專利名稱：一種腰果基季銨鹽陽離子表面活性劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于表面活性劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種腰果基季銨鹽陽離子表面活性劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
表面活性劑(或界面活性劑)是能顯著降低液體表面張力或二相界面張力的物質(zhì)。具有表面活性的物質(zhì)稱為兩親分子，即分子中含親水和親油兩個組成部分，親油部分通常為C7-C21的烷基長鏈，親水部分通常為水溶性基團。一般來說，親水基使分子引入水，親油基使分子離開水引入油，這兩種基團分別位于分子的兩端，造成分子的不對稱，因此表面活性劑分子是一種既親水又親油的分子，具有與陰離子表面活性劑(脂肪酸皂)相反的結(jié)構(gòu)，以至于它也被稱為轉(zhuǎn)皂化。傳統(tǒng)的表面活性劑大多以石油化工產(chǎn)品為原料，但是隨著石油、煤炭的過度開采，能源、原料的短缺將成為表面活性劑工業(yè)發(fā)展的瓶頸。另一方面，傳統(tǒng)的石油和化工產(chǎn)業(yè)使環(huán)境進一步惡化，三廢處理困難。另外，表面活性劑越來越多地應用在藥物、食品、化妝品和各種個人清潔用品中，由此，人們也越來越多的關(guān)注表面活性劑的安全性。所以，從資源的易得性、對環(huán)境和人體的安全性及相容性、行業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性等方面考慮，研究和開發(fā)以天然可再生資源為原料，制備低毒、可再生和良好生物降解性的表面活性劑是十分必要。由石油提煉的烯烴為原料制備的壬基酚是一類生產(chǎn)表面活性劑的重要原料和中間體，由壬基酚可以制備聚氧乙烯醚及聚氧乙烯醚衍生物類表面活性劑、季銨鹽型表面活性劑和磺酸型表面活性劑等。但是，壬基酚對于人體具有內(nèi)分泌干擾效應，是一種可致癌物，由壬基酚制得的一系列表面活性劑存在污染嚴重，生物降解性差，安全性能低等缺陷。同時在我國，壬基酚的生產(chǎn)量一直難以滿足國內(nèi)需求，長期依靠進口，造成以壬基酚為原料的一系列表面活性劑生產(chǎn)成本較高。以精制腰果酚制備的3-間十五烷基酚為原料，針對壬基酚系列表面活性劑存在的問題，期望以3-間十五烷基酚作為壬基酚的替代品進行表面活性劑合成和工藝研究，原料根本來源于天然生物質(zhì)資源，存在可再生、低成本、環(huán)保等優(yōu)點。作為壬基酚的替代品研究，可解決當前壬基酚系列表面活性劑生產(chǎn)的困境，并為新材料的開發(fā)和應用開拓途徑。以天然生物質(zhì)酚做為原料合成季銨鹽型表面活性劑，在以往的淀粉基類、纖維素類、氨基糖類制表面活性劑領(lǐng)域之外，開拓新的研究領(lǐng)域和新的研究途徑，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種腰果基季銨鹽陽離子表面活性劑及其制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下
一種腰果基季銨鹽陽離子表面活性劑，其通式為
權(quán)利要求
1.一種腰果基季銨鹽陽離子表面活性劑，其特征在于其通式為
2.一種制備如權(quán)利要求I所述的腰果基季銨鹽陽離子表面活性劑的方法，其特征在于將3-間十五烷基酚、37%甲醛水溶液、仲胺加入到溶劑中，先在1(Γ40 1下Mannich反應O. 5^4 h,再回流反應]Λ4 h,分離提純后得到中間體Mannich堿；將Mannich堿與鹵代燒烴加入到溶劑中，65 85 1回流條件下烷基化反應12 48 h，分離提純后得到腰果基季銨鹽陽離子表面活性劑；所述Mannich反應和烷基化反應的溶劑為甲醇、乙醇、I-丙醇、I- 丁醇或異丙醇。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述仲胺的通式為NHR1R2，所述鹵代烷烴的通式為r3x。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于3_間十五烷基酚、甲醛與仲胺的摩爾比為 I : 2. 5 5. O 2. 5 5. O。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于=Mannich堿與鹵代烷烴的摩爾比為I:3 9。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于=Mannich反應時,溶劑的用量保證3-間十五烷基酚的濃度控制在O. 2^1mol/L ;烷基化反應時，溶劑的用量保證Mannich堿的濃度控制在O. 2 lmol/L。
全文摘要
本發(fā)明屬于表面活性劑技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種腰果基季銨鹽陽離子表面活性劑及其制備方法。其通式為，其中R1、R2、R3為C1-C4的烷基，X為鹵素。3-間十五烷基酚、甲醛、仲胺發(fā)生反應后，生成中間體Mannich堿，該中間體又與鹵代烷烴反應，生成季銨鹽陽離子表面活性劑。本發(fā)明制備的陽離子表面活性劑分子中具有一個與苯環(huán)相連的疏水烷基鏈、一個季銨鹽陽離子和親水的酚羥基，本發(fā)明在保持季銨化合物固有性能的同時，通過該化合物分子中的親水部分，可提高其在水中的溶解度。
文檔編號B01F17/40GK102728272SQ20121021251
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者劉國際, 張燕曉, 徐麗, 雒廷亮 申請人:鄭州大學