生物表面活性剂及其评价方法

生物表面活性剂是由微生物分泌的天然产物,它无毒,可以生物降解,对环境影响很小,具有较高的表面活性,因此是合成表面活性剂的理想替代品.本文主要阐述了生物表面活性剂的类别、特性、及其表面活性的定性、定量分析及评价方法.     

季铵盐型阳离子双子表面活性剂的合成研究进展

阳离子双子表面活性剂具有正电荷性、cmc低、界面活性高、生物降解性好等优点,可作为柔顺剂、抗静电剂、固色剂、保湿剂、杀菌剂和防腐剂等应用于日用化工、皮革造纸、纺织、石油开采及金属防护等领域。本文综述了季铵盐型阳离子双子表面活性剂的分类、合成及应用,结合表面活性剂的发展需求对阳离子双子表面活性剂的发展方向进行了分析和展望。     

《化学通报》网络版（Chemistry Online）2006年第7期论文摘要

[w077]精氨酸类表面活性剂的合成与性能Syntheses and Properties of Arginine-based Surfactants丁兆云郝爱友*(山东大学化学与化工学院济南250100)精氨酸类表面活性剂是一类基于天然再生资源、低毒、生物降解性好、表面活性优良且具有广谱抑菌性的表面活性剂,被誉为绿色表面活性剂。本文综述了其中三类精氨酸表面活性剂:N-酰基精氨酸酯盐酸盐、Gemini类精氨酸表面活性剂和1,2-二烷酰基-3-(N-乙酰基精氨酰)甘油盐酸盐的合成方法、物化性能和生物性质。Arginine-based surfactants,called green surfactants,show low toxicity,quick bi…     

表面活性剂的绿色化学进展

表面活性剂领域的绿色化学进展，主要体现在根据结构性能关系的研究进行分子设计，开发易生物降解，对人体温和的表面活性剂，降低现有产品中有害物质的含量，推进产品的环境友好化，在其生产过程中推进化学反应的绿色化及原料的绿色化，同时根据表面活性剂能对界面过程产生影响，起到功能助剂作用的特点，大力开展表面活性剂在节能增效，改进质量，改善环境方面的应用，并对上述进展进行了简单介绍。     

纤维素类高分子表面活性剂

纤维素类高分子表面活性剂因其具有原料丰富,可生物降解,使用安全性好等一般合成高分子表面生剂所难以具备的优点,目前正引起人们的广泛关注。本文综述了近２０年来其主要研究进展,内容涉及含长链烷基,含碳氟基团和含双亲链段３类纤维素类表面活性剂。     

脂肪酸糖酯类表面活性剂的合成及应用

脂肪酸糖酯是一类绿色、安全、可生物降解的非离子型表面活性剂,因其具有良好的乳化能力和杀菌性能以及对皮肤刺激性低等诸多优点而被广泛应用于食品、医药、化妆品和农业领域。本文对脂肪酸糖酯的合成及应用进行了综述,从而为深入研究并开发脂肪酸糖酯类表面活性剂提供参考。     

以油酸为原料的新型生物基支链十七烷基苯磺酸钠的合成及性质

生物基表面活性剂由于其可再生资源和优异的表面/界面性质吸引了越来越多的关注。本文以可再生的油酸为原料,通过四步反应,制备了新型生物基支链表面活性剂,并评价了其表/界面性质、润湿性和生物降解性能。该新型生物基支链表面活性剂为4-（1-十七烷基）苯磺酸钠（9ΦC17S）,依次经过烷基化反应、脱羧反应、磺化反应和中和反应而制得。其化学结构已通过电喷雾质谱、红外光谱和核磁共振波谱得以确认。4-（1-十七烷基）苯磺酸钠展现出良好的表/界面张力,临界胶束浓度（CMC）为317.5 mg·L^-1,CMC处的表面张力为32.54 mN·m^-1,当水溶液中碳酸钠浓度为8.48×10⁴ mg·L^-1、4-（1-十七烷基）苯磺酸钠浓度为8.36×10⁴ mg·L^-1时,油水的界面张力约为10^-2 mN·m^-1。此外,4-（1-十七烷基）苯磺酸钠在生物降解性和润湿性方面也显示出了良好的性能,最终生物降解评分为2.99,0.500 g·L^-1 9ΦC17S溶液的气液固接触角为63.08°。该新型生物基表面活性剂丰富了以可再生资源为原料的生物基表面活性剂的结构多样性。     

含CF3CF2CF2C(CF3)2基团支链型氟表面活性剂的合成及性能研究

全氟辛酸/全氟辛基磺酸(PFOA/PFOS)类氟表面活性剂因不易被生物降解且对环境有毒害作用, 被列为持久性有机污染物. 采用引入氟碳支链的策略作为PFOA/PFOS替代物的研发取向, 以六氟丙烯二聚体为原料合成了新型阳离子型、两性型、双子型和非离子型氟表面活性剂, 并对它们的表面活性和急性毒性性能进行了测试. 结果表明, 所合成的支链型表面活性剂表面活性高且毒性低. 因此, 基于六氟丙烯二聚体(HFPD)合成PFOS/PFOA替代物是一种简单、经济且环保的方法.     

以全氟丁基为基础的具有高表面活性的氟表面活性剂

氟表面活性剂的环境和生物降解问题是最近的热点, 特别是全氟长链(≥C8)氟表面活性剂的应用限制乃至禁用已成为必然趋势. 本文合成了一种以短链的全氟丁基为基础的阳离子氟表面活性剂, N-[3-(二甲基胺基)丙基]全氟丁基磺酰胺盐酸盐(C4F9SO2NH(CH2)3NH(CH3)+2Cl-, 简称为PFB-MC). 该表面活性剂适用于强酸性环境, 具有极高的表面活性, 其溶液最低表面张力(19.80 mN·m-1)和通常的氟表面活性剂相当. 通过表面张力方法得到了固定pH(pH=2.6-2.7)情况下PFB-MC的表面张力-浓度对数(γ-lgc)曲线, 以及该pH下外加盐([NaCl]=0.1 mol·L-1)对表面张力的影响; 并进一步研究了pH对PFB-MC在其临界胶束浓度(cmc)前后的表面张力的影响.     

红外光谱法对可生物降解聚合物微球中血红蛋白含量的测定

建立了可生物降解聚合物微球中血红蛋白含量的红外光谱分析方法.选择合适的内标物,排除了聚合物壳材和表面活性剂残留的光谱干扰,不需对样品进行分离.工作曲线的相关系数达0.999 8,回收率为98% ～100%,相对标准偏差小于4.2%.     

多元磷酸酯表面活性剂的合成及缓蚀作用

多元磷酸酯是铜、锡、铝及铝合金、锌、钢等金属在水溶液中的优良缓冲剂。而以糖类为原料合成的表面活性剂，可以引入多种官能团，原料具有生物功能，产品的分子结构类似天然磷脂，毒性低、刺激小、易生物降解。     

超临界CO2中的表面活性剂

介绍了超临界CO2中表面活性剂的结构特征以及聚合物表面活性剂和小分子表面活性剂的研究进展。指出了开发亲CO2表面活性剂的一些基本原则,其中降低表面活性剂在H2O／CO2表面的界面张力和提高表面活性剂的吸附能力比溶解度更为重要。建议加强CO2表面活性剂的研究与开发。     

可降解型阳离子表面活性剂的合成

以长链烷基酸,环氧氯丙烷和叔胺为原料,经一步反应合成了一系列含酯基可生物降解的阳离子表面活性剂(1),其结构经1H NMR,IR和元素分析表征。研究了叔胺的碱性和空间位阻对收率的影响。利用滴体积法测定表面张力(γ)和临界胶束浓度(CMC)。当叔胺的碱性较强,空间位阻较小时收率最高(1 e,90%)。分子内有两个烷基长链的阳离子表面活性剂的表面活性最强(1b,CMC25=0.024 mmol.L-1,γCMC=34.20mN.m-1)。     

低聚表面活性剂的合成及性能研究

低聚表面活性剂是指通过连接基将两个以上的传统表面活性剂连接在一起而形成的一类新型表面活性剂。相对于对应的传统表面活性剂,这类表面活性剂具有临界胶束浓度(cmc)低、表面活性高等优点。本文介绍了本研究团队近年针对低聚表面活性剂所开展的研究,包括分子结构不对称的双子表面活性剂、同时具有阳离子和阴离子头基的甜菜碱型双子表面活性剂、三聚和四聚阳离子表面活性剂以及通过原子转移自由基聚合制备的低聚表面活性剂等。     

新一代表面活性剂: Geminis

表面活性剂Gemini (或称dimeric) 是由两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成, 因而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力, 极大提高了表面活性。与当前为提高表面活性而进行的大量尝试, 如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂混合相比较, Gemini 表面活性剂是概念上的突破, 因而被誉为新一代的表面活性剂。     

碳氢表面活性剂在超临界CO_2中形成微乳液的研究进展

在超临界CO2中形成微乳液可以克服CO2对高分子量和亲水性物质溶解能力差的缺点。碳氢表面活性剂成本低,对环境友好,利用碳氢表面活性剂形成超临界CO2微乳液有利于工业应用,但绝大部分碳氢表面活性剂不能形成微乳液,所以需要对碳氢表面活性剂进行选择和设计。本文介绍了微乳液的形成、表征和评价,从表面活性剂的亲CO2性能和界面活性两方面,综述了碳氢表面活性剂的设计思路和进展。另外介绍了助表面活性剂对形成超临界CO2微乳液的作用,并对常规碳氢表面活性剂在助表面活性剂的作用下形成超临界CO2微乳液的体系进行了综述。最后,介绍了含碳氢表面活性剂的混合表面活性剂在形成超临界CO2微乳液方面的研究情况。     

正负离子表面活性剂与两性表面活性剂的相互作用

本文研究正负离子表面活性剂与两性表面活性剂混合水溶液的表面性质, 以及两性表面活性剂对正负离子裘面活性剂溶解度的影响。结果表明: (1) 两性表面活性剂的加溶作用,有助于正负离子表面活性剂的溶解; (2) 加入两性表面活性剂的量适当, 混合溶液基本保持原正负离子表面活性剂的表面活性; (3) 正负离子表面活性剂与两性表面活性剂在表面层和胶团中分子间的相互作用比正负离子表面活性剂与非离子表面活性剂分子间的相互作用稍强HC-FC正负; 离子表面活性剂与两性表面活性剂混合体系在表面层中有可能形成双分子或多分子层结构。     

选择性膜电极研究表面活性剂与大分子的相互作用

结合本实验室的工作介绍了表面活性剂选择性膜电极研究表面活性剂与大分子相互作用的实验装置和原理,并综述了表面活性剂选择性膜电极在研究离子型表面活性剂及其二元混合体系与不同类型大分子之间相互作用中的应用.讨论了大分子的分子量、外加盐和表面活性剂的结构对表面活性剂和大分子之间相互作用的影响结果.     

一种酯类双季铵盐Gemini表面活性剂的合成研究

酯类双季铵盐Gemini表面活性剂含有正电荷性和酯类官能团,具有cmc低、高界面活性、易生物降解的特点。本研究先用三乙胺(TEA)和环氧氯丙烷(EPIC)合成新型季铵盐阳离子表面活性剂失水甘油基三乙基氯化铵(GTA)中间体,最后用GTA和己二酸反应合成得到一种新型酯类双季铵盐Gemini表面活性剂——双季铵盐己二酸酯表面活性剂(BQAA)。超声条件下得出BQAA合成的最佳条件为:超声频率:60KHz,反应体系pH=8,反应温度:50℃,n(GTA)∶n(己二酸)=2. 5∶1. 0,反应时间:6. 5h,BQAA为白色晶体,产率为88. 79%,通过元素分析和IR对产品BQAA进行了表征,对产物BQAA的表面活性、泡沫性能和乳化性能进行了研究,实验结果表明:BQAA的cmc=1. 3×10~(-4)mol·L~(-1),γ_(cmc)=27. 96 mN·m~(-1),泡沫形成稳定性高,起泡能力强,乳化能力好。     

非离子表面活性剂水溶液中木素过氧化物酶催化氧化藜芦醇反应稳态动力学研究

研究表面活性剂缔合体系中木素模型化合物的生物降解机制具有重要意义。本文以黄孢原毛平革菌在一定条件下分泌出的木素过氧化物酶（LiP)为生物催化剂,用分光光度技术研究了非离子表面活性剂TritonX-100存在下水溶液中LiP催化氧化藜芦醇（VA）反应的动力学。结果表明,在TritonX-100水溶液中,LiP催化氧化VA反应遵循乒乓机。稳态动力学参数测定表明,TritonX-100对上述酶促反应的最大反应初速率及VA的米氏常数影响不大,但使过氧化氢的米氏常数下降近50％。依据不同Triton-100浓度下（远低于、接近于和远大于其临界胶束浓度）酶促反应的动力学参数和VA的疏水性指数,我们认为该结果是表面活性剂单体对酶蛋白分子的修饰所致。