碘化钾催化合成2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的研究

以环氧氯丙烷(EPIC)和三甲胺(TMA)为原料,碘化钾为催化剂,在乙醇介质中常温下合成了高活性醚化剂2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)。采用正交实验法考察了反应温度、物料配比、催化剂用量和反应时间对产品收率的影响。GTA最佳合成工艺条件为:n(EPIC)∶n(TMA)∶n(KI)=1∶0.3∶0.02,反应温度20℃,总反应时间4 h,在此优化条件下收率可达87.1%。     

N,N,N-三甲基-2-羟基-3-硬脂酰氧基丙基氯化铵的合成与表征

以环氧氯丙烷(ECH)和三甲胺(TMA)为原料,在40 kHz超声辅助下合成了季铵盐型活性醚化剂环氧氯丙基三甲基氯化铵(GTA);GTA在超声辅助下与硬脂酸反应,合成了阳离子单酯表面活性剂N,N,N-三甲基-2-羟基-3-硬脂酰氧基丙基氯化铵(CMESA)。通过元素分析,IR等手段对CMESA进行了表征,并考察了反应温度,n(GTA)∶n(硬脂酸),pH和反应时间等因素对产率的影响。结果表明,CMESA的合适合成条件为:超声频率50 kHz,n(GTA)∶n(硬脂酸)=3∶1,反应温度70℃,反应时间4 h,此条件下CMESA的产率为94.90%。     

环氧丙基三乙基氯化铵的合成与表征

环氧丙基三乙基氯化铵(GTA)为新型高效活性醚化剂,可用于改性含活泼氢的有机物合成阳离子化产物,用途广泛。以环氧氯丙烷(EPIC)与三乙胺(TEM)反应合成GTA,实验得出GTA的最佳合成条件为:磁力搅拌下,n(TEM)∶n(EPIC)=1∶3,反应时间为2.5 h,反应温度为25℃,GTA的收率为97.36%,熔点为139.6℃。通过元素分析和IR对产品进行了表征。     

高效活性醚化剂GTMAC的合成与性质

以环氧氯丙烷(EPIC)和三甲胺(TMA)为原料,常温气液相反应合成失水甘油基三甲基氯化铵(GTMAC)。EPIC与TMA的用量比、反应时间及反应温度对GTMAC收率的影响程度是:三甲胺与环氧氯丙烷的摩尔比>反应温度>反应时间。研究了GTMAC的吸水性、水解性,得出:敞开放置的GTMAC,存放温度上升水解加快但吸水减慢;存放时间延长,吸水与水解都加强。合成GTMAC最优工艺条件为:n(TMA)∶n(EPIC)=0 35∶1,反应温度25℃,通TMA时间2 5h,总反应时间4 5h,GTMAC收率88 9%,其中活性物GTMAC质量分数为94 8%。     

3-十六烷氧基-2-羟基丙基三甲基氯化铵的合成及性质研究

以十六醇、环氧氯丙烷(EPIC)与三甲胺盐酸盐合成了阳离子表面活性剂3-十六烷氧基-2-羟基丙基三甲基氯化铵(HPAC)。中间体十六烷基缩水甘油醚最佳合成条件:n(十六醇)∶n(EPIC)=1∶1.8,反应时间4 h,温度50℃,NaOH的浓度为50%,四丁基溴化铵作催化剂;HPAC最佳合成条件:n(十六烷氧基缩水甘油醚)∶n(三甲胺盐酸盐)=1∶1,温度30℃,反应3 h,HPAC的收率可达96%。研究了其界面、抗菌、抑菌性质。     

响应面分析优化2,3-环氧丙基三甲基氯化铵合成工艺条件的研究

以环氧氯丙烷(EPIC)和三甲胺(TMA)的醇溶液为原料,合成了活性中间体2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)。考察了三甲胺用量,反应温度以及总反应时间对产品收率的影响,通过响应面分析法优化,得到合成的最佳条件,即当反应物料摩尔配比nTMA∶nEPIC=0.25∶1,反应温度为21℃,总反应时间为4.8 h,此时GTA的产率可达30.1%。     

含酯基Gemini季铵盐柔软剂的合成工艺研究

以2-二甲氨基乙醇、硬脂酸为原料,合成了二甲基硬脂酸乙酯基叔胺,再与由十八烷基二甲基叔胺(DMA18)和环氧氯丙烷(ECH)为原料合成的中间体氯化铵反应,合成了一种含酯基的Gemini季铵盐柔软剂。通过单因素实验和正交实验考察了反应的影响因素。确定二甲基硬脂酸乙酯基叔胺的优化工艺条件为:n(2-二甲氨基乙醇)∶n(硬脂酸)=1.15∶1,反应温度100～110℃,m(甲苯)∶m(2-二甲氨基乙醇)=1.3∶1,反应时间7h,w(次磷酸)=1.0%,收率达96.6%以上;中间体氯化铵的优化工艺条件为:n(ECH)∶n(DMA18)=0.95:1,w(异丙醇)=50%,反应温度40～50℃,反应时间60min,收率达90.9%以上;含酯基Gemini季铵盐柔软剂的优化工艺条件为:n(中间体氯化铵)∶n(二甲基硬脂酸乙酯基叔胺)=1∶1.1;反应温度100℃;反应时间10h,收率达95.3%以上。该合成工艺已在河南省道纯化工技术有限公司成功进行了500L中试。     

[2,2]-对二甲苯环二体的合成

用对甲基氯苄和三甲胺合成季铵盐及利用Hofmann消除反应制备了[2,2] 对二甲苯环二体,讨论了溶剂、反应时间、反应温度等工艺条件对两步反应物产率、纯度的影响,确定了适宜的合成工艺条件,制备季铵盐的最佳条件为:n(对甲基氯苄)∶n(三甲胺)=1∶1 1,乙醇为溶剂,反应时间2h,反应温度45℃。制备对二甲苯环二体的最佳条件为:n(碱)∶n(季铵盐)=5∶1,硫酸铜为催化剂,通入氮气,反应温度110℃,反应时间为10～15h。所得产品中w(对二甲苯环二体)>99.5%。     

松香改性阳离子表面活性剂的合成

普通松香通过丙烯酸改性,与氯化亚砜、甲醛、吡啶合成新型吡啶双季铵盐阳离子表面活性剂。确定了反应的最佳工艺条件:n(丙烯酸改性松香)∶n(甲醛)∶n(吡啶)=1∶3∶4,m(催化剂)∶m(反应物料)=0.04∶1,反应温度75～85℃,反应时间8h。用红外光谱对目标产物进行了分析,测定了目标产物的表面性质。结果表明,目标产物吡啶双季铵盐阳离子表面活性剂具有良好的表面活性,并与阴离子表面活性剂有很好的相容性。     

一种新型季铵盐松香表面活性剂的合成与表征

改性松香可以合成一系列性能优良的表面活性剂。以松香、三乙胺(TEA)和环氧氯丙烷(EPIC)为主要原料,合成了新型季铵盐松香阳离子表面活性剂(3-松香酰氧-2-羟丙基-N,N,N-三乙基氯化铵),并采用红外光谱(FT-IR)和元素分析对该表面活性剂的结构进行了表征。研究结果表明:超声条件下合成该表面活性剂的最佳工艺条件是n(松香)∶n(TEA)∶n(EPIC)=1.5∶1.0∶1.3、p H为8~9、反应温度为85℃和反应时间为1.5 h,此时该表面活性剂的产率达到93.72%且性能良好。     

一种新型季铵盐的合成及表征

以间十五烷基酚为原料,与甲醛和二乙胺进行Mannich反应,合成了中间体6-二乙胺基甲基-3-间十五烷基酚,并利用中间体与溴乙烷合成了一种新型季铵盐,并通过IR、1H NMR、13CNMR和MS对产品结构进行了分析和表征。对整个合成路线进行了优化:乙醇20 mL,n(酚)∶n(醛)∶n(胺)=1∶3.5∶2.5,反应温度30℃,反应时间为1 h,回流时间为2 h;n(溴乙烷)∶n(中间体)=9∶1,V(乙醇)∶V(溴乙烷)=6∶1,反应温度为65℃,反应时间为12 h。     

环氧衍生物开环法制备壳聚糖季铵盐

采用异丙醇为溶剂,以壳聚糖(CTS)、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)为原料,用环氧衍生物开环法制备了壳聚糖季铵盐(HACC),通过单因素实验,考察了反应物摩尔比、反应时间、反应温度等因素对产物取代度的影响,结果表明,制备壳聚糖季铵盐的最优工艺条件为:n(CTS):n(GTA)=1∶4,壳聚糖相对分子质量(简称分子量,下同)3.2×105,碱化时间14h,预处理壳聚糖含水率20％,反应pH =7,反应温度75℃,反应时间8h.通过红外光谱、扫描电镜、热重分析对壳聚糖、壳聚糖季铵盐的结构、外观形貌、热稳定性进行了表征与分析,结果表明,壳聚糖季铵化改性以N取代为主,改性后外貌和粒度有了明显变化,并且热稳定性降低.     

糖苷基季铵盐表面活性剂的合成及表面性能研究

以葡萄糖和3-氯-1,2-丙二醇为原料合成中间体3-氯-2-羟丙基糖苷,在Na OH碱性条件下与十二/十四烷基二甲基叔胺反应合成糖苷基季铵盐,通过单因素试验确定了最佳工艺。对于糖苷化反应∶n(葡萄糖)∶n(3-氯-1,2-丙二醇)=1∶4,反应时间5 h,反应温度95℃;对于季铵化工艺:n(3-氯-2-羟丙基糖苷)∶n(十二/十四烷基二甲基叔胺)=1.3∶1,反应温度90℃,反应时间4 h。通过傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征产物结构,测定最终产物的表面性能,能得到活性剂的临界胶束浓度(CMC)为1.68×10-3mol/L,最低表面张力(γCMC)为27.6 m N/m。     

三羟乙基烯丙基季铵盐的合成与表征

以水为溶剂,以三乙醇胺和烯丙基氯为原料,控制反应温度、时间、摩尔比等条件,反应生成新型阳离子单体三羟乙基烯丙基型季铵盐。采用红外光谱表征了合成产物的结构,用硝酸银滴定法计算产率,并确定了最佳合成工艺条件:反应温度为40℃,反应时间24h,通过控制单体氯丙烯的挥发,使单体摩尔比为n(三乙醇胺)∶n(氯丙烯)=1∶1.1,目标产物的产率可达79.8%以上。     

[2,2]-对二甲苯环二体的合成研究

研究了季铵盐经霍夫曼消除反应制备[2,2]-对二甲苯环二体的合成方法。讨论了介质碱性、溶剂、反应温度和反应时间等工艺条件对产物收率的影响。获得了合成反应的优化参数为:对二甲苯为溶剂、硼氢化钠为还原剂、n(氧化银)∶n(季铵盐)=1∶1,反应温度110℃、反应时间10h。收率10.1%。     

酯基三甲氧基有机硅季铵盐的合成及其表面活性

以硬脂酸、N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)和γ-氯丙基三甲氧基硅烷为原料合成酯基三甲氧基有机硅季铵盐,采用FTIR,ESI-MS和1HNMR对中间体及终产物进行了结构表征,结果与目标结构一致。通过正交试验,得到中间体硬脂酸二甲基乙醇胺酯的优化合成工艺条件:反应温度为180℃,反应时间为8 h,n(硬脂酸)∶n(DMEA)=1∶1.6,催化剂用量为原料总质量的0.5%。季铵化合成产物的优化工艺条件:在N2保护下,反应温度为110℃,n(硬脂酸二甲基乙醇胺酯)∶n(γ-氯丙基三甲氧基硅烷)=1∶1.4,催化剂用量为原料总质量的0.5%,反应时间为28 h。并通过稳态荧光法测得产物在298 K下的临界胶束浓度为0.009 3 g·L-1。     

地沟油基阳离子表面活性剂的合成与性能研究

以环氧氯丙烷、三甲胺和地沟油为原料合成了地沟油基阳离子表面活性剂。采用正交实验方法分别对中间体环氧丙基三甲基氯化铵和终产物地沟油基季铵盐阳离子表面活性剂(CMESA)的最佳合成路线进行了优化,可得中间体的最优合成路线为:n(三甲胺):n(环氧氯丙烷)=1:3,反应温度为50℃,反应时间4h,此条件下中间体的产率为78. 64%;终产物最优合成路线为:w(地沟油):w(中间体)=1:1. 2,反应温度为85℃,反应时间3h,此条件下终产物的产率为89. 77%。通过傅立叶变换红外光谱仪对终产物的结构进行了表征。通过表面张力法测得25℃时终产物的临界胶束浓度为0. 37nmol·L~(-1),可知其具有较高的表面活性。通过泡沫实验可知,产物的起始泡沫高度为79mm,泡沫消失速度为0. 077mm/s,说明其发泡力及稳泡力较弱。     

3-十二烷氧基-2-羟基丙基三甲基氯化铵的合成与表征

月桂醇和环氧氯丙烷(EPIC)在相转移条件下反应得到中间体长链烷基缩水甘油醚(Ⅰ),其最佳反应条件为:n(EPIC)∶n(月桂醇)=1.8∶1,反应时间4 h,反应温度50℃,碱的浓度为50%。Ⅰ和三甲胺盐酸盐反应得到氯化N-(3-烷氧基-2羟-基)丙基-N,N,N-三甲基铵,最佳反应条件为:n(十二烷氧基缩水甘油醚)∶n(三甲胺盐酸盐)=1∶1,水浴温度30℃,反应时间3.5 h,此条件下收率可达97%。产物结构通过红外光谱及元素分析结果得以证实。     

腰果酚季铵盐表面活性剂的合成与表面活性

以环氧氯丙烷和三甲胺制得活性中间体环氧丙基三甲基氯化铵(GTA),再将其和腰果酚进行反应得到了腰果基季铵盐表面活性剂(3-腰果酚氧基-2-羟基)丙基-N,N,N-三甲基氯化铵。采用IR和MS对产物结构进行了表征。通过单因素实验探索其较优合成工艺为:当GTA用量为0.05 mol时,溶剂乙醇用量30 mL,反应温度70℃,反应时间6 h,n(腰果酚)∶n(GTA)=1.2∶1,此条件下收率可达76.69%。采用表面张力法和电导率法分别测定了产品的临界胶束浓度(cmc),分别为6.38×10-3和6.36×10-3 mol·L-1,γcmc=38.86 mN·m-1。     

工艺条件对对二甲苯二聚体收率的影响

以对甲基氯化苄和三甲胺为原料,通过亲核取代反应和Hofmann消除反应制备了对二甲苯二聚体。通过单因素实验确定了季铵盐合成的反应条件,以单因素实验结合正交实验优化了对二甲苯二聚体合成工艺。结果表明,制备季铵盐的最佳工艺条件为:n_(对甲基氯苄)∶n_(三甲胺)=1∶1.1,反应温度40℃,反应时间2 h。制备对二甲苯二聚体的最佳工艺条件为:n_(KOH)∶n_(季铵盐)=3.5∶1,吩噻嗪作为阻聚剂,CS-5作为相转移催化剂,采用双滴加氢氧化钾溶液和季铵盐溶液到反应体系中的滴加方式,季铵盐浓度为220 g/L,反应温度100℃,反应时间为8 h。优化后,两步反应总收率53.92%,对二甲苯二聚体质量含量为99.5%。