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·648· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

Δ ΔH  G 个菌种的抑菌活性最佳，抑菌圈直径分别达到为
 S  m m （4）
m
T 25.0、28.0 和 26.0 mm。
所有计算结果如表 1 所示，在 298.15~318.15 K
表 2 合成表面活性剂的抑菌活性
下，[C 12 mpy][Br]、[C 14 mpy][Br]和[C 16 mpy][Br]表面
Table 2 Antibacterial activities of the synthetic surfactants
活性剂的标准胶束 ΔG m 和 ΔH m 均为负值，证明 抑菌圈直径/mm
[C n mpy][Br]表面活性剂胶束的形成都是自发放热过 表面活性剂 S. aureus E. colis B. subtilis
程，并且随着疏水基链长度的增加对胶束的形成是有 [C 12mpy][Br] 18.0 23.0 20.0
利的 [22] 。[C 12mpy][Br]、[C 14 mpy][Br]和[C 16 mpy][Br] [C 14mpy][Br] 25.0 28.0 26.0
表面活性剂的 ΔS m 均为正值，即[C n mpy][Br]表面活 [C 16mpy][Br] 23.0 25.0 21.0
CTAB 19.0 19.0 20.0
性剂分子在水溶液中的胶束化行为是增熵过程。这
是因为[C n mpy][Br]表面活性剂分子以单体形式存在 3 结论
时，亲油基周围的水分子形成一种特殊定向结构，
即“冰山结构” [23] ，这种结构的水分子自由度比通常 （1）通过烷基化反应合成了系列[C n mpy][Br]离
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水分子要小的多。当温度升高，ΔS m 逐渐减小，即 子液体表面活性剂，通过 FTIR、NMR( H， C)
[C n mpy][Br]表面活性剂分子的无序状态减少而变得 对化合物结构进行了表征，确定了合成产物为目标
有序。正是因为温度的增加，[C n mpy][Br]分子中疏 产品。
水性烷基侧链周围的“冰山结构”减小，水分子的自 （2）通过电导率法和 Du Noüy 环法测定了
由度增加，体系内部变得更加无序。 CMC，电导率法测定[C n mpy][Br]的 CMC 分别为
9.98、2.50 和 0.564 mmol/L。Du Noüy 环法较电导
表 1 合成表面活性剂的 CMC 和热力学参数 率法测得的 CMC 小 1.15~1.37 倍。表明[C n mpy][Br]
Table 1 CMC values and thermodynamic parameters of 表面活性剂胶束形成之前，形成了预胶束聚集体，
synthetic surfactants
导致两种测定方法的差异。
CMC ΔG m ΔH m ΔS m
表面活性剂 T/K  （3）疏水基链长对 CMC 影响显著，当疏水基
/(mmol/L) /(kJ/mol) /(kJ/mol) /(J/molK)
298.15 9.98 0.28 36.77 –5.26 105.69 链每增加 2 个—CH 2 —单元时，[C n mpy][Br]表面活
303.15 9.74 0.30 –37.06 –5.38 104.50 性剂 CMC 约减小为原来的 1/4，且 CMC 随着疏水基
[C 12mpy][Br] 308.15 10.10 0.30 –37.51 –5.56 103.68 链的增加而减小，表明较长疏水基链的[C n mpy][Br]
313.15 10.39 0.32 –37.55 –5.71 101.68 在水溶液中聚集行为自发性增强，更容易形成胶束。
318.15 10.65 0.36 –37.13 –5.71 98.76 温度升高，易于胶束形成，致使 CMC 下降，但过
298.15 2.50 0.31 –41.93 –9.19 109.81 高的温度削弱了分子之间的疏水作用，导致 CMC
303.15 2.45 0.32 –42.47 –9.45 108.92 升高。ΔG m 和 ΔH m 均为负值，表明[C n mpy][Br]表面
[C 14mpy][Br] 308.15 2.58 0.33 –42.69 –9.70 107.06 活性剂胶束的形成是自发放热的过程。
313.15 2.64 0.32 –43.54 –10.08 106.85 （4）合成的表面活性剂对 3 种测试细菌具有明
318.15 2.83 0.33 –43.66 –10.34 104.73 显的抑菌活性，抑菌活性强于传统表面活性剂
298.15 0.564 0.35 –47.03 –17.95 97.53 CTAB。
303.15 0.558 0.36 –47.57 –18.44 96.09
[C n mpy][Br]离子液体表面活性剂具有良好的表
[C 16mpy][Br] 308.15 0.662 0.36 –47.64 –19.06 92.75
面活性及抑菌活性，在纳米材料分散及纳米材料修
313.15 0.704 0.34 –48.73 –19.92 92.00
饰方面具有很好的应用前景。
318.15 0.726 0.36 –48.78 –20.32 89.45
参考文献：
2.5 抑菌活性测试 [1] He Z Q, Alexandridis P. Ionic liquid and nanoparticle hybrid
本实验对合成的[C n mpy][Br]表面活性剂进行了 systems: Emerging applications[J]. Advances in Colloid and
Interface Science, 2017, 244: 54-70.
初步的抑菌活性实验。抑菌实验中各化合物的质量 [2] Saien J, Hashemi S. Long chain imidazolium ionic liquid and
浓度均为 1.0 g/L。每个化合物进行 3 次实验。记录 magnetite nanoparticle interactions at the oil/water interface[J].
抑菌圈直径，并计算平均值。抑菌圈直径大小见表 2。 Journal of Petroleum Science and Engineering, 2018, 160: 363-371.
[3] Ardizzone S, Bianchi C L, Cappelletti G. Growth of TiO 2
由表 2 可知，所合成的表面活性剂对 3 种测试 nanocrystals in the presence of alkylpyridinium salts: The interplay
细菌的抑菌圈直径都超过 10 mm，说明具有明显的 between hydrophobic and hydrophilic interactions[J]. Surface and
Interface Analysis, 2006, 38(4): 452-457.
抑菌活性，并且对大肠杆菌的抑菌活性最强，抑菌

活性强于传统表面活性剂 CTAB。[C 14 mpy][Br]对 3 （下转第 657 页）