N-椰油基-1,3-丙二胺（N-Cocoalkyl 1,3-Propanediamines）：化學特性與應用全解析
🌿一、產品簡介
N-椰油基-1,3-丙二胺，英文名 N-Cocoalkyl 1,3-Propanediamines，CAS編號為 61791-63-7，是一種重要的有機胺類表面活性劑中間體。該化合物以天然來源的椰子油脂肪酸為基礎，結合1,3-丙二胺結構，具有良好的生物降解性能和溫和的皮膚刺激性，在日化、工業清洗、石油開采、農業化學品等多個領域均有廣泛應用。
作為一種兩性離子型或陽離子型表面活性劑前驅體，其分子結構中既含有長鏈疏水基團（來自椰油基），又含有兩個氨基官能團，這賦予了它優異的乳化、分散、潤濕和緩蝕等綜合性能。
🧪二、化學性質與結構特征
化學名稱：
N-椰油基-1,3-丙二胺
N-Cocoalkyl-1,3-propanediamine
分子式：
C??H??N?（典型平均結構）
注：實際分子組成可能因椰油基碳鏈長度分布略有不同而變化。
分子量：
約283.5 g/mol（根據碳鏈長度的不同，范圍在270~300之間）
結構簡式：
CH3(CH2)10CH2–NH–CH2CH2CH2–NH2其中，左側為椰油基殘基（通常為C12~C14混合直鏈烷基），中間為連接氮原子的亞甲基鏈，末端為游離的伯胺基團。
📊三、物理與化學參數表
| 物理/化學參數 | 數值/描述 |
|---|---|
| 外觀 | 淺黃色至棕色粘稠液體或半固體 |
| 密度（25°C） | 約 0.88 – 0.92 g/cm3 |
| pH值（1%水溶液） | 9.5 – 11.0（呈弱堿性） |
| 沸點 | 分解前約 250°C |
| 熔點 | -10°C ~ 15°C |
| 溶解性 | 微溶于冷水，易溶于熱水、、異丙醇 |
| 閃點 | > 100°C |
| 穩定性 | 在中性至弱堿性條件下穩定；強酸或強堿下易分解 |
| 表面張力（0.1%水溶液） | 28 – 32 mN/m（顯著降低水的表面張力） |
🧬四、合成路徑與生產工藝
N-椰油基-1,3-丙二胺通常通過以下兩種路線合成：
路線一：還原胺化法
- 原料準備：椰子油脂肪酸甲酯（Methyl Cocoate）與1,3-丙二胺反應。
- 縮合反應：在高溫、催化劑存在下生成酰胺中間體。
- 還原反應：使用氫氣和金屬催化劑（如鎳）將酰胺還原為胺。
- 純化處理：經蒸餾、過濾得到成品。
路線二：直接烷基化法
- 親核取代反應：1,3-丙二胺中的一個氨基與椰油基氯代烷發生親核取代。
- 二次修飾：保留一個自由氨基，另一端接入長鏈烷基。
- 精制：去除副產物及未反應物。
✅優點：
- 原料來源于可再生植物油脂，環保；
- 工藝成熟，適合大規模連續生產。
💡五、功能特點與作用機制
1. 雙官能團特性
N-椰油基-1,3-丙二胺分子中含有兩個氨基，分別呈現不同的反應活性：
- 一個氨基已與椰油基結合，形成穩定的仲胺；
- 另一個氨基保持自由狀態，可用于進一步衍生反應（如季銨化、磺酸化等）。
這種雙官能團結構使其成為多功能表面活性劑中間體，適用于多種改性反應。
2. 表面活性
由于其分子結構兼具疏水鏈段與親水氨基，可有效降低液體表面張力，表現出優良的潤濕性和發泡性能。
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2. 表面活性
由于其分子結構兼具疏水鏈段與親水氨基，可有效降低液體表面張力，表現出優良的潤濕性和發泡性能。
3. 緩蝕性能
在金屬加工液、冷卻液、油田化學品中，該化合物能在金屬表面形成保護膜，抑制腐蝕反應的發生。
4. 抗靜電與柔軟性能
用于紡織助劑時，其陽離子特性可改善纖維之間的摩擦系數，增強織物柔軟手感，并具備抗靜電效果。
🏭六、主要應用領域
1. 日用化工品
| 應用場景 | 功能說明 |
|---|---|
| 洗發水 | 提供調理、增強泡沫穩定性 |
| 沐浴露 | 改善皮膚親和性，減少刺激感 |
| 柔順劑 | 提升衣物柔軟度，防止靜電堆積 |
📌典型案例：作為季銨鹽陽離子表面活性劑的前體，廣泛用于“氨基酸型”洗護產品中。
2. 工業清洗劑
| 場景 | 功能說明 |
|---|---|
| 金屬清洗 | 增強去污能力，同時提供防腐保護 |
| 玻璃清潔劑 | 快速潤濕、不留水痕 |
| 工廠設備清洗 | 防止清洗過程中金屬表面氧化 |
3. 油田化學品
| 類別 | 功能說明 |
|---|---|
| 緩蝕劑 | 抑制鉆井液對管材的腐蝕 |
| 殺菌劑中間體 | 用于合成高效殺菌劑 |
| 泥漿添加劑 | 提高泥漿潤滑性，降低摩阻 |
4. 農藥制劑
N-椰油基-1,3-丙二胺可作為農藥乳化劑、分散劑，提升農藥的有效利用率并延長藥效時間。
5. 合成其他衍生物的基礎原料
- 季銨鹽：如椰油丙二胺二季銨鹽（用于消毒劑）
- 磺酸鹽：引入磺酸基團提高水溶性
- 氧化胺：用于制造甜菜堿型兩性表面活性劑
📈七、市場概況與發展趨勢
全球市場規模
據不完全統計，截至2024年，全球N-椰油基-1,3-丙二胺及相關衍生物市場規模約為 8億美元，預計2025~2030年間將以 年均增長率為6.2% 的速度持續擴大。
主要生產企業（部分）
| 企業名稱 | 國家/地區 | 優勢產品方向 |
|---|---|---|
| BASF | 德國 | 表面活性劑、精細化學品 |
| Clariant | 瑞士 | 綠色化學、環保配方 |
| Eastman Chemical | 美國 | 工業清洗劑中間體 |
| 廣東江門謙信化工 | 中國 | 植物基表面活性劑供應商 |
| 南京威爾藥業集團 | 中國 | 醫藥級、食品級胺類衍生物 |
發展趨勢
| 趨勢方向 | 描述 |
|---|---|
| 生物可降解 | 推動綠色化學發展，符合REACH法規要求 |
| 功能復合化 | 多用途開發，滿足多行業需求 |
| 替代傳統石化產品 | 減少對石油基原料依賴，降低成本 |
| 微膠囊化技術 | 提高儲存穩定性，拓展應用形式 |
| 定制化生產 | 根據客戶需求調整碳鏈長度、純度、pH值等指標 |
🧪八、安全性與環境影響
毒理學數據（參考）
| 項目 | 數據/結論 |
|---|---|
| 急性毒性（大鼠口服） | LD?? > 2000 mg/kg，低毒 |
| 皮膚刺激性 | 無明顯刺激 |
| 眼部刺激性 | 輕微刺激，沖洗后可恢復 |
| 致敏性 | 極低 |
| 生物降解率（28天） | > 80%，易于自然分解 |
環境行為
N-椰油基-1,3-丙二胺因其天然來源和結構特性，在環境中可被微生物有效降解，不會造成持久性污染，符合現代環保理念。
📚九、相關文獻與標準引用（部分）
| 文獻/標準編號 | 名稱 |
|---|---|
| GB/T 21845-2008 | 化學品 表面活性劑的生態毒理學試驗方法 |
| ISO 14593:1999 | 水質 —— 有機胺類物質的測定 |
| REACH Regulation (EC) No 1907/2006 | 歐盟化學品注冊、評估、授權和限制法規 |
| OECD Guideline 301B | 快速生物降解測試方法（好氧條件下的密封瓶試驗） |
🔚十、結語
N-椰油基-1,3-丙二胺作為一種源自天然的高性能表面活性劑中間體，憑借其優異的多功能性、環境友好性和廣泛的適用性，正逐步替代傳統石化類產品，在多個高端應用領域占據重要地位。隨著消費者對綠色安全產品的關注度日益提升，以及各國環保政策的不斷收緊，該化合物的發展前景十分廣闊。
未來，圍繞N-椰油基-1,3-丙二胺的功能延伸研發、低成本綠色工藝優化、以及與其他功能性材料的協同增效研究，將成為推動該行業持續創新的關鍵方向。
📌關鍵詞總結：
N-椰油基-1,3-丙二胺、N-Cocoalkyl 1,3-Propanediamines、CAS號61791-63-7、表面活性劑、環保化學品、綠色化工、陽離子中間體、工業清洗、日化應用
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