两性表面活性剂
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两性离子型表面活性剂
1双性离子型表面活性剂双性离子型表面活性剂（即zwitterionic surfactants）是一种具有特殊结构、既有正电聚合，又有负电复制物的表面活性剂。
在液态状态下，双性离子型表面活性剂可以将形式为离子的阴离子和阳离子的离子交互作用，由此形成具有双重结构的双链表面活性剂。
它不仅具有极好的表面活性特性，而且具有良好的稳定性、环境友好性和降解特性。
2双性离子型表面活性剂的结构双性离子型表面活性剂是由离子性末端基团、非离子性核心基团和中间基团三部分构成的X-Y(X:离子性末端基团，Y：非离子性核心基团)及X-Z(X离子性末端基团，Z：中间非离子性基团)的衍生物，它的结构形式有很多，其中X可以表示含有羧基、磷酸配体或硝基基团，Y可以表示经了高级氧加成和脱水重构等各种微分反应后形成的各种基团，还可以表示未经高级氧化过程和脱水重构过程所构成的各种基团，Z可以表示H、底物或含有羧基的杂环基团等。
3双性离子型表面活性剂的分类双性离子型表面活性剂分为：有机磷型表面活性剂、有机硫型表面活性剂和有机氯型表面活性剂。
（1）有机磷型表面活性剂主要以磷及其衍生物为活性基团，如乙基磷酸（PEG）、化磷酸酯类表面活性剂，以及各种醚醚醚酰磷类表面活性剂等。
（2）有机硫型表面活性剂主要以含有硫基类通过加强环系表面活性剂，如醚硫酸酯表面活性剂、萘硫酸酯表面活性剂、双甲氧基硫醚表面活性剂等。
（3）有机氯型表面活性剂主要以含有氯或三氟乙酸酯位结构、以氨基酸衍生物组成的双链结构以及具有穿孔性双链氯烃类等构成，如氯化烷基磺酸钠表面活性剂、氯烷基氯化基磺酸钠表面活性剂等。
4双性离子型表面活性剂的特点双性离子型表面活性剂具有很高的表面活性能力，具有很好的水溶性能，对于水和油的分离效果很好，运用极广泛。
而且，它极易在水溶液中被氧化水解，无毒易降解，节省能源，清洁环境。
此外，双性离子型表面活性剂具有良好的稳定性和安全性，在稳定高原温度处理也能持续稳定使用，不易爆破或燃烧、不会凝结成固体。
两性表面活性剂
17.09.2019
表面活性剂化学
21
6.3.3 硫酸酯甜菜碱的合成
CH 3 R N+ (C H2)n O S O3
CH 3
N=2-3
17.09.2019
表面活性剂化学
22
1 叔胺 + 氯醇
引入羟基 再硫酸酯化
CH 3
HSO3Cl，2NaOH
R N +Cl(CH2)nOH
CH 3
CH 3
R N+ (C H2)n O S O3
17.09.2019
表面活性剂化学
14
6.3 两性表面活性剂的合成
6.3.1 羧酸甜菜碱的合成
17.09.2019
表面活性剂化学
15
1 氯乙酸钠法
叔胺 + 氯乙酸钠
17.09.2019
表面活性剂化学
16
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
17.09.2019
表面活性剂化学
28
3 高级脂肪胺 + 氯乙酸钠 R - NH2 + ClCH2COONa
NaOH R – N+H – CH2 – COO - Na
17.09.2019
表面活性剂化学
29
6.4 两性表面活性剂的应用
6.4.1 洗涤剂及香波组分 6.4.2 杀菌剂 6.4.3 纤维柔软剂 6.4.4 缩绒剂 6.4.5 抗静电剂
17.09.2019
表面活性剂化学
35
5 “八重美白” 的诱惑
最近有的电视广告在不停地播出几分钟就能让人 看到肤色神奇变白的产品：
两性表面活性剂_一_两性表面活性剂概述
在高 于克 拉夫 特 点的 温 度条 件 下使 用 才能 发挥 效 用[ 6] 。表 3 列出一些典型两性表面活性剂的克拉夫特 点。
表 3 一些两性表面活性剂的克拉夫特点
两性表面活性剂
KP
CH 3
C16H33 N Ý CH2COO ß
17
CH 3
O
CH3
C15H31C NHCH2CH 2CH2N Ý CH2CO O ß
子型式, 即阳离子型, 两性离子型和阴离 子型之间转 则显示出另外两种不同的离子变换特征, 例如对羧基
换, 这是含弱碱性 N 原子的两性表面活性剂的显著特 甜菜碱而言:
CH3 R N+ COOHCl-
CH3
CH 3
HCl R N+ CH2CO O- NaOH R N + CH2COO- N a+
CH3
在外界电场, 以阴离子形式存在的两性表面活性 界提供质子来抑制负电荷中心的解离, 使正负电荷中
剂会向阳极迁移, 以阳离子形式存在的两性表面活性 心达到平衡; 反之亦然。除了正、负电荷中心的强度是
剂则将向阴极迁移, 而以内盐形式存在的两性表面活 性剂在外界电场中不会向两极迁移, 此条件下的溶液 的 pH 值就被称作两性表面活性剂的等电点( pl) 。由
OH
参考文献:
[ 1] 方云. 两性表面活性剂的进展[ A] . 93. 日用 化工学术 研讨会文 集
[ C] . 无锡: 1993.
[ 2] 方云. 两性表面活性剂的开发和应用[A] . 化工部工业表面活性 剂
信息中心, 工业表面活性剂技术经济文集( 2) [ C ] . 大连: 大连出 版
社, 1996. 96- 106.
CH3
12 两性表面活性剂
( C3H6O )n H ( C3H6O )n H
CH2O ( C2H4O ) m
CP5 其它类型的表面活性剂
此外，还可用带有环氧官能团有机的硅化合
物与HO-PE桥连，可制得含硅共聚醚类。例如：
CH3 C2H5O Si CH3 C2H5O C3H6 OCH2CH CH3 Si CH3 O C3H6 CH2
（三）主要性能及用途 1、性能：——P17（划书） 生产制造成本较高，具有良好的表面活性、泡沫、渗透、抗静电、 抗菌和织物柔软性能，对皮肤温和、刺激性小，毒性极低，具有良好 的杀菌作用，与其他类型表面活性剂配伍性好，一般与其他类型表面 活性剂配合使用。 CH2 2、用途——P17 （划书） （四）典型产品 N CH2 1、咪唑啉型 （1）一般结构
CP5 其它类型的表面活性剂
含硼表面活性剂的沸点一般都很高；不挥发，高
温下极稳定，但能水解。与单甘油酯和酸性硼酸烷基甘
油酯相比，具有优良的表面活性。抗菌性试验表明，有
机硼表面活性剂具有很好的抗菌性，其抗菌性的强弱不 仅取决于硼的含量，还与表面活性剂的结构密切相关。 半极性有机硼表面活性剂不但具有抗菌性，而且毒性低， 如液体硼酸双甘酯单棕榈酸酯的大白鼠口服量达
R C +N CH2CH2OH
其中：R为C7~C17饱和或不饱和烃 （2）一般性能及用途 性质温和，对皮肤和眼睛的刺激性小，并有良好的发泡力。广泛应用 于婴儿浴用香波和低刺激性香波中，也用于化妆品和清洁剂制造，纤维的 柔软剂和抗静电剂。
2、甜菜碱型 （1）一般结构：
R
CH3 N
+
CH2COO
-
CH3
油溶性有机硼表面活性剂是一种半极性化合 物，其分子结构通式为：
第6章_两性表面活性剂
叔胺 + 氯乙基磺酸 盐
2019/7/24
表面活性剂化学
12
叔胺
+ NaHSO4 + 环氧氯丙
2019/7/24
表面活性剂化学
13
叔胺 + 磺酸环内酯
2019/7/24
表面活性剂化学
14
叔胺 + 氯代丙烯 + NaHSO4
2019/7/24
表面活性剂化学
15
6.3.3 硫酸酯甜菜碱的合成
CH 3 R N + ( C H 2)n O S O 3
7
2 临界胶束浓度与pH的关系
阳离子 pH变大，cmc减小 阴离子
3 pH对表面活性剂溶解度和发泡性的影响
4 pH对基质上的吸附量及杀菌性的影响
pH
pI
5 甜菜碱型表面活性剂CMC与碳链长度的关系
碳链越长，表面活性越高，cmc越小
6去污力 烷基链为12-16个碳原子去污效果最佳。
2019/7/24
R - NH2 + CH2=CHCN
R – N+H – CH2CH2 – CN
NaOH
R – N+H – CH2CH2 – COO – Na
2019/7/24
表面活性剂化学
21
3 高级脂肪胺 + 氯乙酸钠 R - NH2 + ClCH2COONa
R – N+H – CH2 – COO - Na
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CH 3
N=2-3
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表面活性剂化学
16
1 叔胺 + 氯醇
引入羟基 再硫酸酯化
CH3
HSO3Cl，2NaOH
两性表面活性剂..
2、十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱：因结 构中同时带有羟基的阴离子和阳离子基团， 不仅具有两性表面活性剂的所有优点，还具 有耐高浓度酸、碱盐，良好的乳化性、分散 性和抗静电性，以及具有杀菌、抑霉性和粘 弹性等，是恶性循环能优异的表面活性剂。 已可以广泛应用于日用化工、油田驱油、压 裂、酸化等多个领域。
»HLB=3~8 可作为W/O型乳化剂 HLB=7~9 可作为润湿剂 HLB=8~18 可作为O/W型乳化剂 HLB=15以上 可作为增溶剂
• 甜菜碱型
• 1、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱：一种两性离子表 面活性剂，在酸性及碱性条件下均具有优良的稳 定性，分别呈现阳和阴离子性，常与阴、阳离子 和非离子表面活性剂并用，其配伍性能良好。无 毒，刺激性小，易溶于水，对酸碱稳定，泡沫多， 去污力强，具有优良的增稠性、柔软性、杀菌性、 抗静电性、抗硬水性。能显著提高洗涤类产品的 柔软、调理和低温稳定性。
十二烷基甜菜碱
• 实验原理：烷基甜菜碱，即N-烷基-N，N-二甲基 甜菜碱，是一种羧酸盐型两性离子表面活性剂， 其结构式为: • CH3 • | • R—N+ —CH2COO— • | • CH3 • 从十二烷基胺开始，与甲醛和甲酸发生还 原胺基化反应（
Leuckart反应），生成二甲基十二烷基按， 后者再与氯乙酸那进行季铵化反应，生成产 物十二烷基甜菜碱。 n-C12H25NH2+2CH2O+2HCOOHnC12H25N(CH3)2+2CO2+2H2O n-C12H25N(CH3)2+ClCH2COONanC12H25N+(CH3)2CHCOO—+NaCl
HLB值的概念
• 亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophile balance，HLB)是表面活性剂分子中亲水 和亲油基团对油或水的综合亲合力。 • 数值范围：HLB值范围为0~40，其中非离 子表面活性剂HLB值范围为0~20。 • HLB 值愈大，亲水性愈强； HLB 值愈小， 亲油性愈强。
表面活性剂两性表面活性剂
CH2COOH
2－十七烷基－1－羟乙基－1－羧甲基－2－咪唑啉
2-heptadecyl-1-hydroxyethyl-1-carboxymethyl-2-imidazoline
• 制备
咪唑啉型两性表面活性剂的合成一般分两步进行： 首先，脂肪酸与多胺（如β－羟乙基乙二胺）反应 失水生成咪唑啉环：
其次，咪唑啉环在碱性条件下与氯乙酸钠反应而得 到最终产品：
咪唑啉型(Imidazoline)两性表面活性剂
• 命名与结构
含脂肪烃咪唑啉的羧基两性表面活性剂已占其中的一大类
咪唑结构： N
2－咪唑啉：
4 3N
5
N
3－咪唑啉：3N 4 5
2
NH 1
NH
21
4－咪唑啉：
34 HN
5
NH 21
其命名主要看双键的位置。
代表产品结构及名称：
N
C17H35
N CH2CH2OH
叔胺与氯乙酸甲酯反应：
R3N + ClCH2COOCH3
[R3NCH2COOCH3]+Cl－
NaOH R3N+CH2COO－ + CH3OH + NaCl
反应先在甲醇中回流，反应结束后冷却，缓慢加入 95％的NaOH，控制温度在45～50℃，反应1h，再回流 皂化3h，冷却除NaCl。
• 羧基化反应
羧基化反应所用阴离子羧基化试剂有：氯乙酸钠、 甲基丙烯酸酯、丙烯酸、1,3丙磺内酯、2-羟基-1,3-丙磺 内酯等。常用的是氯乙酸钠 （ClCH2COONa）。
用氯乙酸钠羧基化时可用氢氧化钠为催化剂，在 60～100℃下进行反应，但这时易水解，得到直链仲酰 胺化合物。同时用氯乙酸钠羧基化的产物含盐（NaCl） 量很高。
2－十七烷基－1－羟乙基－1－羧甲基－2－咪唑啉
2-heptadecyl-1-hydroxyethyl-1-carboxymethyl-2-imidazoline
• 制备
咪唑啉型两性表面活性剂的合成一般分两步进行： 首先，脂肪酸与多胺（如β－羟乙基乙二胺）反应 失水生成咪唑啉环：
其次，咪唑啉环在碱性条件下与氯乙酸钠反应而得 到最终产品：
咪唑啉型(Imidazoline)两性表面活性剂
• 命名与结构
含脂肪烃咪唑啉的羧基两性表面活性剂已占其中的一大类
咪唑结构： N
2－咪唑啉：
4 3N
5
N
3－咪唑啉：3N 4 5
2
NH 1
NH
21
4－咪唑啉：
34 HN
5
NH 21
其命名主要看双键的位置。
代表产品结构及名称：
N
C17H35
N CH2CH2OH
叔胺与氯乙酸甲酯反应：
R3N + ClCH2COOCH3
[R3NCH2COOCH3]+Cl－
NaOH R3N+CH2COO－ + CH3OH + NaCl
反应先在甲醇中回流，反应结束后冷却，缓慢加入 95％的NaOH，控制温度在45～50℃，反应1h，再回流 皂化3h，冷却除NaCl。
• 羧基化反应
羧基化反应所用阴离子羧基化试剂有：氯乙酸钠、 甲基丙烯酸酯、丙烯酸、1,3丙磺内酯、2-羟基-1,3-丙磺 内酯等。常用的是氯乙酸钠 （ClCH2COONa）。
用氯乙酸钠羧基化时可用氢氧化钠为催化剂，在 60～100℃下进行反应，但这时易水解，得到直链仲酰 胺化合物。同时用氯乙酸钠羧基化的产物含盐（NaCl） 量很高。
两性表面活性剂【共65张PPT】
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 , LSDR) 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）
LSDR数值越低，表面活性剂对钙皂的分 散能力越高。
1、两性表面活性剂的烷基R的碳链增 长，或氮原子与羧基间的碳原子数n由1 增加至3时，活性剂的钙皂分散力有所提 高，LSDR值降低。 2、当表面活性剂分子上引入酰氨基或将 羧基转换成磺酸基或硫酸基时，会使钙 皂分散力大大提高，LSDR数值降低。
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。
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(-)。
整个表面活性剂中开发较晚的一类：
1937年 专利开始报道；
1940年 杜邦公司首次报道了甜菜碱系两性表面活性 剂；
甜菜碱是由Sheihler早期从甜菜中提取 出来的天然含氮化合物，其化学名为三甲 基乙酸铵。
目前“甜菜碱(Betaines)”一词已冠于 所有类似此结构的化合物，并已扩展到含 硫及含磷的类似化合物。
天然甜菜碱不具有表面活性，只有 当其中一个CH3被长链烷基取代后才具 有表面活性，人们称该类物质为甜菜 碱型表面活性剂。
1、两性表面活性剂具有等电点 两性表面活性剂通常总含有酸性基团和碱
性基团，因此，在溶液中表现出最大的特征
是有着两性化合物物共同具有的等电点性质。
它与两性表面活性剂的许多性质，如吸附、 溶解等密切相关。
以氨基丙酸为例
PH﹥4
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H2 C CH2 N (CH2)3COO CH2CH2OH
12
(2)磺酸盐型:－SO3M
结构通式: 氨基酸型: 甜菜碱型: R-NHCH2CH2CH2SO3Na R-N+(CH3)2-CH2CH2CH2SO3¯
H2 C N CH2 N+ CH2CH2OH (CH2)3SO313
咪唑啉型:
R C
(3)硫酸酯盐型: －OSO3M
示两性表面活性剂酸 性基团和碱性基团 （氨基）的解离常数，
pKa pKb pI= 2
那么该表面活性剂的 等电点（pI）可由右
式表示：
Байду номын сангаас22
• 两性表面活性剂的等电点可以反映该活性剂正、负
(CH2CH2O)pH R N (CH2CH2O)qH CH3
5
(4)同时具有阳离子、阴离子和非离子亲 水基团的两性表面活性剂，如：
CH3 R O(CH2CH2O)nCH2 CH CH2 OH N CH2 CH3 COO
6
本课程所讨论的两性表面活性剂只涉及分子 结构中同时含有阳离子和阴离子亲水基团的表面 活性剂，或者说亲油基上同时连有阳离子和阴离 子的表面活性剂，也可说在分子中同时含有酸式 或碱式亲水基的表面活性剂。也就是前面提到的 （1）和（4）类型的表面活性剂。而其余两种情 况则分别归属在阴离子和阳离子表面活性剂中。
和α-亚氨基羧酸型， 分子结构如下：
RNH2 CH2CH2COO
N-烷基-β-氨基丙酸：
N-烷基-α-亚氨基羧酸： RCHCOO
NH2R
18
(4)氧化胺型： 分子结构通式如下:
R2
R1 N+
R3
O-
在上述两种分类方法中，按整体结构分类的
方法比较常用，其中最重要的表面活性剂品种是 甜菜碱型和咪唑啉型两类表面活性剂。
O-
+
15
2、按整体化学结构分类
主要分为甜菜碱型、咪唑啉型、氨基酸型和氧化胺型等。
(1)甜菜碱型：
CH3 R N CH2COO CH3
16
(2)咪唑啉型：
分子中含有咪唑啉环，如：
H2 C N CH2 R C N CH2COO CH2CH2OH
17
(3)氨基酸型： 此类表面活性剂的结构主要是β-氨基丙酸型
7
6.1.2 两性表面活性剂的发展和生产状况
两性表面活性剂开发较晚：
• 1937年美国专利才开始有这类化合物的报道。 • 1940年美国杜邦公司发展了这类化合物，并首次报道了甜 菜碱系两性表面活性剂。 • 1948年Adolf Schmitz发表了对电解质稳定的氨基酸系两性 表面活性剂的研究，并应用于外科消毒杀菌等方面。
（7）有一定的杀菌性和抑霉性。 （8）可以吸附在带有负电荷或正电荷的物质表面上，
而不产生憎水薄层，因此有很好的润湿性和发泡性。
（9）有良好的生物降解性。
10
6.1.4 两性表面活性剂的分类
分类方法：
（1）两性表面活性剂的阳离子部分都是由 胺盐或季铵盐作为亲水基，而阴离子部分则有
所不同，因此对两性表面活性剂进行分类时，
19
6.2 两性表面活性剂的性质
6.2.1 两性表面活性剂的等电点
6.2.2 临界胶束浓度与pH值的关系
6.2.3 pH值对表面活性剂溶解度和发泡性的影响 6.2.4 在基质上的吸附量及杀菌性与pH值的关系 6.2.5 甜菜碱型两性表面活性剂的临界胶束浓度
与碳链长度的关系
6.2.6 两性表面活性剂的溶解度和krafft温度点 6.2.7 表面活性剂结构对钙皂分散力的影响
荷，表现为阴离子表面活性剂的性质。 （2）同所有其它类型的表面活性剂可以进行复配，在
一般情况下都会产生加和增效作用。 （3）具有较低的毒性和对皮肤、眼睛刺激性。
9
（4）具有极好的耐硬水性和耐高浓度电解质性，甚至 在海水中也可以有效地使用。
（5）对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性。 （6）具有良好的乳化性和分散性。
• 1950年以后，各国开始重视两性表面活性剂的开发工作， 有关报道逐渐增加，品种日益增多。
• 到1977年美国已有大约20多种两性表面活性剂列入商品生 产并投放市场，产值上亿美元。
8
6.1.3 两性表面活性剂的特性
（1）两性表面活性剂具有等电点，在较宽的pH范围内 具有活性。
在pH值低于等电点的溶液中带正电荷，表现为阳离子 表面活性剂的性能；而在pH值高于等电点的溶液中带负电
6.2.8 去污力
20
6.2.1 两性表面活性剂的等电点
在一定的pH值范围内，两性表面活性剂以内盐
的形式存在，此时将该表面活性剂的溶液放在静电
场中时，溶液中的双离子将不向任何方向移动，即 分子内的净电荷为零。此时溶液的pH值被称为该表 面活性剂的等电点（或等电区，等电带）。
21
• 若以pKa和pKb分别表
可以按照阴离子部分的种类分类。 （2）也可以按照表面活性剂的整体化学结
构分类。
11
1、按阴离子部分的亲水基类型分类
包括羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型。
(1)羧酸盐型：－COOM 结构通式: 氨基酸型: R-NH-CH2CH2COOH 甜菜碱型: 咪唑啉型:
N R C
R-N+(CH3)2-CH2COO¯
结构通式: 氨基酸型: R-NHCH2(OH)-CH2OSO3Na 甜菜碱型: R-N+(CH3)2-CH2CH2OSO3¯
咪唑啉型:
H2 C N CH2 N+ CH2CH2OH (CH2)3OSO3-
R C
14
(4)磷酸酯型
：
RO
O OM P OM
O OR P OM OR
单酯
双酯
O
结构通式:
RCONHCH2CH2O P OCH2CH2NH2
两性表面活性剂
6.1 两性表面活性剂概述
6.2 两性表面活性剂的性质 6.3 两性表面活性剂的合成 6.4 两性表面活性剂的应用
1
6.1 两性表面活性剂概述
6.1.1 两性表面活性剂的范围： 广义上讲两性表面活性剂是指分子结构 中，同时具有阴离子、阳离子和非离子中的
两种或两种以上离子性质的表面活性剂。通 常可以分为以下四种类型。
2
(1)同时含有阴离子和阳离子亲水基团，如：
CH3
R-NH-CH2-COOH
R N CH2COO CH3
R：长碳链烷基或烃基
3
(2)同时具有阴离子和非离子亲水基团 的两性表面活性剂，如：
R O CH2 CH2O
R
O CH2 CH2O
n
+ SO Na n 3
CH2COO-Na+
4
(3) 同时具有阳离子和非离子亲水基 团的两性表面活性剂，如：
12
(2)磺酸盐型:－SO3M
结构通式: 氨基酸型: 甜菜碱型: R-NHCH2CH2CH2SO3Na R-N+(CH3)2-CH2CH2CH2SO3¯
H2 C N CH2 N+ CH2CH2OH (CH2)3SO313
咪唑啉型:
R C
(3)硫酸酯盐型: －OSO3M
示两性表面活性剂酸 性基团和碱性基团 （氨基）的解离常数，
pKa pKb pI= 2
那么该表面活性剂的 等电点（pI）可由右
式表示：
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• 两性表面活性剂的等电点可以反映该活性剂正、负
(CH2CH2O)pH R N (CH2CH2O)qH CH3
5
(4)同时具有阳离子、阴离子和非离子亲 水基团的两性表面活性剂，如：
CH3 R O(CH2CH2O)nCH2 CH CH2 OH N CH2 CH3 COO
6
本课程所讨论的两性表面活性剂只涉及分子 结构中同时含有阳离子和阴离子亲水基团的表面 活性剂，或者说亲油基上同时连有阳离子和阴离 子的表面活性剂，也可说在分子中同时含有酸式 或碱式亲水基的表面活性剂。也就是前面提到的 （1）和（4）类型的表面活性剂。而其余两种情 况则分别归属在阴离子和阳离子表面活性剂中。
和α-亚氨基羧酸型， 分子结构如下：
RNH2 CH2CH2COO
N-烷基-β-氨基丙酸：
N-烷基-α-亚氨基羧酸： RCHCOO
NH2R
18
(4)氧化胺型： 分子结构通式如下:
R2
R1 N+
R3
O-
在上述两种分类方法中，按整体结构分类的
方法比较常用，其中最重要的表面活性剂品种是 甜菜碱型和咪唑啉型两类表面活性剂。
O-
+
15
2、按整体化学结构分类
主要分为甜菜碱型、咪唑啉型、氨基酸型和氧化胺型等。
(1)甜菜碱型：
CH3 R N CH2COO CH3
16
(2)咪唑啉型：
分子中含有咪唑啉环，如：
H2 C N CH2 R C N CH2COO CH2CH2OH
17
(3)氨基酸型： 此类表面活性剂的结构主要是β-氨基丙酸型
7
6.1.2 两性表面活性剂的发展和生产状况
两性表面活性剂开发较晚：
• 1937年美国专利才开始有这类化合物的报道。 • 1940年美国杜邦公司发展了这类化合物，并首次报道了甜 菜碱系两性表面活性剂。 • 1948年Adolf Schmitz发表了对电解质稳定的氨基酸系两性 表面活性剂的研究，并应用于外科消毒杀菌等方面。
（7）有一定的杀菌性和抑霉性。 （8）可以吸附在带有负电荷或正电荷的物质表面上，
而不产生憎水薄层，因此有很好的润湿性和发泡性。
（9）有良好的生物降解性。
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6.1.4 两性表面活性剂的分类
分类方法：
（1）两性表面活性剂的阳离子部分都是由 胺盐或季铵盐作为亲水基，而阴离子部分则有
所不同，因此对两性表面活性剂进行分类时，
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6.2 两性表面活性剂的性质
6.2.1 两性表面活性剂的等电点
6.2.2 临界胶束浓度与pH值的关系
6.2.3 pH值对表面活性剂溶解度和发泡性的影响 6.2.4 在基质上的吸附量及杀菌性与pH值的关系 6.2.5 甜菜碱型两性表面活性剂的临界胶束浓度
与碳链长度的关系
6.2.6 两性表面活性剂的溶解度和krafft温度点 6.2.7 表面活性剂结构对钙皂分散力的影响
荷，表现为阴离子表面活性剂的性质。 （2）同所有其它类型的表面活性剂可以进行复配，在
一般情况下都会产生加和增效作用。 （3）具有较低的毒性和对皮肤、眼睛刺激性。
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（4）具有极好的耐硬水性和耐高浓度电解质性，甚至 在海水中也可以有效地使用。
（5）对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性。 （6）具有良好的乳化性和分散性。
• 1950年以后，各国开始重视两性表面活性剂的开发工作， 有关报道逐渐增加，品种日益增多。
• 到1977年美国已有大约20多种两性表面活性剂列入商品生 产并投放市场，产值上亿美元。
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6.1.3 两性表面活性剂的特性
（1）两性表面活性剂具有等电点，在较宽的pH范围内 具有活性。
在pH值低于等电点的溶液中带正电荷，表现为阳离子 表面活性剂的性能；而在pH值高于等电点的溶液中带负电
6.2.8 去污力
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6.2.1 两性表面活性剂的等电点
在一定的pH值范围内，两性表面活性剂以内盐
的形式存在，此时将该表面活性剂的溶液放在静电
场中时，溶液中的双离子将不向任何方向移动，即 分子内的净电荷为零。此时溶液的pH值被称为该表 面活性剂的等电点（或等电区，等电带）。
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• 若以pKa和pKb分别表
可以按照阴离子部分的种类分类。 （2）也可以按照表面活性剂的整体化学结
构分类。
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1、按阴离子部分的亲水基类型分类
包括羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型。
(1)羧酸盐型：－COOM 结构通式: 氨基酸型: R-NH-CH2CH2COOH 甜菜碱型: 咪唑啉型:
N R C
R-N+(CH3)2-CH2COO¯
结构通式: 氨基酸型: R-NHCH2(OH)-CH2OSO3Na 甜菜碱型: R-N+(CH3)2-CH2CH2OSO3¯
咪唑啉型:
H2 C N CH2 N+ CH2CH2OH (CH2)3OSO3-
R C
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(4)磷酸酯型
：
RO
O OM P OM
O OR P OM OR
单酯
双酯
O
结构通式:
RCONHCH2CH2O P OCH2CH2NH2
两性表面活性剂
6.1 两性表面活性剂概述
6.2 两性表面活性剂的性质 6.3 两性表面活性剂的合成 6.4 两性表面活性剂的应用
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6.1 两性表面活性剂概述
6.1.1 两性表面活性剂的范围： 广义上讲两性表面活性剂是指分子结构 中，同时具有阴离子、阳离子和非离子中的
两种或两种以上离子性质的表面活性剂。通 常可以分为以下四种类型。
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(1)同时含有阴离子和阳离子亲水基团，如：
CH3
R-NH-CH2-COOH
R N CH2COO CH3
R：长碳链烷基或烃基
3
(2)同时具有阴离子和非离子亲水基团 的两性表面活性剂，如：
R O CH2 CH2O
R
O CH2 CH2O
n
+ SO Na n 3
CH2COO-Na+
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(3) 同时具有阳离子和非离子亲水基 团的两性表面活性剂，如：