專利名稱：羥丙基雙季銨鹽的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種表面活性劑——羥丙基雙季銨鹽的制備方法。
背景技術：
當前雙季銨鹽表面活性劑的優(yōu)異性能正逐步被認可并有普及使用的趨勢，但 其合成研究工作遠滯后于應用研究。這可能與該類產(chǎn)品尚未規(guī)模工業(yè)化有關， 少量試驗品的制備基本都停留在實驗階段，對成本及操作考慮不足。目前較多 使用的是二步法，即先制得鹵代羥丙基單季銨鹽并提純出來，再與另一叔胺季 銨化，這樣操作繁瑣、生產(chǎn)成本高，另外也對氮上的烷基提出了穩(wěn)定性要求， 使許多品種無法生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是將提供一種工藝簡單、工藝過程綠色環(huán)保 的羥丙基雙季銨鹽的制備方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是所述的羥丙基雙季銨鹽的 制備方法，包括如下步驟在所需的氣體氛圍下，將式(l)的HX水溶液投入反 應釜，控制溫度為15°C~60°C，向反應釜內(nèi)滴加環(huán)氧氯丙院，滴加的時間可以控 制在一小時以上，反應畢一次加入或分次加入或連續(xù)滴加式(2)的物質(zhì)，升溫至 40°C~120°C，充分反應后即得到目標產(chǎn)物羥丙基雙季鈸鹽，反應時間可以控制 在六小時以上，目標產(chǎn)物的結(jié)構以式(3)表示；最后還可以根據(jù)需要來脫除或 不脫除產(chǎn)品中的水份及相關的溶劑A。<formula>formula see original document page 5</formula>(1)
<formula>formula see original document page 5</formula>
(2)
R<formula>formula see original document page 5</formula>(3)
其中R1、 R2、 R3、 R4各自獨立地選自至少含有一個碳原子的飽和或不飽 和烷基，特別優(yōu)選甲基、乙基、烯丙基。R5、 R6各自獨立地選自甲基、乙基、 烯丙基、丙烯酸乙酯基、甲基丙烯酸乙酯基、甲基丙烯酰胺基丙基以及4碳至 22碳的直鏈或含支鏈的飽和或不飽和烷基；X代表一種與陽離子相結(jié)合的卣素 原子。
在實際制備過程中，如(1)式與(2)式相同，則二者在投料時可以同時加入。 上述所需的氣體為氮氣、氬氣、二氧化碳、氧氣、空氣或上述任意幾種氣體 的混和物。
上述的式(l)與環(huán)氧氯丙烷之間的摩爾比為2:1至1:2;式(2)與環(huán)氧氯丙烷之 間的摩爾比為2:1至1:2。
上述的式(1)的HX水溶液由如下方法制得:在權利要求1所述的氣體氛圍下， 將式(l)投入反應器，加入水、溶劑A，升溫攪拌使之溶解，控制溫度為l(TC-80 。C滴入HX水溶液；其中溶劑A選自甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙酮、二 甲基甲酰胺或上述任意幾種物質(zhì)的混合物；X代表鹵素，尤指氯、溴、碘。并 且式(1)與HX之間的摩爾比為2:1至1:2。
本發(fā)明中，還可以將所得的目標產(chǎn)物再通過結(jié)晶法得到90%以上的晶體，具
體步驟為在所得產(chǎn)品中加入溶劑B，攪拌、過濾、洗滌、干燥濾餅即得所需的 晶體。所述的溶劑B選自異丙醇、叔丁醇、丙酮、二甲基甲酰胺、乙醚或上述 任意幾種物質(zhì)的混合物。
本發(fā)明的有益效果是所述方法簡潔、易于操作，設備投資少，三廢少、 能耗低，所得到的液體中間產(chǎn)品就可以直接應用于下游生產(chǎn)，可實現(xiàn)一套裝置 多產(chǎn)品共用。所述系列產(chǎn)品用途廣泛、性能優(yōu)異，在許多行業(yè)是現(xiàn)有產(chǎn)品的升 級換代，并且為各品種羥丙基雙季銨鹽的工業(yè)化提供了一條便捷通道，使雙季 銨鹽的各種應用優(yōu)勢得以在各領域發(fā)揮作用。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步地描述，但本發(fā)明不應僅限于這些 實施例。 實施例l
在500ml反應器內(nèi)加入203g十二垸基二甲基叔胺、80g乙醇，開動攪拌及 回流，用氮氣置換三次，滴入20%的鹽酸84.4g，控制滴加溫度不大于60。C，滴 完后升溫至5(TC，開始滴加46.26§環(huán)氧氯丙垸，用水浴冷卻，控制料溫不大于 60°C，滴完后在50-85'C保溫l小時，緩慢升溫至回流(80-90°C),恒溫8小時， 降溫至60。C以下補入30g乙醇，降溫至40。C以下出料分析。得到433.7g淡黃色 透明液體，測季銨化物活性物含量59.5%,游離胺0.7%,計算得收率98.5%。
取上述淡黃色液體500g，邊攪拌邊加入150g丙酮，過濾除去溶劑，晾干得 到262g白色晶體。 實施例2
在500ml反應器內(nèi)加入101.5g十二烷基二甲基叔胺、80g乙醇，開動攪拌及 回流，用氮氣置換三次，滴入20%的鹽酸84.4g，控制滴加溫度不大于60。C，滴 完后升溫至5(TC，開始滴加46,26g環(huán)氧氯丙烷，用水浴冷卻，控制料溫不大于
60°C，滴完后在50-85'C保溫1小時，然后一次加入第二批101.5g十二烷基二甲 基叔胺，緩慢升溫至回流(80-90°C)，恒溫8小時，降溫至60"C以下補入30g 乙醇，降溫至4(TC以下出料分析。得到455.0g淡黃色透明液體，測季銨化物活 性物含量56.02%，游離胺0.83%，計算得收率98.1%。 實施例3
在500ml反應器內(nèi)加入229.39g十四烷基二甲基叔胺、80g異丙醇，開動攪 拌及回流，用氮氣置換三次，滴入20。/。的鹽酸88g，控制滴加溫度不大于60。C， 滴完后升溫至50'C,開始滴加46.26g環(huán)氧氯丙烷，用水浴冷卻，控制料溫不大 于60°C，滴完后在50-85。C保溫1小時，緩慢升溫至回流(80-90°C)，恒溫12 小時，降溫至60。C以下補入20g乙醇，降溫至4(TC以下出料分析。得到淡黃色 透明液體，測季銨化物活性物含量56.7%，游離胺0.88%，計算得收率96.9%。 實施例4
在1000ml反應器內(nèi)加入439.2gC16-18烷基二甲基叔胺(70%C18烷基二甲 基叔胺，30。/。C16烷基二甲基叔胺)、326.8g乙醇，開動攪拌及回流，用氮氣置 換三次，滴入20%的鹽酸147.06g，控制滴加溫度45-60。C，滴完后升溫至55。C， 開始滴加75.4g環(huán)氧氯丙烷，用水浴冷卻，控制料溫不大于65°C，滴完后在65-70 。C保溫l小時，緩慢升溫至回流(85-9(TC),恒溫16小時，降溫至6(TC以下補 入20g乙醇，降溫至4(TC以下出料分析。得到白色膏體，測季銨化物活性物含 量51.15%，游離胺0.67%，計算得收率98.39%。 實施例5
在500ml反應器內(nèi)加入101.5g十二烷基二甲基叔胺、80g乙醇，開動攪拌及 回流，用氮氣置換三次，滴入20%的鹽酸84.4g,控制滴加溫度不大于6(TC，滴 完后升溫至50。C，開始滴加46.26g環(huán)氧氯丙垸，用水浴冷卻，控制料溫不大于 60°C，滴完后在50-85。C保溫l小時，然后一次加入114.69g十四烷基二甲基叔
胺，緩慢升溫至回流(80-90°C),恒溫12小時，降溫至6(TC以下補入30g乙醇， 降溫至40。C以下出料分析。得到431.5g黃色透明液體，損失25.35§溶劑，測季 銨化物活性物含量53.2%，游離胺0.79%，計算得收率97.1%。 實施例6
在500ml反應器內(nèi)加入46.32g三甲胺鹽酸鹽、75g去離子水，開動攪拌及回 流，用氮氣置換三次，升溫至50。C，開始滴加46.26g環(huán)氧氯丙院，用水浴冷卻， 控制料溫不大于60°C，滴完后在50-85'C保溫1小時，然后一次加入101.5g十 二垸基二甲基叔胺，緩慢升溫至回流(80-90°C),恒溫6.5小時，降溫至60。C以 下補入20g乙醇，降溫至4(TC以下出料分析。得到285.1g淡黃色透明液體，測 季銨化物活性物含量67.6%，游離胺0.32%，計算得收率99.5%。 實施例7
在500ml反應器內(nèi)加入101.5g十二烷基二甲基叔胺、100g去離子水，開動 攪拌及回流，用氮氣置換三次，滴入20。/。的鹽酸84.4g，控制滴加溫度不大于60 °C，滴完后升溫至5(TC，開始滴加46.26g環(huán)氧氯丙垸，用水浴冷卻，控制料溫 不大于60°C，滴完后在65t:保溫1小時，然后一次加入82.51g甲基丙烯酰胺丙 基二甲基胺(DMAPMA)，切換氮氣為空氣緩慢鼓泡，緩慢升溫至65-70°C，恒 溫16小時，降溫至4(TC以下補加20g對羥基苯甲醚(MEHQ)，停止鼓泡、出 料分析。得到淡黃色透明液體，測季銨化物活性物含量57.45%，游離胺0.66%。
權利要求
1、羥丙基雙季銨鹽的制備方法，其特征在于在所需的氣體氛圍下，將式(1)的HX水溶液投入反應釜，控制溫度為15℃～60℃，向反應釜內(nèi)滴加環(huán)氧氯丙烷，反應畢一次加入或分次加入或連續(xù)滴加式(2)的物質(zhì)，升溫至40℃～120℃，充分反應后即得到目標產(chǎn)物羥丙基雙季銨鹽，其結(jié)構以式(3)表示。其中R1、R2、R3、R4各自獨立地選自至少含有一個碳原子的飽和或不飽和烷基；R5、R6各自獨立地選自甲基、乙基、烯丙基、丙烯酸乙酯基、甲基丙烯酸乙酯基、甲基丙烯酰胺基丙基、4碳至22碳的直鏈或含支鏈的飽和或不飽和烷基；X代表一種與陽離子相結(jié)合的鹵素原子。
2、 如權利要求1所述的制備方法，其特征在于Rl、 R2、 R3、 R4各自獨 立地選自甲基、乙基、烯丙基。
3、 如權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于如(1)式與(2)式相同， 則二者在投料時可以同時加入。
4、 如權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所需的氣體為氮氣、<formula>formula see original document page 2</formula>氬氣、二氧化碳、氧氣、空氣或上述任意幾種氣體的混和物。
5、 如權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于式(l)與環(huán)氧氯丙烷之間的摩爾比為2:1至1:2;式(2)與環(huán)氧氯丙烷之間的摩爾比為2:1至1:2。
6、 如權利要求1所述的制備方法，其特征在于式(1)的HX水溶液由如下 方法制得在權利要求1所述的氣體氛圍下，將式(l)投入反應器，加入水、溶劑A，升溫攪拌使之溶解，控制溫度為1(TC-8(TC滴入HX水溶液；其中溶劑A 選自甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙酮、二甲基甲酰胺或上述任意幾種物質(zhì) 的混合物；X代表卣素。
7、 如權利要求1或6所述的制備方法，其特征在于X代表氯、溴、碘。
8、 如權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于式(1)與HX之間的摩 爾比為2:1至1:2。
9、 如權利要求1所述的制備方法，其特征在于將所得的目標產(chǎn)物再通過 結(jié)晶法得到90%以上的晶體，具體步驟為在所得產(chǎn)品中加入溶劑B，攪拌、 過濾、洗滌、干燥濾餅即得所需的晶體。
10、 如權利要求9所述的的制備方法，其特征在于所述的溶劑B選自異丙 醇、叔丁醇、丙酮、二甲基甲酰胺、乙醚或上述任意幾種物質(zhì)的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工藝簡單、工藝過程綠色環(huán)保的羥丙基雙季銨鹽的制備方法，包括如下步驟在所需的氣體氛圍下，將式(1)的HX水溶液投入反應釜，控制溫度為15℃～60℃，向反應釜內(nèi)滴加環(huán)氧氯丙烷，反應畢一次加入或分次加入或連續(xù)滴加式(2)的物質(zhì)，升溫至40℃～120℃，充分反應后即得到目標產(chǎn)物羥丙基雙季銨鹽，目標產(chǎn)物的結(jié)構以式(3)表示。上述產(chǎn)品可廣泛應用于殺菌滅藻、金屬防腐、織物染整、瀝青乳化、廢紙脫墨、纖維分散以及含疏水基的陽離子單體的制備等。
文檔編號C07C215/40GK101168511SQ20071019040
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月22日 優(yōu)先權日2007年11月22日
發(fā)明者鵬 張, 李勝兵, 濤 杜, 軍 陳, 飛 陳 申請人:江蘇飛翔化工股份有限公司