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基本信息

項(xiàng)目名稱：
新型不對(duì)稱Gemini表面活性劑的合成及其超分子自組裝行為研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
新型不對(duì)稱Gemini表面活性劑的合成及其超分子自組裝行為研究
詳細(xì)介紹：
新型不對(duì)稱Gemini表面活性劑的合成及其超分子自組裝行為研究

作品專業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

本作品以α-溴代十四酸乙酯，4-烷基苯酚為原料，經(jīng)醚化，磺化及皂化反應(yīng)等步驟制備一種-COONa和-SO3Na為兩個(gè)非對(duì)稱親水基的Gemini表面活性劑，并研究該不對(duì)稱Gemini表面活性劑的界面性質(zhì)及其在水溶液中的超分子自組裝行為。該研究為Gemini表面活性劑的合成及應(yīng)用提供思路和參考數(shù)據(jù)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

Gemini表面活性劑表現(xiàn)出很高的表面活性和復(fù)雜的自組織行為已經(jīng)引起研究者的廣泛關(guān)注，但分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的Gemini表面活性劑，尤其是兩個(gè)親水基均為陰離子的Gemini表面活性劑還很少見(jiàn)。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本作品研究的不對(duì)稱Gemini表面活性劑具有非常低的臨界膠束濃度和較低的表面張力，在水溶液中能夠自發(fā)形成囊泡超分子結(jié)構(gòu)，且囊泡尺寸可通過(guò)改變pH值來(lái)調(diào)控。該不對(duì)稱Gemini表面活性劑合成路線簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能優(yōu)異，這些特點(diǎn)為其在三次采油，制藥及紡織等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文制備了兩種不對(duì)稱陰離子Gemini表面活性劑。考察了醚化反應(yīng)的條件，并用紅外光譜和核磁共振表征了中間體及目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。采用吊片法測(cè)定了目標(biāo)產(chǎn)物的表面活性，其表面張力最低可降至26mN/m左右，臨界膠束濃度（CMC）達(dá)1×10-6mol/L數(shù)量級(jí)，比相應(yīng)常規(guī)單鏈表面活性劑的CMC低3個(gè)數(shù)量級(jí)，體現(xiàn)出Gemini表面活性劑優(yōu)異的表面活性。此外，通過(guò)透射電鏡觀察該表面活性劑在水溶液中能自發(fā)形成直徑大約在100-300nm的囊泡，通過(guò)改變?nèi)芤旱膒H值，可逆地發(fā)生了囊泡聚集現(xiàn)象。這些結(jié)果表明該表面活性劑可能作為細(xì)胞膜和藥物輸送體系的模型而具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

獲獎(jiǎng)情況

以該研究為基礎(chǔ)的論文發(fā)表在Chemistry Letters。Feng Yan, Ming Huo, Mingxia Wang, Haibin Yao, Synthesis of a Novel Asymmetric Gemini Surfactant and pH-controlled Vesicle Aggregation, Chemistry Letters, 2009, 38(4):316-317, SCI，IF：1.478

鑒定結(jié)果

優(yōu)秀

參考文獻(xiàn)

[1] Feng Yan, Ming Huo, Haibin Yao, Synthesis of a Novel Asymmetric Gemini Surfactant and pH-controlled Vesicle Aggregation, Chemistry Letters, 2009, 38(4):316-317 [2] 周天華, 游毅, 趙劍曦.Heterogemini表面活性劑的合成. 精細(xì)化工, 2007, 24(1): 34-38

同類課題研究水平概述

Gemini表面活性劑是當(dāng)前受到廣泛關(guān)注的新型兩親分子[1-4]。通常研究的Gemini分子是通過(guò)聯(lián)接基團(tuán)將兩個(gè)相同的普通表面活性劑分子的親水頭基以化學(xué)鍵方式聯(lián)接在一起，即分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱的Gemini表面活性劑。這類表面活性劑表現(xiàn)出很高的表面活性和復(fù)雜的自組織行為。Gemini表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的獨(dú)特之處在于選擇聯(lián)接鏈在其頭基處，而由此造成的頭基區(qū)(包括離子頭和聯(lián)接鏈)變化是Gemini表面活性劑產(chǎn)生新穎自組織行為的奧妙所在，更多地拓展頭基區(qū)的內(nèi)涵成為深入研究Gemini表面活性劑的關(guān)鍵。 當(dāng)前，分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的Gemini表面活性劑（AsymmetricGeminis，包括不同頭基和/或不同長(zhǎng)度的烷烴主鏈）逐漸引起人們的關(guān)注。潘忠穩(wěn)等[5]報(bào)道了一種含兩條不等長(zhǎng)碳鏈的不對(duì)稱陽(yáng)離子Gemini表面活性劑的合成（離子頭為陽(yáng)離子-陽(yáng)離子），并用電導(dǎo)率法測(cè)定其臨界膠束濃度（CMC）為1.93×10?4mol/L；趙劍曦[6]等報(bào)道了一種由一個(gè)亞甲基聯(lián)接羥基和季銨基，且?guī)蓷l不同長(zhǎng)度烷烴鏈的不對(duì)稱Gemini表面活性劑，并研究了該表面活性劑在氣-液界面的吸附動(dòng)力學(xué)；Jaeger等[7]報(bào)道了一種同時(shí)具有羧酸鹽和季銨鹽的陰離子-陽(yáng)離子Gemini表面活性劑，并發(fā)現(xiàn)它能形成囊泡自組裝體；Alami等[8]報(bào)道了一種以羥基和甲基封端的聚乙二醇為不對(duì)稱親水頭基的Gemini表面活性劑（非離子-非離子型）與環(huán)糊精及羥丙基--環(huán)糊精之間的相互作用；進(jìn)一步，他們又將該不對(duì)稱表面活性劑的羥基親水頭進(jìn)行修飾，轉(zhuǎn)換成硫酸酯鹽，獲得以硫酸酯鈉和甲基封端的聚乙二醇為不對(duì)稱親水頭基的Gemini表面活性劑（陰離子-非離子型），考察了不同分子量的聚乙二醇對(duì)Gemini表面活性劑表面活性及膠團(tuán)化行為的影響，同時(shí)還研究了其在硅表面的吸附行為，發(fā)現(xiàn)隨著聚乙二醇鏈長(zhǎng)的增長(zhǎng)其最大吸附量下降[9]。 盡管如上所述，不對(duì)稱的Gemini表面活性劑因具有許多獨(dú)特的性質(zhì)近年已經(jīng)引起了研究者們的廣泛關(guān)注，但由于其不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，合成和純化困難，因此種類并不多，尤其是具有不對(duì)稱雙陰離子頭的Gemini表面活性劑鮮有報(bào)道。
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