生物基不飽和中等鏈長(zhǎng)酰胺水溶性表面活性劑制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)創(chuàng)造生物基不飽和中等鏈長(zhǎng)酰胺水溶性表面活性劑，提供了一種具有式(I)結(jié)構(gòu)的化合物及其制備方法，該化合物含有中等鏈長(zhǎng)單不飽和碳鏈以及酰胺活性基團(tuán)，同時(shí)結(jié)構(gòu)中引入多烷氧基，具有溶解能力強(qiáng)、水溶性好、兼容性好、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，適用于大規(guī)模生產(chǎn)的需要。

Biologically based unsaturated medium chain amide water soluble surfactant

The invention of bio based unsaturated medium chain amide water soluble surfactant provides a formula (I) compound structure and preparation method thereof. The compounds containing medium chain mono unsaturated carbon chain amide and active groups, at the same time introduced multi alkoxy, has strong dissolving ability, good water solubility, good compatibility, high stability, suitable for mass production.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
生物基不飽和中等鏈長(zhǎng)酰胺水溶性表面活性劑
本專利技術(shù)屬于表面活性劑制備
，具體涉及一種具有中等鏈長(zhǎng)的烷氧基化單不飽和碳鏈酰胺水溶性表面活性劑原料化合物及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
自從對(duì)植物油的烯烴置換反應(yīng)的大規(guī)模應(yīng)用以來，經(jīng)烯烴置換反應(yīng)得到的生物基原料在諸如全合成基潤(rùn)滑油、鉆井油、特種合成材料以及特種溶劑和表面活性劑等很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。經(jīng)上述烯烴置換反應(yīng)得到單不飽和中等鏈長(zhǎng)(C10-12)烯酸甲酯，與自然存在的飽和相同鏈長(zhǎng)的脂肪酸甲酯比較,由于它們結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同而導(dǎo)致性能不同，前者具有更低的熔點(diǎn)、更高的親水性和水溶性,親水性通常以正辛醇/水分配系數(shù)表示，其值越低親水性越高。表一中的正辛醇/水分配系數(shù)即親水性和水溶性可以看出碳碳雙鍵對(duì)溶解性的影響。表一飽和脂肪酸甲酯和不飽和烯酸甲酯的熔點(diǎn)對(duì)比注：LogP為25℃時(shí)正辛醇/水分配系數(shù)由于上述烯酸甲酯的碳鏈長(zhǎng)度適中，并且含有獨(dú)特的碳碳雙鍵，以它們?yōu)樵峡梢灾苽湟幌盗行再|(zhì)優(yōu)良的表面活性劑。在已經(jīng)開發(fā)出的表面活性劑中，由植物油經(jīng)烯烴置換反應(yīng)生成的烯酸甲酯，例如9-癸烯酸甲酯和9-十二烯酸甲酯與二甲基胺或二乙基胺反應(yīng)，所制備的相應(yīng)的烯酸二甲基酰胺或烯酸二乙基酰胺，可以用于水基硬表面清潔劑、織物清洗劑、特殊溶劑、個(gè)人護(hù)理用品等等領(lǐng)域，并具有非常優(yōu)良的性能，尤其是用于水基硬表面清潔劑時(shí)，在弱堿性甚至中性條件下，也可以表現(xiàn)清潔速度快和清潔效率高等優(yōu)異的清潔性能，因此得到了廣泛關(guān)注。雖然具有飽和碳鏈的N,N-二甲基癸烷酰胺(DMDA[0])與N,N-二甲基-9-癸烯酰胺(DMDA[1])相比，在化學(xué)結(jié)構(gòu)上只是后者比前者在碳鏈上多了一個(gè)碳碳雙鍵，但是二者的物理性質(zhì)差別很大。表二DMDA[0]與DMDA[1]物性數(shù)據(jù)比較從表一可以看出，飽和碳鏈的DMDA[0]和單不飽和碳鏈的DMDA[1]相比較，二者在密度、濁點(diǎn)、凝固點(diǎn)、表面張力和傾點(diǎn)等相似，但是作為衡量表面活性劑的清洗和去污能力性能的指標(biāo)，Draves濕潤(rùn)時(shí)間和貝殼松酯丁醇值(KB值)，DMDA[1]要比DMDA[0]好三倍以上。DMDA[1]的KB值與其他用于硬表面清洗劑中的常用溶劑相比較也高出很多。表三在硬表面清洗劑常用溶劑與DMDA[1]的KB值溶劑D-檸檬烯二氯甲烷NMPDMDA[0]DMDA[1]KB值67136330300>1000注：NMP:N-甲基吡咯烷酮研究發(fā)現(xiàn)添加DMDA[1]的清洗劑與添加DMDA[0]的清洗劑相比對(duì)油污有更強(qiáng)的去除能力，二者的差別僅僅是DMDA[1]的碳鏈中有一個(gè)碳-碳雙鍵而DMDA[0]的碳鏈?zhǔn)秋柡偷?，這就說明了碳鏈中的碳碳雙鍵增強(qiáng)了化合物的溶解和滲透能力使得其具有更強(qiáng)的去污能力，并且添加了DMDA[1]的中性或弱堿性清潔劑，就可以用于去除重油污，清洗發(fā)動(dòng)機(jī)，潤(rùn)滑脂，膠泥、膠黏劑、油基涂料等。但是，DMDA[1]在水中的溶解度只有0.2％，這就嚴(yán)重限制了DMDA[1]在水基清潔劑中的使用，更為不利的是由于N,N-二甲基-9-十二烯酰胺以及相對(duì)應(yīng)的二乙基酰胺化合物的親油性更強(qiáng)，水對(duì)它們的溶解度更小，所以制約了上述化合物在表面活性劑領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。如果要配制含有上述化合物的水基清潔劑，則必須要加入諸如十二醇聚氧乙烯醚和/或三乙醇胺等增溶劑，才能使它們的加入量達(dá)到實(shí)際需要量，這會(huì)造成配方的寬容度下降，因?yàn)橛行﹫?chǎng)合不適合使用某種增溶劑，例如在硬表面施用了上述含有十二醇聚氧乙烯醚增溶劑的清潔劑之后，用水清洗硬表面時(shí)，會(huì)出現(xiàn)上述酰胺類活性物質(zhì)與增溶劑分離，附著在被清洗表面難以除盡；使用三乙醇胺會(huì)造成堿性增強(qiáng)，不適合用于中性或弱堿性的清洗劑，此外由于其中溶解的微量氨難以除盡，會(huì)使得清潔劑有令人不快的味道。一些研究中嘗試采用烯酸(酯)為原料，使其與烷氧基化試劑反應(yīng)，得到一種有機(jī)酸酯類表面活性劑以期在保留碳碳雙鍵的同時(shí)增大其在水基清潔劑中的溶解度，但這種結(jié)構(gòu)的化合物在使用過程中容易水解，尤其在酸性或堿性介質(zhì)中水解速率更快。而如果將上述烯酸(酯)原料還原成醇，然后再使其與烷氧基化試劑反應(yīng)，所得到的產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，但是由于烯酸酯還原成醇同時(shí)保留碳-碳雙鍵的還原反應(yīng)過程復(fù)雜，還原試劑昂貴，而用較為廉價(jià)的還原試劑或催化劑則反應(yīng)收率較低，同時(shí)會(huì)有部分碳-碳雙鍵被還原成飽和鍵，增加了分離步驟，都會(huì)使得生產(chǎn)成本大大增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，首先提供了一種化合物，具有如下式(I)的結(jié)構(gòu)：其中，R1為H、C1或C2的烷基；x為7；y為整數(shù)；優(yōu)選為2-4的任意整數(shù)；更優(yōu)選為2或3；R3、R4各自獨(dú)立地選自H或C1-8的烷基；各自獨(dú)立地優(yōu)選為H、—CH3或—CH2CH3；更優(yōu)選地，R3、R4其中之一為H，另一個(gè)選自H、—CH3或—CH2CH3；最優(yōu)選地，R3、R4均為H；n為整數(shù)；優(yōu)選為1-16的任意整數(shù)；R2為H或下式(II)，其中，z為整數(shù)；優(yōu)選為2-4的任意整數(shù)；更優(yōu)選為2或3；R5、R6各自獨(dú)立地選自H或C1-8的烷基；各自獨(dú)立地優(yōu)選為H、—CH3或—CH2CH3；各自獨(dú)立地更優(yōu)選為H；m為整數(shù)；優(yōu)選為1-16的任意整數(shù)。再優(yōu)選的，上述式(I)中，與羰基相連的親油段(羰基左側(cè)無支鏈的碳鏈段，不包括羰基的碳)碳鏈具有9-11個(gè)碳。進(jìn)一步優(yōu)選的，上述式(I)優(yōu)選為下述式(III)-(VI)的化合物：(1)多烷氧化-N-羥乙基-9-癸烯酰胺(C10-MEA-nEO，n＝1-16)(2)多烷氧化-N-羥乙基-9-十二烯酰胺(C12-MEA-nEO，n＝1-16)(3)多烷氧化-N，N-二羥乙基-9-癸烯酰胺(C10-DEA-2nEO，n＝1-16)(4)多烷氧化-N，N-二羥乙基-9-十二烯酰胺(C12-DEA-2nEO，n＝1-16)本專利技術(shù)提供的上述化合物(式I)結(jié)構(gòu)中，同時(shí)具有單不飽和碳鏈以及酰胺活性基團(tuán)，同時(shí)結(jié)構(gòu)中引入多烷氧基，具有優(yōu)良的性能：(1)原料結(jié)構(gòu)中具有碳-碳雙鍵，作為親油段的碳鏈中保存了該碳-碳雙鍵，具有較強(qiáng)的溶解能力，還使得本專利技術(shù)的化合物具有更好的低溫性能同時(shí)能夠加快在自然界的生物降解速度；(2)親水段為多烷氧基醚，大大地增強(qiáng)了生成物的水溶性；(3)親油性基團(tuán)與上述親水性基團(tuán)之間還連接有酰胺基團(tuán)，酰胺基團(tuán)一方面使得化合物具有較強(qiáng)的滲透能力；(4)通過調(diào)節(jié)烷氧基化試劑的用量，可以方便地調(diào)節(jié)生成物分子中的烷氧基團(tuán)的數(shù)目，使其應(yīng)用范圍更加廣泛；(5)親油段具有長(zhǎng)度適中的中等鏈長(zhǎng)，使得其具有更優(yōu)良的親油脫油活性；(6)上述式(III)-(VI)的優(yōu)選化合物能夠以生物原料為生物基來源，避免了工業(yè)生產(chǎn)中原料來源的受限，成本低廉，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。本案還提供了上述式(I)的化合物在作為非離子型表面活性劑的方面的應(yīng)用。上述式(I)化合物可以單獨(dú)使用，也可以與其他組分混合使用，由于其烷氧基團(tuán)的數(shù)目可以方便地進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得其應(yīng)用范圍十分廣泛，可以作為清洗劑、特殊溶劑、乳化劑、分散劑、懸浮劑、潤(rùn)濕劑、發(fā)泡劑、潤(rùn)染劑、泡沫調(diào)節(jié)劑、增溶劑等使用，應(yīng)用于諸如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍工、家庭、個(gè)人護(hù)理等不同領(lǐng)域。本專利技術(shù)還提供了一種上述式(I)化合物的制備方法，是由式(VII)的化合物原料(包括滿足式VII的各種具體化合物的混合物)與單醇胺或二醇胺反應(yīng)的生成物，再與烷氧化試劑反應(yīng)后本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種化合物，具有如下式(I)的結(jié)構(gòu)：

【技術(shù)特征摘要】
1.一種化合物，具有如下式(I)的結(jié)構(gòu)：其中，R1為H、C1或C2的烷基；x為7；y為整數(shù)；優(yōu)選為2-4的任意整數(shù)；更優(yōu)選為2或3；R3、R4各自獨(dú)立地選自H或C1-8的烷基；各自獨(dú)立地優(yōu)選為H、—CH3或—CH2CH3；更優(yōu)選地，R3、R4其中之一為H，另一個(gè)選自H、—CH3或—CH2CH3；最優(yōu)選地，R3、R4均為H；n為整數(shù)；優(yōu)選為1-16的任意整數(shù)；R2為H或下式(II)，其中，z為整數(shù)；優(yōu)選為2-4的任意整數(shù)；更優(yōu)選為2或3；R5、R6各自獨(dú)立地選自H或C1-8的烷基；各自獨(dú)立地優(yōu)選為H、—CH3或—CH2CH3；各自獨(dú)立地更優(yōu)選為H；m為整數(shù)；優(yōu)選為1-16的任意整數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，所述式(I)中，與羰基相連的親油段碳鏈具有9-11個(gè)碳。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，具體為下述式(III)-(VI)的化合物：(1)多烷氧化-N-羥乙基-9-癸烯酰胺(n＝1-16)(2)多烷氧化-N-羥乙基-9-十二烯酰胺(n＝1-16)(3)多烷氧化-N，N-二羥乙基-9-癸烯酰胺(n＝1-16)(4)多烷氧化-N，N-二羥乙基-9-十二烯酰胺(n＝1-16)4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的化合物在作為非離子型表面活性劑的方面的應(yīng)用。5.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的化合物的制備方法，是由式(VII)的化合物原料(包括滿足式VII的各種具體化合物的混合物)與單醇胺...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李冠軍，魏文灝，廖世奇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天津斯瑞吉高新科技研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：天津,12