Chapter 7表面活性剂的合成7.1阴离子表面活性剂的合成 一.阴离子表面活性剂的分类 1.羧酸盐型(-COOH )代表: C17H35COONa硬脂酸钠R-CON-CH 2COONaCH 3N-甲基酰胺羧酸盐R-CO-NCONnR R COONa雷米邦2.磺酸盐型(-SO 3Na ) 代表:SO 3Na烷基苯磺酸盐3Na 烷基磺酸盐2SO 3Naa -烯基磺酸钠C 17H 33CONCH 2CH 2SO 3NaCH 3N -甲基油酰胺牛磺酸钠NaO 3S-CH-COORCH-COOR琥珀酸磺酸盐3.硫酸酯盐型(-OSO 3Na ) 代表:OSO 3Na脂肪醇硫酸钠2CH 2On脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠4.磷酸酯盐型(-OPO 3Na )二、磺酸基的引入方法 1.烷基苯磺酸盐H 2SO SO 3SO 3H2.烷基磺酸盐⑴磺氯化工艺(氯磺化工艺)Cl 2RSO2ClRSO 2ClRSO 3该反应属自由基反应,机理如下:Cl2SORSO RSO Cl2RSO 2Cl⑵磺氧化工艺(氧磺化工艺)SO O 2RSO 3H反应机理为:SOSOSO2RSO Cl 2RSO 2RSO 2RSO2SO2RSO 3HH 2SO 4RSO 2ClRSO 33.α-烯基磺酸盐(AOS )CH 2CH CH 2SO 32SO 3Na 2CH 2SO 3NaOH3CH2CH CHSO3CHCH2SO3H4.琥珀酸酯磺酸盐琥珀酸即丁二酸琥珀酸酯双酯磺酸盐单酯磺酸盐NaO3CH-C-ORNaO3CH-C-OR引入磺酸基的方法:通过亚硫酸钠与马来酸(顺丁烯二酸)酯的加成反应。
CH-C-ORNaHSO3NaO3CH-C-ORa.渗透剂Aerosol OT(快速渗透剂OT)CH3(CH2)3CHCH2C2H5H2SO42CH2CH(CH)3CH3CH2CH(CH)3CH3C2H5C2H5NaHSO 32CH(CH)3CH 32CH(CH)3CH 3C 2H 5C 2H 5NaO 3b.脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠,如AESM 或AESS ,有良好的乳化、分散、润湿和增溶效果。
月桂醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠C 12H 25O(CH 2CH 2O)3HC 12H 25O(CH 2CH 2O)32SO 3C 12H 25O(CH 2CH 2O)335.高级脂肪酰胺磺酸盐2)2SO 3Naa. 羟基磺酸盐的合成2)2SO 3NaNaHSOHOCH2SO 3Na NaHSO 322HOCH 2CH 2SO 3NaNaHSO 322ClClCH 2CHCH 2SO 3NaOHb.氨基烷基磺酸盐的合成由羟基磺酸盐在高温高压下与有机胺反应制得RNH 2HOCH 2SO 3Na RNHCH 2SO 3NaRNH 2HOCH 2CH 2SO 3NaRNHCH 2CH 2SO 3Na另外,ClCH 2CH 2ClNa 2SO 3ClCH 2CH 2SO 3NaRNHCH 2CH 2SO 3Nac.最终产物——表面活性剂的合成RNHCH 2SO 3Na2SO 3NaRNHCH 2CH2SO 3Na2CH2SO3NaRNHCH 22SO 3Na22SO 3Na实例:a.净洗剂209Igepon (依加邦)C 17H 33CONCH 2CH 2SO 3NaCH 3NaHSO 322HOCH 2CH 2SO 3NaT:70-80℃ P:26.7KPa保温110×1.5hCH 3NH2HOCH 2CH 2SO 3NaCH 3NHCH 2CH 2SO 3NaC 17H 33COOHPCl3C 17H33COClC 17H 33COClCH 3NHCH 2CH 2SO 3Na C 17H 33CONCH 2CH 2SO 3NaCH 3N -油酸基-N -甲基牛磺酸钠b.净洗剂LSC17H33CONHSO3NaOMeC17H333H3PO317H33COClH 2N OMe SO3H2NSO3HOMeC17H33COCl H2NSO3HOMe C17H33CONHSO3NaOMe三、硫酸酯盐类表面活性剂①SO3作硫酸化试剂R-OH SO3R-OSO3H3Na如AESRO(C2H4O)H SO33H2H4OnOSO3Na②浓H2SO4硫酸化C12H252SO4C12H25OSO3③氯磺酸硫酸化RCH2OH ClSO3H R-CH2OSO3H R-CH2OSO3Na④氨基磺酸化硫酸化试剂CH2CH3HCH2CH2CH2CH2OnSO3Na四、磷酸酯表面活性剂的合成1.醇与五氧化二磷P2O5(RO)2PO(OH)2醇与P2O5 的配比(2-4):1(物质量之比)单烷基磷酸酯70%-45%双烷基磷酸酯30%-35%2.醇与焦亚磷酸反应ROHH4P2O7(RO)PO(OH)23PO43.PCl3与过量的脂肪醇反应PCl3(RO)24.用三氯氧化磷与醇反应ROH POCl3ROPOCl2ROPOClPOCl3(RO)2POCl3POCl(RO)2PO(OH)五、羧酸盐型阴离子表面活性剂⎩⎨⎧取代羧酸盐酸的盐饱和或不饱和高级脂肪肥皂:天然动植物的油脂与碱的水汽液加热发生皂化反应制得,其反应方程式为:RCOOCH 2RCOOCH RCOOCH 2CH 2OHCHOHCH 2OH硬脂酸皂:C 17H 35COONa 月桂酸皂:C 11H 23COONa 油酸皂: C 17H 33COONa 7-2阳离子表面活性剂一、阳离子表面活性剂的分类 1.胺盐类 伯胺盐RNH2.HClC18H 37NH 2.HCl十八烷基胺(硬脂胺)盐酸盐仲胺盐(C 18H 37)2NH.HCl双十八烷基胺盐酸盐叔胺盐C 18H 37N(CH 3)2.HClN ,N -二甲基十八胺盐酸盐如缓染剂DC十八烷基二甲基苄基氯化铵3.杂环型吗啡型C16H2CH 22CH 22CH 22CH 222吡啶型哌嗪型2CH 22CH2噁啉型4.鎓盐型a.磷盐化合物CH 33C 12H 25Brb.硫盐化合物C 16H 33SC 2H 5CH 3X2H 5c.碘鎓化合物HSO联苯碘磷酸盐 d.二、阳离子的表面活性剂的合成 1.烷基季铵盐a.高级卤烷与低级叔胺反应举例:C 12H 25(CH 3)3N 12H 253)3C 16H 33Br16H 333)b.高级烷基胺与低级卤代烷的反应C 12H 25NH 2CH 312H 25-NCH 3CH 3C 12H 25-NCH 3CH3C 12H2523C 16H 37-NCH 3CH 3CH 3C 16H 3333石油醚加压,802.含杂原子的季胺盐 a.含氧原子①含酰胺基的季铵盐如SpamineiusC 17H 33COClH 2N-CH 2CH 2-NC 2H5C 2H5C 17H33CONHCH 2CH 22H 52H 5(CH 3O)2SO 4C 17H 33CONHCH 2CH 2C 2H 53CH 3SO17H 35COOHH 2NCH 2CH 2NHCH 2CH 2NHC 17H 35CONHCH 2CH 2NHCH 2CH 2NHCOC 17H 352-CH CH 2Clb.含醚基的季铵盐18H 37OCH 2N(CH 3)3C 18H 37C 18H 37OCH 2ClC 18H 37OCH 2ClN(CH 3)318H 3723)c.含氨季铵盐C 10H 21-N-CH 2CH 2BrCH 33)3C 10H 21NCH 2CH 2-N(CH3)3CHd.含硫原子季铵盐C 12H 25SH12H 25SCH 2Cl C 12H 25SCH 212H 25SCH 23)3.含有苯环的季铵盐12273CH 3C 12H ClCH 24.含杂环的季铵盐R-CO-NHCH2CH2HOCH 2CH 2NH 2CHCH 2CH 2OH222CH 222OH7-3.非离子表面活性剂的合成 一、非离子表面活性剂的分类 a.醚类 聚醚类 聚乙二醇类 b.酯类 多元醇型聚乙二醇类⎪⎩⎪⎨⎧脂肪酸酯山梨醇及失水山梨醇的季戊四醇的脂肪酸酯甘油的脂肪酸酯二、非离子表面活性剂的合成 (一)醚类1.脂肪醇聚环氧乙烯醚(平平加AEO )2CH 2HOCH 2CH 2OHCH 2CH 2OH 2C-CH22CH 2R :12-16 匀染、乳化 R :7-9 EO=5,渗透 2.壬基苯酚聚氧乙烯醚22CH 23.聚醚CHCH 2CH 32CH 3CHCH 2O nCH 3开环反应2CH 2CH 2-OH 2-OH CH 2CH 2OH副产物:一般用碱催化剂 4.脂肪胺聚氧乙烯醚2H 2C-CH 2CH 2CH 2O(二)酯类脂肪醇失水的山梨醇酯 Span 1. 用失水的山梨醇制备 22.羧酸酯合成C15H31COOH三、脂肪醇酰胺2CH2Op2CH2OqC17H33CONHH2C-CH2CH2CH2OpCH2CH2OqC17H33CONp=q=1C 17H 33CONHH 2C-CH2CH2CH2O pCH 2CH 2OqC 17H 33CONC 11H 23COOCH 32H 4OH 2H 4OHC 11H 23CONC 2H 4C 2H 4CH 3OHC 11H 23CON C 2H 4C 2H 42H4OH 2H 4OHα-聚氧乙烯烷基胺C 12H 25NH 4H 2C-CH 2C 12H 25NCH 2CH 2OH CH HC 2OH2CH 22CH 2Oq。