第四章阴离子表面活性剂 (2)
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药剂学第四章表面活性剂
产生固-气/固-液界面吸附
液体表面依靠吸附于体系的溶质以降低自由能活 表面张力
产生液-气/液-液界面吸附
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液-液(气)吸附：
溶质分子在界面聚集或反聚集，导致溶液表面张 力的变化。
➢ 溶质浓度的增加导致表面张力的缓慢增加，如无 机电解质与水分子具有良好的亲和力。
➢ 20溶21/1质/12 浓度的增加导致表面张力的缓慢降低，如11低
脂肪 单月 单棕 单硬 三硬 单油 三油 酸 桂酸 榈酸 脂酸 脂酸 酸 酸
性质： Spans20-40有一定水溶性，用作 O/W型乳化剂，随着脂肪酸链长的增加和脂 肪酸基团数量的增多，疏水性变大，
2021S/1/p12ans60以上用作W/O乳剂的乳化剂。酸、36
2.多元醇型
（2） 聚山梨酯：吐温[Tweens] 即聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯
一、基本概念
界面表面分子收到的作用力和
内部分子受到的作用力和不同。
表面张力：微观上表面分子受到垂直指向液体 内部的合力，宏观上液体表面上任何部分单位 长度直线上的收缩力。
表面张力方向：表面张力的方向与液面相切， 并与液面的任何两部分分界线垂直。单位N/m。
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一、基本概念 表面自由能：在表面张力作用下，液面发生收缩，
产品有:泊洛沙姆(poloxamer)，商品名普朗尼 克 (Pluronic),。
202性1/1/1质2 ：为淡黄色液体或固体；分子量
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2.多元醇型
该类表面活性剂为疏水性脂肪酸与亲水性多元 醇如甘油、季戊四醇、失水山梨醇作用生成的 酯。
1
失水
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4 5
山梨醇
人教版高中化学选修2 化学与技术 第四章 第二节 表面活性剂 精细化学品(第2课时)
2020/4/25
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
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精细化学品及其生产特点
2、 精细化工具有技术密集附加值的等特点
研究开发(R&D)投资高 工艺流程长 情报密集、信息快
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精细化学品及其生产特点
产品的更新换代快，市场寿命短，技术专利性强， 市场竞争激烈等。
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精细化学品及其生产特点
情报密集、信息快
由于精细化工产品是根据具体应用对象而设计的，它们的 要求经常会发生变化。
一旦有新的要求提出，就必须按照新要求来重新设计 结构，或对原有的化学结构进行改进，其结果就会 产生新产品。
大量的基础研究工作产生的新化学品也不断地需要寻 求新的用途。
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江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
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精细化学品及其生产特点
技术密集的特点反映在精细化工产 品的生产中是技术保密性、专利垄断性 强。
厂家通过自己拥有的技术开发得到 的技术进行生产，并以此为手段在国内 及国际市场上进行激烈竞争。
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精细化学品及其生产特点
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精细化学品及其生产特点
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江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
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精细化学品及其生产特点
单元反应多、原料复杂、中间过程控制要求严格。
如： 感光材料的成色剂合成单元反应多达十几步，最
后产率有时会低于20%。 在制药工业中，除采用合成原料外，还要采用天
然产物，或是用生化方法得到的半人工合成中间体。
第四章 表面活性剂
剂HLB值的计算
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• HLB值与应用的关系
亲 油 性 表 面 活 性 剂 HLB 低 ， 亲水性表面活性剂的HLB高； 亲油性或亲水性很大的表面活 性剂易溶于油或水。
• 3-6：W/O型乳化剂； • 8-18：O/W型乳化剂； • 13-18：增溶剂； • 7-9：润湿剂。
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二、亲水亲油平衡值（HLB）
高亲油性越好，亲水性越差）
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2.温度对溶解特性的影响
• 昙点：聚氧乙烯型非离子表面活性剂，升 温可导致聚氧乙烯链与水间氢键断裂，升 到一定温度时，聚氧乙烯链发生强烈脱水 和收缩，使增溶空间减小，增溶能力下降， 溶解度急剧下降并析出，溶液出现混浊的 现象。此温度为昙点或浊点
聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越
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：具有一定刺激性，一般供外用。
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硫酸酯盐：
①通式：R·O·SO3¯M+ ②分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油)；高级脂
肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠SDS) 。
③性质：与水混溶，为无刺激去污剂和润湿 剂；乳化性很强，稳定、耐酸和钙镁盐， 易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。
•性质：毒性低、溶血作用小，化学上不解 离，不易受电解质和pH值的影响；能与大 多数药物配伍，应用广泛（外用、内服、 注射）。
•分类：聚乙二醇型、多元醇型
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2.非离子表面活性剂 • 聚乙二醇型（聚氧乙烯型） 聚氧乙烯脂肪醇醚与聚氧乙烯烷基酚醚 ① 通 式 ： RO(CH2OCH2)nH 与 R-
在等电点以下—呈阳离子型表面活性剂性质 （杀菌）
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• 两性离子表面活性剂 c.常用品种：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱 型两性离子型表面活性剂。 d.最大优点：适用于任何pH溶液，甜菜碱 型等电点时也不沉淀。
物理药剂学第四章药物表面现象与表面活性剂
3. 磺酸化物 烷基磺酸盐通式：RSO3－M＋ /RC6H5SO3－M＋ e.g.：二己基琥珀酸磺酸钠，十二烷基苯磺 酸钠
有较好的保护胶体的性质，黏度低、去污力 强、起泡性和油脂分散能力强，为优良的洗 涤剂。
4. 胆盐 e.g.：甘胆酸钠、牛磺胆酸钠等 用途：胃肠道脂肪的乳化剂和单硬脂酸甘油 酯的增溶剂
（二）阳离子表面活性剂
季铵盐型 通式：[R1R2N+R3R4]X特点：水溶性大，对酸碱稳定，良好的表 面活性作用，具有很强的杀菌作用。 应用：杀菌、防腐、皮肤、粘膜手术器械 的消毒。 e.g.：洁尔灭、新洁尔灭、度米芬等
(三)两性离子型表面活性剂
分子上同时具有正负电荷的表面活性剂,随介质的 pH可成阳或阴离子型。
物理药剂学第四章药物表面现象 与表面活性剂
§1 表面活性剂概述
一、表面活性剂的概念
表面张力的产生
物质处于聚集状态时，其相界面上所 发生的一切物理化学现象称为表面现 象。
其表面较其物质内部具有多余的能量 称为表面自由能，而单位面积上的自 由能又称为表面张力。
溶剂中加入溶质时，溶液的表面张力 因所加溶质的不同而发生变化
用做O/W型乳化剂、分散剂。一些高脂肪 酸含量的蔗糖酯也用做阻滞剂。
2. 聚氧乙烯型
(1)聚氧乙烯脂肪酸酯（酯型） 通式：RCOOCH2(CH2OCH2)nCH2OH e.g.：卖泽, Myrij；聚氧乙烯 40硬脂酸酯 (polyoxyl 40 stearate)， O/W型乳化剂
(2)聚氧乙烯脂肪醇醚（醚型） 通式：RO(CH2CH2O)nH e.g.：苄泽, Brij；Brij 30与Brij 35是不同分 子量聚乙二醇与月桂醇的缩合物 西土马哥、平平加0、埃莫尔弗 这一类表面活性剂通常被用作O/W型乳化剂
第四章表面活性物质
6.4 表面活性剂聚集体的微观性质
表面活性剂在水中形成多样的聚集结构，但争论也较 多。
目前一般认为，当表面活性剂浓度小于CMC时，表面 活性剂已存在几个分子的聚集体，称为预胶束，其数 量较少，而且不稳定。
浓度超过CMC以后，表面活性剂自发形成胶束，如果 体系中不含添加剂，表面活性剂浓度大于CMC不多时， 形成的胶束一般为球形；浓度大于CMC10倍时，往往
原因：表面活性剂溶于水后首先在表面吸附并定向排列， 达到一定值时表面达到饱和吸附，表面张力不再降低，内 部分子开始聚集，形成胶束，用CMC表示。
•CMC（critical micelle concentration）由不同方法得到的 数值有所不同，通常以表面张力方法为准。
有如下规律：
（1）疏水基相同时，直链非离子型表面活性剂的CMC大 约比离子型表面活性剂小两个数量级； （2） 同系物中，不论离子型的还是非离子型的活性剂， 疏水基的碳原子数目越多，CMC就越低。可以看出， 对于直链的离子型表面活性剂，具有同一个亲水基团 的同系物，疏水基每增加两个碳原子，CMC约降低为 原来的1/4。对于直链非离子型活性剂，每增加两个碳 原子，其CMC值约降低到原来的1/10。根据经验总结，
其中，m代表侧链的亚甲基数，一般为8，10，12，s代表 两极性头之间的亚甲基数。
Bola型表面活性剂：双头单尾，由疏水链两端各连接一个 亲水基团构成
X(CH2)16N+Me3Br
具有高度的热稳定性，在生物膜模拟方面具有极好的应用 前景。
6.2 表面活性剂在溶液界面上的吸附---Gibbs吸附
非离子表面活性剂原料来源广泛，性质稳定，不受盐类及 溶液pH的影响，而且可与阴、阳离子型表面活性剂混合使 用，在水和有机溶剂中均可溶解，因而应用范围极为广泛。
胶体化学第四章第四节
§4.4 阴离子表面活性剂
4.羧酸盐
（2）羧酸盐的性能与应用 如钠皂最硬、钾皂次之、胺皂最软。脂肪酸的碳链越长， 饱和度越大，凝固点越高，用其制成的肥皂越硬。硬脂酸钠除 用作肥皂外，还常用作化妆品的的乳化剂。钾皂常用作化妆用 肥皂和化妆品的乳化剂。月桂酸钾是淡黄色浆状物，易溶于水 起泡作用大，主要用于液体皂和香波生产中，也常用作乳化剂 和起泡剂。 烷基醚羧酸盐亦称聚醚羧酸盐，其化学通式为 R(OCH2CH2)nOCH2COONa，它对硬水中金属离子稳定，对 皮肤的作用缓和，能防止酶的产生。主要用作化妆品的乳化 剂、分散剂、凝胶剂和钙皂的分散剂、润湿剂等。
§4.4 阴离子表面活性剂
1、磺酸盐与磺化反应
磺酸盐的化学通式为R-SO3Na，碳链中的碳原子
数在8—20之间。磺酸盐易溶于水，在酸性溶液中 不发生水解，有良好的发泡和洗涤作用。这类表 面活性剂主要用于生产洗涤剂。 磺化反应：有机化合物分子个引入-SO3基团的反 应称为磺化反应。得到的产物是磺酸化合物
§4.4 阴离子表面活性剂
2.硫酸酯盐与硫酸盐化反应
硫酸酯盐主要有两类，即脂肪醇硫酸盐和脂肪醇 醚硫酸盐，其化学通式分别为ROSO3Na和 RO(C2H4O)nSO3Na，烃基中的碳原于数通常为8～ 18。这类表面活性别具有良好的发泡能力和洗涤 能力，在硬水中稳定，其水溶液呈中性或微碱性。 硫酸酯盐主要用于洗涤剂中。
§4.4 阴离子表面活性剂
1、磺酸盐
（2）烷基磺酸盐 现在主要采用磺氧化生产。正构烷烃链上伯碳原子与 仲碳原子上氢原子的相对活泼性的比例为1：3，因此 磺氧化法产物大部分为仲位取代物，反应式如下：
本法不需用氯气，副产物少，可简化工艺降低成本
§4.4 阴离子表面活性剂
第四章表面活性剂(阴离子)
4 石油磺酸盐 制备方法： 用发烟硫酸、二氧化硫或硫酸处理高沸点的石油 馏分，随后中和得到混合物。混合物的主要成分 是高分子量的磺酸盐。 石油磺酸盐是将沸点超过260℃，通常含有5～30 ％的芳烃和可磺化烃的石油原料经磺化而制得。 所有经过磺化处理的产品中，大部分是没有反应 的烃油。这种烃油称之为矿物油或白油。含有脂 肪烃或脂环烃，特别是环烷烃类石油磺酸盐是一 种在油中生成，并溶解油中的副产品，可以把它 们从矿物油中分离出来。
• 硫酸化反应：凡与硫酸作用而导入 亲水基的反应； • 硫（酸）化：凡与硫酸作用而生成 硫酸脂盐的反应； • 磺化:凡与硫酸作用而生成磺酸盐 的反应。
四、磷酸脂盐类 • 反应、制备与硫酸盐脂盐相似，不同的是有单酯和双酯 之分。单酯溶于水，而双酯难溶于水，在水中呈乳浊状。
O 2ROH + P2O5 + H2O 2R O 4ROH + P2O5 2R O P
CH2 CH CH3 C12H24 C12H25
H2SO4 + SO3 C12H25 + SO3
发烟硫酸 C12H25 SO3 H
三氧化硫液体
C12H25
SO3 H + NaOH
C12H25
SO3 Na
2、 烷基磺酸盐（AS-Alkyl Sulfonate） 结构通式：R-SO3Na 制备方法： （1）以石油为原料，与氯气、二氧化硫进行氯磺化， 再加碱中合而成：
第四章 表面活性剂(二） 阴离子型表面活性剂 离子型表面活性剂： 指表面活性剂溶于水时，凡电离生成离子的 叫离子型表面活性剂。 非离子型： 指表面活性剂溶于水时，不能电离生成离子 的叫非离子型表面活性剂。
一、羧酸盐类（R-COONa） • 制作方法： • 1 采用天然油脂、木炭、石灰共沸法制得肥皂； • 2 油脂与碱作用生成脂肪酸钠与甘油。
表面活性剂习题与答案
第一章概述1.表面活性剂的定义在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力，改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的一类物质。
2.表面活性剂的分类（按离子类型和亲水基的结构）离子类型：a.非离子型表面活性剂b.离子型表面活性剂（阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂）亲水基：羧酸盐型、磺酸酯盐型、磷酸酯盐型、胺盐型、季铵盐、鎓盐型、多羧基型、聚氧乙烯型第二章表面活性剂的作用原理表面活性、表面活性物质、表面活性剂？因溶质在表面发生吸附（正吸附）而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性，这类物质被称为表面活性物质。
表面活性剂：是一类表面活性物质，其在浓度极低时能明显降低溶液表面张力的物质。
表面活性如何表征？假如ψ。
是水或溶剂的表面张力，ψ为加入表面活性剂后溶液的表面张力，则表面（界面）张力降低值π可表现为π5ψ。
2ψ，在稀水溶液中可以用表面张力降低值与溶液浓度的比值π/c来衡量溶质的表面活性。
当物质的浓度c很小时，ψ-c略成直线，每增加一个–CH2，π/c增加为原来的3倍。
表面活性剂的两大性质是什么？如何解释？两大性质：降低表面张力和胶束的形成降低表面张力：是由亲水、亲油基团相互作用、共同决定的性质，表面活性剂分子吸附于液体表面，用表面自由能低的分子覆盖了表面自由能高的溶剂分子，因此溶液的表面张力降低胶束的形成：达到吸附饱和，表面活性剂的浓度再增加，其分子会在溶液内部采取另一种排列方式，即形成胶束。
什么是临界胶束浓度及其测定方法？开始形成胶束的最低浓度被称为临界胶束浓度（critical micelle concentration,简写为cmc）。
测量依据：表面张力、电导率等性质随着表面活性剂浓度的变化，上述性质发生突变的浓度。
1、表面张力法：表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度的增加急剧下降，到达一定浓度（即cmc）后变化缓慢或不再变化。
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第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.1.3 润湿力 随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的
增加，亲水性减弱，表面活性剂的润湿力 呈下降趋势。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.1.4 起泡力 随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的
增加，表面张力降低，表面活性剂的起泡 力增加，起泡所需能量越小。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
烷基苯磺酸钠类表面活性剂主要有两类产品： 1）烷基上带有分支，用ABS表示，这类表面活
性剂不易生物降解，环境污染较为严重，目前 很多品种已被禁止使用和生产。 2）直链烷基苯磺酸盐，用LAS表示。我国目前 基本上生产和使用的都是直链烷基苯磺酸盐。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
通常工业上生产的以及人们使用的烷基苯 磺酸钠并不是单一的组分，是复杂体系，
第四章 阴离子表面活性剂
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1 阴离子表面活性剂概述 §4.2 烷基苯磺酸盐 §4.3 a-烯烃磺酸盐 §4.4 烷基磺酸盐 §4.5 琥珀酸酯磺酸盐 §4.6 高级脂肪酰胺磺酸盐 §4.7 其他类型阴离子表面活性剂
第四章阴离子表面活性剂 (2)
本章重点 1、掌握阴离子表面活性剂的基本性质 2、掌握各类阴离子表面活性剂的性质
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.1.1 溶解度 对于直链烷基苯磺酸钠，烷基链越短， 疏水性越差，在室温下越容易溶解在水 中，溶解度越大。 反之，烷基链越长，疏水性越强，越难 溶解。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.1.2 表面张力 随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的
增加，疏水性增强，表面张力下降。
(1)反应历程：烯烃在酸性催化剂的作用下发生
极化，并转变为亲电质点，该过程可由下式表示：
以质子酸作催化剂：
H 3 C CC H 2+ H H +
+
H 3 C CC H 3H
以三氯化铝作催化剂：
H C (气 )l+ A l3 (l固 ) C H δ +C δ - (lA 3 ) ( 溶 l液 C ) l
第四章阴离子表面活性剂 (2)
2）一般情况下与阳离子表面活性剂配伍性 差，容易生成沉淀或使溶液变得浑浊。
3）抗硬水性能差。 4）在疏水链和阴离子基之间引入短的聚氧乙
烯链可极大地改善其耐盐性能。 5）在疏水链和阴离子基之间引入短的聚氧丙
烯链可改善其在有机溶剂中的溶解性，但 同时也降低了其生物降解性。
及生产方法 3、了解各类阴离子表面活性剂的应用
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1 阴离子表面活性剂概述 §4.0 阴离子表面活性剂的特性 §4.1 阴离子表面活性剂的分类 §4.2 磺酸基引入方法
第四章阴离子表面活性剂 (2)
阴离子表面活性剂的特性
1）溶解度随温度的变化存在明显的转折点 克拉夫点，生成胶束。 克拉夫点（Krafft point)：即在较低 的一段温度范围内溶解度随温度上升非 常缓慢，当温度上升到某一定值时溶解 度随温度上升而迅速增大，这个温度。
因为： 1）原料的合成工艺不同，使得烷基取代
基的链长以及所含支链的情况不同。 2）磺酸基和烷基链在苯环上的位置不同 3）磺酸基进入苯环的个数不同，例如多
磺化
第四章阴离子表Байду номын сангаас活性剂 (2)
§4.2.1 烷基苯磺酸钠结构与性能的关系 §4.2.1.1 溶解度 §4.2.1.2 表面张力 §4.2.1.3 润湿力 §4.2.1.4 起泡性 §4.2.1.5 洗净力
R
H2SO4
R
SO3H
第四章阴离子表面活性剂 (2)
间接法：使用带有磺酸基的原料，通过 磺化反应以外的其他反应引入 磺酸基。
C17H33COCl
NHCH2CH2SO3Na CH3
C17H33CONCH2CH2SO3Na CH3
第四章阴离子表面活性剂 (2)
R
§4.2 烷基苯磺酸盐
SO3Na
§4.2.1 烷基苯磺酸钠结构与性能的关系 §4.2.2 烷基芳烃的生产过程 §4.2.3 烷基芳烃的磺化 §4.2.4 烷基苯磺酸的后处理
第四章阴离子表面活性剂 (2)
烷基苯磺酸钠性能与用途： 黄色油状体，经纯化可以形成六角形或斜方形
薄片状结晶，具有微毒性； 对水硬度较敏感； 不易氧化； 起泡力强，去污力高，
烷基苯磺酸钠易与各种助剂复配，成本 较低，合成工艺成熟，应用领域广泛，是非常 出色的表面活性剂。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
第四章阴离子表面活性剂 (2)
6）羧酸盐在酸中易析出自由羧酸，硫酸盐 在酸中可发生自催化作用迅速分解，其 他类型阴离子表面活性剂在一般条件下 是稳定的。
7）阴离子表面活性剂主要用于洗涤剂、润 湿剂、发泡剂和乳化剂。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1.1 阴离子表面活性剂的分类
亲水结构的不同：
羧酸盐 RCOO- ：羧酸钠为主，在水中能够电离 出羧酸负离子，代表品种如硬脂酸钠。
磺酸盐 RSO3-：最重要的品种，烷基磺酸盐， 烷基苯磺酸盐
硫酸酯盐 ROSO3-： ROSO3Na 磷酸酯盐 ROPO3-：有单酯和双酯两种类型；
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1.2 磺酸基引入方法 直接法：通过磺化反应直接引入磺酸基；
§4.2.1.5 洗净力 随着直链烷基中碳原子数增多，表面张 力降低，表面活性剂的洗净力逐渐提高。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.2 烷基芳烃的生产
傅氏烷基化反应 反应历程：亲电取代反应 烷基化试剂：烯烃和卤代烷等
以烯烃作为烷基化试剂合成的是带有支链的烷 基苯，用于生产带有分支结构的烷基苯磺酸钠， 即ABS。 以氯代烷等卤代烷烃作为烷基化试剂合成的是 直链烷基苯，用于生产生物降解性较好的直链 烷基苯磺酸钠，即LAS。
H 2 C C 2 + H δ H + C δ - (A 3 ) l ( 溶 液 ) lC + H 2 C lC 3 A l H 3 (液 溶 l) C
第四章阴离子表面活性剂 (2)
酸性催化剂主要有两种 质子酸：
常用的有：硫酸、磷酸和氢氟酸等， 路易斯酸：
常用的有：三氯化铝、三氟化硼、氯化锌和四 氯化钡等。
在两类催化剂中使用最多的是硫酸、氢氟酸 和三氯化铝。催化剂的作用是产生烷基正离子。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.2.1 以烯烃为烷基化试剂合成长链 烷基苯
§4.2.1.3 润湿力 随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的
增加，亲水性减弱，表面活性剂的润湿力 呈下降趋势。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.1.4 起泡力 随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的
增加，表面张力降低，表面活性剂的起泡 力增加，起泡所需能量越小。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
烷基苯磺酸钠类表面活性剂主要有两类产品： 1）烷基上带有分支，用ABS表示，这类表面活
性剂不易生物降解，环境污染较为严重，目前 很多品种已被禁止使用和生产。 2）直链烷基苯磺酸盐，用LAS表示。我国目前 基本上生产和使用的都是直链烷基苯磺酸盐。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
通常工业上生产的以及人们使用的烷基苯 磺酸钠并不是单一的组分，是复杂体系，
第四章 阴离子表面活性剂
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1 阴离子表面活性剂概述 §4.2 烷基苯磺酸盐 §4.3 a-烯烃磺酸盐 §4.4 烷基磺酸盐 §4.5 琥珀酸酯磺酸盐 §4.6 高级脂肪酰胺磺酸盐 §4.7 其他类型阴离子表面活性剂
第四章阴离子表面活性剂 (2)
本章重点 1、掌握阴离子表面活性剂的基本性质 2、掌握各类阴离子表面活性剂的性质
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.1.1 溶解度 对于直链烷基苯磺酸钠，烷基链越短， 疏水性越差，在室温下越容易溶解在水 中，溶解度越大。 反之，烷基链越长，疏水性越强，越难 溶解。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.1.2 表面张力 随着直链烷基苯磺酸钠烷基碳原子数的
增加，疏水性增强，表面张力下降。
(1)反应历程：烯烃在酸性催化剂的作用下发生
极化，并转变为亲电质点，该过程可由下式表示：
以质子酸作催化剂：
H 3 C CC H 2+ H H +
+
H 3 C CC H 3H
以三氯化铝作催化剂：
H C (气 )l+ A l3 (l固 ) C H δ +C δ - (lA 3 ) ( 溶 l液 C ) l
第四章阴离子表面活性剂 (2)
2）一般情况下与阳离子表面活性剂配伍性 差，容易生成沉淀或使溶液变得浑浊。
3）抗硬水性能差。 4）在疏水链和阴离子基之间引入短的聚氧乙
烯链可极大地改善其耐盐性能。 5）在疏水链和阴离子基之间引入短的聚氧丙
烯链可改善其在有机溶剂中的溶解性，但 同时也降低了其生物降解性。
及生产方法 3、了解各类阴离子表面活性剂的应用
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1 阴离子表面活性剂概述 §4.0 阴离子表面活性剂的特性 §4.1 阴离子表面活性剂的分类 §4.2 磺酸基引入方法
第四章阴离子表面活性剂 (2)
阴离子表面活性剂的特性
1）溶解度随温度的变化存在明显的转折点 克拉夫点，生成胶束。 克拉夫点（Krafft point)：即在较低 的一段温度范围内溶解度随温度上升非 常缓慢，当温度上升到某一定值时溶解 度随温度上升而迅速增大，这个温度。
因为： 1）原料的合成工艺不同，使得烷基取代
基的链长以及所含支链的情况不同。 2）磺酸基和烷基链在苯环上的位置不同 3）磺酸基进入苯环的个数不同，例如多
磺化
第四章阴离子表Байду номын сангаас活性剂 (2)
§4.2.1 烷基苯磺酸钠结构与性能的关系 §4.2.1.1 溶解度 §4.2.1.2 表面张力 §4.2.1.3 润湿力 §4.2.1.4 起泡性 §4.2.1.5 洗净力
R
H2SO4
R
SO3H
第四章阴离子表面活性剂 (2)
间接法：使用带有磺酸基的原料，通过 磺化反应以外的其他反应引入 磺酸基。
C17H33COCl
NHCH2CH2SO3Na CH3
C17H33CONCH2CH2SO3Na CH3
第四章阴离子表面活性剂 (2)
R
§4.2 烷基苯磺酸盐
SO3Na
§4.2.1 烷基苯磺酸钠结构与性能的关系 §4.2.2 烷基芳烃的生产过程 §4.2.3 烷基芳烃的磺化 §4.2.4 烷基苯磺酸的后处理
第四章阴离子表面活性剂 (2)
烷基苯磺酸钠性能与用途： 黄色油状体，经纯化可以形成六角形或斜方形
薄片状结晶，具有微毒性； 对水硬度较敏感； 不易氧化； 起泡力强，去污力高，
烷基苯磺酸钠易与各种助剂复配，成本 较低，合成工艺成熟，应用领域广泛，是非常 出色的表面活性剂。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
第四章阴离子表面活性剂 (2)
6）羧酸盐在酸中易析出自由羧酸，硫酸盐 在酸中可发生自催化作用迅速分解，其 他类型阴离子表面活性剂在一般条件下 是稳定的。
7）阴离子表面活性剂主要用于洗涤剂、润 湿剂、发泡剂和乳化剂。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1.1 阴离子表面活性剂的分类
亲水结构的不同：
羧酸盐 RCOO- ：羧酸钠为主，在水中能够电离 出羧酸负离子，代表品种如硬脂酸钠。
磺酸盐 RSO3-：最重要的品种，烷基磺酸盐， 烷基苯磺酸盐
硫酸酯盐 ROSO3-： ROSO3Na 磷酸酯盐 ROPO3-：有单酯和双酯两种类型；
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.1.2 磺酸基引入方法 直接法：通过磺化反应直接引入磺酸基；
§4.2.1.5 洗净力 随着直链烷基中碳原子数增多，表面张 力降低，表面活性剂的洗净力逐渐提高。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.2 烷基芳烃的生产
傅氏烷基化反应 反应历程：亲电取代反应 烷基化试剂：烯烃和卤代烷等
以烯烃作为烷基化试剂合成的是带有支链的烷 基苯，用于生产带有分支结构的烷基苯磺酸钠， 即ABS。 以氯代烷等卤代烷烃作为烷基化试剂合成的是 直链烷基苯，用于生产生物降解性较好的直链 烷基苯磺酸钠，即LAS。
H 2 C C 2 + H δ H + C δ - (A 3 ) l ( 溶 液 ) lC + H 2 C lC 3 A l H 3 (液 溶 l) C
第四章阴离子表面活性剂 (2)
酸性催化剂主要有两种 质子酸：
常用的有：硫酸、磷酸和氢氟酸等， 路易斯酸：
常用的有：三氯化铝、三氟化硼、氯化锌和四 氯化钡等。
在两类催化剂中使用最多的是硫酸、氢氟酸 和三氯化铝。催化剂的作用是产生烷基正离子。
第四章阴离子表面活性剂 (2)
§4.2.2.1 以烯烃为烷基化试剂合成长链 烷基苯