CN114315662A - 一种腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂及其制备方法与应用，所述腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂如式I所示。相比于传统腰果酚季铵盐基表面活性剂，本发明所使用的Gemini表面活性剂成胶束能力强，降低表面张力的效率高，可降低至传统腰果酚季铵盐基表面活性剂的39％‑54％，水溶性好，且有优异的水溶助长性和增溶性，有助于配方设计。

Description

一种腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂及其制备方法与 应用

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂及其制备方法与应用。

背景技术

表面活性剂被誉为“工业味精”，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液表面能定向排列，并能使表面张力显着下降的物质。表面活性剂分子中具有非极性碳原子链(8个碳原子以上烃链)以及极性基团。表面活性剂特殊的分子结构，具有增溶，乳化，转化以及杀菌消毒和去污等性能，被广泛应用在洗涤剂和化妆品，工业，农业以及环境工程等方面。工业上常用的表面活性剂有直链烷基苯磺酸钠，少量醇聚氧乙烯醚，燃料乙醇，烷基酚聚氧乙烯醚等，但大量表面活性剂主要基于石油化工原料合成，随着石油资源的过度开采，化石资源的日渐疲乏，利用天然生物质资源来源丰富，经济可再生，具有良好的生物相容性和生物降解性等特点，开发表面活性剂对解决当前工业化学品过度依赖化石原料和构建人与自然的和谐共生有积极意义。

腰果酚是一种绿色天然生物酚，其价格低廉、来源丰富，是腰果壳油的主要成分。过去腰果种植一般只收取假果顶端内的果仁作为产品销售，其外壳被认为无用而丢弃。通过未加工的腰果壳由热解或是超临界CO₂等方法获得的腰果酚可应用于众多领域。

研究发现腰果酚可再生，且具有生物降解性，普遍适用性和毒性小等独特优势；同时，腰果酚的结构中既含有0至3个C＝C双键的不饱和长烷烃链，又含有酚羟基，具有很高的化学可修饰性。近年广泛的研究成功地合成出多种性能优良的化工产品，如酚醛树脂，环氧树脂，涂料，染料，增塑剂和表面活性剂等。

目前，已经研发并投入工业生产的生物质型表面活性剂主要有生物脂基类、糖基类、氨基酸类和生物质酚类表面活性剂。生物质酚类表面活性剂主要是以木质素、腰果酚、单宁等植物多酚为主通过氧化、酰胺化、卤化、羧酸化、磺化等方法制备的一类具有良好表面活性的可生物降解、无污染的表面活性剂。因此，本发明对腰果酚进行结构改造，对其侧链进行优化，以便得到效果更好的表面活性剂。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂，以解决传统表面活性剂污染环境并危害人体健康等问题。

本发明还要解决的技术问题是提供上述腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂的制备方法。

本发明还要解决的技术问题是提供上述腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂的应用。

发明思路：本发明中，首先对腰果酚的酚羟基进行结构改造，通过引入带正电荷的亲水季铵化能团，显著增强与细菌的相互作用，提高抗菌活性，且在酸性介质中具有良好的乳化分散润湿性能。再对腰果酚侧链双键进行环氧，再进行开环，其中环氧化合物的加成导致疏水基碳链的增加和亲油基末端结构的变化，酚羟基基团的变化和Gemini分子间的醚键导致胶团的半径和表面积增大，降低了胶团的表面电荷密度，离子端基电荷排斥作用减少，从而更有利于形成胶团。最后将腰果酚通过磺化制成价格较低廉、活性效率高，且使用浓度较低的磺酸盐腰果酚。

为了解决上述第一个技术问题，本发明公开了一种如式I所示的腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂，

其中，n为选自(2-5)中的任意一个整数，m为选自(2-10)中的任意一个整数。

其中，式I所述化合物的表面张力为20-40mN/m；优选地，式I所述化合物的表面张力为25-35mN/m；进一步优选地，式I所述化合物的表面张力为26-34mN/m。

其中，式I所述化合物的临界胶束浓度为0.01-0.05mol/L；优选地，式I所述化合物的的临界胶束浓度为0.02-0.04mol/L；进一步优选地，式I所述化合物的的临界胶束浓度为0.025-0.035mol/L。

其中，所述腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂，其侧链和苯环的其他位置可以添加合适的取代基，以达到不同的要求，具有较高的灵活性。

为了解决上述第二个技术问题，本发明公开了式I所示化合物的制备方法包括如下步骤：

(1)将腰果酚季铵盐与过氧酸反应，得到环氧腰果酚季铵盐；

(2)将步骤(1)所得环氧腰果酚季铵盐与二元醇在酸的催化下反应，得到环氧腰果酚Gemini季铵盐；

(3)将步骤(2)中所得环氧腰果酚Gemini季铵盐与环氧化合物在催化剂作用下反应，得到腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐；

(4)将步骤(3)所得腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐与氯磺酸反应，得到式I所示化合物。

步骤(1)中，所述腰果酚季铵盐可以根据现有技术制备，也可以按照下述方法制备，即将腰果酚与环氧氯丙烷、碱和溶剂的混合物反应。

其中，所述腰果酚含有两个双键，结构如式II所示；

其中，所述碱包括但不限于三甲胺和三乙胺。

其中，所述溶剂为醇类化合物；优选地，所述溶剂为乙醇；进一步优选地，所述溶剂为无水乙醇。

其中，所述腰果酚、环氧氯丙烷、碱和溶剂的摩尔比为1：(2-5)：(2-3)：(10-20)。

其中，所述反应的温度为40-60℃。

其中，所述反应的时间为5-7h。

其中，所述反应结束后，减压蒸馏去除未反应的碱和环氧氯丙烷，洗涤，干燥，即得腰果酚季铵盐；优选地，所述洗涤为丙酮洗涤。

步骤(1)中，所述过氧酸为间氯过氧苯甲酸、双氧水和叔丁基过氧化氢中的任意一种或几种组合。

步骤(1)中，所述腰果酚季铵盐与过氧酸的摩尔比为1：(1-3)。

步骤(1)中，所述反应的温度为50-70℃。

步骤(1)中，所述反应的时间为3-6h。

步骤(1)中，所述反应结束后，反应液过滤，洗涤，所得有机相去除溶剂后即为环氧腰果酚季铵盐。

其中，所述洗涤为将滤液用饱和碳酸氢钠溶液洗涤。

其中，所述有机相通过无水硫酸钠干燥、过滤，滤液减压旋转去除溶剂。

步骤(2)中，所述二元醇为脂肪醇；优选地，所述二元醇为乙二醇；所述酸为质子酸和/或路易斯酸，如四氟硼酸、对甲苯磺酸、三氟甲基磺酸铒等。

步骤(2)中，所述环氧腰果酚季铵盐、二元醇、酸的摩尔比为1：(0.1-0.9)：(0.001-0.009)；优选地，所述环氧腰果酚季铵盐、二元醇、酸的摩尔比为1：0.5：0.005。

步骤(2)中，所述反应的温度为回流温度；优选地，所述反应的条件为冷凝回流。

步骤(2)中，所述反应的时间为2-6h；优选地，所述反应的时间为4h。

步骤(2)中，所述反应结束后，将反应液旋干后经柱层析分离即得环氧腰果酚Gemini季铵盐。

步骤(3)中，所述环氧化合物为环氧乙烷和/或环氧丙烷。

步骤(3)中，所述催化剂为三乙胺、苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵和四丁基硫酸氢铵中的任意一种或几种组合。

步骤(3)中，所述环氧腰果酚Gemini季铵盐与环氧化合物的质量比为1：(0.4-1.5)。

步骤(3)中，所述环氧化合物与催化剂的摩尔比为(7-20)：1。

步骤(3)中，所述反应的温度为70-130℃；优选地，所述反应的温度为100℃。

优选地，所述反应为在微通道反应器中反应；进一步优选地，将环氧腰果酚Gemini季铵盐和催化剂的混合物，与环氧化合物分别同时泵入微通道反应器中反应；更进一步优选地，所述反应的停留时间为5-35min；再进一步优选地，所述反应的停留时间为15-25min；最优选地，所述反应的停留时间为18-22min。

步骤(3)中，所述反应结束后，将反应液冷却过滤，滤液经减压蒸馏回收环氧化合物，即得腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐。

步骤(4)中，所述腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐与氯磺酸的质量比为(4-5)：1。

步骤(4)中，所述反应的温度为-5～5℃；优选地，所述反应的温度为0℃。

步骤(4)中，所述反应的时间为4-8h；优选地，所述反应的时间为6h。

步骤(4)中，所述反应结束后，将反应液中和，得到式I所示化合物；优选地，所述反应结束后，将反应液中和，搅拌一段时间后，萃取，洗涤，滤出不溶物，干燥，即得式I所示化合物。

其中，以环氧化合物为环氧丙烷为例，上述腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂的具体合成路线如下：

为了解决上述第三个技术问题，本发明公开了式I所示化合物在表面活性剂中的应用；优选地，所述表面活性剂为两性离子表面活性剂。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下的优势：

(1)本发明以腰果酚为原料制备出安全环保的生物表面活性剂，即开发了一种新型的表面活性剂，又采用了环保，易得，价格低廉的生物质材料腰果酚，有效的降低了对环境的污染，及产品的生产成本等。

(2)从成本角度来看，腰果酚作为农林废弃品，价格低廉，且可再生，能够符合大规模生产条件。

(3)从产品效果来看，产物具有更好的亲水性，其侧链拥有较大的灵活性，可以添加各种取代基，适应各种不同的环境。

(4)从环保的角度看，本发明以食品加工行业的废料腰果酚为原料，结合传统表面活性剂的结构分析，通过一系列步骤合成得到安全环保的生物表面活性剂。

(5)腰果酚通过侧链双键环氧基团开环二聚，联接基团的引入增加了表面活性剂分子之间的相互作用，相比于传统腰果酚季铵盐基表面活性剂，使Gemini表面活性剂具有成胶束能力强，降低表面张力的效率高，可降低至传统腰果酚季铵盐基表面活性剂的39％-54％；水溶性好，且有优异的水溶助长性和增溶性，有助于配方设计等优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂的红外谱图。

图2为环氧腰果酚季铵盐的核磁共振氢谱。

图3为环氧腰果酚季铵盐的核磁共振碳谱。

图4为环氧腰果酚Gemini季铵盐的核磁共振氢谱。

图5为环氧腰果酚Gemini季铵盐的核磁共振碳谱。

图6为腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐的核磁共振氢谱。

图7为腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐的核磁共振碳谱。

图8为腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂的核磁共振氢谱。

图9为腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂的核磁共振碳谱。

具体实施方式

下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

下述实施例中参照GB/T 5549—2010《表面活性剂用拉起液膜法测定表面张力》测定产物的表面张力(γcmc)和临界胶束浓度(cmc)，测定温度为25±0.1℃。

实施例1：

步骤一：将150g腰果酚加入到烧瓶中，再加入185g环氧氯丙烷和223g质量分数为33％的三甲胺水溶液以500mL无水乙醇作溶剂，搅拌均匀，在40℃下反应6h。减压蒸去溶剂和未反应的三甲胺及环氧氯丙烷等，用丙酮洗涤3次，真空干燥得到203.2g白色固体粉末即为腰果酚季铵盐。

步骤二：将180.6g腰果酚季铵盐加入到烧瓶中，60.8g过氧甲酸60℃下环氧化3h后，所得反应液过滤，将滤液用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠溶液洗涤，得到有机相和水相，其中有机相经无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压旋蒸除去溶剂，分离得到171.06g环氧腰果酚季铵盐，其氢谱和碳谱分别如图2和图3所示。

步骤三：将145g环氧腰果酚季铵盐加入到烧瓶中和9.3g乙二醇在2.5g四氟硼酸的催化下冷凝回流反应4h，将反应液旋干后经柱层析分离得到123.5g环氧腰果酚Gemini季铵盐，其氢谱和碳谱分别如图4和图5所示。

步骤四：将103g环氧腰果酚Gemini季铵盐和10.1g三乙胺的混合物与46.4g环氧丙烷分别同时泵入微通道反应器中反应，其中微通道反应器管路体积为10mL，加热温度控制为100℃，管道内停留时间为20min，产物经蒸馏除去原料，得到134.4g腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐，其氢谱和碳谱分别如图6和图7所示。

步骤五：将91.6g腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐和23.3g氯磺酸溶于二氯甲烷中0℃反应6h后，用过量的5mol/L氢氧化钠中和混合物，搅拌1小时后，将混合物用己烷萃取。将固体残余物与水相分离，然后用丙酮洗涤。滤出不溶部分，并将所得固体干燥，得到136g腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂，其中m为2，n为2，其氢谱和碳谱分别如图8和图9所示，其红外如图1所示，对红外谱图进行分析，1112cm^-1为R-O-R键伸缩振动吸收峰、1218cm^-1为Ar-O-R键伸缩振动吸收峰、1463cm^-1为C-N键伸缩振动吸收峰。由以上分析可知，所制备产物符合终产物腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂的结构特征。测得其表面张力为32.77mN/m，临界胶束浓度为0.025mol/L，使水的表面张力同样降低20mN·m^-1所需的腰果酚Gemini表面活性剂的浓度为0.043mmol/L。

实施例2：

步骤一：将150g腰果酚加入到烧瓶中，再加入185g环氧氯丙烷和223g质量分数为33％的三甲胺水溶液以500mL无水乙醇作溶剂，搅拌均匀，在40℃下反应6h。减压蒸去溶剂和未反应的三甲胺及环氧氯丙烷等，用丙酮洗涤3次，真空干燥得到203.2g白色固体粉末即为腰果酚季铵盐。

步骤二：将180.6g腰果酚季铵盐加入到烧瓶中，60.8g过氧甲酸60℃下环氧化3h后，所得反应液过滤，将滤液用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠溶液洗涤，得到有机相和水相，其中有机相经无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压旋蒸除去溶剂，分离得到171.06g环氧腰果酚季铵盐。

步骤三：将145g环氧腰果酚季铵盐加入到烧瓶中和9.3g乙二醇在2.5g四氟硼酸的催化下冷凝回流反应4h，将反应液旋干后经柱层析分离得到123.5g环氧腰果酚Gemini季铵盐。

步骤四：将103g环氧腰果酚Gemini季铵盐和10.1g三乙胺的混合物与69.6g环氧丙烷分别同时泵入微通道反应器中反应，其中微通道反应器管路体积为10mL，加热温度控制为100℃，管道内停留时间为20min，产物经蒸馏除去原料，得到155.3g腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐。

步骤五：将96.2g腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐和23.3g氯磺酸溶于二氯甲烷中0℃反应6h后，用过量的5mol/L氢氧化钠中和混合物，搅拌1小时后，将混合物用己烷萃取。将固体残余物与水相分离，然后用丙酮洗涤。滤出不溶部分，并将所得固体干燥，得到154.5g腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂，其中m为2，n为3。测得其表面张力为31.66mN/m，临界胶束浓度为0.027mol/L，使水的表面张力同样降低20mN·m^-1所需的腰果酚Gemini表面活性剂的浓度为0.044mmol/L。

实施例3：

步骤一：将150g腰果酚加入到烧瓶中，再加入185g环氧氯丙烷和223g质量分数为33％的三甲胺水溶液以500mL无水乙醇作溶剂，搅拌均匀，在40℃下反应6h。减压蒸去溶剂和未反应的三甲胺及环氧氯丙烷等，用丙酮洗涤3次，真空干燥得到203.2g白色固体粉末即为腰果酚季铵盐。

步骤二：将180.6g腰果酚季铵盐加入到烧瓶中，60.8g过氧甲酸60℃下环氧化3h后，所得反应液过滤，将滤液用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠溶液洗涤，得到有机相和水相，其中有机相经无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压旋蒸除去溶剂，分离得到171.06g环氧腰果酚季铵盐。

步骤三：将145g环氧腰果酚季铵盐加入到烧瓶中和9.3g乙二醇在2.5g四氟硼酸的催化下冷凝回流反应4h，将反应液旋干后经柱层析分离得到123.5g环氧腰果酚Gemini季铵盐。

步骤四：将103g环氧腰果酚Gemini季铵盐和10.1g三乙胺的混合物与92.8g环氧丙烷分别同时泵入微通道反应器中反应，其中微通道反应器管路体积为10mL，加热温度控制为100℃，管道内停留时间为20min，产物经蒸馏除去原料，得到176.1g腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐。

步骤五：将100.9g腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐和23.3g氯磺酸溶于二氯甲烷中0℃反应6h后，用过量的5mol/L氢氧化钠中和混合物，搅拌1小时后，将混合物用己烷萃取。将固体残余物与水相分离，然后用丙酮洗涤。滤出不溶部分，并将所得固体干燥，得到173g腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂，其中m为2，n为4。测得其表面张力为30.57mN/m，临界胶束浓度为0.030mol/L，使水的表面张力同样降低20mN·m^-1所需的腰果酚Gemini表面活性剂的浓度为0.033mmol/L。

实施例4：

步骤一：将150g腰果酚加入到烧瓶中，再加入185g环氧氯丙烷和223g质量分数为33％的三甲胺水溶液以500mL无水乙醇作溶剂，搅拌均匀，在40℃下反应6h。减压蒸去溶剂和未反应的三甲胺及环氧氯丙烷等，用丙酮洗涤3次，真空干燥得到203.2g白色固体粉末即为腰果酚季铵盐。

步骤二：将180.6g腰果酚季铵盐加入到烧瓶中，60.8g过氧甲酸60℃下环氧化3h后，所得反应液过滤，将滤液用饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠溶液洗涤，得到有机相和水相，其中有机相经无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压旋蒸除去溶剂，分离得到171.06g环氧腰果酚季铵盐。

步骤三：将145g环氧腰果酚季铵盐加入到烧瓶中和9.3g乙二醇在2.5g四氟硼酸的催化下冷凝回流反应4h，将反应液旋干后经柱层析分离得到123.5g环氧腰果酚Gemini季铵盐。

步骤四：将103g环氧腰果酚Gemini季铵盐和10.1g三乙胺的混合物与116g环氧丙烷分别同时泵入微通道反应器中反应，其中微通道反应器管路体积为10mL，加热温度控制为100℃，管道内停留时间为20min，将反应液冷却过滤，滤液经蒸馏除去原料，得到197g腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐。

步骤五：将105.2g腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐和23.3g氯磺酸溶于二氯甲烷中0℃反应6h后，用过量的5mol/L氢氧化钠中和混合物，搅拌1小时后，将混合物用己烷萃取。将固体残余物与水相分离，然后用丙酮洗涤。滤出不溶部分，并将所得固体干燥，得到191.6g腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂，其中m为2，n为5。测得其表面张力为28.97mN/m，临界胶束浓度为0.034mol/L，使水的表面张力同样降低20mN·m^-1所需的腰果酚Gemini表面活性剂的浓度为0.035mmol/L。

对比例1

步骤一：将150g腰果酚加入到烧瓶中，再加入185g环氧氯丙烷和223g质量分数为33％的三甲胺水溶液以500mL无水乙醇作溶剂，搅拌均匀，在40℃下反应6h。减压蒸去溶剂和未反应的三甲胺及环氧氯丙烷等，用丙酮洗涤3次，真空干燥得到203.2g白色固体粉末即为腰果酚季铵盐。

步骤二：测得其表面张力为38.86mN/m，临界胶束浓度为0.064mol/L。

对比例2

步骤一：将150g腰果酚加入到三口烧瓶中，再加入63.7g马来酸酐和17.2g对甲苯磺酸，在170℃下反应4h。反应结束后冷却至室温，加入一定量的1,4-二氧六环，去离子水将产物洗涤至弱酸性，减压蒸馏除去水分，用NaOH溶液中和至弱碱性，最后得到顺丁烯二酸腰果酚酯羧酸盐，收率为82.71％。

步骤二：测得其表面张力为39.64mN/m。

对比例3

步骤一：将3g(0.01mol)腰果酚置于装有氯化氢吸收装置的三口烧瓶中，加入20.0mL二氯甲烷，搅拌使其完全溶解，在0℃下缓慢滴加含有2.92g(0.025mol)氯磺酸的二氯甲烷溶液15.0mL，0℃下反应6h。用1％的氢氧化钠乙醇溶液中和，过滤除去无机盐，滤液在50℃、133Pa压力下蒸干溶剂，将粗产品用少量丙酮洗涤、过滤、烘干得到褐色固体，即腰果酚表面活性剂，两相滴定法测得合成表面活性剂的活性物含量为82.1％。

步骤二：测得其表面张力为38.41mN/m，临界胶束浓度为0.084mol/L，使水的表面张力同样降低20mN·m^-1所需的腰果酚Gemini表面活性剂的浓度4.50mmol/L。

本发明提供了一种腰果酚基Gemini两性离子表面活性剂及其制备方法与应用的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种如式Ⅰ所示的化合物，

其中，n选自2-5中的任意一个整数，m选自2-10中的任意一个整数。

2.权利要求1所述式Ⅰ所示化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将腰果酚季铵盐与过氧酸反应，得到环氧腰果酚季铵盐；

(2)将步骤(1)所得环氧腰果酚季铵盐与二元醇在酸的催化下反应，得到环氧腰果酚Gemini季铵盐；

(3)将步骤(2)中所得环氧腰果酚Gemini季铵盐与环氧化合物在催化剂作用下反应，得到腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐；

(4)将步骤(3)所得腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐与氯磺酸反应，得到式Ⅰ所示化合物。

3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述过氧酸为间氯过氧苯甲酸、双氧水和叔丁基过氧化氢中的任意一种或几种组合；所述腰果酚季铵盐与过氧酸的摩尔比为1：(1-3)。

4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应的温度为50-70℃；所述反应的时间为3-6h。

5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述二元醇为脂肪醇；所述酸为质子酸和/或路易斯酸；所述环氧腰果酚季铵盐、二元醇、酸的摩尔比为1：(0.1-0.9)：(0.001-0.009)。

6.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应的温度为回流温度；所述反应的时间为2-6h。

7.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述环氧化合物为环氧乙烷和/或环氧丙烷；所述催化剂为三乙胺、苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵和四丁基硫酸氢铵中的任意一种或几种组合。

8.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述环氧腰果酚Gemini季铵盐与环氧化合物的质量比为1：(0.4-1.5)；所述环氧化合物与催化剂的摩尔比为(7-20)：1；所述反应的温度为70-130℃；所述反应为将环氧腰果酚Gemini季铵盐和催化剂的混合物，与环氧化合物分别同时泵入微通道反应器中反应；所述反应的停留时间为5-35min。

9.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述腰果酚Gemini聚氧乙烯醚季铵盐与氯磺酸的质量比为(4-5)：1；所述反应的温度为-5～5℃；所述反应的时间为4-8h。

10.权利要求1中式Ⅰ所示化合物在表面活性剂中的应用。

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