脂肪伯胺项目系列产品简介之三

一、项目名称 长链烷基季铵盐的生产。 二、工艺路线 从叔胺经季铵化试剂反应得季铵盐产品,根据所用原料及季铵化试剂不同,可得到不同的季铵盐品种。常见的季铵盐品种有:单长链烷基三甲基季铵盐、双长链烷基二甲基季铵盐、单长链烷基苄基二甲基季铵盐及单长链烷基二(羟乙基)季铵盐。     

不同季铵盐作用下的CO2水合物相平衡

CO₂气体水合物形成热力学性质是实施海水淡化、沼气纯化、碳捕集和封存、能源利用、天然气储存等技术的关键。采用恒容温度搜索法,在温度272.75~294.35 K,压力0.35~4.50 MPa的范围内,探究了四种季铵盐促进剂对CO₂气体水合物相平衡的影响。结果表明,相同条件下,季铵盐作用下CO₂水合物的相平衡温度由高到低分别为：四丁基氟化铵（TBAF）>四丁基溴化铵（TBAB）>四丁基氯化铵（TBAC）>苄基三乙基氯化铵（TEBAC）。基于Clausius-Clapeyron方程,计算了不同体系的相变潜热,探讨了其对水合物稳定性的影响。可以看出,水合物的相平衡压力对数与温度倒数呈线性关系,其中,TBAF、TBAB作用下的CO₂水合物相变潜热相接近且明显高于其他季铵盐,说明其促进效果最好,所对应的水合物生成条件也最为温和。利用Chen-Guo模型,结合PR状态方程和改进Joshi经验活度模型,分别计算了TBAF、TBAB、TBAC和TEBAC作用下CO₂水合物热力学相平衡数据,计算结果与实验数据吻合良好,最大平均相对误差为7.50%。     

烷基糖苷季铵盐的合成与表征

以十二烷基二甲基叔胺盐酸盐和环氧氯丙烷为原料,合成中间体N-(3-氯-2-羟丙基)-N,N-二甲基-N-十二烷基氯化铵(CHPDDAC);对非离子烷基糖苷(APG)进行季铵化改性生成烷基糖苷季铵盐(APGQAS);通过正交实验确定了最佳合成工艺为:以异丙醇为溶剂,n(APG)∶n(CHPDDAC)=1.1∶1,反应温度为80℃,反应时间为7 h.通过红外光谱、元素分析及核磁共振波谱确定其化学结构,测定产物的临界胶束浓度CMC为3.16×10-4mol/L,γCMC为21.51 mN/m,Krafft点为-3.57℃.     

不同酯化度的酯基季铵盐的制备和性能研究

制备了3种酯化度不同的硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐,研究了其柔软性、生物降解性及对织物白度的影响等,并与双十八烷基二甲基氯化铵(D1821)进行了比较。结果表明：酯基季铵盐(EQ)的生物降解性均优于D1821;硬脂酸乙酯基双羟乙基甲基硫酸甲酯铵和双硬脂酸乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵的柔软性和D1821相当,三硬脂酸乙酯基甲基硫酸甲酯铵的柔软性很差;D1821对织物白度有较大的影响,而酯基季铵盐对织物白度的影响不大。     

过氧化磷钨杂多酸季铵盐催化氧化苯乙烯的研究

分别采用不同的季铵盐四丁基氯化铵(Bu4NCl)、三辛基甲基氯化铵(C8H17)3CH3NCl和溴化十六烷基吡啶(π-C5H5NC16H33Br)与钨酸或钨酸钠、磷钨酸反应制得过氧化磷钨杂多酸季铵盐Q 3{PO4[W(O)O4]3[W(O)O4]}3-(Q :季铵盐正离子R4N ),以其为催化剂、二氯乙烷为溶剂、H2O2为氧化剂氧化苯乙烯,结果发现过氧化磷钨三辛基甲基铵有很好的催化活性,在反应温度55℃、pH=3.0、n(催化剂)∶n(苯乙烯)∶n(H2O2)=1∶100∶120时,苯乙烯的转化率为40.2%,环氧苯乙烷的选择性为39.2%.     

甲基碳酸酯季铵盐的合成与表征

研究了碳酸二甲酯与长链烷基叔胺的季铵化反应。考察了反应温度、反应时间、物料摩尔比和溶剂用量等反应条件对十二烷基二甲基叔胺季铵化反应的影响,确定了优化条件:反应温度130℃、反应时间5h、n(碳酸二甲酯)/n(烷基叔胺)=5、甲醇质量分数(相对于反应原料的质量)10%。在该条件下,不同碳链长度的单烷基叔胺的季铵化率均达到98%以上,而双碳十和双碳十八叔胺的转化率较低,分别为88.09%和68.77%。说明空间位阻是影响季铵化反应进程的重要因素,与分子空间结构模拟的结果一致。通过增加反应时间,双碳十叔胺反应7h季铵化率为98.85%,双十八烷基甲基叔胺反应12h季铵化率为95.68%。采用1HNMR与IR对合成季铵盐的结构进行了表征,结果表明,成功合成了甲基碳酸酯季铵盐。     

有机反离子十六烷基三甲基铵的表面活性及应用性能

研究了十六烷基三甲基甲酸铵(HTAF)、十六烷基三甲基乙酸铵(HTAA)和十六烷基三甲基丁酸铵(HTAE)的表面活性、抗静电性、耐盐和耐酸碱性、金属腐蚀性、抑菌性和生物降解性,并对HTAF与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠(AEC-9Na)和非离子表面活性剂烷基糖苷(APG₁₂₁₄)二元复配体系的抑菌性和去污洗涤效果进行了测试。结果表明:HTAE的临界胶束浓度(cmc)和表面张力(γ_cmc)皆低于HTAF和HTAA;HTAF和HTAA的抗静电性能与传统抗静电剂十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵(SN)处于一个数量级,HTAE的抗静电性较差;三种有机反离子季铵盐对一价Na⁺和二价Ca²⁺,Mg²⁺都具有优良的耐盐性(>200 g/L),并且耐酸碱性能较好;有机反离子季铵盐对金属的腐蚀性明显低于十六烷基三甲基氯化铵(HTAC);三种有机反离子季铵盐的7天初级生物降解度都大于98%;在20 mg/kg含量下,HTAF对金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(E.coli)仍表现出较好的抑菌效果(>95%)。二元复配体系表明:AES/HTAF混合体系相比标准洗衣液具有更好的去污效果,但基本无抑菌性能;AEC-9Na/HTAF混合体系兼具优异的抑菌和去污洗涤性能;APG;/HTAF混合体系抑菌性能较好,但去污效果较差。     

含咪唑啉环不对称双季铵盐的合成及其缓蚀性能

以长链烷基叔胺、长链烷基叔胺盐酸盐、环氧氯丙烷为原料合成了N-(3-氯-2-羟丙基)-N,N-二甲基长链烷基季铵盐,利用其与长链烷基咪唑啉季铵化合成了含咪唑啉环的不对称双季铵盐。通过FTIR,1HNMR验证了中间体和目标产物结构,考察了其合成工艺。合成含咪唑啉环不对称双季铵盐的最佳反应条件为:n[N-(3-氯-2-羟丙基)-N,N-二甲基长链烷基季铵盐]∶n(长链烷基咪唑啉)=1∶1.1,反应溶剂采用异丙醇,反应温度80℃。用失重法测定了25℃时含咪唑啉环不对称双季铵盐在1.0mol/L盐酸溶液中的缓蚀性能,结果表明,仅添加50mg/L,对Q235钢缓蚀率达98.89%。     

绿色有效合成N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵碱

报道了一种安全、绿色、高效合成N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵碱的方法.首先,以1-金刚烷胺为原料,碳酸二甲酯(DMC)为甲基化试剂,合成中间体N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵盐.然后,中间体与氢氧化钙反应,得到最终产物N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵碱.通过1HNMR和13CNMR对季铵盐和季铵碱的结构进行了表征.分别考察了催化剂、反应物物质的量比〔n(1-金刚烷胺):n(DMC)〕、反应温度和时间对N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵盐收率的影响.得到的最佳反应条件为:N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为催化剂,且m(DMF)/m(1-金刚烷胺)=0.25,n(1-金刚烷胺):n(DMC)=1:8,反应温度和时间分别为140℃和5 h.在该条件下,N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵盐的收率可达97.3％.     

新型烷基糖苷季铵盐的制备及性能

以十二烷基二甲基叔胺盐酸盐和环氧氯丙烷为原料合成中间体N-(3-氯-2-羟丙基)-N,N-二甲基-N-十二烷基氯化铵(CHPDDAC),然后与非离子烷基糖苷(APG)进行季铵化反应生成烷基糖苷季铵盐(APGQAS)。通过红外光谱及元素分析确定其化学结构,并对产物的表面活性、与AES的复配性能、泡沫性能、生物降解性、抗静电性能和杀菌性能进行了测定。结果表明,其CMC为3.16×10-4mol/L,γCMC为21.51 mN/m;Krafft点为-3.57℃;与AES复配时,当n(APGQAS)/n(AES)<0.8或n(APGQAS)/n(AES)>1.0时,溶液的透光率均大于90%;在去离子水中的初始泡沫体积为308 mL;6 d后生物降解率达90%以上;在浓度为5 g/L时,处理的聚酯布抗静电性能最好;对杆状菌和大肠杆菌的杀菌作用良好。     

一种硫酸根离子选择电极的研制

以季铵盐(氯化2,3,4-三(十二烷基)苯甲基三甲基铵)为电活性物质,以邻苯二甲酸二丁脂(DBP)为增塑剂,对-三氟乙酰苯甲羧基己基醚为添加剂,制作的PVC膜硫酸根离子选择性电极.实验结果表明,电极对硫酸根离子具有选择性好,响应性快,稳定性好的特点,其线性响应范围为1×10-1~1×10-5mol/L,适宜的pH值为1.5~5。     

绿色有效合成N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵碱

本文报道了绿色合成N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵碱的方法。首先,以1-金刚烷胺为原料,以碳酸二甲酯（DMC）为甲基化试剂,合成中间体N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵盐。然后,中间体与氢氧化钙反应,得到最终产物N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵碱。通过1H NMR和13C NMR对季铵盐和季铵碱的结构进行表征。分别考察了催化剂,反应物的摩尔比[n(1-金刚烷胺):n(DMC)],反应温度和时间对N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵盐的收率的影响,获得了最佳的反应条件：N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为催化剂,且m(DMF):m(1-金刚烷胺) = 0.25,n(1-金刚烷胺):n(DMC) =1:8,反应温度和时间分别为140 ℃和5 h。此反应条件下,N,N,N-三甲基-1-金刚烷基季铵盐的收率可达97.3％。与传统工艺中采用硫酸二甲酯（DMS）为甲基化试剂相比,本工艺更安全、绿色、高效。     

离子液体中制备壳聚糖季铵盐及其絮凝效果研究

采用一步合成法制备了离子液体甘氨酸盐酸盐,以其水溶液为反应介质,壳聚糖与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵进行季铵化反应,得到壳聚糖季铵盐,并将其用于中药废水的絮凝处理.考察了温度、时间、反应物配比及离子液体浓度对季铵盐取代度的影响,以及季铵盐加入量、pH、搅拌时间对絮凝效果的影响.实验结果表明,在离子液体中进行的季铵化反应效率及产品取代度均高于常规的非均相反应,壳聚糖季铵盐能够有效去除中药废水的浊度和COD.     

壳聚糖季铵盐阳离子改性亚麻织物染色

采用羟甲基二甲基氯化铵与伯羟基酰化N-乙酰化壳聚糖合成了低聚合度季铵型阳离子壳聚糖季铵盐(HBCC)。采用HBCC对亚麻织物整理后染色,研究结果表明,HBCC处理的亚麻织物上染率为41.0%,固色率为75.9%,水洗牢度达到5级,耐摩擦牢度达到5级。     

新型Gemini阳离子表面活性剂的合成和性能（2）——从十二胺和环氧氯丙烷合成多烷基多季铵盐阳离子

介绍了从十二胺和环氧氯丙烷合成一系列在两个十二烷基二甲基季铵盐基团之间分别含有一个甲基亚胺基、十二烷基亚胺基、二甲基亚铵基以及十二烷基甲基亚铵基的多烷基多季铵盐的方法及其表面活性。所合成的多季铵盐皆具有良好的水溶性;与常用的十二烷基三甲基氯化铵相比,具有两个十二烷基链的季铵盐的cmc要低2个数量级,而且有3个十二烷基链的季铵盐的cmc则要低4个数量级。不论分子中亲水性季铵盐基团的数目是多少,季铵盐类的cmc的对数(log cmc)随分子中疏水基的总碳原子数的增加线性下降;对含有两个烷基链的季铵盐,分子中心引入另一个电荷对发泡性能仅有微小的影响,而具有3个烷基链的三季铵盐比具有3个烷基链的双季铵盐具有更强的发泡和稳泡性能。     

有机蒙脱石的制备新方法及性能表征

四甲基氯化铵(TMA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、双氯乙酸丙二醇酯基双十二烷基四甲基氯化二铵(双子季铵盐GQAS)作为钠基蒙脱石(Na-MMT)的改性剂,分别采用一次插层法和两次插层法对Na-MMT进行有机化改性.X射线衍射(XRD)测试表明,Na-MMT的层间距(d001)值随着改性剂碳链长度的增长而增大,采用一次插层法时,d001值依次由Na-MMT的1.30nm增大至1.34nm、2.89nm和3.72nm,而采用两次插层法时(第一次用TMA,第二次用双子季铵盐插层)OMMT的d001值增大至3.99nm.热重分析(TGA)表明Na-MMT的失重率为13.4%,双子季铵盐一次插层的有机MMT(OMMT)的失重率为40.5%,而用TMA第一次插层,双子季铵盐第二次插层的OMMT的失重率为49.8%.傅里叶变换红外光谱(FT-IR)同样证实采用两次插层法,MMT层间吸附的阳离子与有机阳离子的交换更彻底.用双子季铵盐作为改性剂、通过两次插层法制备OMMT,鲜见文献报道.     

几种常见非离子表面活性剂与季铵盐复合对致病菌的杀菌性能研究

以阳离子表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)、聚六亚甲基双胍盐酸盐(IB)、双癸基二甲基氯化铵为主的双8-10(D8-10)和双癸基甲基羟乙基氯化铵(DEQ)以及非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯(9)醚(BAN)、格尔伯特醇聚氧乙烯(5⁶)醚(BAE)、异辛醇聚氧乙烯(56)醚(BAE)、异辛醇聚氧乙烯(5⁶)醚(HYT)、烷基多苷(FCET)为研究对象,研究了复合组分的季铵盐、非离子表面活性剂与复合组分的季铵盐对大肠杆菌、金黄色葡萄菌以及白色念珠菌作用20 min后的杀菌活性。结果表明,60 mg/L 1227、IB、D8-10和DEQ复合溶液,杀菌作用20 min,即可对大肠杆菌、金黄色葡萄菌和白色念珠菌的KL>1;1227、IB、D8-10和DEQ对3种人体致病菌的杀灭效果除了与组合方式有关以外,还可能与之复合非离子表面活性剂的结构及浓度密切相关。     

绿色双酯链季铵盐蒙脱石插层剂的合成及生物降解性

合成了一种绿色多链季铵盐蒙脱石插层剂:N-甲基-N-乙基-N,N'-双软脂酸乙酯氯化铵(MEH),代替目前国内广泛使用的、难以降解的季铵盐蒙脱石插层剂:十八烷基二甲基氯化铵(D1821)。利用N-甲基-N,N'-二乙醇胺和软脂酸的酯化反应合成软脂酸双酯二乙醇胺,再利用氯乙烷季铵化合成了目的物MEH,研究了MEH的最佳合成条件参数,并采用活性污泥法检测了MEH的生物降解性。结果显示酯化反应的最佳工艺参数为:软脂酸:二乙醇胺的投料比为2.5∶1、温度为160℃、反应时间为4.5 h,在此条件下双酯含量达到70%以上。季铵化的最佳条件为:氯乙醇与酯化产物的投料比为1.2∶1、温度为80℃、反应时间为4 h,在此条件下季铵化率达到90%以上。一周以后MEH的生物降解率可达到90%以上,而D1821在同条件下的降解率仅为5%。MEH合成成功,生物降解率远远高于D1821,理论上完全可以代替D1821。     

季铵卤化银的制备及其热分解特性(英文)

季铵盐如十六烷基三甲綦经铵(CTAB)或十六烷基碘化铵(CTAI)与硝酸银反应得到新的沉淀物A,B,C和D。测试沉淀物的元素组成以及XRD,TG-DTA和IR,表明沉淀物是不于卤化银的新的化合物,暂时叫做季铵卤化银如十六烷基三甲基溴化银铵或十六烷基三甲基碘化银铵。分子式是A:C19H42NAg2Br3;B:C19H42NAgBr3;C:C19H42NAg2I3;和D:C19H42NAgI2;.我们季铵卤化银是季铵阳离子部分取代卤化银分子中的银离子的结果。     

双-(N-双(二甲胺基)亚甲基)-氯化亚胺盐的合成及在相转移催化Halex反应中的应用

N-烷基共轭季铵盐是制备芳香氟化物的一种新型相转移催化剂。以四甲基脲为原料,通过氯代、缩合、中和3步反应合成了双-[N-双(二甲胺基)亚甲基]-氯化亚胺盐(CNC~+Cl~-),通过~1H NMR、~(13)C NMR和热重分析(TG)对其进行结构表征,并将该催化剂应用于Halex反应,获得了比其它常规相催化剂更好的氟化反应结果。