CN101711960A - 1,3-二氧杂环己烷缩醛型双阴离子表面活性剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种1，3-二氧杂环己烷缩醛型双阴离子表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：用正庚醛和季戊四醇反应得到1，3-二氧杂环己烷缩醛后，与1-氯-3-溴丙烷反应，所得的产物与碘化钾，亚硫酸钠和催化剂四丁基溴化铵在水中反应制得产品。本发明所用磺化试剂亚硫酸钠工业来源广泛，价格低廉，对人体毒害性弱，为实现产品的工业化提供了条件。
Description
技术领域
本发明涉及缩醛型可分解表面活性剂，具体是一种1，3-二氧杂环己烷缩醛型双阴离子表面活性剂的制备方法。
背景技术
表面活性剂基于其经济、实用、性能优良等优点已广泛应用于日化、食品、纺织、医药和石油等许多领域。目前，表面活性剂已向绿色化、多功能化、专用化、分子设计方向发展。与传统表面活性剂相比，缩醛型表面活性剂不仅化学和生物降解性都有了很大的改善，而且表面活性有了一定的提高，是一类新型的环境友好化学品，是今后“环境友好”表面活性剂发展的一个方向。含有1，3-二氧杂环己烷缩醛型是现在研究比较多的一类可分解表面活性剂，而国内外对含1，3-二氧杂环己烷缩醛的阴离子表面活性剂研究比较少，文献报道主要是：
长碳链醛和季戊四醇生成1，3-二氧杂环己烷缩醛后，在氮气保护下，未反应的两个羟基与1，3-丙磺酸内酯反应生成1，3-二氧杂环己烷的双阴离子磺酸盐表面活性剂([J].JAm Oil ChemSoc，1994，71(7)：727-730.)。
显然，在上述制备方法中所用的磺化试剂1，3-丙磺酸内酯，其工业来源不广，易爆，价高，特别是有潜在的致癌性，因此不利于工业化的实现。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上缺点，提供一种经济、实用，安全的缩醛型表面活性的制备方法。
本发明提供的一种1，3-二氧杂环己烷缩醛型双阴离子表面活性剂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)用季戊四醇和正庚醛反应制得1，3-二氧杂环己烷缩醛；
(2)取1，3-二氧杂环己烷缩醛溶于无水四氢呋喃中，在氮气保护下加入NaH，加热回流12-24h后，加入1-氯-3-溴丙烷，加热回流12-24h，除去溶剂，用乙醇重结晶，得白色粘稠状产物；1，3-二氧杂环己烷缩醛、NaH和1-氯-3-溴丙烷的摩尔比为1∶2.1-2.5∶2.1-2.5；
(3)白色粘稠状产物与碘化钾和亚硫酸钠按摩尔比1∶2-3∶2-3加入到反应器中，再加入少量四丁基溴化铵及蒸馏水，搅拌，加热回流12-24h，冷却，蒸去溶剂水后溶于乙醇滤掉不溶物，滤液重结晶得产品。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明所用磺化试剂为亚硫酸钠而文献报道所用的磺化剂是1，3-丙磺酸内酯，显然本发明所用的亚硫酸钠工业来源广泛，价格低廉，对人体毒害性弱，为实现产品的工业化提供了条件。
具体实施方式
实施例1
步骤1：在装有电磁搅拌器、回流冷凝管和温度计的100mL三颈圆底烧瓶中依次加入6.84g(60mmol)正庚醛、8.70g(64mmol)季戊四醇、60mLN，N-二甲基甲酰胺(DMF)和0.5g催化剂对甲基苯磺酸，回流20h。反应完成后，冷却，减压除去溶剂得黄色固体，加入60ml乙酸乙酯，滤去不溶物后滤液分别用2％的碳酸氢钠溶液100ml和蒸馏水100ml各洗两次，有机层加无水硫酸镁干燥3h后，除去乙酸乙酯得黄色固体。黄色固体用石油醚洗涤，得白色针状物1，3-二氧杂环己烷缩醛11.20g，产率80.5％。
步骤2：在氮气保护下，向装有电磁搅拌器、回流冷凝管和温度计的100mL三颈圆底烧瓶中加入40ml无水四氢呋喃和0.43g(18mmol)NaH，搅拌10分钟后，将1.74g(7.5mmol)步骤1制得的白色针状物1，3-二氧杂环己烷缩醛用10ml无水四氢呋喃溶于恒压滴液漏斗并缓慢滴入圆底烧瓶中，回流20h后，冷却至室温，用移液管移取1.89ml(18mmol)1-氯-3-溴丙烷，缓慢滴入烧瓶中，回流反应24h。反应完毕后，将溶剂除去，用乙醇重结晶后得白色粘稠状产物2.45g，产率85.6％。
步骤3：在电磁搅拌器上安装100mL四颈圆底烧瓶，并配有回流冷凝管和温度计。加入0.77g(2mmol)白色粘稠状产物，0.50g(4mmol)亚硫酸钠，0.66g(4mmol)碘化钾，0.01g四丁基溴化铵和10mL蒸馏水，搅拌下升温至97℃后，回流24h，冷却，蒸去溶剂水得白色固体，即为粗产品。将所得粗产品溶于乙醇后滤掉不溶物，滤液重结晶得白色固体0.89g，产率为86.2％。
实施例2
步骤1：同实施例1。
步骤2：在氮气保护下，向装有电磁搅拌器、回流冷凝管和温度计的100mL三颈圆底烧瓶中加入40ml无水四氢呋喃和0.38(16mmol)NaH，搅拌10分钟后，将1.74g(7.5mmol)步骤1制得的白色针状物1，3-二氧杂环己烷缩醛用10ml无水四氢呋喃溶于恒压滴液漏斗并缓慢滴入圆底烧瓶中，回流16h后，冷却至室温，用移液管移取1.68ml(16mmol)1-氯-3-溴丙烷，缓慢滴入烧瓶中，回流反应18h。反应完毕后，将溶剂除去，用乙醇重结晶后得白色粘稠状产物2.31g，产率80.1％。
步骤3：在电磁搅拌器上安装100mL四颈圆底烧瓶，并配有回流冷凝管和温度计。加入0.77g(2mmol)白色粘稠状产物，0.63g(5mmol)亚硫酸钠，0.82g(5mmol)碘化钾，0.01g四丁基溴化铵和10mL蒸馏水，搅拌下升温至97℃后，回流16h，冷却，蒸去溶剂水得白色固体，即为粗产品。将所得粗产品溶于乙醇后滤掉不溶物，滤液重结晶得白色固体0.86g，产率为82.7％。
Claims (2)
1.一种1，3-二氧杂环己烷缩醛型双阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)用季戊四醇和正庚醛反应制得1，3-二氧杂环己烷缩醛；
(2)取1，3-二氧杂环己烷缩醛溶于无水四氢呋喃中，在氮气保护下加入NaH，加热回流12-24h后，加入1-氯-3-溴丙烷，加热回流12-24h，除去溶剂，用乙醇重结晶，得白色粘稠状产物；1，3-二氧杂环己烷缩醛、NaH和1-氯-3-溴丙烷的摩尔比为1∶2.1-2.5∶2.1-2.5；
(3)白色粘稠状产物、碘化钾和亚硫酸钠按摩尔比1∶2-3∶2-3加入到反应器中，再加入少量四丁基溴化铵及蒸馏水，搅拌，加热回流12-24h，冷却，蒸去溶剂水后溶于乙醇滤掉不溶物，滤液重结晶得产品。
2.如权利要求1所述的1，3-二氧杂环己烷缩醛型双阴离子表面活性剂的制备方法，其特征在于步骤(3)中白色粘稠状产物、碘化钾和亚硫酸钠的摩尔比为1∶2∶2。
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