表面活性剂第六章+两 性离子表面活性剂课件.ppt

6.4.3 在纤维工业中的应用 一、抗静电剂 二、柔软剂 两性和阳离子表活剂抗静电效果比阴离子和非离子更为优越，因其带正电荷，能够与大多数纤维表面所带的负电荷中和 6.4.4 在食品工业中的应用 6.4.5 在医药工业和微生物工业中的应用 面包、人造奶油、冰淇淋、巧克力等食品 乳化剂、分散增溶剂、润湿剂、杀菌消毒剂 医药工业 微生物工业 消泡剂 6.3 两性表面活性剂的合成 6.3.1 羧酸甜菜碱的合成 甜菜碱是由Sheihler早期从甜菜中提取出来的天然含氮化合物，其化学名为三甲基乙酸铵。 目前“甜菜碱(Betaines)”一词已冠于所有类似此结构的化合物，并已扩展到含硫及含磷的类似化合物。 天然甜菜碱不具有表面活性，只有当其中一个CH3被长链烷基取代后才具有表面活性，人们称该类物质为甜菜碱型表面活性剂。 甜菜碱型两性表面活性剂的基本分子结构：一般由季铵盐型阳离子和羧酸盐型阴离子（或其他类型阴离子）所组成。 1 氯乙酸钠法 叔胺 　 + 　氯乙酸钠 最有代表性的是烷基二甲基甜菜 碱两性表面活性剂，工业上它由烷基 二甲基叔胺与卤代乙酸盐进行反应制 得。 在此类表面活性剂中开发得最早。 式中的烷基的碳数一般为12～18。 碳数为12的月桂基二甲基甜菜碱易溶于 水，是透明状溶液，具有良好的起泡力和 洗涤力，对皮肤刺激性小，耐硬水，可用 作香波起泡剂，也可用作染色助剂。 碳数为18的硬脂基二甲基甜菜碱有柔软、 润滑、抗静电性能，可用作纤维的柔软剂 和润滑剂，提高手感性能，也可用作护发 剂和家庭用柔软剂的成分。 举例：BS-12的合成 将氯乙酸用氢氧化钠溶液调成pH=7， 成为氯乙酸的钠盐，然后一次性投入等 摩尔的十二烷基二甲胺，在三口瓶中60- 80℃下，反应5-10h，即得产品，浓度为 30%左右。 2 卤代烷和氨基酸钠 3 卤代烷和氨基酸酯 4 α-溴代脂肪酸与叔胺 5 烷基氯甲基醚与氨基酸(用于制备含醚基的甜菜碱） 6 不饱和羧酸与叔胺（以丙烯酸、顺丁烯二酸等不饱和羧酸为烷基化试剂） 甜菜碱型两性表面活性剂的长链也可以不 在氮原子上，而在羧基的α碳原子上； 制法 ：长链脂肪酸与溴反应生成α–溴代 脂肪酸，然后与三甲胺反应 6.3.2 磺酸甜菜碱的合成 叔胺 　 + 氯乙基磺酸盐 磺酸甜菜碱是1885年由James合成制 得的，最早采用三甲胺和氯乙基磺酸 反应得到，以后使用了长碳链烷基二 甲胺和溴乙基磺酸钠的反应制得。 叔胺 　 叔胺 　 + 环氧乙烷 + SO2 + 环氧氯丙 + NaHSO4 叔胺 　 + 磺酸环内酯 1，3-亚丙基亚磺酸内酯，即磺化丙烷， 该物质有致癌作用，所以一般不采用。 叔胺 　 + 氯代丙烯 + NaHSO4 合成示例：N-十八烷基-N-[3-2-磺酸基）丙基]二甲基甜菜的合成 把N-十八烷基二甲胺（0.1mol）溶解于300mL无水甲醇中，加入氯丙烯（0.15mol），混合物加热回流约14h，此时几乎95%以上的十八烷基二甲胺已反应（通过检验游离胺，游离胺可用0.1mol/L的HCl滴定，以溴酚蓝作指示剂），未反应的氯丙烯与甲醇共沸蒸馏出；在剩下的甲醇溶液中加入NaHSO3水溶液和叔丁基过氧化苯甲酸酯（0.001mol），通入氮气，在沸水浴中加热回流7h；反应完成后，把溶剂蒸出，在残留物中加入300mL无水乙醇，乙醇不溶物乘热过滤分离；滤液进行蒸馏去除乙醇，干的残留物为粗产物，提纯产物可用300mL石油醚-无水乙醇（体积比5：100）混合溶剂进行重结晶，最后得到白色结晶状纯产物。 卤代脂肪酸 + 乙二胺 + 氯乙酸 = 氨基多元羧酸表活剂 良好得螯合性能 二、氨基磺酸系 a.脂肪胺（伯胺） + 溴乙基磺酸钠 N-烷基-N-乙磺酸钠 b.脂肪胺（伯胺）+ 1,3-丙撑基亚磺酸内酯 c.卤代丁二酸二酯 + 氨乙基磺酸钠 实例 N-二（3-丙撑磺酸盐）十六烷基胺 （Ⅰ） （Ⅱ） 6.3.2 氨基酸系两性表面活性剂 一、氨基羧酸系 （一）羧酸型β－氨基丙酸系 （二）羧酸型α－亚氨基乙酸系（N-烷基甘氨酸系） 二、氨基磺酸系 1.N-烷氧基取代的β－氨基丙酸系 2.N-烷基硫代的β－氨基丙酸系 4.N-羟乙基取代酰胺基β－氨基丙酸系 5.门冬酰胺类β－氨基丙酸系 3.哌嗪基取代的β－氨基丙酸系 总结 6.3.3 咪唑啉型两性表面活性剂的合成 分类： 羧酸型咪唑啉； 硫酸酯型咪唑啉； 磺酸型咪唑啉； 磷酸酯型咪唑啉； 最突出优点是极好的生物降解性，迅速完