新型三联季铵盐表面活性剂的合成与性能研究

本文合成了一种三聚阳离子表面活性剂—三(2-氯化十二烷基二甲铵基乙基)胺(TCDAEA)。以三乙醇胺、氯化亚砜为原料,经分子内亲核取代合成了中间体三(2-氯乙基)胺并通过乙酰化法测定其转化率;然后以三(2-氯乙基)胺与N,N-二甲基十二烷基叔胺经季铵化反应合成了TCDAEA。并通过单因素条件实验考察了催化剂质量分数、反应温度、反应时间、溶剂质量分数、N,N-二甲基十二烷基叔胺与三(2-氯乙基)胺物质的量比等因素对产品产率的影响及其对产品溶液表面张力的影响。结果表明：当氢氧化钾质量分数为0.3%、nN,N-二甲基十二烷基叔胺：n三(2-氯乙基)胺=3.9、溶剂质量分数为20%、反应温度为80℃、反应时间为6h时,产品收率可达96.56%;在上述条件基础上,在25℃、临界胶束浓度为4.2?0-4mol/L时,产品溶液的表面张力降低至25.2mN/m。此外,用FT-IR方法对中间体和产物TCDAEA进行了分析表征,研究表明,TCDAEA是一种新型的三聚季铵盐阳离子表面活性剂,具有更高的表面活性。     

一种Gemini阳离子表面活性剂的合成及其在SiO_2界面的吸附规律

在甲醇钠催化下,丁二酸二甲酯与N,N-二甲基乙醇胺进行酯交换反应合成二(二甲基胺基乙基)丁二酸酯,产率91.2%(以丁二酸二甲酯计);再与正溴代十四烷反应合成了一种新型含丁二酸酯基的Gemini阳离子表面活性剂C14H29(CH3)2N+CH2CH2OCOCH2CH2COOCH2CH2N+(CH3)2C14H29.2Br-,产率85%[以二(二甲基氨基乙基)丁二酸酯计];研究了这种双子表面活性剂在SiO2上的吸附规律,实验结果表明,该Gemini阳离子表面活性剂在SiO界面吸附规律符合Langmuir方程.     

新型三联季铵盐表面活性剂的合成

合成一种三聚阳离子表面活性剂--三(2-氯化十二烷基二甲铵基乙基)胺(TCDAEA).以三乙醇胺、氯化亚砜为原料,经分子内亲核取代合成(中间体三(2-氯乙基)胺(TCEA);再以(2-TCEA)与N,N-二甲基十二烷基叔胺(12DMA)经季铵化反应合成TCDAEA.实验考察了催化剂质量分数、反应温度、反应时间、溶剂质量分数、(12DMA)与(TCEA)物质的量比等因素对产品产率的影响.结果表明:当氢氧化钾质量分数为0.3%、n12DMA:nTCEA=3.9、溶剂质量分数为20%、反应温度为80 ℃、反应时间为6 h时,产品收率可达96.6%.在25 ℃、临界胶束浓度为4.2×10-4 mol/L时,产品溶液的表面张力降低至25.2 mN/m.并用FT-IR方法对中间体(TCEA)和产物TCDAEA进行了结构表征.     

双子表面活性剂的绿色合成研究

以棕榈酸、芥酸、N,N-二甲基丙二胺、1,3-二氯-2-丙醇为原料,离子液体为催化剂,多元醇为溶剂,通过多组分串联反应合成双子表面活性剂;与传统制备方法相比,该方法具有原子经济性、制备工艺简单、能耗小、成本低等优点,是一种适合于工业生产的新方法.将得到的双子表面活性剂作为稠化剂制备油田清洁压裂液,具有耐温耐剪切性能好,携砂性能好等优点.     

烷基咪唑卤化物微波辅助合成研究

以N-甲基咪唑为原料,采用无溶剂微波辐射方法合成两种烷基咪唑卤化物离子液体,探讨反应时间、原料配比及微波功率对反应产率的影响。结果表明,不同卤代烷的反应活性不同,所需要的微波功率和反应时间有明显差异,微波功率为200 W,微波辐射反应时间5 min,合成1-丁基-3-甲基咪唑溴化物产率达到94.6%。微波功率为300 W,微波辐射反应时间20 min,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯化物产率为82.1%。     

磷酸酯二聚表面活性剂的合成与性能

以乙二醇、环氧氯丙烷、正辛醇和五氧化二磷为原料,合成二聚表面活性剂双辛醚聚乙二醇磷酸酯钠(EAOPN).首先在n(乙二醇):n(环氧氯丙烷)=1.0:2.1,反应温度为60℃,反应时间为6.0 h条件下,得到乙二醇二缩水甘油醚(EAE);其次在n(辛醇):n(EAE)=2.2:1.0,反应温度为120℃,反应时间为5.0 h条件下,得到产率为89%的双醚醇化产物;最后在n(五氧化二磷):n(双酯醇)=1.2:1.0,反应温度为70℃,反应时间为3.0 h条件下,得到单酯收率为65%的二聚双辛醚聚乙二醇磷酸酯钠(EAOP).用氢氧化钠中和得到产物.通过红外光谱分析其产物结构,并测定产物的表面张力、临界胶束浓度、润湿性等.结果表明,所合成的EAOPN与单基表面活性剂辛醚聚乙二醇磷酸酯钠相比,具有更好的表面活性.     

溴化1-十六烷基-3-(11-羟十一烷基)-2-甲基咪唑季铵盐的合成及结构表征

以2-甲基咪唑为原料通过亲核取代反应合成一种N,N-二烷基化咪唑季铵盐.利用红外光谱(IR)和氢核磁共振波谱(1 HNMR)、分子量测试、C、H、N元素分析和Br-含量的测试对目标产物进行结构表征.测试结果确定该季铵盐为溴化1-十六烷基-3-(11-羟十一烷基)-2-甲基咪唑季铵盐.本合成反应原料经济易得,产物的提纯方法简单,产率(90%)和纯度很高,具有一定的推广和应用前景.     

带有长链烷基及氨基活性官能团的赖氨酸双季铵盐的合成及表征

为了解决目前所合成的双季铵盐较少含有可以进行反应的活性官能团等问题,以N,N’-二氯乙酰赖氨酸乙酯、N,N-二甲基正辛胺、1,3-丙二胺为原料合成了一种带有长链烷基及氨基活性官能团的赖氨酸双季铵盐化合物.通过红外（FTIR）、质谱（LCQ）对所合成的产物进行表征分析,结果表明产物是所需要的目标产物.     

磺酸盐双子表面活性剂的合成及性能

以2-氯乙基磺酸钠、1, 3-丙二胺、环氧氯丙烷等为原料,经取代、开环反应合成了一种磺酸盐型阴离子双子表面活性剂:N, N-二(3-氯-2-羟基丙烷-N-十六烷基仲胺)丙二胺二乙基磺酸钠(GAS-316). 通过控制变量,优化了GAS-316的合成条件;利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)对GAS-316进行结构表征,并评价其表面/界面性能. 结果表明:GAS-316的临界胶束浓度(C_CMC)为0.27 mmol/L,其表面张力γ_CMC为19.64 mN/m,具备优秀的表面活性;质量分数为0.5%的GAS-316溶液在45 ℃时,20 min内可将油水界面张力降至5.25×10-2 mN/m(低界面张力级别),拥有较好的界面活性.     

抗癌药1,4-二[2-(二甲胺基)乙胺基]-5,8-二羟基蒽醌的合成研究

以2,3-二氢-1,4,5,8-四羟基蒽醌和N,N-二甲基乙二胺为原料,合成了抗癌药物1,4-二[2-(二甲胺基)乙胺基]-5,8-二羟基蒽醌(下称:AQ4),考察了温度、溶剂、催化剂、氧化方式等对其产品收率的影响.确定的较佳工艺方法为:以2,3-二氢-1,4,5,8-四羟基蒽醌和N,N-二甲基乙二胺为起始原料进行缩合反应,用N,N-二甲基乙二胺兼做溶剂,首先制得1,4-二[2-(二甲胺基)乙胺基]-5,8-二羟基蒽醌隐色体(AQ4隐色体),进而用硝基苯进行氧化反应制得AQ4,产品总收率达到67.5%,产品结构利用红外(IR)、核磁(1H NMR)进行了表征.较佳的缩合反应条件为:反应温度50~55℃、反应时间2 h;较佳的氧化反应条件为:反应温度140~145℃、回流反应时间15 min.     

微波辐射一锅法合成N-(4-芳基噻唑-2-基)-腙类化合物

在微波辐射下,以异丙醇作溶剂,以醛(或酮)、氨基硫脲和溴代苯乙酮进行一锅3组分反应,探讨了溶剂和微波功率对反应的影响,确定了最佳反应条件,并合成了一系列N-(4-芳基噻唑-2-基)-腙类化合物,反应时间5～10min,产率86%～95%.     

以双子表面活性剂为模板全微波辐射合成介孔分子筛MCM-48

以新型表面活性剂双子表面活性剂C18H37N+(CH3)2(CH2)10N+(CH3)2C18H37·2Br-作为模板剂,采用全微波辐射工艺合成出有序介孔材料MCM-48.研究了全微波合成过程中的体系配比、酸碱度、微波功率和时间对反应晶化和脱模的影响.结果表明,利用全微波技术合成介孔分子筛MCM-48,与水热法相比可缩短反应时间,所得产物具有三维的介孔排列结构,孔径约3.5nm.     

超声波技术合成N,N-二甲基-4'-羟基査尔酮

采用超声波技术,以对羟基苯乙酮和4-N,N-二甲基苯甲醛为原料,HCl气体为催化剂,乙醇为溶剂,合成了具有光敏性的N,N-二甲基-4'-羟基査尔酮,产物结构经1H-NMR、FT-IR和UV-Vis等进行了确认.结果表明:超声输出功率400 W,30℃下进行反应30 min产率最高,可达80.1%.故该方法有反应时间短、反应条件温和、产率高等优点.     

一种糠醛型季铵盐的合成

采用糠醛、正丁胺及卤代烷为原料合成单长链糠醛型季铵盐N-甲基-N-丁基-N-十二烷基-2-呋喃-亚甲基碘化铵,考察了反应时间、物料配比和温度等因素对反应的影响.结果表明N-丁基-2-呋喃-亚胺、N-丁基-N-2-呋喃-亚甲基胺以及N-丁基-N-十二烷基-N-2-呋喃-亚甲基胺的最佳合成条件分别为:反应时间4h,n(糠醛)∶n(正丁胺)=1∶2,反应温度60℃;反应时间4h,n(亚胺)∶n(硼氢化钠)=1∶2.5,温度0～5℃;反应时间16h,n(N-丁基-N-2-呋喃-亚甲基胺)∶n(溴代十二烷)=1∶1.1,反应温度为80 ℃.质谱证实了产品结构,经两相滴定法测得活性物含量为95.1％;产品的cmc为0.000 2moL/L,γcmc为33.93 mN/m,表面活性较好.     

3-(4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基)-2,4-戊二酮的合成及其与芳醛的缩合反应

以碳酸钾为碱,N,以N-二甲基甲酰胺为溶剂,乙酰丙酮与二硫化碳及1,2-二溴苯乙烷反应,以中等产率（47%）合成了3-(4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基)-2,4-戊二酮2.碱性条件下,化合物2比较稳定,通过对碱的选择和芳醛量的控制,化合物2与芳醛缩合可分别以较高的产率合成单面和双面缩合产物1d和1e.     

季铵盐型双子表面活性剂18-4-18的合成

以十八烷基二甲基叔胺与1,4-二溴丁烷为原料合成季铵盐型双子表面活性剂18-4-18,并通过单因素法确定该反应的最佳工艺条件。由实验得出合成18-4-18的最佳反应条件为:反应温度70℃,将1,4-二溴丁烷加入到过量的十八烷基二甲基叔胺中,反应物摩尔比为n(十八烷基二甲基叔胺):n(1,4-二溴丁烷)=2.2:1,保温搅拌48 h,反应产率为75.6%。     

AM/AA/AMPS/DMAM的反相微乳液共聚合研究

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为主单体,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)作为功能性单体,以庚烷为分散介质,表面活性剂SF2810为乳化剂,采用反相微乳液聚合的方法合成了四元共聚物AM/AA/AMPS/DMAM.研究所得的最佳合成工艺条件为:水相中单体浓度为45%,引发剂过硫酸铵加量为单体质量的0.3%,乳化剂加量为油相质量的10%,反应温度为40℃,反应时间为5 h,单体的摩尔比为AM:AA:AMPS:DMAM=52:25:15:8.红外光谱分析证实了四元共聚物的结构.     

含酯基联接基的双子表面活性剂的合成及性能

合成了2种含酯基的双子季铵盐型表面活性剂N,N’—双十二烷基—N,N,N’,N’—四甲基—1,6己二酸—二乙醇胺酯—二溴化铵(DTAD)和N,N’—双十二烷基—N,N,N’,N’—四甲基—对苯二甲酸—二乙醇胺酯—二溴化铵(DTTD)。通过HNMR和元素分析表征了其结构和组成。测定了这2种表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)、胶束解离度(α)、起泡性和稳泡性。实验结果表明:DTAD的cmcα大于DTTD,但起泡性和稳泡性较DTTD稍差。对比联接基的结构进行了初步探讨,发现联接基结构和长度对表面活性剂表面活性具有明显影响。     

有机胺改性对ZIF-8催化 Knoevenagel缩合反应活性的影响

采用不同结构的有机胺改性溶剂热法合成ZIF-8催化剂,探讨胺结构特性对ZIF-8催化Knoevenagel缩合反应活性的影响.结果表明,有机胺改性后ZIF-8保持菱形十二面体结构,形貌规则与未改性材料无明显差别,1,2丙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺改性ZIF-8后的BET比表面积分别为1 893 m~2·g~(-1)、1 885 m~2·g~(-1)和1 861 m~2·g~(-1),较改性前下降约6.5%,这主要是由于接枝在ZIF-8表面的有机胺堵塞了其孔道;采用乙醇作溶剂,催化剂添加量(摩尔分数)为0.6%(相对于苯甲醛用量),反应温度80℃,210 min时,1,2丙二胺改性ZIF-8对Knoevenagel反应的催化活性最高,α-氰基肉桂酸乙酯的产率达97.8%,循环10次后,产率依旧保持90%以上,较未改性催化剂产率提高35.3%.对胺改性ZIF-8的催化机理研究表明:有机胺改性ZIF-8可增加其催化活性位点,而1,2丙二胺因链短,空间位阻小,其N活性位点更易与反应物接触,与ZIF-8上原有的咪唑N位点一起通过孤对电子与反应物苯甲醛的亚甲基上的-H配位,从而显著提高催化剂的活性.     

N,N-二乙基氨基乙基苄基醚的合成优化

以N,N-二乙基-2-氯乙胺、苯甲醇为原料,四丁基溴化铵为相转移催化剂(PTC),50%氢氧化钠溶液为碱,二氯甲烷为溶剂,经 Williamson醚化反应合成N,N-二乙基氨基乙基苄基醚,产率最高可达90.5%.利用正交实验法考察了投料比、催化剂用量、反应时间等对醚化反应的影响,确定了最佳合成条件为:n(PhCH2OH):n(Et2NCH2CH2C1):n(NaOH):n(PTC)=1:1.2:5:0.05.产物经沸点、红外光谱和1H-核磁共振谱给予确证.