1. 研究目的与意义
gemini表面活性剂是将两个传统的单头单尾的表面活性剂在靠近头基处通过联接链连接而成。与传统表面活性剂相比，其分子结构更加复杂，但也因此表现出其独特的性能，如较低的临界胶束浓度，易于形成新颖聚集体，更好的协同作用等。对gemini表面活性剂的应用研究涉及多个领域，如胶团催化，纳米粒子制备，基因转染，金属缓蚀等。
gemini表面活性剂的突出特点在于其易于形成新颖聚集体。而表面活性剂介观聚集体的形态和性质与分子结构密切相关。gemini表面活性剂结构复杂，任何结构要素的改变，都有可能影响gemini表面活性剂的自组织性能，进而影响到聚集体的形态和性质。这为人们从分子水平认识和调控表面活性剂的自组织行为提供了重要途径，研究表面活性剂的自组织行为与分子结构的关系也有利于加深人们对分子相互作用规律的理解。
从1991年menger给gemini表面活性剂命名开始，人们对gemini表面活性剂的持续关注与研究已近二十年。在此期间，大量新型的gemini表面活性剂不断涌现，对gemini表面活性剂自组织行为的认识也不断深入。人们意识到,联接链长度的变化对表面活性剂的自组织行为有着强烈的影响。例如，当联接链长度小于两离子头基的静电平衡距离时，分子倾向于形成较大的聚集体。长度越小，效果越明显。这被理解为是联接链的束缚增强了表面活性剂分子间的相互作用力，因而产生了新颖的聚集行为。那么，当两单体分子之间的距离进一步缩短，即无碳原子，只通过一共价键相连时，其自组织行为是否有新的变化？同时，从分子几何考虑，两单体分子的连接位置对gemini表面活性剂的分子几何显然有着重要影响。当连接位置不是位于两离子头基之间，而是位于靠近头基的疏水链之间时，所形成的聚集体是否有新的形态与性质表现？这些显然都是gemini表面活性剂自组织行为研究中令人感兴趣的问题。然而，由于缺乏相应的分子结构与相关性质，人们对此gemini分子结构与性质之间的关系难以取得更深入的认识。
2. 国内外研究现状分析
分子结构对称的gemini 表面活性剂是通过联接链将两个相同头基和相同烷烃链的普通表面活性剂在头基或靠近头基处以化学键方式联接在一起，这种表面活性剂产生了新颖且复杂的自组织行为，引起人们的高度关注。
但由于合成上的困难，迄今为止较少研究分子结构不对称的gemini 表面活性剂。
初步研究显示heterogeminis 在分子自组织过程中具有更多可调控的分子结构因素，bai 等人以微量热法测定了cm h2m 1（ ch3）2n（ch2）6n（ch3）2cn h2 n 1（ heterogeminis）胶团化过程的焓变Δhmic，发现随着烷烃主链不对称度m/ n 从1 增大到3，Δhmic从- 3 .67kj/mol 显著增大到- 14 .18kj/mol。
3. 研究的基本内容与计划
以脂肪酸为起始原料，合成系列疏水链长度不对称且无联接链的羧酸盐gemini表面活性剂。根据该系列表面活性剂的结构特征，寻找疏水链的不对称度与分子聚集行为之间的关系。同时，考察无联接链的结构特征对表面活性剂聚集行为的影响。通过与具有联接链的表面活性剂进行比较分析，有望获得对gemini表面活性剂结构-性能关系的新的认识，为gemini表面活性剂在更广阔领域的应用提供启示性的结果。研究内容包括下述方面：
（1）系列不对称无联接链羧酸盐表面活性剂的合成与纯化。该系列表面活性剂均以脂肪酸为起始原料，预计合成3种化合物。
（2）系列表面活性剂聚集行为与特征结构的关系。包括临界胶束浓度，聚集数和表面活性等相关参数。
4. 研究创新点
本项目中，首次将不对称和无联接链这两个结构要素同时引入Gemini表面活性剂中，丰富了Gemini表面活性剂的结构-性质内容，目前尚无文献报道。
所用的起始原料为脂肪酸，有利于促进天然产物在表面活性剂领域的研究和应用。
