1.1991年，美国Emory大学的Menger等合成了以刚性间隔基联接离子头基的双烷烃链表面活性剂，并起名为“Gemini表面活性剂”，即双子表面活性剂。双子表面活性剂特殊的结构决定它比传统表面活性剂具有更优良的性能。它具有两个亲水基和疏水基，通过联接基团将两部分连接，联接基团有化学键作用，降低了两极性间的静电排斥力及其水化层间的作用力，使得双子表面活性剂具有低CMC特性。与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比，双子表面活性剂具有如下特征性质：

    （1）易吸附在气/液表面，有效地降低水的表面张力；

    （2）易聚集生成胶团，有更低的临界胶束浓度；

    （3）具有很低的Kraff点

    （4）与普通表面活性剂间的复配能产生更大的协同效应；

    （5）具有良好的钙皂分散性能；

    （6）优良的润湿性能。

    目前，双子表面活性剂已经受到世界各国科学家的青睐，并掀起了一股新的研究热潮。本文综述了当前各类双子表面活性剂的合成方法，简要介绍了双子表面活性剂在制革业中的应用状况，并探讨了双子表面活性剂目前的发展趋势。

    2.双子表面活性剂的合成我国研究双子表面活性剂起步较晚，因此产品开发、性能研究及应用与国外相比尚有一定的差距。具有新颖结构的双子表面活性剂系列化合物的合成研究更受到重视。

    2.1阴离子双子表面活性剂从1988年起，日本Osaka大学的Okahara研究小组合成了一系列阴离子型双子表面活性剂。由环氧氯丙烷与二醇（或二酚）反应制得的二环氧丙基醚作为联接链。之后又根据需要与溴乙酸、氯磺酸、丙磺内酯或磷酸反应分别得到了硫酸酯盐、磺酸盐、羧酸盐、磷酸盐型的双子表面活性剂。双子阴离子型表面活性剂的种类很多，主要有硫酸酯盐、磺酸酯、羧酸酯、磷酸酯型。

    2.1.1硫酸酯盐型（-OSO3M）和磺酸盐型（-SO3M）硫酸酯盐型表面活性剂主要包括高级脂肪醇硫酸酯盐和高级脂肪醇醚硫酸酯盐，此外还有硫酸化油、硫酸化脂肪酸和硫酸化脂肪酸酯等。硫酸酯盐型表面活性剂具有良好的发泡能力和洗涤性能，在硬水中性能稳定，水溶液呈中性或微碱性。其合成方法是先用相转移催化法合成二环氧化合物，再用长链的脂肪醇与二环氧化合物反应生成低聚二醇，最后在一定条件下，低聚二醇与氯磺酸或丙磺内酯反应生成硫酸酯盐或磺酸盐型双子表面活性剂，但其产率并不高。

为克服产率和产品纯度的缺陷，姚志刚等采用另一条合成路线，用牛磺酸钠与二溴乙烷反应得到乙二胺二乙磺酸钠，然后与油酰氯反应得到N,N′-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠，大大提高了产率和纯度。贾卫红等以脱氢枞胺、α，ω-二溴代烷和2-溴乙基磺酸钠为原料制备了4种松香基磺酸盐双子表面活性剂N，N′-二乙基磺酸钠-N，N′-二脱氢枞基-α，ω-二胺。用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱对系列目标产物的结构进行了表征，得出这四种表面活性剂具有良好的润湿性能和较低的CMC，其表面活性随分子结构中连接的亚甲基链长度的增加而增强。

    硫酸酯盐型和磺酸盐型双子表面活性剂是目前较为常见的阴离子型双子表面活性剂，较适合工业化大规模生产，但该工艺的缺点是耗时长，合成过程的含硫化合物使用量大，会对环境造成一定的危害。因此，上述两种双子型表面活性剂的合成工艺条件还需要进一步优化。

    2.1.2羧酸盐型（-COOM）最早合成的羧酸盐型表面活性剂是采用乙二胺、辛基氯化物和氯乙酸为原料合成羧酸盐型双子表面活性剂，通过此基础反应，改变碳链长度和连接基长度，可以合成一系列化合物。它们具有很高的金属螯合性，耐硬水和良好的钙皂分散能力。关于羧酸盐型双子表面活性剂合成的报道目前在国内并不多见。杜恣毅等合成了一种含对苯氧基联接链的羧酸盐双子表面活性剂，研究了胶团化特性，结果表明该羧酸盐双子表面活性剂具有很低的CMC值和表面张力。其作为一种新型的洗涤添加剂将会有着很大的开发和应用潜力。

    2.1.3磷酸酯型（-OPO3M）磷酸酯双子表面活性剂的合成方法主要有两种：一是在三乙胺和四氢呋喃存在下，将二元醇与POCl3反应，搅拌下滴加脂肪醇，然后进行水解脱氯，最后用NaOEt/EtOH处理；另一种是把长链的醇磷酸化，生成磷酸单酯，再与季胺碱反应得到磷酸酯季胺盐，然后引入联接基团，酸化。近年来用磷酸或者多聚磷酸做磷酰化剂合成磷酸酯的研究引起了人们的关注。

    与用三氯氧磷、三氯化磷或者五氧化二磷做酰化剂的经典工艺相比，这种方法原料稳定性高，毒性低，工艺相对简单。郑帼研究了双子磷酸酯表面活性剂的最佳合成工艺：以P2O5与正癸基低聚二醇为原料合成双子磷酸酯表面活性剂，这种表面活性剂具有优良的稳泡、乳化性能较高，并且合成工艺比较简单，反应条件温和。其中反应温度、投料比n（正癸基缩水甘油醚∶乙二醇）等工艺条件的优化，催化剂的选择等因素是磷酸酯型双子表面活性剂合成的关键问题，还有待于更进一步深入研究。

    2.2阳离子双子表面活性剂,1991年合成了3种具有刚性联接基团的双子表面活性剂，其中有一种就是阳离子型，以二溴取代烷烃和长碳链二甲基叔胺反应制得，联接基团为苯环。目前合成的双子阳离子表面活性剂主要是双季铵盐表面活性剂，它们生物降解性好、毒性低。合成阳离子双季铵盐表面活性剂的方法主要有两种：一种是以二溴取代烷烃和单长链烷基二甲基叔胺（烷基为直链烷基）在无水乙醇中加热回流，进行季铵化反应；另一种是以1-溴代长链烷烃和N，N，N′，N′-四甲基烷基二胺在无水乙醇中加热回流，进行季铵化反应。

    第一种方法适用于二溴代烷烃非常活泼且易得的情况。但由于二溴代烷烃的价格昂贵，所以多选择第二种方法来合成双季铵盐表面活性剂。溴代长链烷烃和N，N，N′，N′-四甲基烷基二胺以无水乙醇做溶剂，加热回流2~3天，减压蒸馏除去溶剂，重结晶提纯，即可得到产品。

如陈凤生等以N，N-二甲基丙二胺分别与十二酸、十四酸、十六酸和十八酸反应得到酰胺基叔胺，再制成盐酸盐，盐酸盐与环氧氯丙烷在水溶剂中合成了相应的含酰胺基双子离子表面活性剂。采用红外光谱、质谱、元素分析、核磁共振波谱进行了结构表征，并测定了表面化学性能，该含酰胺基双子阳离子表面活性剂具有很强的表面吸附和胶束生成能力。

    目前关于阳离子双子表面活性剂的研究报道不多。原因是对此合成机理的理论研究、合成方法及工艺条件研究还不很成熟，有待于更深入研究。

    2.3非离子双子表面活性剂国内对非离子双子表面活性剂的合成研究还不多，更多的仅仅是参考引用国外的研究成果。

    黄丹等用月桂醇聚氧乙烯醚（3）、顺丁烯二酸酐和反丁烯二酸为主要原料，合成了月桂醇聚氧乙烯醚（3）羧酸盐对称型琥珀酸双酯双子表面活性剂。测得其洗净率为99.96%。作为一种洗涤、漂白助剂，双子非离子表面活性剂的研发具有重要的理论意义和应用价值。

    2.4两性双子表面活性剂两性离子型双子表面活性剂的报道较少。Renouf等首次设计合成了两个端基为两性离子的双子表面活性剂，其表面活性比头基相同的双子表面活性剂强。王孝科等以十二烷基叔胺、环氧氯丙烷和氯乙酸为原料，利用两步法合成了双季铵羧甲基钠盐新型两性双子表面活性剂，采用元素分析、红外光谱对其结构进行了表征，考察了反应条件对合成反应收率的影响。发现其产物收率优于季铵盐阳离子双子表面活性剂及传统的两性表面活性剂。

    顺丁烯二酸酐：又名马来酸酐或失水苹果酸酐，常简称顺酐。无色结晶，有强烈刺激气味，凝固点52.8℃，沸点202℃，易升华。主要由苯或碳四馏分中的正丁烷或丁烯氧化而制得，是生产不饱和聚酯及有机合成的原料。

    化学性质

    稳定性

    1.避免接触潮湿空气。避免与强氧化剂、强还原剂、强酸、强碱、碱金属、水接触。斜方晶系无色针状或片状结晶体。溶于水生成顺丁烯二酸。溶于乙醇并生成酯。溶于乙醇、乙醚等多种有机溶剂，难溶于石油醚和四氯化碳。与热水作用生成顺丁烯二酸。易于烯类单体进行共聚反应；也可进行均聚。与二元醇反应生成线型不饱和聚酯，与三氧化硫反应生成磺化顺丁烯二酸酐。可燃。有毒，溅及皮肤时要用大量清水冲洗。生产设备要密闭，操作人员要穿戴好防护用具。

    2.该品有毒。其毒性比顺酸大，能刺激皮肤及黏膜。当人体接触高温液体时，其刺激性更为严重，能造成皮肤灼烧至伤，结膜、角膜红肿，严重时导致视力减退甚至失明。对大鼠经服LD50为400mg/kg。小鼠经口LD5060~465mg/kg。在空气中最高容许浓度0.25*10-6。当溅及皮肤时要用大量清水冲洗。生产设备要密闭，操作人员要穿戴好防护用具。

    3. 存在于烟气中。

    4. 强烈的刺激性，引起烧伤，吸入可引起肺水肿。易被酯化。加热到150℃以上放出乙酸。溶液加热到100℃发生分子断链。

    资讯来源于转载 表面活性剂 扬州晨化新材料股份有限公司