烷基肌硫酸盐系列捕收剂的合成

1、烷基肌硫酸盐系列捕收剂的合成脈幫咼于和底物形成氢键、静电等相互作用，另外，飙基团中含有三个N；符令捕收剂应具有多个吸附活性点的要求。因此，本节以U甲基异麻磺酸盐和脂肪胺为原料合成四种烷基弧类捕收剂，己基肌硫酸ik(SAG6).辛基肌硫酸盐(SAGi).葵基弧硫酸盐(SAGm)和十二烷基弧硫酸盐(SAG2).通过单因索真验考察了反应温度、反应时间、溶剂配比等因素对烷基肌硫酸盐收率的影响得出了合成烷棊弧硫醸盐反应的最佳工艺条件邓3.21合成原理实验以甲基异腮硫酸盐和脂肪胺为反应物，以乙醇和水作溶剂，合成了一系列的烷基肌硫酸盐.反应方程式见式(3-10).h2so4+rnh2式（310）式中：R为C

2、H3(CH2)5>CH3(CH2)7.ch3(ch2)9>CH3(CH2)ho反应中，由于烷基的供电子效应，使脂肪胺分子中N原子上电子云密度升髙而作为亲核试剂参与反应，O甲基异腺硫酸盐则因0CH3的吸电子作用而使C原子上带正电荷易被亲核试剂进攻。3.2.2合成方法在250mL三颈烧瓶中加入脂肪胺，固定在礎力加热搅拌器上，装上回流冷凝管和温度计。再加入适量的无水乙醇，待脂肪胺完全溶解后加入一定量的O-甲基异腺硫酸盐固体。最后加入适量的蒸惚水使O甲基异豚硫酸盐完全溶解，整个反应体系成无色透明溶液。控制反应温度，回流搅拌下反应若干小时。待反应完毕，倒出反应液并放置于冰箱中冷却结晶。当不再

3、有晶体析出时对其进行过滤，滤饼用乙醇洗涤两次后放入干燥箱干燥，得到粗产品。最后将该粗产品连续重结品23次后过滤、干燥、称重，得到烷基加硫酸盐，为白色晶体。反应条件的确定实验探索了6甲基异豚硫酸盐与脂肪胺反应合成烷基肌类化合物的最佳条件。考察了反应时间、反应温度、溶剂配比等因素对反应产物收率的影响，并通过比较得岀合成烷基肌类化合物的最佳工艺条件。(1)反应时间实验中，控制反应温度为50r,溶剂体积比为匕“)=i：i,反应物摩尔比为处.)“0理”"的=2.1:1。在此条件下考察了反应时间对烷基肌硫酸盐收率的影响。结果见图31。山实验结果可知，随着反应时间的延长，烷基脈硫酸盐的收率有所增加

4、。反应时间为14h时产品收率增加的较多，但4h后反应时间对收率的影响不大，故取反应时间为4h比较适宜，时间过短反应不能充分进行,时间过长对产品收率并没有明显的改变。O050505050988776655h时2图3-1反应时间对烷基H酸益收丰的彭响(2)反应温度以上实验已经确定最佳反应时间为4h。因此，在反应时间为4h,溶剂体积比为V(ZJH):1：1»反应物摩尔比为w(ne：w(o<pinuia)2.1:1的条件卜，考察了反应温度对烷基脈硫酸盐收率的影响。实验结果见图3-2,可以看出，反应温度对产品的收率有一定的形响，在其它条件不变的情况下，控制反应温度在40C50*C之间烷基

5、肌硫酸盐的收率最高.温度过高或者过低均不利于反应的进行。图3-2反应温度对烷基H酸盐收準的梅响(3)溶剂比本反应是SN2双分子亲核取代反应，溶剂的极性对反应有很大的形响。因此,实验考察了在反应温度为45反应时间为4h,反应物摩尔比为(询掰農“妙=2.1:1的条件下，溶剂中乙醇与水的体积比对产物收率的彫响。实验结果见表3-1.收率/%5:12:11:11:21:5sag661.861.362.764.463.6SAGg65.770.872.370.362.6SAGio75.278.376.772.967.2SAG1281.279.877.973.165.4结果表明：在合成烷基肌硫酸柚时，反应中所

6、需的乙醇含虽与反应物脂肪胺有关。其规律为所需乙醇含星随着脂肪胺炭链的增长而增加。合成SAG©、SAGg、SAGioxSAG12的最佳溶剂比畑）:畑分别为：1:2、1:1、2:1、5:1«综上所述，以O甲基异腺硫酸盐和脂肪胺为原料合成烷基肌硫酸盐，合适的反应时间为4h,最佳的反应温度为409500反应中的溶剂比匕“）:卩阳丙反应物脂肪胺的不同而有所变化，合成SAG6、SAG*、SAGio和SAG“的最佳溶剂比）：%）分别为：1:2、】:1、2:1、5:1。在上述最优条件下合成SAG6、SAG“SAGio和SAG门的收率分别为：64.4%、72.3%、78.3%和81.2%。3

7、.3烷基011硫酸盐的表征熔点测定合成产品SAG6、SAGg、SAG。和SAGy的熔点测定结果见表32。表3-2熄点测定结杲物质SAG6SAG8SAGioSAG12初熔温度/215.8224.0247.9264.2终熔温度/X?216.4230.7252.2271.0由表3-2可知，随着碳链的增加，所合成的脈基化合物的熔点逐渐升奇。SAG6的熔程较短，只有0.6*C：SAG8、SAG】。和SAG“的熔程稍长，均在5*C左右，究其原因可能是由于这三种化合物的晶体粒度较大,装样时毛细管内出现堵塞现敦而使毛细管内出现空隙，从而使测彊结果出现了一定的误差.元素分析0甲基异腺硫酸盐分别与正己胺、正辛胺、

8、葵胺、十二胺合成的烷基肌类化合物的元索分析结果见表3-3oA3-3产品的元素分析C/%H/%N/%兀口切-理论值实测值理论值实测值理论值实测值sag643.7536.829.389.6921.8819.18SAGg49.0943.1910.0010.6119.0917.61SAGio53.2350.4810.4811116.9416.66SAG1256.5254.5310.8711.4015.2215.18由表33可见：合成脈类化合物的元素分析结果的实测值除氢元素外，炭和氮元素均低于理论值氢元素在水中的含址为11.11%,与合成的四种肌类化合物氢元索的理论含量相近，所以化合物中的水分对元素分析

9、结果中的氢元素的含虽影响较小但是，化合物中所含的水分对元素分析结果中的炭和氮元素的含量影响较大，这也是元素分析结果中炭和氮元素的实测值低于理论值的主要原因。根据元素分析结果可算出合成的四种烷基肌硫酸盐SAG6、SAGa、SAGI0和SAG|2的纯度分别为：85.91%、90.11%、96.59%、98.11%。红外光谱分析合成产品SAO6、SAOio、SAG|2的红外光锻图见S)33田3«6。比较以下四幅红外光谱图发现：四种被测烷基肌硫酸盐在某些特定的波数范围内均出现了特征吸收峰，以辛基弧硫酸盐为例对此予以说明。图3-3SAG的红外光谱图Q3-6SAG门的红外光谱图在图3-4辛基肌硫

10、酸盐的红外光谱图中：3344cm*1和3194cm'1处为NH?伸缩振动吸收峰，1662cm，处为NH2剪式弯曲振动吸收峰，1119cm处为NH2摇摆振动吸收峰，2950cm'1处、2934cm*1处、2862cm*1处为CH3伸缩振动吸收峰，1636cm“处为CN伸缩振动吸收峰，1613cnf"处为C=N伸缩振动吸收峰,1469cm'1处为NCN的不对称伸缩振动吸收峰,983cm*1处为NCN对称伸缩振动吸收峰。分析结果与肌基化合物的标准谱图相符【7%本章以0甲基异腺硫酸盐和脂肪胺为原料合成SAG6、SAG8、SAGio和SAG12四种烷基肌硫酸盐捕收剂，结论如下：(1)以0甲基异腺硫酸盐和脂肪胺为原料合成烷基加硫酸盐，合适的反应时间为4h,合适的反应温度为40C50-Co反应中的溶剂比匕“):卩因反应物脂肪胺的不同而有所变化，合成SAG&、SAG&、SAGio和SAGy的最佳溶剂比分别为：1:2