在化工生产中,也可通过石蜡氧化的方法制得脂肪酸,经中和得到羧酸盐。反应式如下:
2RCH3+3O2RCOOHKMnO4NaOH2RCOOH+H2ORCOONa
2、N-酰基氨基酸盐
雷米邦A :
雷米邦A为粘稠状棕色液体,含有效成分32~36%,在硬水或碱性溶液中很稳定,有很好的钙皂分散能力。可与热水以任何比例混合,在酸性溶液中易分解,但在弱酸性(pH6~7)溶液中稳定,具良好的保护胶体及乳化性能,耐热,去污能力极好,如果与少量碳酸钠同时使用,其去污性能更佳。 合成方法:
雷米邦A的制备过程主要有三步:
①皮屑加碱或消石灰在加压下水解为氨基酸; ②用三氯化磷对油酸进行酰化反应,制备油酰氯;
③将水解所得氨基酸与油酰氯通过缩合而成油酸酰氨基酸钠。
R1R2C17H33COCl+HNCHCOnONaR1R2C17H33CONCHCOnONa
3、醇醚羧酸盐
醇醚羧酸盐类产品具有各种优良应用性能:良好的低温水溶性、耐硬水性和化学稳定性;优良的去污性能;优异的润湿、渗透性能;良好的配伍性,能与其它阴离子、阳离子及非离子表面活性剂进行复配;对酶活性影响很小;对皮肤温和性,对眼睛粘膜无刺激性;生物降解性好。
制备:脂肪醇醚羧酸盐是由脂肪醇聚氧乙烯醚为原料制备的。主要制备方法有氧化法、羧甲基化法、丙烯腈法和丙烯酸酯法,其中,羧甲基化法最为经济可行。
+ClCH2COOHRO CH2CH2O Hn+NaClRO CH2CH2O CnH2COONa2NaOH
+CH2CHCOOCH3RO CH2CH2O HnRO CH2CH2O CnH2CH2COOCH3RO CH2CH2O CnH2CH2COOCH3NaOHRO CH2CH2O nCH2CH2COONa
二、磺酸盐类表面活性剂
可分为:烷基苯磺酸盐,α-烯基磺酸盐 (AOS) ,萘磺酸盐,酰胺磺酸盐,琥珀酸酯磺酸盐,烷基磺酸盐
烷基苯磺酸盐 :直链烷基苯磺酸盐(LAS),支链烷基苯磺酸盐(ABS)
烷基苯磺酸盐 :
结构式:
RSO3Na
性质:
1、直链烷基苯磺酸盐(LAS)的烷基碳原子数一般在8~18之间,随烷基链碳原子数的增加,表面活性增大。
① 就去污力而言,烷基链小于C9和大于C14时均显著降低,以C12的 LAS为最好。
② 就泡沫性而言,C14 的LAS发泡力最好,C10~C14 LAS的均显示有良好的泡沫稳定性。
③ 烷基链愈长,LAS的抗污垢再沉积力愈高,但LAS的抗污垢再沉积力比肥皂差
2、支链烷基苯磺酸盐(ABS)有良好的发泡力和润湿力,C14的ABS的发泡力和润湿力高于LAS。而去污力LAS稍优于ABS,特别是在高温下洗涤时更是如此。LAS与ABS相比最突出的优点是生物降解性好。正是由于生物降解性方面的差异,高度支化的ABS已被LAS所取代 。
烷基苯磺酸盐的制备
烷基苯磺酸疏水基为烷基苯,亲水基为磺酸盐。可由烷基苯经磺化得到,合成所用原料主要来源于石油,烷基苯可通过氯代烷与苯缩合而成:
1.卤代烃与苯环发生烷基化反应: RCl+AlCl3R
2.烷基苯的磺化:
R+SO3RSO3HR+H2SO4SO3RSO3H+H2SO4R+H2SO4RSO3H+H2O
常用的磺化实际有:三氧化硫,浓硫酸,发烟硫酸,氯磺酸等
各种磺化试剂的优缺点: (1)、三氧化硫磺化 优点:(1)不生成水,不产生(大量)废酸;
(2)反应活性高、速度快、设备生产效率高; (3)磺化剂用量少,成本低; (4)产品纯度高,杂质少。 缺点:无法在实验室制备
目前,世界各国均采用此法生产十二烷基苯磺酸。 (2)、浓硫酸磺化:
优点:常用的一种磺化试剂,对大部分的芳香族化合物均可参加反应 缺点:反应由副产物产生,对于一些活性较低的产品难以发生反应 (3)、发烟硫酸磺化
优点:反应活性非常高,对于一些活性较低的芳香化合物,常用发烟硫酸与之反应 缺点:反应过程中有废酸的产生,对于原料的利用不彻底 (4)、氯磺酸磺化
优点:既可以发生磺化,又可以反生氯化
缺点:对反映设备要求非常高,常用搪瓷型设备反应
α-烯基磺酸盐 (AOS)
α-烯烃磺酸盐(简称AOS)是由α-烯烃同强磺化剂反应制得的一种阴离子表面活性剂,其去污力好,泡沫性强,水解稳定性好,对皮肤刺激性小,生物降解度高,而且生产工艺流程短,成本低。随着环境保护的强烈要求,使得AOS得到了迅速发展和广泛的应用。
AOS在较宽的碳数范围内具有较高的表面活性,随碳链的增加表面吸附分子排列趋于紧密。并且在较高硬度的水中也有良好的表面活性。C15~C18AOS的去污力优于LAS,在较高硬度下仍具有良好的去污力。
AOS的生物降解速度和最终生物降解度均明显高于LAS。AOS在5天内可完全降解而消失,不会污染环境。因此,AOS对环境有较高的安全性。
由于AOS性能优良,尤其是在硬水中和有肥皂存在时具有很好的起泡力和优良的去污力,毒性和刺激性低,性质温和,因此在家庭和工业上均具有广泛的用途。AOS不仅洗涤力优异,并且不会损伤纤维,洗涤时可便纤维柔软,可用于羊毛和羽毛的净洗剂。
在纺织印染工业,AOS主要用于配制精练剂、洗涤剂、渗透剂等。
α-烯烃磺酸盐的制备
由石油裂解生产的C15~C18α-烯烃经磺化和水解、中和两个过程即可完成。磺化采用三氧化硫连续膜磺化工艺,其工艺过程是将α-烯烃与三氧化硫和空气的混合物一起送入下流连续式薄膜反应器的顶端,物料在向下流动过程中进行磺化。α-烯烃与三氧化硫的比例以及磺化温度对烯烃的转化率和产物的质量有很大的影响。磺化反应产物包括单磺酸、磺酸内酯、少量的烯基二磺酸、二聚磺内酯、磺内酯磺酸等。
反应式可表示如下:
RCH=CH(CH2) SO3HnNaOHRCH=CH(CH2) SOn3NaOHROSO2NaOHRRCHCH2CH2SO3Na_H2ONaOHCH=CHCH2SONa
烷基磺酸盐 (SAS)
烷基磺酸盐(SAS)是疏水基为烷烃、亲水基为磺酸基的表面活性剂。常用的烷基磺酸盐为仲烷基磺酸盐,工业用的烷基磺酸盐为C14~C16的混合物。
烷基磺酸盐的性质:
SAS有很好的水溶性,表面活性和烷基苯磺酸钠接近,在碱性、中性和弱酸性溶液中较为稳定,在硬水中具有良好的润湿、乳化、分散和去污能力。其去污力与LAS相近,发泡力稍低。SAS的毒性和对皮肤的刺激性低于LAS,生物降解性好,易于生物降解。
烷基磺酸盐的用途
SAS可用做洗涤剂、渗透剂和乳化剂。纺织印染加工中可作为棉、麻、毛、丝等天然纤维的脱脂、脱蜡、脱胶、脱油的清洗洗涤剂。可作为印染一浴法前处理工艺的渗透剂和煮练剂,印染分散剂、助染剂、化纤油剂与和毛油的添加剂等。
烷基磺酸盐的制备
烷基磺酸盐的合成工艺主要有磺氯化工艺和磺氧化工艺,现在主要采用磺氧化法:即正构烷烃同二氧化硫和氧反应。反应式如下:
烷烃的氧磺化
氧磺化剂:SO2+O2, 原料:烷烃。
产物:烷基磺酸。 40℃ 反应:RH + SO2 + 1/2 O2 → RSO3H 应用:高碳烷烃磺化制磺酸。 反应历程:游离基反应
磺氧化过程对低链烷烃是一个自动催化的反应,但对于长链烷烃则需要连续地提供引发剂。
琥珀酸酯磺酸盐
琥珀酸酯磺酸盐系列表面活性剂,是由亚硫酸钠或亚硫酸氢钠对顺丁烯二酸酑与各种羟基化合物缩合而得的珀琥酸酯双键进行加成反应制得的阴离子型表面活性剂。其性质的区别主要取决于含有活泼氢的疏水基原料的不同及顺丁烯二酸酐上两个羧基的酯化程度的不同。以顺丁烯二酸酐上两个羧基的酯化程度的不同,可分为单酯型和双酯型。
OOSO3NaOOSO3NaROCCH2CHCONaROCCH2CHCOR
琥珀酸双酯磺酸钠当碳原子数小于14,且不带支链时,随正构碳链的增长润湿力增强,随支链数增加,润湿力减弱。当碳原子数大于14后,则随碳链长度增加,其润湿力下降,而随支链的增加润湿力增强。烷基碳数合计在16~18时,其润湿性能优异。
琥珀酸单酯磺酸盐在室温时水中的溶解度很低,成品呈白色膏状,溶解度随温度升高而增大,随碳链的增长而减小。琥珀酸酯磺酸盐具有较低的表面张力和良好的抗硬水性能,其去污力优于多数阴离子或非离子表面活性剂。
琥珀酸单酯磺酸盐系列表面活性剂突出的优点是对皮肤和眼睛的刺激性小,甚至比两性表面活性剂更温和
琥珀酸酯磺酸盐的用途
琥珀酸单酯磺酸盐目前大的用途是用于化妆品中,用作制造洗发香波、浴用品等。另外,在纺织工业中用作漂白和上浆助剂;皮革工业中用作鞣革助剂;造纸、医药、农药、石油破乳、照相、矿石浮选、煤碳加工和工业清洗等方面都有着广泛的应用。
琥珀酸酯磺酸盐的制备
琥珀酸酯磺酸盐的制备分酯化和磺化两步。酯化产物中的双键可在酸性条件下与亚硫酸钠(或亚硫酸氢钠)发生反应,在双键处导入磺酸基,生成琥珀酸酯磺酸钠。其反应式如下: 1.