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双表面活性剂研究进展 新一代双子（Gemini）表面活性剂的出现，是表面活性剂领域的一大突破为表面活性剂科学开拓了广阔的前景。双子表面活性剂 ( Gemini surfactant或 dmiericurfactant)，又称孪连表面活性剂、双生表面活性剂或偶联表面活性剂是通过一个联接基将两个传统表面活性剂分子在其亲水头基或接近亲水头基处连接在一起而形成的一类新型表面活性剂1和 R2可以相等，也可不等；I1可以等于 I2，也可以不等)。因此，有人认为，将双子表面活性剂叫为低聚表面活性剂 ( oligomeric)更为恰当[2]。组成双子表面活性剂亲水基团的可以是阴离子、阳离子、两性离子、非离子，也可以是阴阳离子和离子对。疏水链大多是碳氢结构，如长链烷烃 ( 8~ 20个 C原子 )，芳烃和杂环化合物。最近也有碳氟链出现[3]。联接基团则较为复杂。目前对双子表面活性剂联接基团的研究主要集中于串联结构，从已报导的文献来看, 联接基团主要有长链的柔性结构，如聚亚甲基。也有短链结构和刚性结构，如含 1~ 2个碳原子的亚烷基和对苯二亚甲基链。有疏水的非极性链，如脂肪族和芳香族碳氢链等，也有亲水的极性链，如聚氧乙烯醚链等。 图 1 双子表面活性剂和传统表面活性剂结构示意图 R: 疏水链; I: 亲水链; Y: 联接基因 2、双子表面活性剂国内外的研究情况 1971年, Bunton 等[4]首次合成了一类阳离子型gem ini表面活性剂:：烷基 – AX- 双二烷基双甲基烷基溴化铵，并对它们的表面活性和临界胶束浓度进行了研究。1990年，Zhu等[5]合成出了阴离子型表面活性剂。1991年美国 Emory大学的 Menger等合成了以刚性间隔基联接离子头基的双烷烃链表面活性剂。并命名为 gemini型表面活性剂。此后对双子表面活性剂的研究及新型结构的双子表面活性剂不断被报道。各国已对 gem ini表面活性剂做了大量的研究工作，并合成了许多新型 gem ini表面活性剂，如: 不对称型、无公害双糖型、阳离子 (季铵盐 ) 和阴离子 (磷酸盐 )的两性型。 1999 年 11 月，日本大阪大学池田功教授应邀来华讲学，介绍了以环氧氯丙烷为原料，和单长链烷基二甲基叔胺在其盐酸盐存在下反应可以很容易地得到 Gemini 阳离子，并研究了该反应的机理和此 Gemini 阳离子的表面活性[6]。反应方程式如下： 为了进一步认识这类表面活性剂提高表面活性的机理，池田功等又设计、合成了多烷基多季铵盐阳离子并研究了它们的性能[7]。其合成路线如下： 为了使这类高性能表面活性剂具有良好的生物降解性，池田功等又设法在 Gemini 阳离子表面活性剂烷基链中引入易降解的酯基和酰胺基[8]，合成的线路如下： 实验证明，引入酯基的双季铵盐和单季铵盐具有良好的降解性和表面张力的降低能力，而引入酰胺基的双季铵盐与原来的期待值相反，几乎不降解。 目前国内对双子表面活性剂进行研究的主要有福州大学化学系、山东大学胶体与界面实验室、北京大学化学院、无锡轻工大学化学与材料工程学院、石油大学 ( 华东) 石油工程学院、中国日用化学工业研究所、北京航空航天大学材料科学与工程系材料学、北京工商大学化工学院应用化学系、齐齐哈尔大学化学化工学院等。其中以北京航空航天大学材料科学与工程系材料学的陈功合成的一种新型的并联结构的双季铵盐阳离子Gemini TM 和 BS，因其独特的表面性能应受到更加的注重。现简要介绍其合成路线如下[9~10]： 3、双子表面活性剂的合成 根据双子表面活性剂分子结构，其合成路线归纳起来有以下 3 种： （1）用联结基团将两面个或（多个）两亲体在头基外键合起来。 （2）用联结基团先将两个尾链联结起来，再接上头基。 （3）用联结基团将头基联结起来，再接上尾链。 3.1、对称型双子表面活性剂的合成 对称型双子表面活性剂是指分子结构中含有相同的极性头基和相同的疏水尾链的表面活性剂，与非对称 gemini 表面活性剂比较，由于合成和分离比较容易，对这类表面活性剂的研究比较广泛，已合成的表面活性剂有阴离子型、阳离子型和非离子型等。 3.1.1、对称型阳离子双子表面活性剂的合成 在阳离子 gemini 表面活性剂研究中，最成熟最典型的是二季铵基卤化物。如具有抑菌性的含酰胺基溴化物双子表面活性剂的合成路线[11]： 图2 双酰胺基阳离子双子表面活性剂的合成路线 3.1.2、对称型阴离子双子表面活性剂的合成 阴离子 Gemini 表面活性剂分为磺酸型、羧酸型、磷酸型等。文献Leslie R Dix[12]利用比较廉价的试剂通过一步合成出一种羧酸型阴离子双子表面活性剂，合成路线如下： 3.1.3、对称型非离子