两性表面活性剂典型生产工艺

《表面活性剂胶体应用基础》

主讲钟岩亮

Email：1035111397@

化妆品专业基础课程

60学时2课程地位

《表面活性剂基础》、《胶体化学》、《界面化学》是高等职业院校“制药、生化与精细化工大类”专业学生必修的专业核心基础课程。三门课程交叉内容较多，对于化妆品技术专业，精简内容，突出重点，开设《表面活性剂、胶体基础与应用》较为合理。

先导课程有《有机化学》、《生化基础》、《物理化学》等专业基础课程，后续课程有《化妆品原料与配方》、《化妆品生产技术》、《精细有机化工生产技术》等专业核心课程。课程任务

使学生认识并掌握表面活性剂和胶体的基本概念、基本分类和基础应

用，了解表面活性剂和胶体在生产技术中的应用原理；

进行简单的表面活性剂合成实验；

培养学生具备理论联系实际、分析问题和解决问题的能力；

培养学生实事求是的科学态度、严谨认真的工作作风、务实肯干的团队协作和创新意识。3考试考核平时成绩：考勤+课堂表现20%线上考察考核：30%期末考试：50%4课程重点5

羧酸甜菜碱型两性表面活性剂的合成

磺酸甜菜碱的合成

硫酸酯甜菜碱的合成

含磷甜菜碱的合成

咪唑啉型两性表面活性剂的合成

氨基酸型表面活性剂的合成羧酸甜菜碱型两性表面活性剂的合成

甜菜碱型两性表面活性剂多用于抗静电剂、纤维加工助剂、干洗剂或香波中的成分天然甜菜碱（Betaine）主要存在于甜菜中羧酸甜菜碱型两性表面活性剂结构通式为：首先在欧洲发现的，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名。

学名：N-三甲基甘氨酸。胆碱的氧化代谢产物，去甲基后可生成甘氨酸。易吸潮的鳞状或棱状结晶，热至310°左右分解,味甜。用于抗肿瘤,降血压,抗消化性溃疡及胃肠功能障碍,治疗肝脏疾病。甜菜碱首先在欧洲发现的，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名。

学名：N-三甲基甘氨酸、三甲基乙酸铵。胆碱的氧化代谢产物，去甲基后可生成甘氨酸。易吸潮的鳞状或棱状结晶，热至310°左右分解,味甜。用于抗肿瘤,降血压,抗消化性溃疡及胃肠功能障碍,治疗肝脏疾病。H2N—CH2—COOH甘氨酸H2N—C—COOH|HH|α碳原子,不对称碳原子甘氨酸解离成的两性离子型甘氨酸未解离型甘氨酸是结构最简单的氨基酸，除甘氨酸外，其余19种生物氨基酸的α-碳原子都是手性碳原子，这些氨基酸都有D型和L型两种构型。甜菜碱甜菜碱氯乙酸钠法合成羧酸甜菜碱所谓氯乙酸钠法是用氯乙酸钠与叔胺反应制备羧基甜菜碱的方法,使用最为广泛十二烷基甜菜碱（BS-12）最常用、最重要的品种具有良好的润湿性和洗涤性，对钙、镁离子具有良好的螯合能力，可在硬水中使用十四烷基甜菜碱和十六烷基甜菜碱：改变叔胺中的长碳链烷基烷基链中带有酰胺基或醚基的羧基甜菜碱：首先合成含有酰胺基和醚基的叔胺再进一步与氯乙酸钠反应Aerosol30(椰酰胺丙基甜菜碱)主要用作化妆品、香波、浴液的组成，亦可做纺织品匀染剂，湿润剂、柔软剂、抗静电剂和杀菌剂。卤代烷和氨基酸钠反应合成羧酸甜菜碱胺与氯乙酸钠反应制备氨基酸钠，然后再与卤代烷反应制备甜菜碱N-甲基苄基胺与氯乙酸钠按物质的量比:3:1反应溶剂：95%的乙醇反应温度：40℃第一步反应可以是苄氯与肌氨酸钠反应，R可以是烷基，也可以是酰基。卤代烷与氨基酸酯反应再经水解合成羧酸甜菜碱用于制备长碳链中含有酰胺基的甜菜碱，如N,N,N-三甲基-N’-酰基赖氨酸等。合成过程主要包括以下五个步骤：赖氨酸α-溴代脂肪酸与叔胺反应合成羧酸甜菜碱用于制备α-烷基取代的甜菜碱经典的制备方法，疏水基与羧基通过碳链相连。除吡啶、三甲胺外，还有其他的叔胺及杂环，如三乙醇胺、三乙胺、喹啉环、嘧啶等。长链烷基氯甲基醚与叔氨基乙酸反应合成羧酸甜菜碱主要用于制备含有醚基的甜菜碱如果是普通的叔胺，则得到的是阳离子表面活性剂。是带有阴离子的叔胺，则得到的是两性表面活性剂。不饱和羧酸与叔胺反应合成羧酸甜菜碱以丙烯酸、顺丁烯二酸等不饱和羧酸为烷基化试剂，经N-烷基化反应制备羧酸甜菜碱还有甲基丙烯酸、衣康酸、衣康酸单酯、马来酸单酯等。磺酸甜菜碱的合成结构通式氯乙基磺酸法ClCH2CH2Cl+Na2SO3ClCH2CH2SO3NaN-烷基-N-甲基-N-苄基铵乙基磺酸当n为3时，去污、水溶、钙皂分散性能最好。磺酸环内酯法N,N–二羟乙基，N-对十八烷基苯磺酰胺丙基铵基丙磺酸盐，显著提高洗涤和气泡能力。亚硫酸氢钠直接磺化法用作洗涤剂可显著提高洗净力和起泡力，亦可作湿润剂和钙皂分散剂。泡沫促进剂、稳定剂硫酸酯甜菜碱的合成结构通式合成方法主要有三种叔胺和氯醇反应引入羟基后，再进行硫酸酯化对pH值不敏感，在任何pH值都不会引起阴离子或阳离子作用，是良好的钙皂分散剂。制备改性肥皂，提高了在硬水中的洗涤能力。卤代烷与带有羟基的叔胺反应，然后用三氧化硫酯化高级脂肪族伯胺与环氧乙烷反应，再经卤代烷季铵化和三氧化硫酯化含磷甜菜碱的合成含磷甜菜碱型两性表面活性剂可用来改进洗涤功能卵磷脂是在所有生物机体中都存在的天然两性离子表面活性剂。在大豆和蛋黄中含量最高。卵磷脂分子是由甘油、两个脂肪酸、磷酸和一个含有氨基的基团组成。从化学结构上看，只有磷酸酯的胆碱盐才是真正的卵磷脂。

有很好的乳化、润湿性，可用于化妆品、医药、农药、染料和涂料领域。不溶于水，不能做洗涤剂。咪唑啉型两性表面活性剂的合成

优点具有极好的生物降解性能，能迅速完全地降解，无公害产生对皮肤和眼睛的剌激性极小发泡性很好应用化妆品助剂、香波、纺织助剂等石油、冶金、煤炭等工业领域的金属缓蚀剂、清洗剂、破乳剂等据统计，在美国生产的两性表面活性剂中，咪唑啉衍生物占其总量的60%以上。

咪唑啉的母体是咪唑，其分子结构中包含叔胺和亚胺基团的五元杂环。咪唑啉两性离子表面活性剂的合成包括两步：1.合成长链烷基咪唑啉；2.引入阴离子基团。引入阴离子基团得到的咪唑啉性两性表面活剂，常用的阴离子有羧基、磺基、硫酸酯基，磷酸基等。代表品种：2-烷基-N’-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉2-烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉月桂基或椰油基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐，婴儿香波，成人香波等皮肤清洁剂的原料。无刺激性，是优良的家用及工业用清洁剂、消毒剂及抗静电剂。SoftenerIS氨基酸型表面活性剂的合成由高级脂肪胺与氯乙酸钠反应制得:RNH2+ClCH2COONaRNHCH2COONa商品Tego是很好的杀菌剂，也是羧酸型氨基酸两性离子表面活性剂的典型品种。Tego指的是羧酸型α-亚氨基乙酸系两性表面活性剂，即N-烷基甘胺酸系.Tego51Tego103氨基酸分子中有氨基和羧基，本身就是两性化合物。当氨基酸分子上存在适当长链作为亲油基时，就成为有表面活性的氨基酸型两性离子表面活性剂。

可分为羧酸型两性离子表面活性剂和磺酸性两性离子表面活性剂。由高级脂肪胺与丙烯酸甲酯反应，再经水解制得由高级脂肪胺与丙烯腈反应，再经水解制得C12H25NH2+CH2=CH-COOCH3C12H25NHCH2CH2COOCH3

C12H25NHCH2COOCH3+NaOHC12H25NHCH2CH2COONa+CH3OHC18H37NHCH2CH2COONa

制备氨基磺酸型两性表面活性剂的方法主要有：（1）脂肪胺与磺烷基化试剂反应；（2）利用含有苯环或聚氧乙烯醚的卤化物与牛磺酸或甲基牛磺酸反应。

其他：(了解）含硫酸基的氨基酸型两性表面活性剂可以用含双键或羟基的脂肪胺