阿孜古力艾合麦提519.docx

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阿孜古力艾合麦提519

编号__________

学士学位论文

月桂醇聚氧乙烯醚的合成

学生姓名：

阿孜古力·艾合麦提

学号：

20060301015

系部：

生命与环境科学系

专业：

化学

年级：

2006

指导教师：

木尼热·阿不都克日木

完成日期：

2011年5月19日

中文摘要

月桂醇聚氧乙烯醚是印染工业匀染剂，金属加工过程中作净洗剂及其它乳化剂。

在纺织工业中经常用作各类染料的匀染剂、脱色剂。

一般用量为0.2～1g/L。

可用作涤纶等合成纤维纺丝油剂的组分。

它有独特的乳化性能并具有洗涤剂的去污能力。

月桂醇聚氧乙烯醚的合成方法较多，本文中主要探讨通过使用不同催化剂合成月桂醇聚氧乙烯醚的方法。

关键词：

月桂醇聚氧乙烯醚，月桂醇，环氧乙烷，气相色谱法。

目录

中文摘要1

引言3

1.月桂醇聚氧乙烯醚5

1.1月桂醇聚氧乙烯醚的性质5

2.月桂醇聚氧乙烯醚的合成5

2.1所用原料性质5

2.1.1.环氧乙烷5

2.1.2．月桂醇6

2.2气相色谱法（gaschromatography,GC）6

2.2.1气相色谱法的概念6

2.2.2气相色谱法的应用7

2.3月桂醇聚氧乙烯醚的合成探讨7

2.3.1碱式催化剂和酸式催化剂的作用比较7

2.3.2几种碱式催化剂的作用7

2.3.3月桂醇聚氧乙烯醚的性质8

参考文献10

致谢11

引言

月桂醇聚氧乙烯醚（聚氧乙烯月桂醇醚;laurylalcoholpolyoxyethylene）。

中文同义词:

α-十二烷基-ω-羟基（氧-1,2-乙二基）的聚合物;平平加O;平平加O-20;匀染剂O;月桂醇聚氧乙烯醚;脂肪醇聚氧乙烯醚O-20;醇醚;醇乙氧基化物;平平加;脂肪酸聚氧乙烯醚;月桂醇聚醚-11;月桂醇聚醚-12;月桂醇聚醚-13;月桂醇聚醚-14;月桂醇聚醚-15;月桂醇聚醚-16;月桂醇聚醚-20;月桂醇聚醚-23;月桂醇聚醚-25;月桂醇聚醚-30。

图1：

月桂醇聚氧乙烯醚

本品为非离子型表面活性剂的一大类。

由于羟基上的氢原子是一个活性氢，环氧乙烷又是极易取代氢原子的活泼比合物，因此很容易聚合成醚。

具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿、增溶等功能，且起泡力强，易漂洗，去污力优异；是表面活性剂中对皮肤刺激性最低的品种之一。

它能与各种表面活性剂复配，降低它们的刺激性，改善产品的性能，它是温和型洗涤、香波（如婴儿香波）、浴液、洗面奶和化妆品的最佳原料；代替AES，既能降低产品的刺激性又不增加成本；它还可以作为乳化剂、柔软剂、润湿剂、发泡剂等。

国内对脂肪醇乙氧基化窄分布的碱土金属催化剂的研究始于1986年。

大连理工大学的吴致宁等几位同志分别采用KOH、KAC、CaAC2、Ca（OEt）2／H3PO4催化体系进行月桂醇聚氧乙烯醚的合成。

产物分析结果表明:

各类催化剂窄化产物分布的顺序为:

Ca（OEt）2／H3PO4＞CaAC2＞KOH、KAC,随环氧乙烷加合数的加,产物分布趋于加宽,未反应醇含量降低,聚乙二醇含量升高[1]。

国外的研究始于七十年代末,八十年代初美国的Conoco公司,UnionCarbide司,以及Shelloil公司等相继发表了一系列专利,进入九十年代[1]。

本文中进行谈探月桂醇聚氧乙烯米的合成法并比较、补充月桂醇聚氧乙烯醚的合成研究的理论基础。

1.月桂醇聚氧乙烯醚

1.1月桂醇聚氧乙烯醚的性质

熔点：

41—45℃，沸点：

100℃，密度：

0.99g/ml，蒸汽压：

<1mmHg，折射率：

n20/D1.461，溶解度：

H2O：

40g/ml。

乳白色膏状物。

分子量462.20。

易溶于水，呈澄清透明溶液。

除具有优良的乳化、分散、净洗性能外，还具有独特的润湿性能。

HLB值16.5，浊点（10％水溶液）100℃。

月桂醇聚氧乙烯醚的结构式为[2]：

图2:

：

月桂醇聚氧乙烯醚的结构式

2.月桂醇聚氧乙烯醚的合成

2.1所用原料性质

2.1.1.环氧乙烷

分子式C2H4O外观：

常温下为无色、易燃气体，低温下则是无色易流动的液体，密度为0.71g/cm³熔点：

﹣111.3℃沸点10.7℃自然点：

429℃溶解性：

易溶于水和有机溶剂

储运及使用注意事项：

储运环氧乙烷用钢瓶储运。

在有环氧乙烷参与的反应中要有耐压设备，在通入环氧乙烷前后，务必用氮气置换容器中的气体（环氧乙烷的爆炸极限为3%～100%）。

此外，环氧乙烷有毒，使用时要在通风处使用。

环氧乙烷储存温度最好在10℃左右，尽量不要高于10.7℃。

环氧乙烷的化学性质：

化学性质很活泼，可以和含有活泼氢的化合物（如水、醇、氨、羧酸、酚等）发生加成反应[2]。

2.1.2．月桂醇

学名：

十二醇分子式：

CH3（CH2）10CH2OH外观：

淡黄色固体或油状液体，有特殊气味，低毒，可燃。

熔点：

24℃沸点：

255—259℃溶解性：

不溶于水，溶于乙醇和乙醚

用途：

制作高效洗涤剂，也可用于纺织品和皮鞋制品工艺[2]。

目前分析月桂醇聚氧乙烯醚的分子量分布的分析方法主要有薄层色谱法，气相色谱法，液相色谱法，超临界色谱法。

这些方法对月桂醇聚氧乙烯醚的分子量分布的分析测定都很有效，但气相色谱法的具有仪器简单，测定速度快等特点，还有一些应用价值的[3]。

2.2气相色谱法（gaschromatography,GC）

2.2.1气相色谱法的概念

气相色谱法（gaschromatography,简称GC），是色谱法的一种。

气相色谱法是采用气体为流动相（载气）流经装有填充剂的色谱柱进行分离测定的色谱方法。

物质和衍生物气化后，被载气带入色谱柱进行分离，各组分先后进入检测器，用记录仪，积分仪或数据处理系统记录信号。

气相色谱法对含挥发性成分的生药应用较广，精密度高，分离效果比薄层色谱好，但所得数据只有保留时间，多数情况下是在高温下进行，若成分不气化，就不能进行分析，故应用范围受到限制。

虽可通过衍生化法或应用特殊色谱柱分析不易挥发的成分[3]。

2.2.2气相色谱法的应用

在石油化学工业中大部分的原料和产品都可采用气相色谱法来分析；在电力部门中可用来检查变压器的潜伏性故障；在环境保护工作中可用来监测城市大气和水的质量；在农业上可用来监测农作物中残留的农药；在商业部门可和来检验及鉴定食品质量的好坏；在医学上可用来研究人体新陈代谢、生理机能；在临床上用于鉴别药物中毒或疾病类型；在宇宙舴中可用来自动监测飞船密封仓内的气体等等[3]。

2.3月桂醇聚氧乙烯醚的合成探讨

2.3.1碱式催化剂和酸式催化剂的作用比较

脂肪醇和环氧乙烷的反应是一个连串反应，反应产物是一系列聚合度不同的醇醚混合物，其相对分子质量分布宽窄是影响产品物化性能的主要因素。

当脂肪醇和环氧乙烷确定后，催化剂成为影响产物相对分子质量分布的关键因素。

酸性催化剂，如BF3，SbCI5催化得到的产物具有窄的分子质量分布，但反应较多，生成较多的聚乙二醇和环氧烷；碱性催化剂，如NaOH，KOH和乙醇钠等催化得到的产物相对分子质量分布宽，并且原料醇和聚乙二醇量较多。

钡的氧化物和氢氧化物对上述反应具有理想的窄相对分子质量分布效果，而且福产量小[4]。

2.3.2几种碱式催化剂的作用

1.醋酸钙

试剂或工业的醋酸钙中含一定量的结晶水，微量水分对醋酸钙的活性也会有明显的失活作用。

为此，醋酸钙使用前必须经过烘焙及无水乙醇两步回流处理，此时醋酸钙即表现出有明显的乙氧基化活性。

还有催化剂的用量也有影响乙氧基化反应的反应速率，催化剂的用量的减少使反应速率有所降低[5]。

2.乙醇钙

专利中曾提到过碱土金属的烷氧基化合物可用于窄分布催化剂，。

为此，用金属钙与无水乙醇回流的方法制取乙氧基钙作为窄分布催化剂。

乙氧基钙不仅有较好的催化活性催化活性，而且窄分布效果也高于醋酸钙[5]。

如果将H3PO4作为Ca（OEt）2复合物用于催化月桂醇聚氧乙烯醚的合成，取得了明显窄化分布的效果，适量磷酸的加入，可以提高乙氧基化反应速率，而用量过多则使反应速率下降，且产品中未反应醇含量大为增高。

3.钾系类催化剂

这类催化剂的活性比醋酸钙的催化活性低，但是这类催化剂的分布指数随n增加而降低的趋势[5]。

目前月桂醇聚氧乙烯醚的合成方法是主要可以用KOH、KAC、CaAC2、Ca（OEt）2／H3PO4等催化剂。

在工业上合成月桂醇聚氧乙烯醚时不但催化剂影响醇醚产物，而且环氧乙烷的平均加成数，合成压力，温度也有影响醇醚产物。

本文我们主要研究催化剂的影响。

使用不同催化剂进行合成实验时那种催化剂最有效的呢？

有些科学家们对这个问题进行研究，比如：

大连理工大学的吴志宁，程倡铂使用KOH、KAC、CaAC2、Ca（OEt）2／H3PO4等催化剂进行合成实验。

1）控制反应温度，压力和催化剂用量恒定的条件下，采用乙醇钙和乙酸钙作催化剂进行了考察。

考察结果表明产物中的副产物聚乙二醇和未反应的月桂醇随反应温度，压力和催化剂用量的变化不大。

随着环氧乙烷平均加成数的增大，产物中未反应醇量逐渐降低，聚乙二醇含量升高[6]。

2）控制反应温度，压力和催化剂用量恒定的条件下，采用KOH、KAC、CaAC2、Ca（OEt）2／H3PO4,Ca（OEt）2等催化剂进行合成实验。

考察产物结构出现这样情况：

催化剂性质对环氧乙烷平均加成数分布有决定性影响。

其中钙系催化产物分布相对较窄，产物中未反应月桂醇含量也较低[6]。

最后他们证明在正常工业条件下Ca（OEt）2／H3PO4产物分布最大，即:

Ca（OEt）2／H3PO4＞CaAC2＞KOH、KAC。

2.3.3月桂醇聚氧乙烯醚的性质

月桂醇与环氧乙烷反应生成的月桂醇聚氧乙烯醚是非离子表面活性剂的一大类。

非离子表面活性剂是指溶于水后不会解离成离子的表面活性剂。

非离子表面活性剂是一种含有在水中不解离的羟基（OH）和醚键结构（-O-），并以它们为亲水基的表面活性剂。

由于-OH和-O-结构在水中不解离，因而亲水性比较差。

只靠一个羟基和醚键结构，不可能将很大的疏水基溶解于水因此，必须要同时有这样的集团和结构才能发挥其亲水性。

脂肪醇和环氧乙烷加成反应是一个逐级加成反应[7]：

ROH﹢CH2－CH2ROCH2CH2OH

O

ROCH2CH2OH﹢CH2－CH2ROCH2CH2O2H

O

月桂醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂广泛用于纺织，印染，造纸，皮革，油污清洗，农药，石油，化肥，日用化工和有机合成等个方面。

由于月桂醇聚氧乙烯醚分子结构的微小变化，也就是环氧乙烷加成数的多少及其各种催化剂对产品的性能和用途起着重要的作用[7]。

综上所述通过合成所得到的月桂醇聚氧乙烯醚是属于已开发出的4大类表面活性剂的非离子表面活性剂。

这一类非离子表面活性剂作为洗涤剂，分子中加成的环氧乙烷数n＝9～12。

由于亲水基是由羟基和醚键构成的，而且只在分子的端基存在一个羟基，亲水性很小，要使分子有足够的亲水性，必须增加环氧乙烷加成的分子数n，即含的醚键越多，亲水性越好。

因此可通过结合不同的环氧乙烷分子数目来调节亲水性。

月桂醇聚氧乙烯醚来说，分子的亲水性越大，越易溶于水。

它具有低泡，能用于低温洗涤，有较好的降解性，价格低廉，所以得到广泛应用和迅速发展。

参考文献

[1]巫艳萍，陈安国.脂肪醇聚氧乙烯醚的合成技术进展[J].中国科学院成都有机化学研究所，1996，8：

（18-19）.

[2]石振波.月桂醇聚氧乙烯醚合成工艺[R].2009，11.

[3]郭明，张少辉.脂肪醇聚氧乙烯醚的分子量分布测定方法研究进展[J].大连大学化学化工系，1997，1：

（49-52）.

[4]谢文磊.合成窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚催化剂的研究[J].郑州工程学院化学化工系,河南,郑州450052.2001，6：

（847-849）.

[5]孟庆新，李长海，王元瑞.脂肪醇乙氧基化窄分布催化剂[J].吉林工学院科研处,吉林长春　130012;吉林工学院化学工程系,吉林长春　130012.2011，12：

（31-35）.

[6]吴致宁，程侣铂.窄分布月桂醇聚氧乙烯醚合成工艺的研究[D].大连理工大学，1992.

[7]强亮生，王慎敏，徐崇泉.精细化工综合实验[M].哈尔滨工业大学出版社，2009，10（5）：

（54-55）.

致谢

本论文是在木尼热老师的悉心指导下完成的，在这几个月的毕业论文学习期间，木尼热老师认真负责的工作态度以及其严谨治学的科研精神时时鼓舞和鞭策我完成我的学士论文，在此我对我的指导老师表示衷心的感谢有由衷的敬意！

同时，我要感谢我们学院给我们授课的各位老师，正是由于他们的传道、授业、解惑，让我学到了专业知识，并从他们身上学到了如何求知治学、如何为人处事。

我也要感谢我的母校喀什师范学院，是她提供了良好的学习环境和生活环境，让我的大学生活丰富多姿，为我的人生留下精彩的一笔。

另外，衷心感谢我的同窗同学们，在我毕业论文写作中，与他们的探讨交流使我受益颇多；同时，他们也给了我很多无私的帮助和支持，我再次深表谢意。

学无止境。

明天，将是我终身学习另一天的开始。

在此谨向帮助过我的所有老师和同学致以诚挚的谢意和崇高的敬意。