新型季铵化合物结构设计及绿色合成

该项目中，提出了"改造季铵阳离子表面活性剂的反离子部分，合成新型季铵化合物，以降低毒副作用，并保留其优良性能"的新思路。并以该思路为指导，设计、合成六个系列30余个预计有表面活性的未知季铵化合物，研究其结构与性能的关系，希望能为季铵化合物的结构改造及合成方法研究开辟一条新途径，发现性能更好的新一代季铵阳离子表面活性剂。到目前为止，有关季铵化合物的结构改造已有非常多的报道，然而，几乎所有的结构改造都将目标集中在脂肪胺部分，甲基化试剂则多使用氯甲烷、溴甲烷及硫酸二甲酯等。我们提出的改造季铵化合物反离子的新思路，是依据绿色化学的主体思想，以绿色化工原料碳酸二甲酯为原料，代替这些有毒副作用的甲基化试剂，合成环境友好、安全性高的季铵化合物。本项目有助于研究季铵化合物的绿色合成方法，丰富阳离子表面活性剂的理论，为新型季铵表面活性剂研究提供新的思路和理论支持，研究成果有望获得自主知识产权。

季铵阳离子表面活性剂除具有一些其它表面活性剂所不可替代的特殊性能，因此应用非常广泛。到目前为止，有关季铵化合物的结构改造已有非常多的报道，然而，几乎所有的结构改造都将目标集中在脂肪胺部分；而且在季铵化合物的合成中，甲基化试剂则多使用毒性和腐蚀性较强的氯甲烷、溴甲烷及硫酸二甲酯等，使用这些甲基化试剂合成的化合物，其反离子分别为氯离子、溴离子或硫酸单甲基酯负离子，这些反离子对产品的安全性是有影响的。该项目中，提出了改造季铵阳离子表面活性剂的反离子部分，合成新型季铵化合物，以降低毒副作用，并保留其优良性能的新思路。并以该思路为指导，设计合成了30余个具有新型反离子的系列季铵化合物，通过IR、MS、HPLC-MS 、GC-MS、1H NMR等分析手段对合成的化合物进行了结构表征。对部分季铵化合物的表界面性能、发泡性能、杀菌性能和乳化性能等进行了测定和分析，研究其结构与性能的关系，发现性能更好的新一代季铵阳离子表面活性剂。该项目提出的改造季铵化合物反离子的新思路，是依据绿色化学的主体思想，以绿色化工原料碳酸二甲酯为原料，代替这些有毒副作用的甲基化试剂，合成环境友好、安全性高的季铵化合物。本项目成果有助于研究季铵化合物的绿色合成方法，丰富阳离子表面活性剂的理论，希望能为季铵化合物的结构改造及合成方法研究开辟一条新途径。