十二醛縮甘油衍生物的合成及其表面活性劑性能的研究.pdf

1、生物柴油作為可再生的替代能源，因其環(huán)境友好和原料可再生等優(yōu)良性能而被人們廣泛關(guān)注、研究和使用。生物柴油產(chǎn)量的增加，造成了副產(chǎn)物粗甘油的大量過剩，不僅影響了甘油市場的供需平衡，而且對生物柴油工業(yè)的經(jīng)濟(jì)可行性造成了影響。鑒于此，如何將粗甘油進(jìn)行高值化轉(zhuǎn)化利用，成為人們思考和研究的熱點(diǎn)。近年來，以甘油作為平臺分子，通過氧化、加氫、酯化和醚化等方法轉(zhuǎn)化甘油合成高附加值化學(xué)品的研究很多。
　　甘油作為親水基，可以通過轉(zhuǎn)化合成新型的綠色表面活

2、性劑。表面活性劑是一類人們在日常生活和工業(yè)中必不可少的精細(xì)化學(xué)品，被譽(yù)為“工業(yè)味精”。隨著人們對能源、環(huán)境和健康的持續(xù)關(guān)注，以可再生生物質(zhì)為原料合成具有可降解性的環(huán)境友好型綠色表面活性劑成為當(dāng)下以及未來表面活性劑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
　　甘油和長鏈脂肪醛可以通過縮醛反應(yīng)合成可降解的脂肪醛縮甘油化合物。本文以脂肪醛縮甘油作為疏水性中間體合成了三個脂肪醛縮甘油衍生物表面活性劑，并對其表面活性劑性能進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)論總結(jié)如下

3、：
　　1.以十二醛縮甘油和乙酸酐作為起始原料，在乙酸鈉的催化下合成十二醛縮甘油乙酸酯，利用紅外光譜、氣相色譜分析、氣質(zhì)聯(lián)用分析和元素分析對產(chǎn)物進(jìn)行了定量分析和結(jié)構(gòu)表征，通過考察不同反應(yīng)因素對十二醛縮甘油乙酸酯產(chǎn)率的影響，優(yōu)化得到的反應(yīng)條件為：催化劑的加入量為1.0 mol％，n(十二醛縮甘油):n(乙酸酐)=1:2，110 oC反應(yīng)3 h，產(chǎn)率為97.9%。
　　2.以十二醛縮甘油為起始原料，利用三氧化硫吡啶絡(luò)合物作為硫酸

4、化試劑，通過硫酸化、中和反應(yīng)得到十二醛縮甘油硫酸鈉（GlyAcS）。通過紅外光譜、ESI質(zhì)譜分析、元素分析對產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，利用陰離子活性物滴定法計(jì)算產(chǎn)率，確定了最佳的硫酸化條件為：四氯化碳為反應(yīng)溶劑，n(十二醛縮甘油):n(三氧化硫吡啶)=1:1.2，45 oC反應(yīng)4 h，產(chǎn)率為82.6%。
　　3.以十二醛縮甘油和馬來酸酐為起始原料，利用乙酸鈉為催化劑，使二者發(fā)生酯化反應(yīng)，后經(jīng)亞硫酸鈉磺化得到產(chǎn)物十二醛縮甘油磺基琥珀酸單酯

5、二鈉鹽（GlyAcSS），通過紅外光譜、ESI質(zhì)譜分析、元素分析對產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，利用酸值、皂化值滴定計(jì)算酯化反應(yīng)過程中十二醛縮甘油的轉(zhuǎn)化率，確定酯化反應(yīng)的最佳條件：催化劑乙酸鈉的量為1.0 mol%，n(十二醛縮甘油):n(馬來酸酐)=1:1.2，80 oC下反應(yīng)4 h，轉(zhuǎn)化率為96.3%。
　　4.以十二烷基苯磺酸鈉（LAS）作為參照，評價(jià)測試了所得產(chǎn)物的表面活性劑基本性能，如Krafft點(diǎn)、表面張力、發(fā)泡、乳化、增溶、鈣

6、皂分散以及耐鹽能力。得到以下幾個主要結(jié)論：GlyAcS和GlyAcSS都具有較低的Krafft點(diǎn)，均為零度以下；GlyAcS和GlyAcSS在降低表面張力方面表現(xiàn)優(yōu)異，分別為cmc=9.99×10-4 mol/L，γcmc=26.76 mN/m和cmc=4.67×10-4 mol/L，γcmc=26.93 mN/m，均優(yōu)于LAS；鈣皂分散能力方面，GlyAcS（4%）的能力要優(yōu)于GlyAcSS（28%）和LAS（29%）；在發(fā)泡能力、增