发明创造名称：一种不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法
外观设计名称：
决定号：195792
决定日：2019-11-21
委内编号：1F252734
优先权日：
申请（专利）号：201710574701.X
申请日：2017-07-14
复审请求人：太原理工大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王卫刚
合议组组长：王辉
参审员：刘辉
国际分类号：B01F17/18,C07C209/00,C07C211/63
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：要求保护的发明与最接近的现有技术存在区别技术特征，如果现有技术整体上存在将该区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，如已被其他对比文件公开且作用相同，或属于本领域解决其技术问题的惯用技术手段，则该要求保护的发明是显而易见的。
全文：
本复审请求涉及申请号为201710574701.X，发明名称为“一种不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为太原理工大学，申请日为2017年7月14日，公开日为2017年11月7日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年5月14日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1相对于对比文件1（CN104311857A，公开日为2015年1月28日）和对比文件2（CN102977290A，公开日为2013年3月20日）与本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：2017年7月14日提交的说明书摘要、说明书第[0001]-[0065]段、说明书附图图1-图3；2018年1月26日提交的权利要求第1项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：溴代十二烷、N,N,N’,N’-四甲基己二胺、乙腈、乙醚、氮气，其准备用量如下：以毫升、厘米3为计量单位
制备方法如下
(1)精选化学物质材料
对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：
(2)制备不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂
①，配置反应溶液
量取N,N,N’,N’-四甲基己二胺65mL±0.001mL、乙腈250mL±0.001mL,加入三 口烧瓶中，用搅拌器搅拌，搅拌时间30min，搅拌后成0.954mol/L的N,N,N’,N’-四甲基己二胺的乙腈溶液；
量取溴代十二烷23.8mL±0.001mL、乙腈50mL±0.001mL，加入烧杯中，用搅拌器搅拌，搅拌时间30min，搅拌后成1.349mol/L的溴代十二烷的乙腈溶液，然后移入分液漏斗中；
将溴代十二烷的乙腈溶液以0.5mL/min的速度滴入三口烧瓶中，在滴加过程中向三口烧瓶内输入氮气，氮气输入速度为30cm3/min，同时进行水循环冷凝回流；
②，季胺化反应
将盛有混合溶液的三口烧瓶置于电热器上，继续输入氮气，，氮气输入速率30cm3/min，继续进行水循环冷凝，电热器加热温度35℃±1℃，加热时间为48h；
混合溶液在加热过程中将发生季胺化合成反应，反应方程式如下:
式中：C22H49N2Br：不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂，其唯一分子结构式如下：
③，淬冷
季胺化合成反应结束后，关闭电热器，将三口烧瓶置于淬冷槽内，在10℃的 去离子水中快速冷却至20℃；
④，旋蒸分离
将季胺化反应后的混合溶液置于旋转蒸发仪的烧瓶内，进行旋蒸分离，旋蒸温度40℃，旋蒸转数4r/min，分离后留存稠状物，弃掉分离液；
(3)提纯不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂
①，冷藏析晶
将分离后的稠状物置于单口烧瓶中，加入乙醚100mL±0.001mL，搅拌5min，成混合浊液；将混合浊液置于4℃低温环境中，密封静置12h；
②，离心分离
将混合浊液置于离心分离管中，进行离心分离，离心分离转数5000r/min，分离时间15min，离心分离后留存固体沉淀物，弃去上清液；
③，洗涤
将分离后的固体沉淀物置于烧杯中，加入乙醚150mL，搅拌洗涤5min,成洗涤液；
将洗涤液置于离心分离管中进行离心分离，留存固体沉淀物，弃去上清液；
洗涤，离心分离重复进行3次；
④，真空低温干燥
将固体沉淀物置于石英容器中，然后置于真空低温干燥箱中干燥，干燥温度为10℃，真空度2Pa，干燥时间24h，干燥后得粉体产物；
(4)研磨，过筛
将干燥后的粉体产物用玛瑙研钵、研棒研磨，然后用650目筛网过筛；
研磨、过筛反复进行，得终产物不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂；
(5)检测，分析，表征
对制备的不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂的形貌、色泽、化学物理性能进行检测，分析，表征；
用红外光谱进行化学键和官能团结构分析；
用核磁共振氢谱仪进行分子中氢原子种类和个数比分析；
结论：制备的不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂为白色粉体，产物纯度达99.8％；
(6)产物储存
将制备的不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂白色粉体放入棕色透明的玻璃容器内，密封避光储存，需防潮、防晒、防酸碱盐类侵蚀，储存温度20℃，相对湿度10％；
所述的不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂季胺化合成是在三口烧瓶内进行的，是在加热、氮气保护、水循环冷凝、磁子搅拌状态下完成的；
电加热器(1)为立式，在电加热器(1)下部为电热座(2)，上部为三口烧瓶(3)，在三口烧瓶(3)上部设有氮气管(4)，加液漏斗(5)及控制阀(6)、水循环冷凝管(7)及进水口(8)、出水口(9)、出气口(10)；三口烧瓶(3)底部装有磁子搅拌器(11)，三口烧瓶(3)内盛放混合溶液(12)、氮气(15)；在电加热器(1)左部设有氮气瓶(13)，氮气瓶(13)上部设有氮气阀(14)，并连通氮气管(4)，向三口烧瓶(3)内输入氮气(15)；在电加热座(2)上设有显示屏(16)、指示灯(17)、电源开关(18)、加热温度控制器(19)、加热时 间控制器(20)。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年5月21日向国家知识产权局提出了复审请求，未对申请文件进行修改。复审请求人认为：（1）合成高纯度的不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂是本申请的核心，对比文件1通式中，m和n的定义范围太广，专利法的原则是单一性原则，不符合专利法规定，其次对比文件1中未给出任何说明指出，n和m可以随意组合均可在给定的反应步骤中制备成功，从所给的通式中无法认定产物具体化学结构，存在大量的同分异构情况，当原子数超过2时，直链还是支链的结构无从判断，故不能用一个不确定式否定本申请内容；（2）反应温度不同，反应的溶剂不同，对比文件1中并未对产物后处理做任何说明，乙醚洗涤数次后，过滤即得产物，并未做产物干燥说明；本申请采用了冷藏析晶技术，析出晶体的同时二次反应，以期实现高纯度产物，减少包晶和析晶不全的现象；（3）结构表征不同，对比文件1中的谱图错误；对比文件2是驳回专利，其与本申请涉及的主题不同，加热设备、氮气环境以及冷却方式不同。
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，于2018年7月3日发出了复审请求受理通知书，并将案卷转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年7月29日向复审请求人发出复审通知书，沿用驳回决定引用的对比文件1和对比文件2，指出：在对比文件1的基础上结合对比文件2及本领域的惯用手段得到权利要求1所述的技术方案，对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，权利要求1所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
针对复审请求人的意见，合议组认为，（1）本申请所制备的产物C22H49N2Br，其并非通常意义上的不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂，因其分子结构式中仅含有一个季铵盐阳离子而非双子季铵盐。复审请求人所指出的“单一性原则”与专利法中规定的单一性并不一致。在对比文件1已经给出产物通式的前提下结合对比文件1给出的具体的原料选择：1-溴十二烷、N,N,N,N’-四甲基-1,6-己二胺可以确定对比文件1能够得到本申请所述分子结构式的物质。复审请求人并未提供相关证据证明对比文件1采用1-溴十二烷、N,N,N,N’-四甲基-1,6-己二胺无法获得本申请的产物。（2）对比文件1公开了在20～60℃下反应6h-48h。在此范围内具体的反应温度的选择是本领域技术人员通过有限实验可以获得的，根据不同反应物进行温度的适当调整并不需要付出创造性的劳动，其可能产生的技术效果是可以预期的。冷藏析晶属于化学反应后的常规操作手段，在析出过程中是否进行二次反应是基于反应原料和反应原理而确定的，本申请在季胺化反应后得到了最终产物，冷藏析晶属于提纯步骤，复审请求人并未提供证据证明冷藏析晶步骤在析出晶体的同时进行了二次反应。对比文件1也公开了对产物进行后处理的步骤，本领域技术人员容易根据实际需要选择其他常规的后处理手段对产品进行处理，冷藏析晶、离心分离、真空低温干燥、研磨、过筛均属于常规的后处理手段，其所能获得的产品纯度是本领域技术人员可以预期的。反应过程中采用氮气保护进行反应也是本领域的常规技术手段，复审请求人并未证明采用氮气以及特定的流速带来了何种预料不到的技术效果；复审请求人也并未提供证据证明基于基本相同的合成机理、原料及合成条件的对比文件1产生了杂质或其他副产物。（3）对比文件1公开了同本申请基本相同的合成机理、原料及合成条件，其其他产物的谱图是否存在瑕疵并不影响对比文件1公开了合成本申请所述季铵盐产品的原理、过程及结果。对比文件2是否被授权不影响其公开了相应技术方案。对比文件2在反应装置外侧同样设置氮气瓶，向三瓶内通入氮气，即公开了上述技术特征，本领域技术人员能够预见通入氮气并设置一定流速的技术效果。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年8月17日提交了意见陈述书，未修改权利要求书。复审请求人认为：本申请致力于提供一种实现高纯度不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂的合成方案，对比文件1中对产物的纯度并没有做任何说明。对比文件1的反应条件同本申请不同，添加丙酮可判断出对比文件1极易产生对称型双子季铵盐。反应温度与本申请不同，减少了能耗提高了合成可操作度。使用氮气提供一定的压强，同时起到防止氧化的作用。对比文件1的杂质项根据公知常识只能是对称型双子季铵盐。反应溶剂与本申请不同，本申请仅引入乙腈和乙醚，乙醚环境低温条件下进行低温二次延长反应。对比文件1采用过滤而本申请采用离心分离。对于对比文件2，氮气环境作用不同，冷却方式不同。
在上述程序的基础上，合议组认为，本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
1、关于审查文本
本复审请求审查决定所依据的文本为：2017年7月14日提交的说明书摘要、说明书第[0001]-[0065]段、说明书附图图1-图3；2018年1月26日提交的权利要求第1项。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
要求保护的发明与最接近的现有技术存在区别技术特征，如果现有技术整体上存在将该区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，如已被其他对比文件公开且作用相同，或属于本领域解决其技术问题的惯用技术手段，则该要求保护的发明是显而易见的。
关于权利要求1
权利要求1要求保护一种不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法，对比文件1公开了一种双季铵侧长链型阴离子交换膜的制备方法，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第[0008]-[0014]段）：本发明公开了一种高传导性阴离子交换膜的制备方法，用同时含有叔胺基团和季铵基团的双功能单体对含有活泼苄溴、苄氯或者氯酰基基团的聚合物主链进行亲核取代反应，得到双季铵侧长链型阴离子交换膜。本发明一种双季铵侧长链型阴离子交换膜的制备方法，所述同时含有叔胺基团和季铵基团的双功能单体（即本申请不对称双子季铵盐阳离子表面活性剂）的结构通式如式(1)所示，式中n＝1～22，m＝2～6；(1)
满足结构式(1)的化合物优选：6-(二甲基氨基)己基-N,N-二甲基-N-乙基溴化铵、6-(二甲基氨基)己基-N,N-二甲基-N-丁基溴化铵、6-(二甲基氨基)己基-N,N-二甲基-N-十八烷基溴化铵。
所述含有活泼苄溴、苄氯或者氯酰基基团的聚合物为溴化聚苯醚(BPPO)、氯甲基化聚砜(CPES)、氯甲基化聚醚砜(CPSU)、氯甲基化聚醚酮(CPEK)、氯甲基化聚苯醚(CPPO)、氯酰基化聚苯醚(CAPPO)、氯甲基化聚苯乙烯(CPSt)等。本发明的制备方法是按如下步骤进行： (1)同时含有叔胺基团和季铵基团的双功能单体的制备：将双叔胺单体溶解于溶剂中，而后加入溴代烷烃，在20～60℃下反应6h-48h，反应结束后，旋转蒸发除去溶剂后，加入适量丙酮或乙腈，过滤除去沉淀，滤液旋转蒸发处理，除去丙酮或乙腈后，再加入适量乙醚或乙酸乙酯洗涤、过滤，即得到同时含有叔胺基团和季铵基团的双功能单体；所述溶剂为乙醇、甲醇、乙腈、异丙醇氯仿或四氢呋喃；所述溴代烷烃与所述双叔胺单体的摩尔量之比为0.1-1：1；所述双叔胺单体为N,N,N',N'-四甲基-1,2-乙二胺，N,N,N',N'-四甲基-1,4-丁二胺，N,N,N',N'-四甲基-1,3-丁二胺，N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺。所述溴代烷烃为1-溴乙烷、1-溴丙烷、1-溴丁烷、1-溴戊烷、1-溴己烷、1-溴庚烷、1-溴辛烷、1-溴壬烷、 1-溴癸烷、1-溴十一烷、1-溴十二烷、1-溴十三烷、1-溴十四烷、1-溴十五烷、1-溴十六烷、 1-溴十七烷、1-溴十八烷、1-溴二十烷、1-溴二十二烷。
可见，对比文件1公开了一种不对称双子季铵盐阳离子单体以及制备方法，反应物可包括溴代十二烷、N,N,N,N’-四甲基己二胺，溶剂可为乙腈，加热到一定温度下，且进行一定时间季铵化反应后得到产品，同时对得到的产品进行旋转蒸发除去溶剂后，然而进行分离提纯的技术方案。根据对比文件1同时含有叔胺基团和季铵基团的双功能单体的结构通式以及实施例得到的双功能单体可知，对比文件1当选取溴代十二烷、N,N,N,N’-四甲基己二胺作为反应物，乙腈作为溶剂的情况下同样可以得到本申请的分子结构式以及性状的产物。权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比，其区别技术特征在于：（1）原料的用量、纯度、反应过程通入氮气及速率、去离子水、配置反应原料溶液并进行反应、反应温度；淬冷、旋蒸分离的具体操作；（2）产品提纯的具体过程、产品检测、分析表征以及储存方式；（3）合成上述表面活性剂采用的反应仪器。
基于上述区别技术特征可以确定，权利要求1的技术方案相对于对比文件1实际要解决的技术问题是：提供一种提纯产品及对产品后处理的替代方案。
对于区别技术特征（1），选择合适用量、纯度的原料、在有机合成过程中采用一定量的去离子水、通入氮气作为保护气以及在有机合成开始前对原料进行配比成所需溶液滴入三口烧瓶中均属于有机合成过程中的惯用技术手段；对比文件1公开了在20～60℃下反应6h-48h，本领域技术人员容易在此范围内通过有限实验选择不同的反应温度例如35℃。而反应结束后进行冷却也属于常规技术手段，本领域技术人员容易想到利用淬冷槽用低于反应温度的去离子水（例如10℃）将反应装置冷却到一定温度（例如20℃）。本领域技术人员容易尝试选择旋转蒸发的参数。
对于区别特征（2），对比文件1公开了对产品进行后处理，加入乙醚洗涤、过滤的提纯后处理操作，本领域技术人员容易根据实际需要选择常规的后处理手段对产品进行处理，冷藏析晶、离心分离、真空低温干燥、研磨、过筛属于常规的后处理手段，本领域技术人员容易进一步选择各处理步骤的具体操作条件，其所能获得的产品纯度是本领域技术人员可以预期的。对比文件1实施例公开了利用核磁共振氢谱分析产物，而红外光谱也属于本领域的惯用手段。选择适当的保存方式和保存条件同样属于本领域的常规技术手段。
对于区别特征（3），对比文件2公开了一种超声辅助制备印迹微球的方法，其印迹碳微球的制备是在三口烧瓶上进行的，是在加热、超声分散、搅拌、水循环冷凝、氮气保护下完成的；电热搅拌器为矩形，在电热搅拌器1的上部为超声分散仪7，在超声分散仪7内为超声水8，在超声分散仪7的上部为三口烧瓶9，并由固定架14固定，三口烧瓶9置于超声水8内，超声水淹没三口烧瓶9体积的4/5；三口烧瓶9上部由左至右依次设置氮气管11、加液漏斗12及控制阀13、水循环冷凝管15及出气口16、进水口17、出水口18，三口烧瓶内为氮气19、印迹碳微球反应溶液10；在电热搅拌器1的控制面板上设置显示屏2、指示灯3、电源开关4、温度调控器5、超声频率调控器6；在电热搅拌器1的左部设有氮气瓶20，氮气瓶20通过氮气管11、氮气阀21向三口烧瓶9内输入氮气19，由附图1可以确定，该加热器为立式，在电加热器下部为电热座，上部为三口烧瓶（参见说明书第[0009]段及附图1），上述技术特征在对比文件2中所起的作用与其在本发明中为解决其技术问题所起的作用相同，即二者均在相同的反应设备中进行反应条件基本相同的有机合成反应，同时二者都是利用了上述设备的基本功能去满足有机合成所需要的条件，也就是说对比文件2给出了将该技术特征用于该对比文件1以解决其技术问题的启示，本领域技术人员容易想到将对比文件2公开有机合成的设备转用到对比文件1中，进而可以进行相应的有机化学反应，这不需付出创造性的劳动；而采用磁子搅拌以及加热时间控制器属于有机合成过程中的惯用手段。
因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2及本领域的惯用手段得到权利要求1所述的技术方案，对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，因此该权利要求所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见陈述
对于复审请求人答复复审通知书时提出的意见，合议组经审查后认为：
对比文件1虽然没有明确记载不对称双子季铵盐阳离子单体的具体纯度，但是对比文件1记载了通过图1和图3可以看出制备出了高纯度的6-(二甲基氨基)己基-N,N-二甲基-N-乙基溴化铵和6-(二甲基氨基)己基-N,N-二甲基-N-癸基溴化铵（参见对比文件1说明书第[0044]、[0135]段。此外，具体的纯度是本领域技术人员可以通过原料选择以及提纯手段的使用可以获得的，并未产生预料不到的技术效果。
复审请求人并未给出证据证明根据公知常识对比文件1的杂质项只能是对称型双子季铵盐，杂质也可能是原料中的杂质或其他物质。此外，复审请求人也未证明本申请的制备方法仅获得了不对称双子季铵盐而未获得对称型双子季铵盐，本申请获得纯度99.8%的不对称双子季铵盐也是通过后续的提纯手段，冷藏析晶、离心分离、洗涤等操作获得的。本申请反应结束后除去溶剂形成稠状物并不能证明比对比文件1的纯度高，因复审请求人并未证明该稠状物的具体成分，本申请也仅对提纯后的产物进行了化学物理性能的检测、分析和表征，而未对未提纯的产物进行相关检测，因此无法证明未提纯的反应产物（稠状物）的纯度和组分与对比文件1有何区别。
关于温度和氮气的使用，首先，对比文件1公开了在20～60℃下反应6h-48h，在此范围内具体的反应温度的选择是本领域技术人员通过有限实验可以获得的，根据不同反应物进行温度的适当调整并不需要付出创造性的劳动，其可能产生的技术效果是可以预期的。再者，反应过程中采用氮气保护进行反应也是本领域的常规技术手段，通入氮气的作用通常即是避免氧化且通入氮气必然具备一定的压强，避免了原料或产物的氧化自然会提高产量和纯度，该手段并未获得预料不到的技术效果。
冷藏析晶属于化学反应后的常规操作手段，在析出过程中是否进行二次反应是基于反应原料和反应原理而确定的，本申请在季胺化反应后得到了最终产物，冷藏析晶属于提纯步骤，复审请求人并未提供证据证明冷藏析晶步骤在析出晶体的同时进行了二次反应。而采用过滤或离心分离也是根据提纯步骤的差异进行的合理选择。
关于对比文件2，对比文件2同样采用了氮气保护，氮气输入速度20cm3/min。由于具备一定输入速度其必然也产生一定压强。复审请求人没有证明输入速度的差别可产生何种意料不到的技术效果。复审请求人同样没有证明淬冷取得了何种意料不到的技术效果。
综上，复审请求人陈述的理由不具备说服力，合议组不予支持。
根据上述事实和理由，合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年5月14日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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