新型三嗪基Gemini表面活性剂的合成与表面活性研究

本文以三聚氯氰、十二胺、乙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、溴乙烷为原料,合成了3种不同连接基长度的三嗪基Gemini表面活性剂C_(12)-m-C_(12)(m=2,4,6)。通过FT-IR、1H NMR、ESI-MS对其结构进行了表征。利用表面张力法、稳态荧光法、动态光散射法测定了所合成的三嗪基Gemini表面活性剂的表面活性。表面张力测试结果表明,随着连接基亚甲基数从2增加到6,C_(12)-m-C_(12)的临界胶束浓度(CMC)从0.013 mmol/L增加到0.050 mmol/L;动态光散射法测试结果表明,C_(12)-m-C_(12)的粒径随着连接基长度的增加而增加;稳态荧光法研究结果表明,随着连接基长度的增加,表面活性剂越容易形成较大的胶束,C_(12)-2-C_(12),C_(12)-4-C_(12),C_(12)-6-C_(12)在水溶液中的临界胶束聚集数分别为105,76和68。

三嗪基Gemini表面活性剂在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)中对45#碳钢的缓蚀性能研究

以三聚氯氰、正己胺/正辛胺/十二胺、乙二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、溴乙烷为原料,合成了3种不同疏水链长度的三嗪基Gemini表面活性剂C_(m)-2-C_(m)(m=6,8,12),并通过傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、高分辨质谱(ESI-MS)对其结构进行了表征。采用表面张力法研究合成的3种不同疏水链长的三嗪基Gemini表面活性剂(C_(6)-2-C_(6),C_(8)-2-C_(8)和C_(12)-2-C_(12))的表面活性;采用静态失重法、电化学阻抗、动电位极化和量子化学方法研究其在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对45^(#)碳钢的缓蚀性能。结果表明,随着疏水链碳数从6增加到12,3种三嗪基Gemini表面活性剂的临界胶束浓度(C_(m)c)从0.059 mmol/L降低到0.013 mmol/L,pc_(20)值从1.23增加到1.89;电化学阻抗结果表明,同一浓度下,缓蚀率随疏水链亚甲基数目的增加而增加,在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中,对碳钢均有较好的缓蚀性能,当C_(12)-2-C_(12)浓度为0.2 mmol/L时,其对45^(#)碳钢的缓蚀率可达95.03%;动电位极化结果表明,3种表面活性剂都是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。量子化学计算结果表明3种三嗪基Gemini表面活性剂可以有效地吸附在碳钢表面。

含多酯基不对称阳离子Gemini表面活性剂的合成及性能

报道了一种含多酯基不对称阳离子Gem in i表面活性剂(Ⅰ)的合成。在甲醇钠催化下,N,N-二甲基乙醇胺与邻苯二甲酸二甲酯酯交换制得二(N,N-二甲基氨基乙基)邻苯二甲酸酯(Ⅱ),收率92%(以邻苯二甲酸二甲酯计);氯乙酸分别与十二醇、十六醇反应合成氯乙酸十二醇酯(Ⅲ)和十六醇酯(Ⅳ),产率分别为93%(以十二醇计)、91%(以十六醇计);(Ⅱ)与(Ⅲ)反应,经石油醚洗涤除去杂质后,再与(Ⅳ)季铵盐化,经乙腈重结晶,得白色晶体(I),采用两相滴定法测定其质量分数为99.5%,收率59%(以氯乙酸十二醇酯计)。用IR1、HNMR、元素分析表征了其结构,测定了其CMC和γCMC,研究了其乳化性和泡沫性质。

酯基Gemini双季铵盐表面活性剂的研究进展

Gemini双季铵盐表面活性剂性能优异但生物和化学降解性差,在Gemini双季铵盐表面活性剂结构中引入酯基官能团可以提升产物性能。酯基Gemini双季铵盐表面活性剂含有酯基和双季铵盐基,具有高表面活性、吸附、絮凝、抗盐、湿润、乳化、杀菌防腐和易生物分解等优点,应用前景广阔。本文综述了酯基Gemini双季铵盐表面活性剂的合成路线、性能和石油化工的应用状况,结合发展需求对酯基Gemini双季铵盐表面活性剂的未来发展进行了分析和展望。

一种含酯基不对称阳离子Gemini表面活性剂的合成

报道了一种含酯基不对称Gemini表面活性剂n-C12H25(CH3)2N+CH2CH2OCO2CH2CH2N+(CH3)2C16H33-n.2Br(Ⅰ)的合成。在丙酮溶液中,N,N-二甲基乙醇胺与光气反应得到二(N,N-二甲基胺基乙基)碳酸酯(Ⅱ),收率60%(以N,N-二甲基乙醇胺计);Ⅱ在丙酮中与1-溴代正十二烷反应,经石油醚处理,再用1-溴代正十六烷季铵盐化,经乙腈重结晶后,得白色固体产物Ⅰ,质量分数为99.4%,收率为50%(以1-溴代正十二烷计)。用电导率法测定其CMC=1.93×10-4mol/L。

含酯基非对称Gemini季铵盐表面活性剂的合成及表征

以月桂酸与2-二甲氨基乙醇为原料，经酯化反应，其产物与盐酸、环氧氯丙烷反应，合成中间体N-（3-氯-2-羟丙基）-N，N-二甲基月桂酸乙基氯化铵，再进-步合成3种含酯基非对称Gemini季铵盐表面活性剂（Ⅰ～Ⅲ），研究合成工艺，优化反应条件。中间体N-（3-氯-2-羟丙基）-N，N-二甲基月桂酸乙基氯化铵及3种目的产物经IR、^1HNMR验证。测定3种产物的临界胶团浓度CMC和γCMC。结果表明：所合成的3种产物具有很好的表面活性。

结构可控的酯基季铵盐多功能表面活性剂的研究进展

酯基季铵盐阳离子表面活性剂相比于其他季铵盐表面活性剂,具有更好的表面活性、易生物降解性、柔顺性和抗菌性。近年来酯基季铵盐得到快速的发展,成为一类绿色环保型的表面活性剂。本文从传统的多官能团(酰胺基、糖基)的酯基季铵盐表面活性剂的合成路线和性能,单一型、双子型和聚合型酯基季铵盐抗菌的机理和活性,可控释香型多功能酯基季铵盐的性能和优势3个方面综述了多功能酯基季铵盐的研究进展,并对其研究方向进行展望。酯基季铵盐表面活性剂具有功能多样性及灵活性,在日化领域有着极为广阔的应用空间。

羟基和酯基型Gemini双季铵盐表面活性剂在煤沥青表面的润湿特性

以自制的羟基和酯基型Gemini双季铵盐表面活性剂为研究对象,在考察其表面活性的基础上,进一步研究了表面活性剂在煤沥青表面的润湿性。研究表明,羟基型Gemini表面活性剂在煤沥青表面的接触角随疏水链长度的增长呈先减小后增大趋势,其中C_(12)-OH在煤沥青表面的润湿效果最好;对于m-n-m酯基型Gemini表面活性剂而言,接触角随疏水链长度的增长而降低。当疏水链长度一定时,m-6-m在煤沥青表面的润湿效果比m-2-m好。在一定浓度范围内,C_(10)-OH、C_(12)-OH和12-2-12 3种Gemini表面活性剂的表面张力与其在煤沥青表面黏附张力呈线性关系。煤沥青表面的Zeta电位随Gemini表面活性剂浓度的增大呈先增大后趋于平稳的趋势。

含酯基Gemini双季铵盐表面活性剂的合成及应*用

以环氧氯丙烷(EPIC)与十二烷基二甲基胺在丙酮溶剂中反应,然后与己二酸酯化合成含酯基Gem in i型季铵盐表面活性剂:3,3′-己二酰氧基-2,2′-二羟基-二丙基-双(十二烷基二甲基氯化铵),它可生物降解。用正交实验法对其合成条件进行了优化,在优化的合成条件下反应产率达65.3%。用IR1、HNMR、元素分析方法对产物结构进行了表征。其性能测试结果显示,临界胶束浓度为1.43×10-5mol/L,表面张力为38.7 mN.m-1,有优良的织物柔软性能。

酯基Gemini季铵盐阳离子表面活性剂的研究进展

含酯基季铵盐表面活性剂具有良好的表面活性及生物降解性能而广受国内外学者关注。本文回顾了近几年来国内外对可降解的含酯基双子季铵盐(对称型、非对称型及含杂环型)的研究概况,并简要介绍产物作为消毒杀菌剂、金属腐蚀抑制剂、乳化剂、泡沫剂、基因载体等在工业上的应用。最后,指出通过分子设计开发性价比优异的新型表面活性剂、优化合成工艺、提高与传统表面活性剂的配伍性能等是当前的研究热点。

碳酸酯基阳离子Gemini表面活性剂的相转移催化性能研究

采用二月桂酸二丁基锡为催化剂,N,N-二甲基乙醇胺与碳酸二甲酯酯交换反应制得二(N,N-二甲基胺基乙基)碳酸酯(Ⅰ),产率92%(以碳酸二甲酯计);再与1-溴代十六烷反应得到一种含碳酸酯基阳离子Gemini表面活性剂(Ⅱ),产率68.5%[以(Ⅰ)计],用IR、1HNMR、元素分析表征了其结构。采用(Ⅱ)为固-液相转移催化剂,对无水乙酸钠与对甲基氯苄亲核取代反应的催化性能进行了研究,结果表明:反应速率常数k与(Ⅱ)的浓度Cb符合线性方程K=9.8194×Cb+0.062;当Cb=0.0038mol/L时,反应活化能比空白降低了19KJ/mol,(Ⅱ)对该反应具有催化效果。

酯基Gemini型季铵盐表面活性剂与SDS的相互作用

研究了酯基Gemini型季铵盐表面活性剂[Cm-1H2m-1COOCH2CH2(CH3)2N+(CH2)n+N(CH3)2CH2CH2OOCCm-1H2m-1]·2Br-(简称II-m-n,m=10,12;n=3,4,6)与十二烷基硫酸钠(SDS)的复配体系的相互作用以及无机盐(NaBr)对复配体系表面活性的影响.结果发现,其复配体系具有显著的胶团化协同增效作用和降低表面张力的增效作用,并且II-10-n与SDS的复配体系的增效作用具有等链长效应.II-m-n/SDS复配体系的胶团化协同增效作用随n增大而增强.混合胶团中II-m-n与SDS的摩尔比均近似为1∶1,显示各复配体系的混合胶团均带电性,因此NaBr的加入能增强复配体系的表面活性和促进混合胶团的形成.

Gemini型磺基琥珀酸酯钠表面活性剂的结构与性能的关系

以不同的醇为原料,合成了不同的Gemini型磺基琥珀酸酯钠阴离子表面活性剂,对它们的表面化学性能和应用性能进行了测定,并将其性质与其结构的关系进行关联。结果表明:其活性高于相应单基表面活性剂,且联结基、憎水链长度对其活性有影响。联结基长度增加,产物的临界胶束浓度(CMC)降低,对应的表面张力增加,其乳化性、起泡性、稳泡性、渗透力降低,增溶性提高;憎水链长度增加,CMC降低,对应的表面张力先减后增,其乳化性、稳泡性、增溶性提高,起泡性先增后减,渗透力减弱。

酯基Gemini型季铵盐表面活性剂的合成与性能

合成了一系列酯基Gemini型季铵盐表面活性剂:烷基-α,ω-双(二甲基酰氧乙基溴化铵),标记为II-m-n(m=12,14;n=3,4,6);采用红外光谱和核磁共振进行结构表征.测定了相关的性能,结果表明,酯基Gemini型季铵盐表面活性剂具有很强的胶束生成能力,其临界胶束浓度(cmc)为2.63×10-4～ 4.17×10-4 mol·L-1(m=12)及2.88×10-5～ 4.46×10-5 mol·L-1(m=14),分别比相应的单季铵盐表面活性剂的临界胶束浓度低两个数量级;其泡沫稳定性、乳化性能和杀菌性明显优于相应的单季铵盐表面活性剂.

含酯基季铵盐Gemini表面活性剂的合成及应用

综述了含酯基季铵盐Gemini表面活性剂的合成研究进展及在制革工业中的应用,展望了其发展趋势。

含酯基不对称阳离子表面活性剂的合成研究

以邻苯二甲酸二甲酯及N,N-二甲基乙醇胺为原料,甲醇钠的甲醇溶液为催化剂,经酯交换反应,合成中间体N,N-二甲基氨基乙基邻苯甲酸酯（I）,收率24.90%。I与1-溴代正辛烷进行季铵化反应,生成含酯基不对称阳离子表面活性剂（II）,收率51.61%。通过对季铵化反应单因素试验条件的考察,确定了较佳的工艺合成条件。中间体和产物的结构由~1H-NMR、IR进行表征。

含有酰胺基或酯基的可降解阳离子Gemini表面活性剂在水溶液中的 聚集行为

建立高效的可降解表面活性剂是降低表面活性剂对环境污染的重要途径。本工作合成了一系列疏水链或联接基团上含有酰胺基或酯基的可生物降解阳离子Gemini表面活性剂、酰胺基在疏水链的单链表面活性剂以及酰胺基同时在疏水链和联接基团上的Gemini表面活性剂,系统研究了降解基团结构和位置对Gemini表面活性剂聚集行为的影响及Gemini表面活性剂和单体表面活性剂在表面活性和聚集行为方面的差异。结果表明,疏水链带有酰胺键的Gemini表面活性剂C12A-Cn-AC12的临界胶束浓度(cmc)比对应的单链表面活性剂低一个数量级,位于疏水链上的酰胺基可有效促进Gemini表面活性剂C12A-Cn-AC12的氢键形成和自组装。核磁共振氢谱(1H NMR)表明,短联接基团和氢键的共同作用导致C12A-C2-AC12在单体与聚集体间呈现慢交换。对于连接基团含有酰胺键的Gemini表面活性剂(C12-ACnA-C12),酰胺基可明显增加连接基团的有效长度,C12-AC12A-C12在浓度高于cmc时呈现“U”形结构,成为表面活性剂的疏水部分。与只有疏水链或者只有连接基团上含有酰胺键的Gemini表面活性剂相比,连接基团和烷基链上均含有酰胺基的Gemini表面活性剂呈现出更小的cmc和胶束微极性值、更放热的胶束化焓。含酯基的Gemini表面活性剂分子存在醇-酯平衡,且可通过水分子形成的桥连作用形成氢键,比酰胺基间的直接氢键弱,因此,含有酯基的Gemini表面活性剂C12E-C6-EC12和C12-EC6E-C12具有较低的表面活性、较高的胶束离子化度、较大的微极性、聚集过程放热更少。

不对称型磺基琥珀酸双酯盐双子表面活性剂的合成与性能

以十二醇、顺丁烯二酸酐及月桂酸单乙醇酰胺为原料,合成了一种不对称型磺基琥珀酸双酯盐双子表面活性剂。通过单因素试验法优化了双酯化反应条件,其较佳反应条件为:n(十二醇马来酸单酯)∶n(月桂酸单乙醇酰胺)=1∶1,反应温度为140℃,反应时间为6 h。通过傅里叶红外光谱、核磁共振对所得表面活性剂的结构进行了表征,并对其表面张力、泡沫性能、乳化力等进行了测定。结果表明:该双子表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)为2.21×10-5mol/L,γcmc为31.1 m N/m;乳化分水时间为278 s,起泡性和稳泡性良好。

双酯基型Gemini表面活性剂的合成及其性能

以1,4-环己二醇、氯乙酰氯、长链叔胺(RN(CH_(3))_(2),R=10、12、14、16)为原料,合成了一系列不同长度烷基链的双酯基型Gemini表面活性剂(分别命名为C10-EG-10、C12-EG-C12、C14-EG-C14、C16-EG-C16),用FTIR、NMR(^(1)H、^(13)C)对中间体及产物进行了表征,并研究了表面活性剂的表面性能及抑菌能力。结果表明:在298.15K时,采用铂金环法测定了合成的4种不同长度烷基链Gemini表面活性剂的临界胶束浓度,C10-EG-C10、C12-EG-C12、C14-EG-C14、C16-EG-C16的CMC值分别为5.495、1.096、0.186、0.045 mmol·L^(-1),与传统单链季铵盐表面活性剂相比,合成的Gemini表面活性剂具有较低的CMC值。胶束化热力学参数结果表明在形成胶束过程中是自发放热的。对合成的4种表面活性剂进行了乳化性能、起泡性能和抑菌测试,C14-EG-C14表面活性剂具有很好的乳化能力;C16-EG-C16 Gemini表面活性剂具有良好的稳泡能力;C10-EG-C10表面活性剂具有良好的抑菌能力。

含酯基Gemini表面活性剂的制备及性能研究

以氯乙酰氯和1,4-丁二醇作为反应物合成中间体——氯乙酸丁二醇双酯,再与不同碳链长度的叔胺反应合成系列含酯基的季铵盐Gemini表面活性剂。经红外、核磁共振仪等表征证明成功合成出了该产物,测定其CMC值发现较同级别表面活性剂优势明显,具备更低数量级的CMC值。