c18h37nh2-hci
十八烷基胺（硬脂胺）盐酸盐
仲胺盐
R1NHR2-HCI
（C18H37）2NH-HCI
双十八烷基胺盐酸盐
叔胺盐
FTNR2（R3）・HCI
Ci8H37N（CH3）2-HCI
N,N-二甲基十八胺盐酸盐
表5-1胺盐型阳离子表面活性剂主要品种及实例
Ml
十八烷基二甲基苯基氯化铉（缓染剂DC）
・是最为重要的阳离子表面活性剂品种
・既可溶于酸性溶液，又可溶于碱性溶液，具有一系列优良
的性质，而且与其他类型的表面活性剂相容性好
R,
R?
—上回收'R3
结构通式
毗呢型
哌嗪型
卩奎卩林型
R'\
r2/'ch?
ch/
吗卩林型
按照携带正电荷的原子不同，阳离子表面活性剂还包括
1.鏡盐化合物
•具有良好的杀菌性能
・主要用作乳化剂、杀虫剂和杀菌剂等
•由带有三个取代基的麟与卤代烷反应制得。
ch3
P+C12H25Br
ch3
III
2.毓盐化合物
•可溶于水，具有除草、杀灭软体动物、杀菌和杀真菌等作用，对皮肤的刺激小
・是有效的杀菌剂
•可通过硫醍与卤代烷反应制得
ch3
III
•氧化铳衍生物是铳盐型阳离子表面活性剂中性能十分优异的品种。
ch3
C12H25SCH3+（CH3）2SO4C12H25S+CH3CH3SO4—
3.碘鐘化合物
•同阴离子型洗涤剂和肥皂具有较好的相容性
•抗微生物效果好
•对次氯酸盐的漂白作用有较好的稳定性
R1—I—R2.X
■II
•合成：
通过环合反应，将碘原子转化成为杂环的组成
||||<
部分
邻碘联苯亚碘酰联苯
+
4.鈍盐化合物
・性质与鑼盐化合物近似
R3
R1—A^—R4
R2-
5.1.2阳离子表面活性剂的性质
5.1.2.1溶解性
•一般情况下水溶性很好
□c
•随着烷基碳链长度的增加，水溶性呈下降趋势
•疏水性烷基链的个数和链上的取代基对溶解性能也有影响
表5-2烷基二甲基苯基氯化银的溶解性
CH3
烷基R的碳原子数
11
12
13
14
15
16
17
18
19
水中溶解度
70
50〜75
52
26.7
16.1
0.85
0.48
0.10
0.096
95%乙醇中溶解度
84
75
81
74.5
74
62
72
52.6
54
CH3
・带有％以下烷基链的活性剂易溶于水，而％以上的则水溶性较低，难溶于水
・单长链烷基季铉盐能溶于极性溶剂，但不溶于非极性溶剂
・双长链烷基季铉盐几乎不溶于水，而溶于非极性溶剂
Ill
・季铉盐的烷基含不饱和基团时，能增加它们的水溶性。
5.1.2.2Krafft温度点
•Krafft温度点：
当达到某一温度时，表面活性剂在水
・当表面活性剂溶液为过饱和状态时，Krafft点应是离子型表面活性剂单体、胶束和未溶解的表面活性剂固体共存的
三相点
・阳离子表面活性剂的Krafft点是表征其在水溶液中溶解性能的特征指标
・Krafft点越高，表明该表面活性剂越难溶，溶解度越低;反之，Krafft点越低，说明该表面活性剂越容易溶解，溶解性能越好
•通常Krafft点与表面活性剂疏水基碳链的长度呈线性关系
Krafft点=a+bn
a,b是常数，n为碳链所含碳原子的个数
・根据上述关系式，碳链越长，n值越大，贝ijKrafft点越高
表5-3配对阴离子对十六烷基毗OMrafft点的影响
C16H33-N^\.Xe
XClBrI
5.1.2.3表面活性
・随着烷基碳链长度的增加，表面张力逐渐下降
表5-4烷基二甲基苯基氯化铉的表面张力（mN/m）
R的碳数
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
0.1%溶液
67.5
64.3
60.6
53.9
47.6
43.6
43.6
43.5
43.5
43.2
43.0
43.0
0.01%溶液
72.3
72.2
71.9
70.9
68.7
67.1
62.4
53.9
43.7
43.2
43.4
43.6
•分子结构相同时，在一定范围内，表面张力随活性剂溶液的
浓度升高而降低，降低到一定数值时又随溶液浓度的升高而增加
表5-5十六烷基三甲基氯化锻的表面张力与浓度的关系
[C倡H33—N+（CH3）JCI—
溶液浓度（mol/L）
0.002
0.005
0.01
0.025
0.04
0.05
0.1
表面张力（mN/m）
69.8
59.4
41.3
38.0
31.3
35.0
35.6
5.1.2.4临界胶束浓度
•烷基碳链长度增加，临界胶束浓度降低
表5-6几种季铉盐型表面活性剂的临界胶束浓度（25°C）
表面活性剂结构
cmc（mol/L）
[C|2H25-N+（CH3）3]-C1-
1.5X10-2
_cI2H25-n-ch2-<^・ci
CH5,
7.8X10-3
[C14H29-N+（CH3）3]-C1-
3.5X10-3
[C|6H33-N+（CH3）3]-C1-
9.2X10-4
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
烷基季铉盐
含杂原子的季铉盐含有苯环的季住盐含杂环的季铉盐
III
5.2.5胺盐型
5.2.6咪卩坐卩林盐
合成阳离子表面活性剂的主要反应是N-烷基化反应,
其中叔胺与烷基化试剂作用，生成季铉盐的反应也叫做季
III
铉化反应。
5.2.1烷基季铉盐的合成
•烷基季铉盐是季铉盐型阳离子表面活性剂的重要品种之一
•结构特点：
氮原子上连有四个烷基
III
•烷基季银盐的合成方法主要有三种
-由高级卤代烷与低级叔胺反应制得-由高级烷基胺和低级卤代烷反应制得
-甲醛一甲酸法
RX+：
N—R3►
R2
Ci2H25Br+（CH'XN°。
潔°
水介质
•X
CI6H33Br+（CH3）3N
A[c12H25~N（CH3）（].Br-1231阳离子表面活性剂号
1631阳离子表面活性剂
•卤离子的影响：
当烷基相同时，卤代烷的反应活性顺序为:
R-I>R-Br>R-C1
•烷基链的影响：
卤原子相同时，烷基链越长，反应活性越弱
5.2.1.2高级烷基胺与低级卤代烷反应
•由高级脂肪族伯胺与氯甲烷反应先生成叔胺，再进一步经季
乳胶防粘剂DT
纤维柔软剂CTAC
•以椰子油或大豆油等油脂的脂肪酸为原料，经脱水、催化加氢还原制得脂肪族伯胺
・伯胺再与甲酸和甲醛溶液反应得到二甲基烷基胺
■II
・叔胺与氯甲烷反应便可制得烷基季铉盐阳离子表面活性剂
NH3HQHnO
RCOOHRCOONH4—=__RCONH、一-_►RCN
360°C-360°C
150°C,136大气压
RCN+2H,►RCH^NHo
莫尼镣催化加氢'
RNH2+2HCHO+2HCOOH™^R-N/CH3+2"+2HQ
-加热、CH3一・
R-\CH3+CH,C1
CH3
cr
•反应历程:
RCH2NH2+HCHOKRCH2NHCH2OH耍冬RCH2N=CH2
ch3
HCOOH还原再缩合丨•脱水
RCFLNHCH,=--RCH^N—CHOH―丄「一CO?
-HCHO"~
CH3Co
rcHl艇CH2hcooh还原*rchM3
---CO2_、CH3
・副产物：
中间产物薛夫碱在一定条件下有可能发生异构化,并水解生成醛和甲胺
异构化.水解
RCH°N=CH,、=RCH=N-CHz►RCHO+CH^NH,
-」+HoO~-
表5-7甲醛一甲酸法合成的部分烷基季铉盐
结构通式
商品名称
主要应用
[CI2H25-N+（CH3）3]-X-
乳胶防粘剂DT
浮选剂、
杀菌剂
[Ci6H33-N+（CH3）3]-X-
1231阳离子表面活
性剂
纤维柔软剂CTAC
1631阳离子表面活
性剂
Hyamine3258
抗静电剂、杀菌
纤维柔软剂
纤维柔软剂、直
接染料固色剂
杀菌剂
5.2.2含杂原子的季铉盐
III
•指疏水性碳氢链中含有0、N、S等杂原子的季钱盐，即含有酰胺键、醍键、酯键或硫醍键的表面活性剂
5.2.2.1含氧原子
in
in
•含氧原子的季铉盐多是指疏水链中带有酰胺基或醍基的季铉盐
■II
1.含酰胺基的季铉盐
•酰氯与胺反应制备含有酰胺基的叔胺，最后进行季铉化反应
3Ci7H33COOH+PC13-Na°H->3C17H33COC1+H3PO4
I
C2H5
SapamineMS
/C2H5苻5
Ci7H^CONHCH^CH^N+（CH3O）^SO^►CI7H3?
CONHCH9CH?
N-CH^-ch3so；
'C2H5J~
•脂肪酸和伯胺直接进行N-酰化反应
140〜170C,No
2CI7h35cooh+H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2_w—=
O
CH.-CH-CH.C1
Ci7H^CONHCH-.■■■110〜120°C
®Q
C17H35CONHCH2CH2NHCH2CH2NHCOC17H35-cr
CHlCH-CH,
~、。
/・
柔软剂ES
[C!
8h37och2n+（ch3）3]5.2.2.2含氮原子
-在亲油基团长链烷基中含有氮原子的表面活性剂
CHtch3
I苯溶剂300份I+.
CioH^i—N-CH2CH^Br+N（CH^）3►[CI0H2jNCH2CH2-N（CH3）3J.Br
120°C,压力，I2h
N-甲基-N-十烷基氨基乙基三甲基漠化铉
CH3
I+一
[CI2H25-N-ch2ch2-N（CH3）3]・I
5.2.2.3含硫原子
•先要制备长链烷基甲基硫醍的卤化物，并以此为烷基化试剂进行季铉化反应。
C12H25SH+HCHO+HC1_足0AC12H25SCH2CI
C19H95SCH2CI+N（CH3）3不溶剂35°份-[CqH?
5SCH,N（CH3）3].C「
…70~80°C,2hr~
•品种举例
+-—+
[C12H25-s-CH2-N（CH3）2]-Cl[CI2H25-S-CH2-N-（CH3）2J-Cl
C12H25ch2ch2oh
5.2.3含有苯环的季綾盐
•合成中引入芳环的主要方法：
用氯化茉作烷基化试剂与叔胺反应
•氯化茉是由甲苯的侧链氯化反应制得
5.2.3.1洁尔灭
•化学名称：
十二烷基二甲基茉基氯化铉，又叫1227阳离子表面活性剂
•性质：
易溶于水，呈透明溶液状•用途：
主要用于外科手术器械、创伤的消毒杀菌和农村养
蚕的杀菌•合成:
•新洁尔灭：
十二烷基二甲基节基漠化铉•杀菌性能更加优异
・合成：
由氯化苯先与六次甲基四胺反应，得到的中间产物再先后与甲酸和漠代十二烷反应制得的
C1+（ch2）6n4
C|?
H25Br
40〜60°C
n（ch2）2
+4HCOOH
水解
CH2[（CH2）6N4]C1
5.2.3.2NTN
•化学名称：
N,N-二乙基-（3-甲氧基苯氧乙基）苯基氯化铉
・应用：
杀菌剂
•合成：
ch3o
•分子中疏水基团部分含有磺酰胺基团
cn-&Jh2+CHXn-h也冬cn-ch=ch2-n/CH3—h2nch2ch2ch2-CH3Z、CH3加氧还原、CH3
R'-CH-CH3zCH3
季铉化
—_url~~R'—gH—SChNH（CH2）3N
ch3
I+
品3CH3
-ch-so2nh（ch2）3—n-ch2
ch3ch3
ch3
OCH.CH.OCH.CH.-N-CH
ch3
田0,20mL
NaOH,22g
CH?
+cich2ch2och2ch2cimmc
6.5h
CHaCHa
II
ch3-c-ch2-c—
CH3ch3
OCH2CH2OCH2CH2C1
对叔辛基苯氧乙基氯乙基醜（I）
CH3、
I+
CH3/
油浴加热’回流famine1622
120〜135C
I5.5h
5.2.4含杂环的季铉盐
5.2.4.1含有吗嚇环的季铉盐
・合成：
先在特定的化合物中引入吗嚇环，再经季铉化反应制得
CH’CH,
/匕
R-NO+CH3OSO2OCH3
'ch’ch/
JJ
+/CH2CH2x
aC|6H33—NO.HC1.CH3OSO^O~
LIXCH2CH2Z」
ch3
N-甲基-N-+六烷基吗嚇甲基硫酸酯盐
•合成实例
CH,
OCH2CH2OCH2CH2C1
u/\100〜120C回流7h『
HINUa
\/
OCH2CH2OCH2CH
成盐
55一。
5皿
C2H5
•仲胺与双（2-氯乙基）醍反应可以一步合成季铉化的吗卩林衍
III
生物。
生成的吗卩林季铉盐可以作为润湿剂、洗净剂、杀菌
剂，还可用作润滑油的成分之一。
•利用类似的反应，由脂肪族伯胺同双（2-氯乙基）硫醍反应,
生成烷基硫代吗卩札脂肪族仲胺同双（2-氯乙基）醍反应，
C1CH2CH2x~
RNH2+/\/
C1CH2CH/N一
R2NH+
CICH2CH2x
cich2ch/
R
R—N+S•Cl
•合成：
方法与含吗嚇环的产品十分类似
I
对叔辛基苯氧乙基-N-苯基哌嗪-N-乙基醜氯化物
•可以用作分散剂、润湿剂和固色剂
•其代表品种：
C12H25—
.ci
c16H33-<
.ci
氯化十二烷基毗呢
氯化十六烷基毗呢
漠化十六烷基毗喧
C17H35CONHCH2N\
氯化硬脂酰甲胺基毗嗟
•合成：
卤代烷与毗晾或烷基毗喧在加热条件下反应
•合成举例：
漠代十六烷与毗晾在140〜150°C下反应5小时生成漠化十六烷基毗喧，冷却后得到肥皂样的无色块状产品
5.2.4.4含卩奎嚇环的季铉盐
・合成：
由嗟卩林或异哇卩林和卤代烷反应制得
・实例：
IsothanQ系列产品是卤代烷与异哇卩林反应制得
结构通式:
•合成方法:
成环
n-ch2一
R—C"I
XN-CH.-
/C^H4OH
R*
成环和季铉化
RCOOH+H2NCH2CH2NHCH2CH2OH—
RC。
-NHC5理
HOCH2CH2NH
酮式
•C1
150-180°C
-R是含8〜22个碳原子的长链烷基
-R1是低级烷基或苯基等
HOCH2CH2NH
CH2CH2OH
ARCO-NHCH.CH.或RC-N，
Akch2ch2nh2
rc=n-ch2
OH
h-n-ch2
CFLCHrOH
烯醇式
oh^n-ch2
II-I
R-C—N-CH2
I
CHnCHoOH
N—CH,aR—C"I一H^O'n-ch,
成环I-
CHoCHQH
250-300X?
-季铉化
III
•实例：
以十四酸为原料，经成环并与氯化苯反应成盐制
得的产品是一种强力杀菌剂
-ZN-CH2C13H27—C、+I
-n-ch2
HOCH2CH2/'ch?
5.2.4.6含其它杂环的季铉盐
1-含噁卩坐环的季铉盐
・结构类型：
，亠L
长链烷基连接在噁嗖环的2一位巴-长链烷基直接连接在噁嗖环的氮原子上
R=c9H19~cI3h27,cI2h25~c16h33
R'=H.CH3
x-=乙酸，乳酸
•特点：
在碱性条件下易开环形成开链季铉盐表面活性剂
■II
2.含嚙哩环的季铉盐
.合成：
由取代的n密哩与卤代烷反应合成
III
.实例：
4-氨基-5-苯基卩密哩和卤代烷反应生成的季铉盐
・特点：
结构较为稳定，不易分解。
5.2.5胺盐型
5.2.5.1长链烷基伯胺盐酸盐
•合成：
用长碳链的伯胺与无机酸的反应制得
・原料：
以椰子油、棉籽油、大豆油或牛脂等油脂制得的胺类的混合物。
RNH2+HC1——-RNHvHCl
•产品种类不多，目前市售商品主要是Priminox系列
表5-8Priminox系列商品结构及牌号
C12H25NH（CH2CH2O）nCH2CH2OH
n
0
4
14
24
商品牌号
Priminox43
Priminox10
Priminox20
Priminox32
•合成方法:
C^H^Br+H2N（CH2CH2O）ipH2CH2OHCj^^s^CH.CH^O^CH^CH^OH
O
/\
C.HfNH,+（n+l）CH.—CHoC|°H”NH（OLCH）0）£H,CHQH
5.2.5.3叔胺盐
•重要品种
-亲油基中含有酯基的Soromine系列
-含有酰胺基的NinoI、Sapamine系列
1.Soromine系列
A,是战后由IG公司开发生产的，其
•重要品种为Soromine
国内商品牌号为乳化剂FM
•具有良好的渗透性和匀染性
zCH2CH2OH
C17H35COOCH2CH2—n[
'CH.CH’OH
JJ
•合成：
由脂肪酸和三乙醇胺在160〜180°C下长时间加热缩合制得
160T80C
C17H35COOH+N（CH2CH2OH）3►CI7H35COOCH2CH2N（CH2CH2OH）2
•Soromine系列其它产品:
SoromineDB、SoromineAF和SoromineA等。
CI7H35COOCH2CH2N（C4H9）2
SoromineDB
C17H35COOCH2CH2NHCH2CH2O（CH2CH2O）2^3H
SoromineAF
C|7H35CONCH2COOCH2CH2N（CH2CH2OH）2
ch3
SoromineA
2.
•结构通式
Ninol（尼诺尔）系列
zCH2CH2OH
RCON，
ch2ch2oh
性能：
长碳链烷基和酰胺键相连，抗水解性能较好
合成方法：
由脂肪酸与二乙醇胺反应制得
11!
U!
CI7H35COOH+HN（CH2CH2OH）2
150〜175°C
一H，O
J
AC!
7H35CON（CH2CH2OH）2
3.Sapamine系列
•结构通式：
C17H33CONHCH2CH2N（C2H5）2HX
・特点：
分子中烷基和酰胺基相连，不易水解
•用途：
主要用作纤维柔软剂和直接染料的固色剂等
•根据成盐所使用的酸不同，可以得到不同牌号的产品。
HX
CH.COOH
HC1
CH3CHOHCOOH
商品牌号
SapamineA
SapamineCH
SapamineL
■II
表5-9Sapamine主要产品
•合成：
油酸与三氯化磷反应生成油酰氯，再与N,N-二乙基乙二胺缩合，最后用酸处理制得
缩合
C17H33COCI+H2NCH7CHoN（C7H5）7►C17H33CONHCH?
CH9N（C7H5）9
-—HC1~」
酸处理
►C17H33CONHCH2CH2N（C2H5）2-HX
5.2.5.4阿柯维尔系列产品
•代表品种:
AhcoveIF和AhcoveIGo
160〜18（TC
-h2o
•AhcoveIF:
是一种纤维柔软剂
c17h35cooh+h2nch2ch2nhch2ch2nh2
Ci7H35CONHCH2CH2NHCH2CH2NH2
o
-4NH3舞2HC1.
180-190°C中和
II
2C!
7H35CONHCH2CH2NHCH2CH2NH2+2H2N-C-NH2
C）7H35CONHCH2CH2N—ch2ch2-nh
C=OC=O-2HC1
I、\
C[7H35CONHCH2CH2N-CH2CH2一NH
AhcoveIF
•AhcovelG是一种溶于水的纤维柔软剂，它比AhcovelF的耐热性和耐日光性好，长时间保存不变黄、不发臭，性质
稳定
-结构通式：
Cl7H35CONHCH2CH2N-ch2ch2oh
f=NH・2CH3COOH
Ci7H35CONHCH2CH2N—ch2ch2oh
•其合成路线如下：
cI7h35cooh+H2NCH2CH2NHCH2CH2OH■cI7h35conhch2ch2nhch2ch2oh
NH?
185〜190°C
2CI7H35CONHCH2CH^NHCHoCH^OH+hn=c•co—:
A
-~-XNH.—2NH3
2CH3COOH
:
►
Cj7H35CONHCH2CH2N-ch2ch2oh
C-NH.2CH3COOH
C]7H35CONHCH2CH2N—ch2ch2oh
•类似产品：
分子中含有硫原子，既可溶于水又可溶于酸,用作蛋白质纤维的处理剂具有防虫蛀作用
nh2
2C!
1H23CONHCH2CH2NHCH2CH2OH+S=C〔
xnh2
185—190°C
A
-2NH3
中和
（酸处理）
C]|H23CONHCH2C
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