CH2COOH
2－十七烷基－1－羟乙基－1－羧甲基－2－咪唑啉
2-heptadecyl-1-hydroxyethyl-1-carboxymethyl-2-imidazoline
• 制备
咪唑啉型两性表面活性剂的合成一般分两步进行： 首先，脂肪酸与多胺（如β－羟乙基乙二胺）反应 失水生成咪唑啉环：
其次，咪唑啉环在碱性条件下与氯乙酸钠反应而得 到最终产品：
咪唑啉型(Imidazoline)两性表面活性剂
• 命名与结构
含脂肪烃咪唑啉的羧基两性表面活性剂已占其中的一大类
咪唑结构： N
2－咪唑啉：
4 3N
5
N
3－咪唑啉：3N 4 5
2
NH 1
NH
21
4－咪唑啉：
34 HN
5
NH 21
其命名主要看双键的位置。
代表产品结构及名称：
N
C17H35
N CH2CH2OH
叔胺与氯乙酸甲酯反应：
R3N + ClCH2COOCH3
[R3NCH2COOCH3]+Cl－
NaOH R3N+CH2COO－ + CH3OH + NaCl
反应先在甲醇中回流，反应结束后冷却，缓慢加入 95％的NaOH，控制温度在45～50℃，反应1h，再回流 皂化3h，冷却除NaCl。
• 羧基化反应
羧基化反应所用阴离子羧基化试剂有：氯乙酸钠、 甲基丙烯酸酯、丙烯酸、1,3丙磺内酯、2-羟基-1,3-丙磺 内酯等。常用的是氯乙酸钠 （ClCH2COONa）。
用氯乙酸钠羧基化时可用氢氧化钠为催化剂，在 60～100℃下进行反应，但这时易水解，得到直链仲酰 胺化合物。同时用氯乙酸钠羧基化的产物含盐（NaCl） 量很高。
水解过程：
H+ δ－
N
NaOH H N
R δ+ HO－
N CH2CH2OH
R O
1,2断裂 RC NCH2CH2NHCH2CH2OH
OH
仲酰胺
N
H
CH2CH2OH
2,3断裂
CH2CH2NH2 RC N CH2CH2OH
叔酰胺
O
水解首先生成不稳定的叔酰胺，再重排成热稳定性 好的仲酰胺，所以主要以仲酰胺为主。
3.5两性表面活性剂 ( Amphoteric S. )
• 定义
溶于水后，在同一分子中同时存在阳离子基团和阴 离子基团的表面活性剂。
这里的阳离子基团又称为碱性基，主要有胺基、氨 基和季铵基。
这里的阴离子基团又称为酸性基，主要有羧基、磺 酸基和磷酸基。
• 两性表面活性剂的性质
两性离子呈现的离子性视溶液的pH值而定：
两性表面活性剂发展迅速，但其产量不大，主要是 制备有一定难度，成本较高。
• 分类
根据亲水基上阳离子和阴离子组分的相对强度和位 置，可分为以下4种基本类型：
阴影部分是等电点区， 与阴、阳离子的强弱有关。
按照分子结构，可以分成以下几大类：
• 咪唑啉型 • 甜菜碱型 • 氨基酸型 • 卵磷脂型 • 淀粉、蛋白质衍生物等
羧基咪唑啉广泛使用于硬表面及软物料的清洁剂
咪唑啉型也常用作织物柔软剂及纺织纤维加工助 剂，此时2－位上的烷基链要长一些，以增强对纤维的 亲合能力。其它也用于抗e)两性表面活性剂
• 概述
甜菜碱早期是从甜菜中提前出来的天然含氮化合物，
其化学名称为三甲基乙酸铵或三甲基铵代乙酸酯（盐），
①H2SO4 ②NaOH
N R
N CH2CHCH2SO3Na OSO3Na
• 咪唑啉型的性能和应用
由于咪唑啉型两性表面活性剂无毒、性能柔和无 刺激，常用于香波、浴液及其他化妆品、调理剂中。
调制柔和香波时一般用两性、阴离子、非离子表 面活性剂复配以满足高粘度、高泡、低刺激。
抗菌性香波主要含有单羧基甲基化的咪唑啉衍生 物及氧化胺表面活性剂。可抗革兰氏阳性、阴性细菌、 真菌等。
• 咪唑啉环的生成
缩合反应在不锈钢反应器中进行。操作时先将脂肪 酸和胺放入反应器中，减压加热，共沸带水，并通氮气 吹去系统内空气。然后加热至180～200℃，压力维持在 6.7KPa，务必使2mol水除尽（可通过红外在线检测，酰 胺峰：1560cm-1和1638cm-1；咪唑啉环：1600cm-1）。然 后在真空下冷却，得到产物为黑褐色液体，其含量在65 ％～97％。
N R
N CH2CHCH2SO3Na OH
N R
N CH2CHCH2SO3Na OSO3Na
RCONHCH2CH2NCH2CH2OH CH2CHCH2SO3Na OH
合成：
CH2Cl
O
+ NaHSO3
ClCH2CHCH2SO3Na OH
RCOOH + NH2CH2CH2NH2
N
R
NH
N R
N CH2CHCH2SO3Na OH
无氯化钠杂质的咪唑啉型两性表面活性剂可用无 水丙烯酸或丙烯酸甲酯与2－咪唑啉反应制取：
N C11H23
N CH2CH2OH + CH2 CHCOOCH3
N C11H23
N CH2CH2OCH2CH2COOCH3
此反应产物经皂化后生成两性表面活性剂，甲醇可 从溶液中蒸馏出来。
• 磺化咪唑啉型
一般有以下几种结构：
• 制备
• 羧基甜菜碱
叔胺与氯乙酸钠反应： R3N + ClCH2COO－Na+ 70N～aO8H0R℃3N+CH2COO－ + NaCl
反应分两步进行：首先叔胺与按计量的氯乙酸在含 水有机溶剂中及碱存在下反应，再加入过量5％～10％ 的氯乙酸继续反应。反应生成的盐需冷却除去。为了除 盐有时可不加水而仅用乙醇，或用电渗透法除盐效果更 佳。
结构如下：
CH3
CH3 +
N CH2COO－
CH3
天然甜菜碱本身不具有表面活性，只有当其中一个
CH3被长链烷基取代后才具有表面活性，才是甜菜碱型 表面活性剂。常见的是其中一个甲基被C12H25取代。
• 分类
• 羧基甜菜碱 • 磺基甜菜碱 • 硫酸基甜菜碱 • 锍基甜菜碱 • 含磷甜菜碱
工业上以羧基甜菜碱生产为主。
当pH值低于等电点时，多呈阳离子性； 当pH值高于等电点时，多呈阴离子性； 在等电点时，以内盐形式存在，在水中的溶解度最 小，多呈两性活性。
两性表面活性剂以其独特的多功能著称，除具有良 好的表面活性、去污、乳化、分散、润湿作用外，还具 有下列共同的性能： • 耐硬水、能与电解质共存。 • 可与阴、阳、非离子表面活性剂混配。 • 毒性小、对皮肤的刺激性小。 • 有抗菌性。 • 对硬表面和织物的去污力较好。 • 具有抗静电及织物柔软性能。 • 有等电点。