專(zhuān)利名稱(chēng)：陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，更具體地講，本發(fā)明涉及一種N-(2-羥基-3-十二烷氧基)丙基三乙基氯化銨的制備方法。
陽(yáng)離子表面活性劑在表面活性劑領(lǐng)域占有很重要的地位，自一九二八年開(kāi)始工業(yè)應(yīng)用以來(lái)，陽(yáng)離子表面活性劑引起了人們的極大關(guān)注。目前，在日用化妝品、纖維加工、皮革化工、食糖精煉、醫(yī)療和工農(nóng)業(yè)殺菌、有機(jī)合成、相轉(zhuǎn)移催化等領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。如作為頭發(fā)調(diào)理劑、消毒殺菌劑、纖維染色時(shí)提高染料的堅(jiān)牢度的勻染劑、各類(lèi)纖維的柔軟劑和抗靜電劑、蔗糖脫氣劑等，可提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量、增加品種、改進(jìn)工藝等。另外，該活性劑還可作為橡膠助劑，但這種陽(yáng)離子表面活性劑制備較為困難，至今國(guó)內(nèi)能夠制備該種化合物的單位甚少，且制備方法經(jīng)檢索未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道;國(guó)內(nèi)所需該活性劑均從國(guó)外購(gòu)進(jìn)，花費(fèi)國(guó)家大量外匯。國(guó)外，該活性劑的制備方法較多，如在閏美國(guó)《化學(xué)文摘》1962年56卷(P1303F)上公開(kāi)了一種“適用于脫除皮屑的陽(yáng)離子試劑”，該化合物的通式為［R(CH2-CH2)nOR′N(xiāo)CR″)(R″′)(R″″)］+X-，其中R-C12～C13脂肪族游離基、R′-C1～C5含有激碳原子的游離基，R″、R″′、R″″相同，表示C1～C5脂肪游離基，n-0～11、X-鹵素;其制備方法是將4gAlCl3、186g熔融月桂醇、100g3-氯-1，2環(huán)氧丙烷在175-180℃下攪拌10-15分鐘，在95℃時(shí)加入300ml乙醇和120g三乙胺，在反應(yīng)6-8小時(shí)后將混合物同Al(OH)過(guò)濾分離，濾液回流48小時(shí)，在真空、蒸氣浴下，除去其中的醇、胺、環(huán)氧氯丙烷得到(2-羥基-3-十二烷氧基)丙基三乙胺的氯鹽，化合后可做防腐劑，去屑洗發(fā)劑;這種陽(yáng)離子試劑的制備方法的缺點(diǎn)是工藝過(guò)程復(fù)雜，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)品收率低、反應(yīng)溫度高。
本發(fā)明的目的是為了提供一種制備方法簡(jiǎn)單、反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)溫度低、產(chǎn)品收率高的陽(yáng)離子表面活性劑。
本發(fā)明的目的可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種陽(yáng)離子表面活性劑N-(2-羥基-3-十二烷氧基)丙基三乙基氯化銨的制備方法，該制備方法依次包括下述步驟(1)、先將月桂醇、催化劑加入反應(yīng)釜中，然后緩慢加入環(huán)氧氯丙烷，開(kāi)始攪拌升溫，攪拌速度50-60轉(zhuǎn)/分，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到70-145℃時(shí)，恒溫?cái)嚢?0-45分鐘，然后降溫至40℃，得到第一步反應(yīng)物(2-羥基-3-十二烷氧基)氯丙烷;
(2)、將第一步反應(yīng)物加入另一反應(yīng)釜中，然后再加入一定摩爾比的水和三乙胺，密封后，同時(shí)開(kāi)始攪拌升溫至95-135℃、反應(yīng)6-8小時(shí)后，降溫至40℃取樣分析，當(dāng)活性物的含量達(dá)50-60%時(shí)，停止反應(yīng)得到最終產(chǎn)物;
(3)、將最終產(chǎn)物加異丙醇或乙醇稀釋至活性物含量達(dá)28-32%，然后用濃鹽酸調(diào)節(jié)其PH值為6-8，即可出品。
本發(fā)明的具體反應(yīng)如下第一步，合成反應(yīng)式如下 (2-羥基-3-十二烷氧基)氯丙烷在月桂醇中，由于羥基中的氧原子電負(fù)性較大，因此分子內(nèi)部產(chǎn)生了極性，在發(fā)生反應(yīng)時(shí)，往往是羥基中氫原子被其它原子和原子團(tuán)取代。環(huán)氧氧丙烷的環(huán)是簡(jiǎn)單的三元環(huán)，不穩(wěn)定，故化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，它和含有活潑氫的物質(zhì)，如醇等很容易反應(yīng)，氧環(huán)斷裂，氫加在開(kāi)裂的氧原子上，其余部分加在碳原子上生成(2-羥基-3-十二烷氧基)氯丙烷產(chǎn)物。
第二步，合成反應(yīng)(2-羥基-3-十二烷氧基)氯丙烷再與三乙胺反應(yīng)生成最終產(chǎn)物N(2-羥基-3-十二烷氧基)丙基三乙基氯化銨，其反應(yīng)如下 N-(2-羥基-3-十二烷氧基)丙基三乙基氯化銨。
本發(fā)明的目的還可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)制備方法中所用原料月桂醇、環(huán)氧氯丙烷、三乙胺的配方重量比例為1∶(1.02-1.10)∶(1.05-1.20);催化劑可為SnCl4·5H2O、ZnCl2·5H2O等路易斯酸;催化劑的添加量為環(huán)氧氯丙烷的2-6%;水與三乙胺的摩爾比為(8-12)∶1。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的制備方法流程簡(jiǎn)單、不需回流、反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)溫度低、產(chǎn)品收率高。
2、本發(fā)明制備的陽(yáng)離子表面活性劑，作為橡膠助劑時(shí)，對(duì)丁苯橡膠SBR-1500、SBR-1712(蘭化304廠(chǎng)產(chǎn))的300%定伸強(qiáng)度有明顯上升，優(yōu)質(zhì)品上升率與使用國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品作助劑時(shí)相同。
3、本發(fā)明可用于橡膠、化纖、日用化工、防腐等行業(yè)的助劑。
本發(fā)明還將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述實(shí)施例一一種陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，先按1∶1.02∶1.20的配方重量比例分別稱(chēng)取月桂醇、環(huán)氧氯丙烷、三乙胺，再按環(huán)氧氯丙烷的4%稱(chēng)取SnCl4·5H2O;然后將月桂醇、催化劑加入300l的反應(yīng)釜中，再緩慢加入環(huán)氧氯丙烷，密封后開(kāi)始攪拌升溫，攪拌速度50轉(zhuǎn)/分;當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到75℃時(shí)，恒溫?cái)嚢?0分鐘，然后降溫至40℃，得到第一步反應(yīng)物(2-羥基-3-十二烷基)氯丙烷;將第一步反應(yīng)物加入一個(gè)800l的反應(yīng)釜中，然后按水與三乙胺的摩爾比10∶1，將水和三乙胺加入反應(yīng)釜中，密封并始攪拌升溫至110℃、反應(yīng)7小時(shí)，然后降溫至40℃，取樣分析，當(dāng)活性物含量達(dá)到50%時(shí)，停止反應(yīng)，得到最終產(chǎn)物，加入異丙醇稀釋至活性物含量28%，用濃鹽酸調(diào)節(jié)其PH值為6.0，即可出品。
實(shí)施例二一種陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，先按1∶1.06∶1.05的配方重量比例分別稱(chēng)取月桂醇、環(huán)氧氯丙烷、三乙胺，再按環(huán)氧氯丙烷的2%稱(chēng)取ZnCl2·5H2O;然后將月桂醇、催化劑加入300l的反應(yīng)釜中，再緩慢加入環(huán)氧氯丙烷，密封后開(kāi)始攪拌升溫，攪拌速度60轉(zhuǎn)/分;當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到125℃時(shí)，恒溫?cái)嚢?2分鐘，然后降溫至40℃，得到第一步反應(yīng)物(2-羥基-3-十二烷基)氯丙烷;將第一步反應(yīng)物加入一個(gè)800l的反應(yīng)釜中，然后按水與三乙胺的摩爾比8∶1，將水和三乙胺加入反應(yīng)釜中，密封并始攪拌升溫至135℃、反應(yīng)6小時(shí)，然后降溫至40℃，取樣分析，當(dāng)活性物含量達(dá)到55%時(shí)，停止反應(yīng)，得到最終產(chǎn)物，加入異丙醇稀釋至活性物含量30%，用濃鹽酸調(diào)節(jié)其PH值為7.0，即可出品。
實(shí)施例三一種陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，先按1∶1.10∶1.12的配方重量比例分別稱(chēng)取月桂醇、環(huán)氧氯丙烷、三乙胺，再按環(huán)氧氯丙烷的6%稱(chēng)取SnCl4·5H2O;然后將月桂醇、催化劑加入300l的反應(yīng)釜中，再緩慢加入環(huán)氧氯丙烷，密封后開(kāi)始攪拌升溫，攪拌速度55轉(zhuǎn)/分;當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到145℃時(shí)，恒溫?cái)嚢?5分鐘，然后降溫至40℃，得到第一步反應(yīng)物(2-羥基-3-十二烷基)氯丙烷;將第一步反應(yīng)物加入一個(gè)800l的反應(yīng)釜中，然后按水與三乙胺的摩爾比12∶1，將水和三乙胺加入反應(yīng)釜中，密封并始攪拌升溫至95℃、反應(yīng)8小時(shí)，然后降溫至40℃，取樣分析，當(dāng)活性物含量達(dá)到60%時(shí)，停止反應(yīng)，得到最終產(chǎn)物，加入異丙醇稀釋至活性物含量32%，用濃鹽酸調(diào)節(jié)其PH值為8.0，即可出品。
權(quán)利要求
1.一種陽(yáng)離子表面活性劑N-(2-羥基-3-十二烷氧基)丙基三乙基氯化銨的制備方法，其特征是該制備方法依次包括下述步驟(1)、先將月桂醇、催化劑加入反應(yīng)釜中(反應(yīng)釜必須采用搪瓷或塑料釜)，然后緩慢加入環(huán)氧氯丙烷，開(kāi)始攪拌升溫，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到70-145℃時(shí)，恒溫?cái)嚢?0-45分鐘，然后降溫至40℃，得到第一步反應(yīng)物(2-羥基-3-十二烷氧基)氯丙烷；(2)、將第一步反應(yīng)物加入另一反應(yīng)釜中，然后再加入一定摩爾比的水和三乙胺，密封后，同時(shí)開(kāi)始攪拌升溫至95-135℃反應(yīng)6-8小時(shí)后，降溫至40℃取樣分析，當(dāng)活性物的含量達(dá)50-60%時(shí)，停止反應(yīng)得到最終產(chǎn)物；(3)、將最終產(chǎn)物加異丙醇或乙醇稀釋至活性物含量達(dá)28-32%，然后用濃鹽酸調(diào)節(jié)其PH值為6-8，即可出品。
2.如權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，其特征是月桂醇、環(huán)氧氯丙烷、三乙胺的配方重量比例為1∶(1.02-1.10)∶(1.05-1.20)。
3.如權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，其特征是催化劑可為SnCl4·5H2O、ZnCl2·5H2O等路易斯酸;所用催化劑的添加量為環(huán)氧氯丙烷的2-6%。
4.如權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，其特征是水與三乙胺的摩爾比為(8-12)∶1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陽(yáng)離子表面活性劑的制備方法，包括下述步驟(1)、先將月桂醇、催化劑加入反應(yīng)釜中，再緩慢加入環(huán)氧氯丙烷，開(kāi)始攪拌升溫達(dá)到70—145℃時(shí)，恒溫?cái)嚢?，降溫得到第一步反?yīng)物；(2)、將第一步反應(yīng)物加入另一反應(yīng)釜中，并加入三乙胺，密封，同時(shí)攪拌升溫至95—135℃反應(yīng)6—8小時(shí)后，降溫停止反應(yīng)即得最終產(chǎn)物；最終產(chǎn)物中的活性物含量為50—60％，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、反應(yīng)時(shí)間短、產(chǎn)品收率高。
文檔編號(hào)C01C1/16GK1101893SQ9410566
公開(kāi)日1995年4月26日 申請(qǐng)日期1994年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月24日
發(fā)明者于再清 申請(qǐng)人:蘭州西固助劑廠(chǎng)