油酸酰胺聚氧乙烯醚（7）磺基琥珀酸单酯二钠盐的合成及性能研究文献综述

文献综述

随着人们对环境意识的不断加强,对表面活性剂的合成研究正朝着易于生物降解、生态性能优良的绿色产品方向发展。^【1】

脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠盐 (Disodium Alkyl Polyoxyethylene Sulfosuccinate , 简称 AESS)的结构式为:RO (C2H4O)nCOCH2CH (SO3Na)COONa其分子中的亲水基团由两个阴离子基团 -SO3Na 和 -COONa , 及一个非离子基团-(C2H4O)n -组成, 因而这种表面活性剂具备了非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的双重表面化学性能 , 具有优良的洗涤、乳化、分散 、润湿和增溶等性能 。脂肪醇聚氧乙烯(7)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐(AESS7)是这类表面活性剂的一种,它既保持了原料脂肪醇聚氧乙烯(7)醚在去污和配伍等方面的优良性能, 又对原料的溶解性、增溶性、钙皂分散性等方面有明显改善。特别是对皮肤和眼睛非常温和,刺激性极小 ,可广泛用于香波、浴液和化妆品等日用化工产品及其他工业产品中 。该文献利用国产原料脂肪醇聚氧乙烯 (7)醚, 对AESS7 的合成条件进行优化研究 , 得到了较佳合成工艺条件 , 并对其主要的表面化学性能进行了测定 , 为指导和开拓其实际应用打下基础。脂肪醇聚氧乙烯 (7)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐的合成反应分为酯化反应和磺化反应两步完成，该酯化反应选用成本低 、 催化效果好的 ZS -1复合有机酸催化剂。酯化反应时原料顺酐开环, 与含羟基化合物酯化生成马来酸单酯, 而后酯化反应产物以亚硫酸钠为磺化剂进行亲电加成反应 , 生成相应的磺化产物单酯二钠盐 。酯化反应随料比中顺酐量的增加, 反应温度的提高, 反应的酯化率起始值较高,并在一定时间内达到的酯化率较高 (以酯化温度升至指定温度开始计时, 计时时刻酯化率已不为零)但是顺酐量的增加带来的副作用是增加了产物中的杂质含量和磺化反应过程中磺化剂的投料量, 而温度的升高会增加双酯生成的可能性, 并影响产物色泽。为了达到较高的酯化率 , 又避免上述不利因素的影响, 选择醇醚与顺酐摩尔投料比为 1∶1.05 , 温度为 120 ℃, 时间为 4.0 h 作为酯化反应较佳工艺条件。^[2]

而且随着人们环保意识的增强及对绿色食品的追求,农药的毒性及残留已引起人们极大关注。全部或几近不使用有机溶剂的新剂型成为开发热点,以水为基质的水乳剂和微乳剂是当前农药新剂型中技术含量高、最具开发前景的剂型。它是不溶于水的液体原药或溶于有机溶剂所得溶液靠专用助剂作用分散于水中制得的O W/型乳状液,是热力学不稳定体系,根据混合膜理论和胶团增溶理论,表面活性剂是制备水乳剂和微乳剂的关键组分,能够抑制药物水解、氧化等变质行为,提高药物和剂型的稳定性。虽然我国的农药乳化剂已有相当的发展,但迄今还没有开发出用于农药水性化剂型的专用助剂。国家科技部将“农药专用助剂的开发”列为“十一五”国家科技支撑计划重大项目“农药创制工程”的研究课题。一般水性化剂型拟选择亲水性稍强、HLB值较大、相对分子质量大的乳化剂,配方中,通常选择几种乳化剂组合使用。研究表明,具有阴离子和非离子双重特性的月桂醇聚环氧乙烷(9)醚琥珀酸单酯磺酸盐可用作农药乳化剂。为了增加喷洒后农药有效成分对虫体和植物叶片的展布和粘附润湿作用,还应选用一些渗透性好的表面活性剂。为此,作者将磺基琥珀酸二辛酯钠盐(快T)优异的渗透性能和琥珀酸单酯磺酸盐优良的溶解、增溶、分散和乳化等性能融合于一体,合成了兼有阴离子和非离子双重表面活性的月桂醇聚氧乙烯醚(9)辛基磺基琥珀酸混合双酯钠(简称EOSS9)。该实验得到了采用单酯钠盐作相转移催化剂的方法合成EOSS9的最佳工艺条件: n(LE9)∶n(顺酐)= 1.00∶1.10,于140℃酯化反应2 h,得到产率为99.8%的单酯化产物;n(辛醇)∶n(顺酐)= 4.0∶1.0,于加热介质240℃条件下酯化反应5.5 h,得到产率为94.4%的双酯化产物;n(亚硫酸氢钠)∶n(顺酐)= 1.10∶1.00,加热介质温度为210℃条件下磺化反应6 h,得终产物。此工艺成本低,工艺简单、清洁。^【3】

月桂酸单异丙醇酰胺因其分子中酰胺键的存在,使其在较广的范围内具有良好的化学稳定性,优异的分散、增溶、增稠及润滑作用,生物降解率高达98%以上[1]。磺基琥珀酸单酯盐是第二次世界大战后迅速发展起来的一类新型、绿色阴离子表面活性剂,具有刺激性低、毒性低、润湿性好,乳化、分散、增溶优良,复配性能优越等特点,广泛应用于日化、印染、石油开采、皮革等领域[2-3]。酰胺型磺基琥珀酸单酯盐分子中引入酰胺键，该键与人体蛋白质中的肽键相似，从而增加了表面活性剂与皮肤的相似性,有助于增加表面活性剂温和性[4]。在国外，酰胺型磺基琥珀酸单酯盐发展较快，品种十分丰富，国内对这一领域的研究虽有开展，并有日渐活跃的趋势,但投入生产的仅有十一烯酸、椰子油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠盐等少数几种,而且不同程度的存在透明度差、色泽深等问题[5]。目前,国内关于脂肪醇系列表面活性剂的研究报道较多,而关于脂肪酸烷醇酰胺类表面活性剂的研究较少[6]。本文以月桂酸单异丙醇酰胺为原料,经酯化、磺化制备月桂酸单异丙醇酰胺磺基琥珀酸单酯盐(LMIPA-SS)这一新型阴离子表面活性剂,由于产品合成工艺简单,无三废污染,且制得的产品结合了月桂酸单异丙醇酰胺和磺基琥珀酸单酯盐的结构特点,性能将会更加优异,在日用化学品(如护肤化妆品、洗涤品和个人卫生用品等)、石油开采、矿物浮选等领域将会有所应用。因此,对LMIPA-SS的合成和研究具有重要的理论和现实意义。^【4】

琥珀酸酯磺酸盐系列阴离子表面活性剂的研制开发起源于20世纪40年代,最早的是双酯产品二辛基琥珀酸酯磺酸钠,具有优良的润湿力,用作润湿剂和分散剂。脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸盐是近几年在国际、国内日渐使用的一类新型阴离子表面活性剂,由于分子结构中含有羧酸盐、磺酸盐和聚氧乙烯链,因此它同时具有非离子、阴离子表面活性剂的特性,如羧酸盐类的温和性、磺酸盐类的乳化性及抗硬水性、聚氧乙烯类的高表面活性及钙皂分散性等,具有优良的乳化、分散、洗涤、润湿和增溶特性,尤其具有极优越的温和性,比目前所有阴离子型表面活性剂都温和,甚至比两性表面活性剂还温和,安全性能高。广泛应用于洗涤、化妆品等日化行业及石油开采、烯烃单体乳液聚合,金属清洗、纺织印染、感光材料等工业领域。本文以松香醇聚氧乙烯醚(RAEO)为原料,合成了松香醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠(RAEOS)和双酯磺酸钠(RAEODS),对松香醇聚氧乙烯醚与马来酸酐的酯化反应,以及酯与亚硫酸氢钠的磺化反应进行了研究。该方法得出适宜的合成反应条件为:酯化条件:H3BO3为催化剂,用量为RAEO的0.2%(g),反应温度85℃ ,RAEO/MA(mol)为1∶1.05,反应时间6 h;磺化条件:温度60～ 80 ℃ ,NaHSO3/MA(mol)为1∶ 1,时间2 h。RAEODS适宜的合成条件:酯化条件:对-甲苯磺酸作催化剂,用量为RAEO的0.3 %,反应温度135 ℃ ,RAEO/MA(mol)为2∶ 1,反应时间4 h;磺化条件:温度125℃ ,NaHSO3/MA(mol)为1.1∶1,反应时间3～ 4 h。^【5】

参考文献

[1]李素荣.月桂酸单异丙醇酰胺磺基琥珀酸单酯盐的合成及性能[J].应用化工，2011年 4月第40卷第4期

[2]张跃军,李喜敏,曲文超.脂肪醇聚氧乙烯 (7)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐的合成与性能研究[J].日用化学工业，2002年 2月第32卷第1期

[3]华平,戴宝江,吴东辉,等.月桂醇聚氧乙烯醚(9)辛基磺基琥珀酸混合双酯钠的合成与性能[J].精细化工，2007年 10月第24卷第10期