CN115010916B - 一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸及其盐、制备方法和应用 - Google Patents
一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸及其盐、制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，以及制备方法，通过本发明的制备方法可以极大降低最终产品中刺激性和有害物质，有效控制环氧丙烷的聚合过程，得到窄分布的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐类产品，例如脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸盐、脂肪醇聚氧丙烯醚碳酸盐、脂肪醇聚氧丙烯醚磷酸盐等，从而使其品质大幅提高，在应用中极具优势。
Description
技术领域
本发明属于高分子表面活性剂技术领域，具体涉及一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐以及相关制备方法。
背景技术
脂肪醇醚含氧酸盐是一类新型的阴离子表面活性剂，由于其特殊的性质，脂肪醇醚含氧酸盐在化妆品、洗涤剂、生物化学、制药、食品加工、原油破乳、稠油降黏等领域有着广泛的应用。具有表面张力低、毒性小、易生物降解等特点的多功能的“绿色表面活性剂”，由非离子表面活性剂改性而来。
目前，国外对脂肪醇醚含氧酸盐类表面活性剂已经进行了系统地研究，且有系列化产品批量生产，而国内虽有试销产品，但品种和产量较少，仍处于起步阶段。脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐是脂肪醇醚含氧酸盐中应用最为广泛的一种。其在化学结构上和肥皂相似，不同的是在疏水基和亲水基之间加入了具有一定加合数的环氧乙烷链，从而使它具有阴离子和非离子表面活性剂的许多优良性能。而产品的表面特性可以通过改变碳链的长度、加合数和pH值来进行调节，其中酸式产品呈非离子特性，完全中和的盐式产品则为阴离子特性。
这一类表面活性剂为成分多样非常复杂的混合物，其分子量分布指数通常较宽，从而使产品的性能及品质不能满足使用要求。并且环氧丙烷(PPO)的寡聚聚合度呈多样性，其催化聚合方式主要分为阳离子聚合、阴离子聚合、磷腈类有机非金属碱性催化剂。阳离子聚合过程不易控制，分子量低，副产物多等缺点，阴离子聚合反应的优势为反应较温和、过程易控制，催化剂成本低。但缺点也尤为突出，如活性中心易发生转移，得到的聚合物分子量低，分子量分布宽且不饱和度高。
因此，需要一种分子量分布窄，安全性高，品质优良的脂肪醇醚含氧酸盐类表面活性剂，以满足实际应用的需要。
发明内容
为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，以脂肪醇引发环氧丙烷聚合，以N-杂环卡宾和N-杂环卡宾烯为催化剂，控制合成条件，得到一类窄分布的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸及其盐，大幅提升产品品质，从而完成了本发明。
本发明第一方面的目的在于提供一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，其以环氧丙烷为原料，以脂肪醇为引发剂，加入封端剂制备得到，其分子结构包含如式(Ⅰ)所示的结构部分：
其中，R1选自氢原子或直链烷基，优选选自氢原子或C1-C10的直链烷基；R2选自直链烷基，优选选自C1-C18的直链烷基；G为端基，选自离子含氧酸基基团；n为1-15。所述离子含氧酸基基团为电离出氢离子的含氧酸基基团。
所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐的分子量分布指数为1.05-2.5。
本发明第二方面的目的在于提供所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐的制备方法，所述方法以环氧丙烷为原料，脂肪醇为引发剂，加入封端剂，制备得到窄分布的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，具体包括以下步骤：
步骤1、将脂肪醇加入到环氧丙烷中，加热反应，得到中间反应液；
步骤2、向中间反应液中加入封端剂，反应后得到含有脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的混合液；
任选地，还包括步骤2’：向混合液中加入金属氢氧化物或氧化物，得到中性混合液；
步骤3、后处理含有脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的混合液或中性混合液，得到脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐。
本发明第三方面的目的在于提供一种用于制备脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐的窄分布的肪醇聚氧丙烯醚的制备方法，所述方法将脂肪醇加入到环氧丙烷中，加热反应，得到中间反应液，对中间反应液进行提纯处理制备得到的肪醇聚氧丙烯醚。所述提纯处理包括萃取。
本发明中提供的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸及其盐以及制备方法具有以下有益效果：
(1)本发明中制备得到的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐较常规产品分子量分布大幅变窄，纯度高，性能得到有效提高。
(2)本发明提供的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐中游离的脂肪醇酸化产物含量低，几乎不含有高聚合度的脂肪醇醚酸化产物，大幅降低最终产品的刺激性和有害物质含量，产品品质得到有效提高，能够应用于具有高品质要求的领域。
(3)本发明中提供的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸及其盐的制备方法能够有效控制环氧丙烷的聚合过程，得到窄分布的脂肪醇聚氧丙烯醚，减少产品中其加合数种类，提高了产物纯度。
(4)本发明的制备方法中采用无溶剂或高浓度体系进行合成反应，避免使用多种有机溶剂，造成环境污染，实现绿色合成。
(5)本发明中制备提供了脂肪醇聚氧丙烯醚的多种含氧酸或其盐类，扩大了产品的应用范围，同时，产品纯度的提高能够减少对动植物及环境的危害。
附图说明
图1示出本发明实施例1制备得到的十四醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图2示出本发明实施例1制备得到的十四醇聚氧丙烯醚硫酸的分子量分布指数图；
图3示出本发明实施例2制备得到的2-甲基-1-十三醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图4示出本发明实施例3制备得到的2-乙基-1-十二醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图5示出本发明实施例4制备得到的2-丙基-1-十一醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图6示出本发明实施例5制备得到的2-丁基-1-癸醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图7示出本发明实施例6制备得到的2-戊基-1-壬醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图8示出本发明实施例7制备得到的2-己基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图9示出本发明实施例8制备得到的2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图10示出本发明实施例9制备得到的2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图11示出本发明实施例10制备得到的2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图12示出本发明实施例11制备得到的2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图13示出本发明实施例12制备得到的2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图14示出本发明实施例13制备得到的2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图15示出本发明实施例14制备得到的2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸的核磁共振测试图；
图16示出本发明实施例15制备得到的2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚碳酸的核磁共振测试图；
图17示出本发明实施例16制备得到的2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚碳酸的核磁共振测试图；
图18示出本发明实施例17制备得到的2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚膦酸的核磁共振测试图；
图19示出本发明实施例18制备得到的2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚膦酸的核磁共振测试图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
本发明中提供了一种窄分布的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，通过本发明中的制备方法可以极大降低最终产品中游离的脂肪醇和高聚合度的脂肪醇醚的酸化产物含量，从而得到刺激性小、更加安全的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐。
本发明提供了一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，即脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸盐，是一类含有聚环氧丙烷基的表面活性剂，其以环氧丙烷为原料，以脂肪醇为引发剂，加入封端剂制备得到，其分子结构包含如式(Ⅰ)所示的结构部分：
其中，R1选自氢原子或直链烷基，优选选自氢原子或C1-C10的直链烷基，更优选为氢原子或C1-C8的直链烷基；R2选自直链烷基，优选选自C1-C18的直链烷基，更优选为C1-C15的直链烷基；G为端基，选自离子含氧酸基基团，优选选自电离的羧基、磺酸基、磷酸基或碳酸基中的一种；n为1-15，优选为3-12，更优选为4-10。所述离子含氧酸基基团为电离出氢离子的含氧酸基基团。
优选地，脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐包含以下结构部分的一种：
例如，所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐为脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸、脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸盐、脂肪醇聚氧丙烯醚碳酸、脂肪醇聚氧丙烯醚碳酸盐、脂肪醇聚氧丙烯醚磷酸或脂肪醇聚氧丙烯醚磷酸盐。
所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐为酸式或盐式。在酸性环境下，所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸电离出氢离子，为酸式，表现为非离子表面活性剂；所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸与金属氢氧化物或氧化物反应后，在完全中和环境下，即中性或碱性环境下，为盐式，表现为阴离子表面活性剂。
所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐的分子量分布指数为1.05-2.5，优选为1.15-2，更优选为1.20-1.55。
所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸为由脂肪醇与环氧丙烷进行加成反应制得脂肪醇醚，经酸化得到脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸。脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸与金属氢氧化物或氧化物反应得到脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸盐。
常规的脂肪醇醚并不是单一加合数的反应产物，其中，环氧丙烷加合数为平均加合数，通常其聚合物的分子量分布较宽，导致其游离的脂肪醇酸化产物含量较高，对皮肤有较高的刺激性，并且含有一定量具有高聚合度的脂肪醇醚，在酸化过程中还会产生有害杂质。所述加合数为每摩尔脂肪醇所结合的丙氧基的摩尔数。
本发明中制备得到的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐的分子量分布窄，其中游离的脂肪醇酸化产物和高聚合度的脂肪醇醚酸化产物含量非常低，制备得到的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐刺激性小，更安全，作为一种升级产品，在品质上有大幅提升，在应用中极具优势。
本发明还提供了所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐的制备方法，所述方法以环氧丙烷为原料，脂肪醇为引发剂，加入封端剂反应制得，制备得到窄分布的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，具体包括以下步骤：
步骤1、将脂肪醇加入到环氧丙烷中，加热反应，得到中间反应液。
所述脂肪醇选自饱和一元醇，优选选自饱和直链一元醇或饱和支链一元醇，更优选为具有以下结构的饱和一元醇：
其中，R1和R2定义如上：R1选自氢原子或直链烷基，优选选自氢原子或C1-C10的直链烷基，更优选为氢原子或C1-C8的直链烷基；R2选自直链烷基，优选选自C1-C18的直链烷基，更优选为C1-C15的直链烷基。
优选地，所述脂肪醇选自1-十四醇、2-甲基-1-十三醇、2-乙基-1-十二醇、2-丙基-1-十一醇、2-丁基-1-癸醇、2-戊基-1-壬醇、2-丁基-1-辛醇或2-己基-1-辛醇。
所述反应在催化剂存在下进行，所催化剂包括主催化剂，选自N-杂环卡宾或N-杂环卡宾烯，所述N-杂环卡宾为具有如式(Ⅱ)所示结构的化合物，所述N-杂环卡宾烯具有如式(Ⅲ)所示结构的化合物。
其中，X、X’各自独立地为氮原子或碳原子，Y、Y’各自独立地为氮原子或硫原子，R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地选自氢原子或烷基，所述烷基为C1-C5的烷基。
优选地，所述主催化剂选自NHC1、NHC2、NHO1和NHO2中的一种或多种，更优选地所述主催化剂选自NHC1和/或NHO1。NHC1、NHC2、NHO1和NHO2的结构分别如下所示：
所述NHC1为式(Ⅱ)所示化合物，其中，X、Y均为氮原子，R3、R4均为甲基，R5、R6均为氢原子。
所述NHC2为式(Ⅱ)所示化合物，其中，X为碳原子，Y为硫原子，R4为甲基，R3、R5、R6均为氢原子。
所述NHO1为式(Ⅲ)所示化合物，其中，X’、Y’均为氮原子，R7、R8、R10均为甲基，R9为氢原子。
所述NHO2为式(Ⅲ)所示化合物，其中，X为碳原子，Y为硫原子，R8为甲基，R7、R9、R10均为氢原子。
优选地，所述催化剂还包括助催化剂，选自金属卤化物，优选选自金属碘化物或金属氯化物，更优选选自LiI、NaI、MgI2、LiCl、MgCl2和AlCl3中的一种或几种，例如LiI、NaI、MgI2、LiCl。
在本发明的一种优选实施方式中，所述催化剂中，主催化剂与助催化剂配合使用。
优选地，所述主催化剂为N-杂环卡宾时，所述助催化剂为金属碘化物或金属氯化物；所述主催化剂为N-杂环卡宾烯时，所述助催化剂为金属碘化物。
所述主催化剂为NHC1时，所述助催化剂为LiI、MgI2或LiCl中的一种或几种；所述主催化剂为NHO1时，所述助催化剂为LiI和/或MgI2。
本发明中采用的有机催化剂与无机盐的催化体系，能够有效的控制醇类引发剂引发单体聚合，抑制链转移反应，催化开环聚合反应能够按照起始单体浓度与引发剂浓度之比进行，即其聚合度n为起始单体浓度与引发剂浓度的比值，从而合成分子量及分子量分布可控的脂肪醇聚氧丙烯醚，减少原料残留，进一步降低聚环氧丙烷等杂质的生成和游离脂肪醇的残留。
在本发明的一种实施方式中，所述反应在有机溶剂存在下反应，所述有机溶剂选自甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。此时，溶解后，所述环氧丙烷的浓度为5mol/L-25mol/L，优选为10mol/L-20mol/L。
在本发明的一种优选实施方式中，环氧丙烷为反应原料的同时，还作为反应溶剂，不额外添加其它溶剂，可以简化后处理过程，减少有机溶剂在最终产品中的残留。
所述脂肪醇与环氧丙烷的摩尔比为1:(1-15)，优选为1:(4-12)，更优选为1:(4-10)。本发明中，在催化剂的作用下，通过控制引发剂脂肪醇与环氧丙烷的摩尔比可以实现目标产物的聚合度，从而获得不同应用方向的最终产品。
所述脂肪醇与催化剂的摩尔比为1.25:(0.01-2.0)，优选为1:(0.6-1.8)，更优选为1.25:(1.3-1.6)。
所述主催化剂与助催化剂的摩尔比为0.5:(0.2-3.0)，优选为0.5:(0.6-2.1)，更优选为0.5:(0.8-1.2)。
通过研究发现，在上述催化剂用量及配比下，能够在不浪费催化剂的前提下，调控反应向目标聚合度的方向进行，并且减少产物中的有害杂质。
所述反应温度为35-75℃，优选为45-65℃，更优选为55-65℃。所述反应时间为30-85h，优选为40-75h。所述反应在优选无水无氧条件下进行。反应结束后，得到含有脂肪醇聚氧丙烯醚的中间反应液。
本发明还提供一种窄分布的肪醇聚氧丙烯醚的制备方法，所述方法包括所述步骤1，然后对步骤1中得到的中间反应液进行提纯处理，得到肪醇聚氧丙烯醚。
所述提纯处理包括萃取。将中间反应液静置，分层后进行分离，得到肪醇聚氧丙烯醚粗产品。
所述萃取为将肪醇聚氧丙烯醚粗产品加入到萃取剂中充分搅拌后，静置分层，得到肪醇聚氧丙烯醚。所述萃取可进行若干次。所述萃取剂选自无机盐溶液和/或醚类溶剂，优选为饱和氯化钠和/或石油醚。
在本发明中的一种优选实施方式中，所述萃取进行两次萃取，第一次萃取以饱和氯化钠和石油醚组合物为萃取剂，所述饱和氯化钠和石油醚的体积比为(0.5-1.5):1，第二次萃取以饱和氯化钠为萃取剂，萃取后得到肪醇聚氧丙烯醚的有机相。
所述提纯处理还包括蒸馏和干燥。对含有肪醇聚氧丙烯醚的有机相进行旋蒸去除石油醚后，再进行干燥。本发明中不对干燥方法和条件进行具体限定，能达到干燥目的即可。
步骤2、向中间反应液中加入封端剂，反应后得到含有脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的混合液。
向中间反应液中加入封端剂，在原催化反应体系中，加入封端剂进行封端反应。所述封端剂选自羧酸类化合物、碳酸类化合物、六价硫化合物或五价磷化合物中的一种或几种，优选为氯乙酸、三氧化硫-三乙胺复合物、碳酸丙酯、碳酸铯、碳酸氢铯或三氯氧磷。
所述封端剂与脂肪醇的摩尔比为(0.6-3.5):1，优选为(0.8-3.0):1，更优选为(1-2.5):1。当封端剂用量过少时，将导致得到的产物封端结构较为复杂，难以形成均一的离子含氧酸基基团的封端结构；当封端剂用量过多时，将增加纯化难度，增高纯化成本。
所述反应温度为8-75℃，优选为30-65℃，更优选为55-65℃。所述反应时间为8-15h，优选为10-12h。
反应结束后，向反应体系中加入醇类溶剂，使反应淬灭，得到含有脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的混合液。所述醇类溶剂选自甲醇、乙醇或丙醇，优选为甲醇。所述反应在保护气气氛中进行，如氮气或氩气。
任选地，还包括步骤2’：向混合液中加入金属氢氧化物或氧化物，得到中性混合液。
所述金属选自钠、钾、钙、镁、钡、锌、铝或铁。加入金属氢氧化物或氧化物固体或金属氢氧化物溶液，如钙、镁、钡、锌、铝或铁的氢氧化物或氧化物固体，氢氧化钠和氢氧化钾的水溶液或乙醇溶液。
逐渐加入金属氢氧化物或氧化物，加热形成均匀溶液，使pH值为7-8，得到中性混合液。所述反应在保护气气氛中进行，如氮气或氩气。
步骤3、后处理含有脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的混合液或中性混合液，得到脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐。
所述后处理包括提纯、过滤和干燥。所述提纯为旋蒸去除混合溶液或中性混合液中的有机或无机溶剂和剩余的少量环氧丙烷，然后加入有机溶剂洗涤，如正己烷。过滤得到聚合物，再进行干燥。
所述干燥优选为真空干燥，所述干燥温度为20-30℃，所述真空度为0.1-0.001mbar，干燥至恒重得到肪醇聚氧丙烯醚含氧酸酯或其盐。
本发明中的肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐以所述肪醇聚氧丙烯醚为原料，经过所述方法的步骤2和步骤3制备得到，任选地，还包括步骤2’。
本发明中提供的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐分子量分布窄，通过控制合成工艺，极大降低最终产品中游离的脂肪醇和高聚合度的脂肪醇醚的酸化产物含量，从而得到刺激性小、更加安全的脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸或其盐，产品品质得到大幅提升，合成方法易于控制，有利于实现规模化生产。
实施例
实施例1
物料的加入在手套箱中进行，将0.5mmol的NHC1、1mmol的MgI2、1.25mmol的1-十四醇依次加入10mL的Schlenk反应管中。将反应管移出手套箱，注射加入10mmol环氧丙烷，搅拌条件下，加热至60℃进行反应，并开始计时，利用1H NMR监测单体聚合反应进度，48h后，停止反应。
向Schlenk反应管中加入3.125mmol的三氧化硫-三乙胺复合物，反应12h后，加入甲醇进行淬灭反应。再旋蒸除掉甲醇溶剂和少量剩余单体后，加入正己烷，过滤分离出聚合物，并在室温条件下，0.1-0.001mbar的真空度下，干燥至恒重，得到十四醇聚氧丙烯醚硫酸，推测其结构如式(1)所示，环氧丙烷转化率为98％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图1所示，聚合度n约为10。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝1100g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.44，分子量分布测试曲线如图2所示。
实施例2
按照实施例1的方法合成2-甲基-1-十三醇聚氧丙烯醚硫酸，推测其结构如式(2)所示。区别仅在于：将1.25mmol的1-十四醇替换为1.25mmol的2-甲基-1-十三醇。环氧丙烷转化率为95％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图3所示，聚合度n约为5。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝720g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.39。
实施例3
按照实施例1的方法合成2-乙基-1-十二醇聚氧丙烯醚硫酸，推测其结构如式(3)所示。区别仅在于：将1.25mmol的1-十四醇替换为1.25mmol的2-乙基-1-十二醇。环氧丙烷转化率为97％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图4所示，聚合度n约为10。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝970g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.43。
实施例4
按照实施例1的方法合成2-丙基-1-十一醇聚氧丙烯醚硫酸，推测其结构如式(4)所示。区别仅在于：将1mmol的MgI替换为1mmol的LiI，将1.25mmol的1-十四醇替换为1.25mmol的2-丙基-1-十一醇。环氧丙烷转化率为98％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图5所示，聚合度n约为9。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝950g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.53。
实施例5
按照实施例1的方法合成2-丁基-1-癸醇聚氧丙烯醚硫酸，推测其结构如式(5)所示。区别仅在于：将1mmol的MgI替换为1mmol的LiI，将1.25mmol的1-十四醇替换为1.25mmol的2-丁基-1-癸醇。环氧丙烷转化率为99％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图6所示，聚合度n约为7。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝830g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.50。
实施例6
按照实施例1的方法合成2-戊基-1-壬醇聚氧丙烯醚硫酸，推测其结构如式(6)所示。区别仅在于：将1mmol的MgI替换为1mmol的LiI，将1.25mmol的1-十四醇替换为1.25mmol的2-戊基-1-壬醇。环氧丙烷转化率为96％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图7所示，聚合度n约为7。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝860g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.50。
实施例7
按照实施例1的方法合成2-己基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸，推测其结构如式(7)所示。区别仅在于：将1.25mmol的1-十四醇替换为1.25mmol的2-己基-1-辛醇。环氧丙烷转化率为90％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图8所示，聚合度n约为4。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝660g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.36。
实施例8
按照实施例1的方法合成2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸，推测其结构如式(8)所示。区别仅在于：将1.25mmol的1-十四醇替换为1.25mmol的2-丁基-1-辛醇。环氧丙烷转化率为98％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图9所示，聚合度n约为5。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝920g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.39。
实施例
9
按照实施例8的方法合成2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸。区别仅在于：2-丁基-1-辛醇的加入量为0.8mmol，三氧化硫-三乙胺复合物的加入量为1.6mmol。环氧丙烷转化率为95％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图10所示，聚合度n约为6。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝940g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.39。
实施例10
按照实施例8的方法合成2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸。区别仅在于：2-丁基-1-辛醇的加入量为1mmol，三氧化硫-三乙胺复合物的加入量为2.0mmol。环氧丙烷转化率为98％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图11所示，聚合度n约为7。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝1200g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.32。
实施例11
按照实施例8的方法合成2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸。区别仅在于：2-丁基-1-辛醇的加入量为0.4mmol，三氧化硫-三乙胺复合物的加入量为0.4mmol。环氧丙烷转化率为86％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图12所示，聚合度n约为6。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝900g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.36。
实施例12
按照实施例8的方法合成2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸。区别仅在于：将加入0.5mmol的NHC1替换为0.5mmol的NHC2。环氧丙烷转化率为80％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图13所示，聚合度n约为4。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝680g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.39。
实施例13
按照实施例8的方法合成2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸。区别仅在于：将加入0.5mmol的NHC1替换为0.5mmol的NHO1。环氧丙烷转化率为97％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图14所示，聚合度n约为10。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝2400g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.27。
实施例14
按照实施例8的方法合成2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚硫酸。区别仅在于：将加入0.5mmol的NHC1替换为0.5mmol的NHO2。环氧丙烷转化率为85％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图15所示，聚合度n约为5。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝690g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.42。
实施例15
按照实施例8的方法合成2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚碳酸，推测其结构如式(9)所示。区别仅在于：将3.125mmol的三氧化硫-三乙胺复合物替换为5mmol的碳酸丙酯。环氧丙烷转化率为98％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图16所示，聚合度n约为7。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝1100g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.47。
实施例16
按照实施例15的方法合成2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚碳酸。区别仅在于：将加入0.5mmol的NHC1替换为0.5mmol的NHO1。环氧丙烷转化率为92％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图17所示，聚合度n约为8。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝830g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.34。
实施例17
按照实施例8的方法合成2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚膦酸，推测其结构如式(10)所示。区别仅在于：将1mmol的MgI2替换为1mmol的LiCl；将3.125mmol的三氧化硫-三乙胺复合物替换为3.125mmol的三氯氧磷。环氧丙烷转化率为95％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图18所示，聚合度n约为5。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝560g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.53。
实施例18
按照实施例17的方法合成2-丁基-1-辛醇聚氧丙烯醚膦酸。区别仅在于：将加入0.5mmol的NHC1替换为0.5mmol的NHO1；加入三氯氧磷后，反应72h。环氧丙烷转化率为80％。
通过1H NMR测试确定产物的结构，1H NMR测试谱图如图19所示，聚合度n约为8。
通过凝胶渗透色谱与激光光散射仪联用(GPC)测得产物的分子量为Mn＝560g.mmol-1及分子量分布指数为PDI＝1.34。
以上结合具体实施方式和/或范例性实例以及附图对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的制备方法，其特征在于，其以环氧丙烷为原料，以脂肪醇为引发剂，加入封端剂制备得到，所述脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的分子结构包含如式(Ⅰ)所示的结构部分：
其中，n为5-10；
所述含氧酸的分子量分布指数为1.20-1.44，
所述方法包括以下步骤：
步骤1、将脂肪醇加入到环氧丙烷中，加热反应，得到中间反应液；
步骤2、向中间反应液中加入封端剂，反应后得到含有脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸的混合液；
还包括步骤2’：向混合液中加入金属氢氧化物或氧化物，得到中性混合液；
步骤3、后处理中性混合液，得到脂肪醇聚氧丙烯醚含氧酸，
步骤1中，
所述脂肪醇选自1-十四醇或2-丁基-1-辛醇，
步骤1中，所述反应在催化剂存在下进行，所催化剂包括主催化剂，选自NHC1、NHC2中的一种或多种，
NHC1、NHC2的结构分别如下所示：
所述催化剂还包括助催化剂，为MgI2，
所述封端剂为三氧化硫-三乙胺复合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脂肪醇与环氧丙烷的摩尔比为1:(1-15)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述脂肪醇与环氧丙烷的摩尔比为1:(4-12)。
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