不对称双季铵盐表面活性剂的合成
表面活性剂研究进展
表面活性剂最新研究进展人类的日常生活，各类生产活动，多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求，促使表面活性剂科学不断发展，迄今方兴未艾，表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中，设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。
新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系，对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化，近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。
一、高分子表面活性剂高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。
高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的，通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。
它像低分子表面活性剂一样，由亲水部分和疏水部分组成。
高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质，广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。
因此，高分子表面活性剂近年来发展迅速，目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。
高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。
如阴离子型的高分子表面活性剂有聚（甲基）丙烯酸（钠）、羧甲基纤维素（钠）、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。
两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。
非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。
阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面活性剂的研究趋势。
新型清洁压裂液的实验室合成
文章编号:100125620(2006)0620042202新型清洁压裂液的实验室合成贾振福1 钟静霞2 牛红彬3 徐福海1 罗平亚1(1.西南石油大学石油工程学院,成都;2.成都财贸职业中学金堂分校,四川金堂;3.中国海洋石油渤海石油研究院,天津)摘要 研制出一种新型的双子季铵盐表面活性剂———N ,N 2双十八烷基2N ,N ,N ,N 2四醇乙基2二溴乙二铵(G emini 2O HAB ),对用G e mini 2O HAB 及其它辅剂配制的新型压裂液体系性能进行了研究。
结果表明:该体系具有良好的粘弹性、悬砂性能、低温溶解性以及抗温稳定性能;而且由于双子季铵盐表面活性剂中引入了醇乙基,该新型压裂液体系解决了传统季铵盐类清洁压裂液体系的低温不溶性及高生物毒性,也克服了甜菜碱类清洁压裂液体系抗温性能低的缺点,具有良好的市场应用前景。
关键词 清洁压裂液 双子季铵盐表面活性剂 抗温 增产措施中图分类号:TE357.12文献标识码:A 合成出一种新型的清洁压裂液主剂———双子季铵盐表面活性剂,即N ,N 2双十八烷基2N ,N ,N ,N 2四醇乙基2二溴乙二铵(G e mi ni 2O HAB )。
用该双子季铵盐表面活性剂和其它辅剂配制的溶液,具有良好的粘弹性、悬砂性能和抗温稳定性能,适合作为清洁压裂液使用,解决了传统季铵盐类清洁压裂液体系的低温不溶性和高生物毒性[1]以及甜菜碱类清洁压裂液体系抗温性能低的缺点[2]。
1 实验1.1 实验原理1.2 实验原料和仪器实验原料:十八醇(分析纯);氯化亚砜(化学纯);二乙醇胺(分析纯);浓硫酸(化学纯);1,22二溴乙烷(分析纯)。
实验仪器:烘箱;小型高压反应釜;Hakke300流变仪。
1.3 合成方法1.3.1 氯代十八烷的合成将一定量十八醇加入三口瓶中并在水浴中加热,使其熔化。
再缓慢加入适量氯化亚砜(SOCl 2)。
在70℃水浴回流4h 。
反应接近终了时,向反应液中滴加适量浓硫酸,使其渐变成浅黄色。
新型季铵盐氟碳表面活性剂的合成及其表面活性
新型季铵盐氟碳表面活性剂的合成及其表面活性周杰华;黄焰根【摘要】以六氟环氧丙烷多聚体为原料,与N-甲基哌嗪经酰胺化反应制得含氟化合物(3);3与碘代烷经季铵化反应合成了4个新型的季铵盐型氟碳表面活性剂(5a～5d),其结构经1H NMR,19F NMR,IR和HR-ESI-MS表征.表面性能测试结果表明,5a ～5d具有较高的表面活性,水溶液的临界胶束浓度(CMC)分别为1.38 × 10-4g·mL-1,1×10-4g·mL-1,1.40×10-4g·mL-1和3.72 ×10-4 g·mL-1,对应CMC的表面张力分别为19.47mN·m-1,17.20 mN· m-1,17.98 mN· m-1和19.79mN· m-1.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2014(022)005【总页数】4页(P608-611)【关键词】全氟聚醚;季铵盐;表面活性剂;合成;表面活性【作者】周杰华;黄焰根【作者单位】东华大学生态纺织教育部重点实验室,上海201620;东华大学生态纺织教育部重点实验室,上海201620【正文语种】中文【中图分类】O622.2;O647·研究论文·含氟表面活性剂是迄今为止已知的一类表面性能最优异的表面活性剂[1]。
由于其独特的“三高、两憎”性能，在各行各业中有着广泛的应用[2-3]。
阳离子氟碳表面活性剂是含氟表面活性剂的重要品种之一，主要分为胺盐型和季铵盐型两大类[4-6]，并以季铵盐型用途最广。
季铵盐型阳离子含氟表面活性剂不受pH值影响，在酸、碱介质中均可使用。
其亲水基团为季铵阳离子[7-9]，憎水基部分除可以是6～10个碳原子的全氟烃基外，也可含有烃基、酰氨基等基团[10]。
传统含氟表面活性剂通常含有全氟烷基链(CnF2n-1,n≥8)，其使用或分解过程中产生的全氟辛酸和全氟辛基磺酸类衍生物由于不易进一步被降解，对环境及生物体具有极大的污染性，使得开发新型绿色环保的氟碳表面活性剂成为目前研究的热点[11-12]。
季铵化反应方法和研究进展
2007年第5期广东化工第34卷总第169期 · 51 ·季铵化反应方法和研究进展洪芸，李岩，潘宇南（广东岭南职业技术学院药学院，广东广州 510663）[摘 要]本文通过介绍近几年国内外合成不同用途的季铵盐的方法及其研究进展的情况，进而得出季铵化反应具有良好发展前景的结论。
[关键词]季胺化反应；季铵盐；方法Quaterisation Reaction Method and Research ProgressHong Yun, Li Yan, Pan Yunan(Department of Medicine, Guangdong Lingnan Polytechnic Institute, Guangzhou 510663, China)Abstract:Through introducing the synthesis and research decelopment of different use of quaternary ammonium salt in domestic and foreigns in recent years, the paper presented the conclusion that the development potential of quaternary ammonium salt was promising.Keywords: quaterisation reaction；quaternary ammonium salt；method季铵盐中由于含有季铵基甚至有的还含有双键，故可以和诸多的不饱和单体共聚，在水溶液中带正电荷，生成阳离子型或两性离子型水溶性聚合物，很容易吸附于固一液或固一气界面上而被用作絮凝剂、抗静电剂、导电纸涂层及油田化学剂。
另外，在现代社会中，表面活性剂的应用日趋广泛.季按盐类表面活性剂具有重要的用途，此外也可被用作柔软剂、抗静电剂、颜料分散剂、矿物浮选剂和沥青乳化剂、金属缓蚀剂及相转移催化剂等，在纺织印染、塑料加工、医疗卫生、日用化工、石油化工、金属加工等行业得到广泛应用。
两性表面活性剂的合成及性能表征
两性表面活性剂两性表面活性剂，是指同时具有阴、阳两种离子性质的表面活性剂。
从它的结构来看，与憎水基团相连接的既有阳离子，也有阴离子。
其结构可表示如下：它是一种温和性的表面活性剂。
两性表面活性剂分子与单一的阴离子型、阳离子型不同,在分子的一端同时存在有酸性基和碱性基。
酸性基大都是羧基、磺酸基或磷酸基,碱性基则为胺基或季铵基,能与阴离子、非离子型表面活性剂混配,能耐酸、碱、盐以及碱土金属盐。
蛋黄里的卵磷脂是天然的两性表面活性剂。
现在常用的人工合成两性表面活性剂，其阴离子部分大多是羧酸基，也有少数是磺酸基。
其阳离子部分大多是胺盐或季胺盐。
由胺盐构成阳离子部分的叫氨基酸型；由季胺盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型。
氨基酸型两性表面活性剂的水溶液呈碱性。
如果在搅拌下，慢慢加入盐酸，变为中性时仍无变化。
至微酸性时则生成沉淀。
如果再加入盐酸至强酸性时，沉淀又溶解。
这就说明，呈碱性时表现为阴离子表面活性剂，呈酸性时，表现为阳离子表面活性剂。
但是，当阳离子性和阴离子性正好在平衡的等电点时，亲水性变小，就生成沉淀。
甜菜碱型两性表面活性剂，最大的特点是无论在酸性、中性或碱性的水溶液中都能溶解。
即使在等电点时也无沉淀。
此外，渗透力、去污力及抗静电等性能也较好。
因此，是较好的乳化剂、柔软剂。
等电点是指两性电解质在溶液中电离时，酸和碱的电离度相等时的状态。
其分子溶于水发生电离后，与亲油基相连的亲水基是同时带有阴阳两种电荷的表面活性剂。
亲油基一般是长碳链烃基，亲水基中的阳离子都是由基或季铵基组成的，阴离子可以由羧基、磺酸基或磷酸基组成。
实际应用的品种主要是氨基酸型和甜菜碱型两性表面活性剂，产量是表面活性剂中最小的。
两性表面活性剂通常具有良好的洗涤、分散、乳化、杀菌、柔软纤维和抗静电等性能，可用作织物整理助剂、染色助剂、钙皂分散剂、干洗表面活性剂和金属缓蚀剂等。
但是，这类表面活性剂的价格较贵，实际应用范围较其他类型的表面活性剂小。
分子中的阴离子为羧基，阳离子为铵盐。
含酯基联接基的双子表面活性剂的合成及性能
含酯基联接基的双子表面活性剂的合成及性能马小单;李华静;李远刚;周安宁【摘要】Two quaternary ammonium type Gemini surfactants with ester group in the spacer, N, N'-didodecyl-N, N, N', N'-teramethyl-di-(2-aminoethanol)-adipate-dibromide ammonium ( DTAD) and N, N'-didodecyl-N, N, N', N'-teramethyl-di-( 2-aminoethanol) terephthalate-dibromide ammonium ( DTTD) were synthesized. The molecular structures were characterized by NMR and element analysis. The critical micelle concentration (cmc) , ionization degree of micelle ( a ) , foaming ability and foam stability were measured. The results show that DTAD has higher cmc, a than DTTD. But its foaming ability and foam stability is lower than that of DTTD. These results imply that the structure of the spacer has an important influence on the properties of Gemini surfactants.%合成了2种含酯基的双子季铵盐型表面活性剂N,N'-双十二烷基-N,N,N',N'-四甲基-1,6己二酸-二乙醇胺酯-二溴化铵(DTAD)和N,N '-双十二烷基-N,N,N',N'-四甲基-对苯二甲酸-二乙醇胺酯-二溴化铵(DTTD).通过HNMR和元素分析表征了其结构和组成.测定了这2种表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)、胶束解离度(α)、起泡性和稳泡性.实验结果表明:DTAD的cmcα大于DTTD,但起泡性和稳泡性较DTTD 稍差.对比联接基的结构进行了初步探讨,发现联接基结构和长度对表面活性剂表面活性具有明显影响.【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2012(032)005【总页数】5页(P627-631)【关键词】双子表面活性剂;酯基联接基;表面活性【作者】马小单;李华静;李远刚;周安宁【作者单位】广州蓝月亮实业有限公司开发部,广东广州510760;西安科技大学化学与化工学院,陕西西安710054;广州蓝月亮实业有限公司开发部,广东广州510760;西安科技大学化学与化工学院,陕西西安710054;广州蓝月亮实业有限公司开发部,广东广州510760;西安科技大学化学与化工学院,陕西西安710054;广州蓝月亮实业有限公司开发部,广东广州510760;西安科技大学化学与化工学院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】O69双子表面活性剂因其独特的结构和性能引起了研究者的广泛关注，尤其是可生物降解的双子表面活性剂成为了研究热点。
Gemini表面活性剂的研究进展
收稿日期:2004206224;修回日期:2004209205联系人简介:史俊(1963-),男,副教授,主要从事有机分析教学及精细化学品的合成。
Email :qdli @文章编号:100421656(2005)0320293206G emini 表面活性剂的研究进展史俊,李谦定,夏小春(西安石油大学化学化工学院,陕西 西安 710065)摘要:G emini 型表面活性剂是一类双亲油基双亲水基的两亲物,因其特殊的二聚结构从而具有许多特殊的物化性质。
综述了G emini 型表面活性剂的研究进展、合成方法、物化性质及其应用。
关键词:G emini 型表面活性剂;合成;性质;应用中图分类号:O623.731 文献标识码:A传统表面活性剂是具有单头基(亲水基)单尾基(疏水基团,一般为长的碳链)的一类两亲物,其结构如图1a 所示。
近三十年来,许多特殊结构的新型表面活性剂引起了科研工作者的兴趣。
如:双端基型(bola 型,如图1b )表面活性剂在生物膜图1 表面活性剂的结构Fig.1 The structure of sur factants模拟方面具有良好的前景[1];双头双尾型(G emini型,如图1c )表面活性剂因其特殊的化学性质而引发研究热潮;另外,双头三尾(如图1d )、三头三尾(trimeric 型,如图1e )以及三个以上头三个以上尾型表面活性剂也见诸报道[2]。
G emini 型表面活性剂是一类双亲油基双亲水基的两亲物。
“G emini ”在天文上的意思为双子星座,用在这里形象地表达了这类表面活性剂的分子结构特点。
从分子结构看,它又相似于两个传统表面活性剂分子的聚结,故有时又称之为二聚(dimeric )表面活性剂,国内有人[3,4]将它翻译为双子型或孪二型表面活性剂。
G emini 型表面活性剂同三头三尾以及三个以上头三个以上尾型表面活性剂应该统称为低聚表面活性剂(olig omeric surfactants )[5]。
双子表面活性剂的研究现状和在洗消领域的发展前景
专题论述
双子表面活性￣ Ｄ 研 究坝状和在洗消 领域昀发展前景 ，Ｊ Ｕ３
中国人 民武装警察部队学院研究生二队 李冠男
［ 摘 要］ 双子表 面活性 剂不同于普 通表 面活性剂的分子 结构和性质赋予 了其独特 的用途 和优 良的性能 ， 本文介 绍了双子表 面活性
剂的国内外研 究现状 ， 系统分析 了其优 良的性 能特征 ， 并展 望 了其应 用于洗消领域 的发展前景 。
表面活性剂 已成为胶体和界面科学 的热 门研究领域 。 １双子表面活性剂的结构和分类 ．
上， 而在性 质（ 如双子表面活性剂 的微 观形 态 、 胶团化及其规 律性 、 双子 表面活性剂 的特殊 空间三维结构及其应用 等）和应用方 面的数据和成 果较少 ，这也是 由于双子表面活性剂 的结构特殊 性或制备方法 的特殊 性， 导致其 的大规模生产受到 目前技术或经济 的限制。 目前 ， 国内外 的 学者 已经意识到这些问题 ，正在加大关 于双子表 面活性剂的性质和应
［ 关键词 ］ 双子表 面活性剂 性 能 洗消 双 子表 面活性 剂 （ｅ ｉ ｒ ｃ ｎ 或 ｄ ｅ ｃ ｕ ａ ａｔ 又弥 孪连 Ｇｍｎ ｓ ｆ ｔ ｔ ｉ ｒ ｒｃ ｎ ， ｉｕａ ａ ｍ ｉｓ ｆ ｔ ） 表 面活性剂 、 双生表 面活性剂或偶 联表面活性剂 ， 通过一个联接基将 是 两个传统表面活性剂分子在其 亲水 头基或接近亲水 头基处连接在一起 而形成 的一类新 型表 面活性剂 ｌ作为一种新型 的双亲分子 ， Ｚ 。 其首次 出 现在文献 中是在 １７ 年日 ９ ４ 并立刻引起 了科学界 的广泛关注和研究兴趣 。 之所 以如此 ， 一方面是 由于其不 同于常规表面活性剂 的独特性能 ， 另一 方面也是 因为其特殊 的分子构型使其具有很强 的应用潜力 。目 ， 前 双子
含氟铵盐和季铵盐型阳离子表面活性剂的合成
。 用， 其用途不如季铵盐广泛。但是铵盐在酸性介质 中 市博 迪 化 工有 限 公 司） 也是 良好的乳化剂、 分散剂 、 润湿剂等１， 同样具有很 红外光谱仪（ Ｖ Ｔ Ｒ ３０ Ｆ Ｉ Ｎ ｃｌ ） Ａ Ａ Ａ ６ Ｔ Ｒ， ｉ ｅ 、 ｏ ｔ 表面张力仪（ Ｊ ＹＷ一 ０ Ａ， ２ ０ 承德试验机有限公司） ， 好的应用价值。 六氟丙烯齐聚体是多支叉的内烯烃 ， 由于与双键 核磁共振仪（ Ｍ— ６ ０ 日本电子） Ｊ Ｎ Ｅ Ｐ０， Ｃ 。 １２ 叔胺的合成 ． 碳原子直接相连的氟原子较活泼 ， 所以在极性溶剂中 在装有回流冷凝管、 滴液漏斗和温度计的反应瓶 很容易与亲核试剂发生取代反应… 。如卜 ｂ ｏＩ ｉ— 『 ｕ ｓ ｋ ０ ｈ 按 异 三 ａ Ｉ ｗａｉ 等以六氟丙烯二聚体和含氧亲核试剂（ 如苯酚、 中 ， 比例 依 次加 入 六 氟 丙 烯 三 聚 体 、 丙 醚 、 乙 胺， 在常温不断搅拌的条件下 ， 慢慢滴ＪＮ， 二甲基 Ｊ Ｎ一 Ｉ Ｉ 醇和醇钠等） ， 反应 制得一系列中间体。石川延男等ｌ ４ １ 滴加完牛， 加热回流反应６ 小时。然后用氢氧 以六氟丙烯三聚体为原料和苯酚反应 ， 制得全氟烃基 丙二胺 ， Ｈ － ０ 减压蒸馏除去异丙醚、ｊ乙 苯基醚。曾有人报道六氟丙烯三聚体与氨气和伯胺 化钠溶液调ｐ ８ １ ， 抽滤 ， 除去无机盐， 用异丙醇洗涤后蒸去溶剂 ， 烘 的反应机理ｉ， 制备了几种含氟仲胺化台物。六氟丙 胺 ， 干而得枣红色粘稠状２ 一三氟甲基一 一 ３ 七氟异丙基一 烯齐聚体具有生产工艺简单， 且成本低等特点 ， 以 所
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第４ ３卷第 １ 期 ２０ ０ ６年 ２月
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染 料 与 染 色
Ｄ ＹＥＳ厂 ＦＳ ＡＮＤ ＣｏＬｏ ＲＡＴＩ １ＩＦ ７ ｏＮ
表面活性剂
表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力，也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。
囊泡和胶束都是此类聚集体。表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。当胶束在水中形成，胶束的尾形成能够包裹油滴的核，而它们的（离子/极性）头能够形成一个外壳，保持与水接触。表面活性剂在油中聚集，聚集体指的是反胶束。在反胶束中，头在核，尾保持与油的充分接触。表面活性剂通常分为四大类：阴离子，阳离子，非离子和两性离子（双电子）。表面活性剂系统的热动力学很重要，不论是理论上还是实践上。因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。表面活性剂溶液可能含有有序相（胶束）和无序相（自由表面活性剂分子和/或离子）。胶束——表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部，避免与极性的水分子接触；分子的极性亲水头端则露于外部，与极性的水分子发生作用，并对胶束内部的憎水基团产生保护作用。形成胶束的化合物一般为两亲分子，因此一般胶束除可溶于水等极性溶剂以外，还能以反胶束的形式溶于非极性溶剂中。
常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭）和苯扎溴铵（新洁尔灭）等。
两性离子活性剂
这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团，在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。
1、卵磷脂：是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料
2、氨基酸型和甜菜碱型：
氨基酸型：R-NH+2-CH2CH2COO－
甜菜碱型：R-N+(CH3）2-COO—
表面活性剂在许多行业配方中被用作性能添加剂，如个人和家庭护理，以及无数的工业应用中：金属处理、工业清洗、石油开采、农药等。
组成
表面活性剂分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团。