專利名稱：一種新型含硼陽離子表面活性劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型含硼陽離子表面活性劑及其制備方法，該表面活性劑可用于洗滌、殺菌、抗靜電、乳化等領域。
背景技術：
含硼表面活性劑是一種具有特殊性質(zhì)的新型表面活性劑。由于硼無毒、無公害，且具有殺菌、防腐、抗磨及阻燃性能，因此含硼表面活性劑在很多領域具有其它表面活性劑不可替代的作用，可用于特殊領域乳化劑、殺菌劑、阻燃劑、抗靜電劑、防霧滴劑等，具有廣闊的應用前景。目前國內(nèi)對含硼表面活性劑的研究工作主要限于非離子及陰離子型表面活性劑[李斌棟，含硼表面活性劑
的合成、性質(zhì)及應用，南京理工大學博士學位論文，2005;魏少華等，新型含硼兩性表面活性劑REAB的研制，南京師大學報(自然科學版)，2001， 24 (3):61-64]。陽離子表面活性劑是一類特殊的表面活性劑，由于在溶液中帶正電荷，因此陽離子表面活性劑與很多界面具有強烈的靜電吸附作用，表現(xiàn)出殺菌、柔軟、抗靜電等特殊性能。含硼陽離子表面活性劑兼具含硼表面活性劑和陽離子表面活性劑的優(yōu)勢和特性，對該類表面活性劑合成及應用的研究有利于增加含硼表面活性劑種類和拓展含硼表面活性劑的應用范圍，必將促進整個表面活性劑行業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型含硼陽離子表面活性劑，以增加現(xiàn)有含硼表面活性劑的種類，滿足不同應用領域?qū)鸨砻婊钚詣┑男枨蟆?br> 本發(fā)明的另一目的在于提供該含硼陽離子表面活性劑的制備方法；該方法操作簡單，原料價廉易得，反應條件溫和，易T控制，對設備無特殊要求。為達到以上技術目的，本發(fā)明提供以下技術方案:
-種含硼陽離子表面活性劑，其結(jié)構(gòu)式如下
— CH2CH20\CH「 / , B-OH
I \CH2CH20/
- R -
Br-
其中R為碳原子數(shù)為8 18的碳鏈。
一種含硼陽離子表面活性劑的制備方法，其特征在于該方法采用以下合成
路線
_<formula>formula see original document page 4</formula>
該表面活性劑的合成方法如下(1) N-甲基二乙醇胺與硼酸的酯化反應
以N-甲基二乙醇胺和硼酸為原料，以甲苯為溶劑兼作帶水劑，在氮氣保護下
<formula>formula see original document page 4</formula>進行如下反應<formula>formula see original document page 4</formula>具體合成步驟如下
按照1:1反應摩爾比準確稱取一定質(zhì)量硼酸和甲基二乙醇胺，依次加入到帶有油水分離器的二口燒瓶中，加入帶水劑，在106'C 11(TC加熱回流一定時間，直至出水量達理論值后結(jié)束反應；減壓蒸出帶水劑，得到黃色透明黏稠液體；將黏稠液體溶于溶劑中，加熱溶解，過濾除去雜質(zhì)；蒸餾濾液，除去溶劑；再加入一定體積的四氫呋喃除去未反應的甲基二乙醇胺，然后減壓蒸餾除去四氫呋喃，得到黃色透明黏稠液體；8(TC真空干燥，即得到中間產(chǎn)物N-甲基二乙醇胺硼酸酯。
所述帶水劑為苯、甲苯、二甲苯或它們的混合物。所述溶劑為乙醇、異丙醇、丙酮或它們的混合物。(2) N-甲基二乙醇胺硼酸酯的季銨化反
以第一步合成的N-甲基二乙醇胺硼酸酯和溴代烷烴為原料，以無水乙醇為溶劑，進行如下反應
CH。CH。0
/CH2CH20\CH廠N B—OH + RBr-
\CH。CH，0/
/—f 2CH「 N ,B—OH
-R -
+Br.
具體實驗歩驟如下
按照反應摩爾比準確稱取溴代烷烴和步驟1得到的中間產(chǎn)品，與一定體積無水乙醇分別加入到三口燒瓶中，在攪拌和加熱條件下回流一定時間；反應結(jié)束后，趁熱抽濾除去雜質(zhì)；常壓蒸餾出溶劑乙醇，再減壓蒸餾出未反應的原料，即得目標產(chǎn)物。
按照該方法合成的表面活性劑不僅含有陽離子表面活性劑的強吸附特性，還具有含硼表面活性劑的殺菌、防腐和抗靜電性能，可廣泛應用于日化工業(yè)和
其他生產(chǎn)實踐中。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果
1 )本發(fā)明提供的新型表面活性劑兼具劑陽離子表面活性劑和含硼表面活性的優(yōu)點，為表面活性劑系列增添了新品種，為在不同工作狀況下選擇應用創(chuàng)造了條件。
2)本方法提供的原料價廉易得，反應條件溫和，操作方便，反應完全。
具體實施例方式
下面通過實施例進一步說明本發(fā)明。
實施例1:稱取12.4g硼酸(約0.2mol)和23.8g甲基二乙醇胺(約0.2mol)，加入到帶有油水分離器的三口燒瓶中；加入苯帶水劑，在108。C士2。C加熱回流7h至出水量達理論值7.2mL;減壓蒸出苯帶水劑，得到黃色透明黏稠液體；將黏稠液體溶T 100mL無水乙醇中，加熱溶解，過濾除去雜質(zhì)；蒸餾濾液，除去乙醇；再加入100mL四氫呋喃除去未反應的甲基二乙醇胺，然后減壓蒸餾除去四氫呋喃，得到黃色透明黏稠液體；8(TC真空干燥2h，即得到28.9g中間產(chǎn)物N-甲基二乙醇胺硼酸酯。
實施例2:稱取38.6g溴代正辛烷(0.2mol)和29.0g實施例1得到的中間產(chǎn)品，與60mL無水乙醇分別加入到三口燒瓶中，在攪拌和加熱條件下回流約7h;反應結(jié)束后，趁熱抽濾除去雜質(zhì)；常壓蒸餾出溶劑乙醇，再減壓蒸餾出未反應的原料，即得目標產(chǎn)物。
實施例3:稱取12.4g硼酸和23.8g甲基二乙醇胺，加入到帶有油水分離器的三口燒瓶中；加入苯帶水劑，在108。C士2。C加熱回流7h至出水量7.4mL;減壓蒸出苯帶水劑，得到黃色透明黏稠液體；將黏稠液體溶于100mL乙醇中，加熱溶解，過濾除去雜質(zhì)；蒸餾濾液，除去乙醇；再加入100mL四氫呋喃除去未反應的甲基二乙醇胺，然后減壓蒸餾除去四氫呋喃，得到黃色透明黏稠液體；8(TC真空干燥2h，即得到28.7g中間產(chǎn)物N-甲基二乙醇胺硼酸酯。稱取38.6g溴代正辛垸(0.2mol)和29.0g步驟1得到的中間產(chǎn)品，與60mL無水乙醇分別加入到二口燒瓶中，在攪拌和加熱條件下回流約7h;反應結(jié)束后，趁熱抽濾除去雜質(zhì)；常壓蒸餾出溶劑乙醇，再減壓蒸餾出未反應的原料，即得目標產(chǎn)物。
實施例4:本實施例與實施例3的不同在于采用甲苯作為帶水劑和異丙醇為
溶劑，季銨化反應采用的溴代烷烴為溴代十二烷。具體歩驟如下
稱取12.4g硼酸和23.8g甲基二乙醇胺，加入到帶有油水分離器的三口燒瓶中；加入甲苯帶水劑，在108。C土2。C加熱回流7h至出水量7.4mL;減壓蒸出甲苯帶水劑，得到黃色透明黏稠液體；將黏稠液體溶于100mL異丙醇中，加熱溶解，過濾除去雜質(zhì)；蒸餾濾液，除去異丙醇；再加入100mL四氫呋喃除去未反應的甲基二乙醇胺，然后減壓蒸餾除去四氫呋喃，得到黃色透明黏稠液體；80°C真空干燥2h，即得到28.7g中間產(chǎn)物N-甲基二乙醇胺硼酸酯。稱取49.8g溴代十二垸(0.2mol)和29.0g步驟l得到的中間產(chǎn)品，與60mL無水乙醇分別加入到三口燒瓶中，在攪拌和加熱條件下回流約7h;反應結(jié)束后，趁熱抽濾除去雜質(zhì); 常壓蒸餾出溶劑乙醇，再減壓蒸餾出未反應的原料，即得目標產(chǎn)物。
權利要求
1.一種含硼陽離子表面活性劑，其結(jié)構(gòu)式如下 id="icf0001" file="A2009100656480002C1.tif" wi="52" he="15" top= "27" left = "122" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>
2. 如權利要求1所述，R為C原子數(shù)為8-18的烷基。
3. 如權利要求1所述的表面活性劑的制備方法，.其特征在于，該方法的合成路魁 /CH2CH20H +，3 。、 +RBr 3\CH。CH，QH酉旨化 \CH2CH20/ 李她CH,— N , B—OHI \CH2CH20/ - R 畫Br-
4. 如權利要求l、 3所述的表面活性劑的制備方法，其特征在于，該方法的合成過程為(1) N-甲基二乙醇胺與硼酸的酯化反應按照1:1反應摩爾比準確稱取一定質(zhì)量硼酸和甲基二乙醇胺，依次加入到帶 有油水分離器的三口燒瓶中，加入帶水劑，在106。C 11(TC加熱回流一定時 間，直至出水量達理論值后結(jié)束反應；減壓蒸出帶水劑，得到黃色透明黏稠 液體；將黏稠液體溶于溶劑屮，加熱溶解，過濾除去雜質(zhì)；蒸餾濾液，除去 溶劑；再加入一定體積的四氫呋喃除去未反應的甲基一乙醇胺，然后減壓蒸 餾除去四氫呋喃，得到黃色透明黏稠液體；8(TC真空干燥，即得到中間產(chǎn)物 N-甲基二乙醇胺硼酸酯。(2) N-甲基二乙醇胺硼酸酯的季銨化反應按照反應摩爾比準確稱取溴代烷烴和步驟1得到的中間產(chǎn)品，與 -定體積無 水乙醇分別加入到三口燒瓶中，在攪拌和加熱條件下回流一定時間；反應結(jié) 束后，趁熱抽濾除去雜質(zhì)；常壓蒸餾出溶劑乙醇，再減壓蒸餾出未反應的原 料，即得目標產(chǎn)物。
5. 如權利要求4所述帶水劑為苯、甲苯、二甲苯或它們的混合物。
6. 如權利要求4所述溶劑為乙醇、異丙醇、丙酮或它們的混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新型的含硼陽離子表面活性劑及其制備方法，該表面活性劑兼具陽離子表面活性劑和含硼表面活性劑的優(yōu)點。其制備方法包括合成路線(1)N-甲基二乙醇胺與硼酸的酯化反應；(2)N-甲基二乙醇胺硼酸酯的季銨化反應。該方法原料價廉易得，反應條件溫和，反應完全。
文檔編號B01F17/18GK101628212SQ200910065648
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權日2009年8月4日
發(fā)明者丹 劉, 宋成盈, 張澤志, 龍 李, 王建設, 王留成, 趙建宏 申請人:鄭州大學