松香改性表面活性剂的研究进展
松香基表面活性剂研究进展
松香基表面活性剂研究进展
叶圣丰;翟兆兰;饶小平;高宏;宋湛谦;商士斌
【期刊名称】《生物质化学工程》
【年(卷),期】2022(56)3
【摘要】松香是一类产量丰富、价格低廉的可再生林产资源,被广泛地应用于食品、农业、橡胶、油墨、涂料等领域。
松香的三环二萜结构具有超强的疏水性,通过催
化异构、Diels-Alder加成等手段引入亲水基团可制备高附加值、易生物降解的绿色表面活性剂。
本文从阴离子、阳离子、非离子和两性离子表面活性剂4个大类
对松香基表面活性剂应用的文献及专利进行综述,重点分析了羧酸盐、磺酸盐、硫
酸盐和磷酸盐4种阴离子型表面活性剂和季铵盐阳离子型表面活性剂,多元醇型和
聚氧乙烯型非离子表面活性剂,以及甜菜碱型和氧化胺型两性离子表面活性剂。
剖
析松香基表面活性剂产业化开发的新技术及新产品概况,提出松香基表面活性剂替
代传统表面活性剂的潜在应用领域。
同时,对松香基表面活性剂的研究发展与产业
化发展进行了评价与展望。
【总页数】8页(P67-74)
【作者】叶圣丰;翟兆兰;饶小平;高宏;宋湛谦;商士斌
【作者单位】中国林业科学研究院林产化学工业研究所;华侨大学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ35
【相关文献】
1.非季铵盐型松香基表面活性剂的研究进展
2.松香基阴离子表面活性剂的研究进展
3.松香基季铵盐表面活性剂合成的研究进展
4.松香基Gemini表面活性剂研究进展
5.松香基功能性表面活性剂的研究进展
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改性松香的研究进展和应用前景分析
改性松香的研究进展和应用前景分析引言:改性松香作为一种重要的天然高分子化合物,在材料科学、化工、农业以及医药领域具有广泛的应用前景。
本文将对改性松香的研究进展进行回顾,并对其在不同领域的应用前景进行分析。
一、改性松香的研究进展1. 松香基本特性和结构松香是一种由脂肪酸、树脂酸、醇酸和杂环化合物等组成的多聚体混合物,具有丰富的化学结构。
这种复杂的结构使得松香具有多样的物理和化学性质,从而赋予了它广泛的应用潜力。
2. 改性松香的制备方法改性松香是通过在松香分子中引入新的官能团或改变其结构来获得的。
主要的改性方法包括酯化、酰化、羟基化、氨基化等。
这些改性方法可以改善松香的溶解性、热稳定性、机械性能等,并赋予它更多的功能。
3. 改性松香的性能改良改性松香在材料科学领域的研究主要集中在改善其力学性能、热稳定性和耐候性。
通过选择合适的改性方法和改性剂,可以调控松香的硬度、柔韧性、耐热性和耐候性等重要性能,从而满足不同领域的需求。
4. 改性松香在材料科学中的应用改性松香可以作为聚合物增强剂、涂料、胶黏剂等材料中的添加剂。
它的高柔韧性和粘附性使得改性松香在涂料和胶黏剂中具有出色的性能,同时能够改善材料的耐热性和耐候性。
5. 改性松香在化工领域的应用改性松香在化工领域中可以作为润滑剂、塑化剂和界面活性剂等。
它的低毒性和环境友好性使得改性松香成为一种理想的替代品,在化工领域具有广泛的应用前景。
6. 改性松香在农业中的应用改性松香可以在农业领域中用作农药、土壤改良剂和植物生长调节剂。
它具有抗菌、抑制虫害和促进植物生长等多种功能,为农业生产提供了一种可持续和环保的解决方案。
二、改性松香的应用前景分析1. 材料科学领域随着现代化学合成技术的进步,改性松香作为一种可持续、低成本的替代品受到越来越多的关注。
在材料科学领域,改性松香具有广泛的应用前景,例如在复合材料、纳米材料和功能性涂料等领域。
2. 化工领域在化工领域,改性松香可以用作可再生润滑剂、生物基塑化剂以及纳米粒子的载体等。
松香改性高分子材料的研究和应用进展
松香改性高分子材料的研究和应用进展作者:黄龙来源:《速读·中旬》2016年第08期原料制备出松香改性硬质聚氨酯泡沫塑料材料,在松香的三元环菲骨架中成功引入了聚氨酯硬泡的特殊化学结构,改性后,材料软化点明显升高,稳定性和耐热性也显著改善。
Jin等以马来松香为原料在催化剂存在条件下加入异氰酸酯、甘醇或乙二醇、脂肪酸或邻苯二甲酸酐等得到具有高软化点和耐高温特性的松香多元醇改性聚氨酯材料。
中国林业科学研究院的商士斌等将聚氨酯烘漆加入到松香和桐油混合体系中,当马来松香酸聚酯多元醇与桐油酸酐酯多元醇的质量比为3∶1时制备的松香综合改性聚氨酯烘漆除了使得其硬度、光泽及耐热性提高,柔韧性和抗冲击性能也得到显著改善,具有更加优异的综合性能。
1松香改性聚丙烯酸酯材料丙烯酸酯聚合物是一类重要的高分子材料,广泛应用于包装、粘合、涂料等工业中。
松香基衍生物改性聚丙烯酸酯类反应的研究已经取得了很大的进展。
Lee等以马来海松酸和富马海松酸为原料,经过酰氯化,再与带羟基官能团的丙烯酸酯进行酯化反应合成一系列的含有丙烯酸酯基的松香改性高分子聚合材料,结果发现聚合物的耐热性和耐溶剂性能都有大幅度的提高。
而利用松香及其衍生物的乳液和丙烯酸酯乳液进行共混改性也已经取得进展,李明等用松香乳液和聚丙烯酸酯乳液共混,随着丙烯酸酯乳液的增加,松香树脂的软化点逐渐升高,胶黏剂的快黏力不变,持黏力升高。
华南理工大学的陈平旭等采用半连续种子乳液聚合法制备了聚丙烯酸酯/聚合松香混合乳液,分析表明松香改性丙烯酸酯得到的高分子材料具有良好的兼容性和热稳定性;另外,中国林科院林明涛等采用细乳液聚合法共聚得到歧化松香-丙烯酸酯复合高分子乳液,利用松香改性制备的高分子材料的高软化点克服了产品原来贮存稳定性差和应用性能不稳定等缺陷。
2松香改性醇酸树脂高分子材料醇酸树脂是由多元醇、多元酸与脂肪酸制成的聚酯,主要应用在涂料领域。
近年来,松香改性醇酸树脂生产松香基醇酸树脂高分子材料的研究逐渐升温,利用松香改性醇酸树脂后的产品具有附着力强,漆膜光泽与硬度高的优点。
松香改性表面活性剂的研究进展
R OOH 二 C
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RCOC1 H(( ( ) 一 )、 R CH2 )Na H  ̄ 3
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式中
R 为 H或烷 基
着 寻求 天然化学 品原 料 和价格低 廉 的新 型原料 这两 个 方 向发展 ,这 就 给 以松 香为原 料 的改性 表面 活性 剂 的研 究及其深 加 工提供 了 一个 发展 的契机 。 目前 表 面活性 剂主要 分为 4类 :阴离 子 、阳 离 子 、两性 离 子和非 离子型 表面 活性剂 其 应用 也较 为广 泛 ,可 用 作 乳 化剂 、润 湿 剂 、分 散 剂 、杀 菌 剂 、抗静 电剂 、增溶 剂 、洗 涤剂 、助 染剂 、防腐剂 和防霉剂 等。 松 香 是 一 种 主要 含 有 烷 基 氢 化 菲 结 构 的树 脂 一 酸 ,其分 子结构 中庞 大 的 、非极性 三 环结 构具 有 良 好 的疏水 性 ,而极 性 的羧基 部分 叉具 有亲水 性 ,因 此松 香属 于典型 的两亲 分子 ,经不 同的试剂 改性后 可以得 到 阴 离 子 型 、 阳离 子 型 和非 离 子 型 表 面 活
强 。若作 为洗 涤剂 使用 时 ,对织 物纤维 和 人 的皮 肤
会产 生较 大的影 响。它 和其他 表 面活性 剂 的复 配性 能也 相对较 差 ,而 且在 酸性溶 液 中将失 去作 用 。 针对 松 香 酸 钠 存 在 的 些 缺 点 ,美 国 的 Hema 发明 了 一种 先 以松 香 酰 氯 化 ,再 和 有 机磺 r n
合成橡 胶 的乳化剂 和
些 物质 的浮选 剂
RO C ONa O +
R X OH( 香 酸)+Na H— () 松 O
然 而 ,这 种表面 活性剂 形成 溶液后 ,其碱 性较
松香系表面活性剂研究综述
松香的主要成分是树脂酸: 枞酸、长叶松酸和新枞酸等, 改性后得 到松香胺( 主要成分是脱氢枞胺) 和松香醇( 主要成分是脱氢枞醇) 。松 香 的 改 性 产 物 如 氢 化 松 香 、歧 化 松 香 和 马 来 松 香 等 都 可 作 为 合 成 表 面 活性剂的原料, 利用它们的活性基团, 可以合成一系列与脂肪酸、脂肪 胺 、脂 肪 醇 类 表 面 活 性 剂 结 构 相 似 而 又 独 具 特 色 的 产 物 。 与 其 它 的 表 面活性剂一样, 以松香为原料的表面活性剂也分为 4 种类型, 即阴离 子 型 、阳 离 子 型 、非 离 子 型 和 两 性 表 面 活 性 剂 。
科技信息
○科教视野○ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
2007 年 第 22 期
松香系表面活性剂研究综述
韩建军 ( 四川理工学院 四川 自贡 413000)
摘要: 论述了我国松香系列表面活性剂的种类和研究现状, 分析比较了各类表面活性剂的制备及其应用情况, 提出了今后松香表面活性剂 的发展趋势。
关键词: 松香; 表面活性剂; 发展
松 香 是 一 种 可 再 生 的 天 然 资 源 。一 般 以 溶 液 状 态 存 在 于 某 些 针 叶 树的树脂道中, 尤其在松属树木中含量最多, 可用不同的方法提取。按 来源不同可以分为 3 种类型—脂松香、浸提松香和浮油松香。
改性松香的制备与性能研究
改性松香的制备与性能研究一、引言松香是一种重要的天然树脂,由于其高分子量、均匀分子量分布和良好的化学惰性,具有广泛的应用前景。
然而,传统的松香在使用中存在一些缺点,如黏度差、耐候性差以及热稳定性不佳。
为了克服这些问题,人们通过改性来提高松香的性能。
本文主要研究改性松香的制备方法和性能研究进展。
二、改性松香的制备改性松香的制备方法包括物理法、化学法和生物法等。
在物理法中,通过浓缩、萃取、分离和洗涤等方法,使原生松香的分子量分布更加均匀。
在化学法中,利用化学反应的方法改变松香分子结构,从而得到具有特定性质的改性松香。
在生物法中,则通过微生物或发酵方法来制备改性松香。
具体的改性松香制备方法如下:1.加热法将松香加热到一定温度下,使其软化后,将添加的改性剂与松香混合,经过搅拌和充分反应,将反应产物冷却后得到改性松香。
2.溶解法将松香溶于有机溶剂中,然后将改性剂加入其中进行搅拌反应,反应完成后蒸发有机溶剂得到改性松香。
3.聚合法将改性剂在松香分子中进行聚合反应,得到一定结构和特性的改性松香。
三、改性松香的性能研究1.黏度在松香的使用过程中,黏度是一个重要的性能指标。
改性松香经过改进后,其分子量分布更均匀,黏度也相应降低。
2.耐候性改性松香一般具有更好的耐候性,可以更好地适应各种环境。
改性松香的耐候性能主要来自于其结构稳定性的提高。
3.热稳定性改性松香的热稳定性也得到提高。
一些改性松香在高温条件下,仍能维持稳定性,不会发生分解、变色等现象。
4.可加工性改性松香可以提高其可加工性,使其更容易与其他原料进行混合,在生产中更加容易应用。
5.粘附性改性松香更容易与其他材料进行黏合,可以充分利用其黏着性质,提高产品的粘结强度。
四、结论改性松香是当前研究的热点之一,研究改性松香的方法和性能对于提高松香在产业中的应用具有重要意义。
改性松香由于其优异的性质,在各种领域中得到了广泛的应用,农林、涂料等领域都需改性松香的应用。
松香羧基的改性研究及应用概述
松香羧基的改性研究及应用概述松香是天然产物的衍生物,广泛存在于森林和植物体内,其资源十分丰富。
经过加工的松香,具有优良的物理化学性质,在医药、石油钻探、化妆品等方面得到了广泛的应用。
因此,对松香进行改性成为必不可少的研究课题之一。
一、树脂与松香改性松香中最重要的部分是它的低聚物-松香羧基。
树脂对松香改性有两种作用:一是向松香基体中引入少量不饱和双键,使之不饱和度增加;二是取代松香羧基上的部分氢原子,改变其环状构型,从而增加其粘附力,降低流动性。
二、松香的有机改性及应用目前用作改性剂的树脂主要有松香酸酐树脂、松香马来酸酐树脂、松香亚马来酸酐树脂、松香缩水甘油醚树脂、甲苯氧基马来酸酐树脂等。
目前,人们对松香有机改性主要集中在改变它的溶解性、热稳定性和电绝缘性三个方面。
1.改变溶解性和热稳定性。
首先把高相对分子质量的松香溶解在二氯乙烷或丙酮中,再加入少量的非极性溶剂,如三氟乙烯、四氟乙烯或乙醚等,这样可以使松香和非极性溶剂更好地混合均匀,从而能够明显改善松香的溶解性和热稳定性。
2.改变电绝缘性。
将松香分子链进行交联改性,可以提高其绝缘性。
将低碳数的松香,用硅烷偶联剂进行硅烷化后,其阻燃性能、抗静电性能、耐候性能、抗水性、抗冲击性能都有所改善。
3.改变表面性质。
表面涂覆改性也是改变松香表面性质的一种方法。
例如:用含氟的表面活性剂或无机酸溶液等处理后,松香表面会形成一层不溶性物质,提高了松香的润湿性、防水性、抗水性、光泽和硬度。
4.改变亲水性。
亲水性的大小反映了材料的疏水性。
由于羧基具有亲水性,在改性剂作用下,羧基可以带走一部分的表面水,从而提高了材料的疏水性。
5.改变阻燃性。
通常情况下,松香燃烧时火焰呈黄色,并伴随有黑烟。
如果用硫代磷酰三胺( NTP)作交联剂,可使松香着火时的烟气黑度达到不冒黑烟。
6.改变耐候性。
用异氰酸酯( UMP)与含羟基、羧基的松香基团共聚,能够使材料的颜色变浅,提高材料的耐候性。
一种新型季铵盐松香表面活性剂的合成及性能研究
一种新型季铵盐松香表面活性剂的合成及性能研究郭乃妮;杨连利【摘要】An environmental protection, efficient and new quaternary ammonium salt rosin surfactant was synthesized. First, intermediate product 3-chloro-2-hydroxypropyl rosin acyloxy (Ⅰ) was prepared by rosin reacting with epichlorohydrin, second, the product 3-rosin acyloxy-2-hydroxypropyl-N, N, N- trimethylammonium chloride (Ⅱ) was prepared byⅠreacting with trimethylamine, third, the final product was characterized by FT-IR and elemental analysis. The critical micelle concentration (cmc) and emulsifying ability of the final product solution were studied. The results showed that the critical micelle concentration was 3.7 ×10-5mol/ L with surface tension method, the critical surface tension was 35.9 mN/m, the emulsifying power of separating time of 10mL water was 29min. The emulsifying ability of the final product (Ⅱ) is superior to sodium dodecyl benzene sulfonate, benzyl trimethyl ammonium chloride, cetyl trimethyl ammonium chloride and other conventional surfactants.%合成了一种环保高效的新型季铵盐松香表面活性剂,先将松香与环氧氯丙烷反应合成中间产物3-松香酰氧-2-羟丙基氯(Ⅰ),Ⅰ再与三甲胺反应制得目标产物新型季铵盐松香表面活性剂3-松香酰氧-2-羟丙基-N,N,N-三甲基氯化铵(Ⅱ),通过FT-IR和元素分析对目标产物的结构进行了表征,并对目标产物Ⅱ水溶液的临界胶束浓度(cmc)和乳化能力进行了研究。
松香的改性与应用研究进展
松香的改性与应用研究进展
摘要:
松香是一种由松树分泌的液体,在我国有着悠久的历史,并且具有独特的化学性质和结构,它可以被用来制造改性材料,应用于环境保护、建筑材料、涂料、汽车零件及医疗器械等技术领域。
本文详细论述了松香的特性、改性与应用研究的进展及其未来发展趋势。
研究表明,松香有着优异的长期稳定性和热稳定性,在多种改性中表现出良好的性能。
已经有不少研究人员将松香用于构建树脂、树脂基复合材料以及其他复合材料,来实现更佳的抗腐蚀、抗热、抗冲击及机械强度等性能。
此外,也有许多研究者将其用于改善涂料的耐腐蚀性、色彩稳定性及摩擦学性能等,以及提高汽车部件的耐热、耐冲击、耐磨损性能等。
总之,松香的改性与应用研究进展已取得了丰硕的成果,在未来,其可能发挥更大的作用,应用范围将进一步扩大。
关键词:松香;改性;应用;研究进展
Abstract:。
松香及其衍生物的应用研究进展
第47卷第24期2019年12月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.47No.24Dec.2019松香及其衍生物的应用研究进展*马晓霖,胡琳莉,李水清,肖江林(长江大学化学与环境工程学院,湖北 荆州 434023)摘 要:松香是一类天然可再生㊁生物可降解的林产资源,具有杀虫抑菌抗肿瘤等生物活性,可用于研发新型农药和医药㊂经松香改性得到的高分子材料,具有防潮㊁抑菌等优良特性,可用于食品包装和制作新型医疗用具㊂为充分了解松香及其衍生物的应用进展,加快松香改性研究进程,本文从食品加工领域㊁医疗卫生领域㊁农药科学领域和生物燃料领域等四个领域综分别综述了我国近十几年基于松香及其衍生物应用的文献和专利,并展望了未来研究前景㊂关键词:松香;松香衍生物;脱氢松香;松香改性;松香应用 中图分类号:S713 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2019)24-0037-04*基金项目:湖北省荆州市科技发展项目 改性松香基酰腙类蔬菜杀虫剂的合成及其杀虫活性研究”(2018058);湖北省教育厅科研计划项目 松香含氮衍生物的合成及杀虫㊁杀菌活性研究”(B2019029);长江大学大学生创新项目 松香基酰腙类化合物的合成及其杀虫活性研究”(2018079)㊂通讯作者:胡琳莉(1980-),女,讲师,硕士,主要从事有机合成和农药化学方向的研究㊂Research Progress on Application of Rosin and Its Derivatives *MA Xiao -lin ,HU Lin -li ,LI Shui -qing ,XIAO Jiang -lin(College of Chemistry and Environmental Engineering,Yangtze University,Hubei Jingzhou 434023,China)Abstract :Rosin is a kind of natural renewable and biodegradable forest resources,with biological activities such as insecticidal,bacteriostatic and anti -tumor,which can be used in the research and development of new pesticides and medicines.The polymer material modified by rosin has excellent properties of moisture-proof and bacteriostasis,which can be used in food packaging and new medical appliances.To fully understand the progress of the application of rosin and its derivatives,and accelerate the process of rosin modified research,the rosin and its derivatives in recent years in China based on the application of literature and patents were discussed from the field of food processing,medical and health fields,pesticide science and biofuel sector and other four areas,and the future research were prospected.Key words :rosin;rosin derivatives;dehydrorosin;rosin modified;rosin application松香是我国丰富的林产资源,具有天然可再生㊁生物可降解等优良特性㊂其主要成分为具有三环二萜结构和两类活性基团(碳碳双键和羧基)的松香树脂酸,松香树脂酸主要包括枞酸㊁新枞酸㊁长叶枞酸和左旋海松酸等化合物,且在一定温度条件下(t>=120℃),除左旋海松酸以外的其他树脂酸均可以通过互变异构转化为左旋海松酸㊂松香本身具有防潮㊁绝缘㊁乳化㊁粘合㊁防腐等性能,早期直接应用于造纸㊁涂料㊁油墨等领域㊂但由于羧基和碳碳双键两个活性基团的影响以及松香质脆㊁软化点低等缺点,促使松香改性研究的不断进行㊂松香的改性是基于松香树脂酸中碳碳双键和羧基两类活性基团进行的㊂松香树脂酸自身加成或者与其他分子加成形成高分子化合物㊁酯化得到提高软化点且降低酸度的松香酯类化合物㊁加氢还原制得氢化松香㊁去氢得到脱氢松香㊁与亲烯体发生双烯合成反应等,在此基础上引入其他活性基团可得到松香基酰氯㊁酰胺㊁酰腙㊁酰肼以及硫脲等化合物㊂除此之外,还可以在树脂酸的三元环上引入其他杂环,达到改性目的㊂一直以来松香及其改性产品在高分子材料㊁胶粘剂㊁油墨涂料等传统领域应用广泛㊂如:将左旋海松酸与马来酸酐通过双烯合成得到的马来松香,在一定程度上提高了松香的稳定性,应用在造纸行业,可以提高造纸施胶质量,降低生产成本㊂对于高分子材料领域,有机结合松香树脂酸的刚性结构,提高分子链的刚性以及分子间相互作用力,以期可以提高高分子材料的耐水性及机械力学性能等㊂如张海波等将马来海松酸的稠环结构引入树脂中得到硬度和强度都提升的树脂材料[1]㊂近年来对于松香的改性产物的应用领域越来越广泛㊂1 食品加工领域松香及其衍生物在食品加工领域有着广泛的应用㊂松香酯化后的产物常常用来制作口香糖和泡泡糖;由松香改性得到的一些表面活性剂等可以作为食品添加剂;经过松香改性的高分子材料具有抗虫抗菌抗病毒㊁环保易降解等一系列特点,用于制作各种需求的食品包装材料㊂严慧[2]发明了一种用于食品包装纸的新型阳离子松香施胶剂,使得包装纸具有抗酸抗碱耐腐蚀的性能,减少塑料包装在食品包装领域的使用㊂周菊英等[3]以脱氢枞酸三羟甲基丙烷酯和丁二酸酐为原料38 广 州 化 工2019年12月合成得到脱氢枞基丁二酸聚酯,然后在对甲苯磺酸的催化下,与月桂酸反应得到脱氢枞基双十二酸酯,可作为环保型增塑剂与改性剂应用于制作食品包装PVC材料㊂韩春蕊等[4]以松香基萜烯及其衍生物和肽源为原料,经过水热反应,发明了一种松香基萜烯-二氧化钛杂化纳米材料,不仅原料环保易得,而且产品基本无毒㊁具有优异的抗菌性能,可用于制作食品包装材料㊂高宏等[5]以松香为原料经过D-A加成反应㊁适度酯化以及后处理制得一种光泽度和持久度均较高且与乙醇相容度高的松香基果树保鲜被膜剂㊂李志博[6]以松香作为原料之一发明了一种抗虫抗菌抗病毒的果蔬保鲜剂㊂余赞等[7]以松香为原料之一制备得到了一种高性能的高阻隔性食物包装膜㊂曾韬等[8]发明公开了一种制备松香醇的方法,确定最佳工艺条件为:270℃㊁松香酸酯与正己烷质量比为1︓3㊁反应压力10MPa㊁反应时间11h,可以得到较高产率的松香醇,并作为口香糖胶基㊁防光剂的添加剂㊁塑料的增塑剂应用于食品加工领域㊂冯光炷等[9]采用微乳化法㊁以松香酸乙酯和蔗糖为原料合成得到一种松香酸蔗糖酯,可制作食品工业中所需的分散剂㊁乳化剂㊁起泡剂等㊂卞欢等[10]以脱氢松香胺(DHAM)为半抗原,经琥珀酸胺酰化后,分别与牛血清蛋白和药孔血蓝蛋白偶联合成得到人工抗原,再通过免疫新西兰白兔制备多克隆抗体,为进一步建立畜禽肉制品中松香残留的酶联免疫吸附分析(ELISA)方法提供了思路㊂林日辉等[11]对松香酯改性得到松香淀粉酯,该化合物对治癌物质苯并芘表现出良好的吸附能力,可用于食品加工过程代替乳杆菌㊁活性炭㊁活性白土等来吸附苯并芘㊂2摇医疗卫生领域松香本身是一种天然的萜类化合物,可作为中药入药,具有祛风燥湿㊁排脓拔毒㊁生肌止痛㊁杀虫止痒等药效[12],其改性得到的产物如脱氢枞酸等同样具有良好的生物活性和药理活性,可作为药物中间体用于研制抗病毒抗肿瘤抗真菌的药物或者药物载体㊂松香树脂酸具有多个手性中心,能够作为手性拆分剂,用于新药物合成过程中手性物质的拆分㊂同时一些松香衍生物改性的功能性新型材料不断的应用于医疗过程中㊂谷文等[13]以脱氢枞酸为原料经过酰氯化㊁甲酯化㊁NBS溴代㊁发烟硝酸双硝化㊁Fe/HCl还原㊁再与溴化氰反应制得脱氢枞酸咪唑类衍生物,再与带有不同取代基的溴化芳烃得到相对应取代基的脱氢枞酸芳胺基苯并咪唑衍生物,研究表明该化合物对人体肝癌细胞(HepG2)㊁肺癌细胞(A549)㊁乳腺癌细胞(MCF-7)㊁宫颈癌细胞(Hela)均有显著抑制作用,可开发为抗肿瘤药物㊂谷文等[14]以脱氢枞酸为原料,在其苯环上骈合喹喔啉杂环,然后在喹喔啉杂环上引入脂肪族或者芳香族含氮碱基制得一种新型的脱氢枞酸喹喔啉衍生物,具有良好的抗肿瘤活性,可用于制备抗肿瘤药物㊂谷文等[15]在脱氢枞酸咪唑类衍生物的基础上与带有不同取代基的水杨醛反应制备得到一种脱氢枞酸苯并咪唑席夫碱类杂环衍生物,作为一种药物上可接受的的盐,具有抗肿瘤的生物活性,可用于制备抗肿瘤的药物㊂谷文等[16]以脱氢枞酸为原料合成得到一种脱氢枞酸苯并咪唑硫醚类杂环衍生物,同样具有较高的抗肿瘤活性,用于制抗肿瘤药物㊂徐莉等[17]以脱氢枞胺为原料合成得到了一种N-4-吡啶酰基-脱氢枞胺衍生物,显示出很好的抗肿瘤活性,可以用于制备抗肿瘤药物㊂徐莉等[18]以脱氢枞胺和4,5-咪唑二羧酸在甲苯介质中反应得到一种脱氢枞胺咪唑有机盐,可应用于制造抗肿瘤药物㊂吴爱群等[19]公开了一种脱氢枞酸磺酰脲类化合物,可以应用于制备抗肿瘤药物㊂饶小平等[20]合成得到的松香基多胺衍生物对人体乳腺癌细胞(MCF7)和人结肠癌细胞(SW1116)表现出细胞毒性,可开发为抗肿瘤药物㊂谷文等[21]以脱氢松香酸为原料,向脱氢松香酸B环上引入吲哚基团,合成得到一种脱氢枞酸吲哚衍生物,研究结果表明该化合物对人体7种肿瘤细胞均有较好的抑制作用,有开发成为抗肿瘤药物的价值㊂吕春欣等[22]提供了一种脱氢枞酸衍生物的制备方法,对人体两种乳腺癌细胞均有较强毒性,在制备抗癌药物方面具有广阔前景㊂沈明贵等[23]发明了一种脱氢枞基-3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮衍生物显示出良好的抗病毒效果,对甲型流感病毒表现出良好的抑制效果㊂吕少波等[24]以海松酸作为部分原料发明了一种医用抑菌杀菌塑料,该塑料对大肠杆菌㊁金黄色葡萄球菌㊁枯草杆菌等抗菌率均高于现有医用材料㊂周菊英等[25]以脱氢枞酸羟丁基乙烯基醚酯㊁丙烯酸为单体,偶氮二异丁晴(AIBN)为引发剂,在50~90℃温度下进行自由基聚合反应,制得一种具有pH敏松香基聚合物,可以用作药物载体,控制药物释放㊂韩春蕊等[26]同样合成了一种具有pH响应的松香基磷酸酯类表面活性剂,对pH感应敏感,具有生物相容性好,细胞低毒性等特点,可作为药物载体,实现治癌药物的靶向释放㊂周菊英等[3]以脱氢枞酸和三羟甲基丙烷为原料合成得到一种松香三醇酯 脱氢枞酸三羟甲基丙烷酯,在此基础上得到一种脱氢枞聚醚,聚醚与药物之间以氢键相结合,可以作为药物载体㊂高宏等[27]以脱氢松香酸为原料合成得到一类脱氢枞酸芳胺荧光化合物,具有光稳定性好㊁对肿瘤细胞毒性小等特点,可作为荧光探针应用于肿瘤细胞的探测和成像㊂ 杨达等[28]以脱氢松香酸为原料,经过酰氯化和季铵化合成得到5种脱氢松香酰二胺手性表面活性剂,具有良好的乳化性能和表面活性,在合成新的药物领域可用作手性拆分物质㊂卢建芳等[29]以歧化松香胺和丙烯酸为原料合成得到N-(歧化松香基)丙烯酰胺衍生物用于天然有机手性药物的分离㊂葛利等[30]发明专利显示脱氢枞酸可以作为普萘洛尔对映体的手性拆分剂㊂刘芳等[31]用晚期糖基化终末产物(AGEs)处理体外培养的大鼠心肌细胞(H9c2)来模拟心肌损伤,用不同浓度的松香酸处理H9c2细胞48h后,用MTT法检测细胞存活率,结果表明松香酸的浓度大于50μmol/L时,H9c2细胞存活率下降㊂再分别用Western blot检测蛋白水平㊁ELISA检测乳酸脱氢酶含量㊁流式细胞术检测细胞凋亡,结果表明松香酸通过诱导自噬减轻AGEs诱导的心肌细胞凋亡和内质网应激反应㊂韩春蕊等[32]合成得到了一类磺化脱氢枞酸盐,以小鼠为受体研究了该化合物抗胃酸活性,其中磺化脱氢枞酸亚铁盐抗胃酸的效果优于西米替丁㊂李海涛等[33]合成得到的脱氢枞胺钾盐对胃溃疡有治疗作用㊂第47卷第24期马晓霖,等:松香及其衍生物的应用研究进展39左振宇等[34]合成了一种介孔型松香基吸附树脂(马来松香乙二醇丙烯酯 丙烯酸共聚物),并研究了该树脂对麻黄草提取液中麻黄碱的静态㊁动态吸附实验,结果表明松香基吸附树脂对麻黄碱标准品溶液的最大静态吸附量为191.2mg/g,最大动态吸附量为15.8mg/g㊂仝海娟等[35-36]以马来松香乙二醇丙烯酸酯和丙烯酰胺为原料合成得到改姓松香-丙烯酰胺二元共聚物,对青蒿素和葛根素均表现出良好的吸附能力㊂崔永梅等[37]利用标准抗生素抗菌谱测试,发现12-肟醚脱氢枞酸衍生物对金黄色葡萄球菌株表现出良好的抑菌活性,能够用来制备预防和治疗细菌感染的药物,减少抗生素的使用㊂3 农药科学领域松香及其衍生物不仅具有很好的杀虫杀菌等生物活性,而且具有生物可降解的优良特性,在农药研制领域具有开阔的前景㊂除此之外,松香改性的系列衍生物可以用于生产农药增效剂㊁化肥等过程中㊂饶小平等[38]以脱氢枞酸为原料,先经过酰氯化,再与短链烷基醇反应合成得到脱氢枞酸低碳醇酯,可以制作粘虫拒食剂㊂覃江克等[39]以松香为原料发明了一种松香源农药增效剂,研究结果证明该增效剂对5%阿维菌素等四种杀螨剂室内防治柑橘红蜘蛛㊁对20%甲氰菊酯室外防治柑橘红蜘蛛㊁对百草枯和草甘膦异丙胺盐清除稗草等具有明显增效作用㊂饶小平等[40]发明了一种松香基梳妆高分子表面活性剂,可作为水相悬浮农药的分散剂㊂丁秀丽等[41]将马来松香与碱土金属氧化物及脂肪酸多元醇单酯依次反应,再和聚乙二醇或聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物发生酯化反应,得到一种松香基乳化剂,应用于制备农药乳油㊁水悬剂㊁微乳剂㊁水乳剂等㊂商士斌等[42]制备得到了一种松香基季铵盐杂双子表面活性剂,对大肠杆菌的抑菌活性优于市售灭菌剂新洁尔灭㊂饶小平等[43]采用一锅法以松香树脂酸为原料经过酰氯化,再与多胺反应得到松香基多胺衍生物,该化合物对玉米粘虫具有拒食作用,拒食活性高达90%,可以作为粘虫的拒食剂㊂饶小平等[44]以松香为原料经过与顺丁烯二酸酐的D-A加成反应㊁酰胺化及酸碱中和反应制得水溶性松香衍生物(C n-MPA-2Na),研究表明该水溶性松香对小地老虎4龄幼虫具有拒食作用,是一种环境友好型的水溶性昆虫拒食剂㊂饶小平等[45]以马来海松酸为原料经过酰氯化和低碳一元醇的酯化制得一种马来海松酸单低碳醇酯,可以作为一种性能优良的昆虫拒食剂㊂童耀阳等[46]首先对α-葡萄糖剂㊁纤维二糖基㊁麦芽糖基和木二塘基等低聚糖基进行羟基的乙酰化保护,再与12,14-二羟基脱氢松香酸缩合反应生成糖苷,最后脱去乙酰酐得到脱氢松香酸羟基衍生物的糖苷,该化合物对松线虫害虫具有良好的防治功能和生物活性,可以加入农药助剂制成杀虫杀菌剂的水乳剂,微乳剂等㊂谷文等[47]合成得到一种脱氢枞酸噁二嗪类杂环衍生物,对细菌具有较强的抑制活性,具有开发成为杀菌剂的前景㊂董淑求等[48]以马来松香为原料,经过酰氯化㊁肼解㊁酰化得到马来松香双酰肼,再以三氯氧磷为脱水剂,对马来松香双酰肼进行关环得到马来松香基双官能化合物,研究表明当以该类化合物制成的药液用药量达到50μg/mL时,对黄瓜枯萎病菌㊁苹果轮纹病菌㊁番茄早疫病菌㊁花生褐斑病菌㊁小麦赤霉病菌等表现出一定的杀菌活性,其中对苹果轮纹病菌效果最佳,有发展成为杀菌剂的价值㊂石贤春等[49]合成的马来松香基双磺酰胺化合物对上面五种菌株也有抑制作用㊂岑波等[50]合成得到的马来松香基双硫脲-酰胺化合物也表现出良好的抑菌活性㊂史伯安等[51]以脱氢松香酸为原料合成得到了6种脱氢松香基-1,2,4-三氮唑衍生物,采用油菜平皿法和稗草小杯法对其生物活性进行检测,发现该化合物对受试对象均表现出较好的除草活性,可以开发为除草剂㊂刘宇宏等以歧化松香为原料,经过氯化㊁铜盐化合成得到氯化歧化松香基铜盐,采用浸虫法对其生物活性进行实验,结果表明该化合物对甜菜夜蛾表现出具有良好的防治作用,可用于制备杀虫剂[52]㊁杀菌剂[53]㊂除此之外,松香基甘油酯可以作为肥料的包膜材料[54],制作肥效释放期长㊁生物易降解的生物化肥;马来松香含氮衍生物可作为植物激素用于农业生产中[55]㊂4 生物燃料领域化石资源的枯竭,使得全球都濒临能源危机,寻求太阳能和生物质能等绿色可再生的新型能源已经成为大家共同的目标㊂松香通过高温裂解可以得到松香燃料油或者生物柴油,有望发展成为一种新型生物质燃料[56],降低对化石燃料的依赖㊂蒋剑春等[57]将脂松香㊁氢化松香㊁歧化松香等非聚合类松香进行脱羧反应,达到液态脱羧产物,再与有机硝酸酯按1000:(1~5)的重量比进行混合,在0~80℃下搅拌反应1~ 4h制得松香基生物柴油,其基本指标:十六烷值>45,粘度: (25℃)70~80MPas,密度:0.90~0.96g/mL符合生物柴油的标准㊂柏明娥等[58]以松香与顺丁烯二酸酐反应的剩余物为原料,以活性白土为催化剂,加热至200~280℃进行催化裂解,反应1~4h后减压抽滤掉活性白土得到一种松香燃料油,与棕榈油生物柴油或0号柴油混合达到国标要求㊂5 结 语松香的主要成分树脂酸具有刚性稠环结构,在结构上与偏苯三酸酐类似,可以降低石油在化工领域的使用,进而降低生产成本,节约资源㊂除上述领域外,松香及其衍生物还可以作为手性催化剂,用于新药研制过程[59];具有抗皮肤老化的活性,用于化妆品研制过程[60];同时合成得到的某些表面活性剂具有优良的泡沫性能和溶解性,可用于配制洗发护发用品和洗涤用品[61]㊂但是通过综述也发现松香及其衍生物的生物活性绝大部分还只处于实验室研究状态,并未投入实际生产㊂药物研发周期长,前期成本投入大,研究进展缓慢等㊂但是生物质燃料在未来可能发展成为重要研究方向㊂参考文献[1] 张海波,陈玉湘,赵振东,等.松香基超支化聚酯的合成及性能研究[J].林产化学与工业,2015,35(2):62-66.[2] 严慧.用于食品包装纸的新型阳离子松香施胶剂[P].中国专利:CN106592335A,2017-04-26.[3] 周菊英,梁宇雁,黄钦,等.一种松香三醇酯及其制备方法和应用[P].中国专利:CN104693024A,2015-06-10.[4] 韩春蕊,杨明生,田超,等.一种松香基烯萜-二氧化钛杂化纳米材料及其制备方法与抗菌应用[P].中国专利:CN108782606A,2018-11-13.[5] 高宏,宋湛谦,商士斌,等.一种松香基果蔬保鲜被膜剂及其制备方法[P].中国专利:CN103828912A,2014-06-04.[6] 李志博.一种果蔬保鲜剂[P].中国专利:CN109418386A,2019-40 广 州 化 工2019年12月03-05.[7] 余赞,田璐,钟文,等.一种高性能的高阻隔性食物包装膜及其制备方法[P].中国专利:CN108395559A,2018-08-14. 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[20]饶小平,刘莉,宋湛谦,等.一种松香基多胺衍生物及其制备方法和用途[P].中国:CN106916078A,2017-07-04.[21]谷文,张广,王石发.脱氢枞酸吲哚衍生物㊁制备方法及其用途[P].中国:CN103896824A,2014-07-02.[22]吕春欣,刘小明,杨永泼,等.一种脱氢枞酸衍生物及其制备方法和应用[P].中国:CN108250043A,2018-07-06.[23]沈明贵,罗云龙,商士斌,等.一种脱氢枞基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮衍生物㊁其制备方法及其应用[P].中国:CN109053588A,2018-12-21.[24]吕少波,李卓才,李苏杨.一种医用抑菌杀菌塑料的制备方法[P].中国:CN108676314A,2018-10-19.[25]周菊英,杨燕平,雷福厚,等.一种具有pH敏松香基聚合物及其制备方法和应用[P].中国:CN105254793A,2016-01-20. [26]韩春蕊,杨明生,林海霞,等.具有pH响应的松香基磷酸酯类表面活性剂及其应用[P].中国:CN107629212A,2018-01-26. 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松香的改性与应用研究进展
松香的改性与应用研究进展松香的改性与应用研究进展松香是我国丰富的可再生资源,年产量达60余万吨,居世界第一位。
它是由一系列树脂酸组成的,具有独特的化学结构和多个手性中心,结构中的羧基和菲环骨架可以进行一系列的化学改性,是一种天然的手性源材料。
松香经过化学改性可以得到一系列深加工产品,广泛应用于日常生活中的各个领域,在国民经济发展中起到举足轻重的作用。
这些深加工产品的价值比原料松香提到2-10倍,甚至数十倍,目前我国主要以出口脂松香创汇。
我国是脂松香出口量最大的国家,占世界贸易量的60%左右,许多发达国家从我国进口原料松香,经过一系列深加工后产品又返销回中国,对我国的资源保护和经济发展十分不利。
我国对松香深加工利用率为35%,相比之下,欧美等发达国家对松香的深加工利用率接近100%,存在着很大的差距。
因此,开展松香改性研究,开发出符合我国市场需求的深加工松香产品不仅对国家和地方经济的发展,而且对我国林业资源的合理开发和利用以及目前工业节能降耗都有十分重要的意义。
作为松香主要成分的树脂酸是一种具有两个化学反应活性中心——羧酸和双键的化学活性物质,通过这两个反应活性中心就可以引进刻钟原子或基团,从而赋予松香具有所希望的性质,达到改性的目的,从而改变松香的理性性能,大大拓展了松香的应用领域,形成了种类繁多的松香衍生产品。
1松香的组成与结构松香的组成随着原料产地和加工方法的不同而不同。
松香是多种树脂酸和少量脂肪酸以及中性物质的混合物,其中树脂酸是主要成分,约占其总量的90%以上。
树脂酸是一类分子式为 C19 H29COOH的同分异构体的总称,是具有三环菲骨架的含有两个双键的一元羧酸。
常见的树脂酸因烷基和双键位置的不同而分为三类:枞酸型树脂和异海松树脂酸、二环型树脂酸(或称劳丹型酸)。
2松香的深加工研究为了消除松香的一些缺陷,提高其使用价值,可以利用松香树脂酸结构中的双键和羧基两个化学反应活性中心进行松香改性和制备松香衍生物。
松香羧基的改性研究及应用概述
松香羧基的改性研究及应用概述松香是一种天然的植物树脂,广泛存在于针叶树木的树脂道中。
它具有高分子量、可再生性、低毒性和低成本等优良特性,因此在许多领域得到了广泛的应用。
松香羧基的改性研究和应用是对松香进行化学结构改变,使其性能得到进一步提升和扩展的过程。
1.羧基化改性:松香羧基的羧基化改性是通过引入羧基官能团,使其具有更好的溶解性和可加工性。
常用的羧基化剂包括丙烯酸、丙烯酸酐等。
羧基化后的松香羧基可以在涂料、油墨、胶粘剂等领域中应用,提高产品的性能和稳定性。
2.酯化改性:松香羧基的酯化改性是通过与醇类发生反应,形成酯结构,以提高松香的稳定性和可加工性。
常用的醇类包括甘油、多元醇等。
酯化改性后的松香羧基广泛用于塑料、橡胶、涂料等领域,可以提高产品的耐候性和耐热性。
3.化学修饰改性:松香羧基的化学修饰改性是通过引入其他官能团,如氨基、羟基等,改变松香的化学结构和性质。
化学修饰改性的方法包括还原、酯化、氨基化等。
化学修饰改性后的松香羧基可以应用于涂料、胶粘剂、表面活性剂等领域,提高产品的粘结力和稳定性。
4.共聚改性:松香羧基可以与其他高分子材料进行共聚反应,形成共聚物,以提高松香的性能和应用范围。
常用的共聚单体包括丙烯酸酯、苯乙烯等。
共聚改性后的松香可以用于包装材料、纤维材料等领域,提高产品的强度和耐久性。
1.涂料领域:松香羧基可以作为涂料的增稠剂、乳化剂、增湿剂等添加剂,提高涂料的性能和稳定性。
同时,松香羧基还可以用于涂料的表面修饰,提供良好的覆盖性和抗污染性。
2.印刷油墨领域:松香羧基可以作为油墨的单体、分散剂等添加剂,提高油墨的色彩饱和度和附着性。
松香羧基还可以降低油墨的粘度,提高油墨的流动性和稳定性。
3.胶粘剂领域:松香羧基可以作为胶粘剂的增稠剂、黏合剂等添加剂,提高胶粘剂的黏着力和耐高温性。
松香羧基还可以提高胶粘剂的耐水性和耐化学性。
4.其他领域:松香羧基还广泛应用于纸张制造、导电材料、表面活性剂等领域,以提高产品的性能和应用范围。
松香的改性与应用研究进展
松香的改性与应用研究进展松香是一种天然的树脂,由于其独特的化学成分和物理特性,广泛用于各种行业。
然而,传统的松香在一些方面存在一些限制,例如其粘性、机械性能和耐候性等。
为了克服这些问题,研究人员已经进行了大量的研究和改性,以满足不同应用领域的需求。
本文将探讨一些松香改性的研究进展以及其在不同领域的应用。
松香的改性主要通过化学方法进行,包括酯化、脱水氢化、氧化和聚合等。
其中,酯化是一种常用的方法,可以增加松香的溶解性、稳定性和粘度。
通过与羧酸或醇反应,可制备出羧酸酯改性松香和醇酸酯改性松香。
这种方法可以改善松香与不同溶剂的相容性,使其更易于使用。
另外,脱水氢化可以降低松香的酸值,增加其热稳定性和耐候性。
通过调节反应条件,可以获得具有不同性能的脱水氢化松香。
改性后的松香在各个领域都得到了广泛的应用。
在涂料行业,改性松香可以用作增稠剂、溶剂和润滑剂。
由于其优异的附着力和耐候性,改性松香被广泛用于油漆、涂料和沥青等产品中。
在建筑行业,改性松香可以用于制备石膏板和防水材料。
由于其高强度和耐久性,改性松香可以增强材料的机械性能,并提高其耐水性和耐候性。
另外,在橡胶和塑料行业,改性松香常用作增塑剂和稳定剂。
由于其低黏度和温度稳定性,改性松香可以增加橡胶和塑料的柔韧性和韧性,提高其加工性能和机械性能。
此外,改性松香还可以用于制备粘合剂和粘合剂。
由于其高黏度和粘着力,改性松香可用于粘合不同材料的接口,并提供良好的粘接强度和耐久性。
此外,松香还被广泛应用于化妆品、印刷油墨、香气剂和制药等领域。
通过改性技术,可以调整松香的溶解度、稳定性和挥发性,以满足不同产品的需求。
例如,在化妆品领域,改性松香常用作口红和唇膏的成分,以增加其稳定性和光泽度。
在制药领域,改性松香可以用作胶囊和膏剂的包壳材料,以提高其溶解性和释放速度。
总之,松香的改性和应用研究取得了显著的进展,为不同领域提供了更多选择。
随着对松香独特性能的深入理解和改性技术的不断发展,相信松香将在更多领域得到广泛应用,并继续为各个行业带来创新和发展。
功能化改性松香纳米材料的制备及其应用研究
功能化改性松香纳米材料的制备及其应用研究摘要:功能化改性松香纳米材料是近年来在纳米材料领域中备受关注的一项研究课题。
本文主要介绍了功能化改性松香纳米材料的制备方法以及其在不同领域中的应用研究进展。
通过纳米技术的手段,松香纳米颗粒能够被精确地调控尺寸、形态和表面性质,从而拥有更广泛的应用前景。
研究表明,功能化改性松香纳米材料在药物传递、催化剂、涂料和复合材料等方面具有潜在的应用价值。
未来的研究可以进一步深入探索其在其他领域的应用潜力,并优化其制备工艺以提高功能化改性松香纳米材料的性能和稳定性。
1. 引言功能化改性松香纳米材料是一种具有广泛应用潜力的纳米材料。
松香作为一种天然产物,经过改性和纳米化处理后,在尺寸和形态上具有明显的优势。
通过功能化改性可以进一步拓展其应用领域,并提升其性能。
本文旨在综述功能化改性松香纳米材料的制备方法以及其在不同领域中的应用研究进展,以期为相关科研工作者提供参考和启示。
2. 松香纳米材料的制备方法2.1 机械研磨法机械研磨法是一种常见且简单的制备松香纳米材料的方法。
通过高速研磨设备,将松香样品加工成纳米颗粒。
这种方法可以调控颗粒的尺寸和形态,但较难实现粒径均一分布,并易受操作条件的影响。
2.2 化学合成法化学合成法是制备松香纳米材料的常用方法之一。
通常使用表面活性剂、成核剂等进行控制,并借助定向成核和生长过程形成纳米颗粒。
这种方法可得到较均匀的纳米颗粒,并可通过改变反应条件实现尺寸和形态的调控。
2.3 电化学法电化学法是通过电化学反应在电极表面合成纳米材料的方法之一。
通过调节电解液成分和电极材料,电场和电化学反应相结合,可以制备出具有良好分散性和尺寸可调控性的松香纳米材料。
3. 功能化改性松香纳米材料的应用研究3.1 在药物传递领域的应用功能化改性松香纳米材料具有高药物包封效率、可调控释放性能和生物相容性的特点,因此在药物传递领域具有广泛的应用潜力。
可以将药物通过纳米松香载体进行封装,保护药物免遭降解,延长药物释放时间,并可通过表面修饰实现靶向传递。
我国松香改性产品及其应用的专利研究新进展
我国松香改性产品及其应用的专利研究新进展刘莉;饶小平;宋湛谦;商士斌【摘要】More than fifty domestic patents about rosin in recent five years were searched. The research progress of modified rosin and its application were reviewed from four different aspects, i. e, fine chemical products, biological medicine and biological pesticide products,biological material,and biofuels. The development of rosin industry was prospected.%检索了近5年我国与松香有关的公开发明专利50余件,从松香制备精细化工产品、生物医药及生物农药产品、生物质材料和生物燃料的角度,对松香改性产品及其应用的专利研究进展进行了综述,并对松香产业的发展提出了展望。
【期刊名称】《生物质化学工程》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P53-58)【关键词】松香;专利;改性产品;应用【作者】刘莉;饶小平;宋湛谦;商士斌【作者单位】中国林业科学研究院林产化学工业研究所; 中国林业科学研究院生物质化学利用国家工程实验室; 中国林业科学研究院国家林业局林产化学工程重点开放性实验室; 中国林业科学研究院江苏省生物质能源与材料重点实验室,江苏南京210042;中国林业科学研究院林产化学工业研究所; 中国林业科学研究院生物质化学利用国家工程实验室; 中国林业科学研究院国家林业局林产化学工程重点开放性实验室; 中国林业科学研究院江苏省生物质能源与材料重点实验室,江苏南京210042; 中国林业科学研究院林业新技术研究所,北京 100091;中国林业科学研究院林产化学工业研究所; 中国林业科学研究院生物质化学利用国家工程实验室;中国林业科学研究院国家林业局林产化学工程重点开放性实验室; 中国林业科学研究院江苏省生物质能源与材料重点实验室,江苏南京 210042;中国林业科学研究院林产化学工业研究所; 中国林业科学研究院生物质化学利用国家工程实验室; 中国林业科学研究院国家林业局林产化学工程重点开放性实验室; 中国林业科学研究院江苏省生物质能源与材料重点实验室,江苏南京 210042; 中国林业科学研究院林业新技术研究所,北京 100091【正文语种】中文【中图分类】TQ35松香是一种重要的天然可再生资源,被誉为“长在树上的石油”,是由松属树木树脂道分泌的松脂经过蒸馏分离而得,是一种透明、脆性的固体树脂[1]。
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以松香为原料的非离子表面活性剂与松香改性 阳离子和阴离子型表面活性剂相比较 , 有着自身独 特的性能 。它在使用时对环境的 p H 值要求不严 , 易于与其他表面活性剂的复配 。20 世纪 80 年代中 期 , 人们研究开发了松香与多元醇 , 如乙二醇 、季 戊四醇以及环氧乙烷反应合成非离子表面活性剂 , 但这些工艺方法至今还没有工业化生产 。为了获得 具有高表面活性的物质和高生成率以及易于生产和 操作的工艺路线 , 人们正在不断地研究和探索 。
研究 , 他们以松香脂或歧化松香与氨基酸反应合成 了新型松香类两性表面活性剂 。这类物质由于合成 不易控制 , 且氨基酸原料价格较贵 , 目前实用化还 较为困难 。作者认为 , 松香改性的两性表面活性剂 可由松香与顺丁烯酸酐反应合成出马来松香 , 使松 香获得 3 个羧基 , 然后再从这 3 个羧基着手进行阳 离子化和阴离子化反应 , 由此获得松香改性的两性 表面活性剂 。
合成了一系列由松香改性的非离子型表面活性剂为
RCOOCH2CH (O H) CH2N (CH3) R1 式中 R1为 —CH2CH2O H 、—CH2CH (O H) CH2O H 、 —C ( CH2 O H ) 2 CH3 、—CH2 CH2 OCH2 CH2 O H 等 。 合成出的这类物质有着相当好的润湿性能 、乳化性
(1) 氢化松香缩水甘油酯的合成
RCOO H + NaO H
RCOONa + H2O
RCOONa + ClCH2CH CH2 O
RCOOCH2CH CH2 + NaCl O
(2) N - (3 - 氢化松香酸酰 - 2 - 羟) - 丙基 N , N , N - 三乙醇基氯化铵 ( HREOA) 的合成
目前表面活性剂主要分为 4 类 : 阴离子 、阳离 子 、两性离子和非离子型表面活性剂 。其应用也较 为广泛 , 可用作乳化剂 、润湿剂 、分散剂 、杀菌 剂 、抗静电剂 、增溶剂 、洗涤剂 、助染剂 、防腐剂 和防霉剂等 。
松香是一种主要含有烷基氢化菲结构的树脂 酸 , 其分子结构中庞大的 、非极性三环结构具有良 好的疏水性 , 而极性的羧基部分又具有亲水性 , 因 此松香属于典型的两亲分子 , 经不同的试剂改性后 可以得到阴离子型 、阳离子型和非离子型表面活 性剂 。
收稿日期 2001 - 11 - 14 ; 修改稿日期 2002 - 01 - 30 。 第一作者简介 居明 (1968 —) , 男 , 硕士 , 讲师 , 主要从事有机合 成及环境工程研究 。电话 025 - 4315021 。
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RCOO (CH2CH2O) n - 1CH2CH2OSO3Na
其中 n = 4~7 。这种表面活性剂具有较好的乳化性
能和表面活性 。
由于阴离子表面活性剂种类众多 , 目前以松香
为原料的改性阴离子表面活性剂相对来说缺乏明显
的优势 , 所以其研究也相对较少 。开发有特殊功用
的松香改性阴离子表面活性剂将会成为今后研究的
RCOONa + H2O
然而 , 这种表面活性剂形成溶液后 , 其碱性较
强 。若作为洗涤剂使用时 , 对织物纤维和人的皮肤
会产生较大的影响 。它和其他表面活性剂的复配性
能也相对较差 , 而且在酸性溶液中将失去作用 。
针对 松 香 酸 钠 存 在 的 一 些 缺 点 , 美 国 的
Herman发明了一种先以松香酰氯化 , 再和有机磺
· 24 8 · 化 工 进 展 2002 年第 21 卷
曹左英在 1999 年的文章中报道了通过氢化松 香缩水甘油酯的合成 , 再季铵化反应获得松香阳离 子表面活性剂 N - (3 - 氢化松香酰 - 2 - 羟基) 丙基 - N , N , N - 三乙醇基氯化铵 ( HREOA) , 产物得率达到 79. 6 % , 并测定了该产物的临界胶 束浓 度 为 4. 45 ×10 - 3 mol/ L , 表 面 张 力 为 39. 5 mN/ m 。这说明该种松香阳离子表面活性剂具有较 好的表面活性[4 ] 。
方向 。
2 松香改性阳离子表面活性剂
以松香改性的阳离子表面活性剂一直是国内外 研究的热点 。从 1944 年瑞士科研人员 aBale 合成 的 RCOOCH2N ( CH3 ) 3Cl - 开始 , 人们已摸索了数 十种不同类型的松香改性阳离子表面活性剂的合成 工艺路线 , 主要集中在松香改性的阳离子表面活性 剂季铵盐领域的研究 。近年来 , 研究的工艺路线主 要包括以下几个方面 。
松香是一种丰富 、廉价的可再生林产资源 。中 国的松香产量居世界首位 , 其产量约为 50 万 t/ a , 占世界产量的 1/ 3 以上[1 ] , 其中 60 %都作为原料 出口 , 深加工量较少 。而目前表面活性剂行业正朝 着寻求天然化学品原料和价格低廉的新型原料这两 个方向发展 , 这就给以松香为原料的改性表面活性 剂的研究及其深加工提供了一个发展的契机 。
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第 4 期 居明等 :松香改性表面活性剂的研究进展 · 2 49 ·
丙三醇酯) , 产物酯化转化率平均达到 93 %。并对 其结构与性能作了一定的研究 。
能且反应得率都达到了 90 %以上 。 目前 , 有人利用松香与葡萄糖或蔗糖反应获得
了松香糖酯类表面活性剂 , 并对该类物质的表面活 性和乳化性能进行了研究 。研究表明这类物质具有
很强的润湿性和乳化性能且没有毒性 , 对皮肤和眼 睛没有刺激 , 是一种诱人的 、具有前景的可再生 物质 。
另外 , 美国的 Hodul Pavol 、日本的藤井亮一 等人[11 ]对以松香为原料的两性表面活性剂进行了
香基氯化铵 (产物得率达到 83 %) 和 N , N , N - 三
甲基 - N - 脱氢松香基硫酸单甲酯铵 (产物得率达
到 90 %) , 并讨论了产物的界面性质和杀菌能力 ,
证明了这两种产物有着较好的起泡性和乳化能力 ,
其杀菌力与传统的洁尔灭相比其效果相当[5 ] 。
RN H2 + CH2O + HCOO H
R —N (CH3) 2 + H2O + CO2
R —N (CH3) 2 + ClCH2C6 H5
( R —N + (CH3) 2CH2C6 H5) Cl -
R —N (CH3) 2 + (CH3) 2 SO4
( R —N + (CH3) 3) CH3 SO4-
此外 , 日本的真田安详用歧化松香和环氧氯丙
RCOOCH2CH CH2 + HN + (CH2CH2O H) 3Cl O
RCOOCH2CH — CH2
OH
N + (CH2CH2O H) 3 Cl -
同时有人还研究了以脱氢松香胺为原料采用甲
基化反应 , 合成出了二甲基脱氢松香胺 , 再烷基化
反应获得 N , N - 二甲基 - N - 苄基 - N - 脱氢松
杀菌性能的表面活性剂 RCOOCH2CH ( O H) CH2 —
(N + C5 H5) Cl - 。但这一类物质的合成 , 不是反应
条件苛刻就是得率较低 , 所以 , 目前难以进行工业
化生产和运用 。 以松香及其衍生物改性获得的阳离子表面活性
剂的研究 , 目前主要针对纺织品的柔软剂 、抗静电 剂 、分散剂以及消毒杀菌剂等方面的开发与运用 。 作者近年来对松香改性阳离子表面活性剂也进行了 一系列研究[8 ] , 研究发现松香及其衍生物与环氧 氯丙烷反应生成的中间产物再与叔胺 (如二甲乙胺 、 三乙 胺 等) 反 应 生 成 的 季 铵 盐 型 表 面 活 性 剂 RCOOCH2CH (O H) CH2N + R′3Cl - 具有较好的表面 活性以及很强的杀菌抗菌效果 。其抑菌实验表明 , 此类表面活性剂对金黄葡萄球菌的最低抑菌浓度 (mic) 为 16μL/ L , 对霉菌 (如黑曲霉 、黄曲霉 、杂 色曲 霉 等 ) 的 最 低 抑 菌 浓 度 ( mic ) 为 250 ~ 500 μL/ L 。这种表面活性剂的生产工艺方法简单 , 过程 易于控制 , 产物与反应物易于分离 。该合成方法及 工艺路线为松香改性的阳离子表面活性剂的研究提 供了一个新的方向 。
活性剂复配可得到较为理想的去油脂能力 。更重要
的是它的应用环境较为广泛 , 溶液的 p H 值对其性
能影响较小 。这种表面活性剂也可用作脱墨剂的主
要成分 。目前也有一些专利报道了松香与多元醇
(如乙二醇 、聚乙烯醇 、季戊四醇等) 脂化 , 再与
ClSO3 H 反应 , 得到的产物经碱中和形成松香的磺 酸盐表面活性剂[3 ] , 为
居 明 李晓宣
(南京理工大学化工学院 , 南京 , 210094)
摘 要 探讨了近年来以松香及其衍生物为原料合成各类表面活性剂的研究 , 并介绍了松香类表面活性剂的特 点及其发展趋势 。 关键词 松香 , 表面活性剂 , 松香衍生物 中图分类号 TQ 423 文献标识码 A 文章编号 1000 - 6613 (2002) 04 - 0247 - 03
松香改性的非离子表面活性剂除了通过酯化方
法可以获得外 , 还可以通过胺化获得 。美国的 A. Edward 通过此法合成了 N , N - 聚氧乙烯松香胺 。
(CH2CH2O) n H
RC H2 N
( n + m = 11 ~ 40)
(CH2CH2O) m H N , N - 聚氧乙烯松香胺的合成是通过松香胺 和环氧乙烷反应得到的 , 它可用于物质的清洗剂 、 助染剂和柔软剂 。日本的本田计一利用该工艺方法