文档介绍：表面活性剂
阳离子Gemini表面活性剂(--Cn)
合成原料
以脂肪***、三聚******、乙二***、N,N–二***–1,3–丙二***和***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(-)
分子结构以脂肪***、三聚******、乙二***、N,N–二***–1,3–丙二***和***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(-)
分子结构
1阳离子表面活性剂
合成路线
三聚******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***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***原子的反应程度,实现逐步取代, 通过三聚******这一特性将三聚***氢和长碳链脂肪***反应制备单疏水链段,然后再与乙二***反应制备Gemini疏水链段,最后再与N,N-二***-1,3-丙二***和苄基***反应制得阳离子Gemini表面活性剂。
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。-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。
全***丁基阳离子表面活性剂的合成与表面性能
全***丁基磺酰***与 N,N' - 二***-1,3 - 丙二***为原料,合成全***丁基磺酰***,再与烷基二溴季铵盐化,成功得到了 4 种全***丁基型阳离子表面活性剂。
合成路线
以短碳链的全***丁基磺酰***为原料,与 N,N' -二***-1,3 - 丙二***反应得到全***丁基磺酰***,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:
以价廉易得的甲***盐酸盐和溴代烷(1,,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)N-***十二***(RNHMe)的合成
在三颈烧瓶中加入甲***(500mmoL),按n(甲***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***后开始滴加n-溴代十二烷[n(甲***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***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。
(2)溴代烷基十二烷基二***溴化铵(12-n-Br)的合成
(50mm0L),乙***60mL,N2保护,搅拌下于35℃一45℃滴加l,(15 mmoL,),回流反应15h-18h。冷却,蒸除溶剂,用***(或***)沉淀,过滤,滤饼干燥得白色粉末溴代丙基十二烷基二***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***溴化铵(12-4-Br)和溴代己基十二烷基二***溴化铵(12-6-Br)。
(3)12-n-12-n-12·3Br–的合成
(10mmmoL),异丙醇20mL,NaOH(或Na2C03)10nunol,N2保护,回流状态下边搅拌边滴加12-n-(21mmoL)的异丙醇(20mL)溶液(约2h-3h),回流反应3d。冷却,蒸除溶剂,用***沉淀,过滤,滤饼用热***洗涤两次,干燥得白色粉末12-n-12-n-12·3Br–。
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
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