烷基糖苷磺酸鹽及其合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及糖苷衍生物表面活性劑的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種烷基糖苷 磺酸鹽及其合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 表面活性劑是一類具有兩親結(jié)構(gòu)的化合物，它極易富集于界面，從而改變界面性 質(zhì)，對界面過程產(chǎn)生重要影響。烷基糖苷羥丙基磺酸鹽是以綠色、環(huán)保的烷基糖苷為原料合 成的陰離子表面活性劑。而烷基糖苷則是由天然可再生的葡萄糖為原料合成的新型表面活 性劑。但是由于長鏈烷基糖苷水溶差、低溫容易析出等缺陷，國內(nèi)外學(xué)者將研究重點轉(zhuǎn)移到 改性烷基糖苷表面活性劑的研究方面，例如:烷基糖苷季銨鹽、烷基糖苷羧酸酯鹽和烷基糖 苷醚羧酸鹽等。但是對烷基糖苷磺酸鹽的研究相對較少，國外U. S.Pat .No. 7507399簡述了 利用1，3-二氯異丙醇作為烷基糖苷分子的橋連和羥丙基磺酸鹽衍生劑反應(yīng)合成烷基糖苷 磺酸鹽的一種設(shè)想，但是并沒有對具體的工藝進行研究。
[0003] 烷基糖苷磺酸鹽具有非離子表面活性劑烷基糖苷綠色、天然、無毒和低刺激性等 特點，同時兼具磺酸鹽的界面活性強和親水性等優(yōu)勢。由于長碳鏈的烷基糖苷具有水溶性 差及低溫易析出等缺點，對其進行改性后，由于磺酸基的存在，使其水溶性增加，同時兼具 陰離子表面活性劑的一些優(yōu)勢，這就極大提高其應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對上述長碳鏈烷基糖苷水溶性差及低溫易析出等缺陷，提供一 種制備烷基糖苷磺酸鹽的方法。具體地，本發(fā)明的目的是針對長鏈烷基糖苷表面活性劑自 身使用時水溶性差、與其他表面活性劑配伍時易渾濁的缺陷而提供的一種改善其水溶性的 烷基糖苷磺酸鹽的合成方法。
[0005] 本發(fā)明的第一方面，提供一種烷基糖苷磺酸鹽，其結(jié)構(gòu)式如下所示：
[0006]
[0007] 其中，R表示不同碳鏈長度的烷基鏈，η為1~3中任一整數(shù)。
[0008] 本發(fā)明的第二方面，提供上述烷基糖苷磺酸鹽的合成方法，包括以下步驟：
[0009] Α、將環(huán)氧氯丙烷和亞硫酸氫鈉投入反應(yīng)器，在水相環(huán)境中，環(huán)氧氯丙烷開環(huán)發(fā)生 加成反應(yīng);反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)品經(jīng)過重結(jié)晶、抽濾、干燥得到3-氯-2-羥基丙基磺酸鈉中間體；
[0010] Β、將3-氯-2-羥基丙基磺酸鈉中間體和長碳鏈烷基糖苷投入反應(yīng)器，在堿催化劑 存在的條件下，在有機溶劑DMF中發(fā)生縮合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過抽濾、減壓蒸餾除去溶 劑，得到烷基糖苷磺酸鹽。
[0011]所述的步驟A中環(huán)氧氯丙烷和亞硫酸氫鈉的摩爾比為1: (1~2)，優(yōu)選1: (1. 1~ 1.5)，更優(yōu)選 1:(1.1 ~1.3)。
[0012] 所述的步驟A的反應(yīng)溫度為30°C~90°C，優(yōu)選50°C~80°C ;反應(yīng)時間為2~8小時。
[0013] 所述的步驟B中的長碳鏈烷基糖苷為固含量為100%的烷基糖苷，所述的烷基糖苷 為碳鏈長度為12~14的烷基糖苷，更優(yōu)選固含量為100 %的APGm4。
[0014] 所述的步驟B中長碳鏈烷基糖苷和3-氯-2-羥基丙基磺酸鈉中間體的摩爾比為 (1.0 ~1.8):1，優(yōu)選(1.1 ~1.4):1。
[0015]所述的步驟B中的堿催化劑SK2C03;K2C0 3的質(zhì)量為純烷基糖苷物料質(zhì)量的1.0% ~42.5%，優(yōu)選3.5%~24.0%。
[0016] 所述的步驟B的反應(yīng)溫度為40 °C~120 °C，優(yōu)選60 °C~90 °C ;反應(yīng)時間為4~10小 時。
[0017] 具體地，合成上述烷基糖苷磺酸鹽的方法為:將亞硫酸氫鈉投入一定量的去離子 水中，在攪拌的條件下加入環(huán)氧氯丙烷，環(huán)氧氯丙烷和亞硫酸氫鈉按1:(1~2)的摩爾比加 入反應(yīng)器，在30°C~90 °C條件下反應(yīng)2~8小時，降溫得到3-氯-2-羥基丙基磺酸鈉中間體水 溶液，在其水溶液中加入一定量的甲醇，將其置于〇°C環(huán)境下進行重結(jié)晶，產(chǎn)物經(jīng)水和甲醇 溶液3次洗滌，抽濾、干燥處理后得到3-氯-2-羥基丙基磺酸鈉中間體;而后將3-氯-2-羥基 丙基磺酸鈉中間體和長碳鏈烷基糖苷按摩爾比為1:1~1.8投入反應(yīng)器，在有機溶劑DMF存 在的條件下，連續(xù)攪拌，加入堿作為催化劑，于40 °C~120°C條件下，反應(yīng)4~10小時，反應(yīng)結(jié) 束后降溫，經(jīng)抽濾和減壓蒸餾，得到透明或淡黃色的烷基糖苷磺酸鹽。
[0018] 本發(fā)明的優(yōu)勢在于兩步反應(yīng)過程均是一次性投料，中間體轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)工藝簡 單，得到的產(chǎn)品烷基糖苷磺酸鹽轉(zhuǎn)化率高，最高可達88.05%，反應(yīng)條件溫和，得到的烷基糖 苷羥丙基磺酸鹽解決了長碳鏈烷基糖苷水溶性差、自身水溶液或與其他表面活性劑復(fù)配渾 濁的缺點，及低溫易析出等問題，同時磺酸基的引入增加了陰離子表面活性劑的一些性質(zhì)。 [00 19] 反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)紅外檢測，如圖1所示，其中3300CHT1~3600CHT1為0-H鍵的伸縮振動 峰，2850cm- 1~2950cm-1為甲基和亞甲基中C-H鍵的伸縮振動峰，1633cm-1為-S0 3Na的吸收 峰，1152CHT1為C-0-C鍵的伸縮振動峰，lOOOcnf1~llOOcnf 1為羥基中C-0鍵的伸縮振動峰，證 實產(chǎn)物為烷基糖苷磺酸鈉。
[0020] 本發(fā)明方法工藝簡單，操作方便，轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)品純度高，特別是烷基糖苷磺酸鹽 不僅具有磺酸鹽表面活性劑和烷基糖苷表面活性劑的相關(guān)性質(zhì)，同時也解決了長碳鏈的烷 基糖苷的水溶性差的問題。
【附圖說明】
[0021] 圖1.反應(yīng)產(chǎn)物的紅外檢測圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的【具體實施方式】作詳細說明。
[0023] 實施例1
[0024]在裝有電動攪拌器、溫度計、冷凝管的250mL的四口瓶中，按照投料亞硫酸氫鈉和 環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為比為1.1:1，加入〇.24mol 25.00g的亞硫酸氫鈉和5.56mol 100g的 去離子水，攪拌升溫至其完全溶解，在60°C的條件下，0.22mol 21.OOg的環(huán)氧氯丙烷緩慢滴 加如反應(yīng)體系中，反應(yīng)4小時后，溶液由淡黃色變成無色透明液體，停止反應(yīng)冷卻得到3-氯-2-羥基丙基磺酸鈉中間體水溶液，用氣相測得環(huán)氧氯丙烷的殘留為3.31 %。
[0025]在裝有電動攪拌器、溫度計、冷凝管的250mL的四口瓶中，按照烷基糖苷和3-氯-2-羥基丙基磺酸鈉中間體的摩爾比為1.1:1的摩爾比，加入固含量100%的APG1214 0.0530mol 25.00g，和50.00g的有機溶劑DMF升溫到95°C，10.68g 0.0484mol的3-氯-2-羥基丙基磺酸 鈉中間體加入反應(yīng)體系中，同時3.36g的K2CO3加入反應(yīng)體系中，反應(yīng)6小時后，溶液由渾濁變 澄清透明，反應(yīng)結(jié)束后降溫，經(jīng)抽濾和減壓蒸餾后得到烷基糖苷磺酸鹽22.45g。
[0026] 實施例2
[0027]在裝有電動攪拌器、溫度計、冷凝管的250mL的四口瓶中，按照投料亞硫酸氫鈉和 環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為比為2:1，加入0.44mol 45.82g的亞硫酸氫鈉和5.56mol 100g的去 離子水，攪拌升溫至其完全溶解，在90°C的條件下，0.22mol 21.00g的環(huán)氧氯丙烷緩慢滴加 如反應(yīng)體系中，反應(yīng)2小時后，溶液由淡黃色變成無色透明液體，停止反應(yīng)冷卻得到3-氯-2-羥基丙基磺酸鈉中間體水溶液，用氣相測得環(huán)氧氯丙烷的殘留為5.81 %。
[0028]在裝有電動攪拌器、溫度計、冷凝管的250mL的四口瓶中，按照烷基糖苷和3-氯-2-羥基丙基磺酸鈉中間體的摩爾比為1:1的摩爾比，加入固含量100%的六?61214 0.0484111〇1 22.74g，50.02g的有機溶劑DMF升溫到80°C 10.67g 0.0484mol的3-氯-2-羥基丙基磺酸鈉中 間體加入反應(yīng)體系中，同時3.35g K2CO3加入反應(yīng)體系中，反應(yīng)6小時后，溶液由渾濁變澄清 透明，反應(yīng)結(jié)束后降溫，經(jīng)抽濾和減壓蒸餾后得到烷基糖苷磺酸鹽20.98g。
[0029] 實施例3
[0030]在裝有電動攪拌器、溫度計、冷凝管的