新型烷基苯磺酸盐gemini表面活性剂的合成与性能

新型烷基苯磺酸盐gemini表面活性剂的合成与性能

0gemini表面活性剂的结构和应用gemini表面活性剂是近年来提出的一种新表面活性剂。这是通过连接亲水头或亲水头附近的亲水单链表面活性剂形成的单链表面活性剂的二聚体或细胞体。这种独特的结构使你的性能非常好。与传统的表面活性剂相比,Gemini表面活性剂的结构具有更大的可调控性.例如,对离子双链烷基季铵盐Gemini表面活性剂体系来说,改变其连接基团的长度及其疏水性、疏水链的长度、离子头基的大小以及疏水链的不对称性,均对其表面性能和聚集形态能产生显著影响阴离子Gemini表面活性剂,尤其是烷基苯磺酸盐类阴离子Gemini表面活性剂,由于分离提纯及合成上的困难,其研究相对较少.Zhu等本文以长链烷基羧酸、苯胺和1,6-己二异氰酸酯为原料合成了一类新型烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂,此类Gemini表面活性剂原料廉价易得,易于分离提纯.用红外、核磁、质谱等手段对目标产物进行了结构表征,并用表面张力法和稳态荧光法对其有关性能进行了探讨,从而为其应用打下基础.1实验部分1.1仪器、试药和仪器试剂:辛酸、癸酸、月桂酸、氯磺酸为化学纯;二氯亚砜、苯胺为分析纯;LiAlH仪器:AVATAR-360型FT-IR型红外光谱仪(Nicololet公司,美国);Mercury-300型核磁共振仪(Varian公司,美国);P/ACEMDQ毛细管电泳电喷雾质谱仪(贝克曼公司,美国);DCA322接触角-表面张力测量仪(ThermoFisher公司,美国);RF-5301PC型荧光光谱仪(岛津公司,日本).1.2gemini的合成烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂的合成路线如图1所示.本文主要叙述GeminiⅢ的合成步骤,GeminiⅠ与GeminiⅡ原料分别为辛酸和癸酸,合成方法同GeminiⅢ.1.2.1月桂酰氯（中间产品1）的合成在250mL的圆底烧瓶中加入100mL二氯亚砜(SOCl1.2.2n-苯基月桂酰胺(中间产物2)的合成将一个250mL的三口烧瓶置于冰水浴中,磁力搅拌下加入4.66g新蒸的苯胺、12mL三乙胺和60mL干燥过的二氯甲烷,在氮气保护下向其中滴加17.5g月桂酰氯(1滴/s),然后在常温下反应48h.停止反应,将产物倒入500mL分液漏斗中,用200mL水洗涤,水层用二氯甲烷洗涤两次.合并所有的有机层,再用饱和食盐水洗涤,有机层用无水硫酸钠干燥后用石油醚重结晶,得白色固体12.02g,产率87.4%.1.2.3苯和硝胺（中间产品3）的合成在一个500mL的三口烧瓶中加入150mL无水四氢呋喃,在氮气保护下将6gLiAlH1.2.4n-烷基苯胺的合成在一个500mL的三口烧瓶中放入150mL干燥过的二氯甲烷,加入19.07gN-十二烷基苯胺,搅拌使其溶解,再向其中加入6.14g1,6-己二异氰酸酯,室温下搅拌反应10h.停止反应后减压除去溶剂,产物经柱色谱分离(V1.2.5氮气化反应在25mL的三口烧瓶中加入2g中间产物4,通入氮气作为保护气体,冰浴下滴加6g氯磺酸,滴加完毕后撤去冰浴,常温反应3h.停止反应后将产物倒入100mL碎冰中,待冰块融化后用1mol·L1.3表面张力的测量采用吊片法,用接触角-表面张力测量仪测定不同浓度c(mol·L1.4稳定铬光法用芘作为荧光探针,配制一系列含芘的不同浓度c(mol·L2结果与讨论2.1产品中心的结构性能N-苯基月桂酰胺的中间产物4的GeminiⅠ和GeminiⅡ的中间产物图谱类似,只是长链烷基上亚甲基数目有所不同.2.2产品结构的性能2.3样品的表面活性剂2.3.1磺酸盐型gemini表面活性剂的合成根据测试结果绘制γ-c曲线如图2所示.由图2得到3种磺酸盐型Gemini表面活性剂的cmc值和表面张力γ结果表明,所合成的磺酸盐型Gemini表面活性剂比相应的单链表面活性剂烷基苯磺酸钠要低1~3个数量级,显示出很好的胶束形成能力,且随着疏水链的增长,其cmc值有下降的趋势,这与之前的研究结果对于Gemini表面活性剂在气/液界面的最大吸附量Γ(1)式中,R为摩尔气体常数,T为热力学温度,(dγ/dlgc)由表1可知,所合成的3种磺酸盐型Gemini表面活性剂均具有较大的分子面积,而文献报道类似结构的表面活性剂分子面积较小(约为0.5~0.7nm2.3.2稳定铬光法芘的荧光光谱峰的I由图3可以求出3种表面活性剂的cmc值.Zana等3磺酸盐型gemini表面活性剂的表征本文以长链烷基羧酸、苯胺和1,6-己二异氰酸酯为原料合成了3种新型的烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂,选用合理有效的分离方法获得了高纯度的产物,其结构用红外、核磁、质谱等手段进行了表征.所合成的Gemini表面活性剂具有优良的表面活性,其cmc比相同疏水碳原子数的传统单链烷基苯磺酸钠低1~3个数量级,且数值随烷基链长度的增加而降低.由于具有适当长度的连接链,该类Gemini表面活性剂在气/液界面排列的分子面积比类似结构的磺酸盐