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第十一章双子型外表活性剂

Geminisurfactants

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第一节概述

•“Gemini〞在天文学中是“双子星座〞的意思。

Gemini外表活性剂是一类分子中含有两个或两个以

上亲水亲油基团的外表活性剂。从分子结构上看，

Gemini外表活性剂相似于两个单链外表活性剂分子

的聚结，故又称为“二聚外表活性剂

surfactant)或孪连型外表活性剂〞。

•结构如以下图所示：

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一、Gemini外表活性剂的研究与开展

•新型的两亲分子的合成最早始于1974年，

Deinega等合成了其分子结构顺序为：长的碳氢

链、离子头基、联接基团、第二个离子头基、第

二个碳氢链(如图1)。的二聚外表活性剂。1988

年，日本大阪(Osaka)大学Okahara等研究并合

成了以柔性基团连接离子头基的假设干双烷烃链

外表活性剂。但给这种类型的双亲分子起名为

Gemini外表活性剂的时间是1991年Menger合成了

以刚性基团连接离子头基的双烷烃链外表活性剂

以后，并对Gemini外表活性剂的吸附形式和胶束

形式作了探讨。

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•1993年，美国纽约州立大学的Rosen采纳了

“Gemini〞的命名，并系统合成、研究了以氧乙

烯或氧丙烯柔性基团联接的Gemini外表活性剂，

不再对联接基团做任何附加限定。同时，法国的

CharlesSadron研究所也以亚甲基链作为联接基

团，研究了一系列双烷基铵盐外表活性剂。Danio

等人通过中子衍射法对葡萄糖酰胺类非离子

Gemini外表活性剂的胶团结构进行了测定。结果

说明，Gemini外表活性剂具有普通的单链单头外

表活性剂不可比较的优良活性。所以Gemini外表

活性剂誉为“新一代外表活性剂〞。

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二、Gemini外表活性剂的分类

•1.阴离子型Gemini外表活性剂

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2.阳离子型Gemini外表活性剂

•具有柔性连接基团的双烷烃链季铵盐型Gemini外表活性剂

具有刚性连接基团的Gemini外表活性剂

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3.非离子型Gemini外表活性剂

•系列醇醚和酚醚型非离子Gemini外表活性剂。

连接基团包括对苯二酚、乙二胺、二硫代乙醇

和哌嗪等，氧乙基化的环氧加成数根据应用需

要而定。

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4.两性型Gemini外表活性剂

•咪唑啉阳离子化合物

•磷酸酯甜菜碱型

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三、Gemini外表活性剂的结构与性能

•在Gemim外表活性剂中，同一个分子具有两个疏水基团：比只

有一个疏水基团的传统外表活性剂有更强烈的逃离水相的倾

向，因而自发吸附到气／水界面上，在气／水界面上排列得

更紧凑。这就是Gemini外表活性剂具有高外表活性的根本原因。

•Gemini外表活性剂在水溶液中可能存在的几种形式。

•Gemini外表活性剂的胶束形式是以弯曲的或环状的不规那么

的“刷子头〞形式存在，胶束外表粗糙，其中排布着充满水

的孔隙，外表活性剂中烷烃链—水之间的接触程度很大。

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Gemini外表活性剂的结构特点决定其胶束形式的独特性，

也使其在界面上的吸附不同于传统模式。如下图

•传统外表活性剂a与G