新型表面活性剂Gemini性能和其研究进展

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1、文献综述题目：新型表面活性剂Gemini性能及其研究进展姓名：XXX学号：XXXXXXXXX专业：有机化学二零一二年十二月一日新型表面活性剂Gemini性能及其研究进展摘要Gemini是一种新型表面活性剂，它以联结基团联结在头基或靠近头基处，使得表面活性剂的表面活性大幅度提高。与一般的表面活性剂相比,Gemini表面活性剂是概念上的突破，被誉为新一代的表面活性剂。本篇综述详细介绍了Gemini表面活性剂的性能以及研究进展。关键词Gemini；双子；联结基团；高表面活性传统表面活性剂分子中只有1个亲水基和1个亲油基，由于这种表面活性剂疏水链之间的缔合作用，离子头基

2、间电荷斥力和水化作用引起的分离作用存在平衡，使得它们在界面或分子聚集体中不能更紧密排列，因而降低表面张力的能力有限。近年，一种新型表面活性剂引起重视，即用化学键将2个或2个以上的相同或不同的两亲成分联结起来，成为具有多个亲水基和多个疏水长链的表面活性剂，统称为多聚表面活性剂，其中以二聚体研究较多。由于该类表面活性剂的亲水基团是以共价键结构连接，可实现亲水基之间的更紧密排列，因而具有更高的表面活性，同时还有许多特殊性能。1结构和性能1.1Gemini表面活性剂特殊结构示于图1[1]Gemini表面活性剂的疏水基有两类：一类为纯碳链，另一类是碳链中有其它基团如酯基、

3、酰胺基、氟等。亲水基可以是阳离子型（主要是季铵盐），阴离子型（主要有羧酸盐、磷酸酯盐、磺酸盐及硫酸酯盐），非离子型（主要是多羟基和环氧甲烷缩合基团）。1.2Gemini表面活性剂优良性能Gemini表面活性剂由于其特殊结构，有许多传统表面活性剂所不具备的特性[2~3]，现列举如下：①易吸附在气液表面，从而更有效地降低表面张力。②极易聚集成胶团，cmc值比传统表面活性剂溶液低。③具有较低的表面活性剂应用温度下限(Krafft点)。④具有优良的润湿性，洗涤去污能力强。⑤与传统非离子型表面活性剂复配时产生更大的协同效应，可大幅度降低体系的表(界)面张力。⑥降低水溶液表

4、面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向。⑦Gemini表面活性剂具有较高的生物安全性。⑧形成的囊泡具有很好的耐温稳定性。⑨黏度变化大。2国内外合成研究进展2.1Gemini表面活性剂的国外合成进展早在1946年，FrederickC.Bersworth等为了开发一种在洗涤中起鳌合、分散、润湿作用的洗涤用剂，合成了一系列化合物，其中有一种为羧酸盐化合物，该化合物是报导最早的Gemini表面活性剂[4]。1966年AndrewT.Guttmann[5]等为了开发一种织物的柔软剂，合成了一系列阳离子及两性离子化合物，其中有一些化合物属于两性离子型双子表面活性剂。1971

5、年，Bunton为探寻亲核取代反应的相转移催化剂，开发了一种阳离子型表面活性剂C16H33Me2N+(CH2)nN+Me2C16H33·2Br-(n=2,4,6)，并考察了联结基团分别为亲水、疏水、柔性和刚性的这类表面活性剂的性质。1974年，DeinegaY等曾合成了一族新型两亲分子，其分子结构顺序为：长的碳氢链、离子头基、联接基团、第二个离子头基、第二个碳氢链。直到80年代末90年代初，国外一些科学家才纷纷投入到这一类表面活性剂的研究之中。1988年，日本Qsaka大学的ZhuYP和OkaharaM等合成并研究了以柔性基团联结离子头基的若干双烷烃链表面活性剂

6、[6]。1991年，Menger合成了以刚性基团联接离子头基的双烷烃链表面活性剂，并且给这类型顺序排列的两亲分子命名为:Gemini型表面活性剂，也就是双子表面活性剂[7]。从此这类表面活性剂有了合适的名称，对此类表面活性剂研究的热潮由此展开。同年，美国纽约州立大学Brooklyn学院的RosenMJ小组采纳了“Gemini”的命名，并系统合成和研究了氧甲烯或氧丙烯柔性基团联接的Gemini表面活性剂[8]。法国CharlesSadron研究所的Zana小组也研究了一系列以亚甲基链作为联结基团的双烷基季铵盐表面活性剂。这些实验结果表明，Gemini表面活性剂较单

7、烷烃链和单离子头基组成的传统表面活性剂具有高得多的表面活性。日本大阪大学的池田功[9-11]等发表了一系列关于合成新低聚表面活性剂的文章，得到了双烷基双季铵盐、多烷基多季铵盐阳离子型和含有易于水解的酰胺基和酯基的阳离子型双子表面活性剂。实验表明，它们具有优良的表面活性，含有酯基的Gemini表面活性剂有良好的生物降解性。1990年，Zhu等合成了一类磷酸盐类Gemini表面活性剂[12]，这是最早见于报道的阴离子型Gemini表面活性剂。1997年，Pestman等[13]合成了糖基类非离子Gemini表面活性剂。2001年，Menger等第一次合成了两性Gem

8、ini表面活性剂，他们合