具有其它原子且呈环状结构的化合物。 这类表面活性剂有： 吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环、喹啉环
N R
R N
XR1 N R2
Cl
5.1.1.4 鎓盐型
鎓盐类阳离子表面活性性剂是指季铵盐阳离子表面活性剂 中的N原子被替代为其它可携带正电荷的元素如：P、As、 S、I 等时的表面活性剂。
R1 C12H25 P BrR3 S R2 XI H X-
§5.1.1 阳离子表面活性剂的分类
按化学结构分为： 1、胺盐型 RH2●HCl 2、季铵盐型 R-N（CH3）3Cl 3、杂环型 4、鎓盐型
R-NH2· HCl 伯胺盐 CH3 | 5.1.1.1 R-N-HCl 仲胺盐 | 胺盐型 H CH3 | R-N-HCl 叔胺盐 | CH3 该类产物是盐酸的盐，在酸性条件下具有表面活性，在碱 性条件下，胺游离出来而失去表面活性，因面使它的使用 受到限制。
5.2.1.2 高级烷基叔胺与低级卤 代烷的反应
CH3 C1 2H2 5 N CH3
+ CH3 Cl X-
加热 加压
CH3 C1 2H2 5 N + CH3
.X
Cl- 氯
CH3
DT 乳胶防粘剂
十二烷基三甲基氯化铵
CH3 C1 6H3 3 N CH3
CH3
+ CH3 Cl X-
石油醚溶剂
加压 80oC 1h
5.1.1.2 季铵盐型
R1 | R2-N+-CH3 X| R3
季铵盐
季铵盐与胺盐不同，它在碱性和酸性介质中都能溶解， 且离解为带正电荷的表面活性离子。 季铵盐洗涤能力差但杀菌能力强，在阳离子表面活性剂 中的地位最为重要，产量也最大。
5.1.1.3 杂环型
杂环类阳离子表面活性剂分子中，除碳、氢原子外，还
+ CH3 X Cl
CH3
石油醚溶剂 加压 80oC 1h
C1 6H3 3
N
+
CH3
.X
CH3
5.2.2

含杂原子的季铵盐
1 含氧原子，醚键，酯键，酰胺键 2 含氮原子，氮原子 3 含硫原子，硫醚键
O
N
S
N
5.2.3 含苯环的季铵盐
Cl
N
N
5.2.5 长链烷基胺盐型 1.长链烷基伯胺盐： RNH2+HCl→RNH2·HCl 2.长链烷基仲胺盐： 环丙烷 3.长链烷基叔胺盐： N（EtOH）3
O R C O N H4
H2 O 360 o C H2 O 360 o C
RC N
+2 H 2
150o C,1.38x 107 Pa
莫尼镍催化加氢
R C H2 N H2
O
O
RNH 2
+
2H C H
+ 2H
C OH
R N CH3 CH3
甲醇溶剂
加热
+ 2 C O2
+2 H 2O
CH3 C1 6H3 3 N CH3
第五章 阳离子表面活性剂

§5.1 阳离子表面活性剂概述 §5.2 阳离子表面活性剂的合成 §5.3 阳离子表面活性剂的应用
本章重点
1、掌握阳离子表面活性剂的基本性质 2、掌握阳离子表面活性剂的合成方法 3、了解阳离子表面活性剂的应用
阳离子表面活性剂正好与阴离子表面活性剂结构相反。
如图其亲水基一端是阳离子，故称阳离子表面活性剂，
杀虫剂、杀菌剂、阻燃剂
5.1.2 阳离子表面活性剂的性质 1. 溶解性
随着碳链长度的增加，其水溶性呈下降趋势 烷基链上有亲水基团或不饱和基团，水溶性增加 R1 | -N+-CH3 X| R3
季铵盐
2. Krafft 温度点
离子型表面活性剂在低 温时溶度较低，随着温 度升高到某一温度后其
溶解度迅速增加，这个
CH3
水介质
CH3 C1 2H2 5 N + CH3
C1 2H2 5 X + N CH3
CH3
.X
Br 溴
-
60-80oC
CH3
表活剂 1231-Br
十二烷基三甲基溴化铵
CH3 C1 6H3 3 X + N CH3
十六烷基三甲基溴化铵
CH3 CH3
醇介质
回流
C1 6H3 3
N
+
CH3
.X
CH3
表活剂 1631-Br
疏水基与阴离子类似为不同碳原子数的碳氢链。
1928年，阳离子表面活性剂开始应用，当时用作杀菌剂。
这类表面活性剂的产量增长较快，品种发展迅速，
应用范围口益广泛: 杀菌剂、腈纶匀染剂、纤维柔软剂、抗静电剂、浮选剂 目前阳离子表面活性剂的产量还比较小，但其增长速度 要比阴离子和非离子大得多。
§5.1 阳离子表面活性剂概述 §5.1.1 阳离子表面活性剂的分类 §5.1.2 阳离子表面活性剂的性质
C1 6H3 3
N
+
CH3
.X
CH3
十六烷基三甲基氯化铵 CTAC 纤维柔软剂
5.2.1.3
甲醛-甲酸法
制备二甲基烷基胺的最古老的方 法(20世纪60年代苏联开发），这种方 法工艺简单，成本低廉，因此在工业上 得到广泛的应用，占有重要的地位，但 产品质量略差。
O R C OH
O R C
N H2
H H3 N
温度即Krafft点。 （1）Krafft点越高，该表面活性剂越难溶，溶解度越低。 （2）阳离子表面活性剂疏水性碳链增长，溶解度越低， Krafft点越高。
3. 表面活性
1. 随烷基链碳氢链增长， 其表面张力逐渐下降。 碳链增长，疏水性和非极性增强，表面 张力下降，表面活性增强。
4.临界胶束浓度
1. 随烷基链碳氢链增长， 其CMC逐渐下降。
5.2.6 其它阳离子表面活性剂
（1）吡啶型胺盐 吡啶与C2-18卤代烷，在130-150℃下反应，蒸 馏除去未反应的吡啶，即得到吡啶型胺盐。
该类产品在常温下为黑色油状或膏状物， 且稍有臭味，不能用于洗涤品.
5.3 阳离子表面活性剂的应用
δ
+
δ
-
R1 R2 R
R1 N + R2
亲核取代反应
R X + :N R3
.X
R3
1. 卤离子的影响 2. 烷基链的影响
R-I > R-Br > R-Cl 烷基链越长卤代烷的活性越弱
3.叔胺的碱性越强，亲核活性越大，越容易反应。 4.叔胺上存在较大烷基链时，空间位阻作用，季铵化 反应不利。
高级卤代烷与低级叔胺
碳链增长，表面活性增强，CMC降低。
5.2 阳离子表面活性剂的合成
5. 2. 1 烷基季铵盐 反应机理：N-烷基化反应—季铵化反应
CH 3
C 16 H 33
N
+
CH 3
.X
CH 3
合成方法 由高级卤代烷与低级叔胺反应制得

由高级烷基胺和低级卤代烷反应制得

通过甲醛-甲酸法制得。
5.2.1.1 高级卤代烷与低级叔胺的反应