本發(fā)明涉及化學(xué)品及其合成技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種酯基季銨鹽及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

酯基季銨鹽作為新一代柔順劑，具有易生物降解，綠色環(huán)保；柔軟、抗靜電、抗黃變性能好；耐高溫；配制方便，成本低，性價(jià)比高；適合以高濃縮度運(yùn)用在織物柔軟劑產(chǎn)品中。

專利CN102336675A此分子結(jié)構(gòu)的酯基季銨鹽純?cè)谒芤号浞街腥菀姿獾膯栴}；脂肪酸酸值偏高，是因?yàn)轷グ泛铣傻臅r(shí)候沒有控制真空度。

專利CN103553947A此分子結(jié)構(gòu)的酯基季銨鹽純?cè)谒芤号浞街腥菀姿獾膯栴}；季銨化試劑采用環(huán)氧乙烷，反應(yīng)效率低、成本高。

專利CN102351721A此分子結(jié)構(gòu)的酯基季銨鹽純?cè)谒芤号浞街腥菀姿獾膯栴}；季銨化試劑氯代烷，成本高，會(huì)有無機(jī)鹽產(chǎn)生。

專利CN104262182A此分子結(jié)構(gòu)的酯基季銨鹽純?cè)谒芤号浞街腥菀姿獾膯栴}；季銨化試劑氯代烷，成本高，先酯化再季銨化，轉(zhuǎn)化率低，會(huì)有無機(jī)鹽產(chǎn)生。

專利CN102586029A此分子結(jié)構(gòu)的酯基季銨鹽純?cè)谒芤号浞街腥菀姿獾膯栴}；碳酸二甲酯成本高，合成脂肪酸甲酯轉(zhuǎn)化率低。

酯基季銨鹽在水溶液配方中長(zhǎng)時(shí)間存放會(huì)導(dǎo)致酯基的水解，這是現(xiàn)階段此類產(chǎn)品的缺點(diǎn)。酯基的水解速度受鄰近吸電子基團(tuán)或供電子基團(tuán)的影響，季銨鹽基團(tuán)是一個(gè)強(qiáng)的吸電子基團(tuán)，它可以使與酯鍵相連的碳原子上的電荷密度下降，從而有利于親電試劑的進(jìn)攻，促進(jìn)酯鍵水解。而本發(fā)明提供的酯基季銨鹽在其酯基與季銨鹽官能團(tuán)之間有一異鏈烷基供電子基團(tuán)，使得季銨鹽基團(tuán)對(duì)與酯鍵相連的碳原子上的電荷密度下降的能力減弱，最終得到抗水解能力更強(qiáng)的新型酯基季銨鹽，水溶液配方穩(wěn)定性好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明的目的是提供一種新型的酯基季銨鹽。

具體的技術(shù)方案如下：

一種酯基季銨鹽，其結(jié)構(gòu)式如下：

其中R₁任選自C₁-C₂的烷基；R₂、R₃、R₄分別獨(dú)立選自C₁-C₂的烷基、CH₂CH(COOC_nH_2n+1)CH₃(5≤n≤17)、CH₂CH(COOC_nH_2n)CH₃(5≤n≤17)、CH(CH₂COO C_nH_2n+1)CH₃(5≤n≤17)或CH(CH₂COO C_nH_2n)CH₃(5≤n≤17)，X選自Cl、SO₄CH₃或SO₄CH₂CH₃。

本發(fā)明的另一目的是提供上述酯基季銨鹽的制備方法。

具體的技術(shù)方案如下：

(1)將脂肪酸、醇胺及酸性催化劑置于反應(yīng)釜中，其中脂肪酸與醇胺的摩爾比為1.70-2.00:1.00，控制反應(yīng)溫度為160-180℃，反應(yīng)2-4h，然后抽真空至真空度≤-0.090MPa，保持反應(yīng)溫度為160-180℃，再反應(yīng)2-4h；

(2)將步驟(1)得到產(chǎn)物與季銨化試劑按1：0.95-0.99的摩爾比進(jìn)行季銨化反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為75-115℃，反應(yīng)3-5h，加入溶劑，即得所述酯基季銨鹽。

優(yōu)選地，所述脂肪酸為己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、芥酸中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述酸性催化劑選自甲基苯磺酸或苯磺酸，添加量為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.4-0.6％。

優(yōu)選地，所述季銨化試劑為硫酸二甲酯、硫酸二乙酯或一氯甲烷。

優(yōu)選地，所述溶劑選自甲醇、乙醇或異丙醇中一種或幾種，添加量為反應(yīng)物總質(zhì)量的5.0-25.0％。

本發(fā)明的另一目的是提供酯基季銨鹽的應(yīng)用。

上述酯基季銨鹽在衣物護(hù)理劑中的應(yīng)用。

在其中一些實(shí)施例中，所述衣物護(hù)理劑為衣物柔順劑，紡織處理劑。

本發(fā)明的另一目的是提供一種衣物護(hù)理劑。

一種衣物護(hù)理劑，包含上述酯基季銨鹽。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的酯基季銨鹽具有水溶液配方中抗水解能力強(qiáng)，配方穩(wěn)定性好；易生物降解，綠色環(huán)保；柔軟、抗靜電、抗黃變性能好；耐高溫；配制方便，成本低，性價(jià)比高等性能。該酯基季銨鹽適合以高濃縮度運(yùn)用在織物柔軟劑產(chǎn)品中。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步闡述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明專利一種雙己酸異丙酯基二甲基硫酸甲酯銨，其結(jié)構(gòu)式如下：

R為C₅H₁₁。

該酯基季銨鹽的制備方法，包括如下步驟：

(1)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝出水器的五口燒瓶中加入1.70mol的己酸，1.00mol的醇胺，0.4％的甲苯磺酸，攪拌，加熱到160℃，反應(yīng)時(shí)間為2h，抽真空到≤-0.090MPa，保持反應(yīng)溫度為160℃，再反應(yīng)2h得到雙己酸異丙酯基甲基叔胺。

(2)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝回流器的五口燒瓶中加入酯胺1.00mol，加熱到75℃，緩慢滴入0.95mol硫酸二甲酯，反應(yīng)4小時(shí)，加入反應(yīng)物總質(zhì)量5％的甲醇，即得到雙己酸異丙酯基二甲基硫酸甲酯銨。

實(shí)施例2

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明專利一種雙癸酸異丙酯基二甲基硫酸甲酯銨，其結(jié)構(gòu)式如下：

R為C₉H₁₉。

該酯基季銨鹽的制備方法，包括如下步驟：

(1)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝出水器的五口燒瓶中加入1.80mol的癸酸，1.00mol的醇胺，0.4％的甲苯磺酸，攪拌，加熱到170℃，反應(yīng)時(shí)間為3h，抽真空到≤-0.090MPa，保持反應(yīng)溫度為170℃，再反應(yīng)3h得到雙癸酸異丙酯基甲基叔胺。

(2)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝回流器的五口燒瓶中加入酯胺1.00mol，加熱到75℃，緩慢滴入0.95mol硫酸二甲酯，反應(yīng)3小時(shí)，加入反應(yīng)物總質(zhì)量10％的乙醇，即得到雙癸酸異丙酯基二甲基硫酸甲酯銨。

實(shí)施例3

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明專利一種酯基季銨鹽中雙月桂酸異丙酯基乙基甲基硫酸乙酯銨，其結(jié)構(gòu)式如下：

R為C₁₁H₂₃。

該酯基季銨鹽的制備方法，包括如下步驟：

(1)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝出水器的五口燒瓶中加入1.90mol的月桂酸，1.00mol的醇胺，0.5％的苯磺酸，攪拌，加熱到170℃，反應(yīng)時(shí)間為3h，抽真空到≤-0.090MPa，保持反應(yīng)溫度為170℃，再反應(yīng)3h得到雙月桂酸異丙酯基甲基叔胺。

(2)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝回流器的五口燒瓶中加入酯胺1.00mol，加熱到100℃，緩慢滴入0.98mol硫酸二乙酯，反應(yīng)5小時(shí)，加入反應(yīng)物總質(zhì)量10％的乙醇，即得到雙月桂酸異丙酯基乙基甲基硫酸乙酯銨。

實(shí)施例4

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明專利一種雙豆蔻酸異丙酯基乙基甲基硫酸乙酯銨，其結(jié)構(gòu)式如下：

R為C₁₃H₂₇。

該酯基季銨鹽的制備方法，包括如下步驟：

(1)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝出水器的五口燒瓶中加入1.90mol的豆蔻酸，1.00mol的醇胺，0.5％的苯磺酸，攪拌，加熱到170℃，反應(yīng)時(shí)間為4h，抽真空到≤-0.090MPa，保持反應(yīng)溫度為170℃，再反應(yīng)4h得到雙豆蔻酸異丙酯基甲基叔胺。

(2)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝回流器的五口燒瓶中加入酯胺1.00mol，加熱到100℃，緩慢滴入0.98mol硫酸二乙酯，反應(yīng)5小時(shí)，加入反應(yīng)物總質(zhì)量10％的異丙醇，即得到雙豆蔻酸異丙酯基乙基甲基硫酸乙酯銨。

實(shí)施例5

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明專利一種雙棕櫚酸異丙酯基乙基甲基硫酸乙酯銨，其結(jié)構(gòu)式如下：

R為C₁₅H₃₁。

該酯基季銨鹽的制備方法，包括如下步驟：

(1)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝出水器的五口燒瓶中加入1.90mol的棕櫚酸，1.00mol的醇胺，0.5％的甲苯磺酸，攪拌，加熱到170℃，反應(yīng)時(shí)間為4h，抽真空到≤-0.090MPa，保持反應(yīng)溫度為170℃，再反應(yīng)4h得到雙棕櫚酸異丙酯基甲基叔胺。

(2)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝回流器的五口燒瓶中加入酯胺1.00mol，加熱到100℃，緩慢滴入0.98mol硫酸二乙酯，反應(yīng)5小時(shí)，加入反應(yīng)物總質(zhì)量20％的乙醇，即得到雙棕櫚酸異丙酯基乙基甲基硫酸乙酯銨。

實(shí)施例6

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明專利一種雙硬脂酸異丙酯基二甲基氯化銨，其結(jié)構(gòu)式如下：

R為C₁₇H₃₅。

該酯基季銨鹽的制備方法，包括如下步驟：

(1)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝出水器的五口燒瓶中加入2.00mol的硬脂酸，1.00mol的醇胺，0.6％的甲苯磺酸，攪拌，加熱到180℃，反應(yīng)時(shí)間為5h，抽真空到≤-0.090MPa，保持反應(yīng)溫度為180℃，再反應(yīng)5h得到雙硬脂酸異丙酯基甲基叔胺。

(2)在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝回流器的五口燒瓶中加入酯胺1.00mol，加熱到115℃，緩慢通入0.99mol一氯甲烷，反應(yīng)5小時(shí)，加入反應(yīng)物總質(zhì)量25％的乙醇，即得到雙硬脂酸異丙酯基二甲基氯化銨。

實(shí)施例7

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明專利的一種酯基季銨鹽在衣物護(hù)理劑中的應(yīng)用：

(1)配方組分

(2)配方工藝

a、將A相于50～60℃環(huán)境中攪拌溶解?；蛳葘⑷犴槃┯诤娣款A(yù)加熱至50～60℃，將水預(yù)加熱至50～60℃，酯基季銨鹽加入水中混合攪拌均勻。

b、降溫至45℃，加入B相，攪拌均勻。

c、加入C相，攪拌均勻即可?？刂苝H＝3～4。

實(shí)施例8

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明專利的一種酯基季銨鹽在衣物護(hù)理劑中的應(yīng)用：

(1)配方組分

(2)配方工藝

a、將A相于50～60℃環(huán)境中攪拌溶解?；蛳葘⑷犴槃┯诤娣款A(yù)加熱至50～60℃，將水預(yù)加熱至50～60℃，酯基季銨鹽加入水中混合攪拌均勻。

b、降溫至45℃，加入B相，攪拌均勻。

c、加入C相，攪拌均勻即可?？刂苝H＝3～4。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。