1、 本 科 毕 业 论 文3-氯 -2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵 的合成研究专 业 化学工程与工艺班 级 BD化工 091学 号 0920301102学生姓名 严金贝指导教师 蔡照胜完成日期 2013年 6月 5日I3-氯 -2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵合成研究摘 要：由脱氢枞胺（DHA）和环氧氯丙烷合成 3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵（CHPDMDHA） 。制备过程分三步进行：首先，以脱氢枞胺为主要原料通过 Eschweiler-Clarke 反应制得 N,N-二甲基脱氢枞胺（ DMDHA） ；第二步是DMDHA 与盐酸反应生成 N,N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐；最后盐酸盐与环氧氯丙烷
2、反应，并用乙酸乙酯与乙醇的复合溶剂重结晶，得到产物 CHPDMDHA。用FT-IR和核磁共振表征了原料、中间体及产物的结构；离子色谱法（IC）测定了产物的含量。结果表明，用以上方法合成 CHPDMDHA时，操作简单，得到的 CHPDMDHA产品与脱氢枞胺及 N,N-二甲基脱氢枞胺相比具有较好的水溶性关键字：脱氢枞胺； 环氧氯丙烷；临界胶束浓度；3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵（CHPDMDHA） ； N,N-二甲基脱氢枞胺（DMDHA）IIStudy on the synthesis of 3-chloro-2-hydroxypropyl dimethyl dehydroabietyl
3、ammonium chlorideAbstract： 3-chloro-2-hydroxypropyl dimethyl dehydroabietyl ammonium chloride (CHPDMDHA) was synthesized from dehydroabietylamine (DHA) and epichlorodrin. The synthesis was done in three steps. First, DHA was transformed into N,N-dimethyl dehydroabietyl amine (DMDHA) through Eschweil
4、er-Clarke Reaction. Second, the DMDHA was reacted with hydrochloric acid and translated into DMDHA hydrochloride. Third, the CHPDMDHA was obtained after the DMDHA hydrochloride had reacted with epichlorodrin and recrystallized using a solvent composed of ethyl acetate and ethanol. The structures of
5、raw materials、intermediates and final products were all characterized by FT-IR and NMR. The content of intermediates and final products was analyzed by IC.The experimental results showed that CHPDMDHA obtained by DMDHA and epichlorodrin had a good quality. The result of FT-IR and IC test showed the
6、content of CHPDMDHA in the product was more than 85%Keywords ： Eschweiler-Clarke reaction； 3-Chloro-2-hydroxypropyl dimethyl dehydroabietyl ammonium chloride (CHPDMDHA)；hydrochloric acid i第一章 绪论 .11.1课题概述 .11.1.1松香型表面活性剂的简介 .11.1.2国内外对松香系列表面活性剂的研究现状、研究进展 .11.2CHPDMDHA 的制备方法 .31.2.1 N,N-二甲基脱氢枞胺的制备及其进
7、展 31.2.2由中间产物制备 CHPDMDHA及其进展 31.3 课题的研究目的和研究内容 51.3.1 课题的研究目的和意义 .51.3.2.课题的研究内容 .51.4课题的研究路线和方案 .61.4.1课题的研究路线 .61.4.2 课题的研究方案 .61.4.2.1合成原理 71.4.2.2 研究路线 .7第二章 3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵的制备和结构表征 92.1 概述 92.2 实验部分 92.2.1 主要药品和仪器 .92.2.2 N,N-二甲基脱氢枞胺的制备 .92.2.3 N,N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐的制备 102.2.4 CHPDMDHA的制备 .102.2.5
8、 原料、中间体及产物结构表征 102.2.6 CHPDMDHA的含量分析 .112.3 结果和结论 .112.3.1 FT-IR和 NMR分析结果及其结论 112.3.1.1 FT-IR分析结果及其结论 .112.3.1.2 核磁共振分析结果及其结论 132.3.2 IC分析结果 .142.4 小结 .15ii第三章 结论 16参考文献 .17致谢 .18盐城工学院本科毕业论文（2013）1第一章 绪论1.1 课题概述1.1.1 松香型表面活性剂的简介松香是一种由松脂经分馏得到的天然化工原料，具有可再生性、来源丰富、价格便宜等特点。经过歧化后生成的歧化松香的主要成分是脱氢枞酸，而脱氢枞酸可经酰
9、胺化、分子内脱水转化为脱氢枞胺，或通过直接氢化还原得到含松香结构的醇等松香衍生物。利用这些松香衍生物可用于合成一系列性质类似于以脂肪酸、脂肪醇和脂肪胺类为原料合成的表面活性剂而又独具特色的产品，如利用脱氢枞酸合成脱氢枞酸酯磺酸盐，利用含松香结构的醇类化合物或脱氢枞胺合成脱氢松香醇聚氧乙烯醚或脱氢枞胺聚氧乙烯醚等。这些以松香为原料制备得到的表面活性剂产品，更加符合绿色、环保的发展要求，而且具有优良的应用性能，可以作为乳化剂、缓蚀剂、破乳剂、洗涤剂、颜料分散剂、絮凝剂和浮选剂等应用于多种精细化学品的生产。1.1.2 国内外对松香系列表面活性剂的研究现状、研究进展国内外对以松香及其衍生物为原料制备表
10、面活性剂，都已有了比较长的历史。在国外，早在 20世纪 20年代就开始利用松香合成表面活性剂，并在 60年代合成了松香酸磺酸盐阴离子表面活性剂等松香型表面活性剂。70 年代初，以松香及其衍生物为原料合成表面活性剂的研究得到了进一步发展。90 年代后，由于国外松香资源的缺乏，以松香为原料合成新型表面活性剂的研究没有继续深入下去。而我国拥有丰富的松香资源，因此在进入 90年代后，众多科研院所在这方面进行了大量的研究工作，并合成了许多具有优良性能的新型表面活性剂。如通过松香、松香胺、松香醇、松香多元醇酯、改性松香多元醇酯、松香酰胺、松香烷醇酰胺与环氧乙烷加成合成了松香基聚氧乙烯醚类、以及通过松香及改
11、性松香和多元醇的酯化反应合成了松香基多元醇酯等非离子表面活性剂；通过磺化或硫酸酯化反应合成了松香酯磺酸钠和松香酰胺硫酸盐等阴离子表面活性剂；通过松香胺聚氧乙烯醚及 N, N -二甲基松香胺与硫酸二甲酯、氯乙醇、3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵合成研究2苄基氯等反应合成了具有杀菌和缓蚀性能的松香胺类季铵盐之类的阳离子表面活性剂；通过松香酰氯和乙二胺及二乙烯三胺反应产生的酰胺再与氯乙酸钠和氯代磺酸盐反应可合成了松香基氨基乙酸盐和松香基氨基羟丙基磺酸盐类两性表面活性剂等。松香及其衍生物分子结构中存在的庞大的、非极性的三元菲环结构具有良好的疏水性，可作为表面活性剂的疏水基而应用于表面活性剂分子的
12、构架。而松香基表面活性剂中的亲水基团可以通过一定方法引进。比如一方面可以通过松香及其衍生物分子结构中存在的极性基团（如羧基、氨基、羟基等）则与带有活性基团的亲水性试剂反应引进，另一方面也可以通过松香结构中存在的共轭烯烃结构与亲双烯组分的作用引进羧基等活性基团后再与带有活性基团的亲水性试剂反应引进。对于松香基表面活性剂的开发研究，除需要继续对传统的松香基表面活性剂进行完善之外，更重要的是如何根据现代产业对表面活性剂的要求，对具有特定功能和特殊要求的松香基表面活性剂进行重点研究，并根据产品工艺的需要对功能性松香基表面活性剂加大技术开发力度。在松香基功能性表面活性剂的开发研究中，以下几个方面的松香基
13、表面活性剂的研制与开发显得更为重要：(1)松香基新型甜菜碱类两性表面活性剂的合成 1；(2)松香基季铵盐型阳离子表面活性剂的合成 2；(3)松香基双季铵盐阳离子表面活性剂的合成 3-5；(4)松香基蔗糖酯非离子表面活性剂的制备 6-8；(5)超支化松香基 Gemini表面活性剂的合成 9；(6)松香基磺酸盐型 Gemini表面活性剂的合成 10；(7)松香基氨基酸表面活性剂的合成 11,12；(8)松香基多元醇酯聚氧乙烯醚的表面活性的合成 13。在加强松香基表面活性剂的制备研究的同时，还需要对松香基表面活性剂与其它类型表面活性剂的复配方法及途径进行研究，以便使现有的表面活性剂的潜在的应用性能得
14、到充分发挥，并且也尽可能使松香基表面活性剂的特点在实际应用中被充分开发出来。脱氢枞胺作为松香经化学改性生成的典型松香衍生物之一，不但保持了松香固有的良好生物降解性和环境友善性，而且其结构中的氨基使其具有良好的反应性能和应用性能。通过脱氢枞胺与环氧乙烷和硫酸二烷基脂反应，可以生成以季铵结构和聚氧乙烯链作为亲水基的阳离子型表面活性剂；N,N-二甲基脱氢枞胺则可以通过与卤代烃反应，直接使脱氢枞胺结构中的胺基转化为季铵结构，在一定的反应盐城工学院本科毕业论文（2013）3条件下通过脱氢枞胺与环氧氯丙烷反应生成N-（3-氯-2-羟丙基）脱氢枞胺，然后再通过N-（3-氯-2-羟丙基）脱氢枞胺与三甲基胺反应
15、可以生成3-脱氢枞基-2-羟丙基三甲基氯化铵；也可以通过N-（3-氯-2-羟丙基）脱氢枞胺与吡啶反应生成含吡啶和脱氢枞胺结构的阳离子表面活性剂。这些具有脱氢枞胺结构的阳离子表面活性剂一般都具有较好的抗静电、乳化、柔软和杀菌抑菌等众多应用功能。在本课题中，主要对以脱氢枞胺为原料，通过 N-烃基化方法生成 N,N-二甲基脱氢松香胺（脱氢枞胺）后，再在一定条件下与环氧氯丙烷反应制备CHPDMDHA（3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵）的方法进行研究。 1.2CHPDMDHA 的制备方法1.2.1 N,N-二甲基脱氢枞胺的制备及其进展这是以脱氢枞胺为原料，通过 N-烷基化反应得到 N,N二甲基脱氢
16、枞胺。按经典方法，采用 R-X、R-OH/H 2SO4、CH 2N2、R 2SO4等为试剂，均能得到产物。 曾韬 14等人通过甲醛-甲酸法合成仲胺而进一步合成叔胺，合成路线为：NH2 + 2HCO +2HCOH N(CH3)2结果表明，此合成路线环境污染小，试剂易得，便于工业化生产。本实验属国内首次合成此类产物，为我国有关工业行业提供了一种新型的化工原料和工业助剂。1.2.2 由中间产物制备 CHPDMDHA 及其进展根据蔡照胜 15等以盐酸三甲胺和环氧氯丙烷为原料合成 3-氯-2-羟基三甲基氯化铵的文献，采用同样的方法来研究 CHPDMDHA的制备。(1)以 N,N-二甲基脱氢枞胺和 1,3
17、-二氯-2-丙醇为原料在碱性条件下合成，基本反应式如下：3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵合成研究4N(CH3)2 + ClH2CH2ClOHOH- CH2N(CH3)2lCH2lO利用此方法合成 CHPDMDHA 时会存在双季胺化问题，即存在如下副反应：2N(CH3)2R+ ClH2CH2ClOH- Cl-(H3)2NCH2CH2N(CH3)2Cl-RROHOH（2）以 N,N-二甲基脱氢枞胺、环氧氯丙烷在盐酸存在下合成：CH2N(3)2ClH2ClON(CH3)2 +OCH2l+HCl利用此方法合成主要存在如下副反应： OCH2lN(CH3)2R+ OCH2N(CH3)2Cl-H2O/
18、+CH2CH2N(CH3)2Cl-ROH（3）以 N,N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐、环氧氯丙烷为原料在水介质中合成，反应式如下：盐城工学院本科毕业论文（2013）5OCH2l Cl-(H3)2NCH2CH2lROH(CH3)2NRHCl+此合成方法的副反应与合成方法（2）相似。但是，因为一开始的反应条件呈现弱酸性，随着反应的进行逐渐向弱碱性环境转变，所以（3）发生副反应的程度比方法（2）小得多，转化率可达 95%。综上所述，方法（3）解决了现有制备含脱氢枞胺结构季铵盐的技术中存在的脱氢枞胺转化率低、产品中季铵盐含量不高、产品水溶性不是非常好的问题，本法具有工艺简单、原料转化率高，产物水溶性好的优点
19、 16,17。因此本课题选用方法（3） 。1.3 课题的研究目的和研究内容1.3.1 课题的研究目的和意义脱氢枞胺作为松香经化学改性生成的典型松香衍生物之一，具有光学活性、性质稳定、比旋光度较大等特殊的理化性质，不但保持了松香固有的良好生物降解性和环境友好性，而且其结构中的胺基使其具有良好的反应性能和应用性能。目前，脱氢枞胺及其衍生物已广泛用作手性拆分剂、表面活性剂、杀菌剂等。现有制备含脱氢枞胺结构阳离子表面活性剂的方法存在较多的不足，王延对脱氢枞胺改性合成了一系列 N-脱氢枞基阳离子型表面活性剂，但脱氢枞胺转化率不高；蒋福斌等合成了两种含脱氢枞基的双季铵盐阳离子表面活性剂，产品中季铵盐的含量
20、较高，但脱氢枞胺转化率不高，表面活性剂产品水溶性较差。为了解决现有制备含脱氢枞胺结构季铵盐技术中存在的脱氢枞胺转化率低、产品中季铵盐含量不高、产品水溶性不足非常好的问题，本课题根据脱氢枞胺的特点，提出了一种 3-氯-2- 羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵的制备方法，具有工艺简单、原料转化率高，产物水溶性好的优点。1.3.2.课题的研究内容（1）对通过 Eschweiler-Clarke反应制备 N,N-二甲基脱氢松香胺的方法研究，以脱氢枞胺为原料，加入一定量的甲酸和甲醛制得 N,N-二甲基脱氢松香胺；（2）对在盐酸存在下通过 N,N-二甲基脱氢松香胺与环氧氯丙烷直接反应3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞
21、基氯化铵合成研究6制备 3-氯-2 羟丙基脱氢枞基二甲基氯化铵的方法进行研究；（3）对通过 N,N-二甲基脱氢松香胺盐酸盐与环氧氯丙烷直接反应制备 3-氯-2 羟丙基脱氢枞基二甲基氯化铵的方法进行研究，研究反应条件的变化对产物收率的影响；（4）N,N-二甲基脱氢松香胺及脱氢枞基二甲基缩水甘油基氯化铵含量的测定，主要采用离子色谱法（IC）对产品进行含量测定；（5）对产物的结构进行分析和表征，主要用 FT-IR和 NMR分析产物的结构。1.4课题的研究路线和方案1.4.1 课题的研究路线第一步：利用醛酸法以脱氢枞胺制备 N,N-二甲基脱氢枞胺，反应式如下：CH2N2 二二 + 2HCOH +2CH
22、O CH2N(CH3)2 N,-二二二第二步：由 N,N-二甲基脱氢枞胺制备 N,N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐，反应式如下：CH2N(CH3)2 N,-二二二 + HCl CH2N(CH3)2Cl-N,-二二二二第三步：由 N,N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐制备 CHPDMDHA，反应式如下：盐城工学院本科毕业论文（2013）7CH2N(CH3)2l-N,-二二二二+OCH2l CH2N(CH3)2l-OHC2lCHPDMHA1.4.2 课题的研究方案1.4.2.1 合成原理NH2 HCOH N(CH3)2 HClNH(C3)2Cl- OCH2l N(CH3)2Cl-CH2lO1.4.2.2 研究路线脱
23、氢枞胺 N,N-二甲基脱氢枞胺（粗品）N,N-二甲基脱氢枞胺乙醇溶解 甲酸甲醛减压蒸馏 洗涤减压蒸馏 乙醇溶解 盐酸 N,N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐（粗品）减压蒸馏 N,N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐乙醇溶解 环氧氯丙烷CHPDMDHA 粗品乙酸乙酯冷却结晶过滤，滤饼用复合溶剂重结晶 过滤CHPDMDHA3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵合成研究8第二章 3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵的制备和结构表征2.1 概述由脱氢枞胺（DHA）和环氧氯丙烷合成 3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵（CHPDMDHA） 。制备过程分三步进行：首先，以脱氢枞胺为主要原料通过Eschweiler-Clar
24、ke反应制得 N,N-二甲基脱氢枞胺（DMDHA） ；第二步是 DMDHA与盐酸反应生成 N,N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐；最后盐酸盐与环氧氯丙烷反应，并用乙酸乙酯与乙醇的复合溶剂重结晶，得到产物 CHPDMDHA。2.2 实验部分2.2.1 主要药品和仪器脱氢枞胺：工业品，杭州万景新材料有限公司；甲酸、无水乙醇、环氧氯丙烷、无水硫酸钠、氢氧化钠：分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司；甲醛：分析纯，无锡市亚盛化工有限公司；盐酸：分析纯，江苏彤晟化学试剂有限公司；乙酸乙酯：分析纯，上海强顺化学试剂有限公司。电子天平：WT5002X 型，常州万泰天平仪器有限公司；多功能电动搅拌器：D-8401型，天津市华
25、兴科学仪器厂；循环水真空泵：SHE-D 型，巩义市予华盐城工学院本科毕业论文（2013）9仪器有限公司；旋转蒸发器：RE-52C 型，上海雅荣生化仪器有限公司；数显鼓风干燥箱：GEX-9140 MBE，上海博讯实业有限公司医疗设备厂。2.2.2 N,N-二甲基脱氢枞胺的制备称取 22.84g脱氢枞胺于 250ml烧杯中，加入一定量无水乙醇使之完全溶解，转移至 500ml四口瓶中，开始搅拌。在室温下缓慢滴加 27.6g80%甲酸和33.34g36%甲醛溶液（脱氢枞胺与甲酸、甲醛的物质的量之比约为 15 6） ，待滴加完毕后，搅拌反应 1h，然后升高温度至 87左右进行回流反应 12h，用薄层色谱
26、法跟踪反应进程。反应结束后，先减压蒸馏出未反应的甲酸、甲醛至无液体滴出。将旋蒸完的物料缓慢倒至 100ml饱和 NaCl溶液中洗涤，并搅拌成白色物料。加入153.6g15%NaOH溶液(与甲酸物质的量相同)，充分振荡，得油水物料（此处需加热搅拌） 。加入一定量的甲苯作为溶剂，充分压白色颗粒至甲苯相，倒入分液漏斗中分液，测定水相 PH。若 PH超过 10，则将其充分振荡后分液；若小于10，则补加 NaOH。分液后先用蒸馏水洗一遍有机相，再用饱和 NaCl洗两次，最后再用蒸馏水洗一次。洗涤结束后，加入无水 Na2SO4干燥，过滤得滤液。减压蒸馏，至完全蒸干，除去甲苯，得淡黄色液体。2.2.3 N,
27、N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐的制备将 13.10gN,N-二甲基脱氢枞胺完全溶解于 100ml无水乙醇中，转移至500ml四口瓶。再加入 50ml10%盐酸，反应在 70进行 1h。减压蒸馏除去未反应的盐酸，得 N,N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐。2.2.4 CHPDMDHA 的制备反应的温度升高到 90，控制反应温度直到 N,N-二甲基脱氢枞胺反应完全用薄层分析追踪反应结果（反应时间为 48 小时）反应结束后，乙醇和剩余的盐酸盐在真空下使用旋转蒸发器从反应物除去，用 100ml乙酸乙酯回流条件下处理残留量并在在 4冷藏 24小时。该混合物是通过使用由乙酸乙酯和乙醇溶剂过滤和固体分离结晶（两者体积比为
28、2.0:1.0） 。从溶液中分离的 CHPDMDHA的产量为 82.6 %白色晶体和之后在 50 C真空下干燥。它的熔点为 193-196摄氏度。在上述产物中，加入 100ml无水乙醇完全溶解，转移至 500ml四口瓶中。用滴液漏斗在室温下逐滴加入 20ml环氧氯丙烷。滴加完毕，升高温度至 833-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵合成研究10进行回流反应（约 48h） ，薄层色谱法（TLC）跟踪反应进程。反应结束后，先减压蒸馏，除去乙醇和过量的环氧氯丙烷，再加入 100ml乙酸乙酯，在 4放置 24h冷却结晶。2.2.5 原料、中间体及产物结构表征主要通过 IR来对产品进行结构表征，并对固体
29、化合物进行熔点测定。由于 CHPDMDHA是白色晶体，在红外分析时，采用溴化钾压片法，过程如下：将样品与溴化钾按质量比大约为 1100 混合后再加以研磨、压片，并以单纯溴化钾为本底，测定其透光率，得到 FT-IR曲线，同时对 CHPDMDHA进行了熔点测定。脱氢枞胺和 N,N-二甲基脱氢枞胺在温度 40左右为液体，采用涂膜法，具体制作方法是将样品均匀涂抹在溴化钾晶片上，以溴化钾为本底，测定其透光率，得到 FT-IR曲线。分析方法简单实用，分析结果准确可靠。2.2.6 CHPDMDHA 的含量分析主要采用离子色谱法（IC）对产品进行含量测定。通过测定一系列已知质量浓度的标准 NaCl溶液的吸收峰
30、面积，绘制 Cl-质量浓度（m）与吸收峰面积（A）之间关系的标准曲线。将产品（约 0.2g）溶解于一定量的蒸馏水中，采用离子色谱法分析，得出吸收峰面积。同时，用蒸馏水作空白对照。样品溶液中的 Cl-质量浓度由标准曲线确定。产品中 CHPDMDHA的含量采用以下公式计算：CHPDMDHA的质量分数（%）= 105.342)(01wVmm1、 m0分别为样品溶液和蒸馏水中 Cl-的质量浓度，g/mL；V：溶液体积，mL；442.51、35.5 分别为 CHPDMDHA和 Cl-的摩尔质量，g/mol；w:样品质量，g。2.3 结果和结论2.3.1 FT-IR 和 NMR 分析结果及其结论2.3.1
31、.1 FT-IR 分析结果及其结论图 1为纯化的脱氢枞胺的 FT-IR图盐城工学院本科毕业论文（2013）11图 1 PDHA 的 FT-IR 图（波长/cm -1）在纯化过的脱氢枞胺的 FT-IR图中，3393cm -1和 3328 cm-1是伯胺 N-H的伸缩振动吸收峰；2927 cm-1和 2865 cm-1分别是亚甲基和甲基 C-H的伸缩振动吸收峰；1613 cm-1处的峰为氨基 N-H的弯曲振动吸收峰； 1566 cm-1和 1498 cm-1处的峰为芳环 C=C伸缩振动；1460 cm-1和 1381cm-1处的峰为甲基 C-H的弯曲振动；1065cm -1处的峰为氨基的 C-N伸
32、缩振动；883 cm-1和 822 cm-1处的峰分别为芳环上 C-H弯曲振动。图 2为 N,N-二甲基脱氢枞胺的 FT-IR图。图 2 DMDHA 的 FT-IR 图(波长/cm -1)与图 1对照，图 2在 3550 cm-1-3320 cm-1处的两个 N-H伸缩带已经消失。甲基的两个 C-H吸收峰上升了。说明脱氢枞胺上的氨基已被 N-烷基化。图 3是 3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵的 FT-IR图。3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵合成研究12图 3 CHPDMDHA 的 FT-IR 图（波长/cm -1）图 3中，3424 cm-1处的强峰是 O-H的伸缩振动，峰形宽；2
33、956 cm-1和2855 cm-1处的峰分别为亚甲基和甲基的 C-H伸缩振动； 1465 cm-1和 1371 cm-1为甲基 C-H的弯曲振动吸收峰；883 cm-1和 821 cm-1处的峰为芳环的 C-H弯曲振动；970 cm -1和 628 cm-1分别为 C-Cl的弯曲振动吸收峰。2.3.1.2 核磁共振分析结果及其结论图 4为 3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵的 1H-NMR谱图。图 4 CHPDMDHA 的 1H-NMR 谱图从图 4可以看出，化学位移为 7.14ppm、6.99ppm、6.86ppm 的信号是芳环上的氢；0.87ppm-1.90ppm 处的信号是未与芳环
34、或 N原子相连的甲基、亚甲基上的氢；2.35ppm 处的信号为羟基上的 H；2.77ppm-3.0ppm、3.20ppm 和3.71ppm处的信号为与芳环、N 原子以及羟基相连的甲基、亚甲基和 CH。盐城工学院本科毕业论文（2013）13图 5是 3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵的 13C-NMR图。图 5 CHPDMDHA 的 13C-NMR 谱图图 5中，147.2ppm、145.5ppm、134.4ppm、126.8ppm、124.4ppm 和124.2ppm处的信号是芳环上的 C；70.42ppm 处的信号为与环和 N原子相连的亚甲基上的 C；47.9ppm 和 47.2ppm处
35、的信号是与 N原子相连的甲基上的 C和与Cl相连的亚甲基上的 C；18.1ppm、18.4ppm、29.7ppm 、37.5ppm 和 37.7ppm处的信号环烷基上亚甲基上的 C；33.3 ppm、35.0 ppm和 39.5 ppm处的信号分别是异丙基中 CH上的 C，和脱氢枞基上的叔碳和季碳；19.0 ppm、24.4 ppm和25.7 ppm处的信号为脱氢枞基的甲基碳。结果表明，N,N-二甲基脱氢枞胺在盐酸存在下与环氧氯丙烷反应，生成的产物是 3-氯-2- 羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵。2.3.2 IC 分析结果表 1是 Cl-质量浓度与峰面积之间的相关数据（以 NaCl计） 。图 6是
36、根据表1绘制的标准曲线。图 7是 CHPDMDHA的离子色谱图。m,ppm 586.1 472.3 358.2 241.9 184.5 83.1 12.9峰面积（s min） 67.43 54.09 40.67 27.03 18.41 8.92 1.43表 1 Cl-质量浓度（m）与峰面积之间的关系（以 NaCl 计）3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵合成研究14图 6 峰面积和 Cl-质量浓度的标准曲线(以 NaCl 计)图 7 CHPDMDHA 的 IC 谱图从图 5可以看出，峰高为 189.9s，半峰宽为 0.250min,峰面积为47.475s min。根据图 4，得到样品溶液中
37、Cl-的质量浓度（m 1）为417.57ppm，结合样品重量、溶液体积，用上面提及的公式计算得产品中CHPDMDHA的质量分数约为 98.32%。2.4 小结根据实验结果可知, 以N,N-二甲基脱氢枞胺在稀盐酸中反应生成的N,N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐为原料, 通过其与环氧氯丙烷在甲醇水介质中反应能以较好的收率合CHPDMDHA; 通过减压水蒸汽蒸馏及乙酸乙酯重结晶的方法可有效除去产物中副产物的含量, 提高CHPDMDHA 产品的品质。盐城工学院本科毕业论文（2013）15第三章 结论在本课题的研究中，得到的结论如下：(1)从 FT-IR分析结果看，采用 Eschweiler-Clarke反应合
38、成 N,N-二甲基脱氢枞胺是可行的，收率达 75%，此方法还可以用于合成以歧化松香胺和脂松香胺为原料的叔胺。3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵合成研究16(2)以 N,N-二甲基脱氢枞胺盐酸盐和环氧氯丙烷为原料在水作为反应介质的情况下合成 CHPDMDHA，通过乙酸乙酯和乙醇的复合溶剂重结晶，可有效除去产物中副产物的含量，提高 CHPDMDHA产品的品质，收率达 82.6%。参考文献1 段文贵,岑波,赵树凯.去氢枞酸基新型甜菜碱类两性表面活性剂的合成J.现代化工,2004, 24(4): 39-42.2 刘国来. 松香型表面活性剂在阳离子分散松香胶中应用研究及其中性施胶J.现代化工, 20
39、07,27(9): 38-41.3 韩世岩,宋湛谦,方桂珍.松香基双季铵盐表面活剂的合成及性能研究J. 林产化学与工业,2009, 29:110-116.4 蒋福宾,曾华辉,杨正业,等.松香基双季铵盐阳离子表面活性剂的合成与性能J.精细盐城工学院本科毕业论文（2013）17化工, 2007, 24(11): 1074-1079.5 魏晓惠,廖世珍,曹德榕,等.松香基双季铵盐阳离子表面活性剂的合成与性能J.精细化工, 2003, 20(9): 557-560.6 崔国友,莫炳荣,陈文纳,等.脱氢枞酸蔗糖酯的无溶剂法合成J.精细化工,2006,23(12):1181-1185.7 岑波,罗常泉,段
40、文贵,等.去氢枞酸蔗糖酯的溶剂法合成J.化学研究与应用, 2005, 17(2): 269-272.8 段文贵,任云,张晓丽,等.歧化松香蔗糖酯的合成J.化学通报, 2006, (2): 109-113.9 汪凯明,张永昌,李苗,等. 一种新型松香基季铵盐 Gemini表面活性剂的合成与性能J.印染助剂,2011,28(11):9-12.10 贾卫红,宋湛谦,饶小平,等.松香基磺酸盐 Gemini表面活性剂的合成及性能J.石油化工,2009,38(6):651-655. 11 韩世岩,高福刚,方桂珍,等. 一种新颖的松香酰基甘氨酸型两性双子表面活性剂的合成及性能分析J.现代化工,2004,31
41、(5):39-41.12 谢文磊.松香酰基复合氨基酸表面活性剂的合成研究J.林产化学与工业, 2001, 21(2): 83-86.13 周永红,宋湛谦,许玉芝,等.松香季戊四醇酯聚氧乙烯醚的表面活性研究J.林产化学与工业,2004,24:61-64. 14 曾韬，彭淑静.N,N-二甲基脱氢枞胺的合成N.南京林业大学学报（自然科学报） ，1996，67：26-2815 蔡照胜,王锦堂,杨春生,等. 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的自催化合成及其合成条件优化J. 化学世界, 2005,46(1):30-33.16 宋湛谦，裴立军，蔡照胜，等.3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵及其制备方法P.专利号 201210299988.73-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵合成研究18致谢本论文是在导师蔡照胜老师的悉心指导下完成的。本论文从选题，实验步骤的制定和实施，到论文的撰写、修改无不倾注着恩师的心血。指导老师严肃的科学态度、严谨的治学精神、渊博的专业知识、诲人不倦的高尚师德、平易近人的人格魅力使我深受感染，终生受益。对于老师的关心、帮助和鼓励，我将永远铭记于心。在论文完成之际，向关心、支持我的指导老师再次表示最崇高的敬意和衷心的感谢！同时，我还要感谢实验室其他同学在实验期间所给与的支持和帮助。最后，对四年所有曾经关心、支持和帮助过我的各位老师、同学再次表示最诚挚的感谢！
