一種利用超聲-微波共輻射技術合成脂肪醇聚氧乙烯醚（n)馬來酸雙酯的方法
【專利摘要】一種利用超聲-微波共輻射技術合成脂肪醇聚氧乙烯醚（n)馬來酸雙酯的方法，屬于Gemini表面活性劑領域。本發明以脂肪醇聚氧乙烯醚(n)、順丁烯二酸酐為主要反應物制備了脂肪醇聚氧乙烯醚馬來酸雙酯，在酯化反應過程中采用超聲-微波共輻射的合成方法，當n(脂肪醇聚氧乙烯醚）：n(馬來酸酐）=2:1，催化劑對甲苯磺酸用量為馬來酸酐質量的3%，超聲功率180W，微波功率400W，反應溫度130。。，反應時間60min，脂肪醇聚氧乙烯醚馬來酸雙酯（5、10、15、20)酯化率分別為92%,90%,90%,89%?
【專利說明】一種利用超聲-微波共輻射技術合成脂肪醇聚氧乙烯醚 (η)馬來酸雙酯的方法
【技術領域】
[0001] 一種利用超聲-微波共輻射技術合成脂肪醇聚氧乙烯醚（η)馬來酸雙酯的方法， 屬于Gemini表面活性劑【技術領域】。
【背景技術】
[0002] Gemini表面活性劑是近年來研究活躍的新型表面活性劑，其分子中至少含有兩個 親水基團和兩個疏水基團。Gemini表面活性劑特殊的結構決定它比傳統表面活性劑具有更 優良的性能。它通過聯接基團將兩個親水基和疏水基連接，聯接基團有化學鍵作用，降低了 兩極性間的靜電排斥力及其水化層間的作用力，使得雙子表面活性劑具有低CMC特性。與 單烷烴鏈和單離子頭基組成的普通表面活性劑相比，Gemini表面活性劑明顯地表現出更易 在氣/液界面上吸附；更有效地降低表面張力；更好地復配協同效應；更低的Kraft點；更 易聚集生成膠團；更好的潤濕性；良好的鈣皂分散能力等，被廣泛應用于染整工業、醫藥、 生物技術、環境保護、新材料制備和催化有機反應等領域。
[0003] Gemini表面活性劑的出現是表面活性劑概念上的突破，它的優良特性是其他普通 表面活性劑所無法比擬的，具有廣闊的應用前景。但是Gemini表面活性劑仍面臨著許多問 題。其中最重要的問題由于Gemini表面活性劑的合成條件相對傳統表面活性劑較為苛刻， 且反應步驟較長，對設備要求也較高，致使生產成本增加，這是當前阻礙Gemini表面活性 劑產業化的最大障礙。因此，開發新型的環保的合成路線及工藝對此類表面活性劑的研究 和開發具有重要的理論意義和應用價值。
[0004] 目前，脂肪醇聚氧乙烯醚（η)馬來酸雙酯的合成主要用傳統油浴加熱的方式，需 要非常高的反應溫度和較長的反應時間才能實現反應，反應條件苛刻，反應中順酐易升華， 原料和產物易發生氧化反應，產品色澤較差等。因此，采用環保廉價的原料，開發新型的環 保的合成路線及工藝研究安全、無公害的產品，即"綠色產品"，對表面活性劑工業，乃至我 國整體工業經濟有著非常重要作用和意義。
[0005] 近年來微波和超聲波技術在有機合成領域里的應用越來越多。微波加熱中微波極 化導致電介質整體受熱，熱從材料內部產生而非從外部因溫度梯度而吸收熱量。微波輻射 加熱下酯化反應收率高，副反應少，選擇性強，產品易純化，反應時間可以從數小時縮短到 幾分鐘并且清潔、耗能少、操作簡便。在超聲波促進反應中空穴效應可使粒子分裂和激發， 對反應有十分明顯的誘導促進作用。超聲波與微波的結合是近年提出的一種新的技術。但 是，這種技術在合成上的應用在國內外只有少量的報道，如對醚和酰肼的合成、酯化作用、 Knoevenagel-Doebner縮合反應等，尚未應用到馬來酸雙酯的酯化合成反應。
[0006] 本發明設計采用環保廉價的原料，采用超聲-微波共輻射促進酯化反應的方法合 成脂肪醇聚氧乙烯醚（η)馬來酸雙酯表面活性劑。探索出一種安全的、高效的合成此類表 面活性劑的新路徑，大大降低了反應溫度和反應時間。
【發明內容】
[0007] 本文以脂肪醇聚氧乙烯醚（η)、順丁烯二酸酐為主要原料，采用超聲-微波共輻射 促進酯化反應的方法合成了一種脂肪醇聚氧乙烯醚（η)馬來酸雙酯表面活性劑，探索出一 種安全的、高效的合成此類表面活性劑的新路徑。
[0008] 酯化反應條件：脂肪醇聚氧乙烯醚（η)與馬來酸酐（MA)摩爾比2 :1 ;催化劑為對 甲苯磺酸（TsOH)，酸酐質量的3% ;Ν2保護；連接好反應裝置，設定超聲波180w、微波功率 400w，反應 60min。
[0009] 反應結束后以標準氫氧化鉀溶液滴定，以酸值滴定法表征酯化率。在最優條件下 反應，脂肪醇聚氧乙烯醚（5、10、15、20)馬來酸雙酯體系酯化率分別為 89%。
[0010]
【權利要求】
1. 一種利用超聲-微波共輻射技術合成脂肪醇聚氧乙烯醚（η)馬來酸雙酯的方法，在 N2保護下，干燥的脂肪醇聚氧乙烯醚（η)和馬來酸酐（MA)用TsOH催化反應，其特征是反應 在超聲-微波共輻射下進行，反應溫度130°C，微波功率400W，超聲功率180W，反應60min。
2. 根據權利要求1所述的脂肪醇聚氧乙烯醚（η)馬來酸雙酯的超聲-微波共輻射合成 方法，其特征在于高產率合成了脂肪醇聚氧乙烯醚（5,10,15, 20)馬來酸雙酯，它們的酯化 率為分別為92%、90%、90%和89%，較傳統方法溫度降低501：，反應時間縮短11小時。
【文檔編號】C07C67/08GK104211940SQ201410398644
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】黃丹, 甄莉莉 申請人:江南大學