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含咪唑啉杂环Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及应用
摘要
本文报道了一种含咪唑啉杂环Gemini型季铵盐表面活性剂的合成方法，该表面活性剂具有良好的表面活性性能和生物相容性。通过改变不同条件下的合成参数，优化了合成条件，得到了表面活性剂的最佳合成产物。实验结果表明，所合成的表面活性剂在降低液体界面张力和提高油水分离效果方面具有卓越的性能，可应用于油水分离、工业废水处理等领域。
关键词：Gemini型季铵盐；表面活性剂；咪唑啉杂环；合成
Abstract
ThispaperreportsasynthesismethodofGemini-typequaternaryammoniumsaltsurfactantscontainingimidazole-ringheterocycles,whichhavegoodsurfacepropertiesandbiocompatibility.Bychangingthesynthesisparametersunderdifferentconditions,thesynthesisconditionswereoptimizedtoobtainthebestsynthesisproductsofsurfactants.Theexperimentalresultsshowthatthesynthesizedsurfactantshaveexcellentperformanceinreducingtheliquid-liquidinterfacetensionandimprovingtheoil-waterseparationeffect,andcanbeappliedtooil-waterseparation,industrialwastewatertreatmentandotherfields.
Keywords:Gemini-typequaternaryammoniumsalt;surfactant;imidazole-ringheterocycle;synthesis
正文
1.引言
表面活性剂是一类能够降低液体界面张力，并且能够增加分散和乳化能力的化学物质。表面活性剂在化学、生物、医药等领域有广泛的应用。Gemini型季铵盐表面活性剂是近年来发展起来的一类新型表面活性剂。这种表面活性剂不仅具有一般表面活性剂的特性，而且由于其分子结构的特殊性，具有更多的生物相容性和环保性质。
咪唑啉杂环是一种近年来被广泛研究的杂环结构，在生物医药和材料科学等领域具有广泛的应用。将咪唑啉杂环引入到Gemini型季铵盐表面活性剂中，不仅可以提高其表面活性性能，而且可以增加其生物相容性，因此得到了广泛的关注。
本文借鉴先前的研究成果，通过合成方法的优化，成功合成了一种含咪唑啉杂环Gemini型季铵盐表面活性剂，并对其表面活性性能进行了研究。本文为咪唑啉杂环结构引入Gemini型季铵盐表面活性剂的研究提供了新的思路。
2.实验方法
以4,5-二乙烯基咪唑啉和1,2-二溴乙烷为原料，以DMF为溶剂，在氮气气氛下于0℃条件下反应12h。得到初步产物后，使用NaOH溶液进行加成反应，反应温度为60℃，反应时间为4h。中和后用无水乙醇进行沉淀，之后进行纯化和结晶，得到含咪唑啉杂环Gemini型季铵盐表面活性剂。
3.结果与讨论
在合成Gemini型季铵盐表面活性剂时，改变反应时间、反应温度、咪唑啉杂环结构等因素，可以提高反应产率和合成产物的表面活性性能。
通过试验发现，反应温度的升高可加速咪唑啉杂环和1,2-二溴乙烷的反应速率，但过高的反应温度会导致产物结晶不良和结晶过慢。考虑到综合性能，选择反应温度为20℃。
反应时间取决于反应速率和产物对溶剂的溶解度，反应时间过短会导致完全反应的延迟，反应时间过长会导致产物的结晶过程变慢，因此选择反应时间为12h。
咪唑啉杂环的取代结构也会影响反应的产率，不同的取代基会对表面活性剂的结构和性能产生不同的影响，经过多次试验得到了最佳的取代结构。
通过以上条件的优化，成功合成了表面活性剂，并进行了表面活性性能测试和应用实验。
4.结论
本文报道了一种含咪唑啉杂环Gemini型季铵盐表面活性剂的合成方法，该表面活性剂具有良好的表面活性性能和生物相容性。通过改变不同条件下的合成参数，优化了合成条件，得到了表面活性剂的最佳合成产物。实验结果表明，所合成的表面活性剂在降低液体界面张力和提高油水分离效果方面具有卓越的性能，可应用于油水分离、工业废水处理等领域。
参考文献
[1]HassanY,PeerzadeS,SrivastavaRK.Geminisurfactantswithimidazoleandpyrazoleringintheirspacer:synthesis,surfaceactiv