專利名稱：：一種四陽離子季銨鹽及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種四陽離子季銨鹽及其制備方法，特別是一種以六亞甲基四胺為骨架的四陽離子季銨鹽及其制備方法。
背景技術(shù)：
：季銨鹽是應(yīng)用廣泛的殺菌劑之一，而季銨鹽的殺菌性能與其分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，大量研究結(jié)果表明，含多個正氮離子的季銨鹽對微生物有較強的吸附和抑殺能力(baracia-RsaoA.,et.al.Astudyofstructure-activityrelationships01quaternaryammoniumsalts.AnalesdeQuimicajSerieC:QuimicaOrganicayBioquimica,1981，77(1):12-18)。因此，多陽離子季銨鹽已成為當前殺菌劑研發(fā)的熱點之一，現(xiàn)含正氮離子數(shù)最多的非聚合多陽離子季銨鹽為三陽離子季銨鹽。目前三陽離子季銨鹽及其制備方法主要有以下幾種在先方法一以溴代十二烷、3氯代-I-丙醇、甲胺、十二烷基ニ甲基叔胺為原料，通過季銨化反應(yīng)制備三陽離子季銨鹽(LangmuirR.Zana,H.Levy,D.Papoutsi,G.Beinert.Micellizationoftwotriquaternaryammoniumsurfactantsmaqueoussolution.Langmuir,1995，11:3694-3698)。此制備方法需分四步進行，且每ー步反應(yīng)條件要求較苛刻，轉(zhuǎn)化率低，總成本較高。在先方法ニ以溴代十二烷、五甲基ニこ烯三胺為原料，通過季銨化反應(yīng)制備一系列單陽離子季銨鹽、雙陽離子季銨鹽、三陽離子季銨鹽(KunioEsumi,KazuhiroTaguma,YoshifumiKoide.Aqueouspropertiesοιmultichainquaternarycationicsurfactants.Langmuir,1996,12:4039-4041)。此法可制備出不同的季銨鹽，但由于其結(jié)構(gòu)中正、負電荷較分散，使其表面活性和殺菌性不太好。在先方法三以溴代十八烷、四甲基こニ胺、3-溴丙基三甲基溴化銨為原料，通過季銨化反應(yīng)制備十八燒基三陽離子季銨鹽(ShaodianShen,BozhiTian,ChengzhouYu,etc.synthesisofhighlyorderedthermallystablecudicmesostructuredzirconiumoxphosphatetemplatedbytri-headgroupquaternaryammoniumsurfactant.Chem.Mater,2003,15:4046-4051)。該方法雖新穎,但需分兩步進行,產(chǎn)物純度不高，轉(zhuǎn)化率低。在先方法四以檸檬酸、高級脂肪叔胺及環(huán)氧鹵代烷為原料，通過ー鍋反應(yīng)制備檸檬酸酯三長鏈烷基三季銨鹽陽離子表面活性劑，公開號CN1778459A.2006-05-31)。此法ー步制得三陽離子季銨鹽，但其產(chǎn)物純度較低，耐酸、堿性差，限制了其應(yīng)用。在先方法五以取代基聚氧こ烯醚、環(huán)氧氯代烷和五甲基ニこ烯三胺為原料，制得了一系列三聚氧こ烯醚鏈三陽離子季銨鹽(薛永強，張俊峰，湯芝平.聚氧こ烯鏈三陽離子季銨鹽及其合成方法.中國專利.CN100415355C.2008-09-03)。此法分兩步進行，制得的三陽離子季銨鹽具有良好的水溶性和表面活性，但是其產(chǎn)物較難分離，總產(chǎn)率較低。在現(xiàn)有公開的文獻中，三陽離子季銨鹽分子為線性分子結(jié)構(gòu)，正、負電荷較為分散，使其表面活性和殺菌性能不夠優(yōu)良。正、負電荷較為集中，且具有立體分子結(jié)構(gòu)的四陽離子季銨鹽還未見報道，而這種結(jié)構(gòu)的多陽離子季銨鹽同時具有表面活性高、殺菌力強、穩(wěn)定性好等優(yōu)良的性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是制備一種電荷集中的多陽離子的季銨鹽，以提高正、負電荷的集中程度和強度，使其具有優(yōu)良的表面活性、高效的殺菌能力和良好的穩(wěn)定性，并提供了ー種四陽離子季銨鹽及其合成方法。本發(fā)明所提出的ー種四陽離子季銨鹽，其結(jié)構(gòu)通式如下權(quán)利要求1.一種四陽離子季銨鹽，其結(jié)構(gòu)通式如下2.一種用于權(quán)利要求I所述的四陽離子季銨鹽的制備方法，其所述方法如下以六亞甲基四胺和有機鹵化物為原料，選擇溶劑反應(yīng)時，有機鹵化物用量為六亞甲基四胺物質(zhì)的量的4-6倍，溶劑用量為六亞甲基四胺體積的3-8倍；選擇無溶劑反應(yīng)時，有機鹵化物加入量為六亞甲基四胺體積的6-8倍；在混合催化劑催化、氮氣氣氛保護和攪拌條件下，常壓反應(yīng)溫度為60120°C，加壓條件下反應(yīng)溫度為60160°C，反應(yīng)1048小時，反應(yīng)完畢后，經(jīng)冷卻靜置、析出結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥，得到四陽離子季銨鹽。3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其所述溶劑是甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙腈和四氫呋喃中的一種或幾種的混合。4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其所述混合催化劑的組成及其含量是季銨鹽為六亞甲基四胺質(zhì)量的0-3%，碘化物為六亞甲基四胺質(zhì)量的1_3%，水為六亞甲基四胺質(zhì)量的0-2%ο5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其所述洗滌的洗滌液是二氯甲烷。全文摘要一種四陽離子季銨鹽及其合成方法是以六亞甲基四胺和有機鹵化物為原料，在無溶劑或相應(yīng)溶劑、相應(yīng)催化劑及一定溫度、壓力、氣氛保護和攪拌條件下，一步合成出目標產(chǎn)物。本發(fā)明合成步驟少，反應(yīng)條件溫和，操作簡便，無污染；所得目標產(chǎn)物具有表面活性高、殺菌力強、接枝性廣、低毒、穩(wěn)定性好等特點。可用于日用化工、食品工業(yè)、紡織品以及材料等領(lǐng)域。文檔編號C08G65/00GK102702209SQ20121015322公開日2012年10月3日申請日期2012年5月17日優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日發(fā)明者崔子祥,薛永強,趙紅,郭文濤申請人:太原理工大學(xué)