陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑價格低廉、性能優(yōu)異、用途廣泛，是最早使用的表面活性劑品種。主要用作洗滌劑、潤濕劑、發(fā)泡劑和乳化劑。1陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑價格低廉、性能優(yōu)異、用途廣泛4.1陰離子表面活性劑概述定義：表面活性劑溶解于水，其親水基為帶負電的陰離子。根據(jù)親水基的不同，陰離子表面活性劑可分為羧酸鹽型、磺酸鹽型、硫酸酯鹽型和磷酸酯鹽型。4.1.1陰離子表面活性劑的分類24.1陰離子表面活性劑概述定義：表面活性劑溶解于水，其親水（1）羧酸鹽型（R-COOM）R-COONa肥皂；（C17H35COONa）硬脂酸鈉；CH3∣RCONCHCOONa(N-甲基酰胺羧酸鹽)烷基羧酸鹽稱為肥皂。肥皂由天然油脂與堿經(jīng)皂化反應(yīng)生成。包括C12H28的直鏈羧酸鈉或鉀鹽3（1）羧酸鹽型（R-COOM）R-COONa肥皂；烷基羧酸鹽原料以及加工形式：油脂（如椰子油、棕櫚油、米糠油、大豆油、花生油、硬化油、牛油、魚油）和燒堿（氫氧化鈉、氫氧化鉀）水溶液一起加熱，皂化反應(yīng)，生成烷基羧酸鹽和甘油油脂皂化產(chǎn)物，烷基羧酸鹽稱為肥皂肥皂的合成脂肪酸的碳鏈越長，飽和度越大，凝固點越高，制成的肥皂越硬。硬度：鉀皂>鈉皂>胺皂4原料以及加工形式：油脂皂化產(chǎn)物，烷基羧酸鹽稱肥皂的合成脂肪酸用途：

具有起泡、潤濕、洗滌去污作用，并能顯著降低水的表面張力。去污能力：

在軟水中對棉織物去污能力最好，是其他洗滌劑不能比擬的。

缺點：

肥皂在硬水中能生成不溶解的金屬皂，降低其去污能力5用途：5（2）磺酸鹽型（-SO3Na）R-SO3Na，R-CH=CH-CH2SO3Na烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、a-烯烴磺酸鹽CH3ROOC-CH2∣∣RCONCHCH2CH2SO3NaROOC-CH-SO3Na(N-甲基油酰胺?；撬猁})（琥珀酸酯磺酸鹽）是陰離子表面活性劑中最重要的品種。主要有烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、a-烯烴磺酸鹽、N-甲基油酰胺?；撬猁}、琥珀酸酯磺酸鹽等。6（2）磺酸鹽型（-SO3Na）R-SO3（3）硫酸酯鹽型（-OSO3Na）常用的有：R-OSO3NaRO(CH2CH2O)n-SO3Na脂肪醇硫酸鈉脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（4）磷酸酯鹽型（-OPO3Na）有脂肪醇磷酸單酯雙鈉鹽和脂肪醇磷酸雙酯鈉鹽。分子式：陰離子表面活性劑中以磺酸鹽品種最多，用量最大。7（3）硫酸酯鹽型（-OSO3Na）常用的有：（4）磷酸酯鹽型4.1.2磺酸鹽磺酸基的引入方法直接磺化法：通過磺化反應(yīng)直接引入磺酸基的方法。如烷基苯磺酸鹽的合成。間接引入法：用帶有磺酸基的原料，通過磺化反應(yīng)以外的其它反應(yīng)引入磺酸基的方法。如N-甲基油酰胺?；撬猁}的合成：由油酰氯和N-甲基牛磺酸縮合而成。對直接磺化法，根據(jù)被磺化物的結(jié)構(gòu)，采用適當(dāng)?shù)幕腔に嚪椒āＭ闊N常用磺化工藝：氧磺化法、氯磺化法、置換磺化法、加成磺化法。芳烴磺化工藝：過量硫酸磺化法、共沸去水磺化法、三氧化硫磺化法、氯磺酸磺化法等。合成磺酸鹽型陰離子表面活性劑過程中，磺酸基的引入方法可分為直接磺化法和間接引入法。84.1.2磺酸鹽磺酸基的引入方法直接磺化法：通過磺化反應(yīng)直4.2烷基苯磺酸鹽R為CnH2n+1（n為12-18）烷基苯磺酸鈉是陰離子表面活性劑中最主要的品種，生產(chǎn)和銷售量僅次于肥皂。在合成表面活性劑生產(chǎn)中占第一位。烷基上帶支鏈的烷基苯磺酸鹽，通常用ABS表示。直鏈烷基苯磺酸鹽，通常用LAS表示。94.2烷基苯磺酸鹽R為CnH2n+1（n為12-18）9烷基苯磺酸鹽不是單一組分，這是由于：原料合成工藝不同，烷基的鏈長和支鏈的情況不同?；撬峄屯榛溝噙B的位置不同?；撬峄M入苯環(huán)的數(shù)量不同。10烷基苯磺酸鹽不是單一組分，這是由于：原料合成工藝不同，烷基的

以正十二烯烴為原料，采用HF或三氯化鋁為催化劑，進行付－克烷基化反應(yīng)，再用三氧化硫或發(fā)煙硫酸為磺化劑，磺化，中和得到產(chǎn)物1964年，各國相繼改用直鏈?zhǔn)榛交撬徕c（LAS）合成方法：11以正十二烯烴為原料，采用HF或三氯化鋁為催化劑，進行4.2.2烷基芳烴的生產(chǎn)過程烯烴——合成支鏈烷基苯，用于生產(chǎn)支鏈烷基苯磺酸鈉（ABS）。鹵代烷——合成直鏈烷基苯，用于生產(chǎn)直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）。長鏈烷基苯的合成：在酸性催化劑的作用下苯的烷基化反應(yīng)（傅氏烷基化反應(yīng)）。烷基化試劑：酸催化劑：催化劑作用：使烷化劑變?yōu)榛顫姷挠H電質(zhì)點（烷基正離子），使反應(yīng)容易進行。質(zhì)子酸：硫酸、磷酸、氫氟酸等路易斯酸：三氯化鋁、三氟化硼、氯化鋅、四氯化錫。124.2.2烷基芳烴的生產(chǎn)過程烯烴——合成支鏈烷基苯，用于生4.2.2.1以烯烴為烷基化試劑合成烷基苯烯烴轉(zhuǎn)化為烷基正離子的過程是質(zhì)子的親電加成反應(yīng)，符合Markovnikov規(guī)則。即質(zhì)子加成到雙鍵中含氫原子較多的碳原子上，另一個碳原子轉(zhuǎn)換成碳正離子。烯烴轉(zhuǎn)化為親電質(zhì)點后，與苯環(huán)發(fā)生親電取代反應(yīng)，形成σ-配合物，再脫去質(zhì)子得到支鏈烷基苯。反應(yīng)歷程134.2.2.1以烯烴為烷基化試劑合成烷基苯烯烴轉(zhuǎn)化為烷基正4.2.2.2以氯代烷為烷基化試劑、AlCl3為催化劑合成烷基苯反應(yīng)歷程氯化烷烴發(fā)生極化形成離子配合物R+…AlCl4-，再與苯進行親電取代反應(yīng)得到烷基苯。144.2.2.2以氯代烷為烷基化試劑、AlCl3為催化劑合成4.2.3烷基芳烴的磺化烷基化反應(yīng)生成的烷基苯進一步經(jīng)磺化反應(yīng)可制得烷基苯磺酸鈉表面活性劑。4.2.3.1烷基苯磺化機理（1）、磺化試劑及其性質(zhì)硫酸（H2SO4）、發(fā)煙硫酸（SO3·H2SO4）、三氧化硫（SO3）、氯磺酸（ClSO3H）、氨基磺酸（H2NSO3H）、亞硫酸鹽等。常用磺化劑有154.2.3烷基芳烴的磺化烷基化反應(yīng)生成的烷基苯進一步經(jīng)磺化第一步，磺化親電質(zhì)點進攻苯環(huán)，結(jié)合生成σ-配合物；第二步，σ-配合物脫掉質(zhì)子形成產(chǎn)物。磺化反應(yīng)為經(jīng)過的兩步歷程：磺化劑不同，磺化質(zhì)點不同，其反應(yīng)活性也不同。由于空間位阻效應(yīng)，磺化產(chǎn)物一般是對位取代物。16第一步，磺化親電質(zhì)點進攻苯環(huán)，結(jié)合生成σ-配合物；磺化反應(yīng)為4.2.4烷基苯磺酸的后處理分酸的目的：分離產(chǎn)物中的烷基苯磺酸和硫酸分酸的原理：利用硫酸和烷基苯磺酸水溶性的不同，在磺化產(chǎn)物中加入水，降低它們的互溶性，借助密度差來進行分離。隨溫度的升高，烷基苯磺酸和硫酸的密度差增大。適宜溫度為40-60℃。4.2.4.1分酸烷基苯磺化生成的烷基苯磺酸需要進行分酸和中和兩個后處理過程。174.2.4烷基苯磺酸的后處理分酸的目的：分離產(chǎn)物中的烷基苯4.2.4.2中和中和：將烷基苯磺酸轉(zhuǎn)化為烷基苯磺酸鈉的過程。有間歇法、半連續(xù)法、連續(xù)法等工藝流程。184.2.4.2中和中和：將烷基苯磺酸轉(zhuǎn)化為烷基苯磺酸鈉的過4.2.5烷基苯磺酸鹽的應(yīng)用是最重要的洗滌劑配方原料。最大應(yīng)用領(lǐng)域是在洗衣劑。通常為十二、十三、十四烷基苯磺酸鹽的混合物，與其它表面活性劑和助劑混合使用。直鏈烷基苯磺酸鈉也用在其它洗滌劑配方中。如各種專用洗滌劑和美容、化妝用品中。家用洗滌劑配方工業(yè)表面活性劑農(nóng)業(yè)應(yīng)用用作化肥防結(jié)塊劑、農(nóng)藥乳化劑和潤濕劑。烷基苯磺酸鹽在工業(yè)上的應(yīng)用很廣泛，如石油破乳劑、發(fā)泡劑、分散劑、工業(yè)清潔劑等。194.2.5烷基苯磺酸鹽的應(yīng)用是最重要的洗滌劑配方原料。最大4.3a-烯烴磺酸鹽（AOS）由a-烯烴與磺化劑直接反應(yīng)而得。主要成分為鏈烯磺酸鹽、羥基鏈烷磺酸鹽，還有二磺酸鹽等，是雙鍵和羥基在不同位置的多種異構(gòu)體的混合物。工藝條件和投料量影響混合物的組成。其表面活性和應(yīng)用性能與混合物的結(jié)構(gòu)和組成比例有關(guān)。204.3a-烯烴磺酸鹽（AOS）由a-烯烴與磺化劑直接反應(yīng)性能

AOS與LAS的性能類似，其去污能力、發(fā)泡性能和潤濕性能都比較好，AOS四天內(nèi)可以完全被生物降解。半致死量為3.26g/kg，毒性低，刺激性小。應(yīng)用：

化妝品，泡沫細膩，豐富持久，用作液體洗滌劑，餐具洗滌劑，洗發(fā)香波，粒狀洗滌劑。21性能21α－烯烴磺酸鹽（AOS）合成方法：

以石蠟油裂解生產(chǎn)的C16-C18的α-烯烴為原料，用空氣稀釋的三氧化硫進行磺化得到22α－烯烴磺酸鹽（AOS）合成方法：以石蠟油裂解生混合產(chǎn)物，約40％烯烴磺酸，40％1，3-和1，4-烷烴磺酸內(nèi)酯，20％二磺酸內(nèi)酯，中間產(chǎn)物再經(jīng)過中和成鹽，得產(chǎn)物。AOS的組成為：烯烴磺酸鹽：羥基烷基磺酸鹽＝1：2烯烴磺酸鹽64－72％羥基烷基磺酸鹽21－26％23混合產(chǎn)物，約40％烯烴磺酸，40％1，3-和1，4-烷烴磺酸4.4烷基磺酸鹽（SAS）SAS與LAS類似的發(fā)泡性和洗滌性能，而且水溶性好。有良好的潤濕、乳化、分散和去污能力，生物降解性好，刺激性小。RSO3Na是不同碳原子數(shù)飽和烷基磺酸鹽的混合物。是一種較新的表面活性劑品種。應(yīng)用：液體洗滌劑的主要原料，如：餐具洗滌劑。缺點：產(chǎn)品存在發(fā)粘和不松散現(xiàn)象，所以不適合作為洗衣粉的主要成分生產(chǎn)方法主要有氧磺化法和氯磺化法。244.4烷基磺酸鹽（SAS）SAS與LAS類似的發(fā)泡性和洗滌4.4.2氧磺化法生產(chǎn)烷基磺酸鹽（SAS）以正C14－C18的烷烴為原料，用二氧化硫和空氣作磺化劑，中和得到產(chǎn)物注意：反應(yīng)過程中，磺酸基可能會出現(xiàn)在直鏈烷烴的任何一個位置上，所以產(chǎn)物是混合物。合成方法：254.4.2氧磺化法生產(chǎn)烷基磺酸鹽（SAS）以正C144.4.2.1長鏈烷烴的氧磺化機理鏈的引發(fā)：RH→R·＋H·SO2（基態(tài)）→SO2*（激發(fā)態(tài)）RH＋SO2*→R·＋H·＋SO2鏈的傳遞：R·＋SO2→RSO2·RSO2·＋O2→RSO2OO·RSO2OO·＋RH→RSO2OOH＋R·鏈的終止：RSO2OOH＋SO2＋H2O→RSO3H＋H2SO4氧磺化反應(yīng)的產(chǎn)物絕大部分為仲位取代物。常采取向反應(yīng)器中加水使過氧磺酸轉(zhuǎn)化為磺酸，使過氧磺酸的濃度不至于太高。稱為水-光氧磺化法。烷烴的氧磺化是自由基反應(yīng)。是一個自動催化的反應(yīng)。264.4.2.1長鏈烷烴的氧磺化機理鏈的引發(fā)：RH→R·4.4.3氯磺化法制備烷基磺酸鹽氯磺化反應(yīng)也稱為Reed反應(yīng)，為自由基鏈反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：RH+SO2+Cl2→RSO2Cl+HClRSO2Cl+NaOH→RSO3Na+H2O+NaCl274.4.3氯磺化法制備烷基磺酸鹽氯磺化反應(yīng)也稱為Reed反4.4.3.1氯磺化反應(yīng)機理鏈的引發(fā)：Cl2→Cl·＋Cl·鏈的傳遞：RH＋Cl·→R·＋HClR·＋SO2→RSO2·（主反應(yīng)）R·＋Cl2→RCl＋Cl·（副反應(yīng)）RSO2·＋Cl2→RSO2Cl＋Cl·鏈的終止：Cl·＋Cl·→Cl24.4.3.2烷烴的氯磺化生產(chǎn)過程包括氯磺化反應(yīng)、脫氣、皂化、后處理（脫烴、脫鹽、脫油）等工序。圖4-29284.4.3.1氯磺化反應(yīng)機理鏈的引發(fā)：Cl2→Cl·＋4.5.琥珀酸磺酸鹽琥珀酸即丁二酸HOOC(CH2)2COOH。琥珀酸酯磺酸鹽可分為琥珀酸單酯磺酸鹽和琥珀酸雙酯磺酸鹽?；撬峄囊耄河脕喠蛩釟溻c（NaHSO3）與馬來酸（順丁烯二酸）酯雙鍵進行加成反應(yīng)。294.5.琥珀酸磺酸鹽琥珀酸即丁二酸HOOC(CH2)2CO4.5.1琥珀酸酯磺酸鹽結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系臨界膠束濃度和表面張力隨琥珀酸酯磺酸鹽的碳原子數(shù)的增加而降低。帶支鏈烷基的臨界膠束濃度較直鏈的高。潤濕力在7個碳原子以下隨碳原子數(shù)增加而提高，碳原子數(shù)高于7時，則呈相反趨勢。304.5.1琥珀酸酯磺酸鹽結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系臨界膠束濃度和表面4.5.2滲透劑T（AerosolOT）的合成與性能有良好的乳化、分散、潤濕、增溶性，抗硬水性好，脫脂力較弱，適用于與皮膚接觸的日用化學(xué)品。用聚氧乙烯醚脂肪醇與馬來酸酐反應(yīng)，生成聚氧乙烯醚單酯。再與NaHSO3進行雙鍵加成磺化制得。4.5.3脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸單酯磺酸鈉（AESM或AESS）AerosolOT是琥珀酸磺酸鹽類表面活性劑最重要的品種之一。為性能很好的滲透劑，用作織物處理劑和農(nóng)藥乳化劑。其合成主要為酯化和磺化反應(yīng)。由馬來酸酐與不同碳氫鏈的醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成馬來酸雙酯，再與NaHSO3進行雙鍵加成磺化制得。314.5.2滲透劑T（AerosolOT）的合成與性能有良4.6高級脂肪酰胺磺酸鹽R∣分子通式：R’CON(CH2)nSO3Na4.6.1高級脂肪酰胺磺酸鹽的合成

先合成羥基磺酸鹽，再與脂肪胺或酰氯合成酰胺磺酸鹽。324.6高級脂肪酰胺磺酸鹽由NaHSO3與醛或環(huán)氧化合物反應(yīng)生成。ClCH2CH2Cl+Na2SO3→ClCH2CH2SO3Na→RNHCH2CH2SO3Na4.6.1.1合成羥基磺酸鹽4.6.1.2合成氨基烷基磺酸鹽羥基磺酸鹽與有機胺反應(yīng)制得氨基烷基磺酸鹽。另一種合成方法：4.6.1.3高級脂肪酰胺磺酸鹽的合成由氨基烷基磺酸鹽和脂肪酰氯進行N-酰化反應(yīng)而得。RCONH2+HCHO+NaHSO3→RCONHCH2SO3Na其它合成方法：33由NaHSO3與醛或環(huán)氧化合物反應(yīng)生成。ClCH2CH2CCH3∣結(jié)構(gòu)通式：C17H33CONCH2CH2SO3Na4.6.2凈洗劑209的合成凈洗劑209（IgeponT）為N-油?；?N-甲基?；撬徕c，是性能優(yōu)良的陰離子表面活性劑。34CH34.6.2凈洗劑2CH3∣C17H33COCl+CH3NHCH2CH2SO3Na→C17H33CONCH2CH2SO3Na合成過程：1.羥乙基磺酸鈉的制備2.N-甲基?；撬徕c的制備HOCH2CH2SO3Na+CH3NH→CH3NHCH2CH2SO3Na3.油酰氯的制備3C17H33COOH+PCl3→3C17H33COCl4.油酰氯與?；撬徕c合成N-油?；?N-甲基?；撬徕c35

4.7其它類型陰離子表面活性劑4.7.1硫酸酯鹽型陰離子表面活性劑ROSO3MR為碳原子數(shù)為8-18的烴。由高級脂肪醇與硫酸、發(fā)煙硫酸、氯磺酸、SO3等硫酸化試劑反應(yīng)而得。碳原子數(shù)為8-18時，表面活性最佳。也稱為烷基硫酸鹽,1930年開始有商業(yè)產(chǎn)品，目前，仍然是表面活性劑的主要品種之一。364.7其它類型陰離子表面活性劑4.7.1硫酸酯鹽型陰離以C12－18脂肪醇為原料，經(jīng)過ClSO3H或三氧化硫進行硫酸酯化，再中和成產(chǎn)品1、脂肪醇硫酸酯鹽（AS）（FAS）在各種不同的AS產(chǎn)品中，鏈長度為C12－C14的發(fā)泡能力最強，在室溫的洗滌性能最好，乳化能力也是隨鏈長增加而提高。合成方法：37以C12－18脂肪醇為原料，經(jīng)過ClSO3H或三氧化硫進行硫FAS主要用途：C12H25OH+H2SO4→C12H25OSO3H+H2O十二烷基硫酸鈉（月桂醇硫酸鈉）（FAS）配制液狀洗滌劑，餐具洗滌劑，香波，牙膏，紡織品用潤濕和洗凈劑，也可以配制粉狀清洗劑，農(nóng)藥用潤濕粉劑。有液狀和粉狀兩種形式，水溶性好，起泡力好，耐硬水，去污力較強，用作起泡劑、洗滌劑、乳化劑及礦物浮選劑。C12H25SO4Na合成反應(yīng)方程式：38FAS主要用途：C12H25OH+H2SO4→C12H2脂肪醇硫酸鹽的主要產(chǎn)品為：1）飽和脂肪醇硫酸鈉：十二醇(月桂醇)硫酸鈉C12H25OSO3Na十六醇（鯨蠟醇）硫酸鈉C16H33OSO3Na十八醇（硬脂醇）硫酸鈉C18H37OSO3Na2）不飽和脂肪醇硫酸鈉十八烯醇（油醇）硫酸鈉

C18H35OSO3Na3）天然混合醇硫酸鈉油醇、鯨蠟醇硫酸鈉

C18H35OSO3Na+C16H33OSO3Na4）硫酸化油

天然不飽和油脂或蠟（如蓖麻油、橄欖油、棉子油、花生油、菜子油等）與硫酸作用，再經(jīng)過中和得到的產(chǎn)物39脂肪醇硫酸鹽的主要產(chǎn)品為：1）飽和脂肪醇硫酸鈉：十二醇(月桂5）硫酸化烯烴C13－C18的不飽和烯烴與硫酸進行酯化，中和得到硫酸化烯烴后幾類較少作洗滌劑，因滲透性好一般用作染色助劑、纖維整理劑和防治油劑等。硫酸化脂肪酸：由不飽和脂肪酸直接硫酸化得到。硫酸化脂肪酸酯：由不飽和脂肪酸的低級醇酯，經(jīng)硫酸化后得到。405）硫酸化烯烴C13－C18的不飽和烯烴與硫酸進行酯化，中和也稱為脂肪醇醚硫酸鹽，或烷基乙氧基硫酸酯。由高級脂肪醇與環(huán)氧乙烷加成后經(jīng)硫酸化制得。2、脂肪醇聚氧乙烯硫酸酯鹽（AES）通式：R-O-(CH2CH2O)n-SO3M以C12－C14的椰子油醇為原料，與2－4分子的環(huán)氧乙烷縮合，進一步進行硫酸化，用堿、氨、乙醇胺等中和成鹽合成方法：41也稱為脂肪醇醚硫酸鹽，或烷基乙氧基硫酸酯。2、脂肪醇聚氧乙烯水的硬度最不敏感，生物降解性能優(yōu)異，洗凈性、色相、泡沫穩(wěn)定性均比較優(yōu)越，又由于分子中引入了環(huán)氧乙烷分子，產(chǎn)品成本降低，具有優(yōu)良的水溶性。

如月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉，水溶性優(yōu)于月桂醇硫酸鈉，有很好的抗鹽能力和耐硬水性，起泡能力好，低溫下透明，適于制造液體香波。AES的突出優(yōu)點：應(yīng)用：AES一直以來都是單獨的與LAS復(fù)配成香波和輕垢型洗滌劑（如餐具洗滌劑）的主要原料，因為AES不刺激皮膚，并可以反復(fù)產(chǎn)生泡沫也可以與非離子表面活性劑進行復(fù)配42水的硬度最不敏感，生物降解性能優(yōu)異，洗凈性、色相、泡沫穩(wěn)定性4ROH+P2O5→2(RO)2PO(OH)+H2O2ROH+P2O5+H2O→2ROPO(OH)23ROH+P2O5→(RO)2PO(OH)+ROPO(OH)24.7.2磷酸酯鹽型陰離子表面活性劑包括烷基磷酸酯鹽和烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鹽，還可分為單酯和雙酯。磷酸酯鹽表面活性劑有較好的洗滌能力，對酸、堿有良好的穩(wěn)定性，有良好的抗靜電性、乳化、防銹和分散性能。用作紡織油劑、金屬潤滑劑、抗靜電劑、乳化劑、抗蝕劑及干洗洗滌劑。反應(yīng)產(chǎn)物是單酯和雙酯的混合物。還可以用醇與三氯氧磷反應(yīng)制取單酯，醇與三氯化磷反應(yīng)制取雙酯。合成方程式：434ROH+P2O5→2(RO)2PO(OH)+陽離子表面活性劑表面活性劑溶于水時，其水溶性基團為帶正電荷的原子團憎水基

親水基陽離子表面活性劑的親水基由帶正電荷的基團構(gòu)成，疏水基為不同碳原子數(shù)的碳氫鏈。

44陽離子表面活性劑表面活性劑溶于水時，其水溶性基團為帶正電荷的陽離子表面活性劑主要為含氮的有機胺衍生物，還有一小部分為含硫、磷、砷等元素的陽離子表面活性劑。有較好的乳化、潤濕、殺菌、柔軟、抗靜電和抗腐蝕等性能。通常不作為洗滌劑原料使用，主要用作抗靜電劑、纖維柔軟劑、防腐殺菌劑、浸潤劑、防縮劑、固色劑、勻染劑，礦石的浮選劑、發(fā)泡劑。應(yīng)用：45陽離子表面活性劑主要為含氮的有機胺衍生物，還有一小部分為含硫在酸性條件下使用。5.1.1陽離子表面活性劑的分類按照化學(xué)結(jié)構(gòu)，陽離子表面活性劑可分為胺鹽型、季胺鹽型、雜環(huán)型和鎓鹽型等。5.1.1.1胺鹽型是伯胺鹽、仲胺鹽和叔胺鹽表面活性劑的總稱。由脂肪胺和無機酸反應(yīng)形成。C18H37NH2·HCl(C18H37)2NH·HClC18H37N(CH3)2·HCl伯胺鹽仲胺鹽叔胺鹽例：46在酸性條件下使用。5.1.1陽離子表面活性劑的分類按照化學(xué)5.1.1.2季銨鹽型陽離子表面活性劑具有一系列優(yōu)良的性能，是陽離子表面活性劑產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的品種。作為殺菌劑、柔軟劑、礦物浮選劑、乳化劑等廣泛應(yīng)用。既溶于酸性溶液，也可溶于堿性溶液。475.1.1.2季銨鹽型陽離子表面活性劑具有一系列優(yōu)良的性能長鏈季銨鹽含有一個以上長鏈烷基，在陽離子表面活性劑中產(chǎn)量最大。（雙十八烷基雙甲基氯化銨）應(yīng)用：(1)主要用于家用洗衣粉中的柔軟劑*柔軟劑的使用，需要在漂洗中加入，若在洗滌中加入，可與洗滌劑中的陰離子表面活性劑作用，生成沉淀物（鹽），降低了洗滌劑的去污能力，也可作為毛發(fā)用的柔軟劑。48長鏈季銨鹽含有一個以上長鏈烷基，在陽離子表面活性劑中產(chǎn)量十八烷基－二甲基芐基氯化銨十八烷基－二甲基－[3，4二氯芐基]氯化銨(2)作為殺菌劑使用49十八烷基－二甲基十八烷基－二甲基－[3，4二氯芐基]氯化銨(5.1.1.3雜環(huán)型主要為含氮的嗎啉環(huán)、吡啶環(huán)、咪唑環(huán)、哌嗪環(huán)和喹啉環(huán)。表5-2（P111）505.1.1.3雜環(huán)型主要為含氮的嗎啉環(huán)、吡啶環(huán)、咪唑環(huán)、哌1）咪唑啉型季銨鹽型陽離子表面活性劑咪唑啉型季銨鹽的生產(chǎn)和應(yīng)用在陽離子表面活性劑中僅次于季銨鹽。應(yīng)用類似于季銨鹽類，主要用作柔軟劑。通式：常見的雜環(huán)型陽離子表面活性劑：511）咪唑啉型季銨鹽型陽離子表面活性劑咪唑啉型季銨鹽主要商品：

十七烷基氨乙基咪唑啉商品名：咪唑啉型柔軟劑－ES52主要商品：十七烷基氨乙基咪唑啉522）烷基吡啶類季銨鹽主要用作為柔軟劑，殺菌劑和防水劑532）烷基吡啶類季銨鹽主要用作為柔軟劑，殺菌劑和防水劑53R1-P+C12H25Br→[R1-P+-C12H25]·Br－5.1.1.4鎓鹽型除含氮原子的陽離子表面活性劑。如含P、S、I、As等原子的表面活性劑，分別為膦鹽、锍鹽、碘鎓和鉮鹽等。1、膦鹽化合物有良好的殺菌性能，用作乳化劑、殺蟲劑、殺菌劑等。還可用作阻燃劑。由膦與鹵代烷反應(yīng)制得：R2R2∣∣∣∣R3R254R1-P+C12H25Br→[R1-P+-C12H2C16H33-S-C2H5+CH3X→[C16H33-S+-C2H5]·X-∣CH32、锍鹽化合物是有效的殺菌劑，對皮膚的刺激性小。由硫醚和鹵代烷反應(yīng)制得：

R2∣[R1-S+]·X-∣R355C16H33-S-C2H5+CH3X→[C16H333、碘鎓化合物與陰離子表面活性劑和肥皂有很好相容性，抗微生物效果好。結(jié)構(gòu)通式：[R1-I+-R2]·X-通過環(huán)合反應(yīng)，將含碘化合物中的碘原子轉(zhuǎn)化為雜環(huán)的組成部分而得。合成：563、碘鎓化合物與陰離子表面活性劑和肥皂有很好相容性，抗微生物4、鉮鹽化合物R2∣[R1-As+-R4]·X-∣R3這些鎓鹽化合物都具有優(yōu)良的殺菌、抑菌功能，用作殺菌劑。但產(chǎn)量較少。574、鉮鹽化合物R2這些鎓鹽化合物都具有優(yōu)良的殺菌5.2陽離子表面活性劑的合成5.2.1烷基季銨鹽的合成有三種合成辦法。N-烷基化反應(yīng)。1、高級鹵代烷與低級叔胺反應(yīng)R2R2∣∣R1-N:+RX→[R1-N+-R]·X-∣∣R3R3叔胺與烷基化試劑作用生成季胺鹽的反應(yīng)叫季銨化反應(yīng)。如十二烷基三甲基溴化銨（1231），用作殺菌劑和抗靜電劑。十六烷基三甲基溴化銨（1631），用作殺菌劑和織物柔軟劑。兩者用相應(yīng)的溴代烷基與三甲胺反應(yīng)生成。反應(yīng)式：C16H33Br+(CH3)3N→[C16H33－N+(CH3)3]·Br－585.2陽離子表面活性劑的合成5.2.1烷基季銨鹽的合成有鹵代烷的結(jié)構(gòu)對反應(yīng)的影響：鹵離子越易失去，反應(yīng)越易進行。反應(yīng)活性：R―I>R―Br>R―Cl烷基鏈越長，鹵代烷的反應(yīng)活性越弱。叔胺的堿性越強，空間位阻越小，季銨化反應(yīng)越易進行。59鹵代烷的結(jié)構(gòu)對反應(yīng)的影響：鹵離子越易失去，反應(yīng)越易進行。烷基CH3∣C12H25NH2+2CH3Cl+2NaOH→C12H25－N+2NaCl+2H2O∣CH3

2、高級烷基胺與低級鹵代烷反應(yīng)由高級脂肪族伯胺與氯甲烷反應(yīng)生成叔胺，再經(jīng)季銨化反應(yīng)得到季銨鹽。如十二烷基三甲基氯化銨（乳膠防粘劑DT）。十六烷基三甲基氯化銨（纖維柔軟劑CTAC）。CH3CH3∣∣C12H25N+CH3Cl→[C12H25－N+－CH3]·Cl－

∣∣CH3CH360

3、甲醛－甲酸法用甲醛－甲酸法制得叔胺與氯甲烷反應(yīng)制得烷基季銨鹽陽離子表面活性劑。613、甲醛－甲酸法用甲醛－甲酸法制得叔胺與氯甲烷反應(yīng)制得烷基季5.2.2含雜原子的季銨鹽的合成先合成帶酰胺的叔胺，再進行季胺化反應(yīng)而得。酰氨基的引入一般是通過酰氯與胺反應(yīng)而得。指疏水碳氫鏈中含O、N、S等雜原子的季銨鹽，也即親油基中含酰胺鍵、醚鍵、硫醚鍵的表面活性劑。5.2.1.1含氧原子指疏水鏈中帶酰胺鍵或醚鍵的季胺鹽。1、含酰氨基625.2.2含雜原子的季銨鹽的合成先合成帶酰胺的叔胺，再進行如表面活性劑SapamineMS的合成：（1）、油酸與三氯化磷反應(yīng)制得油酰氯3C17H33COOH+PCl3→3C17H33COCl+H3PO4（2）、油酰氯與N，N－二乙基乙二胺縮合制得N，N－二乙基-2-油酰氨基乙胺C2H5C2H5∣∣C17H33COCl＋H2N－CH2CH2－N→C17H33CONHCH2CH2N∣∣C2H5C2H5（3）、N，N－二乙基-2-油酰氨基乙胺與硫酸二甲酯反應(yīng)合成季銨鹽+C2H5C2H5∣∣（CH3O）2SO2＋H2N－CH2CH2－N→[C17H33CONHCH2CH2N＋－CH3]·CH3SO4－∣∣C2H5C2H5也可用脂肪酸和伯胺直接進行N－?；磻?yīng)生成酰氨基化合物。如柔軟劑ES的生成。63如表面活性劑SapamineMS的合成：（1）、油酸與三氯2、含醚鍵C18H37OH+HCHO+HCl→C18H37OCH2ClC18H37OCH2Cl+N(CH3)3→[C18H37OCH2－N＋(CH3)3]·Cl－先制得十八烷基氯甲基醚，作為烷基化試劑，同三甲胺進行N-烷基化反應(yīng)制得。642、含醚鍵C18H37OH+HCHO+HCl→C15.2.2.2含氮原子用含氮原子的鹵化胺與叔胺進行反應(yīng)制得。如由N-甲基-N-十烷基溴乙胺與三甲胺反應(yīng)生成N-甲基-N-十烷基氨基乙基三甲基溴化銨。655.2.2.2含氮原子用含氮原子的鹵化胺與叔胺進行反應(yīng)制得5.2.2.3含硫原子如C12H25SH+HCHO+HCl→C12H25SCH2ClC12H25SCH2Cl+N(CH3)3→[C12H25SCH2－N＋(CH3)3]·Cl－先合成硫醚的鹵代物，再與叔胺進行烷基化反應(yīng)生成含硫原子的季銨鹽表面活性劑。665.2.2.3含硫原子如C12H25SH+HCHO+5.2.3含苯環(huán)的季銨鹽氯化芐的生成：C6H6－CH3+Cl2→C6H6－CH2Cl+HCl主要用作殺菌劑、起泡劑、潤濕劑和染料固色劑。引入芳環(huán)的方法：用氯化芐作烷基化試劑與叔胺反應(yīng)得到。675.2.3含苯環(huán)的季銨鹽氯化芐的生成：C6H6－CH3+1、潔爾滅十二烷基二甲基芐基氯化銨（1227陽離子表面活性劑），是一種重要的消毒殺菌劑。還可作緩染劑。由N，N－二甲基月桂胺和氯化芐進行季銨化反應(yīng)制得。新潔爾滅：十二烷基二甲基芐基溴化銨。性能更優(yōu)異的殺菌劑，合成方法不同。681、潔爾滅十二烷基二甲基芐基氯化銨（1227陽離子表面活性劑5.2.4含雜環(huán)的季銨鹽1、含咪唑啉環(huán)的季銨鹽是性能優(yōu)異的柔軟劑、平滑劑、起泡劑和固色劑。合成：脂肪酸與N－羥乙基乙二胺縮合，脫水成環(huán)制備烷基－N－羥乙基咪唑啉。烷基－N－羥乙基咪唑啉與氯甲烷、硫酸二甲酯、氯化芐等進行季銨化反應(yīng)生成咪唑啉季銨鹽。（1）、成環(huán)（2）、季銨化695.2.4含雜環(huán)的季銨鹽1、含咪唑啉環(huán)的季銨鹽是性能優(yōu)異的2、含吡啶環(huán)的季銨鹽由鹵代烷與吡啶或烷基吡啶反應(yīng)生成?？勺骼w維防水劑、染色助劑和殺菌劑等。如：氯化十二烷基吡啶、氯化十六烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶、氯化硬脂酰甲氨基吡啶等。合成：702、含吡啶環(huán)的季銨鹽由鹵代烷與吡啶或烷基吡啶反應(yīng)生成。可作3、含嗎啉環(huán)的季銨鹽含嗎啉的季銨鹽可作為潤濕劑、起泡劑、洗凈劑、殺菌劑等用烷基嗎啉與硫酸二甲酯（硫酸二乙酯）反應(yīng)得到含嗎啉環(huán)的季銨鹽。嗎啉環(huán)的引入：還可以用鹵代烴與嗎啉反應(yīng)使帶上嗎啉環(huán)。再與硫酸二甲酯反應(yīng)生成季銨鹽。也可用仲胺與氯代雙醚反應(yīng)一步合成嗎啉季銨鹽。相應(yīng)地，與硫醚反應(yīng)可合成硫代嗎啉季銨鹽。713、含嗎啉環(huán)的季銨鹽含嗎啉的季銨鹽可作為潤濕劑、起泡劑、洗凈6、含其它雜環(huán)的季銨鹽通常兩種辦法連上雜環(huán)：通過脂肪酸和帶雜環(huán)的烷醇酰胺通過縮合反應(yīng)生成。烷基不連接在雜環(huán)的氮原子上。通過鹵代烷與雜環(huán)反應(yīng)合成。烷基直接連接在雜環(huán)的氮原子上。726、含其它雜環(huán)的季銨鹽通常兩種辦法連上雜環(huán)：通過脂肪酸和帶雜5.2.5胺鹽型主要有長鏈烷基伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽。1、長鏈烷基伯胺鹽為長碳鏈的伯胺與無機酸反應(yīng)制得。用作纖維柔軟劑和礦物浮選劑。RNH2+HCl→RNH2·HCl735.2.5胺鹽型主要有長鏈烷基伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽。1、2、仲胺鹽如Priminox表面活性劑有兩種合成方法。（1）由高級鹵代烷和乙醇胺的乙氧基物反應(yīng)制得C12H25Br+H2N(CH2CH2O)nCH2CH2OH→C12H25NH(CH2CH2O)nCH2CH2OH（2）由高級脂肪胺與環(huán)氧乙烷反應(yīng)制得C12H25NH2+（n+1）CH2CH2O→C12H25NH(CH2CH2O)nCH2CH2OH742、仲胺鹽如Priminox表面活性劑有兩種合成方法。（1）3、叔胺鹽（1）Soromine系列由脂肪酸和三乙醇胺縮合制得。有良好的滲透性和勻染性。C17H35COOH+N(CH2CH2OH)3→C17H35COOCH2CH2N(CH2CH2OH)2（2）Ninol系列由脂肪酸和二乙醇胺縮合制得。作柔軟劑。C17H35COOH+NH(CH2CH2OH)2→C17H35CON(CH2CH2OH)2753、叔胺鹽（1）Soromine系列由脂肪酸和三乙醇胺縮合制5.2.6咪唑啉鹽結(jié)構(gòu)通式：由脂肪酸和乙二胺反應(yīng)脫水生成酰胺，再成環(huán)生成咪唑啉環(huán)。765.2.6咪唑啉鹽結(jié)構(gòu)通式：由脂肪酸和乙二胺反應(yīng)脫水生成酰5.3陽離子表面活性劑的應(yīng)用具有良好的殺菌、柔軟、抗靜電、抗腐蝕等性能，還有一定的乳化、潤濕性能。很少用作洗滌劑。775.3陽離子表面活性劑的應(yīng)用具有良好的殺菌、柔軟、抗靜電、原因：

因為基質(zhì)表面通常都帶有負性表面電荷，在應(yīng)用過程中，帶有正電荷的陽離子表面活性劑不去溶解織物上的污垢卻吸附在基質(zhì)的表面上。陰離子表面活性劑在水溶液中被基質(zhì)表面電荷所吸附＋：陽離子表面活性劑所帶的正電荷

－：基質(zhì)的負性表面電荷

通常不作為洗滌劑原料使用特性：78原因：陰離子表面活性劑在水溶液中被基質(zhì)表面電荷所吸附通1、防腐殺菌劑如潔爾滅，十二烷基二甲基芐基氯化芐。用于醫(yī)藥、石油開采等行業(yè)的消毒殺菌。2、勻染劑勻染原理。季銨鹽型陽離子表面活性劑勻染作用的大小隨烷基鏈長度的增加而上升。3、抗靜電劑還可用作防水劑、固色劑等。791、防腐殺菌劑如潔爾滅，十二烷基二甲基芐基氯化芐。用于醫(yī)藥、4、礦物浮選劑5、織物柔軟劑陽離子表面活性劑常用作礦物捕集劑。作捕集劑的有：脂肪胺及其鹽、松香胺、季銨鹽、二元胺及多元胺等。如正十四胺、十六胺等；十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨。常見的織物柔軟劑見表5-12（P130）6、相轉(zhuǎn)移催化劑（PTC）相轉(zhuǎn)移催化劑以季銨鹽為主，還有叔胺和聚醚等。如四丁基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、芐基三乙基氯化銨等。

由于陽離子吸附在基質(zhì)的表面，其憎水基伸向外部，使織物產(chǎn)生一定的柔軟性。804、礦物浮選劑5、織物柔軟劑陽離子表面活性劑常用作礦物捕集劑兩性表面活性劑廣義上：在一個分子結(jié)構(gòu)中，同時具有兩種或兩種以上離子性質(zhì)的表面活性劑兩性離子表面活性劑的組成陽離子和陰離子組成的兩性表面活性劑陰離子和非離子組成的兩性表面活性劑陽離子和非離子組成的兩性表面活性劑81兩性表面活性劑廣義上：在一個分子結(jié)構(gòu)中，同時具有兩種或兩種以正電荷多數(shù)為N原子，少數(shù)為P、S原子；負電荷為酸性基團如：―COO―、―SO3―、―OSO3―、―OPO3H―等。通常指具有陽離子和陰離子親水基團的表面活性劑。兩性表面活性劑性能優(yōu)異，且無毒無污染。是很有發(fā)展前景的表面活性劑。我國主要生產(chǎn)有甜菜堿型、氨基酸型和咪唑啉型三大類。兩性表面活性劑：82正電荷多數(shù)為N原子，少數(shù)為P、S原子；通常指具有陽離子和陰離兩性表面活性劑呈現(xiàn)的離子性質(zhì)，隨溶液的pH值變化：在堿性溶液中:呈陰離子的活性

在酸性溶液中:呈陽離子的活性

在中性溶液中:則呈兩性活性83兩性表面活性劑呈現(xiàn)的離子性質(zhì)，隨溶液的pH值變化：

836.1.1兩性表面活性劑的特性兩性表面活性劑兼具兩種離子特性，具有以下特點：1、具有等電點即在某一pH值范圍內(nèi)呈電中性，表面活性劑以內(nèi)鹽形式存在。

pH值低于等電點，帶正電荷，呈陽離子性能；pH值高于等電點，帶負電荷，呈陰離子性能。2、復(fù)配范圍廣，復(fù)配效果好，有增效作用。3、低毒低刺激性；4、耐硬水和耐電解質(zhì)。5、有優(yōu)異的柔軟平滑性、抗靜電性、乳化性、分散性、潤濕性和發(fā)泡性，還有殺菌性。6、生物降解性良好。在日化、紡織工業(yè)、染料、顏料、食品、制藥、機械、冶金、洗滌等方面應(yīng)用日益擴大。846.1.1兩性表面活性劑的特性兩性表面活性劑兼具兩種離子特6.1.2分類兩性離子表面活性劑的分類甜菜堿型羧酸類甜菜堿磺酸類甜菜堿氨基羧酸型咪唑啉型還有氧化胺型856.1.2分類兩性離子表面活性劑的分類甜菜堿型羧酸類甜菜堿6.2兩性表面活性劑的一些性質(zhì)1、存在等電點pH值在等電點時，活性劑以內(nèi)鹽形式存在。溶解度和泡沫量均低pH值大于等電點，呈現(xiàn)陰離子特征，溶解度迅速增加，泡沫量豐富。pH值小于等電點，呈現(xiàn)陽離子特征，溶解度和泡沫量較高。2、pH值對兩性表面活性劑性質(zhì)的影響（1）對臨界膠束濃度的影響兩性表面活性劑的臨界膠束濃度一般隨溶液pH值增加而增大。（2）對溶解度和發(fā)泡性的影響（3）對殺菌性的影響pH值小于等電點，呈現(xiàn)陽離子特征，殺菌力較強。高于等電點則不理想。866.2兩性表面活性劑的一些性質(zhì)1、存在等電點pH值在等電點甜菜堿：

甜菜堿中一個甲基被長鏈R取代的產(chǎn)物，得到兩性表面活性劑。6.3兩性表面活性劑的品種介紹及合成6.3.1羧酸甜菜堿型十二烷基（月桂基）二甲基甜菜堿為最常用、最重要的產(chǎn)品87甜菜堿：甜菜堿中一個甲基被長鏈R取代的產(chǎn)物，得到兩性表面產(chǎn)品介紹：十八烷基二甲基甜菜堿十二烷基二羥乙基甜菜堿

十二烷基二聚氧乙烯丙酸季銨鹽對－十二烷基芐基－N，N－二甲基硫酸乙基氯化銨88產(chǎn)品介紹：

對－十二烷基芐基－88合成方法：1、氯乙酸鈉法合成羧酸甜菜堿用氯乙酸鈉與叔胺反應(yīng)制備羧酸甜菜堿。氯乙酸鈉的合成：ClCH2COOH+NaOH→ClCH2COONa+H2O其中的烷基鏈可以帶有不同基團，如酰胺鍵、醚鍵、苯環(huán)、芐基等。這些基團可用一些合成方法得到可用脂肪酸和氨基烷基叔胺合成帶酰胺的叔胺。如：用帶醚鍵、苯環(huán)、芐基等基團的鹵代烷與胺進行反應(yīng)，合成帶有所需基團的叔胺。89合成方法：1、氯乙酸鈉法合成羧酸甜菜堿用氯乙酸鈉與叔胺反應(yīng)制6.3.2磺酸甜菜堿由氯乙基磺酸鈉與叔胺反應(yīng)得到。氯乙基磺酸鈉由二氯乙烷和亞硫酸鈉反應(yīng)制得。如N－烷基N－甲基N－芐基?；撬徕c。由N－甲基芐基胺與氯乙基磺酸鈉反應(yīng)制得N－甲基N－芐基?；撬徕c，再與溴代烷進行季銨化反應(yīng)而得。也可用氯代丙烯與叔胺反應(yīng)，再與亞硫酸氫鈉反應(yīng)引入磺酸基制得。還可用磺酸環(huán)內(nèi)酯和叔胺反應(yīng)制得。

ClCH2CH2Cl+Na2SO3→ClCH2CH2SO3NaClCH2CH2SO3Na+RN(CH3)2→RN(CH3)2－CH2CH2SO3－若由環(huán)氧氯丙烷和亞硫酸鈉反應(yīng)可制得羥基氯丙基磺酸鈉。進而與叔胺反應(yīng)可得到帶羥基的磺酸甜菜堿表面活性劑。906.3.2磺酸甜菜堿由氯乙基磺酸鈉與叔胺反應(yīng)得到。氯乙基磺6.3.3硫酸酯甜菜堿的合成由幾種合成方法：1、由叔胺和氯醇反應(yīng)引入羥基，再用硫酸、氯磺酸等進行硫酸酯化制得。2、由鹵代烷與帶有羥基的叔胺反應(yīng)，然后用三氧化硫酯化制得。3、由脂肪胺和環(huán)氧乙烷反應(yīng)，再經(jīng)鹵代烷季銨化和三氧化硫磺化制得。甜菜堿型表面活性劑中的N用P或其它雜原子替代可合成其它類型的甜菜堿。916.3.3硫酸酯甜菜堿的合成由幾種合成方法：1、由叔胺和氯甜菜堿型兩性表面活性劑的主要應(yīng)用：

纖維抗靜電劑、化妝品、洗發(fā)水、醫(yī)藥品的消毒劑、殺菌劑、防蝕洗滌劑、氣溶膠氣泡劑、乳化劑、分散劑等；也作為金屬離子螯合劑。92甜菜堿型兩性表面活性劑的主要應(yīng)用：926.3.4咪唑啉型兩性表面活性劑2―烷基―N―羧甲基―N―羥乙基咪唑啉2―烷基―N―羧甲基－N’－羥乙基咪唑啉生物降解性極好、對皮膚刺激性極小、發(fā)泡力好。用作化妝品助劑、香波、紡織助劑、金屬緩蝕劑、清洗劑、破乳劑等代表品種有：突出優(yōu)點：936.3.4咪唑啉型兩性表面活性劑2―烷基―N―羧甲基―N―

1、脂肪酸與羥乙基乙二胺發(fā)生酰化反應(yīng)；2、酰胺脫水成環(huán)生成咪唑啉；3、咪唑啉與氯乙酸鈉反應(yīng)得到咪唑啉兩性表面活性劑還可以用咪唑啉與氯磺酸或磺酸內(nèi)酯進行季銨化反應(yīng)制得咪唑啉磺酸鹽表面活性劑。合成方法：941、脂肪酸與羥乙基乙二胺發(fā)生?；磻?yīng)；2、酰胺主要商品：性能：刺激性、毒性低，洗凈性，起泡力強。應(yīng)用：嬰兒香波，化妝品原料。MONA95主要商品：性能：刺激性、毒性低，洗凈性，起泡力強。MONA9合成方法：（十二烷基－氨基丙烯酸鈉）6.3.5氨基酸型表面活性劑的合成96合成方法：（十二烷基－氨基丙烯酸鈉）6.3.5氨基酸型表面有三種方法：1、由高級脂肪胺與丙烯酸甲酯反應(yīng)，再經(jīng)水解制得C12H25NH2+CH2=CHCOOCH3→C12H25NHCH2CH2COOCH3C12H25NHCH2CH2COOCH3+NaOH→C12H25NHCH2CH2COONa+CH3OH2、由高級脂肪胺與丙烯睛反應(yīng)，再經(jīng)水解制得C18H37NH2+CH2=CHCN→C18H37NHCH2CH2CN→C18H37NHCH2CH2COONa3、由高級脂肪胺與氯乙酸鈉反應(yīng)制得RNH2+ClCH2COONa→RNHCH2COONa97有三種方法：1、由高級脂肪胺與丙烯酸甲酯反應(yīng)，再經(jīng)水解制得C6.4兩性表面活性劑的應(yīng)用1、洗滌劑和香波一般為甜菜堿型和氨基酸型，有以下優(yōu)點：（1）、水溶性好，適用的溫度和pH值范圍寬，耐硬水性好；（2）、低毒性、低刺激性（3）、復(fù)配性好，增效作用明顯；不與香精發(fā)生作用。2、殺菌劑有氨基酸型等，殺菌力強，自身毒性低。986.4兩性表面活性劑的應(yīng)用1、洗滌劑和香波一般為甜菜堿型和6、電鍍助劑3、纖維柔軟劑、縮絨劑有甜菜堿型、氨基酸型、咪唑啉型。適用范圍廣、應(yīng)用效果好、低毒、不產(chǎn)生污染、不影響織物的顏色和光澤。4、抗靜電劑常用甜菜堿型，適用范圍廣，對各種纖維都適用。5、金屬防銹劑氨基酸型、咪唑啉型可作為有機緩蝕劑。996、電鍍助劑3、纖維柔軟劑、縮絨劑有甜菜堿型、氨基酸型、咪唑非離子表面活性劑非離子表面活性劑是廣泛應(yīng)用的表面活性劑，產(chǎn)量僅次于陰離子表面活性劑。其結(jié)構(gòu)中含有與水能生成氫鍵的基團如醚基、羥基等。非離子表面活性劑具有洗滌、分散、乳化、發(fā)泡、潤濕、增溶、抗靜電、保護膠體、勻染、防腐蝕、殺菌等作用。非離子表面活性劑自20世紀(jì)30年代開始應(yīng)用以來，發(fā)展非常迅速。除大量用于洗滌劑和化妝品工業(yè)外，還廣泛用于紡織、造紙、食品、塑料、皮革、玻璃、石油、化纖、醫(yī)藥、農(nóng)藥、油漆、染料、化肥、膠片、照相、金屬加工、選礦、環(huán)保、消防等工業(yè)部門。100非離子表面活性劑非離子表面活性劑是廣泛應(yīng)用的表面活性劑，產(chǎn)量非離子表面活性劑的親水基在水中不會離解成離子狀態(tài)，其親水性是基于分子中有親水性的聚氧乙烯基或羥基等。如：脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO)親水基：聚氧乙烯醚鏈-[OCH2CH2]nOH憎水基：烷基[C7H15CHC6H13]應(yīng)用：

非離子表面活性劑主要應(yīng)用于配制農(nóng)藥、紡織、印染、合成纖維的助劑、油劑、原油脫水的破乳劑，民用工業(yè)用清洗劑等。7.1.2非離子表面活性劑的定義101非離子表面活性劑的親水基在水中不會離解成離子狀態(tài)，如：脂肪醇因此，非離子表面活性劑具有較陰離子表面活性劑更好的發(fā)泡性、滲透性、去污性、乳化性、分散性。廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門。非離子表面活性劑在水中不以離子形式存在，因此具有以下特點：1、穩(wěn)定性好，不易受強電解質(zhì)無機鹽和酸堿的影響；2、不易受Mg2+、Ca2+的影響，在硬水中使用性能好；3、與其它類型表面活性劑的相容性好；4、在水和有機溶劑中都有較好的溶解性能；5、產(chǎn)品大部分呈液態(tài)或漿狀，應(yīng)用方便。6、隨著溫度的升高，多數(shù)非離子表面活性劑變得不溶于水，存在“濁點”。102因此，非離子表面活性劑具有較陰離子表面活性劑更好的發(fā)泡性、滲7.1.3非離子表面活性劑的分類非離子表面活性劑的疏水基：一般為含活潑氫原子的高碳脂肪醇、脂肪酸、高碳脂肪胺、脂肪酰胺等。按親水基不同，一般可分為：

聚乙二醇型、多元醇型、氨基醇等，其它還要聚醚型、配位鍵型等。聚乙二醇型為環(huán)氧乙烷加成物。1037.1.3非離子表面活性劑的分類非離子表面活性劑的疏水基：非離子表面活性劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)可以分為以下幾類：1、脂肪醇聚氧乙烯醚（平平加）RO－（CH2CH2O）n－H2、烷基酚聚氧乙烯醚（OP）R－C6H6－O－（CH2CH2O）n－H3、脂肪酸聚氧乙烯酯RCOO（CH2CH2O）n－H4、聚氧乙烯烷基酰醇胺RCONH－（CH2CH2O）n－H5、聚氧乙烯烷基胺104非離子表面活性劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)可以分為以下幾類：1、脂肪醇聚氧乙6、多元醇型由脂肪酸和多元醇作用生成的酯。如單硬脂酸甘油酯：C17H35COOCH2－CHOH－CH2OH；

季戊四醇酯：C17H35COOCH2－C－（CH2OH）3；山梨醇酯：7、聚醚如聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物（Pluronie）HO-（CH2CH2O）b－（CHCH2O）a－（CH2CH2O）c－H∣CH38、其它類型表面活性劑如：高級硫醇，RS－（CH2CH2O）n－H冠醚，配位鍵型，C12H25－P（CH3）2→O1056、多元醇型由脂肪酸和多元醇作用生成的酯。如單硬脂酸甘油酯：非離子表面活性劑分子中的親水基：聚乙二醇鏈無水狀態(tài)呈鋸齒型：在水溶液中呈曲線形：106非離子表面活性劑分子中的親水基：聚乙二醇鏈無水狀態(tài)呈鋸齒型：

聚乙二醇中的氧原子可以與水形成氫鍵，由于呈曲折形，使氧原子暴露于鏈外側(cè)，這樣可與多個水分子結(jié)合，通常一個醚氧鍵可以結(jié)合20－30個水分子。如果疏水基（R）分子量大，產(chǎn)品呈油溶性，如果乙二醇鏈較大，產(chǎn)品呈水溶性。如果分子中疏水基和親水基保持平衡，則同時溶于水和油。107聚乙二醇中的氧原子可以與水形成氫鍵，由于呈曲折形，使氧7.2.2濁點濁點是非離子表面活性劑的一個重要指標(biāo)。Krafft點是離子型表面活性劑的指標(biāo)。濁點越高，非離子表面活性劑的水溶性越好，應(yīng)用范圍越廣。濁度（濁點）——非離子表面活性劑水溶液隨溫度升高而變渾濁時的溫度。

渾濁現(xiàn)象是可逆的，當(dāng)溫度下降后，溶液重新變成透明溶液。1087.2.2濁點濁點是非離子表面活性劑的一個重要指標(biāo)。Kra非離子表面活性劑溶于水的原因：親水基中的氧與水以氫鍵締合，但氫鍵結(jié)合是松弛的，稍加熱則可以使氫鍵破裂，使表面活性劑不溶于水，使透明溶液變成白色渾濁的乳狀液。109非離子表面活性劑溶于水的原因：1097.2.6起泡性和洗滌性7.2.7生物降解性和毒性非離子表面活性劑的起泡性比離子型的低；升高溫度，增長聚氧乙烯鏈，泡沫增加。低溫洗滌效果比離子型的好（因其臨界膠束濃度低）。環(huán)氧乙烷（EO）加成數(shù)影響洗滌效果。非離子表面活性劑不帶電荷，不與蛋白質(zhì)結(jié)合，對皮膚刺激性小，毒性較低。EO加成數(shù)越多，生物降解性變差。直鏈烷基的生物降解性能較好。1107.2.6起泡性和洗滌性7.2.7生物降解性和毒性非離子

相對于其他類型表面活性劑，表現(xiàn)出較好的去污能力，尤其在室溫，具有良好的洗滌性。升高溫度，接近濁點，產(chǎn)生渾濁，洗滌效果較差，應(yīng)用非離子表面活性劑配制的液體洗滌劑，可保持織物柔軟性和良好的外觀。7.2.8去污性能111相對于其他類型表面活性劑，表現(xiàn)出較好的去污能力，尤其在7.3非離子表面活性劑的合成7.3.1氧乙基化反應(yīng)也叫環(huán)氧乙烷加成聚合反應(yīng)。為環(huán)氧乙烷與含有活潑氫原子化合物反應(yīng)。RXH+n(CH2CH2O)→RX(CH2CH2O)nHX為使氫原子活潑的雜原子，n為平均聚合度。含有活潑氫原子化合物有：脂肪醇（ROH）、酚類、硫醇（RSH）、羧酸（RCOOH）、酰胺（RCONH2）及脂肪胺（RNH2）等1127.3非離子表面活性劑的合成7.3.1氧乙基化反應(yīng)也叫環(huán)7.3.1.1反應(yīng)機理第二步為聚合反應(yīng)，得到含聚氧乙烯醚的表面活性劑。環(huán)氧乙烷很活潑，與含有活潑氫的化合物發(fā)生加成反應(yīng)。有堿催化和酸催化的氧乙基化反應(yīng)。1、堿催化反應(yīng)用LiOH、NaOH、KOH等作催化劑。反應(yīng)分兩步進行：第一步為EO開環(huán)加成，得到一元加成物；1137.3.1.1反應(yīng)機理第二步為聚合反應(yīng)，得到含聚氧乙烯醚的RX（CH2CH2O）n-1CH2CH2O－+RXH*→RX（CH2CH2O）nH*+RX－（1）環(huán)氧乙烷（EO）開環(huán)（2）聚合RXH*+NaOH→RX－+Na++H*OHRX－+CH2CH2O→RXCH2CH2O－（慢）RXCH2CH2O－+RXH*→RXCH2CH2OH*+RX－（快）RXCH2CH2O－+CH2CH2O→RXCH2CH2OCH2CH2O－RXCH2CH2OCH2CH2O－+RXH*→RXCH2CH2OCH2CH2OH*+RX－RX（CH2CH2O）n-2CH2CH2O－+CH2CH2O→RX（CH2CH2O）n-1CH2CH2O－114RX（CH2CH2O）n-1CH2CH2O－+RXH*2、酸催化反應(yīng)RX（CH2CH2O）nCH2CH2OH+H+→RX（CH2CH2O）nCH2CH2O+H2，再進一步生成各種副產(chǎn)物。采用BF3、SnCl4、SnCl5及質(zhì)子酸等作催化劑。CH2CH2O+H+→（CH2CH2OH）+（CH2CH2OH）++RXH→RXCH2CH2OH+H+RXCH2CH2OH+（CH2CH2OH）+→RX（CH2CH2O）2H+H+RX（CH2CH2O）n-1H+（CH2CH2OH）+→RX（CH2CH2O）nH+H+酸催化反應(yīng)速率快，產(chǎn)品聚合度分布窄，產(chǎn)品性能好，但有很多副產(chǎn)物生成。1152、酸催化反應(yīng)RX（CH2CH2O）nCH2CH2OH+7.3.2非離子表面活性劑的合成7.3.2.1脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）RO（CH2CH2O）nH，商品名為平平加。如平平加O的合成總反應(yīng)式：C12H25OH+n(CH2CH2O)→C12H25O(CH2CH2O)nH認(rèn)為是由兩步反應(yīng)組成：C12H25OH+CH2CH2O→C12H25OCH2CH2OHC12H25OCH2CH2OH+n（CH2CH2O）→C12H25O（CH2CH2O）nCH2CH2OH第一步反應(yīng)較慢。1167.3.2非離子表面活性劑的合成7.3.2.1脂肪醇聚氧2、幾種非離子表面活性劑介紹合成方法：

脂肪醇聚氧乙烯醚由脂肪醇（如月桂醇、油醇、十八醇）與環(huán)氧乙烷經(jīng)催化反應(yīng)制得：1）、脂肪醇聚氧乙烯（AEO）1172、幾種非離子表面活性劑介紹合成方法：1）、脂肪醇聚氧乙烯（脂肪醇聚氧乙烯醚根據(jù)結(jié)合乙氧基數(shù)可以完全油溶性至完全水溶性：

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一個分子脂肪醇與1－5分子環(huán)氧乙烷的加成產(chǎn)物為親油性乳化劑。

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一個分子脂肪醇與6－8分子環(huán)氧乙烷的加成產(chǎn)物可溶于水，并作為優(yōu)良的毛織品洗滌劑，油及脂肪的乳化劑。

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一個分子脂肪醇與10－16分子環(huán)氧乙烷的加成產(chǎn)物，可作為乳化劑、滲透劑、勻染劑等?；拘阅埽?18脂肪醇聚氧乙烯醚根據(jù)結(jié)合乙氧基數(shù)可以完全油溶性至完全表：國產(chǎn)脂肪醇聚氧乙烯醚主要品種商品名稱性質(zhì)用途乳化劑MOA-3-4N＝3~4液體洗滌劑凈洗劑FAZN＝8印染滲透劑乳化劑FOEO＝10~8乳化劑乳白靈AHLB＝8礦油乳化劑JACHLB＝12滲透劑、柔軟劑勻染劑-oN＝2勻染劑平平加C-15HLB＝14.5勻染劑、金屬清洗劑平平加A-20HLB＝16乳化劑勻染劑N＝25~30勻染劑、石油乳化劑119表：國產(chǎn)脂肪醇聚氧乙烯醚主要品種商品名稱性質(zhì)用途乳化劑MOA一般作液體洗滌劑、乳化劑、勻染劑、泡沫穩(wěn)定劑、增白劑、增稠劑、皮革助劑等。3、非離子表面活性劑的生產(chǎn)工藝分聚合、中和、漂白三個過程。如將十八醇加入不銹鋼壓力反應(yīng)釜，加入50％NaOH溶液，加熱脫水，通氮氣，用氮氣壓送EO入反應(yīng)釜。130-180℃反應(yīng)。聚合反應(yīng)結(jié)束后，用乙酸中和物料，再用雙氧水進行漂白得到產(chǎn)物。4、AEO的應(yīng)用120一般作液體洗滌劑、乳化劑、勻染劑、泡沫穩(wěn)定劑、增白劑、增稠劑RCH2CH3+Cl2→RCHClCH3+C6H6－OH→RC(CH3)－C6H6－OH7.3.2.2烷基酚聚氧乙烯醚結(jié)構(gòu)通式：R為碳原子數(shù)為8或9的烷基。1、烷基酚的制備

用苯酚與烯烴或鹵代烷經(jīng)烷基化反應(yīng)制得。A、與烯烴反應(yīng)用丙烯先聚合，再在酸催化劑的存在下與苯酚反應(yīng)制得烷基苯。B、與鹵代烷反應(yīng)121RCH2CH3+Cl2→RCHClCH3+C6H烷基酚中的烷基可用芳香族取代。如二芐基聯(lián)苯基聚氧乙烯醚的合成。2、烷基酚聚氧乙烯醚的合成用環(huán)氧乙烷進行加成，反應(yīng)分兩步進行：第一步形成一元加成物；第二步為聚合反應(yīng)，得到含聚氧乙烯醚的表面活性劑。122烷基酚中的烷基可用芳香族取代。如二芐基聯(lián)苯基聚氧乙烯醚的合成3、性質(zhì)與用途（1）隨環(huán)氧乙烷加入量的不同，可制得不同水溶性和產(chǎn)物，以適應(yīng)不同的用途。性能：基本類似與AEO，與AEO比較，生物降解性能稍差。但水溶性和洗滌效能都較優(yōu)越。（2）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對酸、堿、氧化劑穩(wěn)定，應(yīng)用范圍較廣；（4）生物降解性不好。（3）可用于金屬酸洗和強堿性洗滌劑中，還可用作滲透劑、乳化劑、洗滌劑及剝色劑。1233、性質(zhì)與用途（1）隨環(huán)氧乙烷加入量的不同，可制得不同水溶性商業(yè)品牌：Writone－10，OP－乳化劑－10其化學(xué)穩(wěn)定性，表面活性都較好主要應(yīng)用：復(fù)配成各種含酸或堿金屬表面清洗劑，農(nóng)藥用乳化劑，鉆井泥漿中的乳化劑，水性油漆。紡織印染行業(yè)主要應(yīng)用作油/水相乳化劑，清洗劑，潤濕劑等。124商業(yè)品牌：1247.3.2.3聚氧乙烯脂肪酸酯合成方法：脂肪酸與環(huán)氧