系列磺酸钠型Gemini表面活性剂的合成及表征

通过两步反应,合成了三种磺酸钠型Gemini表面活性剂6, 6’-（丙基-1, 3-二基双氧）双（3-壬基苯磺酸钠）（9B-3-9B）、6, 6’-（正丁基-1, 4-二基双氧）双（3-壬基苯磺酸钠）（9B-4-9B）和6, 6’-（正戊基-1, 5-二基双氧）双（3-壬基苯磺酸钠）（9B-5-9B）,并讨论了反应温度和反应时间对产物产率的影响,优化了反应条件。利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、核磁共振仪（¹H NMR）和元素分析仪表征产物结构,并通过DCTA21表面界面张力仪测定其在水溶液中的表面张力。结果表明：与传统表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）相比,Gemini表面活性剂9B-m-9B（m=3, 4, 5）具有更高的表面活性,其临界胶束浓度（CMC）分别为0.14、0.11、0.12 mmol·L^-1,对应的表面张力g_CMC分别为29.43、29.26、28.22 mN·m^-1。     

新型喹啉类Gemini表面活性剂的合成及界面吸附

以6-氨基喹啉、三光气、三乙胺为原料合成了对称的喹啉脲,其与3种溴代烷进行季铵化反应合成了3种喹啉双季铵盐Gemini表面活性剂,其结构经FTIR、~1HNMR、~(13)CNMR和ESI-MS确证。对中间体喹啉脲及目标产物喹啉Gemini表面活性剂的合成条件进行了优化。合成中间体喹啉脲的最佳反应条件为:二氯甲烷为反应溶剂,n(6-氨基喹啉)∶n(三光气)=5∶1,反应时间为6 h,1,3-二-6-喹啉基脲的收率可达88%。合成喹啉类Gemini表面活性剂的最佳反应条件为:中间体喹啉脲(a)(3.2 g,10.2 mmol),DMF(15 mL)为溶剂,反应温度为110℃,n(1,3-二-6-喹啉基脲)∶n(溴代十二烷)=1∶14,反应时间为8 h,收率可达74%。对目标产物喹啉Gemini表面活性剂在三氯甲烷-水体系中的界面张力进行了测定,结果表明:喹啉Gemini表面活性剂在三氯甲烷溶液内扩散到三氯甲烷-水界面是由纯扩散吸附控制。     

非对称双子季铵盐阳离子表面活性剂的合成及性能

以十二烷基二甲基叔胺、盐酸、环氧氯丙烷为原料,合成了中间体N-(3-氯-2-羟丙基)-N,N-二甲基十二烷基氯化铵,后与3种不同烷基链长的长链烷基叔胺反应,得到3种非对称Gemini季铵盐阳离子表面活性剂(Ⅰ～Ⅲ)。通过IR光谱,1HNMR确证了中间体及目的产物的结构。测定了产物的临界胶束浓度cmc及γcmc。cmc分别为1 07×10-3mol·dm-3、1 99×10-3mol·dm-3和9 55×10-3mol·dm-3,γcmc分别为40 9mN·m-1、48 0mN·m-1和50 9mN·m-1。结果表明:所合成的非对称Gemini季铵盐阳离子表面活性剂具有较高的表面活性。     

一种不对称阴离子Gemini表面活性剂的合成及表面活性研究

以α-溴代十四酸乙酯和4-癸基苯酚为原料,经Williamson醚化、磺化及皂化反应制备了一种不对称阴离子Gemini表面活性剂α-(4-癸基-2-磺基)-苯氧基十四酸钠,简写为C12CO2Na-p-C10SO3Na,考察了醚化反应条件,并用FTIR和1HNMR表征了中间体及目标产物结构。结果表明,醚化反应的最佳条件为:以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和甲苯作溶剂,无水K2CO3作缚酸剂,物料比n(α-溴代十四酸乙酯)∶n(4-癸基苯酚)=1.05∶1,回流反应3 h,醚化产物收率为77.2%(以4-癸基苯酚计)。采用吊片法测定了目标产物的表面活性,其表面张力最低可降至26 mN/m左右,临界胶束浓度(CMC)为3.28×10-6mol/L,比相应常规单链表面活性剂十四烷酸钠和间癸基苯磺酸钠的CMC低3个数量级,体现出Gemini表面活性剂优异的表面活性。     

一种双磺酸盐表面活性剂的合成与表面性能研究

以无水对氨基苯磺酸、1,2-二溴乙烷、溴代十二烷等为主要原料制备了双阴离子(Gemini)表面活性剂N,N’-(十二烷基二对苯磺酸钠)乙二胺(HY-12)。采用IR光谱测试技术对目标产物的结构进行了初步鉴定,并考察了无机盐对HY-12表面活性的影响。该目标产物水溶液的cmc(5.0×10-4mol/L)是十二烷基磺酸钠的1/20,在临界胶束浓度下的γcmc(27.5 mN/m)比十二烷基磺酸钠(39.0 mN/m)低11.5 mN/m。目标产物与十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)复配产生了较好的协同效应。     

甲基偶联双（壬基苯甲醚磺酸钠）的合成及性能研究

以“绿色试剂”碳酸二甲酯为原料,通过相转移催化甲基偶联双壬基酚的O-甲基化反应,合成得到中间体甲皋偶联双（壬基苯甲醚）,再经磺化、中和制得新型Genini阴离子表面活性剂——甲基偶联双（壬基苯甲醚磺酸钠）。测定了中间体和产物Gemini表面活性剂的红外光谱、质谱及核磁共振氢谱,并测定了Gemini表面活性剂的表面张力、临界胶束浓度、增溶能力、钙皂分散力、钙离子稳定性、泡沫性能、乳化力及润湿力。结果表明,与LAS相比,本文合成的新型Gemini表面活性剂具有较低的表面张力值,cmc降低约一个数最级;且钙皂分散力、钙离子稳定性、稳泡力及乳化力均优于LAS。     

酯基季铵盐双子表面活性剂的合成研究进展

综述了酯基分别为连接基和疏水基的对称型季铵盐双子(Gemini)表面活性剂以及不对称酯基季铵盐Gemini表面活性剂的合成方法,并对合成产物的性能及应用进行了简单介绍,最后对酯基季铵盐Gemini表面活性剂的发展进行了展望。     

m-n-m型Gemini季铵盐表面活性剂的合成及性能研究

以N,N-二甲基十四胺和1,8-二溴辛烷反应生成了14-8-14型Gemini季铵盐表面活性剂,通过单因素试验优化了反应条件,确定较佳合成条件为:N,N-二甲基胺的用量为5 mmol,N,N-二甲基胺与二溴烷烃的摩尔比为2.2:1,溶剂乙腈用量为10 mL,反应温度为80℃,反应时间为24 h,在此条件下合成了24种m-n-m型Gemini季铵盐表面活性剂,大部分反应的收率大于80%。采用吊环法对产物的表面张力进行了测定,分别研究了疏水烷基链、连接基对Gemini季铵盐表面活性剂表面活性的影响,研究发现,当连接基n相同时,随着疏水烷基链的增长(m10时),Gemini季铵盐表面活性剂的表面张力呈现先减小后增大的趋势,14-n-14型Gemini季铵盐表面活性剂呈现出最好的表面活性;当疏水烷基链m=14时,随着连接基n的增大,Gemini季铵盐表面活性剂的表面张力呈现先增大后减小的趋势。     

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,再进一步合成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IR1、H NMR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。     

烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂的结构与界面性质

以烷基酰氯为原料,经傅克酰基化反应、格林反应、催化氢化还原及磺化、中和等步骤,合成了10-4-10、12-4-12和10-6-10(10和12代表疏水基碳数,4和6代表连接基团碳数)3种不同结构的双烷基双苯双磺酸盐Gemini表面活性剂,并用核磁共振氢谱和电喷雾质谱对产物进行了结构鉴定。用旋滴法测定了其水溶液与正庚烷的界面张力,发现磺酸盐Gemini表面活性剂的CMC比对应的传统的表面活性剂的CMC低两个数量级,并且随着疏水基碳数或连接基团碳数的增加而降低。10-4-10、12-4-12和10-6-10的饱和吸附面积(Amin)分别为0.23、0.35和0.97 nm2,饱和吸附量(Γmax)分别为7.37×10-10、4.65×10-10和1.72×10-10mol/cm2,临界胶束浓度下的界面张力(γCMC)分别为3.60、3.06和1.89 mN/m。     

(2,2-双二茂铁基丙烷)-6,6′-二甲酸的合成与表征

用2,2-双二茂铁基丙烷与邻氯苯甲酰氯在AlCl3催化下合成了6,6′-二(邻氯苯甲酰基)双二茂铁基丙烷,然后在叔丁醇钾的存在下解离成相应的(2,2-双二茂铁基丙烷)-6,6′-二甲酸。利用元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱对合成的化合物进行了表征。     

(2,2-双二茂铁基丙烷)-6,6′-二酰基取代衍生物的合成与表征

以2,2-双二茂铁基丙烷为原料,在BF3催化下进行两步酰化反应,合成了3种6,6′-不同酰基取代双二茂铁基丙烷,在进行戊酰化时分离到了6,6′-二戊酰基双二茂铁基丙烷,利用元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱对合成的化合物进行了表征。     

磺酸型Gemini表面活性剂的合成及表面活性

以壬基酚、1,4-二溴丁烷和氯磺酸为主要原料,通过三步反应合成了新型的磺酸型Gemini表面活性剂9BA-4-9BA,讨论了合成反应时间、温度以及催化剂对产物纯度和产率等因素的影响,优化了反应过程。利用核磁共振谱和红外光谱表征了产物结构,并通过DCTA21表面/界面张力仪测试其水溶液中的表面张力。和传统表面活性剂相比,合成的Gemini表面活性剂9BA-4-9BA具有更高的表面活性,其临界胶束浓度和C20分别为6.2×10-4mol/L和1.1×10-5mol/L。     

双壬基二苯双醚磺酸盐型双子表面活性剂的合成与性能

以壬基酚、二溴烷烃和氯磺酸为原料,合成了2种双壬基二苯双醚磺酸盐型双子表面活性剂。在中间体的合成反应中引入超声波,通过正交试验优化了生成双醚中间体的反应条件,并考察了超声波功率对产率的影响。通过红外光谱、质谱以及核磁共振对产物结构进行了表征。研究了产物的表面活性、乳化性能和泡沫性能。将合成的Gemini A和Span 80复配作为复合乳化剂来乳化甲基硅油。结果表明,生成双醚的适宜反应条件为:n(壬基酚)∶n(二溴烷烃)=2.02∶1,碱用量为20%(质量分数),65℃下反应1.5 h,超声波功率为250 W。合成的双子表面活性剂具有良好的表面活性、乳化性能和泡沫性能。采用复合乳化剂得到了均匀稳定的甲基硅油乳液。     

Gemini型磺基琥珀酸酯盐表面活性剂的合成与性能

采用非外加相转移催化剂的方法合成了Gemini型磺基琥珀酸酯盐表面活性剂,得到较佳工艺条件为:n(顺酐):n(乙二醇)=2.05∶1、于70℃下单酯化反应2.0h,可得到酯化率约95%的单酯化产物;n(顺酐)∶n(己醇)=1.15∶1,160℃条件下双酯化反应40min,可得到酯化率约95%的双酯化产物:n(NaHSO3):n(顺酐)=1.05∶1,反应温度110℃下反应2.5h,可得到磺化率96%的目标产物。测定了Gemini型表面活性剂的表面性能,并与十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠的性能进行了比较,结果显示:其临界胶束浓度为0.8mmol/L、表面张力为25.7mN/m,渗透性能、去污力较佳,是一种较为理想的表面活性剂。     

N,N′-二(4-苯磺酸钠)脲合成的工艺研究

以DMF为溶剂,由对氨基苯磺酸钠与尿素在150℃反应得到N,N′-二(4-苯磺酸钠)脲。经过实验优化,确定了最佳原料配比n(对氨基苯磺酸钠)∶n(尿素)=2.0∶1.6,最佳反应时间为9h。     

三芳胺类空穴传输材料的合成及光电性能

以3,5-二甲基苯胺为原料与苯磺酸钠反应合成了3,5-二甲基二苯胺,研究了反应温度、时间以及反应物配比对收率的影响,确定了最佳工艺条件。再以3,5-二甲基二苯胺与4,4'-二碘联苯通过Ullmann缩合反应合成了空穴传输材料N,N′-双(3,5-二甲基苯基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺,产品收率为82.24%,经提纯,产品纯度可达99.31%。对该化合物进行的光电测试结果表明,其具有优异的空穴传输性能。     

新型磺基甜菜碱的合成与性能

以壬基酚、环氧氯丙烷、二甲胺及2-羟基-3-氯丙磺酸钠为主要原料合成两性表面活性剂N,N-二甲基-N-(2-羟基-3-对壬基苯氧基）丙铵基(2-羟基）丙磺基甜菜碱。通过正交试验设计优化了中间体壬基酚环氧丙基醚的合成工艺条件,并通过红外光谱对目标产物进行结构表征。采用滴体积法确定了该表面活性剂的临界胶束浓度(cmc）和临界胶束浓度下的表面张力(γ_cmc）,其值分别为9.12×10^-4 mol/L和27.87 mN/m。并考察了45 ℃下该表面活性剂的乳化性能。     

18-3-18型Gemini阳离子表面活性剂的合成

该文以十八叔胺与环氧氯丙烷为主要原料合成了18-3-18型Gemini阳离子表面活性剂。合成十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵(OGDMAC)的最佳条件为:反应温度35℃,将十八叔胺(OTA)滴加入过量环氧氯丙烷 (EPIC)中,物料摩尔比为n(OTA):n(EPIC)=1:5,保温搅拌4 h,收率97．3％。合成18-3-18型Gemini双阳离子表面活性剂的最佳条件为:将OGDMAC 0．05 mol以固体形式加入含0．05 mol十八叔胺盐酸盐(OTAHC)的丙酮溶液中,反应温度40℃,反应时间6 h,收率97．7%。以溴酚蓝为指示剂,氯仿为分散相的两相滴定法对反应产物进行了定量分析,并通过重结晶,得最终纯净产物。中间体及目标产物通过环氧值测定、羟值测定、IR等进行了定性分析。     

新型喹啉Gemini表面活性剂的合成及界面吸附

以6-氨基喹啉，三光气，三乙胺为原料合成了对称的喹啉脲，通过其与三种溴代烷进行季铵化反应合成了喹啉双季铵盐，其结构经FT-IR，1H NMR，13CNMR和ESI-MS证实。对中间体喹啉脲及目标产物喹啉Gemini表面活性剂的合成条件进行了优化。合成中间体的反应条件为二氯甲烷做反应溶剂，n (6-氨基喹啉)∶n (三光气) = 5∶1，反应时间为6 h，收率可达88%。合成喹啉类Gemini表面活性剂的反应条件为DMF为反应溶剂，反应温度为110℃，n(中间体)∶n(溴代烷) = 1∶14，反应时间为8 h，收率可达74%。对目标产物喹啉Gemini表面活性剂在三氯甲烷-水体系中的界面张力进行了测定，结果表明：喹啉Gemini表面活性剂在三氯甲烷溶液内扩散到三氯甲烷-水界面是由纯扩散吸附控制的。