CN107382768B - 一种阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体及其制备方法。阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体,其结构式为:其中R为本发明阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体制备工艺简单,产品水溶性好,可发生自由基聚合反应,在松香衍生物改性水溶性聚合物等领域有着广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体及其制备方法,属于高分子单体合成领域。
背景技术
表面活性单体不仅具有传统表面活性剂降低溶液表面张力的作用,而且还能发生自聚或共聚制备高分子材料。表面活性单体具有双亲性以及可聚合性,使其在制备功能高分子微球、无皂聚合、改性水溶性高分子材料等方面具有广阔的应用前景(于亚明,王中华,高保娇,等.表面活性单体NaAMC_(14)S的胶束化行为对共聚合过程的影响[J].物理化学学报,2006,22(4):496-501.)。
脱氢枞酸是由歧化松香分离提纯得到的松香衍生物。脱氢枞酸具有三元菲环结构,含有苯环结构,疏水性强,已广泛用于制备可聚合单体,改性高分子材料。但是,脱氢枞酸极强的疏水性,目前研究主要制备的为疏水单体[储富祥,王基夫,林明涛,等.丙烯酸或甲基丙烯酸松香衍生物酯的合成方法:CN 101492591 B[P].2011.],而且很少应用在制备改性水溶性高分子材料方面。因此,制备脱氢枞基表面活性单体对松香衍生物改性水溶性聚合物具有重要的意义。
发明内容
本发明提供一种阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体及其制备方法。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:
一种阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体,其结构式为:
其中R为
上述阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体的制备方法,包括顺序相接的如下步骤:
A、将脱氢枞酸酰氯化制备脱氢枞酸酰氯;
B、将脱氢枞酸酰氯与3-二甲胺基丙胺反应得到N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞基酰胺;
C、将卤代烯烃或者卤代丙烯酸酯单体与N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞基酰胺在溶液中,加入阻聚剂,通过季铵化反应制得阳离子型脱氢枞基表面活性单体。
本发明制备工艺简单,产品水溶性好,可发生自由基聚合反应,在松香衍生物改性水溶性聚合物等领域有着广阔的应用前景。
为了进一步提高步骤B中单体N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞基酰胺的产率,步骤B中,脱氢枞酸酰氯与3-二甲胺基丙胺的摩尔比为1:(1.1~3)。
为了提高步骤B中反应单体活性以及转化率,步骤B中,反应温度为5~55℃,反应时间为3~12h。
为了进一步提高所得阳离子型脱氢枞基表面活性单体产率,步骤C中,卤代烯烃或者卤代丙烯酸酯单体为3-溴-1-丙烯、3-氯-1-丙烯、丙烯酸-3-溴丙酯或甲基丙烯酸-3-溴丙酯。
为了进一步提高季铵化反应活性,步骤C中溶剂为乙醇、甲醇、四氢呋喃、乙腈或N,N-二甲基甲酰胺。
为了进一步提高所得阳离子型脱氢枞基表面活性单体产率,步骤C中N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞基酰胺与卤代烯烃或者卤代丙烯酸酯单体的摩尔比为1:(1~2)。
为了进一步提高所得阳离子型脱氢枞基表面活性单体产率,步骤C中使用阻聚剂的量为反应单体质量的0.5~2%。进一步优选,步骤C中反应温度为45~70℃,反应时间为12-72h。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体制备工艺简单,产品水溶性好,可发生自由基聚合反应,在松香衍生物改性水溶性聚合物等领域有着广阔的应用前景。
附图说明
图1为端烯丙烯基表面活性单体氢核磁图。
图2为端烯丙烯基表面活性单体质谱图。
图3为端丙烯酸酯型表面活性单体氢核磁图。
图4为端丙烯酸酯型表面活性单体质谱图。
图5为端丙烯酸酯型阳离子单体改性聚丙烯酰胺表观黏度与盐浓度的关系图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
称取脱氢枞酸3.0g,草酰氯1.33g溶解在二氯甲烷中,室温反应4h,旋蒸,除去过量的草酰氯,得到脱氢枞酸酰氯。将1.07g 3-二甲氨基丙胺滴加到上述脱氢枞酸酰氯中,三乙胺做为缚酸剂,40℃反应6h,反应结束后,经过水洗,碱洗得到产物N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞酸酰胺。然后称取N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞酸酰胺1.92g、3-溴丙烯0.64g、对苯二酚0.0256g溶于无水乙醇中,60~70℃反应24h,用乙酸乙酯重结晶得到端烯丙基型阳离子单体(氢核磁图和质谱图如附图所示),产率82.3%。
实施例2
N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞酸酰胺的制备方法同实施例1。称取N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞酸酰胺3.84g、丙烯酸-3-溴丙酯2.12g、对苯二酚0.03g溶解在四氢呋喃溶液中,在55℃反应72小时,有白色沉淀生成,过滤得到端丙烯酸酯型阳离子单体(氢核磁图和质谱图如附图所示),产率85%。
实施例3
N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞酸酰胺的制备同实施例1。称取N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞酸酰胺3.84g、丙烯酸-3-溴丙酯2.89g、对苯二酚0.03g溶解在甲醇溶液中,在60~70℃反应48小时,用乙酸乙酯重结晶,过滤得到端丙烯酸酯型阳离子单体(氢核磁图和质谱图如附图所示),产率88.52%。
实施例4
N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞酸酰胺的制备同实施例1。称取N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞酸酰胺1.92g、3-溴丙烯0.64g、对苯二酚0.0256g溶于N,N-二甲基甲酰胺中,60~70℃反应48h,用乙酸乙酯重结晶得到端烯丙基型阳离子单体(氢核磁图和质谱图如附图所示),产率80.5%。
实施例5
称取丙烯酰胺6g、端丙烯酸酯型阳离子单体(实施例3所得)0.15g溶于35.64g去离子水中,通氮气10min除氧,加入引发剂偶氮二异丁腈0.031g,45℃反应10h。反应结束,用剪刀剪碎,在无水乙醇中浸泡24h除去未反应单体,50℃真空干燥12h,粉碎,得水溶性聚合物。转化率95%,特性黏度368mg/L,研究发现此聚合物具有优异的盐增稠效果(见图5)。
实施例6(对比例)
称取丙烯酰胺6g溶于30g去离子水中,通氮气10min除氧,加入引发剂偶氮二异丁腈0.06g,45℃反应10h。反应结束,用剪刀剪碎,在无水乙醇中浸泡24h除去未反应单体,50℃真空干燥,粉碎。转化率96%,特性黏度568mg/L。
Claims (8)
1.一种阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体,其特征在于,其结构式为:
其中R为
2.权利要求1所述的阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体的制备方法,其特征在于,包括顺序相接的如下步骤:
A、将脱氢枞酸酰氯化制备脱氢枞酸酰氯;
B、将脱氢枞酸酰氯与3-二甲胺基丙胺反应得到N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞基酰胺;
C、将卤代烯烃或者卤代丙烯酸酯单体与N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞基酰胺在溶液中,加入阻聚剂,通过季铵化反应制得阳离子型脱氢枞基表面活性单体;卤代烯烃或者卤代丙烯酸酯单体为3-溴-1-丙烯或丙烯酸-3-溴丙酯。
3.如权利要求2所述阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体的制备方法,其特征在于,步骤B中,脱氢枞酸酰氯与3-二甲胺基丙胺的摩尔比为1:(1.1~3)。
4.如权利要求2或3所述阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体的制备方法,其特征在于,步骤B中,反应温度为5~55℃,反应时间为3~12h。
5.如权利要求2或3所述阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体的制备方法,其特征在于,步骤C中溶剂为乙醇、甲醇、四氢呋喃、乙腈或N,N-二甲基甲酰胺。
6.如权利要求2或3所述阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体的制备方法,其特征在于,步骤C中N-(3-二甲氨基)丙基-脱氢枞基酰胺与卤代烯烃或者卤代丙烯酸酯单体的摩尔比为1:(1~2)。
7.如权利要求2或3所述阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体的制备方法,其特征在于,步骤C中使用阻聚剂的量为反应单体质量的0.5~2%。
8.如权利要求2或3所述阳离子型脱氢枞酸基表面活性单体的制备方法,其特征在于,步骤C中反应温度为45~70℃,反应时间为12-72h。
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