双子表面活性剂的合成与应用

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1、双子表面活性剂的合成与应用，赵佳，辽宁师范大学化学化工学院，09级3班双子表面活性剂的合成与应用化学化工学院应用化学赵佳20091129010020双子表面活性剂的合成与应用，赵佳，辽宁师范大学化学化工学院，09级3班双子表面活性剂的合成应用摘要：本文主要介绍了双子表面活性剂（Gemini）的定义及特性。以两种双子表面活性剂为例介绍了其合成原理，以及应用范围。关键词：双子表面活性剂，合成，应用表面活性剂是在加入很少量时即能大大降低表面张力一大类有机化合物。表面活性剂在许多行业配方中被用作性能添加剂，为具体应用提供多种功能

2、，包括发泡效果，表面改性清洁，乳液等。而双子表面活性剂（Gemini）成为了研发领域的热点。一、双子表面活性剂的定义通过化学键将两个或两个以上的同一或几乎同一的表面活性剂单体，在亲水头基或靠近亲水头基附近用联接基团将这两亲成份联接在一起，形成的一种表面活性剂称为双子表面活性剂。双子表面活性剂是一类带有两个疏水链、两个亲水链和一个联接基团的化合物，类似于两个普通表面活性剂通过一个桥梁连接在一起，但值得注意的是，联接基团应在极性头基或靠近极性头基处相连接。如下图：该类表面活性剂有阴离子型、非离子型、阳离子型、两性离子型及阴-

3、非离子型、阳-非离子型等。二、发展历程双子表面活性剂的合成与应用，赵佳，辽宁师范大学化学化工学院，09级3班双子表面活性剂的研究最早始于20世纪70年代。1971年Bunton等人合成了一族新型两亲分子，其分子结构顺序为:长的碳氢链、离子头基、联结基团、第二个离子头基、第二个碳氢链，并且把它作为相转移催化剂使用，结果发现它比普通的阳离子表面活性剂具有更高的催化效率。1988年后，日本Oskaa大学的专家们合成并研究了柔性联结基的若干双烷烃链表面活性剂。然而真正系统开展这类新型表面活性剂研究工作则是从1991年开始。该年E

4、mery大学的Menger教授和Lihua等人合成并研究了刚性联结基团的双烷烃链表面活性剂，并给这种类型表面活性剂起名为GeminisurfactantsGemini在天文学上的意思为双子星座，以此形象地表达这类表面活性剂的分子结构特点。我国学者赵国玺也因此将其译为“双子表面活性剂”。三、双子表面活性剂的合成及在制革业中的应用1991年，美国Emory大学的Menger等合成了以刚性间隔基联接离子头基的双烷烃链表面活性剂，并起名为“Gemini表面活性剂”，即双子表面活性剂。双子表面活性剂特殊的结构决定它比传统表面活性剂

5、具有更优良的性能。它具有两个亲水基和疏水基，通过联接基团将两部分连接，联接基团有化学键作用，降低了两极性间的静电排斥力及其水化层间的作用力，使得双子表面活性剂具有低CMC特性。与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比，双子表面活性剂具有如下特征性质：（1）易吸附在气/液表面，有效地降低水的表面张力；（2）易聚集生成胶团，有更低的临界胶束浓度；（3）具有很低的Kraff点（4）与普通表面活性剂间的复配能产生更大的协同效应；（5）具有良好的钙皂分散性能；（6）优良的润湿性能。双子表面活性剂的合成与应用，赵佳，辽宁师范大

6、学化学化工学院，09级3班目前，双子表面活性剂已经受到世界各国科学家的青睐，并掀起了一股新的研究热潮。本文综述了当前各类双子表面活性剂的合成方法，简要介绍了双子表面活性剂在制革业中的应用状况，并探讨了双子表面活性剂目前的发展趋势。双子表面活性剂的合成我国研究双子表面活性剂起步较晚，因此产品开发、性能研究及应用与国外相比尚有一定的差距。具有新颖结构的双子表面活性剂系列化合物的合成研究更受到重视。四、种类双子表面活性剂种类主要有硫酸酯盐、磺酸酯、羧酸酯、磷酸酯型。1、硫酸酯盐型（-OSO3M）和磺酸盐型（-SO3M）硫酸酯盐

7、型表面活性剂主要包括高级脂肪醇硫酸酯盐和高级脂肪醇醚硫酸酯盐，此外还有硫酸化油、硫酸化脂肪酸和硫酸化脂肪酸酯等。硫酸酯盐型表面活性剂具有良好的发泡能力和洗涤性能，在硬水中性能稳定，水溶液呈中性或微碱性。其合成方法是先用相转移催化法合成二环氧化合物，再用长链的脂肪醇与二环氧化合物反应生成低聚二醇，最后在一定条件下，低聚二醇与氯磺酸或丙磺内酯反应生成硫酸酯盐或磺酸盐型双子表面活性剂，但其产率并不高。为克服产率和产品纯度的缺陷，姚志刚等采用另一条合成路线，用牛磺酸钠与二溴乙烷反应得到乙二胺二乙磺酸钠，然后与油酰氯反应得到N,N

8、′-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠，大大提高了产率和纯度。贾卫红等以脱氢枞胺、α，ω-二溴代烷和2-溴乙基磺酸钠为原料制备了4种松香基磺酸盐双子表面活性剂N，N′-二乙基磺酸钠-N，N′-二脱氢枞基-α，ω-二胺。用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱对系列目标产物的结构进行了表征，得出这四种表面活性剂具有良好的润湿性能和较低