式1。
文檔編號C07C303/32GK102631864SQ201210092778
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月31日 優先權日2012年3月31日
發明者張輝, 強西懷, 王艷姣 申請人:陜西科技大學