羧基甜菜碱型两性氟表面活性剂的合成和表面活性

以p-全氟壬烯氧基苯磺酰氯(Ⅰ)为原料,经酰胺化和季胺化两步反应,制备了N-3-(二甲氨基丙基)对全氟壬烯氧基苯磺酰胺(Ⅱ)和N-[3-(p-全氟壬烯氧基苯磺酰胺基)丙基]-N,N-二甲基乙酸铵(Ⅲ),用FTIR、1HNMR、ESI-MS对II和III的结构进行了表征。中间体N-3-(二甲氨基丙基)对全氟壬烯氧基苯磺酰胺(Ⅱ)的较优合成工艺条件为:溶剂为二氯甲烷,n(Ⅰ):n(N,N-二甲基丙二胺)=1:1.75,20℃反应4 h,Ⅱ的收率可达99.49%。N-[3-(p-全氟壬烯氧基苯磺酰胺基)丙基]-N,N-二甲基乙酸铵(Ⅲ)的较优合成工艺条件为:n(Ⅱ):n(氯乙酸钠)=1:1.1,n(Ⅱ):n(碳酸氢钠)=1:1.5,60℃反应9 h,Ⅲ的收率为93.58%。     

含全氟壬烯基磷酸酯型表面活性剂的合成

以N-羟乙基-p-全氟壬烯氧基苯甲酰胺(I)为原料与三氯氧磷(POCl3)反应制备p-全氟壬烯氧基苯甲酰胺基乙基磷酰氯,反应结束后在常温下进行水解生成p-全氟壬烯氧基苯甲酰胺基乙基磷酸单酯(Ⅱ)。采用红外光谱(FTIR)、1HNMR、质谱(MS-ESI)对其结构进行了表征。考察了酯化反应时间、酯化反应温度、原料配比和缚酸剂对产物收率的影响。通过单因素实验和正交试验对反应进行优化,确定了最佳合成工艺条件为:n(I):n(POCl3)=1:1.6,反应温度70℃,反应时间7h,三乙胺做为缚酸剂,在此条件下Ⅱ的收率为84.3%。     

硫酸酯型氟表面活性剂的合成与表面活性

以4-全氟壬烯氧基苯磺酰氯和2-甲氨基乙醇为主要原料,经酰胺化、酯化和中和反应制备了硫酸2-（N-甲基-4-全氟壬烯氧基苯磺酰胺基）乙酯钠（I）,用红外光谱和19F NMR,1H NMR对中间体和产物分子结构进行了表征,借助正交试验法优化了反应条件。酰胺化反应较佳工艺条件：n（4-全氟壬烯氧基苯磺酰氯）: n（2-甲氨基乙醇）＝1.0 : 2.0,以三乙胺为缚酸剂,在THF溶剂中,室温下搅拌反应3.0 h,收率93.4 ％;酯化反应较佳工艺条件：n（ N-羟乙基-N-甲基-4-全氟壬烯氧基苯磺酰胺）: n（氯磺酸）＝1.0 : 2.0,在THF溶剂中,室温下反应0.5 h,收率97.1 ％。硫酸2-（N-甲基-4-全氟壬烯氧基苯磺酰胺基）乙酯钠表面活性剂的临界胶束浓度 8.0×10-4mol/L,γcmc 23.1 mN/m (25℃)。     

一种非离子型含氟聚氨酯表面活性剂的合成及性能

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)、2-甲氧基-3-全氟壬烯氧基丙醇和聚乙二醇(PEG)等为主要原料,通过分布缩合得到一种非离子型含氟聚氨酯表面活性剂,并利用红外光谱对其进行了表征。讨论了加料方式、亲水单体相对分子质量、聚乙二醇用量等因素对产品性能的影响。实验结果表明,当n(2,4-TDI):n(氟醇):n(PEG)=1:1:1.1时,采用先加入TDI和氟醇,反应一段时间后滴加PEG的加料方式,能够合成得到综合性能较好的非离子型含氟聚氨酯表面活性剂。对该表面活性剂在水相中的表面活性进行了测试,所制得的非离子型含氟聚氨酯表面活性剂(FPU-1)的相对分子质量为1310,其临界胶束浓度约为9.54×10-5mol/L,水溶液的最低表面张力为20.88mN/m。     

含哌嗪和酰胺基季铵盐双子表面活性剂的合成和性能研究

以无水哌嗪、氯乙酰氯、长链叔胺为原料合成含哌嗪和酰胺基季铵盐双子表面活性剂(I_10,I_12,I_14,I₁₆)。利用FTIR和¹H-NMR对目标产物结构进行表征。通过电导率法测定了目标产物在25℃的临界胶束浓度(CMC),计算了热力学参数ΔG_m⁰。用吊环法测定了25℃时目标产物的表面张力(γ),计算了相关的表面性能参数(Γ_max,A_min,pC₂₀,π_CMC),并探讨了目标产物的泡沫性能和乳化性能。结果表明,该系列表面活性剂具有较好的表面活性,泡沫稳定性达到90%以上。I₁₂乳化性最好,分出10 mL水所用的时间为883 s。     

基于丙二酰胺的不对称双子表面活性剂的合成及其乳化性能

将二(3-二甲氨基丙基)丙二酰胺分别与溴代十六烷和溴代十四烷反应,生成的季铵盐化产物经丙酮-乙腈重结晶,得到含丙二酰胺基的不对称阳离子双子(Gemini)表面活性剂(命名为16-9-14),总收率为45.9%(以溴代十六烷计);利用红外光谱和核磁共振谱表征了合成产物的结构,采用电导法测定了其临界胶束浓度(CMC),采用滴体积法测定了其临界张力(γCMC),进而初步探讨了其发泡沫性能和乳化性能.结果表明,合成的Gemini表面活性剂的CMC为1.57×10-4 mol/L,γCMC为38.45mN/m;其发泡性能和乳化性能优于相应的单子表面活性剂.     

精氨酸月桂基酯表面活性剂的合成与应用

氨基酸基表面活性剂具有无毒、绿色、可降解的特点,在表面活性剂工业中发挥着重要的作用。以L-精氨酸与月桂醇为原料,一步法合成了精氨酸月桂基酯阳离子表面活性剂(ALE),利用正交实验考察了反应条件对产物收率的影响,在最优工艺反应温度110℃,精氨酸与盐酸的摩尔比为1∶1.2,精氨酸与月桂醇的摩尔比为1∶6,反应时间6小时,产物收率为89.7%,并对其结构进行了表征。性能方面主要对其相关的表面化学性能、应用性能(泡沫、乳化、润湿、抑菌及缓蚀性)进行了测试,相对于十二烷基三甲基氯化铵(DTAC),ALE具有较好的表面活性、泡沫性能和抑菌活性,较差的乳化和润湿性,同时ALE对碳钢具有较强的缓蚀性能,当ALE浓度达到80 mg·L^-1时,缓蚀效率为97.4%。     

N-(2-羟基丙基)全氟辛酰胺起泡剂的合成及表面活性

以全氟辛酸和异丙醇胺为主要原料,在不同条件下利用脂肪酸法合成了非离子型氟碳发泡剂N-(2-羟基丙基)全氟辛酰胺。 分别采用红外光谱法和核磁共振波谱法对产物结构进行了表征,并通过与十二烷基硫酸钠（SDS）的比较,综合评价了产物的起泡能力、泡沫稳定性、抗盐性及表面张力。 实验结果表明,合成产物的泡沫综合值能达到SDS的1.6倍以上;其抗盐性较强,无机盐离子的浓度对产物发泡性的影响并不十分明显;合成产物最低可使水的表面张力降至9.275 mN/m,并且在较低的使用浓度下产物降低表面张力的能力仍远强于SDS。 关联合成产物结构与性能的关系可知,产物中氢键的种类及数量、酰胺类物质的含量对其性能的影响较为明显。     

三乙烯二胺促进炔酸聚乙二醇酯与苯酚的加成反应研究

以单甲氧基聚乙二醇和2-丁炔酸为起始原料,制得2-丁炔酸聚乙二醇酯（1）;以异丙醇为溶剂,三乙烯二胺（DABCO）为催化剂,1与苯酚经Michael加成反应合成了苯酚的聚乙二醇化产物（2）,其结构经¹H NMR和FT-IR确证。在最优反应条件［n（苯酚）:n（1）: n（DABCO）=20:1:20,异丙醇0.5 mL,于室温反应12 h］下,2产率99%。     

无机盐介导的月桂酰谷氨酸钠界面性能研究

以月桂酰谷氨酸钠(SLG)为研究对象,分析NaCl、KCl对SLG表面活性、泡沫及乳化性能的影响。结果显示：当NaCl与SLG的摩尔比为1:20时,临界胶束浓度(cmc)无明显变化,泡沫体积略微增大,乳化性能无变化。当NaCl与SLG的摩尔比为2∶1时,cmc降低65%,泡沫体积降低30%,乳液出现了分层,乳化粒子变大。当KCl与SLG的摩尔比为1:20时,对cmc的影响不大,泡沫体积基本不变,乳液稳定性无变化。当KCl与SLG的摩尔比为2∶1时,cmc值降低62.5%,泡沫体积降低17.8%,乳液静置后分层,乳化粒子聚集。因此可知,无机盐对于SLG表面活性具有一定的正面效应,但是会降低其泡沫及乳化性能,NaCl相较于KCl影响更明显。     

二硅烷表面活性剂的合成与表面性能测定

合成了一种新型有机硅表面活性剂--聚醚改性二硅烷。 首先以(CH3)3SiCl和(CH3)2HSiCl为原料,金属钠作还原偶合剂,二甲苯作溶剂,用Wurtz偶合法合成了含氢二硅烷,对其结构进行了红外光谱、紫外吸收光谱和气相色谱表征,并确定了合成最佳反应条件：n((CH3)3SiCl)∶n((CH3)2HSiCl)=1.2∶1,反应物浓度为1.8 mol/L,助剂15-冠醚-5用量为总反应原料质量的2%,反应温度为80 ℃,反应时间为11 h。 再以合成的含氢二硅烷和甲基封端烯丙基聚醚（Mr=400）为原料,在Karstedt铂催化剂作用下进行硅氢加成反应,合成了聚醚改性二硅烷表面活性剂,确定的合成反应最佳温度为95 ℃,时间为4 h;该表面活性剂的表面张力为22.49 mN/m,临界胶束浓度为0.9 g/L,在pH值为6.94和4.12的水溶液中,具有良好的水解稳定性。     

壬基酚聚氧乙烯醚型Gemini季铵盐表面活性剂的合成 及其表面性质的研究

合成了系列壬基酚聚氧乙烯醚型Gemini季铵盐表面活性剂(GNPQA), 用核磁、红外和元素分析对它们的结构进行了表征, 考察了反应条件对转化率的影响, 并用表面张力法和稳态荧光探针法对GNPQA的表面性能及胶束聚集数(N)进行了研究. 结果表明, 较优的反应条件: 反应时间为12 h, 反应温度为70 ℃, 反应原料摩尔比为n(双聚壬基酚聚氧乙烯醚)∶n(三乙胺)∶n(环氧氯丙烷)＝1∶1∶1; GNPQA的临界胶束浓度(CMC)值较相应的单体壬基酚聚氧乙烯醚型季铵盐表面活性剂(NPQA)降低了1～2个数量级, 显示了较高的表面活性; 当GNPQA溶液浓度为5～9倍CMC时, N值随浓度增大而线性增大; 随着氧乙烯(EO)单元数的增长, GNPQA的CMC和N值均逐渐减小; 结合GNPQA的表面性能参数和N值的变化规律, 探讨了这类表面活性剂表面及胶束聚集体的结构形态.     

一种新型阳离子三硅氧烷表面活性剂的合成及其表面性能

以1,2-环氧-9癸烯(ED)和1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)为原料,在氯铂酸催化下,经硅氢加成反应先制得烷基环氧基三硅氧烷(AETS),再将AETS与二乙醇胺(DEA)进行开环反应合成了一种新型阳离子三硅氧烷表面活性剂(CTSS)。 通过IR和1H NMR对CTSS的结构进行了表征,测定了CTSS的表面张力、润湿性和对pH值的稳定性。 同时对AETS及CTSS的合成条件进行了优化,优化后的工艺条件为:合成AETS的最佳条件为n(ED)∶n(MDHM)(n为物质的量)为1.1∶1,催化剂用量为n(MDHM)的0.075%,反应时间为5 h,反应温度为80 ℃;合成CTSS的最佳条件为n(AETS)∶n(DEA)=1∶1.05,反应时间3 h,反应温度80 ℃。 性能测试结果表明,CTSS在临界胶束浓度(CMC)为1.3×10-3 mol/L时,可以将水的表面张力降低至20.0 mN/m,同时具有良好的润湿性,另外,CTSS在pH值为6.5~8.0时稳定存在。     

相转移催化法合成肉桂酸

用K2CO3作催化剂、PEG 400作相转移催化剂,对肉桂酸的合成工艺进行了研究.最佳条件为n(苯甲醛)∶n(乙酸酐)∶n(碳酸钾)=1∶3.25∶1,10mLPEG 400/0.1mol苯甲醛,反应时间1h,反应温度140～150℃,收率可达77.4%.     

Bi(Ⅲ)-茜素红-CTMAB体系共振散射光谱法测定环境水样中痕量铋

在pH=4.1的HCl溶液中,Bi(Ⅲ)与茜素红和十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）缔合形成粒径较大的疏水性三元离子缔合物（结合比为n(Bi(Ⅲ))∶n(AR)∶n(CTMAB)=1∶3∶3）,该反应导致共振光散射显著增强,最大散射峰位于364 nm。 研究了反应介质、pH值、共振探针浓度等对散射体系的影响,考察了该散射反应的稳定性及共存物质的影响,并对该三元离子缔合物的反应机理进行了探讨。 在2.5 mL 1.0×10-4 mol/L茜素红和2.0 mL 1.0×10-4 mol/L CTMAB最优试验条件下,Bi(Ⅲ)质量浓度与共振光散射强度ΔI364 nm在0～0.384 mg/L范围内呈良好线性关系,检测限为5.898×10-8 g/L,对含量为0.18 mg/L Bi(Ⅲ)溶液进行11次平行测定,其相对标准偏差为2.2%。 将该方法用于环境水样中痕量铋(质量浓度为0.552～0.831 μg/L)的测定,加标回收率为99.5%～100.2%,测定偏差小于2.7%。 基于Bi(Ⅲ)-AR-CTMAB三元离子缔合物的共振光散射光谱,建立了以茜素红染料为光谱探针的痕量Bi(Ⅲ)共振光散射检测新方法。     

一种聚氧乙烯醚链三头季铵盐表面活性剂的合成

以五甲基二乙烯三胺（PMDETA）、脂肪醇聚氧乙烯醚（FAPOE）和环氧氯丙烷（ECP）为原料,分两步合成了一种含聚氧乙烯醚链三头季铵盐的表面活性剂。对反应影响因素、产物结构与部分性能进行了分析与表征。结果表明：第一步反应n（ECP）：n（FAPOE）为2．5～3：1,溶剂为正己烷,四丁基溴化铵作相转移催化剂,无水K2CO3作缚酸剂,时间6～8h。第二步反应n（中间体）：n（PMDETA）为3．5—4．0：1,溶剂为正丁醇,时间40-45h;溶剂与时间是主要影响因素。定性表征符合产物结构：定量表征n（Cl^-）：n（阳离子部分）为3．4：1,略高于理论值。产物的表面活性高,1．0×10^-4mol／L水溶液的表面张力可降至6．65mN／m。     

Redox-potentiometric determination of polyethylene glycol-20 000 by its reaction with iodine

A simple and rapid procedure for the potentiometric determination of polyethylene glycol with a molecular mass of 20000 (PEG-20000) was proposed. The procedure is based on the empirically found stoichiometry of the reaction of PEG-20000 precipitation with iodine. Titration was performed to a constant potential of the I ₃ ⁻ /3I⁻¹ redox couple measured with a platinum electrode. The relative standard deviation for PEG-20000 concentrations from 6.0 to 19.9 g/L was ≤5%.     

Polyethylene glycol in water: Simple,efficient, and catalyst-free synthesis of 4H-pyran derivatives

A green, one-pot, multicomponent method for the synthesis of diverse library of 4H-pyran derivatives such as 4-phenyl-4H-pyrans, spirochromenes, and dihydropyrano[3,2-c]chromines was developed using polyethylene glycol (PEG-600) as promoting reaction medium in water. The 4-phenyl-4H-pyran dihydropyrano[3,2-c]chromine derivatives were synthesized by a three-component reaction of aromatic aldehyde, malononitrile, and cyclic 1,3-dione/4-hydroxy coumarin at room temperature and reflux respectively. The promising points for the present methodology are efficiency, generality, high yield, short reaction time, cleaner reaction profile, ease of product isolation, potential to recycle reaction medium, and agreement with green chemistry protocols, making it a useful and attractive process for the synthesis of 4H-pyran derivatives.     

Preparation and characterization of NaCS-CMC/PDMDAAC capsules

A novel capsule system composed of sodium cellulose sulfate (NaCS), carboxymethyl cellulose (CMC) and poly[dimethyl(diallyl)ammonium chloride] (PDMDAAC) was prepared for improving the properties of NaCS/PDMDAAC capsules. The process parameters, such as CMC concentration (0, 2, 4, 6 and 8 g/L), NaCS concentration (20, 25, 30, 35 and 40 g/L), PDMDAAC concentration (20, 30, 40, 50, 60, 70 and 80 g/L), reaction time and temperature were investigated to understand their effects on the diameter, membrane thickness and mechanical strength of capsules. The optimum operation conditions for preparing NaCS–CMC/PDMDAAC capsules were determined as 6–8 g/L CMC, 35–40 g/L NaCS, 60 g/L PDMDAAC and polymerization for 30–40 min. Diffusion of substances with low molecular weight into capsules was investigated, and diffusion coefficients were calculated according to the developed model. The yeast of Candida krusei was chosen as representative cell to evaluate the effects of different cell loading on capsule mechanical strength. Meanwhile the encapsulated osmophilic C. krusei cells were cultured in 250 mL shaking flasks for 72 h to determine the cell leaking properties in short and long term.