一種長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法

2023-12-08 08:00:56

專利名稱：一種長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法
技術領域：
本發明屬於有機合成技術領域，涉及一種長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法。
背景技術：
羧基類陰離子表面活性劑有很多很有價值的用途，如根據表面活性劑的具體物理化學性質可拓展其在洗滌和化工領域廣泛的應用，同時可以作為表面活性劑應用到特殊介孔材料的製備。
權利要求
1.一種長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於包括以下步驟 a.加保護基使用二乙烯三胺(1)，鄰苯二甲酸酐和冰醋酸製備中間產物(2)； b.碳鏈增長將上述中間產物(2)與1-溴代烷烴在N，N-二甲基甲醯胺溶劑中反應，得到中間產物(3)； c.去伯胺保護基將中間產物(3)加熱、清洗、抽濾得到中間產物(4)； d.羧基取代胺基將中間產物(4)溶解，加熱，用氯乙酸鈉溶液滴定，過濾，離心，乾燥，得到長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑(5)。
2.一種如權利要求1所述長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於步驟a中以二乙烯三胺(I)為原料，鄰苯二甲酸酐為伯胺保護基，冰醋酸為溶劑，在80 117°C的溫度加熱回流I 2h，待體系冷卻後採用真空蒸餾回收溶劑，得到黃色油狀物質，用乙醇清洗該黃色油狀物3 4次，並用真空泵抽濾、乾燥，得到中間產物(2)的白色固體物質，其分子式為C2tlH17O4N3,分子量為363。
3.—種如權利要求1所述長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於步驟b中所述1-溴代烷烴中的碳原子數為12 18。
4.一種如權利要求1所述長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於步驟b的反應過程中加入催化劑，反應溫度90 130°C，反應時間20 24h ;反應結束後採用真空蒸餾的方法回收溶劑DMF;再以三氯甲烷和去離子水作為萃取劑，對反應體系中的有機物和無機物進行分離提取；最後採用柱層析的方法對生成物和反應物實施分離、提純，層析過程中採用的衝洗液為石油醚和乙酸乙酯，二者的體積比5 :1，所述中間產物(3)的分子式為C36H49O4N3,分子量587。
5.一種如權利要求4所述長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於所述催化劑是無水碳酸鈉，碳酸氫鈉，氫氧化鈉，二乙胺，三乙胺或四甲基氫氧化銨。
6.一種如權利要求1所述長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於上述步驟b中使用的N，N-二甲基甲醯胺溶劑在使用前進行乾燥處理，在該溶劑中加入電石CaH2後攪拌6 7小時，然後使用石油醚與乙酸乙酯在真空常溫條件下蒸餾。
7.—種如權利要求1所述長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於步驟c中在攪拌條件下將中間產物(3)於水合肼的醇溶液中加熱5 6小時，反應完畢後，用水和乙酸乙酯的清洗液反覆清洗、抽濾；倒掉濾液，將濾餅中間產物(4)在真空乾燥箱中烘乾，然後在真空或氮氣條件下保存，所述中間產物(4)的分子式為C2tlH45N3，分子量327。
8.—種如權利要求1所述長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於步驟d中將中間產物(4)與氫氧化鈉溶解在醇和水的混合溶劑中，用飽和氯乙酸鈉溶液滴定並加熱回流10 28h，反應結束後將混合溶液過濾，除去濾渣，將濾液用濃度為I mol/L的鹽酸滴定，直到整個溶液中不再有白色沉澱析出為止；將得到的白色沉澱物進行離心，冷凍乾燥，即得到長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑(5)，其分子式為C28H53O8N3，分子量559。
9.一種如權利要求8所述長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於所述醇和水的混合溶劑中使用的醇是乙醇或異丙醇。
10.一種如權利要求8所述長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於所述飽和氯乙酸鈉溶液的配製方法為將過量氯乙酸鈉溶入水中，並使用超聲波處理2 3分鐘。
11.一種如權利要求8所述長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，其特徵在於所述加熱回流反應時間在24小時以上。
全文摘要
本發明公開了一種長鏈烷基四羧基陰離子表面活性劑的製備方法，包括加伯胺保護基，碳鏈增長，去伯胺保護基，羧基取代胺基以及提純步驟。該方法解決了現有製備方法分離操作複雜、產品純度低及反應轉化率低等方面的問題。
文檔編號C07C227/08GK103012176SQ201210509950
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月3日 優先權日2012年12月3日
發明者蔡強, 孫林豪, 王頌, 陳保華 申請人:清華大學