表面活性剂的合成.docx

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表面活性剂的合成

Chapter7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

CH3

R-CON-CH2COONa

N-甲基酰胺羧酸盐

R

I

R-CO-N

R

I

CON——COONa

n

2.磺酸盐型（—SOsNa）

代表:

R—SO3Na

R—CH

CH-CH2SO3Na

CH3

C仃H33CONCH2CH2SO3Na

CH-COORI

NaO3S-CH-COOR

3•硫酸酯盐型（—OSOsNa）

代表：

R—OSO3Na

雷米邦

烷基苯磺酸盐

烷基磺酸盐

a-烯基磺酸钠

N—甲基油酰胺牛磺酸钠

琥珀酸磺酸盐

脂肪醇硫酸钠

R—O—ch2ch2o

--In

4•磷酸酯盐型（—OPO3Na）

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠

RO■ONa

—/P*口

RO0双酯

二、磺酸基的引入方法

1•烷基苯磺酸盐

R-

+浓H2SO4

so3HNaOH

so3h

R-

2•烷基磺酸盐

⑴磺氯化工艺（氯磺化工艺）

hv

RSO2CI+2NaOH

*RSO3Na+NaCI+h2O

该反应属自由基反应，机理如下:

⑵磺氧化工艺（氧磺化工艺）

30C

RH+SO2+O2RSO3H

反应机理为：

R.+SO2—*RSO2'

RSO2.+Cl2—RS0200•烷基过氧磺酰自由基

RSO2OO•+RH1RSO2OOH+R.

—烷基过氧磺酸

RSO2OOH+SO2+H2o*RSO3H+H2SO4

RSO2CI+2NaOH—RSO3Na+NaCI+H2O

3.a—烯基磺酸盐（AOS

_NaOH」OH

R—CH2CH一CH2+SO3旷RCH—CHCH2SO3Na或R-CHCHzC^SOsNa

8+

—CH

8一

.CH2

_8-

O

1

「t一

O

周环

—

消除H1

亲电加成

+

—CH—CH—CH—

S03

3Hl

消除H3]

ch=chch2so3h烯基磺酸

0——SO

[I

cH2—CH—ch1,2—磺内酯

CH2CH=CHSOsH烯基磺酸

4.琥珀酸酯磺酸盐琥珀酸即丁二酸

琥珀酸酯冲酯磺酸盐

'双酯磺酸盐

0

II

CH-C-OR

0

II

CH-C-OR

NaO3S-CH-C-ONa

NaO3S-CH-C-OR

II

O

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。

O

II

CH-C-OR

II

CH-C-ONa（R'）

II

O

+NaHSO3

a.渗透剂Aerosol0T（快速渗透剂0T）

CH—CO

C2H5

CH—CO

0

II

CH-C-OR

NaO3S-CH-C-ONa

II

O

h2so4

/o+2ch3（ch2）3chch2ohth^O

CH—COO

（R'）

C2H5

CH2CH（CH）3CH3

CH—COOCH2CH（CH）3CH3

C2H5

NaHSO3

CH—COOCH2CH（CH）3CH3

—CH—COOCH2CH（CH）3CH3NaO3S

C2H5

分散、润湿和增

b.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、

溶效果。

月桂醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠

C12H25O（CH2CH2O）3OCCH2CHCOONa

So3Na

5.高级脂肪酰胺磺酸盐

R

r

R'CON（CH2）2SO3NaR'=H或烷基

a.

羟基磺酸盐的合成

R'CON（CH2）2SO3Na

R'=H或烷基

O

II

H-C-H

NaHSO3

O

/\

2

-HOCH2CH2SO3Na

OH

NaHSO3

+CH2-CH-CH2ClClCH2CHCH2S°3Na

b.氨基烷基磺酸盐的合成

由羟基磺酸盐在咼温咼压下与有机胺反应制得

rnh2+

HOCH2SO3Na

RNHCH2SO3Na+

H2O

RNH2+HOCH2CH2SO3Na—卄RNHCH2CH2SO3Na+H2O

另外，

rnh2

CICH2CH2CI+Na2SO3”ClCH2CH2SO3NatRNHCH2CH2SO3Na

-HCI

C•最终产物一一表面活性剂的合成

R

R'COCJRNHCH2SO3Na——R'CONCH2SO3Na

RNHCH2CH2SO3Na

R

I

R'CONCH2CH2SO3Na

Igepon（依加邦）

少3

C17H33CONCH2CH2SO3Na

O

/\

1NaHSO3+CH2-CH2—"HOCH2CH2SO3Na

T:

70—80C

P:

26.7KPa

保温110X1.5h

2CH3NH2+HOCH2CH2SO3Na—CH3NHCHzC^SOgNa

33C仃H33COOH+PCI3—3C仃H33COCI

4C仃H33COCI+CH3NHCH2CH2SO3Na——C17H33CONCH2CH2SO3Na

CH3

N—油酸基一N—甲基牛磺酸钠

b.净洗剂LS

C17H33CONH

c17h33cooh+PCI3

H2N

Me

c17h33coci+h2n

a3C<|7H33COCI

R-OH+SO3—

NaOH

R-OSO3HROSO3Na

、硫酸酯盐类表面活性剂

①SO3作硫酸化试剂

如AES

RO（C2H4O）H+

SO3

2浓H2SO4硫酸化

C12H25OH+H2SO4C12H25OSO3h+H2O

3氯磺酸硫酸化

NaOH

RCH2OH+CISO3HR-CH2OSO3HR-CH2OSO3Na

4

氨基磺酸化硫酸化试剂

四、磷酸酯表面活性剂的合成

1•醇与五氧化二磷

2ROH+P2O5+——2ROPO（OH）2

3ROH+P2O5-（RO）2PO（OH）+ROPO（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

ROH+H4P2O7亠（RO）PO（OH）2+H3PO4

3.PCI3与过量的脂肪醇反应

3ROH+PC%（r0）2P-H+RCI+2HCI

1.

O[o

通入Cl2IO

L（RO）2-P-CI+HCI°

OH2II

»（RO）2-P-OH

4.用三氯氧化磷与醇反应

ROH+POCI3—ROPOCI2+HCI

2ROH+POCI3—（RO）2POCI+2HCI

—

（RO

）2POQH）双酯

+HCI

3ROH+POCI3（R°）3POCI

.1.|k

+

3HCI

H2°.

（RO）2PO（OH）

三酯

五、羧酸盐型阴离子表面活性剂

:

饱和或不饱和高级脂肪酸的盐

'取代羧酸盐

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

ch2oh

RCOOCH+3NaOH

3RCOOMe+

RCOOCH2

CHOH

CH2OH

硬脂酸皂：

Ci7H35COONa月桂酸皂：

CiiH23COONa油酸皂：

Ci7H33COONa

7-2阳离子表面活性剂

一、阳离子表面活性剂的分类

CENH^Hd十八烷基胺（硬脂胺）盐酸盐

（JHJNH.HCI双十八烷基胺盐酸盐

叔胺盐

123

RNR（R）.HCI

N—二甲基十八胺盐酸盐

+]

"I—,

r2—

11

N

一R4

二X

2.季铵盐型

Ri

3

3.杂环型

吗啡型

C16H33

ch2ch

ch2ch

+CH2CH2

N

、ch2ch2/

吡啶型

R

咪唑型

R

哌嗪型

噁啉型

ch2ch2

CH2CH2

NH.X_

4•鎓盐型

a.磷盐化合物

CH3

110°C

3h

乙醇

+C12H25Br

b.硫盐化合物

通式:

H33C16

C16H33SC2H5+CH3X

C2H5

c.碘鎓化合物

X-

d.鉀盐化合物

.hso4

&+

X-

&-

RX+

举例:

1231

1631

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

R1

一

R1

-

1

1+

N|~Ra

R-

-N

—R2

T

Ro

—

R.

—

X-

C12H25Br+

（CH03N

60〜80C

水介质

-[C12H25-N（CH3）3].Br_

1.2-1.6

醇介质

C〔6H33Br+

（CH3）3N[C16H33-N（CH3）3].Br-

流

量50%

b.高级烷基胺与低级卤代烷的反应

C12H25NH2+

2CH3CI+

2NaOH

-C12H25

-NcH3

CH3

+2NaCI+2H2O

C12H25-^CH3

€H3

加热

加压

CH2CI

JCl-

CH3

C12H25一

/CH3

C16H37-N'3

^CH3

CH3CI

石油醚溶剂

C16H33一N—CH

JCI-

CH3

2•含杂原子的季胺盐

a.含氧原子

①含酰胺基的季铵盐

女口Spamineius

67H33COCI+h2n-ch2ch2-n.c2H5—C2H5

c17h33conhch2ch2-n——ch3

（CH3O）2SO4

»C仃H33CONHCH2CH2-NC2H5

C2H5

.CH3SO4

C2H5

②2C仃H35COOH+h2nch2ch2nhch2ch2nh2

140-170CN2

-2H2O

C仃H35CONHCH2ch2nhch2ch2nhcoc17h35

O

ch2-ch「ch2ci

110-120C

b.含醚基的季铵盐

+

[C18H37OCH2N（CH3）3]-CI-

C18H37OH+HCHO+HCI

C18H37OCH2CI+N（CH3）3

C17H35CONHCH2CH2NHCH2CH2NHCOC仃H35

ch2-ch-ch2

22

O

5-10C

C18H37OCH2CI

+

[C18H37OCH2N（CH3）].Cl-

-CI■

C.含氨季铵盐

CH3

CH3

汽剂300份

-i2。

Lc12h25sch2ci

d•含硫原子季铵盐

Ci2H25SH+HCHO+HCl

70-80C2h[C12H25SCH2N（CH3）3]4Cl-

苯溶剂310份

C12H25SCH2Cl+N（CH3）33•含有苯环的季铵盐

1227

7-3.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

"甘油的脂肪酸酯

聚乙二醇类丿季戊四醇的脂肪酸酯

山梨醇及失水山梨醇的脂肪酸酯

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）

RO（CH2CH2O）nH

催化

ROH+nH2C-CH2-RO（CH2CH2O）n—H

w'

O

R:

12-16匀染、乳化

R:

7-9EO=5,渗透

2.壬基苯酚聚氧乙烯醚

3•聚醚

OH+

CH

\

O（CHzC^O^H

CH3

HOCHCH2—OH+

CH

O

H2

CH3

HO

CHCH2O

CH3

开环反应

副产物:

一般用碱催化剂

4.脂肪胺聚氧乙烯醚

RNH2+

nH2C-CH

RNH

CH2CH2O'

n

（二）酯类

脂肪醇失水的山梨醇酯

1.用失水的山梨醇制备

OH

OH

OH

Span

OH

2

CH2-CH-CH-CH-CH-CH:

OHOHOH

2.羧酸酯合成

HO

OH

C15H31COOH

OH

►RCOO

200

OH

主要为单酯

RCOO

二酯

RCOO

OCOR

酯

三、脂肪醇酰胺

C17H33CONH2+n

NaOH

H2C-CH2

W

O

C17H33CON

ch2ch2o

p=q=1

CH2CH2O

C17H33CONH2+nHqC-CH2

NaOH

P

C17H

C2H4OH

C11H23COOCH3+HN

、C2H4OH

1

c2h4oh

*c11h23co^+ch3oh

c2h4oh

c2h4oh

一C11H23CON:

c2h4oh

c2h4oh

HN

c2h4oh

a-聚氧乙烯烷基胺

C12H25NH4+2H2C-CH2

V/

O

天然cat

CH2CH2OH

、CH2HC2OHNaOH或NaOR

nEO

C12H25N

CH2CH2O

/q

CH2CH2O