发布时间 : 星期三 文章东华大学助剂化学复习 - 图文更新完毕开始阅读
OP-40 18
烷基酚聚氧乙烯醚的合成：
ROH+CH2OCH2k1ROCH2CH2OHRk2CH2CH2OCH2CH2OH+n-1ORO(CH2CH2O) Hn
两步反应的k1=0.37，k2=0.44，可见，两步反应的速率有明显的差别
3、脂肪酸聚氧乙烯酯
脂肪酸聚氧乙烯酯的性质与用途
由于脂肪酸来源丰富，价格较低，使得脂肪酸聚氧乙烯醚应用较广。但分子结构中的酯基使脂肪酸聚氧乙烯醚对热及酸碱的稳定性较差。脂肪酸聚氧乙烯酯的溶解性比醇醚稍差，一般加成1~8mol环氧乙烷的产品是油溶性的，加成12~15mol环氧乙烷时在水中可分散或溶解。脂肪酸聚氧乙烯酯属低泡性表面活性剂，表面活性适中，润湿性和去污性均较醇醚和酚醚要差。其最重要的应用是作为乳化剂，在纺织工业中主要用于纺丝油剂、抗静电剂、柔软剂等，例如柔软剂SG。
脂肪酸与环氧乙烷加成得到脂肪酸聚氧乙烯酯，结构式为：
RCOO(CH2CH2O) H n
脂肪酸聚氧乙烯酯的合成
脂肪酸与环氧乙烷的加成反应和烷基酚类似，首先加成1摩尔环氧乙烷，该过程反应速度较慢，然后进一步加成，聚合迅速进行。反应式如下：
RCOOH+CH2OCH2NaOHRCOOCH2CH2OHRCOOCH2CH2OH+n-1CH2CH2ONaOH
脂肪酸聚氧乙烯酯也可通过脂肪酸和聚乙二醇的酯化反应来合成。反应式如下：
RCOO(CH2CH2O) HnRCOOH+HO(CH2CH2O) H n2RCOOH+HO(CH2CH2O) H nRCOO(CH2CH2O) HnRCOO(CH2CH2O) O nCR
由于聚乙二醇含有两个端羟基，可以和一份脂肪酸反应生成单酯，也可和两份脂肪酸反应生成双酯。产物中单酯和双酯的含量与原料的配比有关。为了获得高比例的单酯常加入过量的聚乙二醇。及时地排除反应过程中生成的水，有利于提高反应的转化率。该反应通常采用硫酸、苯磺酸等酸性催化剂。
4、脂肪胺聚氧乙烯醚
脂肪胺聚氧乙烯醚的性质与用途
高级脂肪胺与环氧乙烷加成反应得到脂肪胺聚氧乙烯醚，结构如下：
RN(CH2CH2O) H n(CH2CH2O) H n
这类表面活性剂具有多种用途，可作为乳化剂、起泡剂、腐蚀抑制剂等。在印染加工中，主要作为酸性染料染色的匀染剂、抗静电剂、柔软剂等。
脂肪胺聚氧乙烯醚的合成
①长链脂肪伯胺的聚氧乙烯的制备
脂肪胺聚氧乙烯醚的制备可分为两个阶段。第一阶段在100℃、无催化剂的条件下，在伯胺上加成2摩尔的环氧乙烷，反应式如下：
RNH2+2CH2OCH2RNCH2CH2OHCH2CH2OHCH2RNCH2CH2OHCH2CH2OH+2n-2CH2ORN(CH2CH2O) H n(CH2CH2O) H n
② n-烷基-1,3丙二胺的聚氧乙烯醚的制备
n-烷基-1,3丙二胺的聚氧乙烯醚的结构式如下：
RNCH2CH2CH2N(CH2CH2O) Hc(CH2CH2O) Ha(CH2CH2O) Hb
其制备过程分为两步：首先可由脂肪胺和丙烯腈反应制得n-烷基-1,3丙二胺，反应式如下
RNH2+CH2CHCNHRNHCH2CH2CNRNHCH2CH2CH2NH2
其次，n-烷基-1,3丙二胺再与环氧乙烷加成得到n-烷基-1,3丙二胺的聚氧乙烯醚
RNHCH2CH2CH2NH2+ nCH2ORNCH2CH2CH2N(CH2CH2O) Hc(CH2CH2O) Ha(CH2CH2O) HbCH2RNHCH2CH2CN
n= a+b+c
二、多元醇脂肪酸酯
用多元醇和脂肪酸反应生成的酯作疏水基，其余未反应的羟基作亲水基的一类表面活性剂，称为多元醇型表面活性剂。这类表面活性剂从化学结构上看，是多元醇的部分脂肪酸酯及其氧乙烯化产物。一般按照多元醇的种类不同进行分类。
1、 失水山梨醇脂肪酸酯及氧乙烯化物
A、Span型表面活性剂
山梨醇与脂肪酸直接反应过程中，既发生分子内失水形成醚键，同时发生酯化反应，得到失水山梨醇的酯。这是一类重要的表面活性剂，其商品名为Span系列。合成反应式如下：
CH2OHCHOHRCOOH+HOCHCHOHCHOHCH2OHHOOHcatOOHOOCR
O+ORCO
OHOOCR+ORCOOOHOOCROOCR
OH失水山梨醇脂肪酸酯及其HLB值
商品名 Span20 Span40 Span60 Span65 Span80 Span85 结构 失水山梨醇月桂酸单酯 失水山梨醇棕榈酸单酯 失水山梨醇硬脂酸单酯 失水山梨醇硬脂酸三酯 失水山梨醇油酸单酯 失水山梨醇油酸三酯 HLB 8.6 6.7 4.7 2.1 4.3 1.8
失水山梨醇脂肪酸酯是一类低HLB值的非离子表面活性剂，一般不溶于水，可溶于矿物油和植物油中，常用于油性乳化剂、增溶剂、消泡剂、柔软剂及纤维平滑剂。
B、Tween型表面活性剂
失水山梨醇酯分子中的自由羟基与环氧乙烷加成即可制得相应的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，商品名为Tween。使用不同的脂肪酸和控制环氧乙烷的加成数，可制得HLB值范围很广的系列产品
常见Tween型产品及其HLB值
商品名 Tween 20 Tween 40 Tween 60 Tween 61 Tween 65 Tween 80 Tween 81 Tween 85 结构 Span20+EO(20) Span40+EO(20) Span60+EO(20) Span60+EO(4) Span65+EO(20) Span80+EO(20) Span80+EO(4) Span85+EO(20)
2、 脂肪酸甘油酯
脂肪酸甘油酯可以由甘油和脂肪酸直接酯化得到，产物为单酯、双酯和三酯的混合物。混合物的组成取决于反应物的相对比例、反应温度、反应时间和催化剂的种类等。
油脂和甘油在催化剂存在下的酯化反应是工业上制取单甘酯的主要方法。反应按如下方式进行
HLB 13~16 13~16.6 14.9 10.5 9.6 15 11 10