一種胍基長鏈雙子季銨鹽及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種季錠鹽的制備方法，具體設及一種脈基長鏈雙子季錠鹽及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 季錠鹽作為一種陽離子表面活性劑，已被廣泛使用。目前可大致分為：烷基=甲基 錠鹽型、二烷基二甲基錠鹽型、烷基二甲基芐基錠型、化晚鐵鹽型、烷基異哇嘟鐵鹽型、氯節 錠鐵鹽型。
[0003] 季錠鹽類化合物在殺菌、消毒領域起著重要的作用。但由于其作用部分僅具有一 個電荷中心在應用時，由于電荷排斥作用，而導致分子間距離加大，性能明顯減弱。
[0004] 中國專利CN 102388910A通過將聚脈鹽與季錠鹽在有機溶劑和純水的混合溶液 中進行接枝反應，從而得到季錠鹽接枝脈鹽殺菌劑。此種殺菌劑電荷密度大，殺菌能力強。 但唯一不足的就是其聚脈鹽的合成較難控制，分子量較大，在廢水處理過程中導致水體粘 度增大，分離不便。 陽00引專利CN104437236A通過一鍋煮的方法將a-面代燒和N，N，N'，N'-四甲基乙二 胺發生親核取代反應得到雙子季錠鹽表面活性劑。此方法簡單易行，但不足的是其反應較 為困難，且難W克服生產價格昂貴的缺點。
[0006] 困擾雙子表面活性劑產業化的瓶頸問題是其高昂的價格，而運主要是由于要受到 雙子表面活性劑大都需要在反應條件高、步驟多、產品分離困難等因素所決定。

【發明內容】

[0007] 本發明的目的是提供一種雙子季錠鹽及其制備方法，其改善了普通季錠鹽作用中 屯、少，親水性差、反應過程復雜、原料昂貴的缺點。
[0008] 為實現上述目的，本發明是通過W下技術方案來實現：
[0009] 一種脈基長鏈雙子季錠鹽，其結構如下：
[0010]
W11]其中n= 11、13、15 或 17;m= 0 或 11。
[0012] 一種脈基長鏈雙季錠鹽的制備方法，包括W下步驟：
[001引 1)將長鏈叔胺鹽酸鹽、長鏈烷基叔胺加入到溶劑中，攬拌均勻后，在40~90°C下 滴加環氧氯丙烷，滴畢后反應3~lOh，純化后得到中間產物；其中，長鏈叔胺鹽酸鹽、長鏈 烷基叔胺、環氧氯丙烷的摩爾比為化Ol~2) : (0.Ol~2) : (0.Ol~2);
[0014]。將中間產物加入到醇中，攬拌均勻后，在30~110°C下滴加長鏈烷基脈，滴畢 后反應4~4她，純化后得到脈基長鏈雙季錠鹽；其中，中間產物與長鏈烷基脈的摩爾比為(1~3) :(1~3)。
[0015] 所述步驟1)中長鏈叔胺鹽酸鹽通過W下方法制得：向長鏈烷基叔胺的乙酸溶液 中，在20°C~35°C下通入HCl氣體，不斷攬拌，得到長鏈叔胺鹽酸鹽；其中，長鏈烷基叔胺為 十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺； 長鏈烷基叔胺的乙酸溶液中長鏈烷基叔胺的濃度為0. 03~0. 06mol/50mL。
[0016] 所述步驟1)中的攬拌是在20~40°C下進行的。
[0017] 所述步驟1)中長鏈烷基叔胺為十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六 烷基二甲基叔胺或十八烷基二甲基叔胺。
[0018] 所述步驟1)中溶劑為丙酬、水、甲醇、乙醇或異丙醇，且溶劑與長鏈烷基叔胺的比 為化5血~40血）:0.OSmolo
[0019] 所述步驟2)中醇具體為異丙醇、乙醇或甲醇，且醇與中間產物的比為（0.5mL~ 40血):0.OSmolo
[0020] 所述步驟2)中長鏈烷基脈為1，1，3, 3-四甲基-2-十二烷基脈或1，1，2, 3, 3-五 甲基脈。
[0021] 所述步驟2)中滴加的時間為0. 5~化。
[0022] 所述步驟1)中的純化均是采用丙酬進行重結晶。
[0023] 與現有技術相比，本發明具有的有益效果：本發明通過向一個分子中同時引入兩 個作用性基團，即不對稱的雙子季錠鹽，其由2個單鏈單頭基表面活性劑在離子頭基處通 過化學鍵聯接而成的，因而抑制了表面活性劑有序聚集過程中的頭基分離力，極大地提高 了表面活性。且脈基表面活性劑具有較傳統季錠鹽起泡性小的性質，所W本新型脈基長鏈 雙子季錠鹽還具有結構新穎、表面活性高、起泡性能低等的優點。本發明通過合成出具有脈 基和長鏈叔胺的不對稱雙子表面活性劑，進而改善傳統表面活性劑的各類缺點。本發明在 脈基長鏈雙子季錠鹽的制備過程中，采用環氧化合物的開環和雙分子親核反應，在環氧化 合物的開環反應中，H+與環氧基團結合容易，使得叔胺作為親核試劑在進攻碳正離子時更 為迅速；而且，在第二步反應中，體系中已有季錠鹽表面活性劑的存在，其作為一種表面活 性劑極大地促進了季錠化的進行，總體上提高了反應速率。本發明的反應過程簡單，目標產 物明確，副產物少，提純工藝簡潔，進而降低了成本。
[0024] 本發明的脈基長鏈雙季錠鹽的分子結構打破了傳統的對稱型雙子季錠鹽的設計， 在一個分子中同時具備了行業領域內對雙子季錠鹽和脈基季錠鹽作為表面活性劑的認可。 雙子季錠鹽表面活性高和脈基季錠鹽殺菌性能好的優點都在此化合物中具備。目前科學領 域中，在對季錠鹽的殺菌機理上都認為是其正電荷與細菌表面的負電荷結合容易，改變了 細胞內滲透壓，疏水長鏈滲入憐脂雙分子層中，擾亂其膜結構，使得細胞膜破裂，胞內物質 泄漏，從而細胞死亡。而此設計正是提高了其正電荷密度，長鏈擾亂膜結構。當其作為殺菌 劑，環境適用性強，且酸性條件下，本發明的脈基長鏈雙季錠鹽的脈基短鏈中的叔胺還可得 到質子，形成其相應的鹽，進一步提高了電荷密度，提高殺菌效果。
【附圖說明】 陽0巧]圖1為本發明的反應路線圖。
[00%] 圖2為本發明制得的脈基長鏈雙季錠鹽進行了紅外測試圖。
[0027] 圖3為本發明制得的脈基長鏈雙季錠鹽的核磁譜圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而 不是限定。
[0029] 本發明提供的脈基長鏈雙子季錠鹽，是通過環氧氯丙烷的環氧基團酸性條件下進 行開環，徑丙基基團作為聯結基，兩端分別W連接長鏈烷基二甲基叔胺和烷基脈作為疏水 鏈，成為雙子季錠鹽，其結構如下：
[0030]
陽的1]式中，n= 11、13、15 或 17;m= 0 或 11 陽0巧實施例1 陽03引參見圖1，1)向裝有化Cl的S口燒瓶中逐漸滴入濃硫酸（質量分數為98% )，微 熱，產生肥1氣體，將產生的肥1氣體通入濃硫酸（質量分數為98%)中進行干燥，然后緩 慢通入裝有十二烷基二甲基叔胺的乙酸溶液中，25°C、350r/min速度下不斷攬拌，得到白色 沉淀，即為十二烷基二甲基叔胺鹽酸鹽，化后，反應結束。用乙酸洗涂數次，從而得到純凈的 十二烷基二甲基叔胺鹽酸鹽，20°C下干燥化，備用。
[0034] 2)向裝有25血丙酬的S口燒瓶中加入7. 497g化03mol)十二烷基二甲基叔胺鹽 酸鹽和0. 3195g(0.OOlSmol)十二烷基二甲基叔胺，在30°C、400r/min下攬拌45min;升高 溫度至50°C，在50化/min下，將2. 275g化03mol)環氧氯丙烷巧CH)在60min內滴加完畢， 滴畢反應3h后停止反應；減壓蒸饋除掉多余溶劑和反應物，于丙酬中進行多次重結晶，得 到2-徑丙基-3-氯-二甲基十二烷基氯化錠，產率可高達94. 5%。
[0035] 3)向裝有25血的乙醇的S口燒瓶中加入10. 26g化03mol) 2-徑丙基-3-氯-二 甲基十二烷基氯化錠，在30°C、400;r/min下攬拌IOmin后，升溫至50°C，400;r/min下，逐漸 滴加3. 87g(0. 03mol)l，1，2,3,3-五甲基脈，30min后滴加完畢。化后停止反應；減壓除掉 多余溶劑，在提取液（體積比乙醇：石油酸：乙酸乙醋=3:3:1)中進行多次重結晶后，干燥 得到脈基長鏈雙子季錠鹽。
[0036] 實施例2
[0037] 1)同實施例1。
[0038] 2)向裝有30血丙酬的S口燒瓶中加入7. 497g化03mol)十二烷基二甲基叔胺鹽 酸鹽和0. 0639g(0. 0003mol)十二烷基二甲基叔胺，30°C、400r/min下攬拌45min;升高溫 度至60°C，在45化/min下，將2. 275g化03mol)環氧氯丙烷巧CH)在60min內滴加完畢， 4h后停止反應；減壓蒸饋除掉多余溶劑和反應物，于丙酬中進行多次重結晶，得到2-徑丙 基-3-氯-二甲基十二烷基氯化錠。
[0039] 3)向裝有30血的乙醇的S口燒瓶中加入，10. 26g化03mol) 2-徑丙基-3-氯-二 甲基十二烷基氯化錠，在30°C、400;r/min下攬拌IOmin后，升溫