CN105294506B - 一种胍基长链双子季铵盐及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种胍基长链双子季铵盐及其制备方法,将长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺加入到溶剂中,搅拌均匀后,在40~90℃下滴加环氧氯丙烷,滴毕后反应后得到中间产物;将中间产物加入到醇中,搅拌均匀后,在30~110℃下滴加长链烷基胍,滴毕后反应4~48h,得到胍基长链双季铵盐。本发明采用环氧化合物的开环和双分子亲核反应,在环氧化合物的开环反应中,H+与环氧基团结合容易,使得叔胺作为亲核试剂在进攻碳正离子时更为迅速;第二步反应的体系中已有季铵盐表面活性剂的存在,其作为一种表面活性剂极大地促进了季铵化的进行,总体上提高了反应速率。本发明的反应过程简单,目标产物明确,副产物少,提纯工艺简洁,进而降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种季铵盐的制备方法,具体涉及一种胍基长链双子季铵盐及其制备方法。
背景技术
季铵盐作为一种阳离子表面活性剂,已被广泛使用。目前可大致分为:烷基三甲基铵盐型、二烷基二甲基铵盐型、烷基二甲基苄基铵型、吡啶鎓盐型、烷基异喹啉鎓盐型、氯苄铵鎓盐型。
季铵盐类化合物在杀菌、消毒领域起着重要的作用。但由于其作用部分仅具有一个电荷中心,在应用时,由于电荷排斥作用,而导致分子间距离加大,性能明显减弱。
中国专利CN 102388910A通过将聚胍盐与季铵盐在有机溶剂和纯水的混合溶液中进行接枝反应,从而得到季铵盐接枝胍盐杀菌剂。此种杀菌剂电荷密度大,杀菌能力强。但唯一不足的就是其聚胍盐的合成较难控制,分子量较大,在废水处理过程中导致水体粘度增大,分离不便。
专利CN 104437236A通过一锅煮的方法将α-卤代烷和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺发生亲核取代反应得到双子季铵盐表面活性剂。此方法简单易行,但不足的是其反应较为困难,且难以克服生产价格昂贵的缺点。
困扰双子表面活性剂产业化的瓶颈问题是其高昂的价格,而这主要是由于要受到双子表面活性剂大都需要在反应条件高、步骤多、产品分离困难等因素所决定。
发明内容
本发明的目的是提供一种双子季铵盐及其制备方法,其改善了普通季铵盐作用中心少,亲水性差、反应过程复杂、原料昂贵的缺点。
为实现上述目的,本发明是通过以下技术方案来实现:
一种胍基长链双子季铵盐,其结构如下:
其中n=11、13、15或17;m=0或11。
一种胍基长链双季铵盐的制备方法,包括以下步骤:
1)将长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺加入到溶剂中,搅拌均匀后,在40~90℃下滴加环氧氯丙烷,滴毕后反应3~10h,纯化后得到中间产物;其中,长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺、环氧氯丙烷的摩尔比为(0.01~2):(0.01~2):(0.01~2);
2)将中间产物加入到醇中,搅拌均匀后,在30~110℃下滴加长链烷基胍,滴毕后反应4~48h,纯化后得到胍基长链双季铵盐;其中,中间产物与长链烷基胍的摩尔比为(1~3):(1~3)。
所述步骤1)中长链叔胺盐酸盐通过以下方法制得:向长链烷基叔胺的乙醚溶液中,在20℃~35℃下通入HCl气体,不断搅拌,得到长链叔胺盐酸盐;其中,长链烷基叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺;长链烷基叔胺的乙醚溶液中长链烷基叔胺的浓度为0.03~0.06mol/50mL。
所述步骤1)中的搅拌是在20~40℃下进行的。
所述步骤1)中长链烷基叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺。
所述步骤1)中溶剂为丙酮、水、甲醇、乙醇或异丙醇,且溶剂与长链烷基叔胺的比为(0.5mL~40mL):0.03mol。
所述步骤2)中醇具体为异丙醇、乙醇或甲醇,且醇与中间产物的比为(0.5mL~40mL):0.03mol。
所述步骤2)中长链烷基胍为1,1,3,3-四甲基-2-十二烷基胍或1,1,2,3,3-五甲基胍。
所述步骤2)中滴加的时间为0.5~2h。
所述步骤1)中的纯化均是采用丙酮进行重结晶。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果:本发明通过向一个分子中同时引入两个作用性基团,即不对称的双子季铵盐,其由2个单链单头基表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成的,因而抑制了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力,极大地提高了表面活性。且胍基表面活性剂具有较传统季铵盐起泡性小的性质,所以本新型胍基长链双子季铵盐还具有结构新颖、表面活性高、起泡性能低等的优点。本发明通过合成出具有胍基和长链叔胺的不对称双子表面活性剂,进而改善传统表面活性剂的各类缺点。本发明在胍基长链双子季铵盐的制备过程中,采用环氧化合物的开环和双分子亲核反应,在环氧化合物的开环反应中,H+与环氧基团结合容易,使得叔胺作为亲核试剂在进攻碳正离子时更为迅速;而且,在第二步反应中,体系中已有季铵盐表面活性剂的存在,其作为一种表面活性剂极大地促进了季铵化的进行,总体上提高了反应速率。本发明的反应过程简单,目标产物明确,副产物少,提纯工艺简洁,进而降低了成本。
本发明的胍基长链双季铵盐的分子结构打破了传统的对称型双子季铵盐的设计,在一个分子中同时具备了行业领域内对双子季铵盐和胍基季铵盐作为表面活性剂的认可。双子季铵盐表面活性高和胍基季铵盐杀菌性能好的优点都在此化合物中具备。目前科学领域中,在对季铵盐的杀菌机理上都认为是其正电荷与细菌表面的负电荷结合容易,改变了细胞内渗透压,疏水长链渗入磷脂双分子层中,扰乱其膜结构,使得细胞膜破裂,胞内物质泄漏,从而细胞死亡。而此设计正是提高了其正电荷密度,长链扰乱膜结构。当其作为杀菌剂,环境适用性强,且酸性条件下,本发明的胍基长链双季铵盐的胍基短链中的叔胺还可得到质子,形成其相应的盐,进一步提高了电荷密度,提高杀菌效果。
附图说明
图1为本发明的反应路线图。
图2为本发明制得的胍基长链双季铵盐进行了红外测试图。
图3为本发明制得的胍基长链双季铵盐的核磁谱图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明提供的胍基长链双子季铵盐,是通过环氧氯丙烷的环氧基团酸性条件下进行开环,羟丙基基团作为联结基,两端分别以连接长链烷基二甲基叔胺和烷基胍作为疏水链,成为双子季铵盐,其结构如下:
式中,n=11、13、15或17;m=0或11
实施例1
参见图1,1)向装有NaCl的三口烧瓶中逐渐滴入浓硫酸(质量分数为98%),微热,产生HCl气体,将产生的HCl气体通入浓硫酸(质量分数为98%)中进行干燥,然后缓慢通入装有十二烷基二甲基叔胺的乙醚溶液中,25℃、350r/min速度下不断搅拌,得到白色沉淀,即为十二烷基二甲基叔胺盐酸盐,2h后,反应结束。用乙醚洗涤数次,从而得到纯净的十二烷基二甲基叔胺盐酸盐,20℃下干燥6h,备用。
2)向装有25mL丙酮的三口烧瓶中加入7.497g(0.03mol)十二烷基二甲基叔胺盐酸盐和0.3195g(0.0015mol)十二烷基二甲基叔胺,在30℃、400r/min下搅拌45min;升高温度至50℃,在500r/min下,将2.275g(0.03mol)环氧氯丙烷(ECH)在60min内滴加完毕,滴毕反应3h后停止反应;减压蒸馏除掉多余溶剂和反应物,于丙酮中进行多次重结晶,得到2-羟丙基-3-氯-二甲基十二烷基氯化铵,产率可高达94.5%。
3)向装有25mL的乙醇的三口烧瓶中加入10.26g(0.03mol)2-羟丙基-3-氯-二甲基十二烷基氯化铵,在30℃、400r/min下搅拌10min后,升温至50℃,400r/min下,逐渐滴加3.87g(0.03mol)1,1,2,3,3-五甲基胍,30min后滴加完毕。6h后停止反应;减压除掉多余溶剂,在提取液(体积比乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1)中进行多次重结晶后,干燥得到胍基长链双子季铵盐。
实施例2
1)同实施例1。
2)向装有30mL丙酮的三口烧瓶中加入7.497g(0.03mol)十二烷基二甲基叔胺盐酸盐和0.0639g(0.0003mol)十二烷基二甲基叔胺,30℃、400r/min下搅拌45min;升高温度至60℃,在450r/min下,将2.275g(0.03mol)环氧氯丙烷(ECH)在60min内滴加完毕,4h后停止反应;减压蒸馏除掉多余溶剂和反应物,于丙酮中进行多次重结晶,得到2-羟丙基-3-氯-二甲基十二烷基氯化铵。
3)向装有30mL的乙醇的三口烧瓶中加入,10.26g(0.03mol)2-羟丙基-3-氯-二甲基十二烷基氯化铵,在30℃、400r/min下搅拌10min后,升温至60℃,450r/min下,逐渐滴加3.999g(0.031mol)1,1,2,3,3-五甲基胍,30min后滴加完毕。8h后停止反应;减压除掉多余溶剂,在提取液(体积比乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1)中进行多次重结晶,干燥后得到胍基长链双子季铵盐。
实施例3
1)同实施例1
2)向装有20mL丙酮的三口烧瓶中加入7.497g(0.03mol)十二烷基二甲基叔胺盐酸盐和0.639g(0.003mol)十二烷基二甲基叔胺,30℃、400r/min下搅拌45min;升高温度至60℃,在450r/min下,将3.2375g(0.035mol)环氧氯丙烷(ECH)在60min内滴加完毕,5h后停止反应;减压蒸馏除掉多余溶剂和反应物,于丙酮中进行多次重结晶,得到2-羟丙基-3-氯-二甲基十二烷基氯化铵。
3)向装有20mL的乙醇溶液的三口烧瓶中加入10.26g(0.03mol)2-羟丙基-3-氯-二甲基十二烷基氯化铵,充分30℃、400r/min下搅拌10min后,升温至70℃,450r/min下,逐渐滴加4.128g(0.032mol)1,1,2,3,3-五甲基胍,30min后滴加完毕。24h后停止反应;减压除掉多余溶剂,在提取液(体积比乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1)中进行多次重结晶,干燥后得到胍基长链双子季铵盐。
实施例4
1)同实施例1;
2)同实施例2;
3)向装有20mL的乙醇的三口烧瓶中加入,10.26g(0.03mol)2-丙基-3-氯-二甲基十二烷基氯化铵,充分30℃、400r/min下搅拌10min后,升温至70℃,450r/min下,逐渐滴加3.999g(0.031mol)1,1,2,3,3-五甲基胍,30min后滴加完毕。8h后停止反应;减压除掉多余溶剂,在提取液(体积比乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1)中进行多次重结晶,干燥后得到胍基长链双子季铵盐。
实施例5
1)同实施例1;
2)同实施例2;
3)向装有20mL的乙醇溶液的三口烧瓶中加入,10.26g(0.03mol)2-羟丙基-3-氯-二甲基十二烷基氯化铵,在30℃、400r/min下搅拌10min后,升温至70℃,450r/min下,逐渐滴加8.773g(0.031mol)十二烷基四甲基胍,30min后滴加完毕。8h后停止反应;减压除掉多余溶剂,在提取液(体积比乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1)中进行重结晶,得到最终产物,多次提纯,干燥后得到胍基长链双子季铵盐。
实施例6
1)向装有适量NaCl三口烧瓶中逐渐滴入浓硫酸,微热,并将产生的HCl气体通入浓硫酸中进行干燥,然后缓慢通入装有十四烷基二甲基叔胺的乙醚溶液中,25℃、350r/min速度下不断搅拌,逐渐得到白色沉淀,即为十四烷基二甲基叔胺盐酸盐,2h后,反应结束。用乙醚溶剂洗涤数,从而得到纯净的十四烷基二甲基叔胺盐酸盐,20℃下干燥6h,备用。
2)向装有25mL丙酮的三口烧瓶中加入8.325g(0.03mol)十四烷基二甲基叔胺盐酸盐和0.3615g(0.0015mol)十四烷基二甲基叔胺,30℃、400r/min下搅拌45min;升高温度至50℃,在500r/min下,将2.275g(0.03mol)环氧氯丙烷(ECH)在60min内滴加完毕,5h后停止反应;减压蒸馏除掉多余溶剂和反应物,于丙酮中进行多次重结晶,得到2-羟丙基-3-氯-二甲基十四烷基氯化铵。
3)向装有25mL的乙醇溶液的三口烧瓶中加入11.1g(0.03mol)2-羟丙基-3-氯-二甲基十四烷基氯化铵,在30℃、400r/min下搅拌10min后,升温至50℃,400r/min下,逐渐滴加3.999g(0.031mol)1,1,2,3,3-五甲基胍,30min后滴加完毕。24h后停止反应;减压除掉多余溶剂,于提取液(体积比乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1)中进行多次重结晶,干燥后得到胍基长链双子季铵盐。
实施例7
1)向装有适量NaCl三口烧瓶中逐渐滴入浓硫酸,微热,并将产生的HCl气体通入浓硫酸中进行干燥,然后缓慢通入装有十六烷基二甲基叔胺的乙醚溶液中,25℃、350r/min速度下不断搅拌,逐渐得到白色沉淀,即为十六烷基二甲基叔胺盐酸盐,2h后,反应结束。用乙醚溶剂洗涤数,从而得到纯净的十六烷基二甲基叔胺盐酸盐,20℃下干燥6h,备用。
2)向装有25mL丙酮的三口烧瓶中加入9.165g(0.03mol)十六烷基二甲基叔胺盐酸盐和0.4035g(0.0015mol)十六烷基二甲基叔胺,在30℃、400r/min下搅拌45min;升高温度至50℃,在500r/min下,将2.275g(0.03mol)环氧氯丙烷(ECH)在60min内滴加完毕,5h后停止反应;减压蒸馏除掉多余溶剂和反应物,于丙酮中进行多次重结晶,得到2-羟丙基-3-氯-二甲基十六烷基氯化铵。
3)向装有25mL的乙醇的三口烧瓶中加入,11.94g(0.03mol)2-羟丙基-3-氯-二甲基十六烷基氯化铵,在30℃、400r/min下搅拌10min后,升温至50℃,400r/min下,逐渐滴加3.999g(0.031mol)1,1,2,3,3-五甲基胍,30min后滴加完毕。24h后停止反应;减压除掉多余溶剂,于提取液乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1中进行多次重结晶,干燥后得到胍基长链双子季铵盐。
实施例8
1)向装有适量NaCl三口烧瓶中逐渐滴入浓硫酸,微热,并将产生的HCl气体通入浓硫酸中进行干燥,然后缓慢通入装有十八烷基二甲基叔胺的乙醚溶液中,25℃、350r/min速度下不断搅拌,逐渐得到白色沉淀,即为十八烷基二甲基叔胺盐酸盐,2h后,反应结束。将滤饼用乙醚溶剂洗涤数,从而得到纯净的十八烷基二甲基叔胺盐酸盐,20℃下干燥6h,备用。
2)向装有25mL丙酮的三口烧瓶中加入,10.005g(0.03mol)十八烷基二甲基叔胺盐酸盐和0.4455g(0.0015mol)十八二甲基叔胺,在30℃、400r/min下搅拌45min;升高温度至50℃,在500r/min下,将2.275g(0.03mol)环氧氯丙烷(ECH)在60min内滴加完毕,5h后停止反应;减压蒸馏除掉多余溶剂和反应物,于丙酮中进行多次重结晶,得到2-羟丙基-3-氯-二甲基十八烷基氯化铵。
3)向装有25mL的乙醇的三口烧瓶中加入12.78g(0.03mol)2-丙基-3-氯-二甲基十八烷基氯化铵,在30℃、400r/min下搅拌10min后,升温至50℃,400r/min下,逐渐滴加3.999g(0.031mol)1,1,2,3,3-五甲基胍,30min后滴加完毕。24h后停止反应;减压除掉多余溶剂,于提取液(体积比乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1)中进行多次重结晶后,干燥得到胍基长链双子季铵盐。通过产率计算反应进行程度。
实施例9
1)向长链烷基叔胺的乙醚溶液中,在35℃下通入HCl气体,不断搅拌,得到长链叔胺盐酸盐;长链烷基叔胺的乙醚溶液中长链烷基叔胺的浓度为0.05mol/50mL。
将长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺混合,在40℃下搅拌均匀后,在40℃下滴加环氧氯丙烷,滴毕后反应10h,采用丙酮进行重结晶后得到中间产物;其中,长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺、环氧氯丙烷的摩尔比为0.01:1:0.08;长链烷基叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺;
2)将中间产物加入到醇中,搅拌均匀后,在110℃下滴加1,1,3,3-四甲基-2-十二烷基胍,滴加的时间为0.5h,滴毕后反应4~48h,采用体积比乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1的混合溶剂进行重结晶后得到胍基长链双季铵盐;其中,中间产物与1,1,3,3-四甲基-2-十二烷基胍的摩尔比为1:3;醇具体为异丙醇,且醇与中间产物的比为40mL:0.03mol。
实施例10
1)向长链烷基叔胺的乙醚溶液中,在20℃下通入HCl气体,不断搅拌,得到长链叔胺盐酸盐;长链烷基叔胺的乙醚溶液中长链烷基叔胺的浓度为0.06mol/50mL。
将长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺加入到溶剂中,在30℃下搅拌均匀后,在90℃下滴加环氧氯丙烷,滴毕后反应3h,采用丙酮进行重结晶后得到中间产物;其中,长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺、环氧氯丙烷的摩尔比为2:0.05:0.13;长链烷基叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺;溶剂为丙酮,且溶剂与长链烷基叔胺的比为40mL:0.03mol。
2)将中间产物加入到醇中,搅拌均匀后,在30℃下滴加1,1,3,3-四甲基-2-十二烷基胍,滴加的时间为2h,滴毕后反应4~48h,采用体积比乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1的混合溶剂进行重结晶后得到胍基长链双季铵盐;其中,中间产物与1,1,3,3-四甲基-2-十二烷基胍的摩尔比为1:1;醇具体为乙醇,且醇与中间产物的比为20mL:0.03mol。
实施例11
1)向长链烷基叔胺的乙醚溶液中,在30℃下通入HCl气体,不断搅拌,得到长链叔胺盐酸盐;长链烷基叔胺的乙醚溶液中长链烷基叔胺的浓度为0.04mol/50mL。
将长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺加入到溶剂中,在20℃下搅拌均匀后,在70℃下滴加环氧氯丙烷,滴毕后反应8h,采用丙酮进行重结晶后得到中间产物;其中,长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺、环氧氯丙烷的摩尔比为0.06:2:2;长链烷基叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺;溶剂为甲醇,且溶剂与长链烷基叔胺的比为20mL):0.03mol。
2)将中间产物加入到醇中,搅拌均匀后,在50℃下滴加1,1,3,3-四甲基-2-十二烷基胍,滴加的时间为1.5h,滴毕后反应4~48h,采用体积比乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1的混合溶剂进行重结晶后得到胍基长链双季铵盐;其中,中间产物与1,1,3,3-四甲基-2-十二烷基胍的摩尔比为3:1;醇具体为甲醇,且醇与中间产物的比为8mL:0.03mol。
实施例12
1)向长链烷基叔胺的乙醚溶液中,在25℃下通入HCl气体,不断搅拌,得到长链叔胺盐酸盐;长链烷基叔胺的乙醚溶液中长链烷基叔胺的浓度为0.05mol/50mL。
将长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺加入到溶剂中,在25℃下搅拌均匀后,在60℃下滴加环氧氯丙烷,滴毕后反应5h,采用丙酮进行重结晶后得到中间产物;其中,长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺、环氧氯丙烷的摩尔比为0.15:0.01:0.01;长链烷基叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺;溶剂为异丙醇,且溶剂与长链烷基叔胺的比为10mL:0.03mol。
2)在80℃下,向中间产物中滴加1,1,2,3,3-五甲基胍,滴加的时间为1h,滴毕后反应4~48h,采用体积比乙醇:石油醚:乙酸乙酯=3:3:1的混合溶剂进行重结晶后得到胍基长链双季铵盐;其中,中间产物与1,1,2,3,3-五甲基胍的摩尔比为2:1.5;醇具体为甲醇,且醇与中间产物的比为0.5mL:0.03mol。
参见图2,对本发明制得的胍基长链双季铵盐进行了红外测试,图中3437.91cm-1处为vas(O-H);2921.34cm-1、1465.89cm-1处分别为vas(-CH3-)、δ(-CH3);2921.34cm-1、2851.23cm-1、1465.89处分别为vas(-CH2-)、vs(-CH2)、δ(-CH2);722.14cm-1处为δ(-CH2)n-);1102.06cm-1处为vas(C-OH),说明所制得的为胍基长链双季铵盐。
参见图3,图3为本发明制得的胍基长链双季铵盐的核磁谱图,a(0.9)b(1.25)c(1.61)d(2.0)e(3.4)f(4.6)g(4.2)h(3.95),说明制得的是胍基长链双季铵盐。
在中国专利CN 102388910A中,通过接枝反应,得到聚胍盐接枝季铵盐。此种杀菌剂电荷密度大,杀菌能力强。但唯一不足的就是其聚胍盐的合成过程较为复杂,分子量较大,在废水处理过程中导致水体粘度增大,分离不便。而本发明的的胍基长链双季铵盐恰巧避免了这样的缺陷。
在专利CN 104437236A中,通过一锅煮的方法将α-卤代烷和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺发生亲核取代反应得到双子季铵盐表面活性剂。该化合物反应的制备方法简单易行,但其不足之处在于α-卤代烷价格相对昂贵,而本发明的胍基长链双季铵盐中,烷基叔按和胍基化合物的价格相对较低。
本发明将浓盐酸滴入长链盐酸胍的溶液中,得到叔胺盐酸盐的白色沉淀;其次,在叔胺盐酸盐存在的条件下实现环氧氯丙烷的开环,并发生与长链烷基叔胺亲核取代反应,得到羟丙基单季铵盐中间产物;最后,再与胍基化合物反应得到的一种新型胍基长链双子季铵盐。本发明思路简洁,加料少,且一个分子内同时具有两个点和中心和一个胍基化合物以及疏水长链。因此,该化合物在作为油田回注水杀菌剂应用时具有很好的性能。
Claims (4)
1.一种胍基长链双季铵盐的制备方法,其特征在于,该胍基长链双季铵盐结构如下:
其中n=11、13、15或17;m=0或11;
制备方法包括以下步骤:
1)将长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺加入到溶剂中,搅拌均匀后,在40~90℃下滴加环氧氯丙烷,滴毕后反应3~10h,纯化后得到中间产物;其中,长链叔胺盐酸盐、长链烷基叔胺、环氧氯丙烷的摩尔比为(0.01~2):(0.01~2):(0.01~2);
2)将中间产物加入到醇中,搅拌均匀后,在30~110℃下滴加长链烷基胍,滴毕后反应4~48h,纯化后得到胍基长链双季铵盐;其中,中间产物与长链烷基胍的摩尔比为(1~3):(1~3);
所述步骤1)中长链叔胺盐酸盐通过以下方法制得:向长链烷基叔胺的乙醚溶液中,在20℃~35℃下通入HCl气体,不断搅拌,得到长链叔胺盐酸盐;长链烷基叔胺的乙醚溶液中长链烷基叔胺的浓度为0.03~0.06mol/50mL;
所述步骤1)中长链烷基叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺;
所述步骤1)中溶剂为丙酮、水、甲醇、乙醇或异丙醇,且溶剂与长链烷基叔胺的比为(0.5mL~40mL):0.03mol;
所述步骤2)中醇具体为异丙醇、乙醇或甲醇,且醇与中间产物的比为(0.5mL~40mL):0.03mol;
所述步骤2)中长链烷基胍为1,1,3,3-四甲基-2-十二烷基胍或1,1,2,3,3-五甲基胍。
2.根据权利要求1所述的胍基长链双季铵盐的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中的搅拌是在20~40℃下进行的。
3.根据权利要求1所述的胍基长链双季铵盐的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中滴加的时间为0.5~2h。
4.根据权利要求1所述的胍基长链双季铵盐的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中的纯化均是采用丙酮进行重结晶。
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