1. Przegląd

Amfoteryczne środki powierzchniowo czynne odnoszą się zarówno do kationowych grup hydrofilowych, jak i anionowych grup hydrofobowych w strukturze molekularnej, które mogą być jonizowane w roztworze wodnym i wykazują właściwości anionowych środków powierzchniowo czynnych w określonych warunkach ośrodka, ale w innych warunkach środowiska Jest to klasa środków powierzchniowo czynnych, które wykazują właściwości kationowych środków powierzchniowo czynnych.

Amfoteryczne środki powierzchniowo czynne typu betainy odnoszą się do klasy związków, których struktura jest podobna do naturalnej betainy. Nazwa chemiczna betainy to octan trimetyloamoniowy. Jest to produkt naturalny odkryty przez Scheiblera (Scheibler C. 1869, Scheibler C. 1870) i ​​oddzielony od soku z buraków. Scheibler nazwał betainę beta-in po jej łacińskiej nazwie beta vulgaris.

W 1876 roku Bruhl przyjął termin betaina i zasugerował, aby związki o podobnej budowie jak produkty naturalne nazywać „betainy„, Które są amfoterycznymi środkami powierzchniowo czynnymi typu betainy. Amfoteryczne środki powierzchniowo czynne typu betainy można podzielić na kwas karboksylowy, kwas sulfonowy, siarczanowy, siarczynowy, fosforanowy, fosforynowy, fosfonowy i fosfoninowy w zależności od typu grupy kwasowej. . Obecnie krajowe badania nad surfaktantami betainowymi są bardzo aktywne. Wśród nich więcej odnotowano produktów typu kwasu karboksylowego, kwasu sulfonowego i fosforanu.

Większość dodatnich centrów ładunku amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych typu betainy jest osadzona na czwartorzędowych atomach azotu amoniowego, podczas gdy centra ujemnego ładunku znajdują się na ujemnie naładowanych grupach kwasowych. Różnica między amfoterycznymi środkami powierzchniowo czynnymi typu betainy a innymi amfoterycznymi środkami powierzchniowo czynnymi polega na tym, że ze względu na obecność czwartorzędowego azotu amonowego w cząsteczce nie będzie on występował w postaci anionowych środków powierzchniowo czynnych w roztworach alkalicznych. W różnych zakresach pH amfoteryczne środki powierzchniowo czynne typu betainy będą występować tylko w postaci dwubiegunowych lub kationowych środków powierzchniowo czynnych. Dlatego w strefie izoelektrycznej betainowe amfoteryczne środki powierzchniowo czynne nie są tak podatne na gwałtowny spadek rozpuszczalności, jak inne amfoteryczne środki powierzchniowo czynne ze słabo zasadowym azotem.

Amfoteryczne środki powierzchniowo czynne typu betainy różnią się również od kationowych środków powierzchniowo czynnych. Niektórzy badacze (Beckett AH 1963) uważają, że należy go zaklasyfikować jako „czwartorzędowy amoniakalny środek powierzchniowo czynny na bazie soli amonowej”; Moore CD (1960) uważa, że ​​należy go zaklasyfikować jako „czwartorzędową sól amoniową jako środek powierzchniowo czynny”. W przeciwieństwie do kationowych środków powierzchniowo czynnych, takich jak „zewnętrzne czwartorzędowe sole amoniowe”, amfoteryczne środki powierzchniowo czynne typu betainy mogą być stosowane w połączeniu z anionowymi środkami powierzchniowo czynnymi i nie będą tworzyć „elektrycznie obojętnych” związków.

Amfoteryczne środki powierzchniowo czynne typu betainy są ważną częścią amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych. Ma doskonałą kompatybilność z anionowymi, kationowymi i niejonowymi środkami powierzchniowo czynnymi, ma doskonałe działanie synergiczne i ma łagodny charakter. Posiada dobre właściwości antystatyczne, bakteriobójcze, antykorozyjne, łatwo ulega biodegradacji. Jest szeroko stosowany w codziennym przemyśle chemicznym. Wraz z pogłębieniem badań zostanie opracowanych i zastosowanych więcej surfaktantów typu betainy.

2. Postęp badań amfoterycznych surfaktantów typu betainy

Już w 1869 roku Liebreich O. użył trimetyloaminy do przygotowania betainy; w 1937 r. pierwszy opis patentowy amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych pojawił się w Wielkiej Brytanii, aw 1940 r. firma DuPont zgłosiła pierwsze amfoteryczne środki powierzchniowo czynne z serii betainy (betaina). Od tego czasu w różnych krajach rozpoczęto badania i opracowywanie amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych, w tym związków betainy. Wraz z rosnącym zastosowaniemsurfaktanty betainoweprzyspiesza również tempo badań w tej dziedzinie. W ostatnich latach opracowano wiele nowych produktów.

Xu Jinyun i in. przygotował oktadecylobetainę z oktadecylo trzeciorzędową aminą, kwasem chlorooctowym i wodorotlenkiem sodu jako surowcami i przetestował jej napięcie powierzchniowe, właściwości antystatyczne, właściwości emulgujące i inne właściwości aplikacyjne. Porównano podstawową betainę. Zhang Li i inni również przeprowadzili badania na temat chemii międzyfazowej tego środka powierzchniowo czynnego, takich jak napięcie powierzchniowe, mikroemulsja i parametry strukturalne.

Chen Zonggang i inni reagowali z kwasem stearynowym i trietanoloaminą w celu wytworzenia stearynianu trietanoloaminy i kontrolowali proporcje reagentów, aby produkt był głównie diestrowy, a następnie reagowali z odczynnikiem do czwartorzędowania monochlorooctanu sodu, aby wytworzyć ester kwasu tłuszczowego trietanoloaminy, betainę. Ten środek powierzchniowo czynny można stosować jako środek zmiękczający do drukowania i barwienia. Jego miękkość jest zbliżona do aminosilikonowego oleju, jego białość i zwilżalność są lepsze niż w przypadku aminosilikonowego oleju i łatwo ulega biodegradacji. Jest to produkt przyjazny dla środowiska.

FangYiwen etal. zsyntetyzowana lauroamidopropylobetaina z N, N-dimetylo N'-lauroilo-1,3-propanodiaminą i chlorooctanem sodu jako surowcami. Produkt posiada właściwości silnie pieniące, stabilizujące pianę i zagęszczające. , Dobra kompatybilność z innymi składnikami szamponu.

Chen Hongling i in. zsyntetyzowano dwie sulfoimidazolinybetainy używając 2-bromoetylosulfonianu sodu jako hydrofilowego materiału bazowego i alkiloimidazoliny oraz zbadano ich właściwości fizyczne i chemiczne. Wzór strukturalny jest następujący.

Jiang Liubo otrzymuje N-lauricamidopropylo-N'-β-hydroksypropyloaminosulfobetainę poprzez usunięcie chlorku sodu z l-chloropropylo-2-hydroksysulfonianu sodu i lauramidu dimetylopropyloaminy, każdy z nich. Wskaźniki techniczne są zasadniczo zgodne z importowanymi produktami markowymi. Ma łagodne działanie, bardzo niskie podrażnienia, bogatą i delikatną pianę oraz doskonałą odporność na wodę i sterylizację.

Nonglanping wykorzystuje dodekanol, epichlorohydrynę, chloroetanol i dimetyloaminę jako surowce, a P2O5 jako odczynnik fosforylujący, a syntetyczna nazwa to 2- [N- (3-dodecyloksy-2-hydroksy) propylo-N, N-dimetyloamoniowa] etylofosforan betaina .

 

Cen Bo i in. oddzielono i oczyszczono dehydroabietyloaminę z nieproporcjonowanej kalafonii aminy, a następnie zsyntetyzowano jako surowiec N-dehydroabietylo-N do N, N-dimetylo-dehydroabietyloaminę. N-dimetylokarboksymetylobetaina i jej chlorek to dwa nowe rodzaje amfoterycznych surfaktantów betainowych.

 

Wang Jun i in. zsyntetyzowali amfoteryczny środek powierzchniowo czynny typu betainy - dodecylodimetylohydroksypropylosulfobetainę z epichlorohydryną, wodorosiarczynem sodu i trzeciorzędową dodecyloaminą jako surowcami. Warunki reakcji zostały zoptymalizowane.

 

Firma Henan Dao Chung Chemical Technology Co., Ltd. przygotowała dwa nowe amfoteryczne środki powierzchniowo czynne typu betainy zawierające strukturę łańcucha polioksyetylenowego w reakcji alkilopolioksyetyleno-dimetylo-trzeciorzędowej aminy z kwasem chlorooctowym lub kwasem chloroetylosiarkowym. Zrealizuj produkcję przemysłową.

 

Zagraniczne kraje nadal są na czele w tej dziedzinie surfaktanty betainowe, a ich prace badawczo-rozwojowe zasługują na pełną uwagę i odniesienia do studiów. Na przykład Chew, CH itp. Zsyntetyzowali polimer środka powierzchniowo czynnego typu betainy AUDMAA z chlorkiem akryloilu 1-pirydynodekanolem i kwasem aminooctowym. Jej krytyczne stężenie miceli przy 24 ℃ wynosi 9,42 x 10-3 moli / l. Energia aktywacji polimeryzacji wynosi 50,2 kJ / mol. Furuno Takeshi i in. zsyntetyzowano dwa nowe środki powierzchniowo czynne typu betainy N, N-hydroksyetylo-N-etylowy ester kwasu tłuszczowego, betainę i N- (ester kwasu tłuszczowego) etyl- z kwasem tłuszczowym oleju tarota jako surowcem. Sulfonian N, N-bis (2-hydroksyetylo) -3-12-hydroksypropylo) amoniowy.

 

W ostatnich latach dokonano wielu satysfakcjonujących zmian we właściwościach fizycznych i chemicznych surfaktanty betainowe. Na przykład: YousukeOne itp. (dodecyl, tetradecyl, heksadecyl, kwas oleinowy) -dimetylobetainy badano zachowanie dielektryczne micelarnego roztworu surfaktantu betainowego. Nie ma to nic wspólnego ze stężeniem miceli, a siła relaksacji roztworu amfoterycznego środka powierzchniowo czynnego zmienia się proporcjonalnie do stężenia, które jest podobne do aminoglikolato betainy, która ma strukturę chemiczną betainy, ale nie jest środkiem powierzchniowo czynnym. Wyniki pokazują, że powierzchnia miceli amfoterycznego środka powierzchniowo czynnego ma również taki sam chwilowy moment dipolowy jak roztwór betainy glicyny.