阳离子表面活性剂课件讲义

阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂主要为有机胺衍生物，分子中的氮原子含有孤对电子而易于以氢键与酸分子中的氢结合，使氨基带正电,如下图。阳离子表面活性剂在酸性介质中具有良好的表面活性。烷基三甲基氯化铵

2022/12/222表面活性剂化学阳离子表面活性剂主要为有机胺衍生物，分子中的氮原子含有5.1阳离子表面活性剂概述

1928年，阳离子表面活性剂开始应用，当时用作杀菌剂。这类表面活性剂的产量增长较快，品种发展迅速，应用范围日益广泛，主要用于：

杀菌剂、腈纶匀染剂、纤维柔软剂、抗静电剂、浮选剂

相对阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂，阳离子表面活性剂的使用量较少，但其增长速度要比阴离子和非离子大得多。2022/12/223表面活性剂化学5.1阳离子表面活性剂概述1928年，阳离子表面活性剂(a)胺盐型阳离子表面活性剂(b)季铵盐型阳离子表面活性剂(c)杂环型阳离子表面活性剂(d)鎓盐型阳离子表面活性剂5.1.1阳离子表面活性剂的分类2022/12/224表面活性剂化学(a)胺盐型阳离子表面活性剂5.1.1阳离子表面活性剂的R-NH2·HCl 伯胺盐

CH3|R-N-HCl 仲胺盐|H

CH3|R-N-HCl 叔胺盐|

CH3(a)胺盐型

该类产物是弱酸盐，在酸性条件下具有良好的表面活性；在碱性条件下，胺游离出来而失去表面活性，使它的使用受到限制。无杀菌能力纤维柔软剂匀染剂浮选剂2022/12/225表面活性剂化学R-NH2·HCl 伯胺盐CH3CH3(a)(b)季铵盐型

R1|R2-N+-CH3X-

季铵盐|

R3

季铵盐与胺盐不同，它在碱性和酸性介质中都能溶解，且离解为带正电荷的表面活性离子。并且还与其它类型的表面活性剂具有较好的相容性。季铵盐洗涤能力差，但杀菌能力强，在阳离子表面活性剂中的地位最为重要，用途最广，产量也最大。2022/12/226表面活性剂化学(b)季铵盐型R1季铵盐与胺盐不同，它在碱性和酸季铵盐型阳离子表面活性剂的实例是缓染剂DC，即十八烷基二甲基苄基氯化铵，结构式为2022/12/227表面活性剂化学季铵盐型阳离子表面活性剂的实例是缓染剂DC，即十八烷基二(c)杂环型

在杂环类阳离子表面活性剂分子中，除碳、氢原子外，还具有其它原子且呈环状结构的化合物。这类表面活性剂主要是含氮的吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环和喹啉环等。一般用于作缓蚀剂、纤维柔软剂、抗静电剂等。2022/12/228表面活性剂化学(c)杂环型在杂环类阳离子表面活性剂分子中，除碳、(d)鎓盐型鎓盐型阳离子表面活性剂是指季铵盐阳离子表面活剂中的亲水基团N原子为其它可携带正电荷的元素（如：P、As、S、I等）时形成的表面活性剂。鎓盐型阳离子表面活性剂主要有：鏻盐化合物、锍盐化合物、碘鎓化合和鉮盐化合物。鎓盐型阳离子表面活性剂被广泛用于作杀虫剂、杀菌剂、阻燃剂。2022/12/229表面活性剂化学(d)鎓盐型鎓盐型阳离子表面活性剂是指季铵盐阳离子5.1.2阳离子表面活性剂的性质⑴溶解性

一般情况下，阳离子表面活性剂的水溶性很好，但随着碳链长度的增加，其水溶性和醇溶性均呈下降趋势。

<15个碳原子的易溶于水>15个碳原子水溶性急剧下降烷基的碳原子数2022/12/2210表面活性剂化学5.1.2阳离子表面活性剂的性质⑴溶解性一般情况(i)含有噁唑环的季铵盐在合成过程中，苯环的引入主要是通过氯化苄作烷基化试剂而与叔胺反应。XH为HCl时，则为SapamineCH1阳离子表面活性剂概述是由脂肪酸和二乙醇胺反应制得，反应式为：AhcovelF是由硬脂酸和二亚乙基三胺反应，在160～180℃脱水生成酰胺，再与尿素发生脱氨缩合，最后用盐酸中和制得，反应式为：AhcovelF是由硬脂酸和二亚乙基三胺反应，在160～180℃脱水生成酰胺，再与尿素发生脱氨缩合，最后用盐酸中和制得，反应式为：烷基季铵盐的结构特点是氮原子上连有四个烷基，通常这些烷基中只有一个或两个是长链的碳氢链烷基，其余烷基的碳原子数为一个或两个，如下图。④空间效应的影响：大的取代基的空间位阻效应会阻碍反应。脂肪酸法以RCOOH为起点类似的含有氮原子的表面活性剂还有：工艺如下RCOOH+NH3+2H2→RCH2NH2+2H2O疏水性烷基链的个数和链上的取代基影响阳离子表面活性剂的溶解性能。如烷基链上有亲水基团或不饱和基团的水溶性会增加。

例：当季铵盐分子含有一个长链烷基时，该化合物能够溶于极性溶剂(水)，但不溶于非极性溶剂；当季铵盐分子含有两个长链烷基时，该化合物几乎不能够溶解于水中，但可溶于非极性溶剂；当季铵盐分子含有亲水性或不饱和基团时，其水溶性将会增加。2022/12/2211表面活性剂化学(i)含有噁唑环的季铵盐疏水性烷基链的个数和链(2)Krafft温度点

离子型表面活性剂在低温时溶度较低，随着温度的升高到某一温度后其溶度突然迅速增加（下图），这个温度即Krafft点，也称为临界溶解温度(CST)，是反映在水溶液中溶解性的特征指标。2022/12/2212表面活性剂化学(2)Krafft温度点离子型表面活性剂在低温时(d)Hyamine1622合成阳离子表面活性剂的主要反应是N烷基化反应，而叔胺与烷基化试剂作用，生成季铵盐的反应也可以称为季铵化反应。例：表面活性剂SapamineMS的合成主要有：疏水性烷基链的个数和链上的取代基影响阳离子表面活性剂的溶解性能。例：溴化十六烷基吡啶是以溴代十六烷与吡啶在140～150℃下反应5h，再经冷却所得的肥皂样无色块状产品。此外，由脂肪酸和伯胺直接进行N酰化反应是合成酰胺基化合物的另一种方法。此类季铵盐结构较为稳定，不易分解。(a)含有吗啉环的季铵盐当季铵盐分子含有两个长链烷基时，该化合物几乎不能够溶解于水中，但可溶于非极性溶剂；例：IsothanQ系列产品就是异喹啉和卤代烷反应制得，其中代表品种为：当季铵盐分子含有两个长链烷基时，该化合物几乎不能够溶解于水中，但可溶于非极性溶剂；作乳化散、润湿剂，也常用作浮选剂以及作为颜料通常，阳离子表面活性剂的Krafft点与疏水基碳氢链的长度呈线性关系，并可表示为Krafft点=a+bn式中，a、b为常数，n为碳氢链所含碳原子的个数。因此，碳氢链越长，n值越大，则阳离子表面活性剂的Krafft点越高，它将会越难溶于水溶液中，溶解度越低。即同系物的碳氢链越长其Krafft点的温度越高，通过Krafft点就可以衡量表面活性剂的溶解性能。2022/12/2213表面活性剂化学(d)Hyamine1622通常，阳离子表面活性例：IsothanQ系列产品就是异喹啉和卤代烷反应制得，其中代表品种为：当季铵盐分子含有两个长链烷基时，该化合物几乎不能够溶解于水中，但可溶于非极性溶剂；如果需制取不饱和碳链的脂肪胺（如十八烯胺），即同系物的碳氢链越长其Krafft点的温度越高，通过Krafft点就可以衡量表面活性剂的溶解性能。Alcovel系列在冷水中任意稀释，无需搅拌都可迅速溶解分散，对织物的渗透性和吸附力极强，有效地降低纤维表面的静摩擦力。SED阳离子表面活性剂（纤维织物柔软剂）通常，阳离子表面活性剂的Krafft点与疏水基碳氢链的长度呈线性关系，并可表示为随着烷基碳氢链的长度增加，季铵盐型阳离子表面活性剂的临界胶束浓度降低。

随着烷基碳氢链的长度增加，季铵盐型阳离子表面活性剂的临界胶束浓度降低。⑶临界胶束浓度2022/12/2214表面活性剂化学例：IsothanQ系列产品就是异喹啉和卤代烷反应制得，其⑷表面活性①同系物随其碳氢链增长其表面张力逐渐下降。②分子结构相同时，一定范围内表面活性剂的表面张力随浓度升高而降低，降到一定数值时又会随浓度升高而有所增加。2022/12/2215表面活性剂化学⑷表面活性①同系物随其碳氢链增长其表面张力逐渐下降。②分子5.2阳离子表面活性剂的合成合成阳离子表面活性剂的主要反应是N烷基化反应，而叔胺与烷基化试剂作用，生成季铵盐的反应也可以称为季铵化反应。2022/12/2216表面活性剂化学5.2阳离子表面活性剂的合成合成阳离子表面活性剂5.2.1烷基季铵盐的合成X.N+CH3CH3CH3C16H33

烷基季铵盐的结构特点是氮原子上连有四个烷基，通常这些烷基中只有一个或两个是长链的碳氢链烷基，其余烷基的碳原子数为一个或两个，如下图。2022/12/2217表面活性剂化学5.2.1烷基季铵盐的合成X.N+CH3CH3CH3C烷基季铵盐的合成方法主要有三种，即(a)高级卤代烷与低级叔胺反应(b)高级烷基胺与低级卤代烷反应(c)甲醛甲酸法2022/12/2218表面活性剂化学烷基季铵盐的合成方法主要有三种，即2022/12/21②烷基链的影响：>R-Clδ-δ+(a)高级卤代烷与低级叔胺的反应R-BrR-I>烷基链越长，卤代烷的活性越弱③碱性的影响：叔胺的碱性越强，亲核活性越大，越容易反应。④空间效应的影响：大的取代基的空间位阻效应会阻碍反应。结构对反应的影响表现为：①卤离子的影响：反应通式为：2022/12/2219表面活性剂化学②烷基链的影响：>R-Clδ-δ+(a)高级卤代

高级卤代烷与低级叔胺的反应示例:X为Br-水介质60~80oC醇介质回流十二烷基三甲基溴化铵1231-Br十六烷基三甲基溴化铵1631-Br2022/12/2220表面活性剂化学高级卤代烷与低级叔胺的反应示例:X为Br-水介质6合成反应物配比为溴代烷三甲胺=1:（1.21.6）反应温度为60~80℃，在水介质中进行回流，（若制十六烷基三甲基溴化铵，则在醇溶液中回流）。2022/12/2221表面活性剂化学合成2022/12/2121表面活性剂化学(b)高级烷基叔胺与低级卤代烷的反应加热加压十二烷基三甲基氯化铵DT乳胶防粘剂十六烷基三甲基氯化铵CTAC纤维柔软剂X-石油醚溶剂加压80oC1hX-

反应是由高级脂肪族伯胺和氯甲烷反应先生成叔胺，进一步经季铵化反应得到季铵盐。例如下：X为Cl-氯2022/12/2222表面活性剂化学(b)高级烷基叔胺与低级卤代烷的反应加热加压十二烷基三甲基氯

制备二甲基烷基胺的最古老的方法(20世纪60年代苏联开发），这种方法工艺简单，成本低廉，因此在工业上得到广泛的应用，占有重要的地位，但产品质量略差。(c)甲醛-甲酸法2022/12/2223表面活性剂化学制备二甲基烷基胺的最古老的方法(20世纪60年(莫尼镍催化加氢

反应历程：第一步：合成脂肪族伯胺，反应式为：RCONH22022/12/2224表面活性剂化学莫尼镍催化加氢反应历程：RCONH22022/12/甲醇溶剂加热第三步：脂肪族叔胺再与氯甲烷反应，即高级烷基胺与低级卤代烷的反应,反应式为：（R为C16H33)石油醚溶剂加压80oC1hX-表活剂1631第二步：缩合为脂肪族叔胺，反应式为：2022/12/2225表面活性剂化学甲醇溶剂加热第三步：脂肪族叔胺再与氯甲烷反应，即高级烷基胺与5.2.2含杂原子的季铵盐的合成(a)含氧原子(b)含氮原子(c)含硫原子含酰氨基的含醚基的

含杂原子的季铵盐的特点：它是亲水的季铵阳离子与烷基疏水基是通过酰胺键、酯键、醚键或硫醚等基团相连接，所以又叫做间接连接型阳离子表面活性剂。[C17H33C-NHCH2CH2N+CH3].CH3SO4-

含杂原子的季铵盐，所含的杂原子主要有：2022/12/2226表面活性剂化学5.2.2含杂原子的季铵盐的合成(a)含氧原子含酰氨基(a)含氧原子(i)含酰胺基的季铵盐合成方法酰胺基的引入通常是通过酰氯与胺反应实现的，在合成表面活性剂的过程中，首先制备含有酰胺基的叔胺，然后进行季铵化反应即可得到目标产品。此外，由脂肪酸和伯胺直接进行N酰化反应是合成酰胺基化合物的另一种方法。含杂原子的季铵盐合成方法2022/12/2227表面活性剂化学(a)含氧原子含杂原子的季铵盐合成方法2022/1例：表面活性剂SapamineMS的合成主要有：第一步，油酸与三氯化磷反应得到油酰氯。第二步，油酰氯与N,N-二乙基乙二胺缩合制得带有酰胺基的叔胺N,N-二乙基-2-油酰胺基乙胺。2022/12/2228表面活性剂化学例：表面活性剂SapamineMS的合成主要有：20

第三步，N,N-二乙基-2-油酰胺基乙胺与硫酸二甲酯剧烈搅拌反应1h左右，分离即可得到SapamineMS2022/12/2229表面活性剂化学第三步，N,N-二乙基-2-油酰胺基乙胺与硫酸二甲(ii)含醚基的季铵盐含醚基的季铵盐型表面活性剂通常具有如下结构合成方法在苯溶剂中十八醇与三聚甲醛以及氯化氢充分反应，分离并除去水，减压蒸馏即得到十八烷基氯甲基醚。然后再以十八烷基氯甲基醚为烷基化试剂，与三甲胺N烷基化反应制得产品。2022/12/2230表面活性剂化学(ii)含醚基的季铵盐2022/12/2130表面活性剂(b)含氮原子在亲油基长链烷基上含有氮原子的表面活性剂有：N-甲基-N-十烷基氨基乙基三甲基溴化铵，它是由N-甲基-N-十烷基溴乙胺与三甲胺在苯溶剂中，于密闭条件下120℃反应12h，再经冷却、加水稀释得到的透明液体产品，反应式为：2022/12/2231表面活性剂化学(b)含氮原子2022/12/2131表面活性剂化学

类似的含有氮原子的表面活性剂还有：N-甲基-N-十二烷基氨基乙基三甲基碘化铵，其结构式为：2022/12/2232表面活性剂化学类似的含有氮原子的表面活性剂还有：2022/12/2(c)含硫原子在亲油基长链烷基上含有硫原子的表面活性剂的合成方法主要分两步，反应式为第一步第二步：2022/12/2233表面活性剂化学(c)含硫原子第二步：2022/12/2133表面活性以氯化苄为原料而合成的含有苯环的季铵盐主要有(a)洁尔灭(b)NTN(c)ZephirolM(d)Hyamine16225.2.3含苯环的季铵盐的合成

含有苯环的季铵盐主要用作杀菌剂、起泡剂、润湿剂以及染料固色剂等。在合成过程中，苯环的引入主要是通过氯化苄作烷基化试剂而与叔胺反应。2022/12/2234表面活性剂化学以氯化苄为原料而合成的含有苯环的季铵盐主要有5.2.氯化苄80-90oC

3h十二烷基二甲基苄基氯化铵1227

/洁尔灭/TAN高级烷基叔胺与低级卤代烷。(a)洁尔灭

反应式：1227是一种非氧化性杀菌剂，具有广谱、高效的杀菌灭藻能力，并具有一定的分散、渗透作用和一定的缓蚀作用，因此广泛应用于石油、化工、电力、纺织等行业的循环冷却水系统中用以控制循环冷却水系统菌藻滋生。2022/12/2235表面活性剂化学氯化苄80-90oC十二烷基二甲基苄基氯化铵1227/新洁尔灭低级叔胺与高级卤代烷性能更为优异的杀菌剂阳离子活性剂1227易溶于水，稳定性良好，能耐热、耐光、耐压、无挥发性。但所带离子性与阴离子表面活性剂恰好相反故二者不能与阴离子表面活性混在一起使用，若混合则产生沉淀并失去效能。十二烷基二甲基苄基溴化铵2022/12/2236表面活性剂化学新洁尔灭低级叔胺与高级卤代烷性能更为优异的杀菌剂阳离子活性剂(b)NTN

全称：N,N－二乙基-（3’－甲氧基苯氧乙基）苄基氯化铵反应式为：2022/12/2237表面活性剂化学(b)NTN全称：N,N－二乙基-（3’－甲氧基苯氧(c)ZephirolM

ZephirolM疏水基上含有磺酰胺基团，合成反应为：ZephirolM2022/12/2238表面活性剂化学(c)ZephirolMZephirolM疏水(d)Hyamine1622Hyamine1622的结构式为：而与Hyamine1622结构类似的有起泡剂Phemerol。2022/12/2239表面活性剂化学(d)Hyamine1622Hyamine1622的结构合成Hyamine1622的主要过程有两步：第一步：第二步：2022/12/2240表面活性剂化学合成Hyamine1622的主要过程有两步：第一步：第二步5.2.4含杂环的季铵盐的合成

含杂环的季铵盐主要有：(a)含有吗啉环的季铵盐(b)含有哌嗪环的季铵盐(c)含有吡啶环的季铵盐(d)含有喹啉环的季铵盐(e)含咪唑啉环的季铵盐(f)含其它杂环的季铵盐2022/12/2241表面活性剂化学5.2.4含杂环的季铵盐的合成含杂环的季铵盐主(a)含有吗啉环的季铵盐含有吗啉环的季铵盐的合成可以先在特定化合物上引入吗啉环，然后经过季铵化反应即可。例：N-甲基-N-十六烷基吗啉的甲基硫酸酯盐，它是由N-十六烷基吗啉和硫酸二甲酯反应制得。2022/12/2242表面活性剂化学(a)含有吗啉环的季铵盐2022/12/2142表面活性剂

例：仲胺和双(2-氯乙基)醚反应可一步合成季铵化的吗啉衍生物。反应可以在溶剂中进行，也可以不加溶剂，但需加无机碱或过量的胺作缩合剂进行反应，所得的吗啉衍生物可用作润湿剂、洗净剂、杀菌剂、润滑油等，合成反应式为：2022/12/2243表面活性剂化学例：仲胺和双(2-氯乙基)醚反应可一步合成季铵化的吗(b)含有哌嗪环的季铵盐

将对叔辛基苯氧乙基氯乙基醚与哌嗪反应，所得的中间物再与氯化苄反应，即可以合成对叔辛基苯氧乙基-N-苄基哌嗪-N-乙基醚氯化物，反应式为：2022/12/2244表面活性剂化学(b)含有哌嗪环的季铵盐2022/12/2144表面活性剂(c)含有吡啶环的季铵盐

含有吡啶环的季铵盐可用作分散剂、润湿剂和固色剂等，但是由于吡啶具有刺激性气味，因此其应用有所限制。主要品种有：2022/12/2245表面活性剂化学(c)含有吡啶环的季铵盐2022/12/2145表面活性剂

含有吡啶环的季铵盐表面活性剂多数采用卤代烷与吡啶或烷基吡啶在加热的条件下合成，反应式为：例：溴化十六烷基吡啶是以溴代十六烷与吡啶在140～150℃下反应5h，再经冷却所得的肥皂样无色块状产品。2022/12/2246表面活性剂化学含有吡啶环的季铵盐表面活性剂多数采用卤代烷与吡啶或烷(d)含有喹啉环的季铵盐含有喹啉环的季铵盐表面活性剂由喹啉或异喹啉和卤代烷反应制得，可以用作杀菌剂、柔软剂、矿物浮选剂和润湿剂等。例：IsothanQ系列产品就是异喹啉和卤代烷反应制得，其中代表品种为：2022/12/2247表面活性剂化学(d)含有喹啉环的季铵盐2022/12/2147表面活性剂化(e)含咪唑啉环的季铵盐含有咪唑啉环的季铵盐表面活性剂的结构通式为：其中，R为含有8～22个碳原子的长链烷基，R’则为低级烷基或苄基等。此类表面活性剂可以用作纤维柔软剂和平滑剂、起泡剂和染料固色剂等。2022/12/2248表面活性剂化学(e)含咪唑啉环的季铵盐2022/12/2148表面活性剂化

合成含咪唑啉环的季铵盐的主要过程为：第一步，脂肪酸与N-羟乙基乙二胺发生缩合反应，然后脱水成环制备烷基-N-羟乙基咪唑啉。可以使用的脂肪酸有：月桂酸(C11H23COOH)、十四碳酸(C13H27COOH)、软脂酸(C15H31COOH)、油酸(C17H33COOH)、硬脂酸(C17H35COOH)、二十碳酸(C19H39COOH)等。2022/12/2249表面活性剂化学合成含咪唑啉环的季铵盐的主要过程为：2022/12/2022/12/2250表面活性剂化学2022/12/2150表面活性剂化学

第二步，将所得的烷基-N-羟乙基咪唑啉与氯甲烷、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、氯化苄和环氧氯丙烷等进行季铵化反应并成盐，即可以得到含咪唑啉环的季铵盐，反应式为：含咪唑啉环的季铵盐2022/12/2251表面活性剂化学第二步，将所得的烷基-N-羟乙基咪唑啉与氯甲烷、硫酸二(f)含其它杂环的季铵盐含有噁唑环的季铵盐

含有嘧唑环的季铵盐包括2022/12/2252表面活性剂化学(f)含其它杂环的季铵盐含有噁唑环的季铵盐包括2022/1(i)含有噁唑环的季铵盐含有噁唑环的季铵盐表面活性剂可以分为：①长链烷基连接在噁唑环的2-位上，其是由脂肪酸与烷醇酰胺通过缩和反应合成的；②长链烷基直接连接在噁唑环的氮原子上，其是由卤代烷与噁唑反应合成的。2022/12/2253表面活性剂化学(i)含有噁唑环的季铵盐2022/12/2153表面活性剂含有噁唑环的季铵盐表面活性剂的结构式为：噁唑类季铵盐在碱性条件易开环形成开链季铵盐。2022/12/2254表面活性剂化学含有噁唑环的季铵盐表面活性剂的结构式为：2022/12/21(ii)含有嘧唑环的季铵盐含有嘧唑环主要有取代的嘧唑和卤代烷反应合成。例：4-氨基-5-苯基嘧唑和卤代烷反应生成的嘧唑季铵盐为：此类季铵盐结构较为稳定，不易分解。2022/12/2255表面活性剂化学(ii)含有嘧唑环的季铵盐2022/12/2155表面活性5.2.5胺盐型表面活性剂的合成高级伯、仲、叔胺与酸中和便成为胺盐伯胺盐RNH2HCl仲胺盐RNH(CH3)HCl叔胺盐RN(CH3)2HCl常用的酸有盐酸、甲酸、乙酸、氢溴酸、硫酸等2022/12/2256表面活性剂化学5.2.5胺盐型表面活性剂的合成高级伯、仲、叔胺与酸中和便性能与用途胺盐是弱碱的盐。在酸性条件下具有表面活性；在碱性条件下，胺游离出来而失去表面活性。简单有机胺的盐酸盐或醋酸盐可在酸性介质中用作乳化散、润湿剂，也常用作浮选剂以及作为颜料粉末表面的憎水剂。2022/12/2257表面活性剂化学性能与用途2022/12/2157表面活性剂化学(a)长链烷基伯胺盐

长链烷基伯胺盐的合成是由长碳链的伯胺和无机酸的反应制得，而伯胺是由椰子油、棉籽油、大豆油或牛脂等油脂为原料制得的。伯胺盐的结构和合成均比较简单，主要是用作纤维柔软剂和矿物浮选剂等。2022/12/2258表面活性剂化学(a)长链烷基伯胺盐2022/12/2158表面活性剂化学高级伯胺的制取常用高级伯胺的合成方法有脂肪酸法和高级醇法。脂肪酸法以RCOOH为起点高级醇法以ROH为起点2022/12/2259表面活性剂化学高级伯胺的制取常用高级伯胺的合成方法有2022/(1)脂肪酸法脂肪酸与氨在0.40.6MPa、300320℃下反应生成脂肪酰胺RCOOH+NH3→RCONH2+H2O然后用铝土矿石作催化剂，进行高温催化脱水，得到脂肪腈；RCONH→RCN+H2O2022/12/2260表面活性剂化学(1)脂肪酸法2022/12/2160表面活性剂化学

脂肪腈用金属镍作催化剂，加氢还原，可得到伯胺，仲胺和叔胺，RCN+2H2→RCH2NH22RCN+4H2→(RCH2)2NH+NH33RCN+6H2→(RCH2)3N+2NH3

反应过程中如有氨存在，再加入一种合适的添加剂(氢氧化钾或氢氧化钠)，即能抑制仲胺的生成。生产上的反应压力为2.94～6.87MPa、温度为120～150℃。如果碱的用量达到0.5%反应可在1.22～1.42Mpa下进行。2022/12/2261表面活性剂化学脂肪腈用金属镍作催化剂，加氢还原，可得到伯反应如果需制取不饱和碳链的脂肪胺（如十八烯胺），则氢化反应可在有氢饱和的醇中进行。脂肪酸、氨和氢直接在催化剂上反应制取胺的新工艺如下RCOOH+NH3+2H2→RCH2NH2+2H2O2022/12/2262表面活性剂化学如果需制取不饱和碳链的脂肪胺（如十八烯胺），2022/1(2)脂肪醇法脂肪醇和氨在380～400℃和12.16～17.23MPa下反应，可制得伯胺。

ROH+NH3→RNH2+H2O

高碳醇与氨在氢气和催化剂存在下，也能发生上述反应，使用催化剂，可将反应温度和压力降至150℃和10.13Mpa。

2022/12/2263表面活性剂化学(2)脂肪醇法2022/12/2163表面活性剂化学伯胺盐酸盐大量用于浮游选矿剂和纤维柔软剂。如C8C18伯胺，椰子油、棉子油，牛脂等制得的混合胺以及它们的醋酸盐均为优良的浮选剂。用作纤维柔软剂的伯胺结构复杂一些，多为含酰胺键的亚乙基多胺化合物。2022/12/2264表面活性剂化学伯胺盐酸盐大量用于浮游选矿剂和纤维柔软剂。2022/12/(b)仲胺盐

目前，市售的仲胺盐型表面活性剂主要是Priminox系列，其合成方法有：(i)由高级卤代烷与乙醇胺的多乙氧基物反应制得：(ii)由高级脂肪胺与环氧乙烷反应制得：2022/12/2265表面活性剂化学(b)仲胺盐(i)由高级卤代烷与乙醇胺的多乙氧基物反应制(c)叔胺盐

叔胺盐型阳离子表面活性剂中的重要品种有：(i)Soromine系列(ii)Ninol系列(iii)Sapamine系列(iv)Ahcovel系列2022/12/2266表面活性剂化学(c)叔胺盐叔胺盐型阳离子表面活性剂中的重要品种有：(i)Soromine系列Soromine系列表面活性剂的主要品种有SoromineA，由IG公司开发生产的，国内商品牌号为乳化剂FM，具有良好的渗透性和匀染性。

SoromineA是由脂肪酸和三乙醇胺在160～180℃下长时间加热缩合制得，反应式为：2022/12/2267表面活性剂化学(i)Soromine系列SoromineA是由(ii)Ninol系列Ninol系列表面活性剂的结构通式为：Ninol系列产品的长碳链烷基和酰胺基相连，其抗水解性能较好，日本战后最初生产的柔软剂即采用此化合物。是由脂肪酸和二乙醇胺反应制得，反应式为：2022/12/2268表面活性剂化学(ii)Ninol系列2022/12/2168表面活性剂化[C17H33C-NHCH2CH2N.XH

Sapamine是（萨帕明）型表面活性剂是典型的酰氨基铵盐，按其XH（即成盐负离子）不同，得到不同的商品品种。如XH为醋酸，即为SapamineA；XH为HCl时，则为SapamineCH(iii)Sapamine系列Sapamine系列产品由瑞士汽巴-嘉基公司最先投产，其分子中烷基和酰胺基相连，不易水解，而价格高于Soromine系列产品，主要用作纤维柔软剂和直接染料的固色剂。2022/12/2269表面活性剂化学[C17H33C-NHCH2CH2N.XH其结构通式为C17H33CONHCH2CH2N（C2H5）2·HX合成油酸与三氯化磷反应生成油酰氯，再与N，N二乙基乙二胺缩合，最后用酸处理制得。2022/12/2270表面活性剂化学其结构通式为2022/12/2170表面活性剂化学(iv)Alcovel阿柯维尔系列

Alcovel系列在冷水中任意稀释，无需搅拌都可迅速溶解分散，对织物的渗透性和吸附力极强，有效地降低纤维表面的静摩擦力。本品主要用于真丝、棉、麻、合成纤维以及混纺织物的柔软整理。整理后的织物呈羊毛状膨松、丰满滑爽、光洁柔软。增加通透和回弹性、防绉缩抗撕裂，手感舒适。

Alcovel系列表面活性剂的主要代表品种有：①AlcovelF②AlcovelG2022/12/2271表面活性剂化学(iv)Alcovel阿柯维尔系列Alcov①AhcovelF，一种纤维柔软剂，缺点是耐热性差，易变黄，容易使染料变色，可以在合成时增加尿素的比例，并加入乳酸使其成盐，增加其耐热性。②AhcovelG，一种溶于水的纤维柔软剂，多数产自日本，比AhcovelF的耐热性和耐日光性好。2022/12/2272表面活性剂化学2022/12/2172表面活性剂化学①AhcovelFAhcovelF是由硬脂酸和二亚乙基三胺反应，在160～180℃脱水生成酰胺，再与尿素发生脱氨缩合，最后用盐酸中和制得，反应式为：2022/12/2273表面活性剂化学①AhcovelF2022/12/2173表面活性剂化学②AhcovelG反应式为：2022/12/2274表面活性剂化学②AhcovelG2022/12/2174表面活性剂化学与AhcovelG类似结构的表面活性剂如下所示，它可使处理后的纤维织物耐洗涤，有羊毛似的手感，经加热和长时间保存后不变色，是性能优异的纤维处理剂。2022/12/2275表面活性剂化学与AhcovelG类似结构的表面活性剂如下所示，它

用月桂酸和羟乙基乙二胺缩合，缩合产物再与硫脲混合并在185℃下反应，将得到褐色黏稠液体，即具有如下结构的表面活性剂：这种活性剂含有硫原子，既可溶于水又可溶于酸，用作蛋白质纤维的处理剂具有防虫蛀的效果。2022/12/2276表面活性剂化学用月桂酸和羟乙基乙二胺缩合，缩合产物再与硫脲混合并在咪唑啉盐表面活性剂的结构通式为：它们的醋酸盐、磷酸盐广泛应用于纺织柔软剂、破乳剂、防锈剂等方面。咪唑啉盐的制备方法为：5.2.6咪唑啉盐2022/12/2277表面活性剂化学咪唑啉盐表面活性剂的结构通式为：5.2.6咪唑啉例如，用油酸与氨乙基单乙醇胺反应，脱水，可生成α十七烯基羟乙基咪唑啉（即Amine220）。2022/12/2278表面活性剂化学例如，用油酸与氨乙基单乙醇胺反应，脱水，可2022咪唑啉表面活性剂主要是指咪唑啉季铵化产物。它克服了咪唑啉的不稳定。取代基的引入，不仅使咪唑啉环稳定，而且提高了咪唑啉的水溶性。季铵化试剂硫酸二甲酯，苄基氯、环氧氯丙烷和卤代烷。2022/12/2279表面活性剂化学咪唑啉表面活性剂主要是指咪唑啉季铵化产物。2022/SED阳离子表面活性剂（纤维织物柔软剂）硬脂酸与羟乙基乙二胺反应，然后用硫酸二甲酯季铵化反应合成。合成在20%的异丙醇溶液中，等摩尔的咪唑啉与硫酸二甲酯在80℃反应，硫酸二甲酯在15min滴加完成，保持反应温度继续搅拌4h，产物到室温，用0.5mol/L的氢氧化钠调整pH值4~5，蒸出溶剂，得到咪唑啉季铵盐。2022/12/2280表面活性剂化学SED阳离子表面活性剂（纤维织物柔软剂）2022/1*吡啶型胺盐吡啶与C218卤代烷，在130~150℃下反应，蒸馏除去水及未反应的吡啶，即得到吡啶型胺盐。

2022/12/2281表面活性剂化学*吡啶型胺盐2022/12/2181表面活性剂化学

例如，十六烷基氯化吡啶，十六烷基溴化吡啶，可用作染色助剂和杀菌剂，十八酰胺甲基氯化吡啶是常用的纤维防水剂，它是吡啶氯化物与十八酰胺反应后再接甲醛的产物。

吡啶季铵盐是杂环阳离子型表面活性剂中重要的一种，由于该类产品在常温下为黑色油状或膏状，且稍有臭味，不能用于洗涤品，常用作为酸洗缓蚀剂性能优良。合成：吡啶或烷基吡啶与季铵化试剂卤代烷反应。2022/12/2282表面活性剂化学例如，十六烷基氯化吡啶，十六烷基溴化吡啶，吡啶季5.3阳离子表面活性剂的应用5.3.1消毒杀菌5.3.2腈纶匀染剂5.3.3抗静电剂5.3.4矿物浮选剂5.3.5相转移催化剂5.3.6织物柔软剂2022/12/2283表面活性剂化学5.3阳离子表面活性剂的应用5.3.1消毒杀菌5.阳离子表面活性剂具有优异的杀菌消毒作用，其典型产品为洁尔灭，可用作医用、养蚕业、原油开采等的杀菌消毒剂。医用：用作外科手术和医疗器械的杀菌消毒剂；养蚕业：可杀死败血菌、白僵菌和曲霉菌等；原油开采：可杀灭铁细菌和原菌，抑制金属的腐蚀。5.3.1消毒杀菌2022/12/2284表面活性剂化学阳离子表面活性剂具有优异的杀菌消毒作用，其典型产品为2022/12/2285表面活性剂化学2022/12/2185表面活性剂化学

纤维与染料之间的电荷作用太强，会导致染料吸附和上染速度增加。因此，在染色初期加入阳离子表面活性剂，抢先占据染席，然后随温度的升高，染料将逐渐地把表面活性剂取代下来，达到匀染的目的。5.3.2腈纶匀染剂2022/12/2286表面活性剂化学纤维与染料之间的电荷作用太强，会导致染料吸附和上染速通常所用的匀染剂的结构为：

季铵盐阳离子表面活性剂匀染作用的大小随烷基碳链长度的增加而上升，并受与氮原子相连的各类基团的大小和种类影响。2022/12/2287表面活性剂化学通常所用的匀染剂的结构为：季铵盐阳离子表面活性剂匀染

阳离子表面活性剂可以将其分子的非极性部分吸附于高分子材料上，而极性部分朝向空气一侧，形成离子导电层，从而使电荷得以传导起到抗静电的作用。5.3.3抗静电剂2022/12/2288表面活性剂化学阳离子表面活性剂可以将其分子的非极性部分吸附于高分

阳离子表面活性剂一般用作捕集剂，其特点是和矿物的反应迅速，甚至有时还不需要搅拌槽，在短时间内就可浮选完毕，并且分选效果优异，多半不需进一步精选。阳离子捕集剂主要是脂肪胺及其盐、松香胺、季铵盐、二元胺以及多胺类化合物等。5.3.4矿物浮选剂2022/12/2289表面活性剂化学阳离子表面活性剂一般用作捕集剂，其特点是和矿物的反2022/12/2290表面活性剂化学2022/12/2190表面活性剂化学

相转移催化是指采用少量的试剂(如季铵盐)作为一种反应物的载体，将反应物通过界面转移到另一相中，使非均相反应得以顺利地进行。而该试剂在反应过程中无消耗，起到催化剂的作用，因此常被称为相转移催化剂(PTC)。PTC主要是应用于烷基化反应、二卤卡宾加成反应、氧化还原反应以及其它特殊反应等四个方面。5.3.5相转移催化剂2022/12/2291表面活性剂化学相转移催化是指采用少量的试剂(如季铵盐)作为一种反

作为PTC的阳离子表面活性剂以季铵盐为主，但还有叔胺和聚醚(如冠醚)等。季铵盐PTC的代表品种有四正丁基氯化铵、三正辛基甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵以及苄基三乙基氯化铵等。2022/12/2292表面活性剂化学作为PTC的阳离子表面活性剂以季铵盐为主，但还有叔胺

当衣服被重复洗涤后，织物的微小纤维容易发生断裂和拆散，加之洗涤过程中的机械摩擦将会产生静电，使变干的微纤维与纤维束垂直，这些纤维像一个个的“倒钩”，抑制纤维之间的滑动，而干扰纤维的柔性，当用手触摸织物时，就会有粗糙的感觉。5.3.6织物柔软剂2022/12/2293表面活性剂化学当衣服被重复洗涤后，织物的微小纤维容易发生断裂和拆谢谢观看！谢谢观看！阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂主要为有机胺衍生物，分子中的氮原子含有孤对电子而易于以氢键与酸分子中的氢结合，使氨基带正电,如下图。阳离子表面活性剂在酸性介质中具有良好的表面活性。烷基三甲基氯化铵

2022/12/2296表面活性剂化学阳离子表面活性剂主要为有机胺衍生物，分子中的氮原子含有5.1阳离子表面活性剂概述

1928年，阳离子表面活性剂开始应用，当时用作杀菌剂。这类表面活性剂的产量增长较快，品种发展迅速，应用范围日益广泛，主要用于：

杀菌剂、腈纶匀染剂、纤维柔软剂、抗静电剂、浮选剂

相对阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂，阳离子表面活性剂的使用量较少，但其增长速度要比阴离子和非离子大得多。2022/12/2297表面活性剂化学5.1阳离子表面活性剂概述1928年，阳离子表面活性剂(a)胺盐型阳离子表面活性剂(b)季铵盐型阳离子表面活性剂(c)杂环型阳离子表面活性剂(d)鎓盐型阳离子表面活性剂5.1.1阳离子表面活性剂的分类2022/12/2298表面活性剂化学(a)胺盐型阳离子表面活性剂5.1.1阳离子表面活性剂的R-NH2·HCl 伯胺盐

CH3|R-N-HCl 仲胺盐|H

CH3|R-N-HCl 叔胺盐|

CH3(a)胺盐型

该类产物是弱酸盐，在酸性条件下具有良好的表面活性；在碱性条件下，胺游离出来而失去表面活性，使它的使用受到限制。无杀菌能力纤维柔软剂匀染剂浮选剂2022/12/2299表面活性剂化学R-NH2·HCl 伯胺盐CH3CH3(a)(b)季铵盐型

R1|R2-N+-CH3X-

季铵盐|

R3

季铵盐与胺盐不同，它在碱性和酸性介质中都能溶解，且离解为带正电荷的表面活性离子。并且还与其它类型的表面活性剂具有较好的相容性。季铵盐洗涤能力差，但杀菌能力强，在阳离子表面活性剂中的地位最为重要，用途最广，产量也最大。2022/12/22100表面活性剂化学(b)季铵盐型R1季铵盐与胺盐不同，它在碱性和酸季铵盐型阳离子表面活性剂的实例是缓染剂DC，即十八烷基二甲基苄基氯化铵，结构式为2022/12/22101表面活性剂化学季铵盐型阳离子表面活性剂的实例是缓染剂DC，即十八烷基二(c)杂环型

在杂环类阳离子表面活性剂分子中，除碳、氢原子外，还具有其它原子且呈环状结构的化合物。这类表面活性剂主要是含氮的吗啉环、吡啶环、咪唑环、哌嗪环和喹啉环等。一般用于作缓蚀剂、纤维柔软剂、抗静电剂等。2022/12/22102表面活性剂化学(c)杂环型在杂环类阳离子表面活性剂分子中，除碳、(d)鎓盐型鎓盐型阳离子表面活性剂是指季铵盐阳离子表面活剂中的亲水基团N原子为其它可携带正电荷的元素（如：P、As、S、I等）时形成的表面活性剂。鎓盐型阳离子表面活性剂主要有：鏻盐化合物、锍盐化合物、碘鎓化合和鉮盐化合物。鎓盐型阳离子表面活性剂被广泛用于作杀虫剂、杀菌剂、阻燃剂。2022/12/22103表面活性剂化学(d)鎓盐型鎓盐型阳离子表面活性剂是指季铵盐阳离子5.1.2阳离子表面活性剂的性质⑴溶解性

一般情况下，阳离子表面活性剂的水溶性很好，但随着碳链长度的增加，其水溶性和醇溶性均呈下降趋势。

<15个碳原子的易溶于水>15个碳原子水溶性急剧下降烷基的碳原子数2022/12/22104表面活性剂化学5.1.2阳离子表面活性剂的性质⑴溶解性一般情况(i)含有噁唑环的季铵盐在合成过程中，苯环的引入主要是通过氯化苄作烷基化试剂而与叔胺反应。XH为HCl时，则为SapamineCH1阳离子表面活性剂概述是由脂肪酸和二乙醇胺反应制得，反应式为：AhcovelF是由硬脂酸和二亚乙基三胺反应，在160～180℃脱水生成酰胺，再与尿素发生脱氨缩合，最后用盐酸中和制得，反应式为：AhcovelF是由硬脂酸和二亚乙基三胺反应，在160～180℃脱水生成酰胺，再与尿素发生脱氨缩合，最后用盐酸中和制得，反应式为：烷基季铵盐的结构特点是氮原子上连有四个烷基，通常这些烷基中只有一个或两个是长链的碳氢链烷基，其余烷基的碳原子数为一个或两个，如下图。④空间效应的影响：大的取代基的空间位阻效应会阻碍反应。脂肪酸法以RCOOH为起点类似的含有氮原子的表面活性剂还有：工艺如下RCOOH+NH3+2H2→RCH2NH2+2H2O疏水性烷基链的个数和链上的取代基影响阳离子表面活性剂的溶解性能。如烷基链上有亲水基团或不饱和基团的水溶性会增加。

例：当季铵盐分子含有一个长链烷基时，该化合物能够溶于极性溶剂(水)，但不溶于非极性溶剂；当季铵盐分子含有两个长链烷基时，该化合物几乎不能够溶解于水中，但可溶于非极性溶剂；当季铵盐分子含有亲水性或不饱和基团时，其水溶性将会增加。2022/12/22105表面活性剂化学(i)含有噁唑环的季铵盐疏水性烷基链的个数和链(2)Krafft温度点

离子型表面活性剂在低温时溶度较低，随着温度的升高到某一温度后其溶度突然迅速增加（下图），这个温度即Krafft点，也称为临界溶解温度(CST)，是反映在水溶液中溶解性的特征指标。2022/12/22106表面活性剂化学(2)Krafft温度点离子型表面活性剂在低温时(d)Hyamine1622合成阳离子表面活性剂的主要反应是N烷基化反应，而叔胺与烷基化试剂作用，生成季铵盐的反应也可以称为季铵化反应。例：表面活性剂SapamineMS的合成主要有：疏水性烷基链的个数和链上的取代基影响阳离子表面活性剂的溶解性能。例：溴化十六烷基吡啶是以溴代十六烷与吡啶在140～150℃下反应5h，再经冷却所得的肥皂样无色块状产品。此外，由脂肪酸和伯胺直接进行N酰化反应是合成酰胺基化合物的另一种方法。此类季铵盐结构较为稳定，不易分解。(a)含有吗啉环的季铵盐当季铵盐分子含有两个长链烷基时，该化合物几乎不能够溶解于水中，但可溶于非极性溶剂；例：IsothanQ系列产品就是异喹啉和卤代烷反应制得，其中代表品种为：当季铵盐分子含有两个长链烷基时，该化合物几乎不能够溶解于水中，但可溶于非极性溶剂；作乳化散、润湿剂，也常用作浮选剂以及作为颜料通常，阳离子表面活性剂的Krafft点与疏水基碳氢链的长度呈线性关系，并可表示为Krafft点=a+bn式中，a、b为常数，n为碳氢链所含碳原子的个数。因此，碳氢链越长，n值越大，则阳离子表面活性剂的Krafft点越高，它将会越难溶于水溶液中，溶解度越低。即同系物的碳氢链越长其Krafft点的温度越高，通过Krafft点就可以衡量表面活性剂的溶解性能。2022/12/22107表面活性剂化学(d)Hyamine1622通常，阳离子表面活性例：IsothanQ系列产品就是异喹啉和卤代烷反应制得，其中代表品种为：当季铵盐分子含有两个长链烷基时，该化合物几乎不能够溶解于水中，但可溶于非极性溶剂；如果需制取不饱和碳链的脂肪胺（如十八烯胺），即同系物的碳氢链越长其Krafft点的温度越高，通过Krafft点就可以衡量表面活性剂的溶解性能。Alcovel系列在冷水中任意稀释，无需搅拌都可迅速溶解分散，对织物的渗透性和吸附力极强，有效地降低纤维表面的静摩擦力。SED阳离子表面活性剂（纤维织物柔软剂）通常，阳离子表面活性剂的Krafft点与疏水基碳氢链的长度呈线性关系，并可表示为随着烷基碳氢链的长度增加，季铵盐型阳离子表面活性剂的临界胶束浓度降低。

随着烷基碳氢链的长度增加，季铵盐型阳离子表面活性剂的临界胶束浓度降低。⑶临界胶束浓度2022/12/22108表面活性剂化学例：IsothanQ系列产品就是异喹啉和卤代烷反应制得，其⑷表面活性①同系物随其碳氢链增长其表面张力逐渐下降。②分子结构相同时，一定范围内表面活性剂的表面张力随浓度升高而降低，降到一定数值时又会随浓度升高而有所增加。2022/12/22109表面活性剂化学⑷表面活性①同系物随其碳氢链增长其表面张力逐渐下降。②分子5.2阳离子表面活性剂的合成合成阳离子表面活性剂的主要反应是N烷基化反应，而叔胺与烷基化试剂作用，生成季铵盐的反应也可以称为季铵化反应。2022/12/22110表面活性剂化学5.2阳离子表面活性剂的合成合成阳离子表面活性剂5.2.1烷基季铵盐的合成X.N+CH3CH3CH3C16H33

烷基季铵盐的结构特点是氮原子上连有四个烷基，通常这些烷基中只有一个或两个是长链的碳氢链烷基，其余烷基的碳原子数为一个或两个，如下图。2022/12/22111表面活性剂化学5.2.1烷基季铵盐的合成X.N+CH3CH3CH3C烷基季铵盐的合成方法主要有三种，即(a)高级卤代烷与低级叔胺反应(b)高级烷基胺与低级卤代烷反应(c)甲醛甲酸法2022/12/22112表面活性剂化学烷基季铵盐的合成方法主要有三种，即2022/12/21②烷基链的影响：>R-Clδ-δ+(a)高级卤代烷与低级叔胺的反应R-BrR-I>烷基链越长，卤代烷的活性越弱③碱性的影响：叔胺的碱性越强，亲核活性越大，越容易反应。④空间效应的影响：大的取代基的空间位阻效应会阻碍反应。结构对反应的影响表现为：①卤离子的影响：反应通式为：2022/12/22113表面活性剂化学②烷基链的影响：>R-Clδ-δ+(a)高级卤代

高级卤代烷与低级叔胺的反应示例:X为Br-水介质60~80oC醇介质回流十二烷基三甲基溴化铵1231-Br十六烷基三甲基溴化铵1631-Br2022/12/22114表面活性剂化学高级卤代烷与低级叔胺的反应示例:X为Br-水介质6合成反应物配比为溴代烷三甲胺=1:（1.21.6）反应温度为60~80℃，在水介质中进行回流，（若制十六烷基三甲基溴化铵，则在醇溶液中回流）。2022/12/22115表面活性剂化学合成2022/12/2121表面活性剂化学(b)高级烷基叔胺与低级卤代烷的反应加热加压十二烷基三甲基氯化铵DT乳胶防粘剂十六烷基三甲基氯化铵CTAC纤维柔软剂X-石油醚溶剂加压80oC1hX-

反应是由高级脂肪族伯胺和氯甲烷反应先生成叔胺，进一步经季铵化反应得到季铵盐。例如下：X为Cl-氯2022/12/22116表面活性剂化学(b)高级烷基叔胺与低级卤代烷的反应加热加压十二烷基三甲基氯

制备二甲基烷基胺的最古老的方法(20世纪60年代苏联开发），这种方法工艺简单，成本低廉，因此在工业上得到广泛的应用，占有重要的地位，但产品质量略差。(c)甲醛-甲酸法2022/12/22117表面活性剂化学制备二甲基烷基胺的最古老的方法(20世纪60年(莫尼镍催化加氢

反应历程：第一步：合成脂肪族伯胺，反应式为：RCONH22022/12/22118表面活性剂化学莫尼镍催化加氢反应历程：RCONH22022/12/甲醇溶剂加热第三步：脂肪族叔胺再与氯甲烷反应，即高级烷基胺与低级卤代烷的反应,反应式为：（R为C16H33)石油醚溶剂加压80oC1hX-表活剂1631第二步：缩合为脂肪族叔胺，反应式为：2022/12/22119表面活性剂化学甲醇溶剂加热第三步：脂肪族叔胺再与氯甲烷反应，即高级烷基胺与5.2.2含杂原子的季铵盐的合成(a)含氧原子(b)含氮原子(c)含硫原子含酰氨基的含醚基的

含杂原子的季铵盐的特点：它是亲水的季铵阳离子与烷基疏水基是通过酰胺键、酯键、醚键或硫醚等基团相连接，所以又叫做间接连接型阳离子表面活性剂。[C17H33C-NHCH2CH2N+CH3].CH3SO4-

含杂原子的季铵盐，所含的杂原子主要有：2022/12/22120表面活性剂化学5.2.2含杂原子的季铵盐的合成(a)含氧原子含酰氨基(a)含氧原子(i)含酰胺基的季铵盐合成方法酰胺基的引入通常是通过酰氯与胺反应实现的，在合成表面活性剂的过程中，首先制备含有酰胺基的叔胺，然后进行季铵化反应即可得到目标产品。此外，由脂肪酸和伯胺直接进行N酰化反应是合成酰胺基化合物的另一种方法。含杂原子的季铵盐合成方法2022/12/22121表面活性剂化学(a)含氧原子含杂原子的季铵盐合成方法2022/1例：表面活性剂SapamineMS的合成主要有：第一步，油酸与三氯化磷反应得到油酰氯。第二步，油酰氯与N,N-二乙基乙二胺缩合制得带有酰胺基的叔胺N,N-二乙基-2-油酰胺基乙胺。2022/12/22122表面活性剂化学例：表面活性剂SapamineMS的合成主要有：20

第三步，N,N-二乙基-2-油酰胺基乙胺与硫酸二甲酯剧烈搅拌反应1h左右，分离即可得到SapamineMS2022/12/22123表面活性剂化学第三步，N,N-二乙基-2-油酰胺基乙胺与硫酸二甲(ii)含醚基的季铵盐含醚基的季铵盐型表面活性剂通常具有如下结构合成方法在苯溶剂中十八醇与三聚甲醛以及氯化氢充分反应，分离并除去水，减压蒸馏即得到十八烷基氯甲基醚。然后再以十八烷基氯甲基醚为烷基化试剂，与三甲胺N烷基化反应制得产品。2022/12/22124表面活性剂化学(ii)含醚基的季铵盐2022/12/2130表面活性剂(b)含氮原子在亲油基长链烷基上含有氮原子的表面活性剂有：N-甲基-N-十烷基氨基乙基三甲基溴化铵，它是由N-甲基-N-十烷基溴乙胺与三甲胺在苯溶剂中，于密闭条件下120℃反应12h，再经冷却、加水稀释得到的透明液体产品，反应式为：2022/12/22125表面活性剂化学(b)含氮原子2022/12/2131表面活性剂化学

类似的含有氮原子的表面活性剂还有：N-甲基-N-十二烷基氨基乙基三甲基碘化铵，其结构式为：2022/12/22126表面活性剂化学类似的含有氮原子的表面活性剂还有：2022/12/2(c)含硫原子在亲油基长链烷基上含有硫原子的表面活性剂的合成方法主要分两步，反应式为第一步第二步：2022/12/22127表面活性剂化学(c)含硫原子第二步：2022/12/2133表面活性以氯化苄为原料而合成的含有苯环的季铵盐主要有(a)洁尔灭(b)NTN(c)ZephirolM(d)Hyamine16225.2.3含苯环的季铵盐的合成

含有苯环的季铵盐主要用作杀菌剂、起泡剂、润湿剂以及染料固色剂等。在合成过程中，苯环的引入主要是通过氯化苄作烷基化试剂而与叔胺反应。2022/12/22128表面活性剂化学以氯化苄为原料而合成的含有苯环的季铵盐主要有5.2.氯化苄80-90oC

3h十二烷基二甲基苄基氯化铵1227

/洁尔灭/TAN高级烷基叔胺与低级卤代烷。(a)洁尔灭

反应式：1227是一种非氧化性杀菌剂，具有广谱、高效的杀菌灭藻能力，并具有一定的分散、渗透作用和一定的缓蚀作用，因此广泛应用于石油、化工、电力、纺织等行业的循环冷却水系统中用以控制循环冷却水系统菌藻滋生。2022/12/22129表面活性剂化学氯化苄80-90oC十二烷基二甲基苄基氯化铵1227/新洁尔灭低级叔胺与高级卤代烷性能更为优异的杀菌剂阳离子活性剂1227易溶于水，稳定性良好，能耐热、耐光、耐压、无挥发性。但所带离子性与阴离子表面活性剂恰好相反故二者不能与阴离子表面活性混在一起使用，若混合则产生沉淀并失去效能。十二烷基二甲基苄基溴化铵2022/12/22130表面活性剂化学新洁尔灭低级叔胺与高级卤代烷性能更为优异的杀菌剂阳离子活性剂(b)NTN

全称：N,N－二乙基-（3’－甲氧基苯氧乙基）苄基氯化铵反应式为：2022/12/22131表面活性剂化学(b)NTN全称：N,N－二乙基-（3’－甲氧基苯氧(c)ZephirolM

ZephirolM疏水基上含有磺酰胺基团，合成反应为：ZephirolM2022/12/22132表面活性剂化学(c)ZephirolMZephirolM疏水(d)Hyamine1622Hyamine1622的结构式为：而与Hyamine1622结构类似的有起泡剂Phemerol。2022/12/22133表面活性剂化学(d)Hyamine1622Hyamine1622的结构合成Hyamine1622的主要过程有两步：第一步：第二步：2022/12/22134表面活性剂化学合成Hyamine1622的主要过程有两步：第一步：第二步5.2.4含杂环的季铵盐的合成

含杂环的季铵盐主要有：(a)含有吗啉环的季铵盐(b)含有哌嗪环的季铵盐(c)含有吡啶环的季铵盐(d)含有喹啉环的季铵盐(e)含咪唑啉环的季铵盐(f)含其它杂环的季铵盐2022/12/22135表面活性剂化学5.2.4含杂环的季铵盐的合成含杂环的季铵盐主(a)含有吗啉环的季铵盐含有吗啉环的季铵盐的合成可以先在特定化合物上引入吗啉环，然后经过季铵化反应即可。例：N-甲基-N-十六烷基吗啉的甲基硫酸酯盐，它是由N-十六烷基吗啉和硫酸二甲酯反应制得。2022/12/22136表面活性剂化学(a)含有吗啉环的季铵盐2022/12/2142表面活性剂

例：仲胺和双(2-氯乙基)醚反应可一步合成季铵化的吗啉衍生物。反应可以在溶剂中进行，也可以不加溶剂，但需加无机碱或过量的胺作缩合剂进行反应，所得的吗啉衍生物可用作润湿剂、洗净剂、杀菌剂、润滑油等，合成反应式为：2022/12/22137表面活性剂化学例：仲胺和双(2-氯乙基)醚反应可一步合成季铵化的吗(b)含有哌嗪环的季铵盐

将对叔辛基苯氧乙基氯乙基醚与哌嗪反应，所得的中间物再与氯化苄反应，即可以合成对叔辛基苯氧乙基-N-苄基哌嗪-N-乙基醚氯化物，反应式为：2022/12/22138表面活性剂化学(b)含有哌嗪环的季铵盐2022/12/2144表面活性剂(c)含有吡啶环的季铵盐

含有吡啶环的季铵盐可用作分散剂、润湿剂和固色剂等，但是由于吡啶具有刺激性气味，因此其应用有所限制。主要品种有：2022/12/22139表面活性剂化学(c)含有吡啶环的季铵盐2022/12/2145表面活性剂

含有吡啶环的季铵盐表面活性剂多数采用卤代烷与吡啶或烷基吡啶在加热的条件下合成，反应式为：例：溴化十六烷基吡啶是以溴代十六烷与吡啶在140～150℃下反应5h，再经冷却所得的肥皂样无色块状产品。2022/12/22140表面活性剂化学含有吡啶环的季铵盐表面活性剂多数采用卤代烷与吡啶或烷(d)含有喹啉环的季铵盐含有喹啉环的季铵盐表面活性剂由喹啉或异喹啉和卤代烷反应制得，可以用作杀菌剂、柔软剂、矿物浮选剂和润湿剂等。例：IsothanQ系列产品就是异喹啉和卤代烷反应制得，其中代表品种为：2022/12/22141表面活性剂化学(d)含有喹啉环的季铵盐2022/12/2147表面活性剂化(e)含咪唑啉环的季铵盐含有咪唑啉环的季铵盐表面活性剂的结构通式为：其中，R为含有8～22个碳原子的长链烷基，R’则为低级烷基或苄基等。此类表面活性剂可以用作纤维柔软剂和平滑剂、起泡剂和染料固色剂等。2022/12/22142表面活性剂化学(e)含咪唑啉环的季铵盐2022/12/2148表面活性剂化

合成含咪唑啉环的季铵盐的主要过程为：第一步，脂肪酸与N-羟乙基乙二胺发生缩合反应，然后脱水成环制备烷基-N-羟乙基咪唑啉。可以使用的脂肪酸有：月桂酸(C11H23COOH)、十四碳酸(C13H27COOH)、软脂酸(C15H31COOH)、油酸(C17H33COOH)、硬脂酸(C17H35COOH)、二十碳酸(C19H39COOH)等。2022/12/22143表面活性剂化学合成含咪唑啉环的季铵盐的主要过程为：2022/12/2022/12/22144表面活性剂化学2022/12/2150表面活性剂化学

第二步，将所得的烷基-N-羟乙基咪唑啉与氯甲烷、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、氯化苄和环氧氯丙烷等进行季铵化反应并成盐，即可以得到含咪唑啉环的季铵盐，反应式为：含咪唑啉环的季铵盐2022/12/22145表面活性剂化学第二步，将所得的烷基-N-羟乙基咪唑啉与氯甲烷、硫酸二(f)含其它杂环的季铵盐含有噁唑环的季铵盐

含有嘧唑环的季铵盐包括2022/12/22146表面活性剂化学(f)含其它杂环的季铵盐含有噁唑环的季铵盐包括2022/1(i)含有噁唑环的季铵盐含有噁唑环的季铵盐表面活性剂可以分为：①长链烷基连接在噁唑环的2-位上，其是由脂肪酸与烷醇酰胺通过缩和反应合成的；②长链烷基直接连接在噁唑环的氮原子上，其是由卤代烷与噁唑反应合成的。2022/12/22147表面活性剂化学(i)含有噁唑环的季铵盐2022/12/2153表面活性剂含有噁唑环的季铵盐表面活性剂的结构式为：噁唑类季铵盐在碱性条件易开环形成开链季铵盐。2022/12/22148表面活性剂化学含有噁唑环的季铵盐表面活性剂的结构式为：2022/12/21(ii)含有嘧唑环的季铵盐含有嘧唑环主要有取代的嘧唑和卤代烷反应合成。例：4-氨基-5-苯基嘧唑和卤代烷反应生成的嘧唑季铵盐为：此类季铵盐结构较为稳定，不易分解。2022/12/22149表面活性剂化学(ii)含有嘧唑环的季铵盐2022/12/2155表面活性5.2.5胺盐型表面活性剂的合成高级伯、仲、叔胺与酸中和便成为胺盐伯胺盐RNH2HCl仲胺盐RNH(CH3)HCl叔胺盐RN(CH3)2HCl常用的酸有