1. yleiskatsaus

Amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet viittaavat sekä kationisiin hydrofiilisiin ryhmiin että anionisiin hydrofobisiin ryhmiin molekyylirakenteessa, jotka voidaan ionisoida vesiliuoksessa ja joilla on anionisten pinta-aktiivisten aineiden ominaisuudet tietyssä väliaineessa, mutta toisessa väliaineessa. Pinta-aktiivisten aineiden luokka on on kationisten pinta-aktiivisten aineiden ominaisuuksia.

Betaiinityyppiset amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet viittaavat sellaisten yhdisteiden luokkaan, joiden rakenne on samanlainen kuin luonnollisen betaiinin. Betaiinin kemiallinen nimi on trimetyyliammoniumasetaatti. Se on luonnollinen tuote, jonka Scheibler (Scheibler C. 1869, Scheibler C. 1870) löysi ja erotettu juurikasmehusta. Scheibler nimitti betaiinin beeta-sen latinankielisen nimensä beta vulgaris mukaan.

Vuonna 1876 Bruhl hyväksyi betaiinin ja ehdotti, että yhdisteet, joilla on samanlainen rakenne kuin luonnontuotteilla, nimetäänbetaiinit“, Jotka ovat betaiinityyppisiä amfoteerisia pinta-aktiivisia aineita. Betaiinityyppiset amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet voidaan jakaa happoryhmän tyypin mukaan karboksyylihappotyypiksi, sulfonihappotyypiksi, sulfaattityypiksi, sulfiittityypiksi, fosfaattityypiksi, fosfiittityypiksi, fosfonihappotyypiksi ja fosfoniittityypiksi. . Betaiinin pinta-aktiivisia aineita koskevat kotimaiset tutkimukset ovat tällä hetkellä erittäin aktiivisia. Niistä karboksyylihappotyyppisiä, sulfonihappotyyppisiä ja fosfaattityyppisiä tuotteita on raportoitu enemmän.

Suurin osa betaiinityyppisten amfoteeristen pinta-aktiivisten aineiden positiivisen varauksen keskuksista on tuettu kvaternaarisilla ammonium-N-atomeilla, kun taas negatiivisten varausten keskukset tuetaan negatiivisesti varautuneilla happoryhmillä. Betaiinityyppisten amfoteeristen pinta-aktiivisten aineiden ja muiden amfoteeristen pinta-aktiivisten aineiden ero on se, että kvaternaarisen ammoniumtypen läsnäolon vuoksi molekyylissä sitä ei ole olemassa anionisten pinta-aktiivisten aineiden muodossa emäksisissä liuoksissa. Eri pH-alueilla betaiinityyppisiä amfoteerisia pinta-aktiivisia aineita esiintyy vain kaksinkertaisten tai kationisten pinta-aktiivisten aineiden muodossa. Siksi isoelektrisessä vyöhykkeessä betaiiniamfoteeriset pinta-aktiiviset aineet eivät ole niin alttiita liukoisuuden jyrkälle vähenemiselle kuin muut amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet, joissa on heikosti emäksistä typpeä.

Betaiinityyppiset amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet ovat myös erilaisia ​​kuin kationiset pinta-aktiiviset aineet. Jotkut tutkijat (Beckett AH 1963) uskovat, että se tulisi luokitella "kvaternaariseksi amfoteeriseksi ammoniumsuolan pinta-aktiiviseksi aineeksi"; Moore CD (1960) uskoo, että se tulisi luokitella "kvaternaariseksi ammoniumsuolan pinta-aktiiviseksi aineeksi". Toisin kuin kationiset pinta-aktiiviset aineet, kuten "ulkoiset kvaternaariset ammoniumsuolapinta-aktiiviset aineet", betaiinityyppisiä amfoteerisia pinta-aktiivisia aineita voidaan käyttää yhdessä anionisten pinta-aktiivisten aineiden kanssa, eivätkä ne muodosta "sähköisesti neutraaleja" yhdisteitä.

Betaiinityyppiset amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet ovat tärkeä osa amfoteerisia pinta-aktiivisia aineita. Sillä on erinomainen yhteensopivuus anionisten, kationisten ja ionittomien pinta-aktiivisten aineiden kanssa, sillä on erinomaiset synergistiset vaikutukset ja se on luonteeltaan lievä. Sillä on hyvät antistaattiset, bakterisidiset, korroosionesto-ominaisuudet ja se on helposti biohajoava. Sitä käytetään laajalti päivittäisessä kemianteollisuudessa. Tutkimuksen syventämisen myötä kehitetään ja käytetään lisää betaiinityyppisiä pinta-aktiivisia aineita.

2. Betaiinityyppisten amfoteeristen pinta-aktiivisten aineiden kehitys

Jo vuonna 1869 Liebreich O. käytti trimetyyliamiinia betaiinin valmistamiseen; vuonna 1937 ensimmäinen patenttiraportti amfoteerisista pinta-aktiivisista aineista ilmestyi Yhdistyneessä kuningaskunnassa, ja vuonna 1940 DuPont ilmoitti ensimmäiset betaiinisarjan (betaiini) amfoteeriset pinta-aktiiviset aineet. Siitä lähtien eri maat ovat alkaneet tutkia ja kehittää amfoteerisia pinta-aktiivisia aineita, mukaan lukien betaiiniyhdisteet. Kanssa lisääntyvän soveltamisenbetaiinin pinta-aktiiviset aineet, myös tämän alan tutkimustahti kiihtyy. Viime vuosina on kehitetty monia uusia tuotteita.

Xu Jinyun et ai. valmisti oktadekyylibetaiinin, jossa raaka-aineena oktadekyylitertiaarinen amiini, kloorietikkahappo ja natriumhydroksidi, ja testasi sen pintajännityksen, antistaattiset ominaisuudet, emulgoivat ominaisuudet ja muut käyttöominaisuudet. Perusbetaiinia verrattiin. Zhang Li ja muut ovat myös tehneet joitain tutkimuksia tämän pinta-aktiivisen aineen rajapintakemiasta, kuten pintajännitys, mikroemulsio ja rakenteelliset parametrit.

Chen Zonggang ja muut reagoivat steariinihapon ja trietanoliamiinin kanssa trietanoliamiinistearaatin muodostamiseksi ja kontrolloivat reagenssien suhdetta tuotteesta pääasiassa diesteriksi ja reagoivat sitten kvaternisointireagenssin natriummonoklooriasetaatin kanssa trietanoliamiinirasvahappoesterin betaiinin muodostamiseksi. Tätä pinta-aktiivista ainetta voidaan käyttää pehmentävänä aineena painamiseen ja värjäykseen. Sen pehmeys on lähellä aminosilikoniöljyä, sen valkoisuus ja kostuvuus ovat parempia kuin aminosilikoniöljy, ja se on helposti biohajoava. Se on ympäristöystävällinen tuote.

FangYiwen etal. syntetisoitu lauroamidopropyylibetaiini, jonka raaka-aineina on N, N-dimetyyli-N'-lauroyyli-1,3-propaanidiamiini ja natriumkloriasetaatti. Tuotteella on korkeat vaahtoamis-, vaahdon stabilointi- ja sakeutusominaisuudet. , Hyvä yhteensopivuus shampoon muiden komponenttien kanssa.

Chen Hongling et ai. syntetisoi kaksi sulfoimidatsoliiniabetaiinit käyttämällä natrium-2-bromietyylisulfonaattia hydrofiilisenä perusmateriaalina ja alkyyli-imidatsoliinia ja testannut niiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Rakennekaava on seuraava.

Jiang Liubo saa N-laurikamidopropyyli-N'-β-hydroksipropyyliamiinisulfobetaiinin poistamalla natriumkloridia natrium-l-klooripropyyli-2-hydroksisulfonaatista ja lauramididimetyylipropyyliamiinista reaktion avulla, kukin Tekniset indikaattorit ovat periaatteessa tuotujen tuotenimien mukaisia. Sillä on lievä suorituskyky, erittäin vähäinen ärsytys, runsas ja hieno vaahto sekä erinomainen vedenkestävyys ja sterilointi.

Nonglanping käyttää dodekanolia, epikloorihydriiniä, kloorietanolia ja dimetyyliamiinia raaka-aineina ja P2O5: ta fosforylaatioreagenssina, ja synteettinen nimi on 2- [N- (3-dodekyylioksi-2-hydroksi) propyyli-N, N-dimetyyliammonium] etyylihappofosfaatti-betaiini .

 

Cen Bo et ai. erotettu ja puhdistettu dehydroabietyyliamiini suhteettomasta hartsiamiinista ja syntetisoitu sitten N-dehydroabietyyli-N N, N-dimetyylidehydroabietyyliamiinin kautta raaka-aineena. N-dimetyylikarboksimetyylibetaiini ja sen kloridi ovat kaksi uutta tyyppiä betaiinin amfoteerisia pinta-aktiivisia aineita.

 

Wang Jun et ai. syntetisoi betaiinityyppisen amfoteerisen pinta-aktiivisen aineen - dodekyylidimetyylihydroksipropyylisulfobetaiinin ja epikloorihydriinin, natriumbisulfiitin ja tertiäärisen dodekyyliamiinin raaka-aineina. Reaktio-olosuhteet optimoitiin.

 

Henan Dao Chung Chemical Technology Co., Ltd. on valmistanut kaksi uutta betaiinityyppistä amfoteerista pinta-aktiivista ainetta, jotka sisältävät polyoksietyleeniketjurakenteen saattamalla alkyylipolyoksietyleenidimetyylitertiaarinen amiini reagoimaan kloorietikkahapon tai kloorietyylirikkihapon kanssa. Toteuta teollistunut tuotanto.

 

Ulkomaiset maat ovat edelleen johtavalla tasolla betaiinin pinta-aktiiviset aineet, ja heidän tutkimus- ja kehitystyönsä ansaitsevat täyden huomion ja opintoviitteet. Esimerkiksi Chew, CH jne. Syntetisoi betaiinityyppisen pinta-aktiivisen polymeerin AUDMAA akryloyylikloridi-1-pyridiinidekanolilla ja aminoetikkahapolla. Sen kriittinen misellipitoisuus 24 ° C: ssa on 9,42 × 10-3 mol / l. Polymeroinnin aktivaatioenergia on 50,2 kJ / mol. Furuno Takeshi et ai. syntetisoi kaksi uutta betaiinityyppistä pinta-aktiivista ainetta N, N-hydroksietyyli-N-etyylirasvahappoesteri-betaiini ja N- (rasvahappoesteri) etyyli-, tarotöljyn rasvahapolla raaka-aineena. N, N-bis (2-hydroksietyyli) -3-12-hydroksipropyyli) ammoniumsulfonaatti.

 

Viime vuosina on ollut paljon ilahduttavaa kehitystä fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien suhteen betaiinin pinta-aktiiviset aineet. Esimerkiksi: YousukeOne jne. (dodekyyli, tetradekyyli, heksadekyyli, öljyhappo) -dimetyylibetaiinikohteesta tutkittiin betaiinipinta-aktiivisen aineen miselliliuoksen dielektristä käyttäytymistä. Sillä ei ole mitään tekemistä misellien konsentraation kanssa, ja amfoteerisen pinta-aktiivisen aineen liuoksen rentoutumisvoima muuttuu suhteessa pitoisuuteen, joka on samanlainen kuin aminoglykolato-betaiini, jolla on betaiinin kemiallinen rakenne, mutta ei pinta-aktiivinen aine. Tulokset osoittavat, että amfoteerisen pinta-aktiivisen aineen misellipinnalla on myös sama hetkellinen dipolimomentti kuin glysiinibetaiiniliuoksella.