1. Prehľad

Amfoterné povrchovo aktívne látky označujú v molekulovej štruktúre ako katiónové hydrofilné skupiny, tak aniónové hydrofóbne skupiny, ktoré môžu byť ionizované vo vodnom roztoku a vykazujú vlastnosti aniónových povrchovo aktívnych látok za určitých podmienok média, ale za iných podmienok média. Je to trieda povrchovo aktívnych látok, ktoré vykazujú vlastnosti katiónových povrchovo aktívnych látok.

Amfoterné povrchovo aktívne látky typu betaínu označujú skupinu zlúčenín, ktorých štruktúra je podobná štruktúre prírodného betaínu. Chemický názov betaínu je trimetylamóniumacetát. Je to prírodný produkt objavený Scheiblerom (Scheibler C. 1869, Scheibler C. 1870) a oddelený od repnej šťavy. Scheibler pomenoval betain beta-in podľa latinského názvu beta vulgaris.

V roku 1876 prijal Bruhl termín betaín a navrhol, aby sa zlúčeniny s podobnou štruktúrou ako prírodné produkty nazývali „betaines“, Čo sú amfotérne povrchovo aktívne látky typu betaínu. Amfoterné povrchovo aktívne látky typu betaínu možno rozdeliť podľa typu kyslej skupiny na typ karboxylovej kyseliny, typ kyseliny sulfónovej, typ síranu, typ sulfit, typ fosfát, typ fosfit, typ kyseliny fosfónovej a typ fosfonit. . V súčasnosti sú domáce výskumy betaínových povrchovo aktívnych látok veľmi aktívne. Medzi nimi sa viac uvádza produkt typu karboxylovej kyseliny, typu kyseliny sulfónovej a typu fosforečnanu.

Väčšina centier pozitívneho náboja amfotérnych povrchovo aktívnych látok betainového typu je podporovaná na kvartérnych amóniových N atómoch, zatiaľ čo centrá negatívnych nábojov sú podporované na negatívne nabitých kyselinových skupinách. Rozdiel medzi amfotérnymi povrchovo aktívnymi látkami betainového typu a inými amfotérnymi povrchovo aktívnymi látkami je ten, že kvôli prítomnosti kvartérneho amónneho dusíka v molekule nebude existovať vo forme aniónových povrchovo aktívnych látok v alkalických roztokoch. V rôznych rozsahoch pH budú amfoterné povrchovo aktívne látky betainového typu existovať iba vo forme zwitteriónových alebo katiónových povrchovo aktívnych látok. Preto v izoelektrickej zóne nie sú betainové amfotérne povrchovo aktívne látky také náchylné na prudké zníženie rozpustnosti ako iné amfotérne povrchovo aktívne látky so slabo zásaditým dusíkom.

Amfotérne povrchovo aktívne látky typu betaínu sa tiež líšia od katiónových povrchovo aktívnych látok. Niektorí vedci (Beckett AH 1963) sa domnievajú, že by sa mal klasifikovať ako „amfotérna povrchovo aktívna látka“ kvartérnej amónnej soli; Moore CD (1960) sa domnieva, že by sa mal klasifikovať ako „povrchovo aktívna látka kvartérnej amónnej soli“. Na rozdiel od katiónových povrchovo aktívnych látok, ako sú „povrchovo aktívne látky externých kvartérnych amónnych solí“, môžu byť amfotérne povrchovo aktívne látky betainového typu použité v kombinácii s aniónovými povrchovo aktívnymi látkami a nebudú tvoriť „elektricky neutrálne“ zlúčeniny.

Amfoterné povrchovo aktívne látky betainového typu sú dôležitou súčasťou amfotérnych povrchovo aktívnych látok. Má vynikajúcu kompatibilitu s aniónovými, katiónovými a neiónovými povrchovo aktívnymi látkami, má vynikajúce synergické účinky a má miernu povahu. Má dobré antistatické vlastnosti, baktericídne vlastnosti, antikorózne vlastnosti a je ľahko biologicky odbúrateľný. Je široko používaný v každodennom chemickom priemysle. S prehlbovaním výskumu sa bude vyvíjať a aplikovať viac povrchovo aktívnych látok betaínu.

2. Výskumný pokrok v oblasti amfotérnych povrchovo aktívnych látok betaínu

Už v roku 1869 používal Liebreich O. na prípravu betaínu trimetylamín; v roku 1937 sa vo Veľkej Británii objavila prvá patentová správa o amfotérnych povrchovo aktívnych látkach a v roku 1940 spoločnosť DuPont uviedla prvé amfotérne povrchovo aktívne látky zo skupiny betaínov (betain). Od tej doby začali rôzne krajiny skúmať a vyvíjať amfotérne povrchovo aktívne látky vrátane betaínových zlúčenín. S rastúcou aplikácioubetaínové povrchovo aktívne látkysa tiež zrýchľuje tempo výskumu v tejto oblasti. V posledných rokoch bolo vyvinutých veľa nových produktov.

Xu Jinyun a kol. pripravil oktadecylbetaín s oktadecylterciárnym amínom, kyselinou chloroctovou a hydroxidom sodným ako surovinou a testoval jeho povrchové napätie, antistatické vlastnosti, emulgačné vlastnosti a ďalšie aplikačné vlastnosti. Porovnával sa základný betaín. Zhang Li a ďalší tiež uskutočnili určitý výskum chémie rozhrania tohto povrchovo aktívneho činidla, ako je povrchové napätie, mikroemulzia a štrukturálne parametre.

Chen Zonggang a ďalší reagovali s kyselinou stearovou a trietanolamínom za vzniku stearátu trietanolamínu a kontrolovali pomer reaktantov, aby bol produkt hlavne diesterový, a potom reagovali s kvarternizačným činidlom monochlóracetátom sodným za vzniku betainu s trietanolamín-mastnou kyselinou. Táto povrchovo aktívna látka sa môže použiť ako zmäkčovadlo na potlač a farbenie. Jeho mäkkosť je blízka amino silikónovému oleju, jeho belosť a zmáčateľnosť sú lepšie ako amino silikónový olej a je ľahko biologicky odbúrateľný. Je to výrobok šetrný k životnému prostrediu.

FangYiwen a kol. syntetizovaný lauroamidopropylbetaín s N, N-dimetyl N'-lauroyl-1,3-propándiamínom a chlóracetátom sodným ako surovinou. Produkt má vysokú penivosť, stabilizáciu peny a zahusťovacie vlastnosti. , Dobrá kompatibilita s ostatnými zložkami šampónu.

Chen Hongling a kol. syntetizoval dva sulfoimidazolínbetaines použitím 2-brómetylsulfonátu sodného ako hydrofilného základného materiálu a alkylimidazolínu a testovali sa ich fyzikálne a chemické vlastnosti. Štruktúrny vzorec je nasledovný.

Spoločnosť Jiang Liubo získava N-laurikamidopropyl-N'-β-hydroxypropylamínsulfobetaín odstránením chloridu sodného z l-chlórpropyl-2-hydroxysulfonátu sodného a lauramiddimetylpropylamínu reakciou. Technické ukazovatele sú v zásade v súlade s dovezenými značkovými výrobkami. Má mierny výkon, veľmi nízke podráždenie, bohatú a jemnú penu, vynikajúcu odolnosť proti vode a sterilizáciu.

Spoločnosť Nonglanping používa ako surovinu dodekanol, epichlórhydrín, chlóretanol a dimetylamín a P2O5 ako fosforylačné činidlo. Syntetický názov je 2- [N- (3-dodecyloxy-2-hydroxy) propyl-N, N-dimetylamónium] etyl-fosfát-betain .

 

Cen Bo a kol. oddelil a vyčistil dehydroabietylamín od disproporcionovaného kolofónneho amínu a potom syntetizoval N-dehydroabietyl-N cez N, N-dimetyldehydroabietylamín ako surovinu. N-dimetylkarboxymetylbetaín a jeho chlorid sú dva nové typy amfoterných povrchovo aktívnych látok betaínu.

 

Wang Jun a kol. syntetizoval amfoterný surfaktant typu betaínu-dodecyl-dimetylhydroxypropylsulfobetaín s epichlórhydrínom, hydrogensiričitanom sodným a terciárnym dodecylamínom ako surovinou. Reakčné podmienky boli optimalizované.

 

Spoločnosť Henan Dao Chung Chemical Technology Co., Ltd. pripravila dva nové amfotérne povrchovo aktívne látky typu betaínu obsahujúce štruktúru polyoxyetylénového reťazca reakciou alkylpolyoxyetyléndimetylterciárneho amínu s kyselinou chlóroctovou alebo kyselinou chlóretyl sírovou. Realizovať priemyselnú výrobu.

 

Zahraničné krajiny sú v oblasti betaínové povrchovo aktívne látkya ich práca na výskume a vývoji si zaslúži plnú pozornosť a študijné referencie. Napríklad Chew, CH atď. Syntetizoval polymér povrchovo aktívnej látky betaínu typu AUDMAA s akryloylchloridom 1-pyridíndekanolom a kyselinou aminooctovou. Jeho kritická koncentrácia micely pri 24 ° je 9,42 × 10-3 mol / l. Aktivačná energia polymerizácie je 50,2 kJ / mol. Furuno Takeshi a kol. syntetizoval dve nové povrchovo aktívne látky betainového typu, N, N-hydroxyetyl-N-etylester mastnej kyseliny betain a N- (ester mastnej kyseliny) etyl- s mastnou kyselinou tarotového oleja ako surovinou. N, N-bis (2-hydroxyetyl) -3-12-hydroxypropyl) amóniumsulfonát.

 

V posledných rokoch došlo k mnohým potešujúcim vývojom fyzikálnych a chemických vlastností betaínové povrchovo aktívne látky. Napríklad: YousukeOne atď. (dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, kyselina olejová) -dimetylbetainu, bolo študované dielektrické správanie micelárneho roztoku betainového surfaktantu. Nemá to nič spoločné s koncentráciou micel a relaxačná sila roztoku amfotérneho povrchovo aktívneho činidla sa mení úmerne s koncentráciou, ktorá je podobná aminoglycolato betainu, ktorý má betainovú chemickú štruktúru, ale nie je povrchovo aktívnym činidlom. Výsledky ukazujú, že povrch micely amfotérneho povrchovo aktívneho činidla má tiež rovnaký okamih okamžitého dipólu ako roztok glycínu betaínu.