新型表面活性剂分解

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。
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
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）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。
1.2 全氟丁基阳离子表面活性剂的合成与表面性能
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:
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。
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。
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。 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。
(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)。 (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–。
1.2.3 应用领域和性能： 这种表面活性剂具有高表面盐度环境的 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。