CN107321261B - 一种松香基硫酸盐型表面活性剂及其性能 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种松香基硫酸盐型表面活性剂R‑6‑SO4Na及其基本性能。其分子结构如下：本发明给出了这种新型松香基硫酸盐型表面活性剂的分子结构与合成方法。该表面活性剂具有优良的表面活性和溶解性，所用的原料脱氢枞酸来自天然产物松香，具有可再生、可生物降解、来源丰富、结构易于修饰等优点。该表面活性剂的性能温和，可应用于洗涤剂、个人洗护用品和乳化剂等领域中。

Description

一种松香基硫酸盐型表面活性剂及其性能
技术领域
本发明涉及一种松香基硫酸盐型表面活性剂，特别涉及一种以天然产物松香的衍生物脱氢枞酸为原料而合成的硫酸盐型表面活性剂，属于天然产物表面活性剂的合成与应用领域。
背景技术
硫酸盐型表面活性剂是市场需求增长最快的一种阴离子表面活性剂，在应用中占有重要地位，可以应用于洗衣液、肥皂、沐浴露等多种产品中。常用的硫酸盐型表面活性剂如AES等，需要以石油化学品为原料。近年来，随着石油资源的日益减少，能源问题和环境污染问题的日益严重，这类表面活性剂的发展前景引起了人们的担忧。绿色化学的发展，为表面活性剂科学的发展提供了新的思路。以天然产物为原料来合成性能优良的表面活性剂产品成为表面活性剂发展的重要方向。松香是一种丰富的可再生林产资源，以松香为原料的产品或深加工产品已广泛应用于橡胶、油墨、涂料、农药、医药、食品、电子等工业和生活的各个领域中；松香还具有可再生、可生物降解、来源丰富、结构易于修饰等优点，完全符合绿色表面活性剂原料的要求。所以，以松香为原料进行表面活性剂分子的设计与制备可获得高品质的表面活性剂产品。
本发明以松香的重要衍生物脱氢枞酸为原料，将松香树脂酸的刚性骨架引入硫酸盐型表面活性剂的结构中，经过简单的反应步骤，合成了一种松香基硫酸盐型表面活性剂，并获得了其基本性能。这一思路可以使硫酸盐型表面活性剂具有更好的生物降解性和更低的皮肤刺激性，符合绿色表面活性剂的要求。同时，有利于天然产物松香的高附加值利用。
发明内容
本发明的目的是以具有可再生、可生物降解、来源丰富、结构易于修饰等优点的松香的重要衍生物脱氢枞酸为原料，经过系列反应，合成一种松香基硫酸盐型表面活性剂，并提供其基本性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
以脱氢枞酸为原料，合成一种松香基硫酸盐型表面活性剂R-6-SO4Na，其结构式如下：
该表面活性剂的合成路线如下：
其具体的合成步骤如下：
脱氢枞酰氯的合成：取纯化后的脱氢枞酸置于带有回流搅拌和尾气回收装置的500mL的三口瓶中，加入少量的4-二甲氨基吡啶(DMAP)作催化剂，首先将反应温度设置为60℃，将SOCl2逐滴滴加到脱氢枞酸中，滴加结束后，将温度设置为72℃，反应至无气泡产生。反应结束后，使用真空旋转蒸发仪除去混合物中未反应的氯化亚砜，所得液体即为脱氢枞酰氯。
R-6-OH的合成：在-10℃的条件下，将脱氢枞酰氯的二氯甲烷溶液缓慢滴加到1,6-己二醇的二氯甲烷溶液中，同时进行TLC监测。待到反应结束后，分别用弱碱性水，水进行洗涤，收集分液后的有机相，使用真空旋转蒸发仪除去有机相中的溶剂，利用层析柱进行提纯。
松香基硫酸盐型表面活性剂R-6-SO4Na的合成：将R-6-OH，氨基磺酸和尿素加入到250mL的单口瓶中，将反应温度设置为100℃，100℃下反应12h，反应结束后停止加热，将混合物冷却至50～60℃时，加入大量的乙醇，充分搅拌混合物，将多余杂质滤出；然后加入NaOH，充分搅拌后，将其置入离心机中进行离心，得到白色固体，经真空干燥后即为R-6-SO4Na。
松香基硫酸盐型表面活性剂表面活性剂R-6-SO4Na水溶液的表面张力测量：配制不同浓度的系列表面活性剂的水溶液，通过吊环法测定其临界胶束浓度与表面张力。
有益效果
以天然产物松香的衍生物脱氢枞酸为原料，通过简单的合成步骤得到一种松香基硫酸盐型表面活性剂R-6-SO4Na。该表面活性剂在25℃时的临界胶束浓度为0.72mmol/L，C20为0.03mmol/L，表现出很好的聚集能力和较高的降低表面张力的效率，性能温和，可以应用于洗涤剂、个人洗护用品和乳化剂等领域。
附图说明
图1松香基硫酸盐型表面活性剂R-6-SO4Na的1H NMR。
图2松香基硫酸盐型表面活性剂R-6-SO4Na的表面张力γ随浓度C变化曲线图(25℃)。
实施例1：脱氢枞酰氯的合成。取纯化后的脱氢枞酸(40.0g，0.13mol)置于带有回流搅拌和尾气回收装置的500mL的三口瓶中，加入少量的4-二甲氨基吡啶(DMAP)作催化剂，首先将反应温度设置为60℃，将SOCl2(20.6g，0.17mol)逐滴滴加到脱氢枞酸中，滴加结束后，将温度设置为72℃，反应至无气泡产生。反应结束后，使用真空旋转蒸发仪除去混合物中未反应的氯化亚砜，所得液体即为脱氢枞酰氯。
实施例2：R-6-OH的合成。在-10℃的条件下，将脱氢枞酰氯(18g，0.06mol)的二氯甲烷溶液缓慢滴加到1,6-己二醇(33.3g,0.28mol)的二氯甲烷溶液中，同时进行TLC监测。待到反应结束后，分别用弱碱性水，水进行洗涤，收集分液后的有机相，使用真空旋转蒸发仪除去有机相中的溶剂，利用层析柱进行提纯。
实施例3：松香基硫酸盐型表面活性剂R-6-SO4Na的合成。将R-6-OH(40.1g，0.1mol)，氨基磺酸(14.6g，0.15mol)，尿素(0.6g～1.2g，0.01～0.02mol)加入到250mL的单口瓶中，将反应在100℃下反应12h，反应结束后停止加热，将混合物冷却至50～60℃后，加入大量的乙醇，充分搅拌混合物，将多余杂质滤出；加入NaOH(6.8g，0.17mol)，充分搅拌后，将其置入离心机中进行离心，得到白色固体，经真空干燥后即为松香基硫酸盐型表面活性剂R-6-SO4Na。
实施例4：表面张力的测定。配制一系列不同浓度的表面活性剂R-6-SO4Na的水溶液，于25℃下用吊环法测定其表面张力，每个点重复3次，取其平均值，绘制样品的表面张力随浓度的变化关系曲线。转折点处对应的浓度即为该表面活性剂的临界胶束浓度。

Claims (3)

1.一种松香基硫酸盐型表面活性剂R-6-SO4Na，其分子结构如下：
2.根据权利要求1所示的一种松香基硫酸盐型表面活性剂R-6-SO4Na，其特征在于，是按照下式反应得到：
3.根据权利要求1所示的一种松香基硫酸盐型表面活性剂R-6-SO4Na，其特征在于，该表面活性剂的临界胶束浓度为0.72mmol/L。
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