第6章 两性表面活性剂
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• 钙皂分散剂是指具有能防止在硬水中形成皂垢悬浮物功能的物质
• LSDR数值越低，外表活性剂对钙皂的分散能力越高
第19页，共40页。
• 烷基R的碳链增长，或氮原子与羧基间的碳原子数n由1增加至3时， 活性剂的钙皂分散力有所提高，LSDR值降低
表6-6 烷基链对外表活性剂钙皂分散力的影响
C12H25N＋(CH3)2-(CH2)nCOO－
1. 甜菜碱型 2. 咪唑啉型 3. 氨基酸型
CH3 R N CH2COO
CH3
阴离子局部：磺酸基、硫酸酯基等
阳离子：磷和硫等
H2 C N CH2 R C N CH2COO
CH2CH2OH
RNH2 CH2CH2COO
N-烷基-β-氨基丙酸
RCHCOO NH2R
N-烷基-α-亚氨基羧酸
4. 氧化胺型
R2
• 当介质的pH值小于4，即低于等电点时，呈现阳离子外表活性剂的特征，泡沫量和溶 解度也较高
第15页，共40页。
6.2.4 在基质上的吸附量及杀菌性与pH值的关系
• 在pH值低于等电点的溶液中，显示阳离子外表活性剂的特征， 在羊毛和毛发上的吸附量大，亲合力强，杀菌力也比较强
• 在pH值高于等电点的溶液中，以阴离子的形式存在，杀菌性能不 理想
• 定义：广义上讲，是指在分子构造中，同时具有阴离子、阳离子和 非离子中的两种或两种以上离子性质的外表活性剂
- 同时含有阴离子和阳离子亲水基团
R-NH-CH2-COOH
CH3 R N CH2COO
CH3
- 同时具有阳离子和非离子亲水基团
(CH2CH2O)pH RN
(CH2CH2O)qH CH3
- 同时具有阴离子和非离子亲水基团
R O CH2 CH2O nSO3-Na+ R O CH2 CH2O n CH2COO-Na+
- 同时具有阳离子、阴离子和非离子亲
水基团
C H 3
RO (C H 2C H 2O )n C H 2 C HC H 2 NC H 2 C O O
O H
C H 3
第3页，共40页。
6.1.1 两性外表活性剂的特性
250
200
150
100
50
0
2
4
6
8
10
12
14
pH
图6-1 水溶性与pH值的关系
50
40
30
20
10
0
2
4
6
8
10
12
14
pH
图6-2 发泡性与pH值的关系
• 等电点时溶液的pH值约为4
• 在等电点时，活性剂以内盐形式存在，溶解度及泡沫量均最低
• 当介质的pH值大于4，即高于等电点时，呈现阴离子外表活性剂的特征，发泡快，泡 沫丰富而且松大，溶解度迅速增加
第16页，共40页。
6.2.5 甜菜碱型两性外表活性剂的临界胶束浓度与碳 链长度的关系
• 临界胶束浓度与烷基R碳链长度的关系式.
logcmc＝A-Bn
n——烷基长碳链中碳原子的个数 A＝～2，B＝29
• 随着烷基链碳数的增加，临界胶束浓度明显降低
表6-4 甜菜型两性外表活性剂的临界胶束浓度〔23℃〕
第22页，共40页。
6.3.1 羧酸甜菜碱型两性外表活性剂的合成
• 甜菜碱型两性外表活性剂多用于抗静电剂、纤维加工助剂、干 洗剂或香波中的成分
• 天然甜菜碱主要存在于甜菜中
• 羧酸甜菜碱型两性外(C表H3活)3N性CH 剂2C 构O造O通式为：
CH3 R N CH2COO
CH3
第23页，共40页。
pKa pKb
pI=
2 • 两性外表活性剂的等电点可以反映该活性剂正、负电荷中心的
相对解离强度 • 假设pI＜，说明负电荷中心解离强度大于正电荷中心解离强
度 • 假设pI＞，说明正电荷中心离解强度较大
第10页，共40页。
• 实例：β-N-烷基氨基羧酸型两性外表活性剂在酸性和碱性介 质中呈现如下的电离平衡：
6.2.8 去污力
• N-烷基-N,N-二甲基磺酸甜菜碱 R－N＋(CH3)2－CH2CH2CH2SO3－
图6-3 在棉上的去污力
图6-4 在聚酯/棉混纺上的去污力
第21页，共40页。
6.3 两性外表活性剂的合成
6.3.1 羧酸甜菜碱型两性外表活性剂的合成
6.3.2 磺酸甜菜碱的合成
6.3.3 硫酸酯甜菜碱的合成 6.3.4 含磷甜菜碱的合成 6.3.5 咪唑啉型两性外表活性剂的合成 6.3.6 氨基酸型外表活性剂的合成
1. 具有等电点
2. pH值低于等电点，带正电荷，表现为阳离子外表活性剂的性能
3. pH值高于等电点，带负电荷，表现为阴离子外表活性剂的性质
4. 配伍性好：几乎可以同所有其它类型的外表活性剂进展复配，在一 般情况下都会产生加和增效作用
5. 毒性和刺激性小：具有较低的毒性和对皮肤、眼睛刺激性 6. 耐硬水和耐高浓度电解质性能极好 7. 对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性
纯C12 6.6～7.2
纯C18 6.8～7.5
第12页，共40页。
• 羧酸咪唑啉型两性外表活性剂的等电区在pH值6～8之间〔大 约为7〕
• 甜菜碱型两性外表活性剂的等电区根据其构造不同而有所差 异
表6-2 甜菜碱型活性剂的等电点
活性剂结构
CH3 R N CH2CH2COO
CH3
CH2CH2OH R N CH2COO
n
1
2
3
LSDR（g）
20
17
11
• 外表活性剂分子中引入酰胺基或将羧基转换成磺酸基或硫酸酯 基时，钙皂分散力大大改善，LSDR数值降低
表6-7 局部两性外表活性剂的钙皂分散力
两性表面活性剂 C12H25N＋(CH3)2－CH2CH2COO－ C12H25N＋(CH3)2－CH2CH2SO3－ C16H33N＋(CH3)2－CH2CH2COO－ C16H33N＋(CH3)2－CH2CH2OSO3－
第6章 两性表面活性 剂
第1页，共40页。
• 两性外表活性剂开发较晚。上世纪四十年代中期。1950年以后， 各国才逐渐重视两性外表活性剂的研究和开发工作
• 我国在二十世纪七十年代前后开场对两性外表活性剂进展研究 和生产
• 研究与开发内容
• 〔1〕改造现有品种的分子构造，使其性能更加优异，产品 更加实用
R1 N+
R3
O-
第8页，共40页。
6.2 两性外表活性剂的性质
6.2.1 两性外表活性剂的等电点 6.2.2 临界胶束浓度与pH值的关系
6.2.3 pH值对外表活性剂溶解度和发泡性的影响
6.2.4 在基质上的吸附量及杀菌性与pH值的关系 6.2.5 甜菜碱型两性外表活性剂的临界胶束浓度与碳链长度的
Krafft点（℃）
n＝3 ＜4 27 —
第18页，共40页。
6.2.7 外表活性剂构造对钙皂分散力的影响
• 钙皂分散力〔LSDR, lime soap disporsing rate〕或钙皂分散性是 指100g油酸钠在硬度为333mgCaCO3/L的硬水中维持分散，恰好无钙皂 沉淀发生时所需钙皂分散剂的质量
H
H
R N H C H 2 C H 2 C O O
R N H C H 2 C H 2 C O O H R N H 2 C H 2 C H 2 C O O H
O H
O H
p H ＞ 4
p H ≈4
p H ＜ 4
- 在pH值大于4的介质，呈现阴离子外表活性剂的特征 - 在pH值小于4的介质，呈示阳离子外表活性剂的特征
- 而在pH值为4左右的介质中，活性剂以内盐的形式存在
第11页，共40页。
• 大局部两性外表活性剂的等电点在2～9之间
• 阴离子和阳离子基团的种类、数量及位置不同，它们的等电点也有很 大差异
R 等电点pH值
表6-1 N-烷基-β-氨基丙酸的等电区〔pH值〕
R-NHCH2CH2COOH
C12～C14的混合物 2～4.5
C lC H 2 C O O N a + H 2 O
C H 3
C H 3
C 1 2 H 2 5 N+ C lC H 2 C O O N a5 0 5 ～ ～ 1 1 5 0 0 h ℃ C 1 2 H 2 5 NC H 2 C O O+ N a C l
CH3 R N (CH2)nCOO
CH3
R的碳原子数
11
13
15
cmc（mmol/L）
1.8
0.17
0.015
• 季铵盐型高于季鏻盐型
• －COO-＞―SO3-＞―OSO3-
第17页，共40页。
6.2.6 两性外表活性剂的溶解度和krafft温度点
• 羧酸甜菜碱分子中的羧基与氮原子之间的碳原子数由1增加至3时，对 其溶解度和krafft点影响不大
关系 6.2.6 两性外表活性剂的溶解度和krafft温度点
6.2.7 外表活性剂构造对钙皂分散力的影响 6.2.8 去污力
第9页，共40页。
6.2.1 两性外表活性剂的等电点
• 定义：在一个狭窄的pH值范围内，两性外表活性剂以内盐的形式存在， 此时将该外表活性剂的溶液放在静电场中时，溶液中的双离子将不向 任何方向移动，即分子内的净电荷为零。此时溶液的pH值被称为该外 表活性剂的等电点〔或等电区，等电带〕
LSDR（g） 17 4 16 4
两性表面活性剂 C12H25N＋(CH3)2－CH2COO－ C11H23CONHC3H6N＋(CH3)2－CH2COO－ C16H33N＋(CH3)2－CH2COO－ C15H31CONHC3H6N＋(CH3)2－CH2COO－
第20页，共40页。
LSDR（g） 20 7 16 6
8. 乳化性和分散性良好
9. 润湿性和发泡性很好 10. 有一定的杀菌性和抑霉性 11. 有良好的生物降解性
第4页，共40页。
6.1.2 两性外表活性剂的分类
• 分类方法 • 〔1〕按照阴离子局部的种类分类
• 〔2〕按照整体化学构造分类
第5页，共40页。
6.1.2.1 按阴离子局部的亲水基类型分类
CH2CH2OH
CH3 CH3 N CHCOO
CH3 R
R
C12
C18
C12
C18
C8
C10
C12
等电区 5.1～6.1 4.8～6.8 4.7～7.5 4.6～7.6 5.5～9.5 6.1～9.5 6.7～9.5
第13页，共40页。
6.2.2 临界胶束浓度与pH值的关系
• 一般两性外表活性剂的临界胶束浓度随着溶液pH值的增加而增 大
• 〔2〕设计、合成新型构造的活性剂品种 • 〔3〕利用其能够和所有其它类型的外表活性剂复配的特性，
产生各种加和增效作用，到达最正确的配方效果
• 〔4〕研究两性外表活性剂构造与性能的关系，为开拓新型构造的两 性外表活性剂品种，扩大其应用领域提供重要的理论指导
第2页，共40页。
6.1 两性外表活性剂概述
• 分为羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型
1. 羧酸盐型：－COOM
2. 构造通式: 氨基酸型 R-NH-CH2CH2COOH
3.
甜菜碱型
咪唑啉型
2. 磺酸盐型：－SO3M
R-N+(CH3)2-CH2COO¯
H2 C N CH2 R C N (CH2)3COO
CH2CH2OH
3. 构造通式：氨基酸型 R-NHCH2CH2CH2SO3Na
6.3.1.1 氯乙酸钠法合成羧酸甜菜碱
• 所谓氯乙酸钠法是用氯乙酸钠与叔胺反响制备羧基甜菜碱的方法,使 用最为广泛
• 十二烷基甜菜碱〔BS-12〕
• 最常用、最重要的品种
• 具有良好的润湿性和洗涤性，对钙、镁离子具有良好的螯合 能力，可在硬水中使用
p H ≈ 4
C lC H 2 C O O H + N a O H
4.
甜菜碱型 R-N+(CH3)2-CH2CH2CH2SO3¯咪唑啉型H2 CN CH2
R C N+ CH2CH2OH
(C
H2)3S
O
3
第6页，共40页。
3. 硫酸酯盐型：－OSO3M
4. 构造通式: 氨基酸型 R-NHCH2(OH)-CH2OSO3Na
5.
甜菜碱型 R-N+(CH3)2-CH2CH2OSO3¯
咪唑啉型
4. 磷酸酯盐型：
H2 C
N RC
CH2 N+ CH2CH2OH (CH2)3OSO3-
R3
O
R1 N CH2CH2O P OH
R2
O
单酯
R3
O
R1 N CH2CH2O P OR
R2
O
双酯
第7页，共40页。
6.1.2.2 按整体化学构造分类
• 主要分为甜菜碱型、咪唑啉型、氨基酸型和氧化胺型等
表6-3 N-十二烷基-N,N-双乙氧基氨基醋酸钠的临界胶束浓度〔25℃〕
C12H15
CH2CH2OH N CH2COO CH2CH2OH
溶液pH值
2
4
7
9
11
cmc（g/100mL）
0.25
0.50
0.75
0.94
100
第14页，共40页。
6.2.3 pH值对外表活性剂溶解度和发泡性的影响
溶解度 泡 沫量
• 烷基取代基的构造一样时，磺酸甜菜碱和硫酸酯甜菜碱的krafft温度 点明显高于羧酸甜菜碱，溶解度较低
• 除自身的构造外，电解质的存在对外表活性剂的krafft温度点 也有影响
X¯
COO¯ SO3¯ OSO3¯
表6-5 阴离子对krafft温度点的影响
C16H33N+(CH3)2-(CH2)nX
n＝2 ＜4 — ＞90
• LSDR数值越低，外表活性剂对钙皂的分散能力越高
第19页，共40页。
• 烷基R的碳链增长，或氮原子与羧基间的碳原子数n由1增加至3时， 活性剂的钙皂分散力有所提高，LSDR值降低
表6-6 烷基链对外表活性剂钙皂分散力的影响
C12H25N＋(CH3)2-(CH2)nCOO－
1. 甜菜碱型 2. 咪唑啉型 3. 氨基酸型
CH3 R N CH2COO
CH3
阴离子局部：磺酸基、硫酸酯基等
阳离子：磷和硫等
H2 C N CH2 R C N CH2COO
CH2CH2OH
RNH2 CH2CH2COO
N-烷基-β-氨基丙酸
RCHCOO NH2R
N-烷基-α-亚氨基羧酸
4. 氧化胺型
R2
• 当介质的pH值小于4，即低于等电点时，呈现阳离子外表活性剂的特征，泡沫量和溶 解度也较高
第15页，共40页。
6.2.4 在基质上的吸附量及杀菌性与pH值的关系
• 在pH值低于等电点的溶液中，显示阳离子外表活性剂的特征， 在羊毛和毛发上的吸附量大，亲合力强，杀菌力也比较强
• 在pH值高于等电点的溶液中，以阴离子的形式存在，杀菌性能不 理想
• 定义：广义上讲，是指在分子构造中，同时具有阴离子、阳离子和 非离子中的两种或两种以上离子性质的外表活性剂
- 同时含有阴离子和阳离子亲水基团
R-NH-CH2-COOH
CH3 R N CH2COO
CH3
- 同时具有阳离子和非离子亲水基团
(CH2CH2O)pH RN
(CH2CH2O)qH CH3
- 同时具有阴离子和非离子亲水基团
R O CH2 CH2O nSO3-Na+ R O CH2 CH2O n CH2COO-Na+
- 同时具有阳离子、阴离子和非离子亲
水基团
C H 3
RO (C H 2C H 2O )n C H 2 C HC H 2 NC H 2 C O O
O H
C H 3
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6.1.1 两性外表活性剂的特性
250
200
150
100
50
0
2
4
6
8
10
12
14
pH
图6-1 水溶性与pH值的关系
50
40
30
20
10
0
2
4
6
8
10
12
14
pH
图6-2 发泡性与pH值的关系
• 等电点时溶液的pH值约为4
• 在等电点时，活性剂以内盐形式存在，溶解度及泡沫量均最低
• 当介质的pH值大于4，即高于等电点时，呈现阴离子外表活性剂的特征，发泡快，泡 沫丰富而且松大，溶解度迅速增加
第16页，共40页。
6.2.5 甜菜碱型两性外表活性剂的临界胶束浓度与碳 链长度的关系
• 临界胶束浓度与烷基R碳链长度的关系式.
logcmc＝A-Bn
n——烷基长碳链中碳原子的个数 A＝～2，B＝29
• 随着烷基链碳数的增加，临界胶束浓度明显降低
表6-4 甜菜型两性外表活性剂的临界胶束浓度〔23℃〕
第22页，共40页。
6.3.1 羧酸甜菜碱型两性外表活性剂的合成
• 甜菜碱型两性外表活性剂多用于抗静电剂、纤维加工助剂、干 洗剂或香波中的成分
• 天然甜菜碱主要存在于甜菜中
• 羧酸甜菜碱型两性外(C表H3活)3N性CH 剂2C 构O造O通式为：
CH3 R N CH2COO
CH3
第23页，共40页。
pKa pKb
pI=
2 • 两性外表活性剂的等电点可以反映该活性剂正、负电荷中心的
相对解离强度 • 假设pI＜，说明负电荷中心解离强度大于正电荷中心解离强
度 • 假设pI＞，说明正电荷中心离解强度较大
第10页，共40页。
• 实例：β-N-烷基氨基羧酸型两性外表活性剂在酸性和碱性介 质中呈现如下的电离平衡：
6.2.8 去污力
• N-烷基-N,N-二甲基磺酸甜菜碱 R－N＋(CH3)2－CH2CH2CH2SO3－
图6-3 在棉上的去污力
图6-4 在聚酯/棉混纺上的去污力
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6.3 两性外表活性剂的合成
6.3.1 羧酸甜菜碱型两性外表活性剂的合成
6.3.2 磺酸甜菜碱的合成
6.3.3 硫酸酯甜菜碱的合成 6.3.4 含磷甜菜碱的合成 6.3.5 咪唑啉型两性外表活性剂的合成 6.3.6 氨基酸型外表活性剂的合成
1. 具有等电点
2. pH值低于等电点，带正电荷，表现为阳离子外表活性剂的性能
3. pH值高于等电点，带负电荷，表现为阴离子外表活性剂的性质
4. 配伍性好：几乎可以同所有其它类型的外表活性剂进展复配，在一 般情况下都会产生加和增效作用
5. 毒性和刺激性小：具有较低的毒性和对皮肤、眼睛刺激性 6. 耐硬水和耐高浓度电解质性能极好 7. 对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性
纯C12 6.6～7.2
纯C18 6.8～7.5
第12页，共40页。
• 羧酸咪唑啉型两性外表活性剂的等电区在pH值6～8之间〔大 约为7〕
• 甜菜碱型两性外表活性剂的等电区根据其构造不同而有所差 异
表6-2 甜菜碱型活性剂的等电点
活性剂结构
CH3 R N CH2CH2COO
CH3
CH2CH2OH R N CH2COO
n
1
2
3
LSDR（g）
20
17
11
• 外表活性剂分子中引入酰胺基或将羧基转换成磺酸基或硫酸酯 基时，钙皂分散力大大改善，LSDR数值降低
表6-7 局部两性外表活性剂的钙皂分散力
两性表面活性剂 C12H25N＋(CH3)2－CH2CH2COO－ C12H25N＋(CH3)2－CH2CH2SO3－ C16H33N＋(CH3)2－CH2CH2COO－ C16H33N＋(CH3)2－CH2CH2OSO3－
第6章 两性表面活性 剂
第1页，共40页。
• 两性外表活性剂开发较晚。上世纪四十年代中期。1950年以后， 各国才逐渐重视两性外表活性剂的研究和开发工作
• 我国在二十世纪七十年代前后开场对两性外表活性剂进展研究 和生产
• 研究与开发内容
• 〔1〕改造现有品种的分子构造，使其性能更加优异，产品 更加实用
R1 N+
R3
O-
第8页，共40页。
6.2 两性外表活性剂的性质
6.2.1 两性外表活性剂的等电点 6.2.2 临界胶束浓度与pH值的关系
6.2.3 pH值对外表活性剂溶解度和发泡性的影响
6.2.4 在基质上的吸附量及杀菌性与pH值的关系 6.2.5 甜菜碱型两性外表活性剂的临界胶束浓度与碳链长度的
Krafft点（℃）
n＝3 ＜4 27 —
第18页，共40页。
6.2.7 外表活性剂构造对钙皂分散力的影响
• 钙皂分散力〔LSDR, lime soap disporsing rate〕或钙皂分散性是 指100g油酸钠在硬度为333mgCaCO3/L的硬水中维持分散，恰好无钙皂 沉淀发生时所需钙皂分散剂的质量
H
H
R N H C H 2 C H 2 C O O
R N H C H 2 C H 2 C O O H R N H 2 C H 2 C H 2 C O O H
O H
O H
p H ＞ 4
p H ≈4
p H ＜ 4
- 在pH值大于4的介质，呈现阴离子外表活性剂的特征 - 在pH值小于4的介质，呈示阳离子外表活性剂的特征
- 而在pH值为4左右的介质中，活性剂以内盐的形式存在
第11页，共40页。
• 大局部两性外表活性剂的等电点在2～9之间
• 阴离子和阳离子基团的种类、数量及位置不同，它们的等电点也有很 大差异
R 等电点pH值
表6-1 N-烷基-β-氨基丙酸的等电区〔pH值〕
R-NHCH2CH2COOH
C12～C14的混合物 2～4.5
C lC H 2 C O O N a + H 2 O
C H 3
C H 3
C 1 2 H 2 5 N+ C lC H 2 C O O N a5 0 5 ～ ～ 1 1 5 0 0 h ℃ C 1 2 H 2 5 NC H 2 C O O+ N a C l
CH3 R N (CH2)nCOO
CH3
R的碳原子数
11
13
15
cmc（mmol/L）
1.8
0.17
0.015
• 季铵盐型高于季鏻盐型
• －COO-＞―SO3-＞―OSO3-
第17页，共40页。
6.2.6 两性外表活性剂的溶解度和krafft温度点
• 羧酸甜菜碱分子中的羧基与氮原子之间的碳原子数由1增加至3时，对 其溶解度和krafft点影响不大
关系 6.2.6 两性外表活性剂的溶解度和krafft温度点
6.2.7 外表活性剂构造对钙皂分散力的影响 6.2.8 去污力
第9页，共40页。
6.2.1 两性外表活性剂的等电点
• 定义：在一个狭窄的pH值范围内，两性外表活性剂以内盐的形式存在， 此时将该外表活性剂的溶液放在静电场中时，溶液中的双离子将不向 任何方向移动，即分子内的净电荷为零。此时溶液的pH值被称为该外 表活性剂的等电点〔或等电区，等电带〕
LSDR（g） 17 4 16 4
两性表面活性剂 C12H25N＋(CH3)2－CH2COO－ C11H23CONHC3H6N＋(CH3)2－CH2COO－ C16H33N＋(CH3)2－CH2COO－ C15H31CONHC3H6N＋(CH3)2－CH2COO－
第20页，共40页。
LSDR（g） 20 7 16 6
8. 乳化性和分散性良好
9. 润湿性和发泡性很好 10. 有一定的杀菌性和抑霉性 11. 有良好的生物降解性
第4页，共40页。
6.1.2 两性外表活性剂的分类
• 分类方法 • 〔1〕按照阴离子局部的种类分类
• 〔2〕按照整体化学构造分类
第5页，共40页。
6.1.2.1 按阴离子局部的亲水基类型分类
CH2CH2OH
CH3 CH3 N CHCOO
CH3 R
R
C12
C18
C12
C18
C8
C10
C12
等电区 5.1～6.1 4.8～6.8 4.7～7.5 4.6～7.6 5.5～9.5 6.1～9.5 6.7～9.5
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6.2.2 临界胶束浓度与pH值的关系
• 一般两性外表活性剂的临界胶束浓度随着溶液pH值的增加而增 大
• 〔2〕设计、合成新型构造的活性剂品种 • 〔3〕利用其能够和所有其它类型的外表活性剂复配的特性，
产生各种加和增效作用，到达最正确的配方效果
• 〔4〕研究两性外表活性剂构造与性能的关系，为开拓新型构造的两 性外表活性剂品种，扩大其应用领域提供重要的理论指导
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6.1 两性外表活性剂概述
• 分为羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型
1. 羧酸盐型：－COOM
2. 构造通式: 氨基酸型 R-NH-CH2CH2COOH
3.
甜菜碱型
咪唑啉型
2. 磺酸盐型：－SO3M
R-N+(CH3)2-CH2COO¯
H2 C N CH2 R C N (CH2)3COO
CH2CH2OH
3. 构造通式：氨基酸型 R-NHCH2CH2CH2SO3Na
6.3.1.1 氯乙酸钠法合成羧酸甜菜碱
• 所谓氯乙酸钠法是用氯乙酸钠与叔胺反响制备羧基甜菜碱的方法,使 用最为广泛
• 十二烷基甜菜碱〔BS-12〕
• 最常用、最重要的品种
• 具有良好的润湿性和洗涤性，对钙、镁离子具有良好的螯合 能力，可在硬水中使用
p H ≈ 4
C lC H 2 C O O H + N a O H
4.
甜菜碱型 R-N+(CH3)2-CH2CH2CH2SO3¯咪唑啉型H2 CN CH2
R C N+ CH2CH2OH
(C
H2)3S
O
3
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3. 硫酸酯盐型：－OSO3M
4. 构造通式: 氨基酸型 R-NHCH2(OH)-CH2OSO3Na
5.
甜菜碱型 R-N+(CH3)2-CH2CH2OSO3¯
咪唑啉型
4. 磷酸酯盐型：
H2 C
N RC
CH2 N+ CH2CH2OH (CH2)3OSO3-
R3
O
R1 N CH2CH2O P OH
R2
O
单酯
R3
O
R1 N CH2CH2O P OR
R2
O
双酯
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6.1.2.2 按整体化学构造分类
• 主要分为甜菜碱型、咪唑啉型、氨基酸型和氧化胺型等
表6-3 N-十二烷基-N,N-双乙氧基氨基醋酸钠的临界胶束浓度〔25℃〕
C12H15
CH2CH2OH N CH2COO CH2CH2OH
溶液pH值
2
4
7
9
11
cmc（g/100mL）
0.25
0.50
0.75
0.94
100
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6.2.3 pH值对外表活性剂溶解度和发泡性的影响
溶解度 泡 沫量
• 烷基取代基的构造一样时，磺酸甜菜碱和硫酸酯甜菜碱的krafft温度 点明显高于羧酸甜菜碱，溶解度较低
• 除自身的构造外，电解质的存在对外表活性剂的krafft温度点 也有影响
X¯
COO¯ SO3¯ OSO3¯
表6-5 阴离子对krafft温度点的影响
C16H33N+(CH3)2-(CH2)nX
n＝2 ＜4 — ＞90