摘 要：阴离子Gemini表面活性剂具有优良的乳化性、发泡性、去污能力、耐盐性、分散性、易生物降解性， 在日用化工、三次采油、金属防护、环境保护、新型材料等领域具有广泛的用途。研究综述了磺酸盐型和羧酸盐型Gemini表面活性剂的分类、合成及应用， 展望了新型阴离子Gemini表面活性剂的发展前景。
关键词： 阴离子； Gemini; 表面活性剂； 合成；
Abstract: Anionic Gemini surfactants have excellent emulsifying, foaming, stain removal, salt tolerance, dispersion and biodegradability, which are used widely in daily chemicals, tertiary oil recovery, metal protection, environmental protection, new materials and other fields. This review summarized the classification, synthesis and applications of sulfonate and carboxylate-based anionic Gemini surfactants, and the development of new anionic Gemini surfactants was prospected.
Keyword: anionic; Gemini; surfactants; synthesis;
双生表面活性剂、孪连表面活性剂又称双子表面活性剂 （Gemini surfactant） , 常见Gemini表面活性剂是通过一个桥联基将两个疏水链、两个亲水基或接近亲水基连接在一起而形成的一类新型表面活性剂[1].Gemini表面活性剂分子中至少含有两条疏水基、两个亲水基和桥联基团， Gemini表面活性剂可以竖直紧密排列于界面之间， 具有高表面活性和界面性能， 抗盐、抗沉积、耐温耐盐性好， 在石油开采方面具有广泛的应用[2];此外Gemini表面活性剂溶液具有良好的增溶和增流作用、湿润性能好、Kraff点低以及吸附量低等优点， 可作为洗涤剂、柔软剂、分散剂、印染固色剂、乳化剂、润湿剂等广泛应用于日化、皮革、纺织、造纸、农业及新型材料等领域[3-5].
阴离子Gemini表面活性剂是一类具有阴离子亲水性基团的双子表面活性剂， 具有乳化能力强、润湿反转能力强、界面活性高、吸附量少、易生物降解等特殊优势， 且阴离子Gemini表面活性剂种类多、生产原料易得可以广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂使用[6-9].常见阴离子Gemini表面活性剂的主要有磺酸盐型、羧酸盐型、磷酸盐性、硫酸酯盐型等， 文章主要对磺酸盐型和羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的合成和应用进行了综述， 对新型阴离子Gemini表面活性剂的发展趋势进行了分析和展望。
1、 磺酸盐型阴离子G e m i n i表面活性剂的分类、合成及应用
磺酸盐Gemini表面活性剂是一类具有阴离子亲水基团的磺酸盐型Gemini表面活性剂， 常见的磺酸盐Gemini表面活性剂按照疏水链的组成不同主要分为脂肪族磺酸盐和芳香族磺酸盐两类， 脂肪族磺酸盐合成方法是先合成中间体二元醇或二元胺， 再用1, 3-丙烷磺内酯对二元醇 （胺） 进行磺化盐化反应制得磺酸盐Gemini表面活性剂[10-12].其常见的合成路线见图1.
芳香族磺酸盐的合成方法是以1, 2-二溴乙烷和对氨基苯磺酸先合成中间体磺酸盐， 再和卤代长链烷烃经胺化在碱性条件下反应制得芳香族磺酸盐Gemini表面活性剂[13].其常见的合成路线见图2.
图1 脂肪族磺酸盐Gemini表面活性剂的合成
图2 芳香族磺酸盐Gemini表面活性剂的合成
磺酸盐Gemini表面活性剂是阴离子Gemini表面活性剂中产量最大的一类产品， 具有润湿性与乳化性好， 界面活性强、与原油配伍性好、在砂岩表面上吸附少， 以及生产工艺简单、原料易得、成本较低、易工业化生产的优势， 广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂， 因此被广泛应用于石油、纺织工业、金属清洗及防护、日用化工、皮革工业和新型复合材料的制备等领域[14].
2、 羧酸盐型阴离子G e m i n i表面活性剂的分类、合成及应用
羧酸盐型Gemini表面活性剂分子是一种通过共价键将两个羧酸盐表面活性剂单体连接而成的阴离子Gemini表面活性剂， 目前合成方法之一：主要为选取不同碳链长度的环醚和醇反应得到二元醇， 再加入卤代羧酸连接基团后最后利用Williamson醚化反应得到羧酸盐Gemini表面活性剂[15-17].其常见的合成路线见图3.
另外有研究表明以邻苯二甲酸和多元胺伯胺为原料进行酰化反应， 再以卤代烃为连接基进行烷基化反应， 最后加入肼和卤代乙酸钠， 制得含有四个羧基的羧酸盐Gemini表面活性剂， 所得产物的产率高达95%以上， 表面活性显着提高， 具有很好的应用前景[18].四个羧基的羧酸盐Gemini表面活性剂的合成路线见图4.
此外， 以含氧杂环、二硫醇、三聚氰胺等化合物为原料也可以作为连接链合成具有环状结构的新型杂原子羧酸盐Gemini表面活性剂[19-21], 所得产物结构见图5.
图3 常见羧酸盐型Gemini表面活性剂的合成
图4 四个羧基羧酸盐Gemini表面活性剂的合成
图5 新型杂原子类羧酸盐Gemini表面活性剂
羧酸盐型Gemini表面活性剂两个羧酸盐的存在抑制了表面活性剂因有序聚集而产生的静电斥力， 其Krafft点较低， 具有较低的临界胶束浓度， 亲水性显着， 发泡能力和稳泡能力良好， 容易形成泡沫， 羧酸盐型Gemini表面活性剂主要应用在油气开采、环境保护技术、金属电镀防腐、日用化学等领域， 在胶体和表界面化学研究方面应用前景广阔[22-25].
3、 分析与展望
目前， Gemini表面活性剂的需求量不断增加， 但Gemini表面活性剂的研发还存在种类较少、反应过程复杂、产品分离提纯杂质较多、生产成本高等问题， 导致其规模化生产和应用受到一定限制， 后期针对新型阴离子Gemini表面活性剂的研究应加大以下方面的探索：
（1） 应注重有机合成机理的研究， 建立实验模拟合成研究方法， 探索设计合理简单可行的合成方法和步骤；
（2） 注重天然绿色原料的选择， 使产品结构向绿色、无毒、天然易降解的方向拓展；
（3） 在合成条件上可采用新型超声振荡、微波辐射、紫外光照等条件下进行Gemini表面活性剂的有机合成， 缩短反应时间的同时提高产品的纯度和合成效率；
（4） 要注重新型复合结构的Gemini表面活性剂的合成及研发、实现阴离子Gemini表面活性剂与其它类型合成表面活性剂复配， 进一步提高合成表面活性剂的性能和应用领域， 拓宽Gemini表面活性剂在更多领域的开发价值和应用前景。
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