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第 1 期                 王亚魁，等:  双酰胺基 Gemini 阳离子表面活性剂的合成及应用性能                                ·45·


                 异丙醇基 Gemini 阳离子表面活性剂是以羟丙                      装置的反应器中，通入 N 2 保护，加热至 130 ℃，在
            基为连接基将两个传统单链阳离子表面活性剂分子                             0.36 g 磷酸催化作用下加热回流反应 12 h，反应结
            连接起来的一类特殊表面活性剂。此类表面活性剂                             束后，所得产物减压脱除过量 N, N-二甲基-1, 3-丙二
            分子中含有两条疏水链和两个亲水头基，并且分子中                            胺和残留水分，冷却至室温获得白色膏状固体。酸
                                                      [1]
            羟基的存在可极大改善其表/界面活性和水溶性 ，相                           值滴定   [12] 测得 PKO-12 的产率为 95.4%。合成路线
            比传统单链阳离子表面活性剂表现出更优异的表/界                            如下所示：
            面活性、更好的抑菌杀菌性和独特的聚集行为等                      [2-5] 。
            因此，其在采油驱油、杀菌消毒、金属缓蚀以及无
            机材料合成等领域被广泛应用。
                 目前，此类 Gemini 阳离子表面活性剂的亲油基
            主要以烷基链为主         [6-8] ，鲜见亲油基中含酰胺基团的
                                                               1.2.2  ADQ-12 的合成
            Gemini 阳离子表面活性剂的报道。酰胺型 Gemini
                                                                   将 118.0 g（0.4 mol）PKO-12 和 26.1 g（0.2 mol）
            阳离子表面活性剂通常具有更好的生物降解性和柔
            顺性等    [9-10] 。陈凤生 [11] 等以酰胺基叔胺和环氧氯丙               1, 3-二氯-2-丙醇均匀混合，并添加至带有搅拌和冷
                                                               凝回流装置的反应器中，加入 58.0 g 异丙醇作为溶
            烷在酸性条件下反应，通过两步法合成了酰胺型异
                                                               剂，在 0.30 g 碳酸钠催化下 60 ℃搅拌回流反应 5 h，
            丙醇基 Gemini 阳离子表面活性剂。但此合成工艺较
                                                               反应结束后，采用 K12 两相滴定法              [13] 测得 PKO-12
            为复杂，同时 HCl 的存在会对设备产生腐蚀，导致
            工业化较难；并且其仅对合成产物表面活性进行了                             的转化率(X)＞98%。最终产物减压蒸去溶剂，通过
            研究，缺乏关于产物应用性能的探究。                                  乙酸乙酯/无水乙醇混合溶剂〔V（乙酸乙酯）∶V
                 本文以月桂酸、N, N-二甲基-1, 3-丙二胺和 1, 3-               （无水乙醇）=20∶1〕重结晶 3 次，减压过滤，真
            二氯-2-丙醇为原料，合成了双酰胺基 Gemini 阳离                       空干燥 3 h 后可获得白色粉末固体，K12 两相滴定
            子表面活性剂，此种合成工艺简易、温和且无副产物，                           法测得目标产物 ADQ-12 的质量分数＞95%。合成
                                         1
            易于实现工业化；通过 FTIR 和 HNMR 对合成产物                       路线如下所示：

            进行了结构表征，并对其表/界面活性、抗静电性能、
            抗盐性能、抑菌性能以及生物降解性进行了测试，以
            期为该类表面活性剂的实际应用提供理论依据。

            1    实验部分

            1.1    试剂与仪器
                 月桂酸、异丙醇、乙酸乙酯、无水乙醇、磷酸、                         1.3   结构表征及性能测定
            碳酸钠，AR，天津科密欧化学试剂有限公司；N, N-                             结构表征：采用 KBr 压片法对合成产物进行
                                                                                                 –1
            二甲基-1, 3-丙二胺、1, 3-二氯-2-丙醇，AR，山东西                   FTIR 测试，波数范围为 400~4000 cm ；以 CDCl 3
            亚化学工业有限公司；双十八烷基二甲基氯化铵                              为溶剂，TMS 为内标物，通过核磁共振波谱仪进行
            （D1821）（质量分数为 75%）、酯基季铵盐（质量                        1 HNMR 结构分析。
            分数为 90%），工业品，广饶县科瑞生物科技有限公                              表面张力测定：通过吊环法             [14] 单点测定一系列
            司；1, 3-二（十二烷基二甲基氯化铵）异丙醇（DQ-12）                     不同浓度表面活性剂水溶液的表面张力，测量温度
                                     [7]
            （质量分数为 98%），自制 。                                   （25±0.5） ℃，重复 3 次取平均值，绘制 γ-lgc 关系
                 Vertex-70 型傅里叶变换红外光谱仪、DRX300                  曲线。
            型核磁共振波谱仪，德国 Bruker 公司；K12 表面张                          动态表面张力测定：通过 BP100 型最大泡压法                [15]
            力仪、BP100 型动态表面张力仪，德国 Krüss 公司；                     测定不同浓度溶液的表面张力随时间的变化情况，
            TX500C 型旋转表/界面张力仪，美国 KINO 公司；                      测量温度（25±0.5） ℃，测试时间范围 0.01~200 s。
                         17
            ZC-36 型 110  Ω 超高电阻 10-14A 微电流测试仪，                    油/水界面张力测定：通过旋转滴界面张力仪对
            上海第六仪表厂。                                           界面张力进行测定，煤油为有机相，测量温度
            1.2   方法                                           （30±0.5） ℃。具体测试方法如下：将表面活性剂
            1.2.1   月桂酰胺丙基二甲基胺（PKO-12）的合成                      溶液注满离心管并注入 1 滴煤油，离心管放入仪器
                 将 50.0 g（0.25 mol）月桂酸和 38.2 g（0.375 mol）      的水平旋转轴中，并使煤油滴位于显微镜视窗中心，
            N, N-二甲基-1, 3-丙二胺加入到带有搅拌器和分馏                       设定离心旋转速率为 3000 r/min，启动，计时并进
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