[发明专利]一种腰果酚环碳酸酯及其季铵盐衍生物和制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种生物质基环碳酸酯及其含氨基甲酸酯基季铵盐衍生物的制备方法，尤其涉及一种以腰果酚缩水甘油醚与CO₂反应制备腰果酚环碳酸酯及其含氨基甲酸酯基季铵盐衍生物的制备方法。 

背景技术

季铵盐类化合物因其优良的特性：低毒，无刺激性，良好的乳化力、缓蚀力、抗菌和杀菌力等，受到广泛关注。传统的季铵盐化合物因难降解易造成环境污染从而影响了它的广泛应用。含有醚、酯基、酰胺等极性官能团的季铵盐化合物不仅具有较高的表面活性和抗菌、杀菌性能，而且具有良好的水溶性和生物降解性，更为绿色、环保。 

氨基甲酸酯类化合物具有广泛的生物活性，已被用于杀虫剂、除草剂、杀菌剂及药物中间体等。传统的合成方法主要是以剧毒光气或异氰酸酯为原料,经醇解和氨解得到氨基甲酸酯，对人体健康和环境危害极大。 

本发明以天然生物质资源腰果酚制备环碳酸酯及其含氨基甲酸酯基季铵盐衍生物。季铵盐分子结构中因引入具有抗菌活性的氨基甲酸酯基团，使其与传统季铵盐化合物相比，不仅具有明显的环保优势，而且具有较好的表面活性及优异的抗菌、杀菌性能，可用于表面活性剂、抑制金属腐蚀、乳液聚合及抗菌、杀菌剂等领域。同时，环碳酸酯及氨基甲酸酯化合物的合成工艺安全、环保，符合绿色化学及原子经济的发展方向。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种腰果酚环碳酸酯及其含氨基甲酸酯基季铵盐衍生物的制备方法。 

本发明采用以下技术方案：一种腰果酚环碳酸酯及其含氨基甲酸酯基季铵盐衍生物的制备方法，所述的腰果酚环碳酸酯的结构式为 n=0、1或2；所述的腰果酚氨基甲酸酯的结构式为 

n=0、1或2；所述的腰果酚季铵盐衍生物的结构式为 

R=CH₃(CH₂)_m，m=2～22。 

制备腰果酚环碳酸酯及其含氨基甲酸酯基季铵盐衍生物的方法，所述的腰果酚环碳酸酯是以腰果酚缩水甘油醚与CO₂在催化剂的作用下反应制备腰果酚环碳酸酯，反应式为： 

腰果酚缩水甘油醚腰果酚环碳酸酯。 

所述的催化剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和十四烷基三甲基氯化铵中的任意一种，用量为腰果酚缩水甘油醚物质的量的0.1%～5％ 

反应在密闭反应釜中通入CO₂至压力为0.5～5MPa，在80～150℃反应2～24h。 

所述的腰果酚氨基甲酸酯是以腰果酚环碳酸酯与二甲胺基丙胺在有机溶剂中反应制备，反应式为： 

所述的反应温度为25～100℃，反应时间2～8h。 

所述的有机溶剂为石油醚、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃中的任意一种。 

所述的腰果酚季铵盐衍生物是以腰果酚氨基甲酸酯与溴代烷烃在有机溶剂中反应制备，反应式为： 

所述的溴代烷烃为C₂～C₂₂的溴代烷烃。 

所述的反应温度为60～100℃，反应时间5～24h。 

所述的溴代烷烃为C₂～C₁₂的溴代烷烃。 

本发明所制备的腰果酚含氨基甲酸酯基季铵盐衍生物具有较高的表面活性。所制备的正丙基、正己基及十二烷基腰果酚季铵盐衍生物水溶液在25℃时的临界胶束浓度分别为8.55×10^-3、6.97×10^-3、11.93×10^-3g/L，相应临界胶束浓度下的表面张力分别为26.67、25.32、38.92mN/m。 

有益效果： 

1.区别于传统的以光气为原料合成氨基甲酸酯，本发明以来源于天然可再生资源的腰果酚环碳酸酯与二甲氨基丙胺反应制备腰果酚氨基甲酸酯，制备方法简便，反应条件温和，制备过程安全环保。制备的含氨基甲酸酯基季铵盐衍生物具有生物可降解性，环境相容性好。 

2.本发明制备的腰果酚季铵盐衍生物，分子结构中含有羟基、醚键及氨基甲酸酯等极性官能团，可在提高其水溶性的同时，使化合物具有优异的表面活性。 

附图说明

图1为腰果酚环碳酸酯（C-CC）及腰果酚氨基甲酸酯（C-Ca）的红外光谱图。