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酯基gemini型季铵盐表面活性剂的合成及性能 近年来，gemini表面活性剂已成为国内外土壤和界面化学研究的热点和重点。目前，主要研究了双烷链双烯酸盐表面活性剂，这表明石油勘探、生物处理、环水处理等领域的抗菌、石油开采、生物处理等方面具有广泛的应用前景。另一方面，随着表面活性剂的应用范围的扩大，环境的破坏也越来越大。残表面活性剂的生物降解率很差，水质也有了严重污染。因此，人们将重点放在能够降低低毒性和抗分解性的新表面活性剂上。5-羟色胺是20世纪90年代在环境保护方面提出的一种新型表面活性剂。除了具有烷基-环铵表面活性剂的相似性外，更容易将其转化为非表面活性剂。这是一种分解型表面活性剂。5-羟色胺盐的生物降解比相应的烷基-氯妥酸盐更快。因此，在稀疏水链中含有酯基的双十二烷基表面活性剂具有高表面活动性和酯羟基-环表面活性剂的一般性能。目前，中国很少有研究表面活性剂的双十二烷基表面活性剂。作者将系列甲基丙烯酸酯表面活性剂结合起来，测量其性能，并将相应的单季铵表面活性剂的性能进行比较。 作者所合成的6种产物的命名及代号为: 三亚甲基-双(十二酰氧乙基二甲基溴化铵)(II-12-3),四亚甲基-双(十二酰氧乙基二甲基溴化铵)(II-12-4),六亚甲基-双(十二酰氧乙基二甲基溴化铵)(II-12-6),三亚甲基-双(十四酰氧乙基二甲基溴化铵)(II-14-3),四亚甲基-双(十四酰氧乙基二甲基溴化铵)(II-14-4),六亚甲基-双(十四酰氧乙基二甲基溴化铵)(II-14-6). 1 材料和方法 1.1 试剂与仪器 十二酸、十四酸、1,3-二溴丙烷、1,4-二溴丁烷、1,6-二溴己烷,氯化亚砜、二甲替氨基乙醇、丙酮、异丙醇、正己烷、二氯乙烷,分析纯(质量分数≥99.5%),中国医药集团上海化学试剂公司提供;十二烷基三甲基溴化铵(C12TABr)、十四烷基三甲基溴化铵(C14TABr),优级纯(质量分数≥99.2%)美国Sigma公司提供. Bruker–DMX500型核磁共振仪(1H-NMR),英国Bruker公司制造;TJ270–30型红外光谱仪(IR),天津分析仪器厂制造;自制滴体积表面张力仪;Ross–Mile泡高仪,自制. 1.2 二酰氧乙基二甲基叔胺pla的合成 以四亚甲基-双(十二酰氧乙基二甲基溴化铵)(II-12-4)的合成为例,其合成路线如下: 在带有搅拌器、球形冷凝管及滴液漏斗的250 mL四颈烧瓶中,加入40.0 g十二酸,于50 ℃搅拌滴加28.5 g二氯亚砜,反应2 h后减压蒸除过量的二氯亚砜,再于85 ℃向所得产物中滴加21.4 g二甲替氨基乙醇,继续搅拌回流4 h,冷却至室温后加入70.0 mL质量分数为8% 的Na2CO3水溶液,充分搅拌,静置分层,有机层经饱和NaCl水溶液水洗、无水硫酸镁干燥后,过滤得淡黄色透明液体. 在带有搅拌器和球形冷凝管的250 mL三颈烧瓶中,加入1.3.1方法中所得的十二酰氧乙基二甲基叔胺约54.2 g,19.4 g 1,4-二溴丁烷和45 mL异丙醇,回流搅拌24 h,减压蒸去异丙醇,粗产物经正己烷洗涤后再用丙酮重结晶4次,将所得白色固体于50 ～ 60 ℃减压干燥6 ～ 8 h,得白色粉末状固体,进行IR(红外光谱)和1H-NMR(核磁共振)分析. 1.4 表面张力和泡沫性能测定 将产物与KBr研磨成粉末,压制KBr盐片,然后用IR仪测定. 以三氯氘甲烷为溶剂,四甲基硅烷为内标、300 MHz、常温下在1H-NMR仪上测定. 采用滴体积法,在25 ℃时测定表面活性剂水溶液的表面张力,根据γ～lgc曲线求出表面活性剂的ccmc值. 泡沫性能按照QB511-79方法测定;乳化性能的测定参照文献方法进行. 2 结果与讨论 2.1 双表面活性剂的定性分析 以四亚甲基—双(十二酰氧乙基二甲基溴化铵)(II-12-4)的分析为例. 2.1.1 亚甲基物—红外光谱分析 四亚甲基—双(十二酰氧乙基二甲基溴化铵)(II-12-4)的红外光谱见图1.可以看出,甲基、亚甲基伸缩振动吸收带在2 850 ～ 3 000 cm-1范围内,其弯曲变形振动吸收带在1 435～1 470 cm-1范围内;C=O伸缩振动吸收带在1 741 cm-1处;C—O伸缩振动吸收带在1 150 cm-1处;C—N伸缩振动吸收带在8 702～1 100 cm-1范围内. 2.1.2 c—核磁共振分析 图2为四亚甲基—双(十二酰氧乙基二甲基溴化铵)(II-12-4)的核磁共振图谱. 可以看出,各基团上H化学位移δ为:烷烃链CH3— δ=0.89(6H)、—CH2— δ=1.27(32H)、—CH2—C—C==Oδ=1.60(4H)CΗ2—C—C=Οδ=1.60(4Η)、—C—CH2—C==Oδ=2.37(4H)C—C