專利名稱：：一種鄰苯二甲酸酯基陽離子雙子表面活性劑及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種精細化學品及其制備方法，特別涉及季銨鹽類陽離子表面活性劑及其制備方法，確切地說是一種鄰苯二甲酸酯基陽離子雙子表面活性劑及其制備方法。二
背景技術：
：表面活性劑是一類精細化學品，已廣泛應用工業(yè)生產(chǎn)、洗滌化妝品、農(nóng)藥、醫(yī)藥、印染、三次采油、殺菌消毒、污水處理等各個領域，目前隨著表面活性劑工業(yè)的發(fā)展，雙子表面活性劑倍受關注。這類表面活性劑的結構特點是分子結構中同時含有兩個(或多個)親水基和兩個(或多個)親油基。和傳統(tǒng)的表面活性劑相比，其降低界面張力的能力大大提高，使用量可以大大降低，是一類高效表面活性劑。酯基雙子表面活性劑不僅具有雙子表面活性劑高效的特點，同時由于分子中酯基存在，使用后在環(huán)境中容易被自然界微生物降解，是環(huán)境友好的表面活性劑，將是今后表面活性劑發(fā)展的方向。JP63068547公開了二(二甲基氨基乙基)鄰苯二甲酸酯的合成方法是氮氣保護下，采用鄰苯二甲酸酐和N，N—二甲基氨基乙醇在催化劑對甲基苯磺酸存在下，150'C反應4h，收率94%。該工藝的缺點是反應需氮氣保護，操作溫度高，不適宜工業(yè)化生產(chǎn)。Oksne等采用鄰苯二甲酰氯和N，N—二甲基氨基乙醇在乙醚中回流2h得到59%的產(chǎn)品(Acta.Chem.Scand.1959,13，195-6)。該工藝的缺點是采用的原料鄰苯二甲酰氯價格高，且產(chǎn)品收率低。三
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在提供一種結構中含鄰苯二甲酸酯基陽離子雙子表面活性劑，所要解決的技術問題是遴選適宜的制備方法。本發(fā)明所稱的鄰苯二甲酸酯基陽離子雙子表面活性劑有以下化學結構式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>化學名稱二甲基正十二烷基鄰苯二甲酸二乙酯基雙溴化銨鄰苯二甲酸酯基陽離子雙子表面活性的制備方法，包括酯交換反應、季銨鹽化反應以及分離和純化，其特征是所述的酯交換反應是鄰苯二甲酸二甲酯與N,N—二甲基氨基乙醇在金屬鈉催化劑存在的條件下于8090。C進行酯交換反應得到中間體(I)二(二甲基氨基乙基)鄰苯二甲酸酯，這一反應溫度有利于蒸出副產(chǎn)甲醇，使酯交換向著正反應方向進行，反應結束后減壓蒸餾回收過量的N,N—二甲基氨基乙醇，中間體經(jīng)水洗、萃取分離純化后用于季銨鹽化反應，這就是中間體(I)與溴代正十二烷在有機溶劑中及進行季銨鹽化反應得到目標產(chǎn)物，反應在常溫下進行，當使用低沸點溶劑時可在回流條件下進行反應以縮短反應時間，所述的低沸點溶劑選自丙酮或甲乙酮或乙酸乙酯或乙酸丁酯等。酯交換反應時鄰苯二甲酸二甲酯與N,N—二甲基氨基乙醇的摩爾比為1:2~6，優(yōu)選l:4;季銨鹽化反應時中間體(I)與溴代正十二垸的摩爾比為1:2~4，優(yōu)選l:3。酯交換反應的反應式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>季銨鹽化反應的反應式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>本表面活性劑用于碳鋼及其制品的防腐，防腐效率測定采用掛片失重法。其水溶液在lX10—5mol/L低濃度下使用，對碳鋼的防腐效率達96.1%。本方法原料易得、反應條件溫和，操作簡單，收率高，甲醇等回收。具體實施例方式實施例l:二(二甲基胺基乙基)鄰苯二甲酸酯的合成在裝有精餾柱的反應瓶中，分別加入鄰苯二甲酸二甲酯60g(0.3mol)、N,N—二甲基氨基乙醇108g(1.2mol)加入金屬鈉1.2g，攪拌反應至無氣體產(chǎn)生為止。加熱，控制溫度為9(TC。反應2h后，一0.06mPa減壓精餾，控制甲醇低沸點物緩慢餾出。8h后改為減壓蒸餾回收過量的N，N—二甲基氨基乙醇，一0.095mPa減壓蒸餾至15(TC無液體熘出為至。冷卻至室溫，加入含6.Og醋酸的水溶液50mL，用150mL甲苯萃取、減壓蒸餾除去甲苯，得到二(二甲基胺基乙基)鄰苯二甲酸酯，重88.6g,收率93%，氣相色譜歸一化檢測純度為97%。實施例2:按實施例1同樣操作，僅將其中使用的N,N—二甲基氨基乙醇改為回收的N,N—二甲基氨基乙醇，其他不變，得到二(二甲基胺基乙基)鄰苯二甲酸酯88.1g,收率92.5Q/。，氣相色譜歸一化檢測純度為97.1%。實施例3:按實施例l同樣操作，僅將其中使用的N,N—二甲基氨基乙醇使用量改為54g，其他不變，得到油狀液體78.lg，氣相色譜分析歸一化檢測純度為76%。實施例4:含鄰苯二甲酸酯基的陽離子雙子表面活性劑的制備在裝有冷凝管的反應瓶中，加入二(二甲基胺基乙基)鄰苯二甲酸酯2g(0.0063mo1)，溴代十二垸4.86g(0.0195mol)和丙酮30mL，磁力攪拌器下加熱攪拌回流反應36h以上。冷卻、除去丙酮后，加入甲苯10mL，洗滌、過濾，烘干得到微黃色固體粉末5.05g，熔點128—131。C。乙腈重結晶得到白色晶體，熔點132—133°C。IR(cm—1):3003、2923、2853、1735、1468、1262、1139。'HNMR化學位移ppm:0.8-0.9(6H)、1.23-1.26(36H)、1.76(4H)、3.46(12H)、3.63-3.67(4H)、4.29(4H)、5.01(4H)、7.58_7.85(4H)。實施例5:按實施例4同樣操作，僅將其中溶劑丙酮改為乙酸乙酯，其他不變，得微黃色固體粉末5.19g。熔點128—131°C。實施例6:按實施例4同樣操作，僅將其中溴代十二烷4.875g改為3.21g(0.013mo1)，其他不變，得微黃色固體粉末4.90g。熔點125—129'C。實施例7碳鋼防腐性能測試采用試片為3cmX3ctn的A3碳鋼，依次用360tt砂紙打磨，600#砂紙，1500ft砂紙逐級拋光，放入無水乙醇中浸泡脫脂，再用蒸餾水洗，丙酮洗，取出后用吹風機冷風吹干，稱重，置入200mL含有不同的濃度鄰苯二甲酸酯基陽離子雙子表面活性劑的1M鹽酸溶液中，溫度恒定為35。C，4h后取出，依次用自來水沖洗，蒸餾水洗、丙酮洗，吹干，稱重，每個濃度做兩次平行實驗，根據(jù)鐵片失重計算腐蝕速度和緩蝕效率E%:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中W和WQ，分別為不同濃度表面活性劑鹽酸溶液中和無表面活性劑鹽酸溶液中鐵片的腐蝕速度。其不同濃度下，1M鹽酸溶液中鐵片的緩蝕效率如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求1、一種鄰苯二甲酸酯基陽離子雙子表面活性劑，其特征在于有以下化學式所示的、其化學名稱二甲基正十二烷基鄰苯二甲酸二乙酯基雙溴化銨2、由權利要求1所述的鄰苯二甲酸酯基陽離子雙子表面活性劑的制備方法，包括酯交換反應、季銨鹽化反應以及分離和純化，其特征在于所述的酯交換反應是鄰苯二甲酸二甲酯和N，N—二甲基氨基乙醇在金屬鈉催化劑存在條件下于809(TC進行酯交換反應得到中間體(I)二(二甲基氨基乙基)鄰苯二甲酸酯，鄰苯二甲酸二甲酯與N，N—二甲基氨基乙醇的摩爾比為1:2~6;所述的季銨鹽化反應是中間體(I)與溴代正十二烷在有機溶劑中的季銨鹽化反應得到的目標產(chǎn)物，中間體(I)與溴代正十二烷的摩爾比為1:2~4。3、根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于鄰苯二甲酸二甲酯與N，N—二甲基氨基乙醇的摩爾比為1:4。4、根據(jù)權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于中間體(I)與溴代正十二烷的摩爾比為1:3。5、根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于季銨鹽化反應是在低沸點溶劑中回流條件下進行的反應，所述的低沸點溶劑選自丙酮或甲乙酮或乙酸乙酯或乙酸丁酯。全文摘要一種鄰苯二甲酸酯基陽離子雙子表面活性劑是以右化學式所示的化合物，該表面活性劑對碳鋼的鹽酸腐蝕有優(yōu)良防護效果。其制備方法包括兩步化學反應首先是以鄰苯二甲酸二甲酯與N，N-二甲基氨基乙醇在金屬鈉催化劑下進行酯交換反應，經(jīng)精餾脫除甲醇、回收過量的N，N-二甲基氨基乙醇、萃取、蒸餾脫除溶劑后得到中間體二(二甲基氨基乙基)鄰苯二甲酸酯；然后將二(二甲基氨基乙基)鄰苯二甲酸酯在有機溶劑中與正溴代十二烷進行季銨鹽化反應得到產(chǎn)品鄰苯二甲酸酯基陽離子雙子表面活性劑。文檔編號B01F17/00GK101337169SQ200810021438公開日2009年1月7日申請日期2008年8月1日優(yōu)先權日2008年8月1日發(fā)明者劉照東,嵐夏,潘忠穩(wěn),王春生,趙以梅,韋亞鋒申請人:安徽大學;安徽中天化工有限公司