第十五章有机含氮化合物介绍.ppt

* 15.4烷基苯磺酸钠和表面活性剂 15.4.1烷基苯磺酸钠 最重要的烷基苯磺酸钠是十二烷基苯磺酸钠，它是市售合成洗涤剂的主要成分。可由含十二个碳为主的α-烯烃或氯代十二烷为原料，与苯进行烷基化后再经磺化、中和而得。 * 十二烷基苯磺酸钠与肥皂(RCOONa，R=C8～C17烃基)相似，均由两部分组成：亲油性(疏水性)的长链烃基(如 )和亲水性(疏油性)的极性基团(如—SO3Na，—COONa)。当用它们洗涤油污时，亲油基团吸附污物，亲水基团溶于水。 * 当用它们洗涤油污时，亲油基团吸附污物，亲水基团溶于水。同时由于它们的存在，水的表面张力(界面张力)显著降低，增加了油和水的相溶性，使亲油基团和污物随同亲水基团一起形成微小粒子分散于水中，从而达到去污目的。 * 15.4.2 表面活性剂 像烷基苯磺酸钠和肥皂那样，凡是在很低的浓度下即能大大地降低溶剂(一般为水)的表面张力(或液—液界面张力)，改变体系界面状态的物质，统称为表面活性剂。按其作用可主要分为：洗涤剂、起泡剂、乳化剂、破乳剂、润湿剂等。 * 亲油的烃基R:通常是C8～C18的直链的或带支链的烷基，或是烷基芳烃基，一个苯环约相当于四个碳的烃基。 无论如何分类，表面活性剂分子一般总是由非极性的亲油(疏水)的烃基和极性的亲水(疏油)的基团共同构成的，即表面活性剂是一种既亲油又亲水的两亲分子。 亲水的基团:通常有阴离子(如—COONa，—SO3Na，—OSO3Na，—OPO3Na2等)、阳离子[如—N+(CH3)3]以及非离子基团(如—O—，—OH，—CONH2等)三类。 * 表面活性剂通常按其在水中是否解离以及解离后起表面活性作用的离子种类而分为： 表面活性剂 阴离子型 阳离子型 两性型 非离子型 * 1.阴离子表面活性剂 阴离子表面活性剂起表面活性作用的是阴离子。常见的主要有羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐等。例如： 十二烷基硫酸钠具有良好的乳化性和起泡牲。磷酸酯盐类表面活性剂主要用作抗静电剂和乳化剂。 * 2.阳离子表面活性剂 解离后，起表面活性作用的是阳离子。这一类表面活性剂主要有铵盐和季铵盐。例如： 阳离子表面活性剂除了具有去污能力外，还具有良好的润湿、起泡、乳化、防腐(蚀)性能，以及显著的杀菌、防霉作用。脂肪酸二羟乙氨基乙酯甲酸盐是重要的纤维柔软剂。 * 3.两性表面活性剂 习惯上是指分子内同时由阴、阳两种离子组成的表面活性剂。例如： 这类表面活性剂，除了泡沫多、去污力强外，还具有良好的柔软和抗静电作用。 * 4. 非离子表面活性剂 这类表面活性剂的特点是在水中不解离成离子。其亲水基是可以与水形成氢键的醚键中的氧原子、醇羟基和酰氨基等。非离子表面活性剂具有多种类型，但应用最为广泛的是聚氧乙烯醚型化合物。 其主要特点是：化学性质稳定，无发泡性而乳化性能强，具有耐酸、耐碱和较高的耐温性；配伍性好，可与任何阳或阴离子表面活性剂复配而不失效。 * 15.5离子交换树脂 离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能解离的基团形成的不溶性高分子电解质。 * 目前工业上和实验室中应用最广的离子交换树脂，其高分子骨架是由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成，二乙烯苯的用量约为总量的10％，它的作用是使苯乙烯交联成体型结构。 根据离子交换树脂中能解离基团的不同，离子交换树脂可分为多种，其中最常用的是阳离子交换树脂(能够交换的离子是阳离子)和阴离子交换树脂(能够交换的离子是阴离子)。 * 15.5.1阳离子交换树脂 这类树脂分子中含有酸性基团，如磺基、羧基等。例如聚苯乙烯磺酸型离子交换树脂，可通过下列方法制备： * 这类树脂的解离基团是磺基，它能够交换阳离子，例如： 上述逆过程即离子交换树脂的再生过程，磺酸型离子交换树脂的再生可用5％～10％盐酸。 * 15.5.2 阴离子交换树脂 这类树脂分子中具有碱性基团，如—N+R3-OH(季铵碱型)，—NH2，—NHR和—NR2(胺型)等。例如，聚苯乙烯季铵盐型阴离子交换树脂的合成路线如下: * 氯甲基化 * 最后用氢氧化钠处理，即得强碱性阴离子交换树脂： 阴离子交换树脂，它能够交换阴离子，例如： 碱性离子交换树脂可用4％～10％NaOH溶液再生。强碱性的阴离子交换树脂 ，在有机合成中也可代替NaOH或KOH，作为反应的催化剂。 * 无离子水的制备，是