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氨基酸表面活性剂的合成与表征

作　者: 蔡然
导　师: 李东风
学　校: 长春工业大学
专　业: 有机化学
关键词: 氨基酸型表面活性剂 异硬脂酸 N，N’-二环己基碳酰亚胺(DCC) N-羟基丁二酰亚胺(NHS) 偶合剂
分类号: TQ423
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


当前世界上表面活性剂行业有两个明显的发展趋势,一是从环境保护考虑,合成生态性能良好的产品；二是由于石油价格不断上涨及其资源危机,迫使人们寻找表面活性剂新的原料来源。随着科学技术的迅速发展和人们生活水平的提高,人们对日常使用的化学品特别是表面活性剂的安全性、温和性以及对环境保护的要求越来越高。开发具有生物降解性和生态相容性的表面活性剂变得日趋迫切,高表面活性、多功能性及生态相容性已成为新型表面活性剂技术进步的主要标志。发展这种表面活性剂的重要途径就是设计并模拟两亲分子的结构,因此化学结构类似于天然氨基酸类脂体的氨基酸型表面活性剂正日益受到重视。这种以天然可再生物质为原料合成的表面活性剂分子具有良好的生物降解性以及环境相容性,并且具有温和、刺激性小、低毒、抗菌性以及抗蚀、抗疾病等性能,因而受到广泛的关注,成为食品、医药和化妆品行业的首选。化学结构类似于天然氨基酸为原料制得的氨基酸型表面活性剂早在上个世纪一发现就进入研究阶段,并日益引起人们的重视。由非极性的(疏水部分)长链脂肪酸和极性的氨基酸(亲水部分)两部分反应生成的含两亲分子结构的氨基酸型表面活性剂具有优良的表面活性。本文以N-羟基丁二酰亚胺(简称NHS)和N,N-二环己基碳酰亚胺(简称DCC)为偶合剂采用活化酯法,即N-羟基丁二酰亚胺在脱水剂N,N-二环己基碳酰亚胺作用下,与异硬脂酸生成活化酯后,直接与氨基酸进行酯化,设计并合成了一系列异硬脂酰氨基酸型表面活性剂。通过红外光谱、质谱及元素分析等手段对所合成的化合物进行了测试分析,确证了其结构。检测了所合成表面活性剂的表面活性。此法的优越性在于可在较温和的条件下反应,并可进一步获得较高产率的纯化合物,工艺流程简单,可减少设备投资及生产成本,并能达到较高收率。而且这种方法可用于其它脂肪酸和不同氨基酸的合成,使用不同的氨基酸就可以得到不同种类的氨基酸类表面活性剂。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章 前言  6-7
第二章 文献综述  7-23
  2.1 表面活性剂的定义  7
  2.2 表面活性剂的分类  7-10
    2.2.1 按离子类型分类  7
    2.2.2 按亲水基的结构分类  7-8
    2.2.3 按疏水基种类分类  8-9
    2.2.4 按表面活性剂的特殊性分类  9
    2.2.5 其它分类方法  9-10
  2.3 表面活性剂的主要作用  10
    2.3.1 乳化作用  10
    2.3.2 润湿作用  10
    2.3.3 增溶作用  10
    2.3.4 分散作用  10
    2.3.5 泡沫作用  10
  2.4 表面活性剂的应用  10-13
    2.4.1 在洗涤剂和化妆品中的应用  11
    2.4.2 在石油、煤炭工业中的应用  11
    2.4.3 表面活性剂在金属脱脂与酸洗中的应用  11-12
    2.4.4 表面活性剂在表面处理中的应用  12-13
  2.5 表面活性剂的国内外发展状况  13-17
    2.5.1 世界表面活性剂工业的发展状况  13-14
    2.5.2 我国表面活性剂工业的现状及发展趋势  14-17
  2.6 氨基酸型表面活性剂  17-21
    2.6.1 氨基酸型表面活性剂的分类  17-18
    2.6.2 氨基酸型表面活性剂的反应原理及制备方法  18-20
    2.6.3 氨基酸型表面活性剂研究进展  20-21
  2.7 本文研究的主要内容  21-23
第三章 实验部分  23-31
  3.1 引言  23
  3.2 合成路线  23-24
  3.3 实验试剂及仪器  24-25
    3.3.1 主要原料和试剂  24-25
    3.3.2 主要仪器  25
  3.4 中间体及最终产物的合成  25-29
    3.4.1 中间体N-羟基琥珀酰亚胺异硬脂酸酯的合成  25
    3.4.2 异硬脂酰氨基酸的合成  25-29
  3.5 合成表面活性剂的性能测试  29-31
    3.5.1 溶解性和溶液pH值的测定  29-30
    3.5.2 发泡能力的测定  30
    3.5.3 乳化能力的测定  30-31
第四章 结构表征与性能测试  31-38
  4.1 合成化合物的物理性质  31
  4.2 产物的IR光谱分析  31-33
  4.3 质谱和元素分析  33-34
  4.4 产物的表面活性性能  34-35
  4.5 结果与讨论  35-38
    4.5.1 N-羟基丁二酰亚胺异硬脂酸酯的合成讨论  35
    4.5.2 影响异硬酯酰氨基酸产率的因素  35-36
    4.5.3 不同种类氨基酸对产物的影响  36
    4.5.4 分子结构和表面活性的关系  36-38
第五章 结论  38-39
致谢  39-40
参考文献  40-43
攻读硕士学位期间研究成果  43-44

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 试剂与纯化学品的生产 > 表面活性剂
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