[发明专利]一种双子烟酸酯类季铵盐及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双子烟酸酯类季铵盐及其制备方法。

背景技术

表面活性剂在国民经济和人类日常生活中已经成为须臾不可缺少的化学品。在能源矿业、金属加工、轻纺、日用化工、食品制药等领域都有着广泛的用途。1935年Domagk发现了阳离子表面活性剂具有杀菌能力，其中的代表物是季铵盐型的表面活性剂，此外还有吡啶盐、咪唑啉盐、异喹啉盐等。双子季铵盐化合物以其低毒、高效、广谱抗菌及具有广泛的生物活性等优异性能(Nagamune H et al.Evaluat ion of the Cytotoxic Effectsof Bis-quaternary Ammonium Antimicrobial Reagents on HumanCells[J].Toxicology in Vitro，2000，14：139-147)，已经广泛应用于医学、食品、化妆品、纺织及工业水处理等领域。这些阳离子表面活性剂具有广谱杀抑菌能力和无臭、水溶性大、刺激性小的优点，如1227的杀菌浓度低、水溶性好、毒性和刺激性小，但价格高，血清对其杀菌效果还有一定的影响。在实际应用中还发现在同一体系中长时间使用一种表面活性剂，微生物产生的抗药性使其使用效果明显下降(黄奇然，汤小燕，陈小丹.新型双季铵盐杀菌剂的合成和杀菌性能研究[J].广东化工，2007，34(3)：9-10)，如1227对油田回注水中硫酸还原菌的杀灭用量由30mg/L到100mg/L，所以很有必要寻求新的杀菌剂。

腐蚀的危害是非常巨大的，合理使用缓蚀剂是防止金属及合金在环境介质中发生腐蚀的有效方法。可用作金属缓蚀剂的表面活性剂种类很多，但应用研究最多的是阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂及含多官能团的表面活性剂，特别是季铵盐型阳离子表面活性剂，在缓蚀方面应用十分广泛。由于双子季铵盐表面活性剂比传统的单子季铵盐表面活性剂具有更高的表面活性，具有更低的临界胶团浓度(cmc)，有更好的水溶性，在与其他物质混合时表现出更好的协同效应等，可望其在金属腐蚀和防腐领域发挥重要作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双子烟酸酯类季铵盐，即溴化二-N-烷基烟酸乙二醇/二甘醇/三甘醇酯，该季铵盐具有很高的表面活性和很强的杀菌性能及缓蚀性能，本发明还提供其制备方法，该方法简便可行，易于操作，收率较高，且无环境污染。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

一种双子烟酸酯类季铵盐，即溴化二-N-烷基烟酸乙二醇/二甘醇/三甘醇酯，其结构式如下：

m＝0，1，2；n＝8，10，12，14，16

该双子烟酸酯类季铵盐，简记为EQn-m-n。

制备溴化二-N-烷基烟酸乙二醇/二甘醇/三甘醇酯，是以天然产物烟酸为原料，经过酰化、醇解、季铵化三步反应得到目标产物，其反应式如下：

第一步：酰化

第二步：醇解

第三步：季铵化

m＝0，1，2；n＝8，10，12，14，16

制备溴化二-N-烷基烟酸乙二醇/二甘醇/三甘醇酯，主要包括：

1)烟酸酯的制备：

将烟酸和氯化亚砜按1∶3-1∶6的摩尔比加入到反应瓶中，搅拌回流，NaOH溶液吸收尾气。反应2-4h后，冷却，减压旋干过量氯化亚砜，得白色针状晶体。以干燥氯仿做溶剂，缓慢滴入与烟酸摩尔比为1∶2的醇，NaOH溶液吸收尾气，回流4-10h。冷却后旋干溶剂，加入适量水溶解，用饱和Na₂CO₃水溶液调节PH到中性或弱碱性，根据醇解所得产物的状态用不同的方法处理(固体则抽虑，烘干；液体过柱)。醇解产物的产率均在90％以上。

2)溴化双-N-烷基烟酸酯的制备：

将醇解得到的酯和长链溴代烷按1∶2-1∶6的摩尔比加入到反应瓶中，无水乙腈做溶剂，加热回流30-40h。反应结束后，旋干溶剂，用无水丙酮洗涤，抽虑，若产物不纯则用乙醇和石油醚进一步做重结晶。所得产物均为白色固体，产率大部分在50％以上，甚至高达80％。经溴酚蓝法定性检测产物为季铵盐，产物结构也经过图谱证实。

综上所述，一种双子烟酸酯类季铵盐的制备方法，依次包括以下步骤：

(1)将烟酸和氯化亚砜按1∶3-1∶6的摩尔比加入到反应瓶中，搅拌回流，NaOH溶液吸收尾气，反应2-4h后，冷却，减压旋干过量氯化亚砜，得白色针状晶体烟酸酰氯；