新型表面活性剂

3 两性表面活性剂
3.1 去氢枞酸甜菜碱类两性表面活性剂
松香是自然界极其丰富的可再生的林产化工资 源，以从岐化松香中提取的去氢枞酸为原料，合成 了N-(3-去氢枞酰氧基-2-羟基)丙基-N，N-二甲基羧 甲基甜菜碱和N-(3-去氢枞酰氧基-2-羟幕)丙摹-N， N-二甲基(2-羟基)磺丙基甜菜碱这两种甜菜碱类两性 表面活性剂在相当宽的pH值范围内均有良好的表面 活性，同时具有复配性好、毒性低、刺激小、生物 降解度高等优点。
三聚阳离子表面活性剂12-n-12-n-12·3Br–(n=3，4，6)d的合成方程式
1.3.3应用领域及性能 同双子(二聚)表面活性剂相比，三聚表面活性剂具有更加优异的性能(1)
更高的表面活性；(2)更低的临界胶束浓度(CMC)；(3)更低的Kraffle点；(4) 与其它表面活性剂具有更好的配伍性能，能产生更好的协同效应；(5)具有 良好的钙皂分散性能；(6)具有更好的润湿性能等。但是三聚表面活性剂的 合成较为困难，且操作繁琐，耗时较长，收率很低。
1.1.4应用领域和性能 Gemini表面活性剂是指一类分子中含有两个或两个以上亲水亲油基
团的表面活性剂。从分子结构上看，Gemini表面活性剂相似于两个单链 表面活性剂的聚结，故又称为“二聚表面活性剂”或“孪连型表面活性 剂” 。与传统表面活性剂相比，Gemini表面活性剂具有优良的水溶性、 润湿性、钙皂分散性和更低的临界胶束浓度。阳离子Gemini表面活性剂 作为双子表面活性剂的重要组成之一，目前主要是含氮型双季铵盐型的 Gemini表面活性剂，因其卓越的吸附性能，独特的聚集行为和特殊的聚 集体结构，引起了科研工作者的广泛关注。
1.2.3 应用领域和性能： 这种表面活性剂具有高表面活性、高化学稳定性、高热稳
定性、既憎水又憎油，适用于强酸性环境并且不易受盐度环境的 干扰，加盐还能明显改善表面活性剂的性能、降低该表面活性剂 的 CMC。该氟表面活性剂由于氟碳链短，可避免其对环境的有 害影响，从而作为全氟辛基磺酸或全氟辛酸类衍生氟表面活性剂 的替代品。这种物质由于碳氟链短但是表面活性高，所以符合当 今氟表面活性剂的发展方向。
(3)12-n-12-n-12·3Br–的合成
三颈烧瓶中加入RNHMe2.0g(10mmmoL)，异丙醇20mL， NaOH(或Na2C03)10nunol，N2保护，回流状态下边搅拌边滴加12-nBr8.7g(21mmoL)的异丙醇(20mL)溶液(约2h-3h)，回流反应3d。冷却， 蒸除溶剂，用丙酮沉淀，过滤，滤饼用热丙酮洗涤两次，干燥得白色 粉末12-n-12-n-12·3Br–。
③性质：水溶性及耐酸、耐钙、镁盐性比硫酸化物差，但 不易水解。
④应用： 用作胃肠脂肪的乳化剂和单脂肪酸甘油酸的增 溶剂；较好的洗涤剂。
十二烷基苯磺酸钠
分子结构：
制备方法：由直链烷基苯（LAB）用三氧 化硫或发烟硫酸磺化生成烷基磺酸，再中和 制成。
应用领域与性能：烷基苯磺酸钠是中性的， 对水硬度较敏感，不易氧化，起泡力强，去 污力高，易与各种助剂复配，成本较低，合 成工艺成熟，应用领域广泛，是非常出色的 阴离子表面活性剂。
2.2 硫酸化物：
①通式：R·O·SO3-M+硫酸化油,高级脂肪醇硫酸酯类。 ②分类：硫酸化油，如硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油；
高级脂肪醇硫酸酯，如十二烷基硫酸钠（SDS），Байду номын сангаас 称月桂醇硫酸钠（SLS）。
③性质：可与水混溶，为无刺激的去污剂和润湿剂；乳 化性很强，稳定、耐酸、钙，易与一些高分子阳离子 药物发生作用产生沉淀。
1.3.三聚阳离子表面活性剂的合成
1.3.1合成原料
以价廉易得的甲胺盐酸盐和溴代烷（1，3．二溴丙烷，1，4-二溴 丁 烷和1，6一二溴己烷）为原料，采用分步法成功制得一系列三个 头基和三条疏水尾基三聚季铵盐阳离子表面活性剂12-n-12-n-12·3Br– (n=3，4，6)。
1.3.2合成路线
1.2.1合成原料 全氟丁基磺酰氟与 N，N' － 二甲基 －1，3 － 丙二胺为原料，合成
全氟丁基磺酰胺，再与烷基二溴季铵盐化，成功得到了 4 种全氟丁基 型阳离子表面活性剂。 1.2.2 合成路线
以短碳链的全氟丁基磺酰氟为原料，与 N，N' －二甲基 －1，3 － 丙二胺反应得到全氟丁基磺酰胺，再与烷基二溴季铵盐化，得到 双子型阳离子表面活性剂。其合成工艺如下:
④应用：代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，用于外用 软膏的乳化剂。
2.3.磺酸化物：
①通式：脂肪族磺酸化物 R·SO3-M+ 和烷基芳基磺酸化物 RC6H5SO3－M＋
②分类：脂肪族磺酸化物，如二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛 索-OT）、二己基琥珀酸磺酸钠；烷基芳基磺酸化物， 如十二烷基苯磺酸钠（常用洗涤剂）；胆酸盐，如牛磺 胆酸钠、甘胆酸钠。
随着疏水碳链长度的增长，对应产物的CMC逐渐降低，说明随着 碳链长度的增长，表面活性剂的疏水作用增加，更易在溶液中形成胶束。 由于QAS Cn-2-Cn中N原子的三角锥型结构，导致两条疏水链不平行， 这就使分子间两条疏水链之间的相互作用增强，导致其在界面层形成一 层膜。
1.2 全氟丁基阳离子表面活性剂的合成与表面性能
表面活性剂
1阳离子表面活性剂
1.1 阳离子Gemini表面活性剂（QAS Cn--Cn）
1.1.1 合成原料 以脂肪胺、三聚氯氰、乙二胺、N,N–二甲基–1,3–丙二胺
和氯化苄为原料合成了三种不同碳链长度（n=6、8、12）的阳离 子Gemini表面活性剂（QAS Cn-2-Cn） 分子结构 以脂肪胺、三聚氯氰、乙二胺、N,N–二甲基–1,3– 丙二胺和氯化苄为原料合成了三种不同碳链长度（n=6、8、12） 的阳离子Gemini表面活性剂（QAS Cn-2-Cn） 1.1.2 分子结构
谢 谢!
4.2 N-烷酰基-N-甲基葡萄糖胺(MeGA)
N- 烷酰基- N- 甲基葡萄糖胺有极好的表面活性, 可用于重垢液体洗涤剂中代替LAS 和AE,MeGA 与 AES 复配使用有非常好的效果。
MeGA-12的合成分成两步进行。第一步是甲胺与葡萄糖 的醛基进行还原性烷基化反应。该反应也可用由谷物淀粉得 到的葡萄糖浆代替葡萄糖, 用阮莱镍作催化剂进行氢化反应。 第二步反应是仲胺基多元醇与月桂酸甲酯进行酰化反应, 将 副产物甲醇不断蒸出, 生成五羟基酰胺, 如图所示。
（1）N-甲基十二胺(RNHMe)的合成
在三颈烧瓶中加入甲胺盐酸盐33.5g(500mmoL)，按n(甲胺盐酸盐)： n(Na0H)=2：1加入NaOH，异丙醇200mL，搅拌下回流反应，析出大 量胺后开始滴加n-溴代十二烷[n(甲胺盐酸盐)：n(n一溴代十二烷)=1： 5-1：8]，滴毕，回流反应15h—18 h。蒸除异丙醇，冷却至室温，搅 拌下用5mol·L。1NaOH溶液中和至白色沉淀完全消失；分液，水相 用二氯乙烷(3-6×20mL)萃取，合并有机相，用无水MgSO4。干燥， 旋干溶剂，减压蒸馏收集馏分得无色油状液体RNHMe。
(2)溴代烷基十二烷基二甲基溴化铵(12-n-Br)的合成
在三颈烧瓶中加入RNMe210.6g(50mm0L)，乙腈60mL，N2保护， 搅拌下于35℃一45℃滴加l，3一二溴丙烷3．04g(15 mmoL，约1.5h)， 回流反应15h-18h。冷却，蒸除溶剂，用乙醚(或丙酮)沉淀，过滤， 滤饼干燥得白色粉末溴代丙基十二烷基二甲基溴化铵(12-3-Br)。用类 似方法合成白色粉末溴代丁基十二烷基二甲基溴化铵(12-4-Br)和溴代 己基十二烷基二甲基溴化铵(12-6-Br)。
合成路线
4 非离子表面活性剂
4.1 烷基多苷型非离子表面活性剂（APG）
APG有许多卓越的性能, 除具有优良的表面活性、泡 沫力、润湿力、洗涤力等众所周知的功能特性外, 它还具 有优良的温和性和高度的生物降解性。
APG有保护皮肤和头发的作用,主要用于个人护理用品 配方中, 如香波、浴液和头发调理剂等。APG的性能也适 合配制硬表面清洗剂和洗衣用洗涤剂。C12-C14烷基多苷 在一些特殊配方, 特别是微乳状液中作乳化剂,C16-C18 APG与脂肪醇掺和在O/W乳化体中有自乳化作用。APG有很 好的润湿和渗透性质,它是非离子表面活性剂,对高浓度电 解质不敏感, 并且APG 与聚氧乙烯型非离子表面活性剂不 同的是它没有浊点, 因此适合农业应用。
1.1.3 合成路线
三聚氯氰作为一种有机中间体在农药、染料等领域有着广泛的应 用，分子中的三个氯原子具有较高的反应活性，可以与羟基、氨基等 含活泼氢化合物发生反应。而且通过调节反应温度和pH值可以控制 三个氯原子的反应程度，实现逐步取代， 通过三聚氰胺这一特性将 三聚氯氢和长碳链脂肪胺反应制备单疏水链段，然后再与乙二胺反应 制备Gemini疏水链段，最后再与N,N-二甲基-1,3-丙二胺和苄基氯反 应制得阳离子Gemini表面活性剂。
4.3 固醇衍生类非离子表面活性剂
植物固醇具有消炎和止痒两种功效。因为固醇对 皮肤无毒, 生物亲和性好。聚氧乙烯胆固醇表面活性剂 能减少人体对胆固醇的吸收, 但不影响体重, 也不影响脂 肪酸的排泄。来源于妥尔油的谷固醇也有同样的效果, 把它添加到食物中时能减少血液中胆固醇的含量。这类 表面活性剂的毒性非常低, 对皮肤无刺激或仅有轻微刺 激, 特别对眼睛无刺激。因固醇表面活性剂足够的安全 性及对皮肤有益的生物活性, 使其主要用于个人保护用 品、化妆品、沐浴剂、头发调理剂中, 也可用于医药中。
2 阴离子表面活性剂
这类表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。
2.1高级脂肪酸盐
①系肥皂类，通式：(RCOO-)nMn＋，如硬脂酸钠、镁等。 ②分类：一价金属皂(钾、钠皂)；二价或多价皂(铅、钙、
铝皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂)。 ③性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐破坏，电
解质使之盐析。 ④应用：具有一定的刺激性，只供外用。
合成路线
3.2 新型咪唑啉型两性表面活性剂
该表面活性剂是一种新型的咪唑啉两性表面活 性剂，其原料易得，合成工艺简单，操作方便。由 测试结果可看出，该表面活性剂具有较高的表面活 性和较好的润湿能力，是一种性能良好的水溶性表 面活性剂。
把制得的该表面活性剂用于皮革加脂剂中，可 使皮革丰满、柔软，初步显示出其良好的应用性能， 但还有待进一步开发研究。