專利名稱:一種耐高溫表面活性劑及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于表面活性劑技術(shù)領(lǐng)域:
,特別提供了一種耐高溫表面活性劑及其合成方法。
背景技術(shù):
表面活性劑可以廣泛地在石油化工各個行業(yè)中使用,與人類生活密切相關(guān)。甜菜堿型表面活性劑是目前各個行業(yè)中使用非常廣泛的一類重要的表面活性劑,對甜菜堿型表面活性劑的結(jié)構(gòu)進行修飾改進可以得到很多種存在性能差異的表面活性劑(《四川日化》1993年第3期2-5頁)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫表面活性劑及其合成方法,對甜菜堿的基本結(jié)構(gòu)進行了改進,得到了一種具有耐高溫性能的表面活性劑,首次合成了這種因具有耐高溫性能而存在廣泛應(yīng)用前景的表面活性劑。
本發(fā)明的耐高溫表面活性劑具有如下的結(jié)構(gòu)式CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11NH(CH2)2N+(CH3)2CH2COO-本發(fā)明表面活性劑的合成路線如下所示a C21H41COOH+NH2CH2CH2N(CH3)2→C21H41CONHCH2CH2N(CH3)2AbB 此合成路線具體的步驟如下a、將芥酸滴加到N,N-二甲基乙二胺中(芥酸與N,N-二甲基乙二胺物質(zhì)的量的比為1∶1.1~1.4),升溫到140~155℃反應(yīng)5~7小時;反應(yīng)停止后冷卻得到棕黃色的蠟狀固體;在蠟狀固體中加入四氫呋喃,抽濾,將濾液濃縮得到產(chǎn)物酰胺A;b、將氫化鋁鋰與a步的產(chǎn)物A(物質(zhì)的量的比為2~4∶1)分別溶解在無水四氫呋喃中。將產(chǎn)物A的四氫呋喃溶液滴加到氫化鋁鋰四氫呋喃溶液中,滴畢,升溫回流反應(yīng)30~37小時,然后停止加熱,加水分解剩余的氫化鋁鋰;抽濾除去白色固體,用乙醇浸洗白色固體,合并洗液;再用乙醚萃取抽濾得到的濾液;將乙醇洗液和乙醚萃取液合并,濃縮得到產(chǎn)物二胺B;c、量取甲酸和乙酸(體積比為2~4∶1)加入到盛有產(chǎn)物B的圓底燒瓶內(nèi)(B與甲酸的物質(zhì)的量的比為1∶2~4),攪拌均勻,在室溫下靜置1.5~3小時;靜置完后調(diào)節(jié)溶液pH值至8~9,溶液靜置分層;用乙醚萃取有機層,然后除去乙醚,得到產(chǎn)物C;d、取氯乙酸鈉溶解在乙醇中,將該氯乙酸鈉的乙醇溶液滴加到盛有產(chǎn)物C(與氯乙酸鈉的物質(zhì)的量的比為1∶1.2~1.5)和1~3克碳酸氫鈉的圓底燒瓶中攪拌,加熱至100-110℃反應(yīng)5~7小時;反應(yīng)完畢后冷至室溫,抽濾除去反應(yīng)液中的白色固體鹽;濃縮濾液得到產(chǎn)物D;e、將用水和四氫呋喃配制的濃度為0.4~0.6mol/L的稀鹽酸加入到產(chǎn)物D中,加熱回流1.5~2.5小時;然后調(diào)節(jié)溶液pH值至8~9,將溶液濃縮,濃縮后加乙醇,將其中的白色沉淀抽濾,得到乙醇溶液,濃縮,得到最終產(chǎn)物表面活性劑分子中含有亞氨基的甜菜堿E,為淺棕黃色物質(zhì)。
本發(fā)明的優(yōu)點在于首次合成了具有耐高溫性能的表面活性劑,為它在更廣泛范圍內(nèi)的使用提供了可能。
具體實施方式實施例1a、將芥酸滴加到N,N-二甲基乙二胺中(芥酸與N,N-二甲基乙二胺物質(zhì)的量的比為1∶1.1),升溫到140℃反應(yīng)7小時;反應(yīng)停止后冷卻得到棕黃色的蠟狀固體;在蠟狀固體中加入四氫呋喃,抽濾,將濾液濃縮得到產(chǎn)物酰胺A;b、將氫化鋁鋰與a步的產(chǎn)物A(物質(zhì)的量的比為2∶1)分別溶解在無水四氫呋喃中。將產(chǎn)物A的四氫呋喃溶液滴加到氫化鋁鋰四氫呋喃溶液中,滴畢,升溫回流反應(yīng)33小時,然后停止加熱,加水分解剩余的氫化鋁鋰;抽濾除去白色固體,用乙醇浸洗白色固體,合并洗液;再用乙醚萃取抽濾得到的濾液;將乙醇洗液和乙醚萃取液合并,濃縮得到產(chǎn)物二胺B;c、量取甲酸和乙酸(體積比為3∶1)加入到盛有產(chǎn)物B的圓底燒瓶內(nèi)(B與甲酸的物質(zhì)的量的比為1∶2),攪拌均勻,在室溫下靜置2小時;靜置完后調(diào)節(jié)溶液pH值至8,溶液靜置分層;用乙醚萃取有機層,然后除去乙醚,得到產(chǎn)物C;d、取氯乙酸鈉溶解在乙醇中,將該氯乙酸鈉的乙醇溶液滴加到盛有產(chǎn)物C(與氯乙酸鈉的物質(zhì)的量的比為1∶1.5)和1克碳酸氫鈉的圓底燒瓶中攪拌,加熱至105℃反應(yīng)7小時;反應(yīng)完畢后冷至室溫,抽濾除去反應(yīng)液中的白色固體鹽;濃縮濾液得到產(chǎn)物D;e、將用水和四氫呋喃配制的濃度為0.4mol/L的稀鹽酸加入到產(chǎn)物D中,加熱回流2小時;然后調(diào)節(jié)溶液pH值至8,將溶液濃縮,濃縮后加乙醇,將其中的白色沉淀抽濾,得到乙醇溶液,濃縮,得到最終產(chǎn)物表面活性劑分子中含有亞氨基的甜菜堿E,為淺棕黃色物質(zhì)。
實施例2a、將芥酸滴加到N,N-二甲基乙二胺中(芥酸與N,N-二甲基乙二胺物質(zhì)的量的比為1∶1.4),升溫到155℃反應(yīng)5小時;反應(yīng)停止后冷卻得到棕黃色的蠟狀固體;在蠟狀固體中加入四氫呋喃,抽濾,將濾液濃縮得到產(chǎn)物酰胺A;b、將氫化鋁鋰與a步的產(chǎn)物A(物質(zhì)的量的比為4∶1)分別溶解在無水四氫呋喃中。將產(chǎn)物A的四氫呋喃溶液滴加到氫化鋁鋰四氫呋喃溶液中,滴畢,升溫回流反應(yīng)36小時,然后停止加熱,加水分解剩余的氫化鋁鋰;抽濾除去白色固體,用乙醇浸洗白色固體,合并洗液;再用乙醚萃取抽濾得到的濾液;將乙醇洗液和乙醚萃取液合并,濃縮得到產(chǎn)物二胺B;c、量取甲酸和乙酸(體積比為3∶1)加入到盛有產(chǎn)物B的圓底燒瓶內(nèi)(B與甲酸的物質(zhì)的量的比為1∶4),攪拌均勻,在室溫下靜置3小時;靜置完后調(diào)節(jié)溶液pH值至9,溶液靜置分層;用乙醚萃取有機層,然后除去乙醚,得到產(chǎn)物C;d、取氯乙酸鈉溶解在乙醇中,將該氯乙酸鈉的乙醇溶液滴加到盛有產(chǎn)物C(與氯乙酸鈉的物質(zhì)的量的比為1∶1.2)和3克碳酸氫鈉的圓底燒瓶中攪拌,加熱至110℃反應(yīng)5小時;反應(yīng)完畢后冷至室溫,抽濾除去反應(yīng)液中的白色固體鹽;濃縮濾液得到產(chǎn)物D;e、將用水和四氫呋喃配制的濃度為0.5mol/L的稀鹽酸加入到產(chǎn)物D中,加熱回流2.5小時;然后調(diào)節(jié)溶液pH值至9,將溶液濃縮,濃縮后加乙醇,將其中的白色沉淀抽濾,得到乙醇溶液,濃縮得到最終產(chǎn)物表面活性劑分子中含有亞氨基的甜菜堿E,為淺棕黃色物質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫表面活性劑,其特征在于結(jié)構(gòu)式為CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11NH(CH2)2N+(CH3)2CH2COO-。
2.一種合成權(quán)利要求
1所述耐高溫表面活性劑的方法,其特征在于合成工藝步驟為a、將芥酸滴加到N,N-二甲基乙二胺中,芥酸與N,N-二甲基乙二胺物質(zhì)的量的比為1∶1.0~1.4,升溫到140~155℃反應(yīng)5~7小時;反應(yīng)停止后冷卻得到棕黃色蠟狀固體;在蠟狀固體中加四氫呋喃,抽濾,將濾液濃縮得到產(chǎn)物酰胺A C21H41CONHCH2CH2N(CH3)2;C21H41COOH+NH2CH2CH2N(CH3)2→C21H41CONHCH2CH2N(CH3)2Ab、將氫化鋁鋰與a步的產(chǎn)物A分別溶解在無水四氫呋喃中。將產(chǎn)物A的四氫呋喃溶液滴加到氫化鋁鋰四氫呋喃溶液中,滴畢,升溫回流反應(yīng)30~37小時,然后停止加熱,加水分解剩余的氫化鋁鋰;抽濾除去白色固體,用乙醇浸洗白色固體,合并洗液;再用乙醚萃取抽濾得到的濾液;將乙醇洗液和乙醚萃取液合并,濃縮得到產(chǎn)物二胺BC22H43NHCH2CH2N(NH3)2;Bc、將甲酸和乙酸加入到盛有產(chǎn)物B的圓底燒瓶內(nèi),B與乙酸的物質(zhì)的量的比為1∶2~4,攪拌均勻,在室溫下靜置1.5~3小時;靜置完后調(diào)節(jié)溶液pH值至8~9,溶液靜置分層;用乙醚萃取有機層,然后除去乙醚,得到產(chǎn)物C C22H43N(CHO)CH2CH2N(CH3)2; d、取氯乙酸鈉溶解在乙醇中,將該氯乙酸鈉的乙醇溶液滴加到盛有產(chǎn)物C和1~3克碳酸氫鈉的圓底燒瓶中攪拌,加熱至100-110℃反應(yīng)5~7小時;反應(yīng)完畢后冷至室溫,抽濾除去反應(yīng)液中的白色固體鹽;濃縮濾液得到產(chǎn)物DC22H43N(CHO)CH2CH2N+(CH3)2CH2COO-; e、將用水和四氫呋喃配制的濃度為0.4~0.6mol/L的稀鹽酸加入到產(chǎn)物D中,加熱回流1.5~2.5小時;然后調(diào)節(jié)溶液pH值至8~9,將溶液濃縮,濃縮后加乙醇,將其中的白色沉淀抽濾,得到乙醇溶液,濃縮,得到最終產(chǎn)物表面活性劑分子中含有亞氨基的甜菜堿EC22H43NHCH2CH2N+(CH3)2CH2COO-,為淺棕黃色物質(zhì);
專利摘要
一種耐高溫表面活性劑及其合成方法,屬于表面活性劑技術(shù)領(lǐng)域:
。表面活性劑結(jié)構(gòu)式為CH
文檔編號B01F17/00GK1994544SQ200610165436
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月20日
發(fā)明者肖軍平, 范慧俐, 周慶祥 申請人:北京科技大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan