一种烷基糖苷羧基甜菜碱型两性离子型表面活性剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种两性离子型表面活性剂，具体涉及一种烷基糖苷羧基甜菜碱型两性离子型表面活性剂的制备方法。

背景技术：

烷基糖苷(alkylpolyglycoside，简称apg)是由葡萄糖与天然脂肪醇酸性条件下催化缩合脱水而得的混合物，兼具非离子与阴离子表面活性剂的特性，表面活性剂高，泡沫性能、去污性能和配伍性能优良，对人体皮肤刺激小，是一种无毒、易于生物降解较为环保的表面活性剂。原料糖苷主要来自玉米、马铃薯淀粉等天然再生资源，不受石油资源的约束，广泛应用于日化、纺织、食品加工、农药制药和石油开采等领域。实际应用中某些性能并不理想，如随着烷基链长度的增加烷基糖苷水溶性变差，泡沫性能随水的硬度增加而明显降低等。

技术实现要素：

1、所要解决的技术问题：

现有常规烷基糖苷表面活性剂随着烷基链长度的增加烷基糖苷水溶性变差，泡沫性能随水的硬度增加而明显降低。

2、技术方案：

为了解决以上问题，本发明提供了一种烷基糖苷羧基甜菜碱型两性离子型表面活性剂，是通式为：的化合物，n为平均聚合度1.1-3.0之间，r为烷基链碳数8-18之间。

所述n为平均聚合度1.1-2.0之间，r为烷基链碳数8-14之间。

本发明还提供了一种如烷基糖苷羧基甜菜碱型两性离子型表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，长链烷基多糖苷、二乙基胺、氯乙酸钠、磺酰氯，长链烷基糖苷：磺酰氯：二乙基胺：氯乙酸钠的摩尔比为1：1.0-1.2：1.1-1.5：1.1-1.5，第二步：将长链烷基糖苷、磺酰氯、二乙基胺通过取代反应得到长链烷基多糖苷叔胺中间体；第三步：将长链烷基多糖苷叔胺中间体与氯乙酸钠进行季铵化反应，制得烷基糖苷羧基甜菜碱两性离子型表面活性剂。

所述第二步中，所述磺酰氯采用缓慢滴加方式加入到所述长链烷基多糖苷中，滴加时间为0.5h-2.0h。

所述第二步中，所述磺酰氯与所述长链烷基多糖苷的反应温度为40.0℃-80.0℃。

所述第二步中，所述磺酰氯与所述长链烷基多糖苷的反应时间为0.5h-2.0h。

所述第二步中，二乙基胺在长链烷基糖苷与磺酰氯反应结束后逐滴加入，滴加时间为0.5h-1.0h，反应温度为50.0℃-100.0℃，反应时间为3.0h-8.0h。

所述第三步中，所述长链烷基多糖苷叔胺中间体与所述氯乙酸钠进行的季铵化反应。

所述第三步中，所述氯乙酸钠以固体颗粒一次性方式加入。

所述季铵化反应温度为50.0℃～100.0℃，反应时间为6.0h～12.0h。

3、有益效果：

本发明所制备的烷基糖苷羧基甜菜碱表面活性剂在烷基糖苷原有分子结构基础之上引入甜菜碱结构的两性离子基团从而获得直接获得烷基糖苷甜菜碱表面活性剂，产物不仅具备原有烷基糖苷绿色、天然、低毒、低刺激等优点，同时将兼具两性离子型表面活性剂特性如溶解性好、耐硬水、耐温、泡沫稳定性好等优点。

本发明通过对各步反应原料配比、反应温度、反应时间、原料加入方式等优化，本发明反应条件更为温和，产品收率较高；通过工艺条件优化措施，本发明工艺更加合理，提高设备利用率，有效降低生产成本，工业化生产实施更为容易。通过反应条件优化，产品性能更加稳定，产品质量容易控制。

附图说明

图1为烷基糖苷羧基甜菜碱表面活性剂水溶液表面张力随浓度的变化。

图2为烷基糖苷羧基甜菜碱表面活性剂水溶液起泡性能随浓度的变化。

图3为烷基糖苷羧基甜菜碱表面活性剂水溶液稳泡性能随浓度的变化。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明进行详细说明。

本发明提供了本发明提供了一种烷基糖苷羧基甜菜碱型两性离子型表面活性剂，是通式为：的化合物，n为平均聚合度1.1-3.0之间，优选1.1-2.0，r为烷基链碳数8-18之间，优选8-14。

本发明还提供了一种如烷基糖苷羧基甜菜碱型两性离子型表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：第一步：准备原料，长链烷基多糖苷、二乙基胺、氯乙酸钠、磺酰氯，长链烷基糖苷：磺酰氯：二乙基胺：氯乙酸钠的摩尔比为1：1.0-1.2：1.1-1.5：1.1-1.5，第二步：将长链烷基糖苷、磺酰氯、二乙基胺通过取代反应得到长链烷基多糖苷叔胺中间体；第三步：将长链烷基多糖苷叔胺中间体与氯乙酸钠进行季铵化反应，制得烷基糖苷羧基甜菜碱两性离子型表面活性剂。

实施例1：在带有温度计、搅拌器、冷凝管的250ml的四口烧瓶中，加入长链烷基多糖苷为apg0810，apg0810的固含量50％32.0g(0.05mol)，将6.75g(0.05mol)磺酰氯置于恒压滴液漏斗中，升温至50.0℃，边搅拌同时缓慢滴加磺酰氯溶液，30min滴加完毕，继续反应1.0h，冷却至室温；称取4.38g(0.06mol)二乙基胺置于恒压滴液漏斗中，再次升温至50℃，边搅拌同时缓慢滴加二乙基胺溶液，30min滴加完毕，继续反应4.0h后，冷却至室温，即得apg0810叔胺中间体；取7.0g(0.06mol)氯乙酸钠固体颗粒直接加入至apg0810叔胺中间体溶液中，升温至80.0℃，反应6.0h后，将所得水溶液减压蒸馏除去水分，用一定量的乙醇脱盐处理后即得目标产品apg0810羧基甜菜碱表面活性剂，产品收率为91.5％。

实施例2：在带有温度计、搅拌器、冷凝管的250ml的四口烧瓶中，加入长链烷基多糖苷为apg0814，apg0814(固含量50％)32.0g(0.05mol)，将6.75g(0.05mol)磺酰氯置于恒压滴液漏斗中，升温至60.0℃，边搅拌同时缓慢滴加磺酰氯溶液，30min滴加完毕，继续反应2.0h，冷却至室温；称取4.38g(0.06mol)二乙基胺置于恒压滴液漏斗中，再次升温至60.0℃，边搅拌同时缓慢滴加二乙基胺溶液，30min滴加完毕，继续反应4.0h后，冷却至室温，即得apg0814叔胺中间体；取7.0g(0.06mol)氯乙酸钠固体颗粒直接加入至apg0814叔胺中间体溶液中，升温至80.0℃，反应6.0h后，将所得水溶液减压蒸馏除去水分，用一定量的乙醇脱盐处理后即得目标产品apg0814羧基甜菜碱表面活性剂，产品收率为92.4％。

实施例3：在带有温度计、搅拌器、冷凝管的250ml的四口烧瓶中，加入长链烷基多糖苷为apg1214，apg1214(固含量50％)32.0g(0.05mol)，将6.75g(0.05mol)磺酰氯置于恒压滴液漏斗中，升温至60.0℃，边搅拌同时缓慢滴加磺酰氯溶液，30min滴加完毕，继续反应2.0h，冷却至室温；称取4.38g(0.06mol)二乙基胺置于恒压滴液漏斗中，再次升温至60.0℃，边搅拌同时缓慢滴加二乙基胺溶液，30min滴加完毕，继续反应4.0h后，冷却至室温，即得apg1214叔胺中间体；取7.0g(0.06mol)氯乙酸钠固体颗粒直接加入至apg1214叔胺中间体溶液中，升温至80.0℃，反应8.0h后，将所得水溶液减压蒸馏除去水分，用一定量的乙醇脱盐处理后即得目标产品apg1214羧基甜菜碱表面活性剂，产品收率为91.5％。

实施例4：以蒸馏水为溶剂，配制不同浓度的apg0810羧基甜菜碱表面活性剂、apg0814羧基甜菜碱表面活性剂和apg1214羧基甜菜碱表面活性剂水溶液，采用吊环法在25℃测定其表面张力，测定结果如图1所示。图中曲线表明溶液的表面张力随着浓度的增加开始稍有下降，然后迅速下降，最后又趋于不变，符合一般表面活性剂的表面张力随浓度变化规律，由曲线可以得到apg0810羧基甜菜碱表面活性剂、apg0814羧基甜菜碱表面活性剂和apg1214羧基甜菜碱表面活性剂的最低表面张力值分别达到30.8mn.m^-1、29.5mn.m^-1和28.8mn.m^-1，结果表明合成的烷基糖苷羧基甜菜碱表面活性剂具有较好的表面活性。

实施例5：参照gb/t7462-94规定的改进ross-miles法，配制不同浓度的apg0810羧基甜菜碱表面活性剂、apg0814羧基甜菜碱表面活性剂和apg1214羧基甜菜碱表面活性剂水溶液，在25℃条件下测定其起泡性能和稳泡性能。测定结果如图2所示。由图2曲线可以看出，随着烷基糖苷羧基甜菜碱表面活性剂水溶液浓度增加，其起泡高度(h)增加，浓度达到0.8g/l时，起泡高度趋于平稳，apg1214羧基甜菜碱表面活性剂起泡高度最高可达120mm以上，说明合成的烷基糖苷羧基甜菜碱表面活性剂具有较好的起泡性。

如图3所示，图3给出的是烷基糖苷羧基甜菜碱表面活性剂稳泡性，用泡沫高度衰减至最大起泡高度的一半时所消耗的时间即半衰期(t1/2)表示其稳泡性，烷基糖苷羧基甜菜碱表面活性剂半衰期均较长，说明稳泡性能较好。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。