双子表面活性剂
双子表面活性剂的合成进展
摘要：双子表面活性剂是一类新型的双亲水基、双疏水基两亲表面活性剂，按照其结构特点，双子表面活性剂可分为阳离子、阴离子、非离子以及两性离子表面活性剂。本文介绍了双子表面活性剂的研究进展和合成现状。
关键词：双子表面活性剂，研究进展，合成现状
双子表面活性剂是一族性能优异的表面活性剂,其分子是由两个普通单链单头基表面活性剂分子在头基处通过联接基团以化学键连接而成。双子表面活性剂特殊的结构决定它比传统表面活性剂具有更优良的性能。它具有两个亲水基和疏水基，通过联接基团将两部分连接，联接基团有化学键作用，降低了两极性间的静电排斥力及其水化层间的作用力，使得双子表面活性剂具有低CMC特性。与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比，双子表面活性剂具有如下特征性质：(1)易吸附在气/液表面，有效地降低水的表面张力；(2)易聚集生成胶团，有更低的临界胶束浓度；(3)具有很低的Kraff点；(4)与普通表面活性剂间的复配能产生更大的协同效应；(5)具有良好的钙皂分散性能；(6)优良的润湿性能。目前，双子表面活性剂已经受到世界各国科学家的青睐，并掀起了一股新的研究热潮。本文综述了当前各类双子表面活性剂的研究进展和合成现状。
1阳离子型双子表面活性剂的合成
阳离子型双子表面活性剂由于其特殊结构而呈现出独特的性能, 如抗静电性、杀菌性、柔软性、防腐性等,是其它类型的表面活性剂所无法替代的。国内外对阳离子型双子表面活性剂的合成研究一直比较活跃。大部分阳离子型双子表面活性剂的结构中含有2个亲水基和2个疏水链,且极性基团和疏水链都是相同的,但也看到一些含有特殊官能团表面活性剂的文献
报道。
1.1多烷基多季铵盐表面活性剂的合成
池田功等[1]通过以上方法设计合成了多烷基多亲水基季铵盐:
若R为CH3,其反应步骤为:0.22mol环氧氯丙烷慢慢加入到0.10mol二甲胺盐酸盐与70mL乙醇的混合物中,室温下搅拌36h ,蒸去未反应的环氧氯丙烷和溶剂,得到无色透明的高黏性液体,即为中间产物。取0.006mol中间产物、0.024mol十二烷基二甲基胺和25mL乙醇混合加热回流24h,减压蒸去溶剂得到蜡状物,用己烷洗涤,再从丙酮中重结晶,即得到白色固体化合物(m.p.:110~113)。
若R为C12H25,其步骤为:0.20mol环氧氯丙烷慢慢加入到0.20mol十二烷基甲基胺盐酸盐与80mL乙醇的混合物中,室温下搅拌72h ,蒸去未反应的环氧氯丙烷和溶剂, 得到淡黄色透明高黏性液体,经硅胶柱色谱分离提纯得到蜡状物,即为中间产物。取0.006mol中间产物、0.024mol十二烷基甲基胺和25mL乙醇混合加热回流24h,减压蒸去溶剂得到蜡状物,用己烷洗涤, 再从丙酮中重结晶,即得到淡黄色固体(m.p.:139~ 142)。
1.2联接基团结构特殊的阳离子型双子表面活性剂的合成
Qiu Ling Guang等[2]提出以3,5-二氯甲基-1,2 ,4-三唑与十八叔胺或以4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2,4-三唑与十六烷基溴合成联接基团为三唑的阳离子型双子表面活性剂。产物具有一定防腐性,尤其能够抑制酸腐蚀。合成路线如下:
Menger等[3]以海藻糖为联接基团,合成6,6’-位置为长链季铵盐的阳离子型双子表面活性剂,其水溶性极好、表面活性优异且以糖苷为原料, 属于绿色环保产品,值得提倡。合成路线如下:
Perez L等[4]以苯甲酸盐为起始原料合成了具有特殊应用的光敏型的双联阳离子型双子表面活性剂。合成路线如下：
1.3非对称阳离子型双子表面活性剂的合成
徐群等[5]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种非对称季铵盐双子表面活性剂(Ⅰ~Ⅲ)。合成路线如下:
1.4含杂环阳离子型双子表面活性剂的合成
蒋晓慧等[6]以吡啶、金属锂、溴代烷和二溴卤代烷为原料合成了含吡啶环的双季铵盐类化合物。合成路线如下:
2阴离子型双子表面活性剂的合成
阴离子型双子表面活性剂种类较多,大多数专利文献报道的内容属此类,并已有工业化产品供应,目前阴离子型双子表面活性剂可实现工业化的的合成路线主要有以下3种方式[7]。
2.1选择或设计合适的联结剂，先在联结剂上引入2条疏水链，再引入2个亲水基
2.2选择或设计合适的联结剂，先在联结剂上引入2个亲水基，再引入2条疏水链
2.3选择或设计合适的双亲体，再用一联结剂直接将双亲体联接起来
以下是一些新的阴离子型双子表面活性剂合成举例：
Francis L Du ivenvoorde等合成了具有柔性连接基团的双磷酸二甲酯型双子表面活性剂[8]。反应方程式如下：
Menger F M 等[9]合成了具有刚性连接基团的双磷酸二酯型双子表面活性剂。合成路线如下：
Aratari[10,11]等以酒石酸衍生物为初始原料合成了连接基为CH-CH 的双阴离子型双子表面活性剂；Menger F M等合成了连接基为二苯乙烯氧基的双阴离子双子表面活性剂；Rosen等报道了该类以长链烷基未连接集团的双子表面活性剂的合成。合成路线如下：
3非离子型双子表面活性剂的合成
目前国内外对非离子Gemini 表面活性剂研究比较活跃,但因其种类繁多,合成方法各异,因此它的合成研究还没有像传统的表面活性剂那样具有系统性。非离子Gemini 表面活性剂的结构较多,但具体构型不多,主要有两大类型:糖类衍生物和醇醚和酚醚。
3.1糖类衍生物类双子表面活性剂的合成
糖类衍生物,属于绿色表面活性剂,原料易得并可再生, 产品易生物降解, 已引起人们广泛关注。现阶段的合成方法有生物酶催化合成法和化学合成法,以后者为主。但合成路线太长, 收率低,产品成分复杂,所用原料昂贵,在上述问题解决之前很难工业化生产。
Mariano等[12]报道了用D-葡萄糖合成非离子双子表面活性剂: 1,5-二[6-O-(n-丁基-D-吡喃葡萄苷)]戊二酸酯。合成路线如下：
3.2醇醚和酚醚类双子表面活性剂的合成
醇醚和酚醚类双子表面活性剂,合成方法与传统非离子表面活性剂相同,关键是先把具有疏水链的两部分用联接基联接起来,再进行乙氧基化或丙氧基化。
Tracy等[13,14]以月桂酸为原料合成了一系列醇醚和酚醚型非离子Gemini 表面活性剂。联接基团包括对苯二酚、乙二胺、二硫代乙醇和哌嗪等,氧乙基化的环氧加成数根据应用需要而定。
Paul A Fitz Gerald[15]在2004年合成了一种非离子双子表面活性剂,并用了很多高科技手段研究了其多方面的性质。合成路线如下:
2003年大连理工大学的王可为[16]在他的硕士论文中成功的合成了一种名为,α，ω-二辛基酚基二酮聚氧乙烯醚的非离子双子表面活性剂并研究了其表面张力、界面性质以及与阳离子型双子表面活性剂的复配效果。合成路线如下：
4两性离子型双子表面活性剂的合成
两性离子型双子表面活性剂分子中同时含有阴离子和阳离子基团, 它兼具阴、阳离子型表面活性剂的性能。其离子头基间的相互吸引,使得离子头基的水化半径减小,导致疏水性增强,分子表面截面积减少,表面活性增强[17,18]。与传统的表面活性剂相比, 两性离子型双子表面活性剂具有以下特征:较高的表面活性；较低的克拉夫特点；较好的温度稳定性、耐盐性、配伍性、增溶性及水溶性；且在一定的浓度范围有增稠性,应用前景十分广阔。
4.1氨基酸型两性离子型双子表面活性剂的合成
氨基酸型两性离子型双子表面活剂的两性特征依赖于体系的 pH,且存在等电点, 相对较易分离提纯。
YOSH I MURA T 等[19]合成了是一种含氟表面活性剂, 该系列产品具有较高的表面活性；该系列表面活性剂所形成的聚集体存在较大空穴,在增溶剂和药物载体方面具有潜在的应用价值。但产品的收率极低, 均在20%以下。合成路线如下：
单翠翠等[20]合成了一种工艺简单易行的表面活性剂。该化合物具有较强的起泡性和稳泡性及较好的乳化性,但润湿性能一般且几乎无增溶性能, 它与阳离子或非离子表面活性剂的复配体系在胶团化作用及降低表面张力方面均表现出了良好的协同增效作用。合成路线如下
陈洪龄等[21]合成了系列更易于实现工业化的双子表面活性剂，其原料易得,合成条件温和易于控制,对设备无苛刻要求,利于推广生产。合成路线如下：
4.2甜菜碱型两性离子型双子表面活性剂的合成
甜菜碱型两性离子型双子表面活性剂由于其水溶性较好,原料价廉易得,反应条件温和,易于实现工业化,所以此类表面活性剂的产品相对较多。
JAHAN N等[22]用二烷氧基季戊四醇、N,N-二甲基-2-氯乙胺和溴乙酸乙酯等反应得到了一种两性离子型双子表面活性剂,其中二烷氧基季戊四醇可通过季戊四醇与卤代烷反应制得,合成工艺较为复杂。合成路线如下：
许东华等[23]合成了一种具有较好耐温性和较高增稠性的硫酸酯基甜菜碱型两性离子型双子表面活性剂。目前此类产品的合成大多采用先合成醇,然后再用磺化试剂与其进行硫酸化反应。合成路线如下：
姚钱君等[24]合成了一种磷酸酯基甜菜碱型两性离子型双子表面活性剂，其具有有较好的水溶性和润湿能力,较低的临界胶束浓度(cmc)。该类化合物合成目前多以长烷基链叔胺、环氧氯丙烷、浓盐酸、三氯氧磷或2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷为主要原料，合成路线如下：
4.3咪唑啉型两性离子型双子表面活性剂
人们对咪唑啉型两性离子型双子表面活性剂的研究极少,美国的一篇专利曾报道 Andrew等[25]选用脂肪酸或脂肪酸酯或脂肪酸三甘油酯、多乙多胺(至少为三乙四胺)及丙烷磺内酯反应得到了一种含有咪唑啉的两性离子型双子表面活剂,可以作为一种很好的纤维柔软剂使用。合成路线如下：
4.4其他类型两性离子型双子表面活性剂
Y ANG Qing等[26]合成了一种还具有更好的乳化力和钙皂分散力的两性离子型双子表面活性剂，合成路线如下：
丁兆云等[27-29]合成了一种可作为液晶材料使用的两性离子型双子表面活性剂，合成路线如下：
5结论
随着世界经济的发展以及科学技术领域的开拓,表面活性剂工业得到了快速发展,其应用领域已从日用化学工业发展到石油、纺织、食品、农业、环境以及新型材料等方面,年产量以4%~5%的速率增长。双子表面活性剂以其比较优越的性能参数,满足了社会对更高性能表面活性剂的需求。本文可为双子表面活性剂的工业化应用提供理论依据。
参考文献：
[1] Tae-seong Kum, Toshi yukiKida, Isao Ikeda etc. Preparation and Properties of Multiple Ammonium Salts Quaternized by Epichlorohydrn [J]. Langmuir, 1996, (12) : 6304–6308
[2] Qiu Ling Guang, Xie An Jian, Shen Yu Hua. Synthesis and surface activity of novel triazole-based cationic gemini surfactants [J]. Chinese Chemical Letters, 2003, 14 (6): 653-656.
[3]Menger F M, M Buddha B N. A gemini surfactants with a disaccharide spacer [J]. Am. Chem. Soc., 2001, 123: 875-885.
[4]Perez L, Pinazo A, Rosen M J, et al. Langmuir, 1998, 14:2307-2315
[5]徐群等. 非对称双子季铵盐阳离子表面活性剂的合成及性能[J].日用化学工业, 2004, (5): 280-282.
[6]蒋晓慧, 周丽梅, 等. 含吡啶环的双子季铵盐表面活性剂及其制备方法 [P]. CN: 1557535, 2004-12-29.
[7]樊鹏鹍，刁杰，王祥荣. 以乙二胺为联结基团的阴离子型Gemini 表面活性剂的合成[J]. 印染助剂，2008，25（6）：41-43.
[8] DeS, Aswal V K, Goyal P S, eta. Novel Gemini micelles from diametric surfactants with polyethylene spacer chain small angle neutron scattering and fluorescence studies [J]. J Phys Chem.: B, 1998, 102: 6152-6160.
[9]Menger F M, Littau C. Gemini surfactants: a new class of self assembly molecules [J]. J AM Chem Soc, 1993, 115: 10083-10090.
[10]Menger F M, Littau C A. Gemini surfactants: synthesis and properties [ J]. J Am Chem Soc, 1991, 113: 1141-1142.
[11] RosenM J. Gemini surfactants [J]. Cosmetics and Toilet rise, 1998, 113: 49-55.
[12] Mariano, Castro L, Kerensky J, eta Gemini surfactants from alkylglucosides [J] Tetrahedron Letters, 1997, 38 (23): 3995-3998
[13] Tracy Nonionic Gemini surfactants [P] US 6204297, 2001-04-28
[14] Tracy Nonionic Gemini surfactants [P] US 5945393, 1999-06-03
[15] Paul A FitzGerald, eta Preparation and dilute solution properties of model Gemini nonionic surfactants [J] Colloid and Interface Science, 2004, 275: 649- 658.
[16] 王可为非离子 Gemini表面活性剂的合成及性能表征[D] 硕士学位论文,大连:大连理工大学,2003
[17] SEREDUK V, ALAM I E, NYDEN M, eta. Adsorption of zwitter ionic Gemini surfactants at the air water and solid and adsorption properties of novel zwitter ionic surface water interfaces [J]. Colloids and Sur faces A: Physicochemical. Eng. Aspects, 2002, 203(1): 245-258.
[18] SEREDUK V, ALAM I E, NYDEN M, eta. l Mice lizationtants[J]. Langmuir, 200, 17(17): 5160-5165.
[19] YOSH I MURA T, BONG M, MATSUOKA K, e t a. l Surface properties and aggregate tumor apology of partially fluorinated carboxyl ate type anionic Gemini surfactants [J].Colloids and Sur faces A: Physicochemical. Eng. Aspects, 2009, 339(1): 230-235.
[20]单翠翠. Gemini型两性表面活性剂的合成及性能研究[D].无锡:江南大学, 2008: 12-45 .
[21]陈洪龄,孙永明. 一种具有柔性连接基的双子型两性表面活性:中国, 200 910 027 864. [P]. 2009-10-28.
[22] JAHAN N, PAUL N, PETROPOLIS C J , eta. Synthesis of surfactants based on pentaery thritol. cationic and zwitter ionic gemini surfactants [J]. J. Org. Chem., 2009, 74 (20): 7762-7773.
[23]许东华.新型表面活性剂的研制 [D]. 武汉: 武汉大学, 2004 : 19-26 .
[24]姚钱君.氟碳两性磷酸酯表面活性剂的合成与性能[D]. 南京:南京工业大学, 2006 : 16-52 .
[25]GATTMANN A T. Su lf o alkylated; midazolines: US, 3244724[P]. 1966-04-05.
[26] YANG Qing, CAO Dan Hong , FANG Bo . Synthesis and properties of a novel zwitter ionic Gemini surfactant [J].Gao Xiao Hua Xue Gong Cheng Xue Bao, 2009 , 23(1): 110-115 .
[27]丁兆云.新型表面活性剂的设计、合成及性能[D].山东:山东大学, 2007: 140-148 .
[28]崔庆华.新型Gemini表面活性剂的设计与合成[D].山东:山东大学, 2007: 41-47 .
[29] ZHOU Tianhua , ZHAO Jian. Synthesis and thermotropic liquid crystalline properties of zwitter ionic Geminisurfactants containing a quaternary
ammonium and a sulfate group [J]. J. Colloid Interface Sci., 2009, 338(1): 156-162.
季铵盐型双子表面活性剂与十八醇的混合单分子膜_周栋梁
Vo.l 28 高等学校化学学报No .52007年5月 CHEM I CAL J OURNAL OF CH I NESE UN I VERSI T I E S 932~935季铵盐型双子表面活性剂与十八醇的混合单分子膜 周栋梁1,杨红伟1,朱谱新1,孙玉海2,冯玉军2,吴大诚1 (1.四川大学纺织研究所,成都610065;2.中国科学院成都有机化学研究所,成都610041)摘要 研究了双子表面活性剂12-2-16和12-2-12分别与十八醇(C 18H 37OH )在空气-水界面上混合单分子膜的P -A 等温线.在相分离表面压以下,比较了不同表面压下和不同混合比单分子膜的混合表面过剩自由能$G ex o M ,分析了双子表面活性剂与脂肪醇在空气-水界面上混合膜中的相容性.结果表明,12-2-16与C 18H 37OH 在所有混合摩尔比下随着表面压增高,自由能增大.12-2-12与C 18H 37OH 混合膜体系的相容性取决于两者的 混合比,$G exo M 随所加入C 18H 37OH 摩尔分数的增加逐渐增大,从异种分子间净的吸引作用转变到相互排斥 作用体系,转变点为C 18H 37OH 加入量的摩尔分数0165.当混合为热力学自发过程时,增大表面压将有利于混合;而对相互排斥体系,增加表面压将使体系内异种分子之间的相互排斥作用更大. 关键词 季铵盐型双子表面活性剂;十八醇;混合单分子膜;混合表面过剩自由能 中图分类号 O 647 文献标识码 A 文章编号 0251-0790(2007)05-0932-04 收稿日期:2006-07-05. 基金项目:国家自然科学基金(批准号:50673062)资助. 联系人简介:朱谱新(1956年出生),男,博士,教授,主要从事高分子材料结构与性能、表面与界面等方面的研究. E-m ai:l z hupxscu @163.co m 双子表面活性剂的结构特殊,表面活性更高,能有效地降低表面张力,易形成胶束、易溶解、润湿 性良好[1],因而成为研究的热点[2~11].季铵盐型双子表面活性剂是一种目前研究较多的阳离子型双子表面活性剂,对它的合成以及物理化学性能已有深入的研究[8~11].为了使双子表面活性剂能大规模的应用,人们探索了其与普通阴离子、阳离子、非离子和两性离子表面活性剂进行复配使用,并研究了 其混合体系溶液的表面性质[9~11].以Lang mu ir 膜天平为手段研究双子表面活性剂在空气-水界面的单 分子膜,可以了解其在溶液中的胶束行为.通常,两亲性分子铺展的单分子膜在压缩过程中处于亚稳态,当表面压较低时在缓慢压缩的时间尺度下,可以将压缩单分子膜看成是稳定的,因为铺展分子从 膜中向亚相溶解需要克服脱附能垒,达到平衡的过程很漫长[12].以往对于具有一定水溶性的两亲性分 子表面单分子膜的研究较少,而对此方面的研究可以得到表面单分子膜稳定性的很多信息.本文采用Lang m uir 膜天平分别测定了双子表面活性剂12-2-16和12-2-12与C 18H 37OH 混合膜在空气-水界面上混合膜的P -A 等温线,并计算混合表面过剩自由能,从而说明与极性有机分子C 18H 37OH 复配时,双子表面活性剂12-2-16和12-2-12形成的复合单分子膜的界面行为以及混合膜分子之间的相互作用.1 实验部分 1.1 试剂与仪器 双子表面活性剂12-2-16和12-2-12为自制[13],在丙酮和乙醇的混合溶剂中重结晶3次.在25e 时,12-2-16和12-2-12水溶液的临界胶束浓度分别为0116和0180mm o l/L [13].正十八醇(C 18H 37OH,分析纯,上海光铧科技有限公司);三氯甲烷(分析纯,成都长联化工试剂有限公司);无水乙醇(分析纯,沈阳化学试剂厂);实验用水为二次去离子水;LB 膜分析仪(KSV 2000-Ⅲ型,芬兰). 1.2 实验过程 分别配制12-2-16,12-2-12和C 18H 37OH 的三氯甲烷溶液,浓度约为1g /L ,再按一定摩尔比配成混合溶液.先用无水乙醇将Lang mu ir 槽(材质为聚四氟乙烯,内径尺寸700mm @120mm @10mm )清洗干净,再用二次去离子水冲洗,然后注满二次去离子水,用障条刮水面3次,以去除水面上的杂质.
新型双子表面活性剂的制备及性能研究_顾义师
新型双子表面活性剂的制备及性能研究 顾义师黄丹 * （江南大学生态纺织科学与技术教育部重点实验室 无锡 214122） 南通苏州大学纺织研究院开放课题（NS1211）资助2013-01-15收稿，2013-03-11接受 摘要制备了一系列羧基支化改性双子表面活性剂，其利用马来酸酐将2个疏水性基团和2个亲水性 基团通过弱酯键连接基团连接在一起，以反丁烯二酸为羧化试剂在过氧化自由基的引发下进行羧化接枝反应接入了阴离子亲水基团。用红外光谱和核磁共振表征了合成物的分子结构。测定了合成产物的表面张力、胶团形貌、疏水性能、泡沫性能、润湿性能、乳化性能和分散性能。结果显示所合成的双子表面活性具有优异的表面性能。 关键词 双子表面活性剂 表面性能 表面张力 分散性能 Preparation and Properties of Novel Gemini Surfactant Gu Yishi ，Huang Dan * （Education Ministry Key Laboratory of Science ＆Technology for Eco-textiles ，Jiangnan University ，Wuxi 214122） Abstract A series of carboxyl branch modified Gemini surfactants were prepared．These cleavable surfactants possess two identical hydrophobic alkyl group moieties ，two hydrophilic polyethylene glycol group moieties and a succinic acid spacer as weak ester linkage．Nonionic hydrophilic moieties had been added by reacting fumaric acid in the presence of a peroxy-type free radical initiator to form a carboxylic acid groups．The structures of these compounds were confirmed through IR and NMR．The physical and chemical properties of synthetic products ，including surface tension ，micelles morphology ，hydrophilicity ，foam property ，wetting property ，emulsifying property and dispersion property were determined．The results showed that the as-prepared Gemini surfactants have excellent surface properties． Keywords Gemini surfactant ，Surface properties ，Surface tension ，Dispersion properties 双子表面活性剂（Gemini surfactant ）在结构上是由2个亲水基团和2个疏水基团在连接基团的作用下形成的。其有着比传统表面活性剂不止2倍的性能提升且表面张力更低、临界胶束浓度（CMC ）更低的特点。由于其结构的“非常规”性，使得其在生物医学、纺织染整、三次采油上有着独特的应用 ［1 5］ 。 聚醚马来酸双酯是一种双子表面活性剂［6，7］ ，其利用顺丁烯二酸为连接基团将2个聚醚单体在其 亲水基部位或靠近其亲水基部位通过化学键连在一起，形成1个具有2个亲水基团和2个亲油基团的结构， 由于桥基的作用，使得聚醚单体连接得相当紧密，从而使其碳链之间的作用力增强，而且亲水基（—CH 2CH 2O —）部分的斥力由于桥基的存在而大大减弱，这就使得其活性远大于一般的表面活性剂。在过氧化自由基的作用下，以反丁烯二酸为羧化试剂在聚氧乙烯链上进行羧化接枝，使分子链上带有大量的水溶性羧酸基团。这样的亲水基团和疏水基团的交错排列使得其性能相比传统表面活性剂更为优异。之前有研究者以月桂醇聚醚来合成这类表面活性剂，包括对称［8］ 和不对称 ［9］ 双酯，但由于结构中 含有芳香基团，生物降解性能不好。本研究以硬脂醇聚醚为原料合成羧化硬脂醇聚醚马来酸双酯 Gemini 表面活性剂，性能更优异，更易生物降解。 · 735·http ：//www．hxtb．org 化学通报2013年第76卷第6期DOI:10.14159/https://www.sodocs.net/doc/3616572819.html,ki.0441-3776.2013.06.016
双子表面活性剂表面活性的研究
双子表面活性剂表面活性的研究 马素俊，孙玉海，冯茜，马天态，杨景辉 (中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院，东营257000) ［摘 要］利用胜利油田临盘采油厂的注入水配制了不同含量的双子表面活性剂，考察了双 子表面活性剂的表面活性，并将其与对应的传统表面活性剂进行了对比。结果表明，双子表面活性剂具有较强的耐温抗盐性能，且在较低含量下降低表面张力的能力明显优于对应的传统表面活性剂，可用于高矿化度和温度为70 90?的油藏。 ［关键词］阳离子双子表面活性剂 杂双子表面活性剂 表面活性 收稿日期:2011－08－01。 作者简介:马素俊，硕士，主要从事油层保护技术研究工作。 双子表面活性剂是近年来研究较多的新一代表面活性剂，因其特殊结构而使其具有一些特殊的性质，如低临界胶束浓度、高表/界面活性、良好的水溶性和润湿性等。20世纪90年代初，双子表面活性剂在世界范围内引起极大关注，成为胶体与界面化学领域的研究热点。目前，国外一些研究学者 〔1－2〕 已合成出一系列阴离子、阳离子、 非离子及两性型双子表面活性剂。2001年我国开始进行双子表面活性剂的研究，唐善法等〔3－6〕 合成了不同类型的双子表面活性剂，并对其性能及应用做了大量研究。在石油开采应用中，双子表面活性剂在提高驱油效率方面已有报道〔4〕 ，在 油田开发方面具有广阔的应用前景 〔7〕 。 我们利用胜利油田临盘采油厂的注入水配制了不同含量的双子表面活性剂，考察双子表面活性剂联结基长度对表面张力的影响及阳离子、杂双子表面活性剂的耐温抗盐性能，为双子表面活性剂在实际油藏中应用提供了理论和实践指导。1实验部分 1．1 主要仪器与试剂 SVT 20型旋转滴张力仪，Data physics 公司;天平;恒温水浴TC －202D ，美国Brookfield 。 双子表面活性剂12－2－12、 14－3－14、14－4－14、14－6－14、8(－)－2－16(+)，纯度80%，自制;十二烷基三甲基溴化铵(DTAB )、十四烷基三甲基溴化铵(TTAB )，分析纯。 临盘采油厂1316站注入水为NaHCO 3水型，离子组成见表1。 表1 临盘采油厂1316站注入水离子组成 mg /L 1．2 实验方法 盐水配制:按照m (NaCl )?m (CaCl 2)?m (MgCl 2·6H 2O )=7?0．6?0．4质量比配制3种不同含量的盐水。 表面活性剂溶液的配制:用临盘采油厂1316站注入水及不同含量的盐水配制不同含量的表面活性剂溶液。 表面张力测定方法:采用SVT 20旋转滴张力仪测定表面活性剂溶液表面张力。 2结果与讨论 2．1 双子表面活性剂与对应的传统表面活性剂 的性能比较 用1316站注入水配制了不同含量的两种双子表面活性剂溶液及其对应的传统表面活性剂溶液，在70?下，采用旋转滴法测定其表面张力，结果见表2。当表面活性剂溶液含量(质量分数，下 同)＞100?10－6 时， 双子表面活性剂在降低表面张力的能力上没有明显优势;当12－2－12含量 为0．1?10－6 时，表面张力为25．54mN /m ;而DTAB 含量为10?10－6时，表面张力为26．36mN /m 。这表明双子表面活性剂在较低含量下可达传统表面活性剂DTAB 高含量下的表面效果， 5 2011年12月马素俊等．双子表面活性剂表面活性的研究
双子表面活性剂
双子表面活性剂的合成进展 摘要：双子表面活性剂是一类新型的双亲水基、双疏水基两亲表面活性剂，按照其结构特点，双子表面活性剂可分为阳离子、阴离子、非离子以及两性离子表面活性剂。本文介绍了双子表面活性剂的研究进展和合成现状。 关键词：双子表面活性剂，研究进展，合成现状 双子表面活性剂是一族性能优异的表面活性剂,其分子是由两个普通单链单头基表面活性剂分子在头基处通过联接基团以化学键连接而成。双子表面活性剂特殊的结构决定它比传统表面活性剂具有更优良的性能。它具有两个亲水基和疏水基，通过联接基团将两部分连接，联接基团有化学键作用，降低了两极性间的静电排斥力及其水化层间的作用力，使得双子表面活性剂具有低CMC特性。与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比，双子表面活性剂具有如下特征性质：(1)易吸附在气/液表面，有效地降低水的表面张力；(2)易聚集生成胶团，有更低的临界胶束浓度；(3)具有很低的Kraff点；(4)与普通表面活性剂间的复配能产生更大的协同效应；(5)具有良好的钙皂分散性能；(6)优良的润湿性能。目前，双子表面活性剂已经受到世界各国科学家的青睐，并掀起了一股新的研究热潮。本文综述了当前各类双子表面活性剂的研究进展和合成现状。 1阳离子型双子表面活性剂的合成 阳离子型双子表面活性剂由于其特殊结构而呈现出独特的性能, 如抗静电性、杀菌性、柔软性、防腐性等,是其它类型的表面活性剂所无法替代的。国内外对阳离子型双子表面活性剂的合成研究一直比较活跃。大部分阳离子型双子表面活性剂的结构中含有2个亲水基和2个疏水链,且极性基团和疏水链都是相同的,但也看到一些含有特殊官能团表面活性剂的文献 报道。 1.1多烷基多季铵盐表面活性剂的合成
论文双子表面活性剂
双子表面活性剂综述 张家婧 （山东大学化学与化工学院山东省济南市250100） 摘要双子表面活性剂使其在表面活性剂相关领域脱颖而出。双疏水基双亲水基表面活性剂独特的分子结构使其具有与传统的单疏水基单亲水基表面活性剂不同的特性，如CMC很低，降低水溶液表面张力的效率很高。无论是表面活性，还是溶液中的性质，如界面行为、粘度特性等都体现出独特之处。另外，双子表面活性剂的应用也日趋广泛。 关键字双子表面活性剂结构性质应用 Review of Gemini surfactant Jiajing Zhang (College of Chemistry and Chemical Engineering,Shandong University,Jinan,250100) Abstract The particularity of the Gemini surfactants’structure makes it stand out in the related fields of surfactants.Gemini surfactants have two hydrophobic groups and two hydrophilic groups per https://www.sodocs.net/doc/3616572819.html,paring to conventional surfactants which have single hydrophobic group and single hydrophilic group per molecule,the distinct molecular structure of Gemini surfactants make them possess some special properties,such as quite lower surface tension and higher efficiency for reducing surface tension.The surface activity,solubility and viscosity characteristics change a lot,which make Gemini surfactants increasingly wide application in practice.On the other hands,the application of surfactants in many fields is also becoming more widely. Keywords Gemini surfactants,Structure,Character,Application 1引言 表面活性剂按照分子结构的特征可分为三类：传统型、Bola型和Gemini型。 相对于传统的表面活性剂，双子表面活性剂可以说是一个全新的概念，这种有两个亲水端基和两个疏水端基的表面活性剂，相当于通过一个连接基将两个表面活性剂分子连接在一起的结构。越来越多的科研工作者们积极开展相关方面的研究，因为其有着独特的溶液和界面性质，使得效果往往优于传统表面活性剂。 1971年，Bunton[1]等首次合成了一类阳离子型Gemini表面活性剂并对它们的表面活性和临界胶束浓度进行了研究。1988年，日本Osaka大学的Okahara[2]等研究并合成了以柔性基团连接离子头基的若干双烷烃链表面活性剂，但真正系统性地开展这类新型表面活性剂研究工作则是从1991年Menger[3]合成了以刚性基团连接离子头基的双烷烃链表面活性剂开始。他将这类型顺序排列的两亲分子命名为：Gemini表面活性剂，并对Gemini表面活性剂的吸附形式和胶束形式作了探讨。从1991年开始，美国纽约州立大学Brookly学院的Rosen小组采纳了其命名，系统合成和研究了刚性基团连接的双子表面活性剂，撰写了一篇综述文章[4]。同时，
阳离子型双子表面活性剂的合成及表面活性
2006年第64卷化学学报V ol. 64, 2006第18期, 1925～1928 ACTA CHIMICA SINICA No. 18, 1925～1928 * E-mail: yjfeng@https://www.sodocs.net/doc/3616572819.html,; Tel. & Fax: ＋86 (0)28 85236874. Received March 10, 2006; revised May 19, 2006; accepted June 30, 2006. 中国科学院“百人计划”及中石油风险创新基金(No. 050511-2-3)资助项目.
1926化学学报V ol. 64, 2006 表面活性剂的研究却少有报道. Oda等[7]于1997年率先合成了m-s-m'(m－m'＝4)型不对称型双子表面活性剂, 考察了疏水基长度和不对称性对相行为[8]及胶束聚集体[9]的影响, 利用1H和19F NMR谱研究了其胶束化行为[10,11], 并以其合成了有序的介孔材料[11]. Sikiri?等先后研究了不对称型双子表面活性剂12-2-14在水溶液中的吸附和缔合行为[12]、连接基的长度(s＝2, 6, 10)对不对称型双子表面活性剂12-s-14固体相转变[13]和在水溶液中的吸附和缔合行为[14]的影响. Wang小组研究了不对称型双子表面活性剂m-6-m'(m＋m'＝24)的热力学性质和胶束化行为[15,16], 并利用微量热计[17]研究了其与DNA的复合物的性质. 但固定一端疏水碳链及连接基的长度、考察另一端疏水碳链长度对溶液性质的影响尚未见报道. 本文通过固定连接基的长度(s＝2)和一端的疏水碳链长度(m＝12), 变化另一端的碳链长度, 合成了一系列阳离子双子表面活性剂二溴化-N,N'-二(二甲基烷基)乙二铵(12-2-m', m'＝4, 8, 12, 16), 并考察了它们在水溶液中的表面张力和电导行为. 1 实验部分 1.1 试剂 主要化学试剂: 1-溴代丁烷、1-溴代辛烷、1-溴代十二烷、1-溴代十六烷和四甲基乙二胺均为化学纯, 购自中国医药集团化学试剂公司; 实验用水为二次蒸馏水. 1.2 对称双子表面活性剂的制备和纯化 参考文献[3]的方法合成对称型双子表面活性剂12-2-12, 但在本工作中对反应条件作了一定的改进. 利用溴代十二烷对四甲基乙二胺在异丙醇中进行季铵化, 反应48 h后蒸发除去溶剂, 在丙酮和乙醇的混合溶剂中三次重结晶, 结晶物经真空干燥24 h后得白色固体粉末状产物, 产率为80%. 1.3 不对称双子表面活性剂的制备和纯化 根据文献[7]的思路合成不对称双子表面活性剂, 但对反应条件做了改进. 先通过四甲基乙二胺与溴代烷在丙酮中进行季铵化反应合成中间体m'-2 (m'＝4, 8, 12), 蒸发除去溶剂, 在乙醚中多次重结晶, 结晶产物经真空干燥24 h, 产率为60%～70%. 然后, 中间体4-2和8-2与1-溴代十二烷、12-2与1-溴代十六烷在乙腈中反应2～3 d, 蒸发除去溶剂得到粗产物. 粗产品在丙酮中重结晶数次, 真空干燥24 h后得白色固体产物. 1.4 中间体及双子表面活性剂的结构表征 中间体m'-2 (m'＝4, 8, 12)和双子表面活性剂12- 2-m'(m'＝4, 8, 12, 16)分别以D2O和CDCl3为溶剂, 在Bruker Avance 300核磁共振仪上进行1H NMR表征. 利用CARLO ERBAO1106型元素分析仪(意大利) 分别对中间体和表面活性剂进行元素分析. 1.5 水溶液表面张力和电导率的测定 表面活性剂试样溶解在二次蒸馏水中配制成一定 浓度的溶液, 通过连续稀释法分别利用全自动表面张力 仪BZY-1(上海衡平仪器厂)和DDS-11A电导率仪(成都 方舟科技开发公司)在(25.0±0.1) ℃测定不同浓度下水 溶液的表面张力和电导率. 2 结果与讨论 2.1 双子表面活性剂的合成和纯化 溴代烃与二胺之间发生的是季铵化反应, 属于SN2 取代反应, 因此反应溶剂的极性、沸点和对产物的溶解 性对反应速率影响很大. 在对称型双子表面活性剂 12-2-12的制备过程中, 采用高沸点的异丙醇作为反应 溶剂回流48 h. 在不对称双子表面活性剂中间体的制备 过程中采用丙酮作为反应溶剂以减少二胺的副反应, 从 而提高中间体的收率. 第二步反应采用乙腈作为反应溶 剂来加快反应的速率. 其中, 12-2-4与12-2-8的第二步 制备反应需要在40 ℃左右反应3 d, 而12-2-16需要在 回流温度下反应2 d. 根据产物的溶解性, 12-2-12采用丙酮与乙醇混合溶 剂进行重结晶, 12-2-4, 12-2-8及12-2-16在丙酮中重结晶. 但发现, 12-2-16在丙酮与乙醇的混合溶剂中重结晶 的效果更好. 产物12-2-4与12-2-8在室温下为蜡状固体, 12-2-12和12-2-16为白色固体粉末. 中间体及最终 产物的收率见表1. 表1 双子表面活性剂及中间体的收率 Table 1 The yield of intermediates and geminis Yield/% Sample This work Literature data 4-2 70 — 8-2 65 — Intermediate 12-2 67 78[12] 12-2-4 60 — 12-2-8 58 — 12-2-12 80 — Gemini surfactant 12-2-16 70 — 2.2 中间体及双子表面活性剂的结构表征 表2和3分别是中间体和双子表面活性剂的1H NMR数据. 从表中可以看出, 不同官能团中氢原子的 位移与理论值相吻合; 各种类型氢所占的比例与化合物
双子表面活性剂文献综述
文献综述 题目：阴离子型Gemini表面活性剂的应用性能及研究进展 学生姓名杨亮 学号0909422 专业班级09应用化学
阴离子型Gemini表面活性剂的应用性能及研究进展 摘要：综述了一系列阴离子型Gemini表面活性刺(包括磺酸盐型，硫酸酯盐型，羧酸盐型及磷酸酯盐型)的合成方法，并介绍了其表面活性、水溶性、协同效应、增溶作用、抗盐能力等理化性能，对今后阴离子型Gemini表面活性剂的研究提出了一些看法。 关键词：阴离子型；Gemini表面活性荆；合成；性能 传统表面活性剂分子中只有1个亲水基和1个亲油基,由于这种表面活性剂疏水链之间的缔合作用与离子头基间电荷斥力和水化作用引起的分离作用存在平衡,使得它们在界面或分子聚集体中不能更紧密排列,因而降低表面张力的能力有限[1]。 Gemini 表面活性剂由2 个传统的表面活性剂分子通过特殊的连接基团以化学键方式连接而成,分子中含有2 个亲水基团及2 个亲油链。与传统的表面活性剂相比,Gemini 型表面活性剂具有以下特点: ①成胶束能力强,临界胶低; ②吸附在界面的能力超过形成胶束的能力,降低表面张力的效率高; ③Krafft 点低,水溶性好,且有优异的水溶助长性和增溶性,有助于配方设计; ④与其他表面活性剂的配伍性好[2~7]。 笔者在此综述了阴离子型Gemini表面活性剂的合成方法及性能作用的研究进展。 1 阴离子型Gemini表面活性剂的合成方法
2.1磺酸盐和硫酸酯盐型 （1）从1988年起，日本Osaka大学的Okahara小组研制了几种连接基为亲水型的阴离子Gemini表面活性剂，合成方法是先用相转移催化法制备出二环氧化合物，再用长链的脂肪醇与二环氧化合物反应生成低聚二醇，然后在一定条件下，低聚二醇与氯磺酸或丙磺内酯反应生成硫酸酯盐或磺酸Gemini表面活性剂‘3～8。 也可利用低聚二醇与溴乙酸或磷酸经上述路线反应生成羧酸盐或磷酸酯盐型Gemini表面活性剂。用环氧化合物作反应物的合成路线其合成条件容易达到、产率较高，但产物提纯较难。 (2)1999年，Renouf等[1妇报道了一系列阴离子型Gemini表面活性剂的合成及性质研究。与Okahara研究小组的合成路线相似，也是先生成双烃链双羟基化合物，然后再引入两个亲水基。 （3）二烷基二苯醚双磺酸盐是已经实现工业化的产品，由DOW化学公司生产。该产品以二苯醚和烯烃或长链卤代烃为主要原料，先烷基化，再经磺化、中和得到[1引。在合成过程中，会产生多种烷基异构体的取代二苯醚，因此要控制反应条件，选用合适的催化剂以及反应设备，才能得到较纯的产品。 二烷基二苯醚双磺酸盐具有稳定性好、易溶解、抗氧化、抗热分解的特点，适合油田及特殊需求的行业使用。苏瑜等Ⅲ3以二苯醚、溴代十二烷为原料，利用发烟硫酸和氯磺酸为磺化剂合成了类似产物十二烷基二苯醚二磺酸钠。 (3)磺基琥珀酸型Gemini表面活性剂具有合成工艺简单、无三废、价格低、基建投资少、生物降解性好、抗硬水能力强等优点，是最近几年的研究热点。其合成经单酯化、双酯化、磺化三步完成。
双子表面活性剂合成与应用
双子表面活性剂的合成与应用 化学化工学院 应用化学 赵佳20091129010020 b5E2RGbCAP
双子表面活性剂的合成应用 摘要：本文主要介绍了双子表面活性剂 5PC zVD7HxA 该类表面活性剂有阴离子型、非离子型、阳离子型、两性离子型及阴 - 非离子型、阳- 非离子型等。 二、发展历程 双子表面活性剂的研究最早始于20世纪70年代。1971年Bunton 等人合成了一族新型两亲分子，其分子结构顺序为:长的碳氢链、离子头基、联结基团、第二个离子头基、第二个碳氢链，并且把它作为相转移催化剂使用，结果发现它比普通的阳离子表面活性剂具有更高的催化效率。 jLBHrnAILg 1988年后，日本Oskaa大学的专家们合成并研究了柔性联结基的若干双烷烃链表面活性剂。然而真正系统开展这类新型表面活性剂研究工作则是从1991年开始。该年Emery大学的Menger教授和Lihua等人合成并研究了刚性联结基团的双烷烃链表面活性剂，并给这种类型表面活性剂起名为Gemini surfactants Gemini 在天文学上的意思为双子星座，以此形象地表达这类表面活性剂的分子结构特点。我国学者赵国玺也因此将其译为“双子表面活性剂”。xHAQX74J0X 三、双子表面活性剂的合成及在制革业中的应用 2009年第17卷合成化学Vo.l17,2009第1期,74~76Ch i nese Journa l of Syntheti c Che m istry No.1,74~76 #快递论文# 季铵盐阳离子型双子表面活性剂的合成及其表面活性* 陈志1,2,冯玉军1,王碧清1 (1.中国科学院成都有机化学研究所,四川成都610041; 2.重庆工业学院化学与生物工程学院,重庆400050) 摘要:以二甲基长链烷基叔胺和1,52二溴戊烷为起始原料合成了系列不同疏水烷基长度的阳离子型双子表面活性剂m252m(m=8,12,16)。对其表面活性进行了初步研究,结果表明:所合成的系列产物都具有较好的表面活性,其中1625216具有最低的临界胶束浓度(C MC0.289mm ol#L-1);随着疏水烷基链的增长,表面活性剂的C M C显著降低。对应的表面张力(C CMC )则随m的增加先降低,后增高,当疏水链为12个碳时为最低值;82 528的表面活性最差。 关键词:季铵盐;双子表面活性剂;表面活性;临界胶束浓度;合成 中图分类号:O647.2文献标识码:A文章编号:100521511(2009)0120074203 Synthesis and Surface Activity of Quaternary Ammon i um Ca tion ic G e m i n i Surfactants C HEN Zhi1,2,FENG Yu2jun1,WANG B i2qing1 (1.Chengdu Institute of Organic Chem istry,Chi nese Acade my of Sc i ences,Chengdu610041,China; 2.Depart ment of Che m i cal and B i olo gical Engi neeri ng,Cho ngqi ng Institute of Technol ogy,Cho ngqi ng400050,China) A bstra ct:A series of di m eric quaternary a mmon i u m surf actants(m252m,m=8,12,16)were pre2 pared f ro m l o ng2cha i n alkyl a m ine and1,52d i b ro m ic pentane,and t h e ir surf ace acti v iti e s were exa m2 ined usi n g surf ace tension and conducto metry.The resu lts show that all pr oducts have good surface activities,and w ith increasing chain length,their C MC decreasesmonotonousl y,wh ile C C MC decreases firstly and increases aga i n.82528has the poorest surf ace activity a mong the three d i m eric surf actants. K eywords:quaternary a mmon i u m;Ge m i n i surfactan;t surf ace acti v ity;C MC;synthesis 低聚表面活性剂是由联接基通过化学键将两个或两个以上的双亲分子连接在一起构成的一类新型表面活性剂,其中含有两条疏水链、两个亲水基和一个联接基团的称为双子表面活性剂[1~4]。新型结构的双子表面活性剂不断被报道[5~10]。阳离子型双子表面活性剂作为双子表面活性剂的重要组成部分,具有高表面活性、卓越的吸附性能、奇特的聚集行为和特殊的聚集体结构,受到广泛关注。 本文以烷基二甲基叔胺[C H3(C H2)m-1N M e2, m=8,12,16]和二溴代戊烷[Br(C H2)5Br]为原料,合成了3个季铵盐阳离子型双子表面活性剂 *收稿日期:2008210205 基金项目:四川省青年科技基金资助项目(07ZQ0262122);山东大学/胶体与界面化学教育部重点实验室0开放基金资助项目(200601);重庆工学院科研启动基金资助项目(2008ZD12) 作者简介:陈志(1979-),男,汉族,四川仁寿人,博士,讲师,主要从事新型表面活性剂等精细石油化工产品的开发研究。 E2m ai:l z.chen@https://www.sodocs.net/doc/3616572819.html, 通讯联系人:冯玉军,研究员,博士生导师,T e.l028*********,E2m ai:l yjfeng@ci https://www.sodocs.net/doc/3616572819.html, 第14卷 增刊精细与专用化学品Nove mber2006 2006年11月1日Fine and Specialty Che m icals 专论与综述 阳离子双子表面活性剂的 应用研究进展 胡廷峰3 郭祥峰 贾丽华 (齐齐哈尔大学化学与化学工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006) 摘 要:介绍了阳离子双子表面活性剂近年来在新材料制备、抗腐蚀、杀菌、三次采油、织物染整、生物技术及造纸工业等方面的应用。 关键词:阳离子双子表面活性剂;三次采油;生物技术 Appli ca ti on of Ca ti on i c Ge m i n i Surfact an ts HU Ting2feng,GUO X iang2feng,J I A L i2hua (College of Che m istry and Chem ical Engineering,Q iqihar University,Q iqihar161006,China) Abstract:The app licati ons of cati onic Ge m ini surfactants in recent years in p reparati on of new materials,corr osi on in2 hibiti on,bactericide,enhanced oil recovery,textile,bi ol ogical technol ogy,paper2making industry are intr oduced. Key words:cati onic Gem ini surfactants;enhanced oil recovery;bi ol ogical technol ogy 表面活性剂在实际应用中的重要性是众所周知的,合成具有高表面活性的新型表面活性剂一直是人们感兴趣的课题之一。1971年,Bunt on等人〔1〕首次合成了阳离子型双子表面活性剂,并将其作为相转移催化剂。1991年,美国E mory大学的Menger 将这类表面活性剂命名为“Ge m ini表面活性剂”〔2〕。从此引发了对双子表面活性剂的研究热潮〔3〕,新型结构的双子表面活性剂不断被报道〔4～11〕。阳离子型双子表面活性剂作为双子表面活性剂的重要组成部分,具有高表面活性、卓越的吸附性能、奇特的聚集行为和特殊的聚集体结构,受到广泛关注。 目前,关于阳离子型双子表面活性剂合成及性质方面研究的报道很多,而对其应用性能的研究相对较少。本文对近几年来阳离子型双子表面活性剂在新材料制备、三次采油、生物技术、抗金属腐蚀、织物染整等领域的应用作一概述。1 双子表面活性剂的结构与特性 双子表面活性剂的分子结构如图1所示 。 图1 双子表面活性剂的分子结构示意图双子表面活性剂是由两个单体表面活性剂在各自离子头基处通过联接基而化学键合起来的一类表面活性剂。这种特殊的二聚结构赋予了双子表面活性剂较相应的传统单头基、单烷烃链表面活性剂更为优越的性能,如高表面活性、低Krafft点和好的水溶性,在降低水的表面张力方面表现出更高的效率与能力,和单体表面活性剂(尤其是非离子型表面活性剂)间的复配能产生更强的协同效应和良好的钙皂分散能力,对油的增溶能力强,对皮肤的刺激 ? 1 ? 3收稿日期:2006209211 作者简介:胡廷峰(19802),男,在读硕士研究生,主要从事阳离子双子表面活性剂的合成及应用研究。 阴离子双子表面活性剂研究现状及发展趋势 摘要：本文从有无联接基团及联接基团联接顺序方面，综述了四种不同Gemini型阴离子表面活性剂合成方法的研究现状，并对其进行总结与展望。Gemini 表面活性剂具有优良的性能，但目前存在着合成路线长、产率低、成本高等制约其大规模工业化的缺点，应大力发展性价比高的Gemini 表面活性剂。 关键词：阴离子双子表面活性剂联接基团 随着我国油田开采程度的加深，注水开发的油田基本上已经处于高采出和高含水程度阶段，油田可采出的油越来越难，油田当年新增可采储量低于产油量，储采失衡，亟需三次采油提高采收率新技术以保持原油产量的增长和稳定。在三次采油方法中，表面活性剂驱是一种极具发展潜力的提高采收率的方法[1]。Gemini表面活性剂[2]具有两个亲水基团和两个亲油基团以及一个桥联基团的化合物，相当于两个普通表面活性剂分子通过一个桥梁联结在一起。Gemini表面活性剂具有以下几个优点：（1）可以大幅度降低表面张力；（2）临界胶束浓度比传统表面活性剂低2个左右的数量级；（3）易溶解；（4）协同效应强；（5）具有奇特的流变性，粘度随浓度的增加而增大。当Gemini表面活性剂分子结构中亲水基为阴离子，把它叫做Gemini阴离子表面活性剂。 1 Gemini阴离子双子表面活性剂研究进展 1.1 先接疏水尾链 双子表面活性剂的合成路线归纳起来有以下三种：第一种是用联接基团先将两个疏水尾链联接起来，再接上两个亲水头基。 贾金英等人[3]以马来酸酐、乙二醇及十二醇、十四醇、十六醇、十八醇为原料，活性炭负载磷钨酸为催化剂，合成了Gemini-12、Gemini-14、Gemini-16 和Gemini-18一系列磺酸盐型双子表面活性剂，它们都具有较低的临界胶束浓度（cmc），表面张力可达到20.11 mN/m。与SDBS及NaCO3进行复配，得到了超低界面张力。郑宝江[4]以壬基酚与甲醛为原料，缩合桥联后用氯磺酸磺化得到一种新型的阴离子Gemini表面活性剂，有较好的耐碱性；有较好的耐温性，180℃时稍有分解；耐硬水能力一般。杜西刚[5]以正构长链酸为原料，经付克酰基化反应、格林反应、催化氢化还原及磺化、中和等反应，合成了不同结构的新型烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂Ia、Ib、Ic、Id 、Ie、IIa 和IIb。其易在低温下溶解，临界胶束浓度比传统烷基苯磺酸盐低两个数量级，但合成过程需六步进行，合成工艺繁琐。 1.2 后接疏水尾链 第二种合成方法是用联接基团先将亲水头基联接起来，再接上疏水尾链。薛凝等人烯酸甲酯分别与不同的长链脂肪酸（月桂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、癸酸）季铵盐阳离子型双子表面活性剂的合成及其表面活性
阳离子双子表面活性剂的应用研究进展
阴离子双子表面活性剂研究现状及发展趋势