金刚烷基甜菜碱型和季铵盐阳离子型表面活性剂的合成研究
甜菜碱型硅表面活性剂的合成和应用
目前所使用的加脂剂大多数是阴离子型,此类加
·47·
匿+论与综邋
日 用 化 学工业
第38卷
脂剂的乳液稳定性和渗透性都很好,性能优异,但耐 硬水性较差且不能在极端pH条件下使用。两性加脂 剂活性物分子结构中同时含有阳离子亲水基团和阴离 子亲水基团,既具有阴离子加脂剂的优点又具阳离子 加脂剂的优点。尤其磷酸酯类加脂剂含有磷酸根,具 有广泛抗酸、碱、盐的能力,用在铬鞣或铬复鞣中, 可使铬盐在革内的分布更均匀,同时它们又能互相结 合,具有永久加脂效果。而且具有抗静电性能旧J。 有机硅表面活性剂用在加脂中可使加脂剂很容易渗透 到皮革纤维胶原之间,使得胶原纤维润滑,使分子间 易滑动,成革柔软、滋润、丝光感强,具有一定的防 水性能啪J。所以甜菜碱硅加脂剂既具有好的加脂效 果,又有低毒性、较小的污染、良好的生态效应,是 人们寄以厚望的皮革加脂剂。磷酸酯甜菜碱型硅表面 活性剂分子结构中含有氮和磷原子,将使其成为高效 多功能活性物,适合于皮纤维处理成复合体,使得这 种反应型加脂材料具有加脂和填充作用。
2甜菜碱型硅表面活性剂的合成
甜菜碱型硅表面活性剂的合成方法按最终反应方 式可分为两种:含硅氧烷主链的叔胺与卤代化合物发 生反应的季铵化法;具有烯丙基结构的甜菜碱与含氢 硅氧烷进行加成反应的硅氢反应法。这两种方法反应 中的关键是环氧化合物的开环反应,环氧硅油中含有 张力很大的三元环,容易被亲核试剂攻击而开环,使 环的张力得到缓解。此类表面活性剂的具体合成方法 以羧基甜菜碱型硅表面活性剂的合成为例详细说明。
存在,使得纤维间的静摩擦系数降低,纤维的平滑柔
随着人民生活水平的提高及对环境毒理学的逐步 认识,铬鞣剂对环境造成严重污染,引起了广泛关 注,因此无铬鞣是皮革发展的必然趋势,但目前国内 关于无铬鞣配套助剂的研究几乎是空白,根据无铬鞣 革的特点,需要含有多种官能团的助剂与之配套,因 此含羟基、胺基、磷酸酯基等活性官能团的磷酸酯类 甜菜碱硅加脂剂具有很大的研发意义。两性皮革加脂 剂由于具有轻污染、优异的加脂性能、良好的生物降 解性、加脂吸收干净及助染等性能成为皮革加脂剂开 发研制的热点和发展趋势口1】。另外由于甜菜碱型硅 两性表面活性剂的使用,革面不带静电,易予涂饰。
表面活性剂的合成-20161202
十二烷基甜菜碱的合成
1.1 实验目的
了解甜菜碱两性表面活性剂的合成方法,掌握季胺化反应的实验方法。
1.2 实验原理
广义地说,两性表面活性剂是指同时具有两种离子性质的表面活性剂,而通常是指由明离子和阳离子历组成的表面活性剂,即在憎水基一端既有阳离子(十)也有阴离子(-),是两者结合在一起的表面活性剂。
大多数情况下阳离子部分由铵盐或季铵盐作为亲水基,按阴离子部分来分又可分为羧酸盐型和磺酸盐型,而现在市场出售的大都是羧酸盐型。
所以由铵盐构成阳离子部分叫氨基酸型两性表面活性别;由季铵盐构成阳离子部分叫甜菜碱型两性表面活性剂。
甜菜碱型两性表面活性剂无论在酸性、碱性和中性下都可溶于水,即使在等电点也无沉淀,且在任何PH值下均可使用。
十二烷基甜菜碱是将N,N-二甲基十二烷基胺和氯乙酸钠在60~80℃反应制得。
反应方程式为:
生成物为浅黄色半透明液体,具有良好的去污、渗透及抗静电等性能。
1.3 实验操作
向搭好自动搅拌、滴液漏斗和温度计装置的三口烧瓶中加入9.4g(0.1mol)氯乙酸,在冷却和搅拌下慢慢滴入由4.0g(0.1mol)氢氧化钠配成的45毫升溶液,然
后加入21.3g(0.1mol)N,N-二甲基十二烷基胺。
升温至70~80℃搅拌反应3小时,得到浅黄色、粘稠的十二烷基甜菜碱溶液,其中活性物约含30%左右。
1.4 思考题
(1)两性表面活性剂有哪几类?其在工业和日用化工方面有哪些用途?
(2)甜菜碱型与氨基酸型两性表面活性剂相比其性质的最大差别是什么?。
金刚烷基甜菜碱型表面活性剂的合成研究
阳离子 亲 水基 团,又有羧 酸 型 阴离子 亲 水基 团 , 以内盐形 式存 在…,结构 通 式如 下 式 ,式 中
R为长 碳 链烷 基 或烃 基 。
3
R—N CH ̄-CO0 - 一
-
I
CH3
由于 甜菜 碱 型两 性表 面 活性剂 本 身结 构所 决 定 的特 点和 性质 , 别 是 它们 独特 的表 面 活 特
性 、优 异 的复 配性 能、明显 的增 效作 用 ,以及低 毒 性 、极 小的 皮肤 眼睛 刺激 性 、 良好 的生物 降解 性 、基 本 上无 公 害和污 染 等优 点【,在 日用 品化学 、纤 维 工业 、制 药 工程 、 生物 医学 、
新材 料 、泡 沫 钻井 剂 、消防事 业 、化 妆 品工 业 、金属 防腐剂 、凝 胶乳 化 剂等 各领 域 有着 广泛
m..4 .~ l 70C。 H- R ( P 1 52 4 ." NM DM S 4 0M Hz O, 0 ) 15  ̄ 16 ( , 2 ) 2 0 ( , H) .4 .3 d 1 H , .3 s 3 , 2 1 ( . H ) R ( Br v/m~:3 3 、3 61 9 3 9 5 8 1 1 7 、 1 5 、 1 5 、 1 3 。 .4 s 6 。I K ) c 3 5 2 、2 8 、2 0 、2 5 、 4 4 4 3 3 8 0 8
而水 对 N' 二 甲基金 刚烷叔 胺 的溶 解 度有 限 ,必 定会 降低 反应 的速 度 和 产率 。因此 ,在 制 N. 备 N.1金 刚烷基 ) N. 甲基 甜菜 碱 时 ,采 用 了合适 比例 的无 水 乙醇/ 混合溶 剂 ,使季胺 (. - N, 二 水
化 反应 以均 相 状态 进 行 ,可得 到 收率 较 高 的甜菜 碱产 物 。
新型两性Gemini表面活性剂中间体的合成及结构表征
A G mii 面 活性 剂分 子结 构 中一 般 含有 两个 疏 剂 厂 )经 4 分 子筛 浸泡 处理 后使 用 。 e n表
水 基 团 、两 个 亲 水 基 团 和 一 个 连 接 基 团 , 由 于
种 中 间体 产 物 AM 、A 、A 子 结构 中各质 子 的化 学位 移在 氢谱 上 均 一 一对 应 ,进 一 步证 M M, 分
实 了所合 成 产 物 即为 目标 中 间体 。通 过 结 构表 征 证 明 ,所合 成 的产 物 结构 与设 计 的 目标 产物 结
构 相符 。
关键 词 :表 面活 性剂 ;中间 体 ;合成 ;表征 ;实验
Bu e— esr 7型 傅 立 叶 变 换 红 外 分 光 光 度 仪 ; rkrT no 2
美 国 V r n 司 生 产 V r nU i 一 0 型 核 磁 共 振 ai 公 a ai nt 4 0 a y 波பைடு நூலகம் 仪 。
1 2 反 应步 骤 .
在装 有 回流 冷凝 管 、磁 力搅 拌器 、恒 压 滴液 漏 斗 和温 度 计 的 5 0m 0 L四 口瓶 中加 入 1 0m 6 L无 水 乙
机盐 。滤液 旋 蒸除 去丙 酮后 ,体 系 冷却 至室 温 ,得 白色 蜡 状 固 体 ( M 。 同理 可 分 别 用溴 代 十 四烷 A ) 和溴 代 十 六烷 为 原料 分 别 制得 A 和 A 。 种 中 M M 。3 间 体 产 物 的 收 率 分 别 为 9 .7 ( M 。、9 . % 50 % A ) 21 3
本 文 拟 合 成 新 型 两 性 甜 菜 碱 型 G mii 面 活 e n表
甜菜碱表面活性剂的合成及在三次采油中的应用
。
高 矿 化 度 的 油 藏 , 面 活 性 剂 应 具 有 足 够 二 烷 基 苯 加 入 反应 瓶 中反 应 制 备 对 十 二 烷 表
对 高 温 地 层的 油 藏 , 面 活 性 剂 要 具 有 很 氢 氧 化 钠 得 到叔 胺 , 其 中加 入 2 羟 基 一 表 向 一
本 文 研 制 的 羟 磺 基 甜 菜 碱 表 面 活 性 剂 基 羟 磺 基 甜 菜 碱I
驱 油 用表 面 活 性 剂 的 作 用 是 降 低 油 水 1 1合 成原料 . 由于表 面 活 性 剂 的 使用 , 境 是 在 油藏 中 , 环
性 质 及 长 时 期 的 作 用 , 表 面 活性 剂 提 出 对 了更高的要求 。 因此 , 低 渗 透 油 藏 , 水 对 油 界面 张 力 尽可 能达 到 l mN/ o m数 量 级 , 对 的抗 盐 性 和抗 二 价 C 、 离 子 的能 力 a Mg
离子 这 两 种 性 质 又具 有 阳 离 子 、 离 子 和 成 的 二 元 复合 驱 油 体 系 在 室 内 已取 得 了较 油 、 阴 大庆 采 油 四厂 注入污 水 、 a I 析纯 ) N C( 分 、 同 非 离 子 表 面 活 性 别 所 没 有 的 许 多 优 异 性 好 的 效 果 。 时 克 服 了三 元体 系 在 应 用 中
l0p m 00 p
3. 2×l 3 0 23 . 4×1 一 0 1 6 0 . 0X l 。 1 8 0’ . 5 Xl 一 2. 3×l 2 0
5 0p 0p m
2 【 × t .1 O 17 . 2× l 0 14 5×l 一 0
.
l0p 0p m
31 . 2× 1 一 0 10 . 7× 1 一 O
阳离子表面活性剂的分类
这类表面活性剂具有较高的表面 活性和稳定性,因此广泛应用于 工业清洗、农药和石油开采等领
域。
然而,石油来源的阳离子表面活 性剂对环境的影响较大,且资源
有限。
合成阳离子表面活性剂
合成阳离子表面活性剂是通过化学合成方法制备的,如十二烷基二甲基苄基氯化铵 和十六烷基三甲基溴化铵等。
杀菌性
由于季铵盐具有杀菌作用,季铵盐型 阳离子表面活性剂通常具有一定的抗 菌性能。
刺激性
季铵盐型阳离子表面活性剂对皮肤的 刺激性相对较大,使用时需谨慎。
稳定性
季铵盐型阳离子表面活性剂具有较好 的热稳定性和化学稳定性。
04 应用领域
天然阳离子表面活性剂的应用领域
天然阳离子表面活性剂主要来源于动植物提取物,如胆汁酸 盐、蛋白质等。它们在食品、化妆品和制药等领域有广泛应 用,如乳化剂、发泡剂和润湿剂等。
按亲油基分类
烃基阳离子表面活性剂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
含氮阳离子表面活性剂
亲油基为烃基,如长链烷基季铵盐。
亲油基含有氮原子,如咪唑啉季铵盐。
含氧阳离子表面活性剂
亲油基含有氧原子,如醚基季铵盐。
按阳离子类型分类
单链阳离子表面活性剂
分子中只有一个阳离子基团,如氯化胆碱。
双链阳离子表面活性剂
分子中含有两个阳离子基团,如二甲基二烯丙基氯化铵。
阳离子表面活性剂的分 类
目录
Contents
• 分类依据 • 具体分类 • 各类阳离子表面活性剂的特点 • 应用领域 • 发展趋势与展望
01 分类依据
按来源分类
天然阳离子表面活性剂
来源于自然界,如植物、动物或矿物 中的天然成分,如胆汁酸盐、皂角苷 等。
甜菜碱型表面活性剂的合成与应用2
C
H
I
N
A
Surfactant Soap and Detergent
中国洗涤用品工业
甜菜碱型表面活性剂的 合成与应用
高战备 丁红霞 (南风化工集团股份有限公司技术中心,山西 运城 044000)
摘 要:分别介绍了甜菜碱型两性表面活性剂的种类与合成方法。分析了各类甜菜碱型表面活性剂的性 质和应用前景。
关键词:甜菜碱;两性表面活性剂;合成;应用
1、前言
然油脂价格的可比性争议,该品 剂。国内目前在香波中用量最大,
甜菜碱是两性表面活性剂的 种很长时期内未得到很好开发。 国外也大量用于个人清洁用品中。
主要类型,因其结构中同时带有 近年来随着国际原油价格居高不
N- 烷基甜菜碱由于受碳链长
阴离子和阳离子基团,在酸性溶 下,人们把目光重新投向天然油 短不同等因素的影响,在性能上
赋予产品温和性和稳泡性,因而 化发展已成为趋势。作为新型的 有很好的洗涤效果,而且对皮肤
在高级香波、浴液和婴儿香波、婴 两性表面活性剂,磺基甜菜碱已 刺激性小。液体皂一般采用混合
儿洁肤用品方面得到广泛应用。 被广泛应用于日用化工、油田驱 配方,即肥皂 - 表面活性剂的混合
这类产品还广泛作粘度改良剂、 油、压裂、酸化等多个领域。但国 配方,十二烷基磺基甜菜碱由于
有助于去除污垢,起到携带污垢 N- 二甲基氨基乙酸钠反应制得。 D S B 应用于合成洗涤剂中是很有
的作用。十四烷基甜菜碱的洗涤 2.1.5 N- 长链硫代羧酸型甜菜碱 前途的。
力较十六烷基甜菜碱的强。
这类表面活性剂具有良好的
②在肥皂行业中的应用
⑧作为钙皂分散剂的甜菜碱 抗菌性,可以抑制革兰氏阳性细
现象,而且无论吸附到正电荷还 甜菜碱的合成工艺。
两性表面活性剂的合成及性能表征
两性表面活性剂两性表面活性剂,是指同时具有阴、阳两种离子性质的表面活性剂。
从它的结构来看,与憎水基团相连接的既有阳离子,也有阴离子。
其结构可表示如下:它是一种温和性的表面活性剂。
两性表面活性剂分子与单一的阴离子型、阳离子型不同,在分子的一端同时存在有酸性基和碱性基。
酸性基大都是羧基、磺酸基或磷酸基,碱性基则为胺基或季铵基,能与阴离子、非离子型表面活性剂混配,能耐酸、碱、盐以及碱土金属盐。
蛋黄里的卵磷脂是天然的两性表面活性剂。
现在常用的人工合成两性表面活性剂,其阴离子部分大多是羧酸基,也有少数是磺酸基。
其阳离子部分大多是胺盐或季胺盐。
由胺盐构成阳离子部分的叫氨基酸型;由季胺盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型。
氨基酸型两性表面活性剂的水溶液呈碱性。
如果在搅拌下,慢慢加入盐酸,变为中性时仍无变化。
至微酸性时则生成沉淀。
如果再加入盐酸至强酸性时,沉淀又溶解。
这就说明,呈碱性时表现为阴离子表面活性剂,呈酸性时,表现为阳离子表面活性剂。
但是,当阳离子性和阴离子性正好在平衡的等电点时,亲水性变小,就生成沉淀。
甜菜碱型两性表面活性剂,最大的特点是无论在酸性、中性或碱性的水溶液中都能溶解。
即使在等电点时也无沉淀。
此外,渗透力、去污力及抗静电等性能也较好。
因此,是较好的乳化剂、柔软剂。
等电点是指两性电解质在溶液中电离时,酸和碱的电离度相等时的状态。
其分子溶于水发生电离后,与亲油基相连的亲水基是同时带有阴阳两种电荷的表面活性剂。
亲油基一般是长碳链烃基,亲水基中的阳离子都是由基或季铵基组成的,阴离子可以由羧基、磺酸基或磷酸基组成。
实际应用的品种主要是氨基酸型和甜菜碱型两性表面活性剂,产量是表面活性剂中最小的。
两性表面活性剂通常具有良好的洗涤、分散、乳化、杀菌、柔软纤维和抗静电等性能,可用作织物整理助剂、染色助剂、钙皂分散剂、干洗表面活性剂和金属缓蚀剂等。
但是,这类表面活性剂的价格较贵,实际应用范围较其他类型的表面活性剂小。
分子中的阴离子为羧基,阳离子为铵盐。
季铵盐双子表面活性剂的合成进展
季铵盐双子表面活性剂的合成进展摘要:1971年,一类季铵盐双子表面活性剂首次合成,但当时并未在社会内部引起太大波澜,随着研究不断深入,直到1999年,福州大学学者向外界系统介绍了季铵盐双子表面活性剂在国外的发展进程,此后逐渐引起社会各界的重视,并实现了广泛应用。
季铵盐双子表面活性剂是由两个普通单季铵盐表面活性剂,通过化学键将两个头基连接而成,根据疏水链和连接基的不同,可将季铵盐双子表面活性剂分为六种类型,即直链型、羟基型、酯基型、含复杂基型、醚基型和含氟型,它的性能十分优良,在多个领域有着广泛应用。
关键词:季铵盐;双子表面活性剂;合成进展季铵盐双子表面活性剂,是通过化学键,将两个普通的单头基单烷烃链表面活性剂,在离子头基处,用联接基团联接起来的新一代表面活性剂。
有效攻克了传统单离子型表面活性剂分离倾向。
季铵盐双子表面活性剂的性能十分优异,可以在痱子聚集体或界面上紧密排列,是现阶段胶体与界面化学领域的研究热点。
一、直链型有学者通过对合成的季铵盐双子表面活性剂进行了研究,着重考察了它的表面性质及其在水溶液中的聚集行为,结果显示,连接基越短,季铵盐双子表面活性剂的ycmc越小,同时cmc也越小,其表面活性越高。
通过采用SEM进一步分析发现,12-2-12型双子表面活性剂更易形成直径在20-30nm的拉长胶束而不易形成小囊泡,与连接基较短有着直接关系。
也有学者以二甲基长链烷基叔胺和1,5-二溴戊烷为原料合成了系列疏水链长度不同的季铵盐双子表面活性剂(m-5-m),并对其表面活性进行了研究,讨论了疏水烷基链对表面活性的影响。
研究表明,随着疏水烷基链长度的增加,表面活性剂的ycmc逐渐降低,当m=12时,ycmc达到最低。
另外,还有学者以溴代烷和N,N,N',N'-四甲基乙二胺为原料,经两步季铵化反应合成了一种新型的不对称季铵盐双子表面活性剂,二亚甲基-1-正己基二甲基溴化铵-2-十八烷基二甲基溴化铵,通过研究其表面活性发现,产物具有较低的Krafft点和较强的聚集能力。
表面活性剂配方组成,种类及应用领域介绍
表面活性剂配方组成,种类及应用领域介绍表面活性剂是这样一种物质,在溶剂中加入很少量时即能显著降低其表面张力,改变体系界面状态,从而产生润湿或反润湿、乳化或破乳、分散或凝集、起泡或消泡、增溶等一系列作用,以满足实际应用的要求。
人们一般都认为按照它的化学结构来分比较合适。
即当表面活性剂溶解于水后,根据是否生成离子及其电性,分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。
阳离子型:胺盐、季铵盐离子型阴离子型:羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸酯盐表面活性剂两性离子型:氨基酸型、甜菜碱型、咪唑啉型、氧化胺非离子型:聚氧乙烯型、多元醇型禾川化学是一家专业从事精细化学品分析、研发的公司,具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。
下面我们详细为大家介绍一下表面活性剂的种类一:阳离子型表面活性剂1:胺盐伯胺、仲胺与盐酸反应生成相应胺的盐酸盐2:季铵盐采用硬脂酸、油酸等廉价脂肪酸与低级胺反应可得到良好的季铵盐阳离子表面活性剂。
常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等NC12H25Cl苯扎氯铵NC12H25Br苯扎溴铵二:阴离子型表面活性剂1:羧酸盐高级脂高级脂肪酸的盐,通式:(RCOO-)n M。
脂肪酸烃R一般为11-17个碳的长链,常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。
O O H硬脂酸OO H油酸O O H月桂酸2:硫酸酯盐主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类。
脂肪烃链R在12-18个碳之间。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油(蓖麻酸硫酸酯钠盐)。
高级脂肪醇硫酸酯类有十二烷基硫酸钠(SDS 、月桂醇硫酸钠)。
O HOS O N a OO蓖麻酸硫酸酯钠盐S O N a OO月桂醇硫酸钠3:磺酸盐磺酸盐的化学通式是:R-SO3Na ,碳链中的碳链数在8-20之间。
甜菜碱表面活性剂合成工艺的研究进展
2020年第10期REVIEW I rai王文权刘毅张梦圆(陕西理工大学化学与环境科学学院,陕西汉中,723000)摘要:介绍了羧基型、磷酸酯型和不同类型磺基甜菜碱表面活性剂的合成工艺,并简述了其在洗涤过程中的应用,旨在为后来的研究提供相关理论依据。
关键词:甜菜碱表面活性剂;合成;应用中图分类号:TQ423.99文献标识码:A文章编号:1672-2701(2020)10-73-05甜菜碱型表面活性剂起源于甜菜碱,天然甜菜碱主要存在于甜菜中,结构源于三甲胺乙酸内酯[1],是由阴阳离子两部分构成的内盐,阳离子部分为季铵正离子,而阴离子部分通常为羧酸根、磺酸根等。
与其他类型表面活性剂相比,其具有抗菌、防污、生物相容性好、毒性小、对皮肤的刺激性小等优点[2],在洗涤剂、洗发产品中经常使用,还常与其他类型的表面活性剂复配,中和其他毒性相对较大的表面活性剂。
由于其优势众多,在未来的发展中将会具有很大的应用价值及市场。
本文主要介绍了酰胺羧基型、磷酸酯型和磺酸基甜菜碱表面活性剂的合成方法及研究进展。
1合成进展1.1酰胺基甜菜碱酰胺基甜菜碱,多以N,N-二甲基丙二胺与长链羧酸作为主要原料,以上两种原料先经酰胺化合成酰胺中间体,酰胺中间体中叔胺部分作为亲核试《中国洗涤用品工业》个人与家居清洁护理73中国洗涤用品工业》个人与家居清洁护理rai综述剂,经亲核取代反应得到。
范华波等[3]以氯代乙酸钠、芥酸和N,N-二甲基丙二胺为基本原料,得到了一种高纯度的芥酸酰胺丙基甜菜碱表面活性剂。
具体合成工艺如下:首先,将芥酸与N,N-二甲基丙二胺经过酰胺化反应得到酰胺丙基二甲基叔胺(I),再将合成的I溶于石油醚中,室温下以150mL-(h-g)-1的流速不断通入HC1气体6h,过滤后得到盐酸盐晶体(II)。
将II加入异丙醇溶液中,再分次加入氯乙酸钠溶液,11中叔胺基团再与氯乙酸钠经亲核取代反应生成产物。
通过正交化分析,得出合成最佳工艺条件:n(芥酸):n(N,N-二甲基丙二胺)为1:1.5,合成反应温度为135C,反应时间8h,催化剂用量为0.25%,搅拌速率为50r-min-1,在以上条件下合成的产物,稠化时间短、即时黏度达到最佳,具有良好的携砂性能,适用于低渗透油气田储层压裂的改造工作液,合成步骤如图1。
具有金刚烷基的季铵盐的制备方法
具有金刚烷基的季铵盐的制备方法
制备金刚烷基季铵盐(alkyl-imidazolium salts)是合成
有机/无机复合材料(ORMOCERs)研究中极具活性的
一类化合物。
金刚烷基季铵盐是一类中等活性的有机无机复合材料,采用生物有机前驱体反应物,在Generali Simpkins反应体系中植入ilridazolium-type有机结构,
可以制备不同的金刚烷基季铵盐。
金刚烷基季铵盐的制备包括三步:有机反应、ILridazolium盐的加入和ILridazolium盐的添加。
第一步,采用有机无水反应方法,用脂肪醇(Fatt Alcohol)和异丙基胺(Ipropylamine)作为前驱体反应物,在一
定温度下进行反应,能够得到含有C≡N单碳键的有机物,即有机基团。
第二步,加入已准备好的ILridazolium盐。
该反应中加入的配体为金刚烷基羧酸,如偏苯三酸等;另外,通过合成的另外一组配体,如含硫的氰化物或醇及氯化物等,作为添加剂可以助于加快反应速度(例如甲基硫脲和乙
酸乙酯)。
第三步,加入ILridazolium盐。
在添加ILridazolium盐时,应按照ILridazolium盐和反应物的比例,即ILridazolium盐和反应物的比例;否则会影响目标金刚
烷基季铵盐的质量。
当反应速度和生成金刚烷基季铵盐有一定助推时,它就可以向目标物质生成。
以上就是制备金刚烷基季铵盐的方法,金刚烷基季铵盐的质量极具活性,可以用于合成ORMOCERs和其他新型复合材料。
这种材料具有优良的光学性能、热稳定性和耐酸碱性,可以用于生产地毯、航空应用,绿色汽车、牙齿压力传感器等的制造应用。
季铵盐表面活性剂的研究
目前报道的双长链季铵盐的生物降解性都不太好,给污水处理带来困 难,给环境造成一定压力;而且产品价格比较昂贵。考虑到该类物质的
这些不足之处,对其进行改进得到了下面一种新的制备方法:
将长链叔胺∶碳酸二甲酯= 1∶5~10的摩尔比和相转移剂为反 应物料重量的5~10%,加入带有搅拌器、温度计的反应釜中,于温 度90-160℃反应3~10h,反应完成后,冷却至25~60℃ 时,在搅拌下加入重结晶剂10-50重量份;再将上述带有重结晶剂 的混合物放入结晶池,冷却至室温,所生成的产物从反应体系中沉淀, 经过滤、洗涤、干燥得到长链季铵盐,长链季铵盐活性物含量大于98 %;结晶母液直接回收,用于反应原料或用作重结晶剂。它具有工艺路 线短,成本低,能耗小,且无三废排除的优点。
国内对双子表面活性剂的研究 是从90年代开始的,直到2001年 以后才有相关的合成报道。已报 道合成的双子表面活性剂主要有: 双季铵盐阳离子表面活性剂、含 脂基双季铵盐阳离子表面活性剂、 磺酸系双子表面活性剂等。 另外,关于三聚体、四聚体等 低聚表面活性剂也有研究,不过 随着聚集体数增大,合成更加困 难,因而研究的很少。
季铵盐表面活性剂的研究
主要内容
1 2 3
研究意义
研究现状 改进方法
研究意义
近年来,季铵盐类阳离子表面活性剂的品种开发和产品应用 都得到了较快发展。随着阳离子表面活性剂在工业各领域内日 益广泛的应用,对其性能也提出了更多、更高、更为具体的要 求,促使对表面活性剂的合成进行更为深入的研究。 双季铵盐类表面活性剂是一类新型的表面活性剂,与单季铵 盐阳离子表面活性剂具有相近的性能及相同的应用范围。由于 双季铵盐表面活性剂中含有两个锡氮原子,在金属、塑料、织 物、矿石上具有更强的成键能力和吸附作用,与非离子及两性 表面活性剂的复配性能也得到进一步的改善,而且水溶性也明 显加强,所以,双季铵盐类阳离子表面活性剂在沥青乳化、矿 石浮选、纤维织物整理、金属加工等行业已得到广泛的应 用。
两性甜菜碱表面活性剂的合成 ppt
2.4 羟基磺丙基甜菜碱合成
从参考文献[4]详细介绍的表面活性剂合成中的磺丙 前述丙磺内酯虽是一种反应性强、使用方便、产物含杂 另一条反应路经是先将亚硫酸钠加入到表氯醇中制备 少的磺烷基化试剂, 3基化反应中指出,在磺基甜菜碱系列产品中,若要 氯-2-羟基丙磺酸钠,反应为离子化历程,再将叔胺 但对人体健康有潜在危害性,因而 一直在尝试寻找其代用品。烯丙基氯与亚硫酸盐配对是 与 分子具有较大的表面活性,其正、负电荷中心的碳 3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应,得到确定结构的化合物: 一种替代品,但反应需在压热釜中进行。目前找到的最 原子数应该≥ 3,这说明了磺丙基化反应的重要性。 好替代品是表氯醇( 3-氯-1,2-环氧丙烷)与亚硫酸盐配 据信,这可能是由于分子中的电荷分离程度和端基 对,用其作为磺丙基化试剂合成出羟基磺丙基甜菜碱的 的挠度会影响分子中离子对的形成及该分子与其他 制备路线主要有两条,都是两步反应。一条路线是将叔 活性物分子。 胺与表氯醇先反应,接着用亚硫酸氢钠处理,得到两种 羟基磺基甜菜碱的混合物: RN+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3- 和RN+(CH3)2CH(CH2OH)CH2SO3-
2.2 磺乙基甜菜碱合成
各种磺乙基化试剂与叔胺反应是制备磺乙基甜菜 碱的直接途径。采用先烷基化后磺化的方法在分 子内引入磺乙基,则磺乙基甜菜碱可以由下法制 得:
2.3 磺丙基甜菜碱合成
叔胺与1, 3-丙磺内酯反应可制磺丙基甜菜碱
过去广泛采用该法合成磺丙基甜菜碱,因为该 法不产生任何副产物。但由于磺内酯是极危险 的化学试剂,已证明其对动物有致癌作用,故 目前工业化生产中已基本不采用。烷基酰胺磺 基甜菜碱与烷基酰胺甜菜碱具类似结构,只在 分子中由磺丙基取代了羟甲基。
具有金刚烷基的季铵盐的制备方法
具有金刚烷基的季铵盐的制备方法
季铵盐是有机化学中的一种新型催化剂,它以金刚烷基为主体,经过精确的合成方法,可以用于各种反应的催化作用。
由于它的独特性质,可以被广泛应用于汽车工业、电子工业、化妆品工业、医药工业等诸多领域。
季铵盐有两种常见的制备方法:一种是乙醇法,另一种是碱金属盐方法。
乙醇法是重要的季铵盐制备方法之一,它利用金刚烷基和乙醇的反应聚合来制备季铵盐。
在室温下,用金刚烷基和乙醇以一定的比例混合,加入硝酸铵作为催化剂,在搅拌机的作用下使其混合均匀,然后在不容易受到环境影响的室温下保持一定的温度和时间,最终通过蒸馏回收芳烃和水,即可获得季铵盐。
另外,也可以用比较复杂的碱金属盐法制备季铵盐。
典型的碱金属盐制备方法是金属铵或醚化物盐制备法,主要步骤包括:一,金刚烷基和金属铵或醚化物盐以一定比例混合;二,加入一定量的催化剂,搅拌均匀;三,在蒸发旋转装置的作用下,在室温下进行反应,在规定的时间内获得季铵盐;四,用蒸馏法,可以将季铵盐回收,最终得到产品。
季铵盐有良好的催化活性和抗热耐磨性,它对工业应用有着非常重要的意义,所以它的制备和研究一直受到人们的广泛关注。
本文介绍了金刚烷基季铵盐制备方法的一些具体步骤,其中乙醇法和碱金属盐法是两种最常用的。
上述两种制备方法需要控制一定的温度、催化
剂种类和量,以确保制备得到高质量的季铵盐。
此外,对季铵盐的制备、研究和开发活动也受到政府的重视和持续支持,这将有助于季铵盐在各个产业的广泛应用。
两性表面活性剂的合成及在乳化炸药中的应用
两性表面活性剂的合成及在乳化炸药中的应用摘要:伴随着经济的发展,我国石油化工行业取得了较快的发展,两性表面活性剂是与合成纤维和合成橡胶同时兴起的一种全新的化学品。
目前,两性表面活性剂在众多行业取得广泛应用,从实际发展过程中可以明显看出,两性表面活性剂已经成为众多行业发展的主要原材料之一,其用量虽然很少,但实际效益却非常突出。
笔者结合多年工作经验,从两性表面活性剂的分类着手,对其在乳化炸药中的应用做了简单介绍。
关键词:两性表面活性剂;合成;乳化炸药;应用表面活性剂的种类划分以其离子型为依据,通常可以划分为阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂四种类型。
其中两性表面活性剂在众多行业的发展建设过程中获得广泛应用,并且取得了良好的发展效益。
在实际发展过程中,两性表面活性剂实际生产量不较少,但是其应用效果却十分明显,并且具有刺激性小和有一定抗菌能力的特征,其重要性正随着研究的深入不断增强,社会各界对其投入了高度的重视。
一、两性表面活性剂的分类两性表面活性剂顾名思义其具有两种离子的实际特性,由阴离子、阳离子和非阴离子中任何两种离子共同组成。
在实际生产和生活中,运用最多的是由阴离子和阳离子共同组成的两性表面活性剂。
通常情况下,两性表面活性剂中阳离子成分的亲水基以铵或季铵盐为主,因此,如果以两性表面活性剂中的阳离子为划分依据,那么可以将其划分为氨基酸型两性表面活性剂和甜菜碱型两性表面活性剂两种类型;如果以阴离子为划分依据,则可以划分如下图1所示的类型。
图1:按阴离子的极性基的两性表面活性剂的分类二、两性表面活性剂的合成(一)氨基酸型两性表面活性剂氨基酸型两性表面活性剂的合成十分复杂,在实际生产过程中,丙烯酸甲酯和烷基胺发生反应后,采用氢氧化钠皂就可以合成N-烷基-30氨基丙酸钠,综合使用马来酸酯及巴豆酸酯进行反应后,既可以合成n-烷氨基-丁二酸盐和N-烷基-3 氨基异丁酸盐两种物质,既可以合成氨基酸型两性表面活性剂。
两性表面活性剂
6、2、5 甜菜碱型两性表面活性剂得临界 胶束浓度与碳链长度得关系
对于甜菜碱两性表面活性剂,其临界胶束浓度 与烷基R碳链长度得关系可用下式表示:
lgcmc=A-Bn 式中,n为烷基长碳链中碳原子得个数;
常数A=1、5-2;B=29。 此类表面活性剂得临界胶束浓度可由上式计 算外,也可以由实验测得。 随着烷基链碳数得增加,cmc明显降低。
氧化胺得化学性质与两性表面活性剂 相似,既与阴离子表面活性剂相容,也 与阳离子表面活性剂、非离子表面活性 剂相容;
在中性和碱性溶液中显示非离子特 性,在酸性溶液中显示弱阳离子特性。
6、2 两性表面活性剂得性质
6、2、1 两性表面活性剂得等 电点
pH < 4 阳离子表面活性剂
pH = 4
pH > 4 阴离子表面活性剂
在非离子表面活性剂中影响不十分 明显,会使活性剂得溶解度略有降低, Krafft点略有提高。
在两性表面活性剂溶液中,加入电 解质使溶解度提高,Krafft点降低。
6、2、7 表面活性剂结构对钙皂分散力得影响
钙皂分散力 (lime soap disporsing rate , LSDR) 钙皂分散分散指数
1 具有等电点
2 可以和所有其他类型的表面活性剂复配
3 毒性低、对皮肤眼睛刺激性小
4 耐水硬性和耐高浓度电解质性
特性
5 对织物优异的柔软平滑性和抗静电性
6 具有良好的乳化性和分散性
7 好的润湿性和发泡性
8 有一定的杀菌性和抑霉性
9 良好的生物降解性
1、两性表面活性剂具有等电点 两性表面活性剂通常总含有酸性基团和碱
两性表面活性剂
辛基酚磺基甜菜碱型表面活性剂的合成及性能
辛基酚磺基甜菜碱型表面活性剂的合成及性能丁伟;李博洋;武松;张瀚文;宋成龙【摘要】The type of betain surfactant has wide application foreground in the teriary recovery of oil field.The favorable effect of oil displacement has drew many attention.The experiment is based on the octyl phenol which has fine synthesised by us as raw material.With a series of reactions,we obtained a new sulfobetaine type surfactant which has a new formation that has been verified by IR.Some other tests indicate that this surfactant has low interfacial tension(1.5 × 10-3 mN · m-1),good surface properties (cmc =1.58× 10-3 mol · L-1,γcmc =28.39 mN · m-1)and excellent emulsifying properties,adsorption properties.%甜菜碱型表面活性剂在油田三次采油中具有广泛应用前景,其优良的驱油效果受到极大关注.本实验以精细合成辛基酚作为原料经过一系列反应得到磺基甜菜碱型表面活性剂,对产物进行了红外光谱的分析表征.经过测试证明:该表面活性剂具有较低的界面张力(1.5×10-3 mN·m-1),良好的表面性能(临界胶束浓度cmc为1.58×10-3 mol· L-1,表面张力γcmc为28.3 mN·m-1)及优异的乳化性能和吸附性能.【期刊名称】《青岛科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(038)001【总页数】6页(P41-46)【关键词】辛基酚;甜菜碱型;表面活性剂;界面张力;表面张力;乳化性能;吸附性能【作者】丁伟;李博洋;武松;张瀚文;宋成龙【作者单位】东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TQ423.12二次采油技术是采用注水(气)的方式驱油,在提高采收率的同时,采出液的含水率也随之增高,部分油田可达到98%以上,影响了油田经济效益。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
10%盐酸,回流2 h;冷却后,转移至分液
漏斗,分离出下层,并用25%氢氧化钠溶液碱化,上层 溶液用正己烷萃取,除去溶剂,真空干燥后得到无色透 明晶体2,产率99%.m.P.145~147℃;1H NMR (DMSO-11.2
I-lz,12H),2.03
14
h.在反应过程,用恒压滴液漏斗滴加NaHC03水溶
tool
液控制反应体系pH值在8.0至9.0之间.采用薄层色谱 来跟踪反应进程.反应结束后,用4 HCI调节反应 体系pH=2.放置一段时间后,真空环境53℃条件下
4曩:R=CH2CH2CH2CH3 4b:R=CH2CH2(CH2)5CH3
旋转蒸发至无液体,真空干燥,再加入无水乙醇约250 mL,冷凝回流约I h.趁热用布式漏斗进行减压抽滤, 除去大量无机盐滤渣.仍有少量NaCI与N,N-Z.甲基金 刚烷甜菜碱3伴存.澄清透明滤液再用旋转蒸发仪在40 ℃除去有机溶剂,然后用过量乙醚多次洗涤初产物,再 用异丙醇重结晶,真空干燥后得白色晶体3,产率75%.
4c:R=CH2CH2(CH2)9CH3 4d:R=CH2CH2(CH2)13cHa Schemel
1
实验部分
m.P.219.2~219.3℃;1H NMR(DMSO一吨,400 MHz)6:
1.59~1.67(m,7H),2.03"2.04(m,4H),2.23~2.24(m, 1.1仪器与试剂 WRS一1B型数字熔点仪;NICOLET.380型傅里叶变 换红外光谱仪(溴化钾压片);Bruker
ofTechnology,Guangzhou 510640)
Surfactant Ltd.,Guangzhou 511400)
Abstract
N-(1.Adamantyl)忒N.dimethylamine
was synthesized by Eschweiler-Clarke methylation of
AVANCE AV-400
4H),3.1 1(s,6H),4.19(s,2H);”C NMR(DMSO-d6,125 MSz)巧:167.201,76.988,56.698,44.687,34.910,34.233, 30.437;IR(980
v:2999,2909,2852,1738,1485,1465, 1421,141 l,1375 cm~.Anal.calcd for C14H23ClNNa02:C 56.85,H 7.84,N 4.74;found C 56.92,H 7.92,N 4.83.
型超导脉冲傅里叶变换核磁共振谱仪(TMS为内标, CDCl3或DMSO.以为溶剂);KSV Sigma 700表面张力仪. 金刚烷胺(-r业级,浙江普洛康裕制药有限公司); 甲酸、甲醛、氯乙酸钠、溴代正丁烷、溴代正辛烷、溴 代十二烷、溴代十六烷均为分析纯.
1.2.3Ⅳ*二甲基金刚烷阳离子表面活性剂4a~4d
(s,3H),2.14(s,6H);IR(K80
1,:3335,3261,2983,2905, for
2851,1474,1453,1358,1038锄~.Anal.calcd
11.95.N7.92
脬呲詈盼《
1 2
C12H21N:C 80.38,H 1 1.81,N 7.81;found C 81.04,H
h时,所合成的Ⅳ*二甲基
金刚烷叔胺收率最高(92%).在此优化条件下,进一步 对比考察了乙醇、异丙醇两种低碳醇极性溶剂的效应. 二者均能与水形成共沸物,带走反应过程生成的水,促 进反应向正方向进行.可能与异丙醇沸点更高有关。在 其他条件相同时,采用异丙醇为溶剂合成的Ⅳ,Ⅳ.二甲基 金刚烷叔胺收率略高(异丙醇:92%;乙醇:85%).
1.2.2ⅣⅣ二甲基金刚烷甜菜碱(3)的合成
在1000 mL三121烧瓶中,加入30 g N,N-一--甲基金刚 烷叔胺(2)和200 mL无水乙醇,装上冷凝回流管,低速
CICH2COONa
H C O 0
怠札3
Br-
搅拌下,将40 g氯乙酸钠溶于200 mL水中并通过长颈 漏斗缓慢加入到反应体系,然后升温至70℃持续搅拌
的合成
以Ⅳ-(1.金刚烷基)蚺二甲基正丁基溴化铵(4a)为
万方数据
1292
有机化学
例.在三口烧瓶中,将自制的N,N--二甲基金刚烷叔胺加 入异丙醇中充分溶解,装上冷凝回流管,低速搅拌下, 再通过恒压滴液漏斗缓慢加入季铵化试剂溴代正丁烷 (N√v---甲基金刚烷叔胺与季铵化试剂的物质的量比为 l:1.5),于80℃反应28 h.反应结束后用旋转蒸发仪 除去有机溶剂,然后用过量的乙醚洗涤初产品,重结晶, 真空干燥后得到Ⅳ'Ⅳ-二甲基金刚烷阳离子表面活性剂 4a.4b~4d的合成方法与4a相同. 4a:产率75%.m.P.216.5~216.8℃:1H NMR (DMSO・d6,400 MHz)d:0.93---0.97(m,3H),1.30~1.38 (m,2H),1.59~1.72(m,9H),2.04(brs,4H),2.22(s,4H), 2.84(s,6H),3.15~3.19(m,2H);m(KBr)v:3015,2895,
烷基)舭二甲基十六烷基溴化铵等金刚烷季铵盐阳离子型表面活性剂,产率分别为75%,75%,61%,44%,54%.采用
元素分析,IR,1H NMR等分析手段对5种产物进行了结构鉴定,测试了各种金刚烷表面活性剂水溶液的表面张力.
甲基正丁基溴化铵、N-O.金刚烷基).Ⅳ』v-二甲基辛基溴化铵、^H1.金刚烷基M,’Ⅳ_二甲基十二烷基溴化铵、^H1.金刚
r广东工业大学轻I化I学院广州510006) (6华南理工大学材料学学院广州510640) f广州市瑞洋表面活性剂有限公司广州51 1400)
摘要
以金刚烷胺为起始反应物,首先在过量甲酸存在下,与甲醛发生埃斯韦勒一克拉克甲基化反应合成了N,N-一--甲 基金刚烷叔胺,在此基础上通过N,N--二甲基金刚烷叔胺与氯乙酸钠、溴代正丁烷、溴代正辛烷、溴代十二烷、溴代十 六烷等一系列季铵化试剂的季铵化反应,分别合成了N,N--二甲基金刚烷甜菜碱型表面活性剂及^H1.金刚烷基)-Jv,?V二二
2853,1482,1457,1420,1372,1039,753 cm~.Anal. ealed for Cld-130BrN:C 60.75,H 9.56,N 4.43;found C 60.94,H 9.63,N 4.53.
(甲醛)和还原剂(甲酸)存在下,生成的仲胺将进一步反 应生成叔胺.已经取代上的甲基的供电子效应,使得仲 胺N原子上的电子云密度比伯胺N原子的电子云密度 更大,碱性更强,有利于亲电试剂的进攻而发生进一步 烷基化,得到中间体N,N---甲基金刚烷叔胺.反应过程 中,金刚烷胺与甲醛、甲酸的原料配比、及反应时间、 溶剂对Ⅳ,Ⅳ.二甲基金刚烷叔胺收率影响显著. 从表l可见,金刚烷胺与甲酸、甲醛的物质的量比 为1:5:4,反应时间为21
excess
reae.
tion of 1-adamantine and formaldehyde in tane-based surfactants,including
presence
formic
acid firstly.Then five adaman-
N-U-adarnantyl)-N烈一dimethyl-betaine,N-(1-adamantyl)一N斟-dimethyl-
2011年第3l卷 第8期.1290~1294
有机化学
Chinese Journal ofOrganic Chemistry
V01.31.201l No.8,1290~1294
・研究简报・
金刚烷基甜菜碱型和季铵盐阳离子型表面活性剂的合成研究
蔡璐口 郭建维枷 刘 卅6 朱乐杰口 关念云口
崔英德口
孙保兴c
Sun,Baoxingc ofTechnology,Guangzhou 510006)
(a
Faculty
ofChemical Engineering&Light Industry,Guangdong (c
Guangzhou Rui Yang
(6 College ofMaterial Science&Engineering,South China University
1.2实验步骤
1.2.1Ⅳ』“二甲基金刚烷叔胺(2)的合成
在100 mL三口烧瓶中,加入15.1 g(0.1 m01)金刚烷 胺(1),100 mL异丙醇,装上带有分水器的冷凝回流管, 搅拌升温至35℃,40 min内滴加(0.5 m01)甲酸.把温度 升高至50℃,在强烈搅拌下,4.5 h内缓慢滴加0.4
广东工业大学重大项目培育专项(No.405095220)、番禺科技计划(No.2009-z-40-I)资助项目.
万方数据
No.8
蔡璐等:金刚烷基甜菜碱型和季铵盐阳离子型表面活性剂的合成研究
1291
应活性【3】,在医药、功能高分子、表面活性剂、照相感 光材料、催化剂、润滑剂等方面具有广泛用途,被誉为 继芳香烃之后的新一代精细化工原料【4】. 迄今已发现多种金刚烷胺类衍生物及其盐(如金刚 烷胺、金刚乙胺、曲金刚胺、索金刚胺、多巴金刚胺及 其盐酸盐、羧酸盐等)在临床上具有特效药性p 71,可用 于抗流感病毒、抗肿瘤、降血脂或用作脑血管扩张剂、 人造血液、治疗帕金森综合症等【8】.以无毒无味、高刚 性的金刚烷基团代替传统表面活性剂分子中的直链烃 或芳香烃作为疏水链,可设计合成几乎各种类型的表面 活性剂,并赋予表面活性剂极为独特的性能或专用功能 (如分子识别、超分子自组装、纺织物柔顺、抗菌、抗 病毒、抗静电等)【9,10].以金刚烷胺类衍生物为原料,还 有望合成一系列具有独特生理活性的新型表面活性 剂[i 1.12]. 本文以金刚烷胺为主要原料,设计并合成了N,N--- 甲基金刚烷甜菜碱(两性离子型)及金刚烷季铵盐(阳离 子型)等5种新型表面活性剂(Scheme 1).