用温度跃升法研究胶束催化

用温度跃升快速反应动力学测试仪器,研究了合成表面活性剂SDS胶束水溶液体系与生物表面活性剂脱氧胆酸钠(NaDC)胶束水溶液体系中,金属离子Ni~(2+)-2,2′-Bipyridine(Bipy)络合物形成的动力学。实验结果表明,生物表面活性剂同样表现出程度不同的胶束催化作用。又采用假相模型处理SDS胶束体系中上述反应的动力学,由动力学结果计算出可供发生反应的胶束体积。结果表明,此体积比不加电解质的胶束溶液中的反应体积增大,此现象被认为是由无机电解质的存在所造成。     

胶束溶液中金属卟啉Fe(TEPyP)催化H2O2氧化降解2,4,6-三氯苯酚的动力学研究

合成了四(4-N-乙基吡啶基)卟啉铁（Fe(TEPyP)）,并用紫外-可见分光光度法研究了Fe(TEPyP)分别与表面活性剂LSS、CTAB和Brij35形成的金属胶束催化H2O2氧化2,4,6-三氯苯酚(TCP)反应的动力学,探讨了体系酸度、H2O2/催化剂摩尔比、温度对催化降解反应速率的影响,提出了催化氧化机理,建立了反应的动力学数学模型。研究结果表明：Fe(TEPyP)和胶束形成的金属胶束表现出过氧化物酶的催化氧化特性,其中阴离子表面活性剂LSS形成的金属胶束的催化作用最显著。     

有机电解质在胶束催化聚苯乙烯氯甲基化反应中的作用

在实施聚苯乙烯氯甲基化反应的胶束催化体系中加入四丁基溴化铵 ((Bu)₄NBr, TBAB), 研究了有机电解质TBAB对胶束催化反应的影响规律. 实验结果表明, 在非离子表面活性剂NP-10及阴离子表面活性剂SDS的胶束催化体系中, TBAB的加入使聚苯乙烯氯甲基化反应的速率明显增大, 前者尤为突出；而在阳离子表面活性剂CTAB的胶束催化体系中, TBAB的加入几乎对反应速率无促进作用. 这种结果一方面归因于加入电解质TBAB会降低SDS的临界胶束浓度, 从而增强对聚苯乙烯四氯化碳溶液的增溶能力；更主要的原因是TBAB的丁基与表面活性剂碳氢链间的疏水相互作用会使季铵离子(Bu)₄N⁺嵌入SDS的胶束之中, 结合到NP-10的胶束表面, 使SDS胶束的阴离子头基对亲核取代反应(控制步骤)的禁阻作用得以减缓, 使NP-10的胶束表面携带了正电荷, 显著促进亲核取代反应的进行, 而对于CTAB的胶束, 由于静电排斥作用, 季铵离子(Bu)₄N⁺不能接近CTAB的胶束, 故TBAB的加入对聚苯乙烯氯甲基化反应不产生作用.     

胶束溶液中四(4-N-乙基吡啶基)卟啉铁催化H_2O_2氧化降解2,4,6-三氯苯酚的动力学研究

合成了四(4-N-乙基吡啶基)卟啉铁[Fe(TEPyP)],并用紫外-可见分光光度法研究了Fe(TEPyP)分别与表面活性剂正月桂酸肌氨酸钠(LSS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚氧乙烯(23)十二烷基醚(Brij35)形成的金属胶束催化H2O2氧化2,4,6-三氯苯酚(TCP)反应的动力学,探讨了体系酸度、H2O2与催化剂的摩尔比以及温度对催化降解反应速率的影响,提出了催化氧化机理,建立了反应的动力学数学模型。结果表明,Fe(TEPyP)和胶束形成的金属胶束表现出过氧化物酶的催化氧化特性,其中阴离子表面活性剂LSS形成的金属胶束的催化作用最显著。     

胶束催化2-氯乙基苯的氯甲基化

采用胶束催化,在油水两相体系中,进行了2-氯乙基苯的氯甲基化反应．通过比较阴离子、阳离子和非离子三种类型表面活性剂的催化效果,探索了2-氯乙基苯氯甲基化反应的机理及胶束催化的作用机理．研究结果表明,胶束催化是实现2-氯乙基苯氯甲基化的有效途径,且阳离子表面活性剂胶束催化的效果最为显著,阳离子表面活性剂的疏水链越长,其催化性能越好;在水相中加入无机电解质,能显著促进胶束催化作用．     

Schiff碱Co(Ⅱ)配合物在胶束中催化BNPP水解

合成和表征了两种对称的带冠醚环或吗啉环的Schiff碱Co(Ⅱ)配合物,将此配合物和表面活性剂形成的金属胶束,用于模拟水解金属酶催化BNPP水解。通过分析反应体系的特性吸收光谱,提出了BNPP催化水解反应的机理,据此建立了金属胶束催化BNPP水解的动力学数学模型。本文还讨论了配合物结构、反应体系温度以及胶束对催化BNPP水解的影响。     

两相催化体系中双子表面活性剂对1-十二烯氢甲酰化反应的促进作用

报道了水溶性铑膦配合物组成的复合催化体系催化1-十二烯氢甲酰化反应中,双子表面活性剂[二溴化-(N,N,N′,N′-四甲基)-N,N′-二(十六烷基)-乙二铵]形成胶束的助催化作用.结果表明,在水/有机两相中,双子表面活性剂比单链表面活性剂CTAB具有更好加速催化反应的作用,并使烯烃氢甲酰化的区域选择性显著提高.这归因于双子表面活性剂有较低的cmc,可形成更加紧密规整的胶束结构,有利于增溶在胶束中的烯烃与铑催化剂配位和生成正构醛.     

胶束催化作用下实现聚苯乙烯的氯甲基化

用紫外分光光度法测定了离子型表面活性剂胶束溶液对聚苯乙烯四氯化碳溶液的增溶性能; 用胶束催化法实现了聚苯乙烯的氯甲基化, 用红外光谱法和佛尔哈德法表征了氯甲基化聚苯乙烯的化学结构与组成; 通过比较阴、 阳离子表面活性剂及结构不同的阳离子表面活性剂的催化效果, 探索了胶束催化的作用机理, 考察了表面活性剂结构对催化作用的影响规律. 结果表明, 表面活性剂胶束溶液可增溶聚苯乙烯的四氯化碳溶液, 随着四氯化碳在胶束中的增溶, 聚苯乙烯可转移至表面活性剂的胶束中; 胶束催化是实现聚苯乙烯的氯甲基化的有效途经, 仅用3.35 g/L的十六甲基三甲基溴化铵(CTAB),  于65 ℃， 5 h内即可使聚苯乙烯大分子链中的苯环氯甲基化程度达到37%; 聚苯乙烯与甲醛、 氯化氢的反应过程由亲电取代和亲核取代串联而成, 阳离子表面活性剂比阴离子表面活性剂的催化作用更加有效, 说明亲核取代是慢步骤; 阳离子表面活性剂疏水链越长, 对聚苯乙烯的增溶效果越好, 催化作用越强.     

荧光探针法确定胶束的宏观结构参数

胶束是表面活性剂分子在溶液(水溶液或非水溶液)中簇集而成的。在表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)以上不太高的浓度范围内,胶束的结构被认为是球状的。水溶液中胶束的结构示于图1。近年来胶束在模拟酶、催化反     

金属胶束催化: 二氧环胺Ni(Ⅱ)配合物催化羧酸酯水解

 合成了单核二氧大环四胺镍(Ⅱ)配合物,对该配合物在不同胶束体系中催化对硝基苯基α-吡啶甲酸酯(PNPP)的水解进行了动力学研究,用三元复合物动力学模型处理得到了相关的动力学和热力学参数. 结果表明,该配合物对PNPP水解反应有显著的催化作用,配合物在两性离子表面活性剂正月桂酸肌氨酸钠(LSS)和非离子表面活性剂聚氧乙烯(23)十二烷基醚(Brij35)胶束溶液中对PNPP水解的催化活性高于在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)胶束溶液中的催化活性; 配合物的空间构型对反应速率有较大影响,具有四面体结构的配合物更有利于PNPP的水解.     

谷氨酸功能胶束温和催化水解甲基-β-D-纤维二糖苷

合成了一种含有谷氨酸残基的长链烷基表面活性剂N^α-十二烷基-L-谷氨酸. 研究了表面活性剂所形成的胶束体系在较温和条件下催化纤维素模型物甲基-β-D-纤维二糖苷(MCB)水解的反应. 研究表明此功能胶束对MCB水解为葡萄糖的反应在较低的温度(90℃)下就表现出明显的催化作用, 在pH 5.0附近具有最佳的催化水解效果.根据胶束催化的相分离模型获得MCB水解的一级反应速率常数(km).研究了胶束与组氨酸(His)或谷氨酸(Glu)所组成的复配体系对MCB的催化水解作用. 结果表明: 氨基酸小分子的加入极大地促进了水解反应的进行, 而胶束与氨基酸在1:1的摩尔浓度配比时催化效果最好. 温度对水解反应速率以及副产物的产生有明显的影响. 在130℃, pH 5.0的水溶液中, 胶束与谷氨酸的复配体系催化MCB水解反应1.5 h后的葡萄糖收率可达到36.6%. 本文也对此催化体系催化MCB水解反应动力学进行了研究, 获得了催化反应的表观一级速率常数(k_obsd), 计算得到催化水解反应生成葡萄糖的活化能(E_a)为97.18 kJ·mol^-1.     

草酰胺桥联双核铜配合物金属胶束催化PNPA水解反应动力学

研究了草酰胺桥联双核铜配合物和不同表面活性剂胶束组成的金属胶束催化PNPA水解的动力学特征。结果表明：金属胶束催化PNPA水解为双分子反应；不同配体结构的配合物的催化活性不同；三种不同类型表面活性剂胶束对催化PNPA水解的影响也不同。     

核磁共振波谱技术应用在表面活性剂混合胶束体系中的研究进展

由于表面活性剂混合体系具有协同效应,又称协同作用或增效作用,使得混合体系通常较单一体系在性能上更具优势.当前,核磁共振技术(NMR)在表面活性剂混合体系研究中应用十分活跃,扩散、弛豫、二维等多种现代核磁共振技术被成功用于表面活性剂混合体系的胶束形成动力学过程、胶束表征以及胶束物理/化学特性等研究工作中.该文对近年来国内外有关工作进行分析和归纳,展望了核磁共振在表面活性剂混合体系研究中的潜力.     

拥挤环境中表面活性剂胶束化过程的低场核磁共振研究

利用长弛豫低场核磁共振(LF-NMR)方法研究了由聚乙二醇(PEG)构建的拥挤溶液环境中表面活性剂的聚集行为。通过Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脉冲序列所得的回波数据及反演拟合数据对不同的表面活性剂-PEG体系进行分析,结果发现:不同分子量和不同浓度的PEG溶液可用低场核磁共振方法进行区分;高浓度的PEG溶液中均能监测到胶束形成过程,而较低浓度的PEG溶液不利于其胶束化过程监测;NaCl对含有离子型表面活性剂体系的影响较为明显,而对含有非离子型表面活性剂的体系几乎无影响。该研究丰富了低场核磁共振弛豫技术在表面活性剂胶束表征过程中的应用,同时对理解生物体系中分子的自组装及功能也具有重要意义。     

两相催化体系中长链烯烃氢甲酰化反应研究：—阳离子胶束的动力学作用机理

研究了以水溶性铑－膦配合物RhCl(CO)(TPPTS)2为催化剂,三苯基膦三磺酸钠（TPPTS）为配体,在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）存在下,水／有机物两相催化体系中,1－十二烯甲酰化反应与CTAB浓度的关系,为了进一步揭示阳离子表面活性剂在该反应体系中的动力学作用机理,分别应用分光光度法和光散射法,测定了1－十二烯在CTAB胶束中的增溶曲线和铑民位催化剂、配体TPPTS和1－十二烯对CTAB胶束摩尔质量的影响,结果表明,阳离子表面活性剂对长烯烃烯氢甲酰化两相催化反应具有加速作用,可能是由于;（1）催化剂及配体吸附于胶束界面并富集;（2）烯烃增溶于胶束内核,容易与催化活性物种发生配位反应。     

咪唑衍生物的过渡金属配合物催化对硝基苯酚吡啶甲酸酯水解动力学研究

25 0±0 01℃时,研究了带有咪唑基团的配体与二价过渡金属离子生成的配合物在三种不同的表面活性剂(CTAB,Brij35和LSS)中催化对硝基苯酚吡啶甲酸酯(PNPP)水解的动力学。运用金属胶束催化的三元复合物动力学模型对所得的实验结果进行定量处理,得到了相关的动力学和热力学参数。结果表明:pH7 00时,在任何一种配合物与不同的表面活性剂生成的金属胶束溶液中,PNPP的水解速率都有较大的增加,尤其是铜(Ⅱ)配合物与两性离子表面活性剂(LSS)以及非离子表面活性剂生成的金属胶束对PNPP的水解反应表现出较高的催化活性,而在阳离子表面活性剂中,配合物催化PNPP水解反应的效率却并不高,这可能归因于阳离子表面活性剂带正电的极性头与金属离子之间的静电相斥作用;在所研究的三种配合物中,尽管Cu(Ⅱ)配合物具有最低的pKa值,但是在弱碱性条件下,Zn(Ⅱ)配合物却表现出更高的催化活性,这可能与催化剂在胶束溶液中的离子化状态以及不同配合物中活性物种的不同亲核能力有关。     

直链醇对反胶束体系中木素过氧化物酶催化活性的影响

根据研究发现, 在有醇作助表面活性剂的CTAB反胶束中木素过氧化物酶(LiP)不能表现活力, 而在水介质中CTAB对LiP的催化活性影响又不是很大. 为了揭示其中醇的影响, 本工作就不同碳链长度的醇对LiP酶催化性能的影响进行了研究. 由于CTAB反胶束体系中醇浓度较高, 且碳原子数大于4的直链醇在水中的溶解度又很小, 为此采用了LiP可在其中显示催化活性的CTAB正胶束、AOT反胶束和Brij30反胶束作介质, 通过研究这些介质中不同链长的醇对LiP催化活力的影响, 来探讨CTAB反胶束中木素过氧化物酶(LiP)不能表现活力的原因. 结果表明, 不管表面活性剂聚集体的结构、电性质及反胶束大小如何, 只要醇的浓度超过500 mmol•L^－1 (丁醇≥1200 mmol•L^－1), LiP在上述原本可显示活力的介质中均无催化活性. 据此推测CTAB反胶束中木素过氧化物酶(LiP)不能表现活力的原因主要是由助表面活性剂醇造成的.     

AHOT/异辛烷反胶束体系制备铁酸钴纳米粒子

分别以阴离子表面活性剂二(2-乙基己基)丁二酸酯磺酸钠(AOT)和新型表面活性剂二(2-乙基己基)羟基丁二酸酯磺酸钠(AHOT)与异辛烷/水构建的反胶束体系为微反应器,合成了CoFe2O4纳米粒子;利用TGA,XRD,TEM等手段对产物进行了表征;讨论了两种表面活性剂构建的反胶束体系对产物合成过程及纳米粒子形貌和尺寸的影响.     

冠醚化Schiff 碱配合物金属胶束催化BNPP水解动力学

研究了两种新的冠醚化Schiff 碱过渡金属配合物与表面活性剂Brij35(聚氧乙烯(23)十二烷基醚)形成的金属胶束对BNPP（对硝基苯酚磷酸二酯）的催化水解反应. 探讨了催化反应机理, 建立了一种金属胶束催化BNPP水解的动力学数学模型; 计算了模拟酶催化反应的相关参数和表观活化能. 结果表明, 此类金属胶束作为模拟水解金属酶对BNPP水解反应表现出良好的催化活性.     

表面活性剂在逆胶束酶反应系统中的作用机制

随着胶体界面科学与酶技术的发展,逆胶束酶反应系统作为酶等生物分子的高效分离或催化转化的介质体系,为分子生物技术的发展带来了新的机遇.表面活性剂分子特有的两亲性结构,能使微水相以纳米尺寸的水滴形式稳定在非极性有机溶剂中,为酶的活性保持提供了典型的类生物膜微环境.本文对逆胶束酶反应系统原理做简要介绍,并解析表面活性剂的浓度变化及其构型差异在逆胶束酶反应系统中的作用机制,综述近年来表面活性剂在逆胶束酶领域应用的最新成果,同时探讨了新型功能性表面活性剂在胶束酶学中的应用前景和研究趋势.