壬基酚为原料合成双季铵盐

1、壬基酚为原料合成双季铵盐第18卷第10l9j2001年10月精细化工哑a田珥CIs壬基酚为原料合成双季铵盐贾丽华,郭祥峰,陈华群',阽铭(1.齐齐哈尔大学化学化工学院,黑龙江齐齐哈尔161005;2大连理工大学精细化工国家重点实验室,辽宁大连116012)摘要:根据Mannich反响原理,用壬基酚,二乙胺,甲醛为原料,合成Mamieb.碱一双叔胺2,6-(二乙胺基甲基)4壬基酚(BDN),研究了BDN合成工艺,优化反响条件为:乙醇为谤剂,反响温度30,投料比n(壬基酚):n(甲醛):n(二乙胺)=i.O:3.O:30用m,质谱和液相色谱分折了BDN的结构和含量.利用其与3种烷基化试剂一

2、溴乙烷,氯化苄,环氧氯丙烷分剐反响合成了3种双季铵盐WYB,W'fC及WYO,并对合成的3种季铵盐阳离子外表活性剂的外表活性进行了测定.结果说明:WYB,V,WC及WYO均能显着降低水谤液的外表张力,c都在30ml"q/m以下.关键词:壬基酚;双叔胺;Xt季铵盐中囤分类号:T23.I2文献标识码:A文章编号:10035214(200i)10一晒7603阳离子外表活性剂是外表活性剂的重要品种之一.常用的阳离子外表活性剂一般为季铵盐阳离子外表活性剂.无论合成何种季铵盐,都离不开有机叔胺.叔胺的生产路线目前有3条:一是脂肪醇路子外表活性剂和两性外表活性剂使用的叔胺多是以反响合成的重

3、要化工原料,可用于外表活性剂和开发和生产都较晚0j,系列产品较少,开发适销对路的壬基酚衍生产品大有可为.Mannich反响作为经典的化学反响,常被用于合成胺类化合物l.作者利用壬基酚,二乙胺,甲醛为原料,合成了MannJcb碱2,6-二(二乙胺基甲基)_4.壬基酚(BDN),之后利用其与3种烷基化试剂反响合成3种双季铵盐.研究了BDN的合成工艺,并对合成的季铵盐阳离子外表活性剂的外表性能进行了测定.1实验壬基酚.工业品"(壬基酚)99.5%,黑龙江石油化工厂生产.二乙胺,溴乙烷,氯乙醇,环氧氯丙烷为化学纯试剂.其余试剂为市售分析纯试剂.PE一783型红外光谱仪,Bruke脚IX:一收

4、赭日期:2/ol一0327基金工程:黑龙江省教委基金资助工程(9541065)00136质谱仪.+一一2舳k里吣'cN+()22x-Hxh?c.1,hu?1厂Cl0向四口瓶中参加一定量的壬基酚,二乙胺水溶液和无水乙醇,搅拌均匀,2o一3O,滴加一定量的甲醛溶液,滴加完后,反响1h,然后回流2h.降温,参加一定量的NaC1,回流反响20rain,趁热分出有机相.减压蒸馏,除去乙醇,水和未反响的胺,得黄色黏稠液体.测定胺值,计算收率.向粗胺中参加计算量的(Ha)=10%的水溶液,充分搅拌,参加石油醚萃取未反响酚,分出水相.水相用"(NaOH)=10%水溶液调节pH=89,从中分出

5、油相.向油相中参加石油醚,并用水屡次洗涤,直至水呈中性,旋转蒸发除去石油醚,得BDN.重-第1O期贾丽华,等:壬基酚为原料台成双季铵盐(或0.22mol氯化苄或0.4mol环氧氯丙烷)和100nlL无水乙醇,回流反响,每隔lh测胺值,当收率达到粥.O%以上时,停止反响.除出溶剂,得黏稠液晶,真空枯燥,得白色粉末(环氧氧丙烷产品为黄色黏稠液体),分别记为WYB,WYC及WYO,称量,收率为8o.0%.准确称取少量BDN于锥形瓶中,用无水乙醇溶解,参加两谪溴酚蓝指示剂,用标准HC1溶液滴定,胺值()按下式计算:AcV/m式中:c为酸的浓度(moi/L),V为消耗酸的体积(mL),m为样品的质量(g

6、),为BDN的胺值(ml,g).BDN的收率(%):Ax390×10/2用液相色谱测定BDN的纯度,色谱条件:流动相:(氯仿):v(甲醇):v氨水,(N):26%:80:19.5:O.5;检测器温度51;匿力2.1Pa.滴体积法测定季铵盐水溶液的外表张力.2结果与讨论以是水,甲醇或乙醇,由于壬基酚是油溶性化台物,在水中不溶解,反响难以进行.比拟甲醇和乙醇,确定乙醇为溶剂.无水乙醇为溶剂,滴加甲醛后,继续反响lh,投料比n(壬基酚):n(甲醛):(二乙胺)=l:3:2.5,改变反响温度,B嘣的收率见表l.表l温度对BDN收率的影响从表1数据可以看出,在其他g.-t不变时,改变反响温度,

7、对反响收率影响很大,温度过高或过低,(c)的稳定性与温度有关,低温有利于其生成.因此,确定反响温度为30.无水乙醇为溶剂,反响3.5h,反响温度30qc,改变投料比n(壬基酚):n(甲醛):n(二乙胺),BDN的收率见表2.表2投料比对BDN收率舶影响从表2可以看出,随着投料中甲醛的比例升高,胺值明显增加,当三者比例(壬基酚):n(甲醛):n(二乙胺)=1:3.5:2.5时,BDN的收率接近l00%.随着甲醛参加量的增加,转化率明显增大.从本反响来看,反响物可能为单取代胺和双取代胺的混合物,为提高双胺的收率,确定投料比(壬基酚):n(甲醛):n(二乙胺)=I35:25.图1是反响原料壬基酚和B

8、DN的红外光谱图.曲线1中3300c处有一强峰为羟基峰;820处有一尖峰,为苯环1,4取代峰,说明壬基位于羟基对位取代.曲线2中羟基峰消失,可能是反响后一OH与H形成分子间氢键(六元环),分子问氢键频率较低,吸收带有时宽有时弱,所以谱图中羟基峰不明显;在16001450cm有3个吸收蜂为苯环的特处有一蜂,此峰为苯环1,2,crn各有一峰为苯的1,2,4取代产物峰,有单胺生成,产物为单,双胺的混合物.40oo20oo120o600/on一1一BD;2一一壬基酚图1壬基酚和BDN的红外光谱图渡相色谱测定(单胺)=18.3%,"(双胺)=81.7%.皓(ra/Z,瑚)测定有分子离子峰413

9、.3,342.4.由于两种化台物结构与性质相近,段有对其作进一步别离和结构测定.3种产品的有关数据见表3.由表3可看出,利用BDN台成的季铵盐产品中,WYO具有较低的愠界胶束浓度,小于单一季铵盐十二烷基二甲基溴化精细化工FINECHEMICALS第t8卷铵(CMC=2.6x10moLtL),而WYB和WYC的临界胶束浓度较高,这与外表活性荆分子的分子结构WYC的分子中疏水基为一个壬苯基,亲水基为两个季铵基团,表现出较强的亲水性,CMC较大;而WYO是由环氧氯丙烷合成,由于环氧氯丙烷的双官能团都可以与叔胺反响,故可以形成低聚阳离子外表活性剂,其CMC明显的小.表33种产品的CMC及c(35)3结

10、论根据Mannich反响原理用壬基酚,二乙胺和甲醛为原料,乙醇为溶剂,投料比(壬基酚):(甲醛):n(二乙胺)=1:3.O:2.5,反响温度3O,合成了中间体2,6-(-乙胺基甲基)_4.壬基酚(BDN);种烷基化试剂反响,合成了3种季铵盐外表活性剂,均具有良好的外表活性,能较好地降低水溶液的表面张力.参考文献:1张丈昕,张洪雷,董世兴.壬基酚生产工艺条件研究J.精细化工,20OO.17(9):5035O4.2吴三华我国主要非离子外表活性剂的生产现状词研报告J精细化.,20OO.I7(9):497500.发J.精细化工,.17(10):590593.4Maguirettlame*Reviewo

11、fthe霸i曲ceofn叫pll肌dJCAm,1999.34(1):3738.5P_wo:gg37062:6张跃军壬基酚聚氧己烯(4)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐的台成与性能研究J:江西化工.1999.1O(5)18207黄振军.我国壬基酚的生产与开展J.精细化工.211OO,17Oo):564566:3王葆仁有机合成反响M.北京:科学技术出版社.1987.9"329649】赵国玺外表活性剂物理化学M】北京:北京大学出版社,1991408418.作者筒介:贾丽华(963一),女,工学顿士,副教授,在读博士.主要从事精细化学品的合成及应用研究,E一111IJmailqqhruedu; :04

12、522738205,2738223.SynthesisofBisquarternaryCationicSurfactantsfromNon#phenolJM".htm'一,GUOX/ang-feng1,CHENHua.qun',LUMire枷F/heChem/ea/s,Urdts/tyofTechndogy,116012,)Abstract:AordingtomnichIeac60II,2,6-his(diethylaminoraethy1)-.4-nmrylphmol(BDN)WINi'esynthesizedwithnonykqol,dlethy|mean

13、dformalin.Theoptimalreactionconditionswlrethatreactima岫珥咖Iewag30andthewereelaaracterizedbyIllandMS,andthepIldtyofBDNwasdeterminedbyHPI.ThreekindsofquaternarlesrethesesulfactantsweredetenninedKeywords:nonylphenol;his(trlalkylamine);bisquatemaryatmniurnsaltFoundationitem:GrantedbytheeducationaldepartmentofHeilangjiangprovince(9541065)欢送订阅2002年?饲料工业?月刊163;各地邮局均可订阅,每期订竹5元,全年订价印元.在坚持以饲料饲养行业专业技术为主,兼顾相关学科领域,突出技术性和实用性,宣传科技成果,报道科研动态,普及科学技术,介