專利名稱：一種氨基酸型雙子表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氨基酸型雙子表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
雙子表面活性劑是近年來研究比較熱門、性能卓越的一類表面活性劑。其分子結(jié)構(gòu)中往往含有兩個(gè)親水基、兩個(gè)疏水基和一個(gè)聯(lián)接基(或稱間隔基)。通常聯(lián)接基是以化學(xué)共價(jià)鍵的形式連接在親水頭基上或是靠近親水頭基，分為柔性聯(lián)接基和剛性聯(lián)接基。不同性質(zhì)的聯(lián)接基團(tuán)也直接影響著雙子表面活性劑的溶解性能和表面活性。與傳統(tǒng)的表面活性劑相比，雙子表面活性劑具有較高表面活性、低cmc(臨界膠束濃度)、良好的水溶性、良好的耐鹽性能、更易聚集成膠團(tuán)、獨(dú)特的流變性以及良好的分散性和潤(rùn)濕性能。這些優(yōu)異的性能使得雙子表面活性劑在生物、醫(yī)藥、化工、新材料、采油等領(lǐng)域發(fā)揮出極大的作用。
雙子表面活性劑作為21世紀(jì)最有前景的一類表面活性劑，正受到表面活性劑、膠體和表(界)面化學(xué)、工業(yè)界的關(guān)注，但是其高昂的價(jià)格是限制其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的主要因素。而導(dǎo)致其價(jià)格昂貴的原因主要是由于合成雙子表面活性劑的步驟比較繁瑣、處理分離比較困難，加之一些雙子表面活性劑產(chǎn)品的生產(chǎn)需要復(fù)雜而耗能的磺化、氧化、醚化等工藝。所以使得最終產(chǎn)品的成本提高，而無法大規(guī)模地推廣應(yīng)用在那些低利潤(rùn)、消耗大的領(lǐng)域，如三次采油、造紙行業(yè)以及污水處理等。CN1935346A中描述了一種酰胺磺酸類的雙子表面活性劑的合成，其方法采用了在乙二胺水溶液中滴加2-溴乙基磺酸鈉進(jìn)行反應(yīng)，得到中間產(chǎn)物；再將中間產(chǎn)物與酰氯反應(yīng)的兩個(gè)步驟，并且，在該合成方法中使用了較貴的原料二元胺和酰氯。CN101502772A中公開了一種松香基磺酸鹽型雙子表面活性劑及其制備方法，其合成步驟也為兩步法，首先用脫氫揪胺或歧化松香胺與二溴代烷反應(yīng)得到中間體；再將得到的中間體與2-溴乙基磺酸鈉進(jìn)行磺化反應(yīng)得到松香基磺酸鹽型雙子表面活性劑。該方法成本較高，難以大規(guī)模的推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種的新的雙子表面活性劑及其制備方法。本發(fā)明的雙子表面活性劑的表面活性高、且成本低。本發(fā)明提供一種氨基酸型雙子表面活性劑，其中，該氨基酸型雙子表面活性劑的結(jié)構(gòu)如式(I)所示
MNa+NTNa+
II
CH2CH2L2 L2 式⑴
I I
H3C—(CH2)n--(CH2)n-CH3式⑴中，η為3-25的整數(shù)；Μ—為羧酸根陰離子C00—或磺酸根陰離子S03— ；L為-(CH2) m-,-CH2CH (OH) CH2-和-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2-中的一種基團(tuán)，且基團(tuán)-(CH2) m-中的m為2-10的整數(shù)。本發(fā)明提供一種氨基酸型雙子表面活性劑的制備方法，其中，該方法包括在親電取代反應(yīng)條件下，在堿性條件下，將式(2)所示的脂肪胺和式(3)所示的鈉鹽以摩爾比I :1-1.2的比例在溶劑中進(jìn)行第一接觸后，再和式(4)所示的二鹵代烷進(jìn)行第二接觸，H3C- (CH2)n-NH2 式(2)X-CH2CH2ITNa+ 式(3)X1-L-X1式(4)其中，式⑵中，η為3-25的整數(shù)；式(3)中，X為鹵素，]T為羧酸根陰離子C00—或磺酸根陰離子SO3-;式⑷中，X1為鹵素，L為-(CH2)m-' -CH2CH(OH)CH2-和-CH2CH20CH2CH20CH2CH2-中的一種基團(tuán)，且基團(tuán)-(CH丄-中的m為2_10的整數(shù)。本發(fā)明還提供一種上述方法制備的氨基酸型雙子表面活性劑以及上述氨基酸型雙子表面活性劑在聚合物復(fù)合驅(qū)油劑中的應(yīng)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明利用兩個(gè)反應(yīng)過程中都是在堿性條件下的親電取代反應(yīng)原理，從而可以采用“一鍋法”制備工藝，使得過程簡(jiǎn)化、操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)物利于分離提純，且整個(gè)過程清潔環(huán)保，這種方法大大地降低了雙子表面活性劑的成本，從而有望解決雙子表面活性劑性能優(yōu)良但價(jià)格高所導(dǎo)致應(yīng)用范圍窄的缺點(diǎn)。2、本發(fā)明制備所得的氨基酸型雙子表面活性劑具備更高的表面活性，其臨界膠束濃度在O. 31-0. 38mmol/L，平均約是十二烷基磺酸鈉(9. 8mmol/L)的1/28，在其臨界膠束濃度下的表面張力為22. 6-29. 5mN/m,比十二烷基磺酸鈉(39. OmN/m)低約10mN/m，并且能與原油形成10_3mN/m的超低界面張力。


圖I是雙子表面活性劑LI的紅外光譜；圖2是雙子表面活性劑L1-L6的表面張力隨濃度的變化曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種氨基酸型雙子表面活性劑，其中，該氨基酸型雙子表面活性劑的結(jié)構(gòu)如式(I)所示
權(quán)利要求
1.一種氨基酸型雙子表面活性劑，其特征在于，該氨基酸型雙子表面活性劑的結(jié)構(gòu)如式⑴所示
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨基酸型雙子表面活性劑，其中，所述式(I)中，η為5-20的整數(shù)，L為-(CH2)m-中的一種基團(tuán)，且m為2-7的整數(shù)。
3.一種氨基酸型雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于，該方法包括在親電取代反應(yīng)條件下，在堿性條件下，將式(2)所示的脂肪胺和式(3)所示的鈉鹽以摩爾比I : 1-1.2優(yōu)選I : 1-1. I的比例在溶劑中進(jìn)行第一接觸后，再和式(4)所示的二鹵代烷進(jìn)行第二接觸，H3C-(CH2)n-NH2 式(2)X-CH2CH2ITNa+式(3) XI-L-X1式(4) 其中，式(2)中，η為3-25的整數(shù)，優(yōu)選η為5-20的整數(shù)；式(3)中，X為鹵素，優(yōu)選為氯或溴;Μ_為羧酸根陰離子0)0_或磺酸根陰離子S03_;式(4)中，X1為鹵素，優(yōu)選為氯或溴；L 為-(CH上-'-CH2CH(OH) CH2-和-CH2CH20CH2CH20CH2CH2-中的一種基團(tuán)，且基團(tuán)-(CH2)m-中的m為2-10的整數(shù)，優(yōu)選為2-7的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，所述式(2)所示的脂肪胺和式(4)所示的二鹵代烷的摩爾比為I : O. 5-0. 8，優(yōu)選I : 0.51-0.7。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，所述第一接觸的條件包括接觸溫度為40-95°C，接觸的時(shí)間為7-20小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，所述第二接觸的條件包括接觸溫度為40-95°C，接觸的時(shí)間為5-20小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其中，所述第一接觸和第二接觸的溫度相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，所述堿性是指pH值為8-10。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，所述溶劑為水溶性溶劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，第一接觸后所得的產(chǎn)物不經(jīng)分離后直接與式(4)所示的二鹵代烷進(jìn)行所述第二接觸。
11.權(quán)利要求3-10任意一項(xiàng)所述的制備方法制備的氨基酸型雙子表面活性劑。
12.權(quán)利要求1、2或11所述氨基酸型雙子表面活性劑在聚合物復(fù)合驅(qū)油劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氨基酸型雙子表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用，所述氨基酸型雙子表面活性劑的結(jié)構(gòu)如式(1)所示，該氨基酸型雙子表面活性劑具有高的表面活性和低的成本，并且，其制備方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)物容易分離提純，對(duì)環(huán)境友好。本發(fā)明的表面活性劑可以用于聚合物復(fù)合驅(qū)油劑，該聚合物復(fù)合驅(qū)油劑適用于高溫高鹽油藏以及聚合物驅(qū)后油藏，在三次采油中進(jìn)一步提高原油采收率。式(1)
文檔編號(hào)C07C309/14GK102806047SQ201110148240
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者吳江勇, 于芳, 楊捷, 王曉春, 張文龍, 王建宇, 高文驥 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院