科创中国

本发明公开了一种双亲性 强极性智能转换的多重响应性乳状液及其制备,属于表面活性剂科学与应用技术领域。本发明乳状液利用含刚性基团的表面活性剂N nP N+,通过加入酸碱或通入CO2/N2的形式调节溶液pH,使表面活性剂疏水尾链上的叔胺基团在“非极性”和“强极性”即“有活性”和“无活性”之间智能转换。这种转换因刚性基团的引入而更加彻底,且都在水溶液中进行,不影响油相的品质。实现了表面活性剂的重复利用和回收,有利于实现化学物资的减排和节水等环境友好目标。本发明乳状液可应用在油品乳化运输、乳液聚合、纳米材料合成以及非均相催化领域中。

(1)式(i)所示的Br(CH2)nCOOH与酰氯化试剂发生酰氯化反应，得到化合物1；

(2)化合物1与二甲胺发生酰胺化反应，得到化合物2；

(3)化合物2与对苯二酚进行威廉姆森醚合成反应，得到化合物3；

(4)化合物3在氢化铝锂体系中发生还原反应，得到化合物4；

(5)在溶剂中，化合物4和溴代烷烃反应得到目标产物；其中，化合物4与溴代烷烃摩尔比为2：(0.5～1.2)；在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中的反应还包括加入催化剂，所述催化剂为N,N-二甲基甲酰胺。在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中的Br(CH2)nCOOH与酰氯化试剂的摩尔比为1：1.2～4。优选1：1.5。在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中反应的温度为50～80℃；时间为1～2h。优选60℃，反应1h。

乳状液在现实生活中有着非常广泛的应用，如食品、化妆品、医药、原油开采及输送、纺织工业、乳液催化及聚合等领域。但每个领域对乳液稳定性的要求各不相同，有的需要乳状液保持长期的稳定性，如食品、化妆品、农药制剂等；有的不希望乳状液稳定，而要求其迅速破乳，如原油乳状液等；还有一些希望乳状液保持暂时的稳定，在需要的时候保持良好的稳定性，在不需要的时候还能实现破乳，如乳液聚合，在聚合阶段要求乳状液保持稳定，但在聚合反应完成后，则要求乳状液迅速破乳，以便顺利收集产品，又比如乳化原油的输送，输送过程中要求原油乳状液保持稳定，但到达目的地后要求破乳。因而，在二十世纪末出现了一种智能型乳状液体系-刺激响应型或开关型乳状液。

刺激-响应性乳状液的形成往往依靠具有刺激-响应性的表面活性剂，刺激-响应表面活性剂具有双亲结构，一端为极性基团(亲水基)，另一端为非极性基团(疏水基)。目前报道的刺激方式包括pH、氧化还原、CO2/N2、温度、离子对、磁和光以及多重响应等，主要调控方式是将亲水基(极性基团)转变为非极性或弱极性基团(疏水基)。例如，包含羧酸根、铵根以及酚羟基等基团的pH响应性表面活性剂，通过调控溶液的pH，这些基团转变为相对弱极性的羧基、胺基或酚基，从而使表面活性剂失活，变得不溶于水。

然而在许多应用场合，如油品输送，在乳状液需要破乳的时候，表面活性剂会残留在油相中，使油相变得浑浊，并影响到油相的品质和使用效果。针对这一缺陷，我们需要研究出一种表面活性剂，其在破乳后全部回到水相当中，从而保证油相的品质。本发明在表面活性剂科学与应用技术领域有着广泛的应用前景。

发明人：裴晓梅 刘佩 张盛 崔正刚江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校和“双一流”建设高校。学校具有悠久的办学历史、厚重的文化积淀，源起1902年创建的三江师范学堂，历经国立中央大学、南京大学等发展时期；1958年南京工学院食品工业系整建制东迁无锡独立建校，成立无锡轻工业学院；1962年无锡纺织工学院并入无锡轻工业学院；1995年更名为无锡轻工大学；2001年无锡轻工大学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学；2003年东华大学无锡校区并入江南大学。

本发明提供的含刚性基团的表面活性剂N-nP-N+具有很好的表面活性，形成的乳状液具有很好的稳定性，得到的乳状液能维持一个月不破乳，N-8P-N+的用量少，大大降低了成本，能获得很好地经济效益；利用疏水尾端叔胺基团成功的研究出了pH-CO2/N2刺激-响应型乳状液，乳状液在接受H+后，N-nP-N+分子转变成两端亲水的NH+-nP-N+结构，乳状液破乳，更换油相，消除H+的影响后，又可再次形成乳状液，可循环6次以上，实现了绿色可持续循环的目标。通过核磁检测，证明表面活性剂N-nP-N+并没有残留在油相中，表面活性剂在失活后全部溶于水中，实现了表面活性剂的回收和重复使用。这一特性在油品乳化运输、乳液聚合、纳米材料合成以及非均相催化中具有重要的作用。

科技成果只有通过实施开发应用，使其转化为生产力，才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力，期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。