專利名稱：一種酯基季銨鹽的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種酯基季銨鹽的合成方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及到合成酯基季銨鹽的方法。酯基季銨鹽在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，主要可用來制造織物柔軟劑，目前織物柔軟劑主要以陽離子表面活性劑為主，1950年最早用于商業(yè)化的柔軟劑是二氫化牛油基二甲基氯化胺(DHTDMAC)，在開發(fā)DHTDMAC的同時(shí)，以脂肪酸為原料開發(fā)了包括二酰胺基乙氧基化季銨鹽、酯基季銨鹽、咪唑啉季銨鹽等產(chǎn)品。但這些季銨鹽合成過程一般用氯甲烷、硫酸二甲基酯、硫酸二丙酯或無機(jī)酸做烷基化劑，必須在溶劑存在下間歇生產(chǎn)。目前對于使用連續(xù)法無溶劑合成酯基季銨鹽的方法未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種連續(xù)法無溶劑合成酯基季銨鹽的方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是所述的一種酯基季銨鹽的合成方法，其特征在于在一定溫度T下，以長鏈羧酸酯基叔胺和烷基化劑為原料，將兩者按比例連續(xù)混合通過反應(yīng)器后生成酯基季銨鹽；所述的酯基季銨鹽其結(jié)構(gòu)式如下
式中的每個(gè)R可相同或不同，由一種帶有12-22個(gè)碳原子的飽和或不飽和的烴基表示，R1、R2和R3獨(dú)立地選自C2-C4烷基，R4是獨(dú)立地選自C1-C3直鏈或支鏈烷基，X-代表一種與陽離子相結(jié)合的陰離子。
上述的長鏈羧酸酯基叔胺由以下方法制得在一定溫度下，將長鏈的飽和或者不飽和的C12-C22脂肪酸和烷醇胺進(jìn)行反應(yīng)制得，并且脂肪酸∶烷醇胺的摩爾比為從1.65∶1到1.95∶1；優(yōu)選從1.72∶1到1.79∶1。所述的溫度范圍為150℃～210℃。而且，在反應(yīng)時(shí)可通入氮?dú)?、并且還可加入酸性催化劑。所述的烷醇胺選自以下物質(zhì)中的至少一種三乙醇胺、甲基二乙醇胺、甲基二異丙醇胺、三異丙醇胺。
上述的溫度T范圍為50℃～90℃。
上述的烷基化劑選自C1-C3的硫酸酯、或磷酸酯、或兩者的混合物。優(yōu)選自以下物質(zhì)中的至少一種硫酸二乙基酯、硫酸二甲基酯、磷酸三甲基酯，且長鏈羧酸酯基叔胺和烷基化劑摩爾比為從1∶0.91到1∶0.99。
本發(fā)明所述的合成方法的較詳細(xì)的步驟如下(1)稱脂肪酸加入到反應(yīng)器中，在N2氣氛的條件下攪拌升溫到40一130℃，待其全部熔化后，加入酸性催化劑和烷醇胺，升溫至150一210℃，反應(yīng)5一10小時(shí)，當(dāng)產(chǎn)物酸價(jià)低于3mgKOH/g時(shí)，中止反應(yīng)，得到反應(yīng)混合物酯基叔胺；(2)將反應(yīng)混合物酯基叔胺降至50-90℃，停止通入N2氣，在無溶劑情況下和烷基化劑在混合反應(yīng)器中連續(xù)進(jìn)行季銨化反應(yīng)，反應(yīng)1-2小時(shí)，當(dāng)測得產(chǎn)物中游離胺含量小于6mgKOH/g時(shí)，即可停止反應(yīng)，得到目標(biāo)產(chǎn)物。
本發(fā)明的酯基季銨鹽為陽離子表面活性劑，具有陽離子表面活性劑的特性，可用在織物柔軟劑、皮革柔軟劑、殺菌劑等多方面，本發(fā)明的酯基季銨鹽的具體使用方法與其它陽離子表面活性劑在織物柔軟劑、皮革柔軟劑、殺菌劑等多方面的使用方法相同。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是一、該工藝使用了無溶劑法進(jìn)行季銨化反應(yīng)，避免溶劑存在下副反應(yīng)的發(fā)生，防止有害雜質(zhì)的生成，沒有特殊異味。
二、采用本合成方法，連續(xù)生產(chǎn)，反應(yīng)時(shí)間短，能耗低，轉(zhuǎn)化率高，選擇性好，所得產(chǎn)品的活性物含量高，產(chǎn)品色澤淺。
三、本產(chǎn)品具有優(yōu)良的生物降解性，生態(tài)毒性低，具有優(yōu)異的環(huán)境相容性和皮膚相容性，該產(chǎn)品的使用不僅可以提高復(fù)配類產(chǎn)品的檔次，而且對于保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有深遠(yuǎn)的影響。
四、本產(chǎn)品易配置成高濃度的產(chǎn)品，降低生產(chǎn)和包裝成本，使用方便。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1稱取840g硬脂酸加入到2000mL的四口瓶中，在N2氣氛的條件下攪拌升溫到80℃，待全部其熔化后，加入亞磷酸2g，三乙醇胺248g，攪拌升溫至155℃，保溫反應(yīng)9小時(shí)后，測得產(chǎn)物酸價(jià)為2.5mgKOH/g，中止反應(yīng)。將反應(yīng)混合物降溫至80℃，停止通入N2氣，和199g硫酸二甲基酯一起連續(xù)進(jìn)入混合反應(yīng)器，進(jìn)行連續(xù)季銨化反應(yīng)，控制80℃反應(yīng)1.5小時(shí)，測得產(chǎn)品中游離胺含量為5mgKOH/g，即可停止反應(yīng)。
實(shí)施例2稱取840g氫化牛脂酸加入到2000mL的四口瓶中，在N2氣氛的條件下攪拌升溫到80℃，待全部其熔化后，加入亞磷酸2g，甲基二乙醇胺198g，攪拌升溫至180℃，保溫反應(yīng)7小時(shí)后，測得產(chǎn)物酸價(jià)為2.5mgKOH/g，中止反應(yīng)。將反應(yīng)混合物降溫至80℃，停止通入N2氣，和199g硫酸二甲基酯一起連續(xù)進(jìn)入混合反應(yīng)器，進(jìn)行連續(xù)季銨化反應(yīng)，控制80℃反應(yīng)1.5小時(shí)，測得產(chǎn)品中游離胺含量為5mgKOH/g，即可停止反應(yīng)。
實(shí)施例3稱取840g牛脂酸加入到2000mL的四口瓶中，在N2氣氛的條件下攪拌升溫到80℃，待全部其熔化后，加入亞磷酸2g，三乙醇胺248g，攪拌升溫至200℃，保溫反應(yīng)6小時(shí)后，測得產(chǎn)物酸價(jià)為2.5mgKOH/g，中止反應(yīng)。將反應(yīng)混合物降溫至80℃，停止通入N2氣，和199g硫酸二甲基酯一起連續(xù)進(jìn)入混合反應(yīng)器，進(jìn)行連續(xù)季銨化反應(yīng)，反應(yīng)1.5小時(shí)，測得產(chǎn)品中游離胺含量為5mgKOH/g，即可停止反應(yīng)。
實(shí)施例4將計(jì)量的已熔化的2800Kg硬脂酸加入到5000L的不銹鋼反應(yīng)釜中，攪拌升溫到80℃，加入亞磷酸4Kg，甲基二乙醇胺660Kg，升溫至205℃，保溫反應(yīng)5小時(shí)后，測得產(chǎn)物酸價(jià)為2.5mgKOH/g，中止反應(yīng)。將反應(yīng)混合物降溫至80℃，停止通入N2氣，和810Kg硫酸二乙基酯一起連續(xù)進(jìn)入混合反應(yīng)器，進(jìn)行連續(xù)季銨化反應(yīng)，控制85℃反應(yīng)1.5小時(shí)，測得產(chǎn)品中游離胺含量為5mgKOH/g，即可停止反應(yīng)。
實(shí)施例5將計(jì)量的已熔化的2800Kg氫化牛脂酸加入到5000L的不銹鋼反應(yīng)釜中，在N2氣氛的條件下攪拌升溫到80℃，三乙醇胺827Kg，升溫至190℃，保溫反應(yīng)6小時(shí)后，測得產(chǎn)物酸價(jià)為2.5mgKOH/g，中止反應(yīng)。將反應(yīng)混合物降溫至80℃，停止通入N2氣，和663Kg硫酸二甲基酯一起連續(xù)進(jìn)入混合反應(yīng)器，進(jìn)行連續(xù)季銨化反應(yīng)，反應(yīng)1.5小時(shí)，測得產(chǎn)品中游離胺含量為5mgKOH/g，即可停止反應(yīng)。
實(shí)施例6將計(jì)量的已熔化的2800Kg牛脂酸加入到5000L的不銹鋼反應(yīng)釜中，在N2氣氛的條件下攪拌升溫到80℃，加入亞磷酸4Kg，三乙醇胺827Kg，升溫至185℃，保溫反應(yīng)7小時(shí)后，測得產(chǎn)物酸價(jià)為2.5mgKOH/g，中止反應(yīng)。將反應(yīng)混合物降溫至75℃，停止通入N2氣，和810Kg硫酸二乙基酯一起連續(xù)進(jìn)入混合反應(yīng)器，進(jìn)行連續(xù)季銨化反應(yīng)，控制75℃反應(yīng)2小時(shí)，測得產(chǎn)品中游離胺含量為5mgKOH/g，即可停止反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種酯基季銨鹽的合成方法，其特征在于在一定溫度T下，以長鏈羧酸酯基叔胺和烷基化劑為原料，將兩者按比例連續(xù)混合通過反應(yīng)器后生成酯基季銨鹽；所述的酯基季銨鹽其結(jié)構(gòu)式如下 式中的每個(gè)R可相同或不同，由一種帶有12-22個(gè)碳原子的飽和或不飽和的烴基表示，R1、R2和R3獨(dú)立地選自C2-C4烷基，R4是獨(dú)立地選自C1-C3直鏈或支鏈烷基，X-代表一種與陽離子相結(jié)合的陰離子。
2.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于所述的長鏈羧酸酯基叔胺由以下方法制得在一定溫度下，將長鏈的飽和或者不飽和的C12-C22脂肪酸和烷醇胺進(jìn)行反應(yīng)制得，并且脂肪酸∶烷醇胺的摩爾比為從1.65∶1到1.95∶1。
3.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于所述的溫度范圍為150℃～210℃。
4.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于所述的脂肪酸∶烷醇胺的摩爾比為從1.72∶1到1.79∶1。
5.如權(quán)利要求2或3或4所述的合成方法，其特征在于在反應(yīng)時(shí)通入氮?dú)?、并且加入酸性催化劑?br> 6.如權(quán)利要求2或3或4所述的合成方法，其特征在于所述的烷醇胺選自以下物質(zhì)中的至少一種三乙醇胺、甲基二乙醇胺、甲基二異丙醇胺、三異丙醇胺。
7.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于 所述的溫度T范圍為50℃～90℃。
8.如權(quán)利要求1或2所述的合成方法，其特征在于所述的烷基化劑選自C1-C3的硫酸酯、或磷酸酯、或兩者的混合物，且長鏈羧酸酯基叔胺和烷基化劑摩爾比為從1∶0.91到1∶0.99。
9.如權(quán)利要求8所述的合成方法，其特征在于所述的烷基化劑選自以下物質(zhì)中的至少一種硫酸二乙基酯、硫酸二甲基酯、磷酸三甲基酯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種連續(xù)法無溶劑合成酯基季銨鹽的方法，其特點(diǎn)是在一定溫度T下，以長鏈羧酸酯基叔胺和烷基化劑為原料，將兩者按比例連續(xù)混合通過反應(yīng)器后生成酯基季銨鹽；所述的酯基季銨鹽其結(jié)構(gòu)式如上，式中的每個(gè)R可相同或不同，由一種帶有12－22個(gè)碳原子的飽和或不飽和的烴基表示，R
文檔編號D06M13/00GK101020644SQ20061009626
公開日2007年8月22日 申請日期2006年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月1日
發(fā)明者張高勇, 盧中極, 王志軍 申請人:江蘇飛翔化工股份有限公司