兩性表面活性劑典型生產(chǎn)工藝

《表面活性劑膠體應(yīng)用基礎(chǔ)》

主講鐘巖亮

Email：1035111397@

化妝品專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程

60學(xué)時(shí)2課程地位

《表面活性劑基礎(chǔ)》、《膠體化學(xué)》、《界面化學(xué)》是高等職業(yè)院?！爸扑帯⑸c精細(xì)化工大類(lèi)”專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的專(zhuān)業(yè)核心基礎(chǔ)課程。三門(mén)課程交叉內(nèi)容較多，對(duì)于化妝品技術(shù)專(zhuān)業(yè)，精簡(jiǎn)內(nèi)容，突出重點(diǎn)，開(kāi)設(shè)《表面活性劑、膠體基礎(chǔ)與應(yīng)用》較為合理。

先導(dǎo)課程有《有機(jī)化學(xué)》、《生化基礎(chǔ)》、《物理化學(xué)》等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，后續(xù)課程有《化妝品原料與配方》、《化妝品生產(chǎn)技術(shù)》、《精細(xì)有機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)》等專(zhuān)業(yè)核心課程。課程任務(wù)

使學(xué)生認(rèn)識(shí)并掌握表面活性劑和膠體的基本概念、基本分類(lèi)和基礎(chǔ)應(yīng)

用，了解表面活性劑和膠體在生產(chǎn)技術(shù)中的應(yīng)用原理；

進(jìn)行簡(jiǎn)單的表面活性劑合成實(shí)驗(yàn)；

培養(yǎng)學(xué)生具備理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；

培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)、務(wù)實(shí)肯干的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新意識(shí)。3考試考核平時(shí)成績(jī)：考勤+課堂表現(xiàn)20%線(xiàn)上考察考核：30%期末考試：50%4課程重點(diǎn)5

羧酸甜菜堿型兩性表面活性劑的合成

磺酸甜菜堿的合成

硫酸酯甜菜堿的合成

含磷甜菜堿的合成

咪唑啉型兩性表面活性劑的合成

氨基酸型表面活性劑的合成羧酸甜菜堿型兩性表面活性劑的合成

甜菜堿型兩性表面活性劑多用于抗靜電劑、纖維加工助劑、干洗劑或香波中的成分天然甜菜堿（Betaine）主要存在于甜菜中羧酸甜菜堿型兩性表面活性劑結(jié)構(gòu)通式為：首先在歐洲發(fā)現(xiàn)的，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名。

學(xué)名：N-三甲基甘氨酸。膽堿的氧化代謝產(chǎn)物，去甲基后可生成甘氨酸。易吸潮的鱗狀或棱狀結(jié)晶，熱至310°左右分解,味甜。用于抗腫瘤,降血壓,抗消化性潰瘍及胃腸功能障礙,治療肝臟疾病。甜菜堿首先在歐洲發(fā)現(xiàn)的，它主要存在于甜菜糖的糖蜜中，故而得名。

學(xué)名：N-三甲基甘氨酸、三甲基乙酸銨。膽堿的氧化代謝產(chǎn)物，去甲基后可生成甘氨酸。易吸潮的鱗狀或棱狀結(jié)晶，熱至310°左右分解,味甜。用于抗腫瘤,降血壓,抗消化性潰瘍及胃腸功能障礙,治療肝臟疾病。H2N—CH2—COOH甘氨酸H2N—C—COOH|HH|α碳原子,不對(duì)稱(chēng)碳原子甘氨酸解離成的兩性離子型甘氨酸未解離型甘氨酸是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的氨基酸，除甘氨酸外，其余19種生物氨基酸的α-碳原子都是手性碳原子，這些氨基酸都有D型和L型兩種構(gòu)型。甜菜堿甜菜堿氯乙酸鈉法合成羧酸甜菜堿所謂氯乙酸鈉法是用氯乙酸鈉與叔胺反應(yīng)制備羧基甜菜堿的方法,使用最為廣泛十二烷基甜菜堿（BS-12）最常用、最重要的品種具有良好的潤(rùn)濕性和洗滌性，對(duì)鈣、鎂離子具有良好的螯合能力，可在硬水中使用十四烷基甜菜堿和十六烷基甜菜堿：改變叔胺中的長(zhǎng)碳鏈烷基烷基鏈中帶有酰胺基或醚基的羧基甜菜堿：首先合成含有酰胺基和醚基的叔胺再進(jìn)一步與氯乙酸鈉反應(yīng)Aerosol30(椰酰胺丙基甜菜堿)主要用作化妝品、香波、浴液的組成，亦可做紡織品勻染劑，濕潤(rùn)劑、柔軟劑、抗靜電劑和殺菌劑。鹵代烷和氨基酸鈉反應(yīng)合成羧酸甜菜堿胺與氯乙酸鈉反應(yīng)制備氨基酸鈉，然后再與鹵代烷反應(yīng)制備甜菜堿N-甲基芐基胺與氯乙酸鈉按物質(zhì)的量比:3:1反應(yīng)溶劑：95%的乙醇反應(yīng)溫度：40℃第一步反應(yīng)可以是芐氯與肌氨酸鈉反應(yīng)，R可以是烷基，也可以是?；?。鹵代烷與氨基酸酯反應(yīng)再經(jīng)水解合成羧酸甜菜堿用于制備長(zhǎng)碳鏈中含有酰胺基的甜菜堿，如N,N,N-三甲基-N’-?；?lài)氨酸等。合成過(guò)程主要包括以下五個(gè)步驟：賴(lài)氨酸α-溴代脂肪酸與叔胺反應(yīng)合成羧酸甜菜堿用于制備α-烷基取代的甜菜堿經(jīng)典的制備方法，疏水基與羧基通過(guò)碳鏈相連。除吡啶、三甲胺外，還有其他的叔胺及雜環(huán)，如三乙醇胺、三乙胺、喹啉環(huán)、嘧啶等。長(zhǎng)鏈烷基氯甲基醚與叔氨基乙酸反應(yīng)合成羧酸甜菜堿主要用于制備含有醚基的甜菜堿如果是普通的叔胺，則得到的是陽(yáng)離子表面活性劑。是帶有陰離子的叔胺，則得到的是兩性表面活性劑。不飽和羧酸與叔胺反應(yīng)合成羧酸甜菜堿以丙烯酸、順丁烯二酸等不飽和羧酸為烷基化試劑，經(jīng)N-烷基化反應(yīng)制備羧酸甜菜堿還有甲基丙烯酸、衣康酸、衣康酸單酯、馬來(lái)酸單酯等?；撬崽鸩藟A的合成結(jié)構(gòu)通式氯乙基磺酸法ClCH2CH2Cl+Na2SO3ClCH2CH2SO3NaN-烷基-N-甲基-N-芐基銨乙基磺酸當(dāng)n為3時(shí)，去污、水溶、鈣皂分散性能最好?；撬岘h(huán)內(nèi)酯法N,N–二羥乙基，N-對(duì)十八烷基苯磺酰胺丙基銨基丙磺酸鹽，顯著提高洗滌和氣泡能力。亞硫酸氫鈉直接磺化法用作洗滌劑可顯著提高洗凈力和起泡力，亦可作濕潤(rùn)劑和鈣皂分散劑。泡沫促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑硫酸酯甜菜堿的合成結(jié)構(gòu)通式合成方法主要有三種叔胺和氯醇反應(yīng)引入羥基后，再進(jìn)行硫酸酯化對(duì)pH值不敏感，在任何pH值都不會(huì)引起陰離子或陽(yáng)離子作用，是良好的鈣皂分散劑。制備改性肥皂，提高了在硬水中的洗滌能力。鹵代烷與帶有羥基的叔胺反應(yīng)，然后用三氧化硫酯化高級(jí)脂肪族伯胺與環(huán)氧乙烷反應(yīng)，再經(jīng)鹵代烷季銨化和三氧化硫酯化含磷甜菜堿的合成含磷甜菜堿型兩性表面活性劑可用來(lái)改進(jìn)洗滌功能卵磷脂是在所有生物機(jī)體中都存在的天然兩性離子表面活性劑。在大豆和蛋黃中含量最高。卵磷脂分子是由甘油、兩個(gè)脂肪酸、磷酸和一個(gè)含有氨基的基團(tuán)組成。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，只有磷酸酯的膽堿鹽才是真正的卵磷脂。

有很好的乳化、潤(rùn)濕性，可用于化妝品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料和涂料領(lǐng)域。不溶于水，不能做洗滌劑。咪唑啉型兩性表面活性劑的合成

優(yōu)點(diǎn)具有極好的生物降解性能，能迅速完全地降解，無(wú)公害產(chǎn)生對(duì)皮膚和眼睛的剌激性極小發(fā)泡性很好應(yīng)用化妝品助劑、香波、紡織助劑等石油、冶金、煤炭等工業(yè)領(lǐng)域的金屬緩蝕劑、清洗劑、破乳劑等據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)生產(chǎn)的兩性表面活性劑中，咪唑啉衍生物占其總量的60%以上。

咪唑啉的母體是咪唑，其分子結(jié)構(gòu)中包含叔胺和亞胺基團(tuán)的五元雜環(huán)。咪唑啉兩性離子表面活性劑的合成包括兩步：1.合成長(zhǎng)鏈烷基咪唑啉；2.引入陰離子基團(tuán)。引入陰離子基團(tuán)得到的咪唑啉性?xún)尚员砻婊顒Ｓ玫年庪x子有羧基、磺基、硫酸酯基，磷酸基等。代表品種：2-烷基-N’-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉2-烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉月桂基或椰油基羧甲基鈉型咪唑啉醋酸鹽，嬰兒香波，成人香波等皮膚清潔劑的原料。無(wú)刺激性，是優(yōu)良的家用及工業(yè)用清潔劑、消毒劑及抗靜電劑。SoftenerIS氨基酸型表面活性劑的合成由高級(jí)脂肪胺與氯乙酸鈉反應(yīng)制得:RNH2+ClCH2COONaRNHCH2COONa商品Tego是很好的殺菌劑，也是羧酸型氨基酸兩性離子表面活性劑的典型品種。Tego指的是羧酸型α-亞氨基乙酸系兩性表面活性劑，即N-烷基甘胺酸系.Tego51Tego103氨基酸分子中有氨基和羧基，本身就是兩性化合物。當(dāng)氨基酸分子上存在適當(dāng)長(zhǎng)鏈作為親油基時(shí)，就成為有表面活性的氨基酸型兩性離子表面活性劑。

可分為羧酸型兩性離子表面活性劑和磺酸性?xún)尚噪x子表面活性劑。由高級(jí)脂肪胺與丙烯酸甲酯反應(yīng)，再經(jīng)水解制得由高級(jí)脂肪胺與丙烯腈反應(yīng)，再經(jīng)水解制得C12H25NH2+CH2=CH-COOCH3C12H25NHCH2CH2COOCH3

C12H25NHCH2COOCH3+NaOHC12H25NHCH2CH2COONa+CH3OHC18H37NHCH2CH2COONa

制備氨基磺酸型兩性表面活性劑的方法主要有：（1）脂肪胺與磺烷基化試劑反應(yīng)；（2）利用含有苯環(huán)或聚氧乙烯醚的鹵化物與牛磺酸或甲基?；撬岱磻?yīng)。

其他：(了解）含硫酸基的氨基酸型兩性表面活性劑可以用含雙鍵或羥基的脂肪胺