杂双子表面活性剂的研究进展

分子结构对称的gemini 表面活性剂是通过联接链将两个相同头基和相同烷烃链的普通表面活性剂在头基或靠近头基处以化学键方式联接在一起,这种表面活性剂产生了新颖且复杂的自组织行为,引起人们的高度关注。但由于合成上的困难,迄今为止较少研究分子结构不对称的gemini 表面活性剂(又称为杂双子表面活性剂,heterogemini surfactant) 。初步研究显示heterogeminis 在分子自组织过程中具有更多可调控的分子结构因素,获得了某些新颖的结果,例如明显增大了自组织过程的焓驱动力,正-负离子头基分子构成了无反离子的体系,长-短烷烃主链分子成功地将形成的囊泡串接起来等。本文综述当前的研究进展,并提出某些潜在的研究意义。     

溴化-1,4/1,6-二(α-辛基吡啶)丁烷/己烷的合成及表征

以吡啶和1-溴代正辛烷为原料,制得中间产物α-辛基吡啶,再分别与1,4-二溴丁烷和1,6-二溴己烷反应,得到两种含氮杂环的双子季铵盐表面活性剂,通过定性实验和波谱方法鉴定了其结构,并表征了这两种表面活性剂的表面活性和杀菌活性.结果表明:这两种化合物均有一定的降低水表面张力的能力,以及杀菌活性.     

2-[3-(4-甲氧基苯氧基)丙基]-1,3-二乙酰硫基丙烷的合成

自组装单层膜(SAMs)技术是自20世纪80年代以来快速发展起来的一个新型有机成膜技术,它是通过表面活性剂的头基与基底之间产生化学吸附,在界面上自发形成的有序的单分子层[1].     

双子表面活性剂的粘度行为

对阳离子双子表面活性剂在溶液中的粘度行为进行了研究.发现联结基长度与双子表面活性剂在稀溶液中能否表现出粘度行为有很大关系，联结基数s = 2、3、4的双子表面活性剂稀溶液表现出显著的增粘性，但 s =4的某些双子表面活性剂的粘度具有时间依赖性，而s = 6的双子表面活性剂则没有明显的粘度行为.双子表面活性剂烷基链越长，其增粘能力也越强.联结基数s = 2或3的部分双子表面活性剂，其粘度随温度的变化有一最大值.双子表面活性剂与有机酸盐的复合物也表现出很强的增粘行为.     

低聚表面活性剂的合成及性能研究

低聚表面活性剂是指通过连接基将两个以上的传统表面活性剂连接在一起而形成的一类新型表面活性剂。相对于对应的传统表面活性剂,这类表面活性剂具有临界胶束浓度(cmc)低、表面活性高等优点。本文介绍了本研究团队近年针对低聚表面活性剂所开展的研究,包括分子结构不对称的双子表面活性剂、同时具有阳离子和阴离子头基的甜菜碱型双子表面活性剂、三聚和四聚阳离子表面活性剂以及通过原子转移自由基聚合制备的低聚表面活性剂等。     

NaBr对杂双子表面活性剂C_mOhpNC_8水溶液吸附和聚集的影响

以表面张力和荧光探针技术研究了NaBr对杂双子表面活性剂CmOhpNC8(m:10,14,16)水溶液性质的影响。结果表明,NaBr强烈促进了CmOhpNC8在气/液界面上的吸附和在水相中的聚集,其中c20在cNaBr≥10mmol/L时降到极低的微摩尔/升数量级,显示了相当高的降低水表面张力效率。在NaBr促进下,水溶液中CmOhpNC8表现出强烈的预胶团化行为。这些均是对应的2种单头基单烷烃链表面活性剂简单1:1混合所无法实现的,显示了在头基处引入短联接链形成杂双子结构的表面活性优势以及对盐效应的敏感性。     

两相催化体系中双子表面活性剂对1-十二烯氢甲酰化反应的助催化作用

合成了几种具有刚性连接基团的双子表面活性剂,研究了它们在Rh-TPPTS体系中催化长链烯烃氢甲酰化反应中的助催化作用.结果表明,在水/有机两相催化体系中,新型双子表面活性剂的助催化作用比单链表面活性剂CTAB更好,在较低的表面活性剂浓度下能得到较高的反应转化率.这归因于此类表面活性剂有较低的cmc,降低界面张力的能力和对1-十二烯的增溶能力比CTAB更强.     

寡聚表面活性剂的合成及其聚集行为的研究

寡聚表面活性剂是由2个或2个以上单头单链的表面活性剂在头基处或靠近头基处由连接基团通过化学键连接而成的二聚、三聚、四聚乃至更高寡聚度的分子.Gemini表面活性剂(二聚表面活性剂)是最简单,也是最早被发现的寡聚表面活性剂,已经被大量报道.已有综述很好地总结了Gemini表面活性剂的物理化学性质.本文主要综述三聚及三聚以上寡聚表面活性剂的研究进展,包括寡聚表面活性剂的合成和结构、表/界面性质以及溶液中的聚集行为等,以期使研究者比较全面地认识寡聚表面活性剂领域的研究进展.     

疏水缔合聚丙烯酰胺与双子表面活性剂的相互作用

制备了一种脂肪酸酯双磺酸盐型双子表面活性剂, 利用粘度法、界面张力法和原子力显微镜研究了疏水缔合聚丙烯酰胺与双子表面活性剂在溶液中的相互作用. 实验结果表明: 疏水缔合聚丙烯酰胺在溶液中能够通过自组装形成疏水微区并发展成网络结构, 疏水微区与表面活性剂在溶液中能形成混合胶束; 当一定量的表面活性剂加入时, 对疏水缔合聚丙烯酰胺的自组装起促进作用, 而过多双子表面活性剂的加入又会对聚合物分子的自组装起抑制作用, 从而显著影响疏水缔合聚丙烯酰胺的溶液性质, 随着表面活性剂浓度的增加, 聚合物溶液粘度先增加、再降低; 同时, 疏水缔合聚丙烯酰胺对双子表面活性剂的界面性能也有较大影响, 聚合物的加入使双子表面活性剂降低油/水界面张力的能力下降, 油/水界面张力达到平衡所需时间延长.     

两相催化体系中双子表面活性剂对1-十二烯氢甲酰化反应的促进作用

报道了水溶性铑膦配合物组成的复合催化体系催化1-十二烯氢甲酰化反应中,双子表面活性剂[二溴化-(N,N,N′,N′-四甲基)-N,N′-二(十六烷基)-乙二铵]形成胶束的助催化作用.结果表明,在水/有机两相中,双子表面活性剂比单链表面活性剂CTAB具有更好加速催化反应的作用,并使烯烃氢甲酰化的区域选择性显著提高.这归因于双子表面活性剂有较低的cmc,可形成更加紧密规整的胶束结构,有利于增溶在胶束中的烯烃与铑催化剂配位和生成正构醛.     

双子表面活性剂溶液的表面活性的研究

研究了阳离子型双子表面活性剂,二溴化-N,N'-二(二甲基烷基)乙(已)二铵,以及它们与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)复配体系的表面活性,测定上述体系的平衡态表面张力。结果表明：双子表面活性剂的表面活性大大高于十二烷基三甲溴化铵(DTAB);对于两种双子表面活性剂,其表面活性和表面张力时间效应受其联接基团的影响远大于其烷基链的影响。双子表面活性剂与SDAB复配,其协同效应不如DTAB。动表面张力测定得到它们的各种参：t~i,t~m,γ~m,t*和n等值,结果表面双子表面活性剂的瞬时活性也高于DTAB。     

亲水头基大小对正负离子表面活性剂混合体系的影响

<正>负离子表面活性剂混合体系曾被认为是表面活性剂配方的禁忌,但通过增大表面活性剂头基的面积,正负混合体系在很宽的物质的量比下都不会产生沉淀,而且还会产生显著的增效效应。头基大的离子型表面活性剂甚至能够用来增溶难溶的反电荷表面活性剂。     

季铵盐型阳离子双子表面活性剂的合成研究进展

阳离子双子表面活性剂具有正电荷性、cmc低、界面活性高、生物降解性好等优点,可作为柔顺剂、抗静电剂、固色剂、保湿剂、杀菌剂和防腐剂等应用于日用化工、皮革造纸、纺织、石油开采及金属防护等领域。本文综述了季铵盐型阳离子双子表面活性剂的分类、合成及应用,结合表面活性剂的发展需求对阳离子双子表面活性剂的发展方向进行了分析和展望。     

二(N-十二烷基-N,N-二羧甲基铵基)-联苯二苄的合成

在氯乙酸钠存在下,二(N-十二烷基)-联苄胺经N-烷基化反应合成了新型双子表面活性剂——二(N-十二烷基-N,N-二羧甲基铵基)-联苯二苄(1)。1的结构经IR确证。     

7-(2-吡啶偶氮)-8-羟基喹啉溶液平衡的研究

本文应用分光光度法及量子化学方法,研究了7-(2-吡啶偶氮)-8-羟基喹啉在溶液中的酸碱平衡及其存在形式。测定了在有无表面活性剂存在下,试剂的离解常数。互变异构平衡的研究指出,加入有机溶剂使异构平衡向偶氮型方面移动,在表面活性剂存在下,平衡向醌型方面移动。     

溴化-1，4／1，6-二（a-辛基吡啶）丁烷／己烷的合成及表征

以吡啶和1-溴代正辛烷为原料，制得中间产物a-辛基吡啶，再分别与l，4-二溴丁烷和1，6-二溴己烷反应，得到两种含氮杂环的双子季铵盐表面活性剂，通过定性实验和波谱方法鉴定了其结构，并表征了这两种表面活性剂的表面活性和杀菌活性．结果表明：这两种化合物均有一定的降低水表面张力的能力，以及杀菌活性．     

新型分析试剂二(2-羟基-4-吡啶偶氮苯基)聚氧乙烯醚的性质

报道了一种新型聚合物二 (2 羟基 4 吡啶偶氮苯基 )聚氧乙烯醚 (di(2 hydroxyl 4 pyridineazobenzol)polyethenoxyether,PE·HPAB)的合成及性质 ,并与相应的小分子试剂 4 (2 吡啶偶氮 )间苯二酚 (PAR)比较。结果表明 :PAR进一步缩合为PE·HPAB后 ,性能明显改善 ,表现为 (1)在水和乙醇中溶解度显著提高 ,由PAR的微溶到PE·HPAB的易溶。对其表面张力的测定表明 ,PE·HPAB具有一定的表面活性。 (2 )与金属离子 (如Ni2 + )形成的络合物 ,在水溶液中稳定性增强 ,显色灵敏度提高了一倍。 (3)即使在大量非离子表面活性剂 (如吐温 80 )存在下 ,灵敏度也不降低 ,还有所提高。 (4)在表面活性剂析相萃取中 ,用PE·HPAB作萃取剂能明显改善分离效果 ,其一是在室温下就有很高的萃取率 ,而PAR和它的络合物即使在较高温度时也基本上不被萃取。其二是不象其它一些水溶性小分子 (如对甲酰基苯偶氮变色酸 )和高分子 (如聚乙烯醇缩对甲酰基苯偶氮变色酸 )等易受试剂的结构、物化性质、无机盐和表面活性剂浓度的影响 ,可用于微量甚至痕量组分的分离富集和测定。从而大大拓宽了表面活性剂析相萃取分离方法的应用范围     

荧光探针法研究双子型阳离子表面活性剂与明胶的相互作用

利用荧光探针法研究了双子型阳离子表面活性剂与明胶的相互作用,考察了此类表面活性剂的分子结构和明胶对临界胶团浓度(cmc)、胶团聚集数(N_agg)和胶团微极性的影响.结果表明,当双子型阳离子表面活性剂的疏水基增长时,cmc减少,N_agg增加,胶团的微极性降低;加入明胶后,双子型阳离子表面活性剂的N_agg减少,cmc和胶团微极性增加.     

1-吡啶-3-[4-(苯基偶氮)苯基]-三氮烯-溴化十六烷基吡啶-阴离子表面活性剂显色反应的研究及应用

在氢氧化钠 氯化钠 甘氨酸 (NaOH NaCl CH2 (NH2 )COOH)缓冲溶液中 ,1 吡啶 3 [4 (苯基偶氮 )苯基 ] 三氮烯 (PYPAPT)与十二烷基苯磺酸钠等阴离子表面活性剂 (AS)和溴化十六烷基吡啶 (CPB)阳离子表面活性剂形成三元紫蓝色配合物 ,配合物在 6 3 0nm处有最大吸收。利用此显色反应分别测得十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠阴离子表面活性剂 (AS)的表观摩尔吸光系数ε630 分别为 1 6 1× 1 0 4 、1 .44× 1 0 4 和 1 .76× 1 0 4 L·mol- 1 ·cm- 1 。方法已应用于合成水样及环境水样中阴离子表面活性剂的测定。     

β-/γ-环糊精与Gemini草酸酯季铵盐的相互作用

本文对新合成的双子草酸酯季铵盐表面活性剂以表面张力法测定了25～45℃范围内的临界胶束浓度(0.6698～0.6099mmol·L-1),并计算了胶束形成的相关热力学参数ΔGm0、ΔHm0、ΔSm0.对其与β-,γ-环糊精(β-,γ-CD)的包结作用进行了研究.β-环糊精与双子草酸酯季铵盐表面活性剂的主客体包结物包结比主要为2:1.实验结果表明,环糊精对双子草酸酯季铵盐的胶束化有显著影响.由于双子草酸酯季铵盐的水链被环糊精的空腔包裹,削弱了其胶束生成的能力,使溶液的表面张力随环糊精浓度的增加而大大增加.