甜菜碱型表面活性剂
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。
表面活性剂的分类方法
表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种：1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性；2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；3、按分子量分类，可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂，分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。
在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。
1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。
它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重，据统计，世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图所示，其亲水基一端是阳离子，故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。
阳离子表面活性剂水溶液，大多呈酸性。
而阴离子表面活性剂水溶液，一般为中性或碱性，与前者正好相反。
这是因为在中和时，各自的酸碱强度不同而造成的。
3、两性表面活性剂广义地说，所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。
然而，通常所说的两性表面活性剂，是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。
换言之，单就两性表面活性剂结构来讲，在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)，是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。
可看成是两性表面活性剂的代表。
甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。
即使在等电点也无沉淀，且在任何pH值时均可使用。
4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。
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
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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 。
表面活性剂分类
多元醇型
总结词
多元醇型非离子表面活性剂是一种以多元醇为亲水基的表面 活性剂，具有较低的表面张力、良好的润湿性和防锈性。
详细描述
多元醇型非离子表面活性剂的亲水基团是多元醇，常见的有 甘油、山梨醇、蔗糖等。这类表面活性剂在较低浓度下即可 显著降低水的表面张力，因此广泛应用于化妆品、食品、医 药等领域。
季铵盐类
总结词
由烷基季铵盐与酸反应生成的盐类化合物， 具有较好的杀菌、柔软和抗静电性能。
详细描述
季铵盐类表面活性剂是一类由烷基季铵盐与 酸反应生成的盐类化合物。它们的分子结构 中包含季铵盐基团，因此具有较好的杀菌、 柔软和抗静电性能。这类表面活性剂广泛用 于个人护理产品、家居清洁剂、农药等领域， 以提高产品的抗菌、抗静电和柔软性能。
咪唑啉类
01 咪唑啉类表面活性剂是一种两性离子表面活性剂， 其分子结构中包含咪唑环和羧基或磺酸基等阴离 子基团。
02 咪唑啉类表面活性剂具有较好的耐硬水性和抗硬 离子能力，可以在较高温度和酸碱度范围内稳定 存在。
02 咪唑啉类表面活性剂对皮肤和眼睛的刺激性较小， 因此也适用于个人护理和化妆品等领域。
油等领域。
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烷基醇酰胺型
总结词
烷基醇酰胺型非离子表面活性剂是一种以烷基醇和酰胺为亲水基的表面活性剂，具有较 好的润湿、乳化、分散和增溶性能。
详细描述
烷基醇酰胺型非离子表面活性剂的亲水基团是烷基醇和酰胺的混合物，常见的有单硬脂 酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯等。这类表面活性剂在较低浓度下即可显著降低水的表面张 力，并且具有较好的化学稳定性和生物相容性，因此广泛应用于纺织、印染、皮革、石
聚氧乙烯型
总结词
表面活性剂的类型
含氟表面活性剂的分子结构中含有一氟或多氟基团，这些基 团的存在使得含氟表面活性剂具有极佳的表面活性和化学稳 定性。它们广泛应用于石油、化工、制药、电子等领域，作 为清洁剂、乳化剂、分散剂等。
高分子表面活性剂
要点一
总结词
高分子表面活性剂是一类具有高分子量和高表面活性的物 质，具有优异的分散性、增稠性和稳定性等特点。
的水溶性和生物相容性。
氨基酸型表面活性剂在低浓度下 即可显著降低水的表面张力，具 有较好的润湿、乳化、分散和泡
沫性能。
常见的氨基酸型表面活性剂有甘 氨酸、丙氨酸等。
05
其他表面活性剂
含氟表面活性剂
总结词
含氟表面活性剂是一种具有优异性能的表面活性剂，具有高 表面活性、低表面张力、良好的化学稳定性和热稳定性等特 点。
硫酸盐类
烷基硫酸酯盐
如十二烷基硫酸钠（SDS），具有良 好的发泡、去污和乳化性能，常用于 洗涤剂、化妆品和农药等领域。
脂肪醇硫酸酯盐
如月桂醇硫酸钠（SLS），具有较好的 去污和发泡性能，常用于洗发水、沐浴 露等领域。
磺酸盐类
烷基磺酸盐
如十二烷基磺酸钠（SDS），具有较好的去污和乳化性能，常用于洗涤剂、农 药等领域。
04
两性表面活性剂
咪唑啉型
咪唑啉型表面活性剂是一种两性表面活性剂，其分子结构中同时含有阳离子和阴离 子，具有较好的水溶性和生物相容性。
咪唑啉型表面活性剂在低浓度下即可显著降低水的表面张力，具有较好的润湿、乳 化、分散和泡沫性能。
常见的咪唑啉型表面活性剂有十二烷基二甲基咪唑啉、十六烷基二甲基咪唑啉等。
季铵盐型
总结词
季铵盐型阳离子表面活性剂是一种高效 、低毒、生物降解性好的阳离子表面活 性剂。
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。
两性表面活性剂
• 实验改良 • 用NaHCO3代替NaOH来中和，收率有所提高。这可能由于生成的 氯乙酸盐，在强碱NaOH的作用下，继续发生水解的副反应，生成羟乙 酸盐： • CICH2COONa+NaOHHOCH2COONa+NaCl • 而生成的羟乙酸盐不能与叔胺起季胺化反应，从而影响了烷基 甜菜碱的收率。而弱碱 NaHCO3可以避免上述缺点，因而提高了烷基 甜菜碱的收率。 • 在反应中预先添加了少量的烷基甜菜碱，烷基甜菜碱的收率有 所提高。这是因为添加的烷基甜菜碱，是两性表面活性剂，在反应开 始时起分散作用，使不大溶于水的叔胺能很好地分散在溶剂中，提高 了反应的速度，因而在一定的时间里提高了烷基甜菜碱的收率，也即 可以缩短反应的时间。
氧化胺型
1、十八烷基二羟乙基氧化胺：一种两性表面活性剂，易溶于水和
极性有机溶剂，水溶液在酸性条件下呈阳离子性，在碱性条件下呈非 离子性。具有良好的增稠、抗静电、柔软、增泡、稳泡和去污性能； 刺激性低，可有效地降低洗涤剂中的阴离子表面活性剂的刺激性，还 具有杀菌、钙皂分散、易生物降解等特点。
2、十四烷基二羟乙基氧化胺：该品是一种两性表面活性剂，易溶
精化111 张嘉辉 1105010109
两性型表面活性剂 主要分为氨基酸型、甜菜碱型、咪唑啉型和氧化 胺型
氨基酸型
十二烷基氨基丙酸钠：十二烷基氨基丙酸钠是由十二伯胺与丙烯酸
甲酯进行反应后经水解，再用氢氧化钠中和后制得。 十二烷基氨基丙酸钠易溶于水，呈透明溶液，显碱性具有良好的起泡性 能和洗涤能力。
原料、；十二烷基胺（18.5g，0.1mol），乙醇（95%，25ml），甲酸 （≥85%，26ml，0.58mol）甲醛（37%，21ml，0.2mol），氢氧化钠 （3.2g，0.08mol），无水硫酸钠，浓盐酸，乙醇-乙醚（体积比为 1:20）混合液，717型强碱性离子交换树脂 实验操作 二甲基十二烷基胺的制备 向装置有电动搅拌、滴液漏斗和温度计的三口瓶中加入18.5g （0.1mol）十二烷基胺和25ml95%乙醇，搅拌溶解。在不高于30℃的 温度下滴加26ml（0.58mol）85%甲酸。然后升温至40℃并保持在该温 度下滴加21ml（0.2mol）37%甲醛溶液。滴加完毕，慢慢升温至回流 温度，反应至没有CO2气体释出为止。冷却，用10%氢氧化钠溶液调节 反应混合物至略偏碱性。加入约20ml水，将物料移入分液漏斗，分层。 有几层用适量水洗涤一次，经无水硫酸钠干燥后称重，得到浅黄色油 状物17~18g，产率80%~84%。
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。
甜菜碱型表面活性剂
ClCH2CH2SO3Na
CH3
+
ClCH2CH2SO3Na
R
N CH3
CH2CH2SO3£-
2018/8/14
表面活性剂化学
19
CH2CHCH2Cl O
+
NaHSO3
ClCH2CHCH2SO3Na OH
CH3 ClCH2CHCH3SO3Na OH
CH3 R N CH CHCH SO 2 2 3£ CH3 OH
亚硫酸基甜菜碱
由1,2-乙二醇亚硫酸酯和 叔胺反应制得
CH3 R N
CH3
+
CH2CH2
R
CH3 HO OSO2Na
+ CH CH OSO - + NaOH N 2 2 2
CH3
2018/8/14
表面活性剂化学
24
课堂练习
1C H NH 12 25 2
C12 H25
CH3 + CH2CH2SO3N CH2
2019115表面活性剂化学1663两性表面活性剂的合成631羧酸甜菜碱的合成2019115表面活性剂化学17氯乙酸钠2019115表面活性剂化学18不饱和羧酸与叔胺2019115表面活性剂化学19632磺酸甜菜碱的合成na2019115表面活性剂化学20naohclchnaohoh2019115表面活性剂化学21环氧乙烷so2019115表面活性剂化学222019115表面活性剂化学23clnahso2019115表面活性剂化学24亚硫酸基甜菜碱由12乙二醇亚硫酸酯和叔胺反应制得hoosonachnaoh2019115表面活性剂化学25课堂练习25nh25nh2019115表面活性剂化学2631nh2019115表面活性剂化学27633硫酸酯甜菜碱的合成n232019115表面活性剂化学28引入羟基再硫酸酯化2019115表面活性剂化学2912251225羟基叔胺引入羟基再硫酸酯化2019115表面活性剂化学303
多功能两性表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱
The Development of the Multi -purpose Amphoteric Surfactant of Cocoamidopropyl Betaine
TU Hua , MAN Rui -lin , CHEN Wei -ping (College of Chemistry ＆ Chemical Engineering , Central South University of Technology , Changsha , 410083)
CAP B 是两性表面活性剂 , 它在不同的 pH 值条 件下呈现不同的离子性质 :
中性条件下 , 它是以内盐形式存在 , 这时它的水 溶液的表面张力最高 , 具有增溶 、 乳化 、 润湿和去污 等性能 。
酸性条件下 , 溶液中存在以下反应平衡 :
表现出阳离子表面活性剂的特性 , 其亲水基团为
— N+ —
RCO =椰油酰基
RCOX 可以是椰子油 , 也可以是椰油羧酸 、 椰油
酰卤 、 椰油酸甲酯 。
椰子油来源丰富 , 成本较低 , 反应生成的甘油留
在配方中 , 虽然减少了化合物的增粘能力 , 但这不影
响产品的去污性能 , 并且提供了一些皮肤感觉成分 ,
增添了柔软性和偶合能力 。
在带有冷凝回流管的 500 mL 三颈磨口瓶中 , 加
在碱性条件下 , 有利于季铵化反应 , 这使碳氯键 易断裂 , 碳氢键易形成 , 但 pH 值过高 , 产品要加酸 中和 , 因而又增加了产品的无机盐含量 。德国专利 2063422 指出 , 理想反应条件是低温和中性环境 , 但 是在此条件下 , 转化率不会超过 90 %, 一般 pH 值 控制在 7～ 8 之间 。 温度低于 60 ℃时反应缓慢 , 而高 于 90 ℃则会使色泽加深 。 此外 , 可以对季铵化反应 工艺作以下改进 :
表面活性剂的分类方法
表面活性剂的分类方法表面活性剂的分类方法有以下几种：1、按表面活性别在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性；2、按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；3、按分子量分类，可将分子量大于104者称为高分子表面活性剂，分子量在103~104者称为中分子量表面活性剂及分子量在102~l03者称为低分子量表面活性剂。
在这些分类方法中常用的是按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型来分类。
1、阴离子表面活性剂阴离子型表面活性既是具有阴离子亲水性基团的表面活性剂。
它们在整个表面活性剂生产中占有相当大的比重，据统计，世界表面活性剂总产量的40%属于这一类2、阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图所示，其亲水基一端是阳离子，故常称之为“逆性肥皂”或“阳性皂”。
阳离子表面活性剂水溶液，大多呈酸性。
而阴离子表面活性剂水溶液，一般为中性或碱性，与前者正好相反。
这是因为在中和时，各自的酸碱强度不同而造成的。
3、两性表面活性剂广义地说，所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子性质的表面活性剂。
然而，通常所说的两性表面活性剂，是指由阴离子和阳离子所组成的表面活性剂。
换言之，单就两性表面活性剂结构来讲，在憎水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)，是两者结合在一起的表面活性剂甜菜碱型表面活性剂两性表面活性剂主要由氨基酸型和甜菜碱型两类其中的甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多去污力好。
可看成是两性表面活性剂的代表。
甜菜碱型两性表面活性剂与氨基酸型两性表面活性剂最大的差别是前者无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。
即使在等电点也无沉淀，且在任何pH值时均可使用。
4、非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团成。
正是这一特点决定了非离子型表面活性剂在某些方面比离子型表面活性剂优越。
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。
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+
R
N CH3
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表面活性剂化学
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叔胺 + 环氧乙烷 + SO2
CH3 CH2CH2 O
CH3 R N+ CH CH SO
+
R
N CH3
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表面活性剂化学
21
叔胺 + 磺酸环内酯
CH3 R N CH3 CH3
+
CH2 H2C SO2
CH2 O
ClCH2CH2SO3Na
CH3
+
ClCH2CH2SO3Na
R
N CH3
CH2CH2SO3£-
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表面活性剂化学
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CH2CHCH2Cl O
+
NaHSO3
ClCH2CHCH2SO3Na OH
CH3 ClCH2CHCH3SO3Na OH
CH3 R N CH CHCH SO 2 2 3£ CH3 OH
叔胺
+
氯乙酸钠
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表面活性剂化学
17
2 卤代烷和氨基酸钠 3 卤代烷和氨基酸酯
4 α-溴代脂肪酸与叔胺
5 烷基氯甲基醚与氨基酸 6 不饱和羧酸与叔胺
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表面活性剂化学
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6.3.2 磺酸甜菜碱的合成
叔胺 + 氯乙基磺酸 盐
ClCH2CH2Cl
CH3 R N CH3
+
Na2SO3
钙皂分散分散指数
100g油酸钠 在 硬度333mg/L的硬水中维持分散， 恰好无钙皂沉淀发生的分散剂的质量（g）
8 去污力
烷基链为12-16个碳原子是去污效果最佳。
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6.3 两性表面活性剂的合成
6.3.1 羧酸甜菜碱的合成
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表面活性剂化学
16
1 氯乙酸钠法
CH3
2
C12H25NH2
C12H25
+ N CH CHCH SO 2 2 3
CH3
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OH
25
用两种方法设计合成路线
CH3 N CH2CH2CH2SO3CH3
C15H31NH2
C15H31
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表面活性剂化学
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6.3.3 硫酸酯甜菜碱的合成
CH 3 + R N ( C H 2)n O S O 3 CH 3
13
2 临界胶束浓度与pH的关系 3 pH对表面活性剂溶解度和发泡性的影响 4 在基质上的吸附量及杀菌性与pH的关系
5 甜菜碱型表面活性剂CMC与碳链长度的关系
6 两性表面活性剂的溶解度和Krafft点
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表面活性剂化学
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7 表面活性剂结构对钙皂分散力的影响
钙皂分散力 (lime soap disporsing rate , LSAD)
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甜菜碱型表面活性剂，加水能呈透明溶液，泡沫多
去污力好。可看成是两性表面活性剂的代表。 最大的特点是无论是在酸性、中性或碱性都易溶于水。 即使在等电点也无沉淀，且在任何pH值时均可使用。
甜菜碱型表面活性剂
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表面活性剂化学
8
2 咪唑啉型 具有其他表面活性剂
CH 3
C 12 H25 C H2 Cl
+ N C H2 C H2 O H CH 3
SO3 酯化
C1 2 H2 5
CH 2
CH3 + N CH2 CH2 OSO 3 CH3
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表面活性剂化学
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3.伯胺与环氧乙烷反应,再经卤代烷季铵化, 三氧化硫酯化得到
4 耐水硬性和耐高浓度电解质性
5、6、7
9 良好的生物降解性
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表面活性剂化学
5
6.1.2 两性表面活性剂的分类
6.1.2.1 按阴离子部分的亲水基团分类
羧酸盐型
磺酸盐型
硫酸酯盐型
磷酸酯盐型
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表面活性剂化学
6
6.1.2.2 按整体化学结构分类 1 甜菜碱型
阴离子部分还可以是磺酸基、硫酸酯基 阳离子部分还可以是磷、硫
3
通常所说的两性表面活性剂，是指由阴离子和阳离子所组
成的表面活性剂。换言之，单就两性表面活性剂结构来讲， 在亲水基一端既有阳离子(+)也有阴离子(-)。
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6.1.1 两性表面活性剂的特性
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
第六章 两性表面活性剂
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表面活性剂化学
1
表面活性剂
1
阴离子型表面活性剂
离子型
2 3
阳离子型表面活性剂 两性表面活性剂
非离子型
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表面活性剂化学
2
6.1 两性表面活性剂概述
广义地说：所谓两性表面活性剂，是指同时具有两种离子 性质的表面活性剂。
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表面活性剂化学
N=2-3
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表面活性剂化学
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1 叔胺 + 氯醇
引入羟基 再硫酸酯化
CH 3 R N CH 3
+ Cl(C H2) O H n
HSO3Cl，2NaOH
CH 3 + R N ( C H 2)n O S O 3 CH 3
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表面活性剂化学
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2 卤代烷 + 羟基叔胺
引入羟基 再硫酸酯化
10
4 氧化胺型
特点是： 增泡、稳泡作用明显 复配时能降低刺激性
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6.2 两性表面活性剂的性质
1 两性表面活性剂的等电点
pH < 4
阳离子表面活性剂
pH = 4
pH > 4 阴离子表面活性剂
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表面活性剂化学
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表面活性剂化学
R
N
+
CH2CH2CH2SO3-
CH3
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表面活性剂化学
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叔胺 + 氯代丙烯 + NaHSO3
CH3 R N CH3 CH3 R
CH3
+ ClCH2CH=CH2
R
+ N
CH3
CH2CH=CH2
Cl
n
NaHSO3
+ CH2CH2CH2SO3N
CH3
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表面活性剂化学
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亚硫酸基甜菜碱
由1,2-乙二醇亚硫酸酯和 叔胺反应制得
CH3 R N
CH3
+
CH2CH2
R
CH3 HO OSO2Na
+ CH CH OSO - + NaOH N 2 2 2
CH3
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表面活性剂化学
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课堂练习
1C H NH 12 25 2
C12 H25
CH3 + CH2CH2SO3N CH2
无可比拟的温和性质，
对皮肤、眼睛刺激极小， 无过敏反应。 多用于高档、专用
属于甜菜碱型
的洗发香波，而且在婴 儿用品上前景广阔。
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表面活性剂化学
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3 氨基酸型
特点是：对环境和生物体的安全性高，对 皮肤和头发有亲和性，前景最好的是对安 全性要求极高的化妆品。
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表面活性剂化学