表面活性剂的制备

RN+CH3 [(C2H4O)xH]2.Cl-是一种混合型的表面活性剂（阳离 子-非离子混合型），用作抗静电剂、匀染剂、防蚀剂、沥青乳化 剂及粘土在润滑脂中的分散剂。
R 2 OC NO R 3 aOC NO aO
2
烷基磺胺羧酸（R1CH2SO2NHR2COOM） 烷基磺胺羧酸
典型产品：M65助剂。 反应过程如下：
R H l O S 2 C 2 S O O R
2 C
N 3 l H R S
2 N 2 l H C
C N H O H a
2
C O O N a O S R
阴离子：羧酸盐；阳离子：季铵盐
R N C H N C 3 H
3 2
C O O H 6 0
2 O
C 3 + H H
o
C
2
C
-
C 3 O
O N
+
如R=C12H25— a
+
a 8 十二烷基二甲基甜菜碱； C 0 l
如R=C18H37—
C l C H
十八烷基二甲基甜菜碱。
⑶ 咪唑啉型两性表面活性剂 合成方法类似于咪唑啉型阳离子S. N
③脂肪酸聚氧乙烯酯 脂肪酸聚氧乙烯酯
脂肪酸与环氧乙烷或与聚乙二醇的加成物。 N
R C O O H +
2
H
O C
2
a O C H
n H
R O
O (
2
C H
2
O )n H
R C O H
源自文库
O
这类表面活性剂分子结构中含酯键，在酸、碱溶 C C 液中易水解。
+n H C O H (
2 H 4 O
H +
RC O
③ 烷基咪唑啉盐 脂肪酸与羟乙基乙二胺缩合
制得叔胺，再用烷基化试剂季铵化而制得。 l
C 2 NH 2 CH 2 C 2 H O H R HC H H C H O O H
2
+ C C
N
R C O N
C 2 HC 2 H
C 2R N 2 HC - HO 2 H N H H
2 O
R C
C H
N C 2 H N C 2 C 2H C 2 H H O H
C 3 C H l
N C 2 . C R + H N C 2 l CH3 C CH 2 C 2 O H H H
④ 烷基吡啶盐 由吡啶与卤代烷反应制备。 + . C R N
R X + N l
两性型表面活性剂的制备
概述: 概述
该类表面活性剂开发较晚。分子中有：阳离子 亲水基（胺盐或季铵盐基团和 阴离子亲水基 （-COO-、-SO3-、 -OSO3-），羧酸盐、磺酸盐 型、硫酸酯盐和磷酸酯盐型。
R N C 2 N 2 CH 2 C 2 H O H HC H H H
2
N
R C O O H C R
N C 2 H N C 2 C 2HC 2 H H O H
C C 2C l H O O O H O O
a C R
C
C 2 H N+ C 2 H 2 C 2 C 2 O H H N a
C N C aH O C C H
)
CH O (
2
H 4 O )n H
④聚氧乙烯烷基胺 烷基胺与环氧乙烷的加成物： ( 2 H 4 O x H R o C( H 4 )O y H 2 N r C )
R
子型表面活性剂的特性）。
R
2
C H
2
O )
n
H
特性： 特性：耐酸不耐碱，有一定的杀菌能力（具有非离子型及阳离 例：RN [(C2H4O)xH]2的季铵盐
⑷ 氧化胺 二甲基氧化胺、烷基二羟乙基 二甲基氧化胺、 氧化胺、烷酰胺丙基二甲基氧化胺： 氧化胺、烷酰胺丙基二甲基氧化胺：
O R H - C N H 3 C 3 C 2 C 2 HO R H - C 2 C 2 N H H O H H ( C H N O H R C
2
C1 H3 7 5 - O C O C C H
N C 2 H N+ C 2 H 2 C 2 C 2 O C 2 C 2 O H H H H N a
R= C11H23—、C9H19—
另一制备方法：
C 2 N 2 CH 2 C 2 H N 2 H C H C 1 3 HC H H 7 5 O H
2
N
C1 H3
7 5
O H
C
N C 2 C C 2 C HC l HN O N 2 HC N a O C 2 2 2 O H H H H H
3
S H
C 2 O
S 3 N a
德国BASF的Tamol NNOL的结构类似。 ②烷基磺酸盐 混合饱和烃的磺酸盐，饱和烃链 长一般控制在C13~C20。生产方法如下： a. 磺氯化 b. 磺氧化
H
R H O
R
S 2 ,C 2 O l R S O
S
2
2
C 1
[ 2
H 2 O R S N ] a
3 HH
R N HR R 1 N H R R 1 N R 2 R R 1 N + H A R 2 A
2 +
H 3 A N + H 2 A -
H
R R 1
R
例：
C 1 H 2 N H C H
2 5
C 3
3 3
C O O H
C 3 H 2 HN + . 1 C 2 5 -C 3 H HH
3
C
-
O O
（十二烷基二甲基叔胺醋酸盐） + 应用： 应用：可在酸性介质中作乳化、分散、润湿剂， 也用作矿物浮选剂、颜料粉末表面憎水剂。 C
R O H + H n C
2 OC 2
N a O ( H C H O R
H
2 C 2 ) n O [ H H 1 [ ] 2 H ]
2
S 4 O R ( O C H
N a O H
2
C 2 ) n O H S O
3
N a
• 磺酸盐型（通式RSO3M） 磺酸盐型（
是一种用量最大的阴离子表面活性剂。 ①烷基芳基磺酸盐 典型产品： 十二烷基苯磺酸钠 其产量约占全部阴离子型S. 量的80%，工业上一般通过丙烯、苯等合成：
R O H S 3 O ( o r
2
S 4 , O C
3
H )
R O
3 H a 3
N O
N a
S H H l 硫酸化烯烃和硫酸化不饱和脂肪醇 O S O
R C H = C H H C
2
石油中的α-烯烃或石油裂解烯烃硫酸化后
H
2
S O
4
R C O H S - O
3 3
N a O R H O
R C O H S - O
⑴ 氨基酸型两性表面活性剂
十二烷基氨基丙酸的制备反应： C H N
C 2 = C H H C O O C H H
1 2 3 2 5 H 2
C 1 H 2 N
2 5
H C
2 C 2 C H O 3
H 2 O
C 1 H 2 N
2 5
O C
H C H
2
C 2 C H O O H
⑵ 甜菜碱型两性表面活性剂 H
l ][
R S O
3
N a
O O
, O 2
c.以溶解氧、游离基、紫外线或γ-射线为引发剂，
亚硫酸氢钠与α-烯烃加成制备。 N
R C H = S O
2
a
3
H O 2 S O
R
3
H
C 代表产品： 快速浸水剂Aerosolo T、 代表产品：德国BASF的快速浸水剂 快速浸水剂 H Amollan Aps、Pelzwashmittel LP等。 Aerosolo T：主要成分为丁二酸二辛酯（琥珀酸 2-乙基己酯）的磺酸盐： O O C 3 C 2 C 2 C 2 C 2 O H H H H HC H C C 2 5 H H C 2 C H N H C 3 a S O O C 2 C H HC H C 2 5
c a t H . C R
O (
2
C H
2
O )n H
例：平平加、JFC等 BASF公司的Emulan AF、Lutensol A Sandoz公司的Sandozin NI； ICI的Lutrol Al 14等
② 烷基酚聚氧乙烯醚
R n C H O H H +
2 O C 2
N a R H
O ( C
4 C 3 H C
2
c a t . = C H
C 1 H 2
2 5
C 1 H 2
2 4
c a t .
C 1 H 2
2 5
H
H 2 S 4 + O S
3
o r S O O
3
S 3 N O a O H a
N
C 1 H 2
2 5
O
S 3 H
扩散剂N 扩散剂 （扩散剂NNO，亚甲基双萘磺酸钠）：
N a O
N a P O R O N O O R O O R N P O O
a (单酯盐)
a ( 双酯盐)
阳离子型表面活性剂的制备
概述: 概述 绝大部分是含氮的化合物，即有机胺盐 和季铵盐。在制革中主要用于杀菌、消 毒、防水、匀染、固色、抗静电、使纤 维柔软及某些特殊用途。
⑴ 胺盐型阳离子表面活性剂
制备：有机胺（伯胺、仲胺和叔胺）与酸（盐酸 制备 或醋酸）中和制得。
⑴ 聚氧乙烯型
含有亲油基及活性氢（如-OH，-NH2，-COOH中的 H）的化合物与一定量的环氧乙烷反应制得。 反应通式如下：（H*表示活性氢）
R
*
+ n C H
H
2 O C 2
c a t H . H C -
R(
2
C 2 O )n * H H
① 脂肪醇聚氧乙烯醚
R O H H H C n +
2 O C 2
2
N H C H
2
C O O N a
用作浸水助剂，可促进皮张浸软、浸透，可乳化 皮张表面的油脂。是制备合成皮革加脂剂的常 用乳化剂。
• 脂肪酰 肽缩合物 脂肪酰-肽缩合物
由脂肪酰氯与蛋白质水解产物缩聚得到。代表性 物质：月桂酰肌氨酸钠和雷米帮A。前者由月 桂酰氯与肌氨酸钠缩合制得：
C 1 H 2 C
2
C 2 C 2 C 3 H H H
应用特点： 应用特点：水溶性极好，渗透快速均匀，乳 化、发泡性能好，适用范围广。 国产渗透剂T（OT）：结构性能与Aerosolo T相似。 ③烯基磺酸盐 三氧化硫与直链α-烯烃作 用， 再加碱水解而制得。
• 磷酸酯盐型
通式：ROPO3M。包括单酯盐和双酯盐两种。
R N H
2
代表产品： 代表产品：1231、1631和1831
C 3 C HN l a O H
C 3 HC 3 H H
C 3 C l
+R
N
C 3 HC 3 C CH 3 l H
② 烷基二甲基苄基季铵盐
烷基二甲基叔胺与氯化苄反应制得。
R N H H C
3
C
3
C
2
-
+H
3 2
-
C H
3
.C l
代表产品： 代表产品：十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227） 十八烷基二甲基苄基氯化铵（1827）
阴离子型表面活性剂的制备
• 羧酸盐型 脂肪族羧酸盐(通式 RCOOM) 脂肪族羧酸盐 典型产品：肥皂（高级脂肪酸的碱金属盐类）。 制备肥皂的皂化反应如下：
R1 C R 2 CO R 3 OH C CO HO
2
O OC
2
R1 C O
H + HC OH CH HO C H N a O
2
+ 3 N C H H O a
N C 2 H N+ C 2 CH 2 C 2 N 2 2 H H H
O ) 3 H
C 3 O - C N H 3
非离子型表面活性剂的制备
• 概述 概述:
1.亲水基为一定数量的含氧基团（常为醚基和羟基）。 2.亲水基特点：在水溶液中不电离、不易受酸、碱、 盐等电解质存在的影响。 3.分子中亲水基比例不同，非离子表面活性剂的溶解、 乳化、润湿、分散、渗透等性能变化很大. 4.按亲水基不同可分为聚氧乙烯型（即聚乙二醇型） 和多元醇型。
3 3
H
N a
S
H
C
硫酸化油（硫酸化脂肪酸、硫酸化脂肪酸酯） 硫酸化油 天然不饱和油脂或不饱和蜡经硫酸化再中和所得 的物质 硫酸化蓖麻油：“土耳其红油” 脂肪醇（或烃基酚） 脂肪醇（或烃基酚）聚氧乙烯醚硫酸盐 脂肪醇 （或烃基酚）先与环氧乙烷（或环氧丙烷）聚 氧乙烯化（烷氧基化），然后硫酸化制得。
H
缺点：当溶液 ＞ 时 缺点：当溶液pH＞7时，胺易从水中游离析 从而失去表面活性。 出，从而失去表面活性
C
⑵ 季铵盐型阳离子表面活性剂
由叔胺与卤代烷反应制得：
R R 1
R
N + R 2 R
3
X
R 1 R 2
N + R3 X -
不受pH影响，在酸、碱及中性介质中均稳定。 ① 烷基三甲基季铵盐 高级脂肪胺中加入氢氧化 钠，加压下与氯甲烷反应制得。
1 3
O C l
3
N H C H
2
C O O N
1 1
H 2 C
3
O N (
3
) C H
2
C O O N
雷米帮A（623洗涤剂），学名为油酰氨基酸钠， a C a + H 是由油酰氯与蛋白质水解产物（氨基酸）经缩 合得到的酰胺化合物。 C
H
C
• 硫酸酯盐型
通式： 通式：ROSO3M（烃基中的碳数为8~18）。 典型产品： 典型产品：十二烷基硫酸钠（或月桂醇硫酸钠） 德国BASF公司的毛皮净洗剂LPK。 硫酸化脂肪醇 由高级脂肪醇（C12~C18）经硫酸 化、碱中和制得，反应原理如下：
2
C H
2
O )n H
O R的碳原子数少（C8或C9），很少有C12以上。 H
不易生物降解，毒性也较大。
代表产品： 代表产品：“OP”或“Oπ”系列产品。
BASF公司的lutensol AP（6，7，8，9，10）、Zgepal、 Triton X-100;美国Tergitol 12-P，英国ICI的Lissapol。