CN102784584A - 一种不对称阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法 - Google Patents

一种不对称阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102784584A
CN102784584A CN2012101913624A CN201210191362A CN102784584A CN 102784584 A CN102784584 A CN 102784584A CN 2012101913624 A CN2012101913624 A CN 2012101913624A CN 201210191362 A CN201210191362 A CN 201210191362A CN 102784584 A CN102784584 A CN 102784584A
Authority
CN
China
Prior art keywords
surfactant
reaction
bromoalkane
asymmetric
gemini surfactant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012101913624A
Other languages
English (en)
Inventor
裴晓梅
许宗会
崔正刚
史慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN2012101913624A priority Critical patent/CN102784584A/zh
Publication of CN102784584A publication Critical patent/CN102784584A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及不对称阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法，其结构式如下：6-2-18
Figure DSA00000732553400011
8-2-16

Description

一种不对称阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及两种不对称的阳离子Gemini表面活性剂及其合成方法，属于表面活性剂科学与应用领域。
背景技术
Gemini表面活性剂是将两个传统的单头单尾的表面活性剂在靠近头基处通过联接链连接而成。与传统表面活性剂相比，其分子结构更加复杂，但也因此表现出其独特的性能。Gemini表面活性剂结构复杂，任何结构要素的改变，都有可能影响Gemini表面活性剂的自组织性能，进而影响到聚集体的形态和性质。这为人们从分子水平认识和调控表面活性剂的自组织行为提供了重要途径，研究表面活性剂的自组织行为与分子结构的关系也有利于加深人们对分子相互作用规律的理解。
Gemini表面活性剂有两条疏水链，当两条疏水链不相同时称为不对称Gemini表面活性剂。目前的研究表明，不对称性对Gemini表面活性剂的微观聚集形貌，流变行为，界面吸附等都有着重要影响。从分子几何角度考虑，疏水链不对称的Gemini表面活性剂，在聚集过程中必然产生与普通Gemini表面活性剂不一样的几何搭配和相互作用形式。当头基距离较短，疏水链长度极度不对称时，表面活性剂的吸附与聚集行为是否有新的表现，目前尚无相关结论。进一步探索不对称Gemini表面活性剂的性质，有助于丰富Gemini表面活性剂自组织的相关知识，对以表面活性剂作为模板的新型材料合成也有着重要的应用价值。
发明内容
本发明涉及一种不对称的阳离子Gemini表面活性剂的制备与表面活性的测定。用溴代烷和乙二胺为起始原料，获得的表面活性剂具有很高的表面活性。
不对称的阳离子Gemini表面活性剂，结构式如下：
6-2-18
Figure BSA00000732553600011
8-2-16
Figure BSA00000732553600021
一种制备所述的不对称阳离子Gemini表面活性剂的方法，以短链溴代烷与乙二胺的单边反应、单边反应产物与长链溴代烷反应两步制备得到所述的不对称阳离子Gemini表面活性剂，具体反应式如下：
6-2-18合成路线
Figure BSA00000732553600022
8-2-16合成路线
Figure BSA00000732553600023
所述乙二胺和溴代烷均为市售。
短链溴代烷的单边取代步骤中，是以乙二胺和短链溴代烷反应，乙二胺和短链溴代烷的摩尔比为5∶1。
长链溴代烷的取代反应中，长链溴代烷与短链溴代烷摩尔比为1.2∶1。
短链溴代烷的单边取代中，反应条件为50℃下24小时，然后升温至80-85℃下72小时。
长链溴代烷取代反应中，是以长链溴代烷和短链溴代烷反应，长链溴代烷和短链溴代烷的摩尔比为1.2∶1。
长链溴代烷取代反应中，反应条件为80-85℃下72小时。
使用所述的不对称阳离子Gemini表面活性剂的方法，所用的溶剂为无水乙醇。
本发明取得以下效果：
1.本发明以乙二胺和溴代烷为原料，经两步取代反应合成不对称型阳离子Gemini表面活性剂。探索了取代反应的具体条件，合理控制溴代烷取代的反应时间和反应条件，有利于提高反应产率，降低最终产品纯化的难度。
2.合成的表面活性剂不对称度分别为2和3，其临界胶束浓度可达到6×10-4mol/L，显示了较强的聚集能力。γcmc分别为34.9mN/m、41.9mN/m，pC20分别为0.18mmol·L-1、0.25mmol·L-1，这些数据表明该表面活性剂具有较强的降低表面张力的能力和效率。
附图说明
图1为目标产物6-2-18的红外谱图。
图2为目标产物8-2-16的红外谱图。
图3为目标产物6-2-18的核磁共振1HNMR谱图。
图4为目标产物6-2-18的核磁共振1HNMR谱图。
图5为表面活性剂6-2-18在25℃时的表面张力曲线。
图6为表面活性剂8-2-16在25℃时的表面张力曲线。
具体实施方式
不对称的阳离子Gemini表面活性剂，结构式如下：
6-2-18
8-2-16
Figure BSA00000732553600032
合成路线如下：
6-2-18的合成路线
Figure BSA00000732553600033
8-2-16的合成路线
Figure BSA00000732553600041
以溴代烷和乙二胺为原料，经过短链溴代烷与乙二胺的单边取代反应和长链溴代烷的取代反应两个步骤制备得到所述的不对称的阳离子Gemini表面活性剂。
短链溴代烷与乙二胺的反应：
按短链溴代烷与乙二胺的摩尔比为1∶5的比例，将短链溴代烷，乙二胺和无水乙醇在50℃搅拌24小时。体系升温到80-85℃，继续搅拌72小时。旋转蒸发除去乙醇。再用石油醚洗涤三次得到产品。
长链溴代烷的取代反应：
按照短链溴代烷和长链溴代烷摩尔比1.2∶1的比例将前步得到的产物、长链溴代烷和80mL乙醇在80-85℃搅拌72小时。旋转蒸发除去乙醇，再用乙醇/乙酸乙酯混合溶剂重结晶三次得到纯品。
在溴代烷与乙二胺反应的同时，原料中还会有部分的叔胺季胺等杂质参与反应生成铵盐存在于体系中。此时若直接用市售的乙二胺，会导致生成物中含有大量杂质，难以提纯。通过将乙二胺常压蒸馏除去杂质，可以有效地减少最终产品中的杂质。
实施例1
6-2-18的合成
(1)合成
在250mL圆底烧瓶中按乙二胺与溴代正己烷按照摩尔比5∶1的量加入乙二胺和溴代正己烷，再加入100mL无水乙醇。磁力搅拌，50℃条件下反应24小时，然后升温到乙醇回流温度(80-85℃)继续反应48小时，冷却，将乙醇旋干，向粗产物中加入约50mL石油醚，搅拌，静置分层，倒去上层液体，此操作重复三遍，得到浅黄色固体。
在洗涤过的产品中加入以原来溴代正己烷的量的1.2倍的摩尔量的溴代十八烷，加入100mL无水乙醇，升温到80-85℃继续反应72小时。
(2)提纯
用约10mL无水乙醇加热溶解粗产物，产物完全溶解后再加入60-80mL的乙酸乙酯，有大量固体析出，抽滤得白色固体，重复乙醇/乙酸乙酯重结晶过程三遍，得到纯品放入真空干燥箱中于50℃下烘干48小时。
实施例2
8-2-16的合成
(1)合成
在250mL圆底烧瓶中按乙二胺与溴代正辛烷按照摩尔比5∶1的量加入乙二胺，溴代正辛烷和100mL无水乙醇.磁力搅拌，50℃下反应24小时，然后升温到乙醇回流温度(80-85℃)继续反应48小时，冷却，将乙醇旋干，向粗产物中加入约50mL石油醚，搅拌，静置分层，倒去上层液体，此操作重复三遍，得到浅黄色固体。
在洗涤过的产品中加入以原来溴代正辛烷的量的1.2倍的摩尔量的溴代十六烷，加入100mL无水乙醇，升温到80-85℃继续反应72小时。
(2)提纯
用约10mL无水乙醇加热溶解粗产物，产物完全溶解后再加入60-80mL的乙酸乙酯，有大量固体析出，抽滤得白色固体，用乙醇/乙酸乙酯重结晶三遍，产品放入真空干燥箱中于50℃下烘干48小时。
实施例3
不对称的阳离子Gemini表面活性剂表面张力的测定
采用吊环法对不同浓度下产物溶液的表面张力进行测定，作出6-2-18和8-2-16水溶液表面张力随浓度变化曲线，见图5和图6。从图中曲线转折点得到临界胶束浓度值(cmc)和在临界胶束浓度下的表面张力γcmc。实验发现，不对称阳离子Gemini表面活性剂的临界胶束浓度和临界胶束浓度下的表面张力较低，6-2-18和8-2-16的cmc相差不大在6mmol/L，在临界胶束浓度下的表面张力6-2-18的γcmc为41.9mN·m-1，8-2-16的γcmc为34.9mN·m-1。
实施例4
目标产物表面活性剂的红外光谱及核磁共振1HNMR谱
通过实例1得到的终产物的红外光谱，见图1。通过实例2得到的最终产物的红外光谱，见图2。核磁共振1HNMR谱见图3、图4。根据谱图解析得到：
图1为6-2-18中2925cm-1，2845cm-1为C-H伸缩振动吸收峰，1463cm-1为C-H的弯曲振动峰，1137cm-1为C-N不对称伸缩振动峰，925cm-1为C-N的对称伸缩振动峰，726为饱和C-H长链面内摇摆振动吸收峰。
图2为8-2-16中2930cm-1，2850cm-1为C-H伸缩振动吸收峰，1462cm-1为C-H的弯曲振动峰，1119cm-1为C-N不对称伸缩振动峰，925cm-1为C-N的对称伸缩振动峰，719为饱和C-H长链面内摇摆振动吸收峰。
按照图3核磁共振谱图分析，最终产物6-2-18用CDCl3溶解，TMS做内标，测得1HNMR波谱。在图3中其中δ＝7.26附近是CDCl3的质子峰。其余质子位移δ为：4.76(s，4H，N(CH3)2CH2CH2N(CH3)2)，3.72(s，4H，CH2N(CH3)2，N(CH3)2CH2)，3.52(s，12H，N(CH3)2CH2CH2N(CH3)2)，1.83(s，4H，(CH2)2CH2，1.38-1.26(m，36H，CH3(CH2)3CH2，CH2(CH2)15CH3)，0.88(m，6H，CH3(CH2)3，(CH2)15CH3)。从谱图处理的数据情况分析，可得知最终产物和设计目标产物一致。
按照图4核磁共振谱图分析，最终产物8-2-16用CDCl3溶解，TMS做内标，测得1HNMR波谱。在图4中其中δ＝7.26附近是CDCl3的质子峰。其余质子位移δ为：4.76(s，4H，N(CH3)2CH2CH2N(CH3)2)，3.72(s，4H，CH2N(CH3)2)，3.58(s，12H，N(CH3)2CH2CH2N(CH3)2)，1.83(s，4H，(CH2)5CH2CH2，CH2CH2(CH2)13)，1.38-1.20(m，36H，CH3(CH2)5CH2，CH2(CH2)13CH3)，0.88(m，6H，CH3(CH2)5，(CH2)13CH3)。从谱图处理的数据情况分析可得知最终产物和设计目标产物一致。

Claims (7)

1.不对称阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法，其结构式如下：
6-2-18
Figure FSA00000732553500011
8-2-16
Figure FSA00000732553500012
2.一种制备权利要求1所述的不对称阳离子Gemini表面活性剂的方法，其特征在于，以短链溴代烷与乙二胺的单边反应、单边反应产物与长链溴代烷反应两步制备得到所述的不对称阳离子Gemini表面活性剂，具体反应式如下：
6-2-18的合成路线
Figure FSA00000732553500013
8-2-16的合成路线
Figure FSA00000732553500014
3.根据权利要求2所述的制备不对称阳离子Gemini表面活性剂的方法，其特征在于，所述溴代烷和乙二胺均为市售。
4.根据权利要求2所述的制备不对称阳离子Gemini表面活性剂的方法，其特征在于，乙二胺与短链溴代烷的摩尔比为5∶1，长链溴代烷与短链溴代烷摩尔比为1.2∶1。
5.根据权利要求2所述的制备不对称阳离子Gemini表面活性剂的方法，其特征在于，短链溴代烷与乙二胺的单边反应中，反应条件为50℃下24小时，然后升温至80-85℃下72小时。
6.根据权利要求2所述的不对称阳离子Gemini表面活性剂的方法，其特征在于，长链溴代烷取代反应中，反应条件为80-85℃下72小时。
7.根据权利要求2所述的不对称阳离子Gemini表面活性剂的方法，其特征在于，所用溶剂为无水乙醇。
CN2012101913624A 2012-06-12 2012-06-12 一种不对称阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法 Pending CN102784584A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012101913624A CN102784584A (zh) 2012-06-12 2012-06-12 一种不对称阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012101913624A CN102784584A (zh) 2012-06-12 2012-06-12 一种不对称阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102784584A true CN102784584A (zh) 2012-11-21

Family

ID=47150283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012101913624A Pending CN102784584A (zh) 2012-06-12 2012-06-12 一种不对称阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102784584A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103464050A (zh) * 2013-09-27 2013-12-25 江南大学 一类头基区含羟基的阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法
CN103480298A (zh) * 2013-09-27 2014-01-01 江南大学 一类联接链含羟基的阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法
CN104587890A (zh) * 2015-02-03 2015-05-06 上海发凯化工有限公司 一种不对称阳离子双子表面活性剂及其制备方法
CN104607094A (zh) * 2015-02-03 2015-05-13 上海发凯化工有限公司 不对称阳离子双子表面活性剂及其制备方法
CN105964185A (zh) * 2016-05-24 2016-09-28 江南大学 一种联接链含羟基基团的非对称型阳离子Gemini表面活性剂
CN111282510A (zh) * 2020-02-26 2020-06-16 江南大学 一种智能转换Pickering乳状液及其制备方法
CN111330513A (zh) * 2020-02-26 2020-06-26 江南大学 一种具有pH响应性的新型乳状液

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090054368A1 (en) * 2007-07-06 2009-02-26 University Of Saskatchewan Substituted gemini surfactant compounds
CN101766972A (zh) * 2009-01-07 2010-07-07 湖北大学 一种不对称型阳离子表面活性剂及其制备方法
CN102351718A (zh) * 2011-08-09 2012-02-15 太原理工大学 一种双子阳离子表面活性剂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090054368A1 (en) * 2007-07-06 2009-02-26 University Of Saskatchewan Substituted gemini surfactant compounds
CN101766972A (zh) * 2009-01-07 2010-07-07 湖北大学 一种不对称型阳离子表面活性剂及其制备方法
CN102351718A (zh) * 2011-08-09 2012-02-15 太原理工大学 一种双子阳离子表面活性剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Chem. Commun.》 19971231 Reiko Oda et al. "Gemini surfactants, the effect of hydrophobic chain length and dissymmetry" 2105-2106 1-7 , *
REIKO ODA ET AL.: ""Gemini surfactants, the effect of hydrophobic chain length and dissymmetry"", 《CHEM. COMMUN.》, 31 December 1997 (1997-12-31), pages 2105 - 2106 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103464050A (zh) * 2013-09-27 2013-12-25 江南大学 一类头基区含羟基的阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法
CN103480298A (zh) * 2013-09-27 2014-01-01 江南大学 一类联接链含羟基的阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法
CN104587890A (zh) * 2015-02-03 2015-05-06 上海发凯化工有限公司 一种不对称阳离子双子表面活性剂及其制备方法
CN104607094A (zh) * 2015-02-03 2015-05-13 上海发凯化工有限公司 不对称阳离子双子表面活性剂及其制备方法
CN104607094B (zh) * 2015-02-03 2016-08-24 上海发凯化工有限公司 不对称阳离子双子表面活性剂及其制备方法
CN104587890B (zh) * 2015-02-03 2016-08-24 上海发凯化工有限公司 一种不对称阳离子双子表面活性剂及其制备方法
CN105964185A (zh) * 2016-05-24 2016-09-28 江南大学 一种联接链含羟基基团的非对称型阳离子Gemini表面活性剂
CN111282510A (zh) * 2020-02-26 2020-06-16 江南大学 一种智能转换Pickering乳状液及其制备方法
CN111330513A (zh) * 2020-02-26 2020-06-26 江南大学 一种具有pH响应性的新型乳状液
CN111282510B (zh) * 2020-02-26 2021-05-28 江南大学 一种智能转换Pickering乳状液及其制备方法
CN111330513B (zh) * 2020-02-26 2021-05-28 江南大学 一种具有pH响应性的乳状液

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102784584A (zh) 一种不对称阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法
CN101502772B (zh) 松香基磺酸盐型双子表面活性剂及制备方法
CN101293860A (zh) 一种季铵盐氟表面活性剂的制备方法
CN105413577A (zh) 一种松香基氨基酸表面活性剂构筑的粘弹溶液
CN103111229A (zh) 一种含磺酸基的Gemini型氟碳表面活性剂及其制备方法
CN105367687A (zh) 壳聚糖两性高分子表面活性剂及其合成方法
CN104368384A (zh) 一种有机二胺改性氧化石墨烯固体催化剂的制备方法
CN103599729A (zh) 一种松香基季铵盐杂双子表面活性剂及其制备方法和应用
CN101480590B (zh) 磺酸盐双子表面活性剂及其制备方法
CN109679678A (zh) 从模拟汽油中萃取碱性/非碱性氮的低共熔溶剂及方法
CN103480298A (zh) 一类联接链含羟基的阳离子Gemini表面活性剂及其制备方法
CN103585925A (zh) 一种双头基酰胺型甜菜碱表面活性剂的制备方法及其应用
CN107973730A (zh) 一种寡聚阴离子磺酸盐表面活性剂、其制备方法和用途
CN104128120A (zh) 一种联接链含羟基的阳离子双子表面活性剂的制备方法
CN101690876A (zh) 一种新型两性双子表面活性剂及其合成方法
CN102698648A (zh) 一种树枝状磺酸盐型四聚表面活性剂及其制备方法
CN103521125A (zh) 一种油酸基Gemini表面活性剂的制备方法
CN106268938B (zh) 一种合成生物柴油的双酸位固载型离子液体催化剂及其制备方法
CN108863874A (zh) 一种连续合成二苄基二硫代氨基甲酸钠的方法
CN103232363B (zh) 聚酰胺-胺的连续制备方法
CN103962181B (zh) 杂多酸掺杂席夫碱大环双核锰配合物催化剂及其合成和应用
CN106268495A (zh) 一种n，n，n‑椰油基‑羟乙基‑甲基‑n’，n’，n’‑二羟乙基‑甲基丙撑双氯化铵表面活性剂及制法
CN107879942B (zh) 一种生物基伯胺阳离子表面活性剂及其制备方法
CN104961656B (zh) 一种双胍化合物及其制备方法
CN110041233A (zh) N-脂肪酰基-n-甲基牛磺酸钠的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121121