发布时间 : 星期一 文章季铵盐表面活性剂研究(开题报告)更新完毕开始阅读6909c3fb941ea76e58fa04f6
双子阳离子表面活性剂研究开发最早，目前主要有以下几个方面的应用： 一是双子季铵盐在杀菌方面将的应用[42-43]。季铵盐型的表面活性剂可将复杂的蛋白质分子分裂成若干多肽链，对细菌的活性产生抑制作用。研究发现，随着cmc值的降低，季铵盐表面活性剂的杀菌能力呈线性增加。
二是双子季铵盐表在金属防腐方面的应用[44-45]。在水中加入季铵盐表面活性剂并未改变质子还原机理。抑制效率随表面活性剂的表面活性增大而增强。在接近cmc时效率最大，这主要是因为此时抑制剂分子在铁表面形成了稳定吸附层。
三是双子季铵盐表面活性剂在三次采油中的应用[46-48]。双子表面活性剂水溶液独特的流变行为，具有剪切稀释特性，有利于扩大驱油波及体积，提高采油率。此外，Gemini表面活性剂在其它领域的应用。如用作相转移催化化学反应、制备新材料和生物碱分离等领域有应用[49]。
（二）季铵盐杀菌剂
自从季铵盐类杀菌剂面世以来，以其低毒、高效、广谱抗菌等优异性能，已经广泛应用于医学、食品、化妆品、纺织及工业水处理等领域，在皮革、木材工业等领域的应用研究也已经取得一定的进展。季铵盐是一类阳离子表面活性剂，具有优异的亲水性、吸附性和表面活性。它的杀菌机理一般是这样认为的：细菌表面的细胞壁带负电荷，季铵盐类化合物中带正电荷的有机阳离子可被带负电荷的细菌选择性吸附，通过渗透和扩散作用，穿过表面进入细胞膜，从而阻碍细胞膜的半渗透作用，并进一步穿入细胞内部，使细胞酶钝化，不能产生蛋白质酶，从而使蛋白质变性达到杀死细菌细胞的作用。
虽然季铵盐杀菌剂具有很好的杀菌性能，但是如果长期单一的使用该类药剂，容易产生抗药性，需不断增加用药量。在增加经济成本的同时，由于用药量的增加，其毒性也不容忽视，因而限制了该类产品的使用。为了提高杀菌性能，降低毒性，尽量减小抗药性，有人提出了双季铵盐化合物，并进行了大量的研究工作，取得重大进展，并已广泛应用于多个领域。该类化合物采用一个联接基或称链桥将两个传统的季铵盐分子联接起来，使得每个化合物分子含有两个亲水基和两个疏水基，和两个正电荷的N+离子。
一方面，表现为更大的表面活性，尤其是由于分子中有两个带正电荷的N+，更有利于杀菌剂分子在细菌表面的吸附，从而改变细胞壁的渗透性，使菌体破裂；杀菌剂吸附到菌体表面后，有利于疏水基与亲水基分别深入菌体细胞的类脂层与蛋白 层，导致酶失去活性。
此外，在链桥中引入S、N等原子，协同作用，使双季铵盐类化合物具有较强的杀菌能力。事实已证实双季铵盐化合物与传统单季铵盐化合物相比，具有更强的抗菌性能和
更低的毒性。由于所选择的核心不同，联接方式和联接基团不同，所表现出来的性能也不尽相同。
季铵盐作为杀菌剂已经广泛的应用于水处理行业，其杀菌与抑菌作用机理为:细菌表面由细胞壁组成，带负电荷，而细胞壁又有多层结构，由蛋白磷脂质、细胞质组成，当表面活性剂吸附在细菌表面，完成半渗透作用，蛋白质得以改性，再进一步传入细胞内部，通过渗透扩散作用，穿过表面进入细胞膜，使细胞内酶钝化，蛋白质核酶不能产生，从而杀死细菌。一般认为季铵盐的杀菌机理是分子中正电荷对细菌具有较强的吸附作用，可以将复杂的蛋白质分子分裂成若干多肤链，对细菌的活性产生抑制作用。 影响杀菌效果的因素主要有以下几个方面：
（1）季铵盐的杀菌能力与分子结构有关，分子中烷基链长短不仅影响其表面活性，也
影响其杀菌效果。
（2）随着cmc值得降低，季钱盐表面活性剂的杀菌能力呈直线增加，即cmc愈低，杀
菌活性愈高。
（3）分子中含有节基机构单元的季钱盐的毒性和杀菌活性均强。在一定范围内，杀菌
剂的分子量越小，杀菌活性越弱，反之分子量越高，杀菌活性越强。
（4）复配体系的协同作用不仅能降低表面张力和临界胶束浓度，提高表面活性，而且
还能增强杀菌效果。如1227的水溶性好、毒性和刺激性小，但杀菌浓度较高，血清对其杀菌效果有一定的影响，长期使用易产生抗药性。
在实际应用中发现在同一体系中长时间使用一种表面活性剂，微生物产生的抗药性使其使用效果明显下降。所以很有必要寻找新型的杀菌剂，而双子季钱盐表面活性剂由于其表征物理性质的临界胶束浓度cmc值比单季钱盐低，渴望作为新一代高效杀菌剂来代替单季钱盐表面活性剂，但是目前有关双子季钱盐表面活性剂用于杀菌方面的应用研究不是太多。
三、研究内容及实验方案：
（一）研究内容
制备双季铵盐表面活性剂；
（二）实验方案
实验用品：
苯胺（化学纯，上海凌峰化学试剂有限公司）、环氧氯丙烷（分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司）、正丙烷（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）、乙醇（分析纯，南京化学试剂有限公司）、丙酮（分析纯，上海化学试剂有限公司）、三乙胺（分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司）、吡啶（分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司）、旋转蒸发仪RE52CS（上海亚荣生化仪器厂）
合成路线：
试验方法：
在装有机械搅拌、回流冷凝管、温度计和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，放入 40mL无水乙醇作溶剂，通氮气保护。然后加入苯胺 (16mL、 0.05mol)，用恒压滴液漏斗滴加环氧氯丙烷 (16mL、 0.1mol)，滴加速度为30滴/分。滴加完毕，继续反应12h后，反应停止。控制温度40℃，减压蒸馏2h除去溶剂，得到棕色黏性液体。然后用丙酮洗涤三次，得到棕色黏性双氯中间体B(二(3-氯-2-羟基丙基)-3，3’-苯基亚氨)，将得到的双氯中间体B与十二烷基二甲胺按1:2的摩尔比在乙醇溶剂中进行季铵化反应，控制反应温度80℃，回流反应12h，停止反应，得到黄色液体。然后控制温度在60℃，减压蒸馏2h，得到黏性黄色物质。该物质在丙酮中重结晶三次得到淡黄色固体产物Dl(3，3’-苯基亚氨基-(二(2-轻基丙基-十二烷基二甲基)氯化铵))，然后在真空干燥箱内于40~50℃下干燥4-5h，即可。
四、目标、主要特色及工作进度
目标：合成双季铵盐表面活性剂
主要特色：合成了苯胺系列的季铵盐表面活性剂
工作进度：
五、参考文献