[0028] 实施例1:6-3(OH)-18合成路线
[0029] 联接链含羟基基团的非对称型阳离子Gemini表面活性剂6-3(OH)-18,结构式如下:
[0030]
[0031] 合成路线如下:
[0032] 6-3(OH)-18的合成路线
[0033]
[0034] 以N,N-二甲基正己胺和1,3-二溴异丙醇为原料,合成单边取代产物产物2-羟基-3-溴己烷溴化铵;2-羟基-3-溴己烷溴化铵再与N,N-二甲基十八叔胺反应合成非对称型联接链含羟基的新型阳离子Gemini表面活性剂。
[0035] 实施例2:中间产物的合成
[0036] 2-羟基-3-溴己烷溴化铵的合成
[0037] 将N,N-二甲基正己胺和1,3-二溴异丙醇按照摩尔比1:4的比例混合,加入无水乙醇,在70℃下搅拌12小时,冷却后。旋转蒸发除去乙醇。加入乙醚萃取(3次),静置10min,收集下层粘稠状液体。过滤后将滤液旋转蒸发除去乙醚得到产品。产率:41.8%。
[0038] 实施例3:季铵化反应合成产物
[0039] 6-3(OH)-18的合成
[0040] 在反应器中将2-羟基-3-溴己烷溴化铵与N,N-二甲基十八叔胺按照摩尔比1:1混合,在80℃下反应24小时。反应物冷却后,旋转蒸发除去乙醇。再用乙醇/乙酸乙酯混合溶剂重结晶得到滤液,再将滤液用乙醇/无水乙醚混合溶剂重结晶3次得到最终产品,为白色固体。产率:21.4%。
[0041] 实施例4:6-3(OH)-18的核磁共振1HNMR谱和性质
[0042] 实施例3得到的终产物核磁共振1HNMR谱见图1。
[0043] 按照图1核磁共振谱图分析,最终产物6-3(OH)-18用DMSO溶解,测得1HNMR谱。在图1中δ=2.5与3.3处是DMSO的溶剂峰。其余质子位移δ为:6.20(d,1H),4.76(s,1H),3.54–
3.36(d,8H),3.15(t,12H),1.70(d,4H),1.27(d,37H),0.87(dd,6H)。从谱图处理的数据情况分析,可得知最终产物和设计目标产物一致。
[0044] 非对称型联接链含羟基基团的阳离子Gemini表面活性剂表面张力的测定,采用表面张力法对不同浓度的产物溶液的表面张力进行测定,作25℃下6-3(OH)-18水溶液表面张力随溶液浓度的变化曲线,见图2。
[0045] 图2中曲线的转折点对应的浓度为该表面活性剂的临界胶束浓度cmc,从图中曲线转折点对应的纵坐标可以得到该表面活性剂的表面张力γcmc。实验发现,非对称型联接链含羟基的阳离子Gemini表面活性剂的临界胶束浓度较低,cmc为6.2×10-4mol/L,在临界胶束浓度下的表面活性剂6-3(OH)-18的表面张力γcmc为41.2mN·m-1。
[0046] 实施例5:8-3(OH)-16合成路线
[0047] 联接链含羟基的阳离子Gemini表面活性剂8-3(OH)-16,结构式如下:
[0048]
[0049] 合成路线如下:
[0050] 8-3(OH)-16的合成路线
[0051]
[0052] 以N,N-二甲基正辛胺和1,3-二溴异丙醇为原料,合成单边取代产物产物2-羟基-3-溴辛烷溴化铵;2-羟基-3-溴辛烷溴化铵再与N,N-二甲基十六烷基胺反应合成非对称型联接链含羟基的新型阳离子Gemini表面活性剂。
[0053] 实施例6:中间产物的合成
[0054] 2-羟基-3-溴辛烷溴化铵的合成
[0055] 将N,N-二甲基正辛胺和1,3-二溴异丙醇按照摩尔比1:4的比例混合,加入无水乙醇,在70℃下搅拌12小时,冷却后。旋转蒸发除去乙醇。加入乙醚萃取(3次),静置10min,收集下层粘稠状液体。过滤后将滤液旋转蒸发除去乙醚得到产品。产率:60.7%。
[0056] 实施例7:季铵化反应合成产物
[0057] 8-3(OH)-16的合成
[0058] 在反应器中将2-羟基-3-溴辛烷溴化铵与N,N-二甲基十六烷基胺按照摩尔比1:1混合,在80℃下反应24小时。反应物冷却后,旋转蒸发除去乙醇。再用乙醇/乙酸乙酯混合溶剂重结晶得到滤液,再将滤液用乙醇/无水乙醚混合溶剂重结晶3次得到最终产品8-3(OH)-16,为白色固体。产率:30.9%。
[0059] 实施例8:8-3(OH)-16的核磁共振1HNMR谱和性质
[0060] 实施例7得到的终产物核磁共振1HNMR谱见图3。
[0061] 按照图3核磁共振谱图分析,最终产物8-3(OH)-16用DMSO溶解,测得1HNMR谱。在图1中δ=2.5与3.3处是DMSO的溶剂峰。其余质子位移δ为:δ6.17(d,1H),4.73(s,1H),3.48–
3.36(d,8H),3.15(t,12H),1.80–1.59(m,4H),1.27(d,36H),0.87(dd,6H).)。从谱图处理的数据情况分析,可得知最终产物和设计目标产物一致。
[0062] 非对称型联接链含羟基基团的阳离子Gemini表面活性剂表面张力的测定,采用表面张力法对不同浓度的产物溶液的表面张力进行测定,作25℃下8-3(OH)-16水溶液表面张力随溶液浓度的变化曲线,见图4。
[0063] 图4中曲线的转折点对应的浓度为该表面活性剂的临界胶束浓度(cmc),从图中曲线转折点对应的纵坐标可以得到该表面活性剂的表面张力γcmc。实验发现,非对称型联接链含羟基的阳离子Gemini表面活性剂8-3(OH)-16的临界胶束浓度较低,cmc为8.0×10-4mol/L,在临界胶束浓度下的表面活性剂8-3(OH)-16的表面张力为35.1mN·m-1。
[0064] 此外,非对称型季铵盐Gemini表面活性剂11-CO2-3(OH)-CO2-n(n分别等于11,13,15,)与本发明中的表面活性剂有类似的结构,联接链上都含有一个羟基,其分子结构式如下。
[0065]
[0066] 其中11-CO2-3(OH)-CO2-n的cmc和γcmc的数值列于表1。从表1中数据可以看出,本发明中的8-3(OH)-16的cmc和γcmc几乎均低于该系列表面活性剂,而6-3(OH)-18的cmc也均低于该系列表面活性剂,γcmc小于n=15的表面活性剂,由此说明,本发明中的非对称型季铵盐Gemini表面活性剂具有优良的表面活性。
[0067] 表111-CO2-3(OH)-CO2-n系列表面活性剂的表面活性参数
[0068]-1
n cmc/mol/L γcmc/mN·m
11 7.9×10-4 38.5
13 1.26×10-3 40.8
15 1.58×10-3 44.1
[0069] 虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。