一种新型合成蓖麻醇酸酰胺型阳离子表面活性剂的制备方法
【专利摘要】本人发明了一种新型合成蓖麻醇酸酰胺型阳离子表面活性剂的制备方法。其特征在于，按如下步骤进行：(1)将蓖麻油酸和N，N-二甲基-1，3-丙二胺加入三颈烧瓶中，在一定温度下反应约10小时。反应结束后将过量N，N-二甲基-1，3-丙二胺蒸出，得到中间产物。(2)将上述得到的产物与硫酸二乙酯以摩尔比1∶1的用量加入四颈烧瓶中，同时加入极性溶剂异丙醇。反应后减压蒸馏出异丙醇，得到最终产物。在实验中发现该反应具有条件温和，转化率极高的特点，相比于以往的合成方法，其更具有工业化的应用价值。
【专利说明】
一种新型合成蓖麻醇酸酰胺型阳离子表面活性剂的制备方法
技术领域
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[0001]本发明是一种新型合成蓖麻醇酸酰胺型阳离子表面活性剂的制备方法，该物质是属于日用化学品领域。
技术背景:
[0002]表面活性剂品种繁多，应用日趋广泛，已成为人类生活中不可缺少的消费品。阳离子表面活性剂的产量虽然较少，但不同结构的产品种类却多达上千种，应用广泛。季铵盐型阳离子表面活性剂是最重要的阳离子表面活性剂，不仅品种多、产量大，而且应用范围广、发展速度快，已经成为一个独立的门类。与传统阳离子表面活性剂相比，在较好的乳化、杀菌、抗静电性能的基础上，脂肪酰胺丙基阳离子表面活性剂与其他表面活性剂复配性好，不易产生沉淀。
[0003]目前，用脂肪酰胺丙基二甲基胺和硫酸二乙酯合成的脂肪酰胺型阳离子表面活性剂在国外日用化工产品中已有应用，但相关研究报道很少。我国现阶段没有文献报道，亦无此产品的生产厂家，主要依靠进口。我国虽对其中间产物脂肪酰胺丙基二甲基胺已有一定的研究，但不同酸的反应条件不尽相同，而且还要用到毒性较大的溶剂。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种新型合成蓖麻醇酸酰胺型阳离子表面活性剂的方法。该方法克服了使用有毒性大的溶剂，反应过程体系粘度加大而难以进行等缺点，通过选用异丙醇、甲醇或乙醇等极性溶剂，并对工艺进行改进。该方法更加安全，收率也大大提高了。
[0005]具体方法是:
[0006]第一步反应中油浴加热溶解蓖麻油酸，氮气保护下加入N，N-二甲基-1，3-丙二胺，升温到145?155°C，反应过程中每隔一段时间测定酸价，其化学反应方程式为说明书附图1。
[0007]第二步反应中以异丙醇作为溶剂，以摩尔比1:1加入反应物，升温到异丙醇恒沸状态，每隔一段时间测定胺值，这样操作更加安全快捷，以达到更大的工业化应用，其化学反应方程式为说明书附图2。
[0008]
[0009]
[0010]本发明采用的技术方案如下:
[0011]蓖麻醇酸酰胺型阳离子表面活性剂的一种新型高效的合成方法，包括以下步骤:
[0012]I)将蓖麻油酸加入含有4A分子筛的三颈烧瓶中，油浴加热溶解。在氮气保护下滴加N，N- 二甲基-1，3-丙二胺进行酰胺化缩合反应。磁力搅拌，反应10?12小时，反应温度为145?155°C。测定酸价，当转化率不再发生变化时停止反应，反应结束后减压蒸馏约5?15min，将过量N，N-二甲基-1，3-丙二胺蒸出。剩余物加入甲苯溶剂，然后用石油醚反复结晶得到中间产物。
[0013]2)将上述步骤得到的N，N_ 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺与硫酸二乙酯以摩尔比1:1的用量滴加入装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和取样管的四颈烧瓶中，同时加入极性溶剂异丙醇。反应温度为维持异丙醇恒沸82.5°C，每隔一段时间测定胺值，当转化率不再发生变化时停止反应。反应后减压蒸馏出异丙醇，得到最终产物。
[0014]上述方法中，N，N- 二甲基-1，3-丙二胺是在氮气保护不断搅拌情况下滴加的，反应温度在150°C左右并且反应时间是10?12小时。
[0015]上述方法中，两种反应物摩尔比是1: 1.0，用极性溶剂异丙醇为溶剂，保持异丙醇恒沸，反应结束后减压蒸馏出异丙醇。上述得到最终产物的总反应时间为34?42小时。
[0016]本发明是一种新型的蓖麻醇酸酰胺型阳离子表面活性剂制备方法，该产物可用于生产香波中，在日化行业都具有非常重要而且广泛的应用前景。
【附图说明】
图1:制备N，N- 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺；
图2:制备蓖麻醇酸酰胺丙基乙基二甲基铵乙基硫酸盐。
【具体实施方式】
[0017]以下为本发明的【具体实施方式】。
[0018]本发明的实施例的合成路线图，如图1和2所示，合成分两步进行:
[0019]第一步，制备N，N- 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺，反应在在氮气保护下加入所有原料，，升温到150°C左右，反应10?12小时以使之反应完全。其化学反应方程式为图1o
[0020]第二步，制备蓖麻醇酸酰胺丙基乙基二甲基铵乙基硫酸盐:将第一步反应制得的N，N-二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺在极性溶剂异丙醇中与硫酸二乙酯进行反应，反应时间以胺值转化率不再发生变化时为准，其化学反应方程式为图2。
[0021](二)实施例
[0022]实施例1本发明合成步骤的实施例，按图1所示合成路线。
[0023]首先制备中间产物N，N- 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺，分为四个实施例:
[0024]实施例1:采用反应过程中加入4A分子筛与酸胺摩尔比1: 1.2:
[0025]在500mL三颈烧瓶加入的蓖麻油酸29.85g (0.lmol)，油浴加热溶解。在氮气保护下滴加N，N- 二甲基-1，3-丙二胺12.24g(0.12mol)进行酰胺化缩合反应。酰胺化反应是有水生成的可逆反应，因此可以用4A分子筛吸水，从而使反应正向进行。磁力搅拌，反应10?12小时，反应温度为145?155°C。测定酸价，当转化率不再发生变化时停止反应，反应结束后减压蒸馏约5?15min，将过量N，N_ 二甲基_1，3_丙二胺蒸出。剩余物加入甲苯溶剂，然后用石油醚反复结晶得到中间产物深黄色粘稠油状物N，N- 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺35.27g。产率为:92.2%。
[0026]实施例11:采用反应过程中不加4A分子筛与酸胺摩尔比1: 1.2:
[0027]在500mL三颈烧瓶加入的蓖麻油酸29.85g (0.lmol)，油浴加热溶解。在氮气保护下滴加N，N-二甲基-1，3-丙二胺12.24g(0.12mol)进行酰胺化缩合反应。磁力搅拌，反应10?12小时，反应温度为145?155°C。测定酸价，当转化率不再发生变化时停止反应，反应结束后减压蒸馏约5?15min，将过量N，N_ 二甲基_1，3_丙二胺蒸出。剩余物加入甲苯溶剂，然后用石油醚反复结晶得到中间产物深黄色粘稠油状物N，N- 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺32.51g。产率为:80.5%。
[0028]实施例1i1:采用反应过程中加入4A分子筛与酸胺摩尔比1: 1.0:
[0029]在500mL三颈烧瓶加入的蓖麻油酸29.85g (0.lmol)，油浴加热溶解。在氮气保护下滴加N，N- 二甲基-1，3-丙二胺12.24g(0.12mol)进行酰胺化缩合反应。酰胺化反应是有水生成的可逆反应，因此可以用4A分子筛吸水，从而使反应正向进行。磁力搅拌，反应10?12小时，反应温度为145?155°C。测定酸价，当转化率不再发生变化时停止反应，反应结束后减压蒸馏约5?15min，将过量N，N_ 二甲基_1，3_丙二胺蒸出。剩余物加入甲苯溶剂，然后用石油醚反复结晶得到中间产物深黄色粘稠油状物N，N- 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺34.27g。产率为:89.6%。
[0030]实施例1v:采用反应过程中加入4A分子筛与酸胺摩尔比1: 1.1:
[0031]在500mL三颈烧瓶加入的蓖麻油酸29.85g(0.lmol)，油浴加热溶解。在氮气保护下滴加N，N- 二甲基-1，3-丙二胺12.24g(0.12mol)进行酰胺化缩合反应。酰胺化反应是有水生成的可逆反应，因此可以用4A分子筛吸水，从而使反应正向进行。磁力搅拌，反应10?12小时，反应温度为145?155°C。测定酸价，当转化率不再发生变化时停止反应，反应结束后减压蒸馏约5?15min，将过量N，N_ 二甲基_1，3_丙二胺蒸出。剩余物加入甲苯溶剂，然后用石油醚反复结晶得到中间产物深黄色粘稠油状物N，N- 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺34.88g。产率为:91.2%。
[0032]实施例2目标产物一一蓖麻醇酸酰胺丙基乙基二甲基铵乙基硫酸盐的制备，分为三个实施例:
[0033]实施例1:米用异丙醇作为加入到反应体系中:
[0034]将上述步骤得到的N，N- 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺28.69g与硫酸二乙酯
11.55g以摩尔比1:1的用量滴加入装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和取样管的250ml四颈烧瓶中，同时加入极性溶剂120ml异丙醇。反应温度为维持异丙醇恒沸82.5°C，每隔一段时间测定胺值，当转化率不再发生变化时停止反应。反应后减压蒸馏出异丙醇，得到最终产物淡黄色油状液体38.02g，产率为94.5%。
[0035]实施例11:采用甲醇作为溶剂加入到反应体系中:
[0036]将上述步骤得到的N，N- 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺28.69g与硫酸二乙酯
11.55g以摩尔比1:1的用量滴加入装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和取样管的250ml四颈烧瓶中，同时加入极性溶剂120ml甲醇。反应温度为维持异丙醇恒沸82.5°C，每隔一段时间测定胺值，当转化率不再发生变化时停止反应。反应后减压蒸馏出异丙醇，得到最终产物淡黄色油状液体38.27g，产率为95.1 %。
[0037]实施例1i1:采用乙醇作为溶剂加入到反应体系中:
[0038]将上述步骤得到的N，N- 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺28.69g与硫酸二乙酯
11.55g以摩尔比1:1的用量滴加入装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和取样管的250ml四颈烧瓶中，同时加入极性溶剂120ml异丙醇。反应温度为维持乙醇恒沸82.5°C，每隔一段时间测定胺值，当转化率不再发生变化时停止反应。反应后减压蒸馏出异丙醇，得到最终产物淡黄色油状液体37.9g，产率为94.2 %。
【主权项】
1.一种新型脂肪酰胺型阳离子表面活性剂的制备方法，其特征是，包括以下工艺步骤: (1)在500mL三颈烧瓶加入的蓖麻油酸0.lmol，油浴加热溶解。在氮气保护下滴加N，N- 二甲基-1，3-丙二胺0.12mol进行酰胺化缩合反应。酰胺化反应是有水生成的可逆反应，因此可以用4A分子筛吸水，从而使反应正向进行。磁力搅拌，反应10?12小时，反应温度为145?155°C。测定酸价，当转化率不再发生变化时停止反应，反应结束后减压蒸馏约5?15min，将过量N，N-二甲基-1，3-丙二胺蒸出。剩余物加入甲苯溶剂，然后用石油醚反复结晶得到中间产物深黄色粘稠油状物N，N- 二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺。 (2)将上述步骤得到的N，N-二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺与硫酸二乙酯以摩尔比I: I的用量滴加入装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和取样管的250ml四颈烧瓶中，同时加入极性溶剂120ml异丙醇。反应温度为维持异丙醇恒沸82.5°C，每隔一段时间测定胺值，当转化率不再发生变化时停止反应。反应后减压蒸馏出异丙醇，得到最终产物淡黄色油状液体蓖麻醇酸酰胺丙基乙基二甲基铵乙基硫酸盐。2.根据权利要求1所述的N，N-二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺的合成步骤，其特征在于:所述的用4A分子筛吸水。3.根据权利要求1所述的N，N-二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺的合成步骤，其特征在于:所述的反应过程中每隔一段时间测定酸价，当转化率不再发生变化时停止反应。4.根据权利要求1所述的蓖麻醇酸酰胺丙基乙基二甲基铵乙基硫酸盐的合成步骤，其特征在于:所述的N，N-二甲基-3-蓖麻油酸酰胺基丙胺与硫酸二乙酯的摩尔比为1: 1.0。5.根据权利要求1所述的蓖麻醇酸酰胺丙基乙基二甲基铵乙基硫酸盐的合成步骤，其特征在于:所述的反应过程中每隔一段时间测定胺值，当转化率不再发生变化时停止反应。6.根据权利要求1所述的蓖麻醇酸酰胺丙基乙基二甲基铵乙基硫酸盐的合成步骤，其特征在于:所述的反应加入了极性溶剂异丙醇(甲醇或乙醇)。
【文档编号】B01F17/22GK105879771SQ201410835380
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月24日
【发明人】郑昌戈, 王亚钊, 龙瑞雪
【申请人】江南大学