Е.Д. Щукин, А.В. Перцов, Е.А. Амелина - Коллоидная химия (другой скан) (1157043), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Таким соединениям свойственна более быстрая разлагаемость в биосфере (рис. П-28, кривая 2). В этом случае сырьем для алкилирования бензола служат нормальные парафины, которые выделяют, в частности, из низкокипящих (керосиновых) фракций нефтей. К данной ~рупие ПАВ относятся также пропил- и бутилнафталинсульфонаты натрия (некали). Ал к ил с ул ьф ат ы — соли эфиров серной кислоты; общая формула КОБОзМе (К обычно Сю — Си). ПАВ этой группы весьма перспективны с экологической точки зрения (рис. П-28, кривая 3), но более дороги, чем алкиларилсульфонаты. Их можно получить как из высших жирных спиртов (ВЖС) сульфоэтерификацией с последующей нейтрализацией, так и из длинноцепочечных олефинов посредством прямого присоединения серной кислоты по двойной связи и последующей нейтрализации.
А л к и л с у л ь ф о н а т ы — КОзМе (К обычно Сш — Сто)— перспективная группа ПАВ, обладающих хорошим моющим действием в условиях различных рН и в жесткой воде, а также хорошей биоразлагаемостью. Их получают сульфохпорирован нем или сульфоокислением высших парафинов с последующей нейтрализацией. Среди перспективных анионных ПАВ следует назвать и олефинсульфонаты. К анионным ПАВ относятся также вещества, молекулы которых содержат другие типы анионных групп: фосфаты — соли неполных 115 эфиров фосфорной кислоты, различные соли тиосульфокислот, ксантогенаты, тиофосфаты и др. Анионные ПАВ используют как смачиватели, основные компоненты моющих средств (детергенты), пенообразователи; они являются главными мицеллообразующими (см. гл. У1) поверхностно-активными веществами с наибольшим объемом производства и ассортиментом.
Наиболее активно анионные ПАВ проявляют свои свойства в щелочных средах, хотя могут использоваться и в кислых, например при обработке металлов кислотами для снятия окисной пленки. Катиониые ПАВ диссоциируют в воде с образованием развитого органического катиона — носителя поверхностной активности. К ним относятся алифатические и ароматические амины (первичные, вторичные и третичные) и их соли, четырехзамещенные аммониевые основания, производные пиридина и др. Ж и р н ы е а м и н ы могут быть получены из алкнлгалогенидов в результате реакции с аммиаком (илн низшими аминами), из жирных кислот или их производных (амидов и аммониевых солей), а также в результате аммонолиза жирных спиртов. Амины диссоциирукгг и проявляют поверхностную активность преимущественно в кислых средах.
Высшие гомологи, например октадециламин, нерастворимы в воде, но являются маслорастворимыми ПАВ. Соли ч етв е рти ч н ы х а м м о н и е в ы х ос н о в а н и й [КХ(К')з[ Х (где К вЂ” Сц+ Сп,' К' — СНз, СгН5,'Х вЂ” С1, Вг) получают при взаимодействии высших аминов алифатического ряда с алкилгалогенидами, а также длинноцепочечных алкилгалогенидов с низшими третичными аминами. Соли пиридиновых оснований ©. к — сн — я получают при взаимодействии пиридина с алкилгалогенидами. Соли четырехзамещенных аммониевых и пиридиновых оснований растворимы как в кислых, так и в щелочных средах. При длине углеводородного радикала Сц + Сп они могут обладать сильным бактерицидным действием.
l 1!6 Катионные ПАВ используют в качестве ингибиторов коррозии, флотореагентов, бактерицидных, дезинфицирующих и фунгицидных средств; их применение пока ограниченно из-за относительно высокой стоимости. Соли пнридиновых оснований используют в текстильной промышленности как закрепители при окрашивании, а также для отделки готовых тканей.
Так, например, при обработке тканей для придания им способности не смачиваться водой используется зелан о Сп Нпо ннсн нс,н разлагающийся при термообработке с образованием гидрофобных нерастворимых в воде соединений. Амфолитные (амфотериые) ПА — соединения, содержащие в составе молекул оба типа групп: кислотную (чаще всего карбоксильную) и основную (обычно аминогруппу разных степеней замещения). В зависимости от рН среды они проявляют свойства как катионных ПАВ (при рН < 4), так и анионных (при рН 9 — 12).
При рН 4 — 9 они могут вести себя как неионогенные соединения. К этому типу ПАВ относятся многие природные вещества, включая все аминокислоты и белки. Примерами их синтетических аналогов могут служить алкиламинокнслоты — цетиламиноуксусная кислота С~6Н73ХН вЂ” СН7СООН и др. Производство таких веществ достаточно сложно и дорого, и они не получили пока широкого распространения в качестве ПАВ. К числ~ амфолитных относят и циттерионные ПАВ, например бетаины КХ (СНз)7СН7СОО с радикалом, содержащим 10 — 12 атомов углерода. Неионогеиные ПА — растворимые как в кислой, так и в щелочной среде соединения, не диссоциирующие в воде. Это, как правило, п р оду кты пр и с оеди пения окиси этил ен а к веществам с развитыми углевородными радикалами, а именно, оксиэтилированные первичные и вторичные жирные спирты КО(СНгСН70) Н, ,СНО(СНз)СН70)„Н; полиэтиленК~ К" гликолевые эфиры жирных кислот КСОО(СН7СН70)„Н; оксиэтилированные алкилфенолы КС6Н40(СН7СН70)„Н.
Здесь К вЂ” обычно С~ — Сэ,' и — среднее число оксиэтильных групп. Оксиэтилированию ыт могут подвергаться также сульфамиды, эфиры фосфорной кислоты и другие соединения. Оксиэтилированные жирные спирты легко разлагаются в биосфере. В отличие от них оксиэтилированные алкнлфенолы обладают плохой биоразлагаемостью, даже в случае использования алкильных радикалов с неразветвленной цепью. Неионогенные ПАВ применяют в текстильной и других областях промышленности.
Широкое использование оксиэтилнрованных ПАВ связано с увеличением добычи нефти: их вводят в растворы, закачиваемые в скважины при так называемом законтурном заводнении, что способствует оттеснению нефти из пласта к промысловой скважине (см. Ш. 2). Перспективными неноногенными ПАВ являются так называемые п л ю р о н и к и — блоксополимеры окиси этилена и окиси пропилена с молекулярной массой 2000 — 20 000, растворимость и поверхностная активность которых определяются соотношением длины полиоксипропиленовой (носитель гидрофобности) и полиоксиэтнленовой (носнтель гидрофильности) цепей.
' В качестве компонентов моющих средств неионогенные ПАВ не уступают высококачественным мылам и с равным успехом применяются в мягких и жестких водах, как нейтральных, так и кислых и щелочных. Они обладают обычно низкой пенообразующей способностью и могут использоваться как пеногасители. Возможность регулирования их свойств путем варьирования количества оксиэтнленовых звеньев наряду с низкой себестоимостью предопределяет их широкое производство и применение.
К неионогенным ПАВ относятся также глицериды, глюкозиды, сахариды и т. п. Моно- и диэфиры длинноцепочечных жирных кислот и многоатомных спиртов являются маслорастворимыми ПАВ. Сульфоэтерификация и последующая нейтрализация этих веществ позволяют получить водорастворимые ПАВ. Многие из этой группы ПАВ, например эфиры сахарозы, совершенно нетоксичны, не имеют запаха и вкуса и с успехом используются в пищевой, медицинской и парфюмерной промышленности.
К природным ПАВ относятся разнообразные биологически активные вещества, среди которых особенно важное значение для жизнедеятельности организмов имеют липиды и белки, а также холевые кислоты, входящие в состав желчи. Л и п и д ы — это сложные эфиры глицерина или сфингозина (длинноцепочечного аминоспирта) и жирных кислот (предельных и непредельных), содержащих в основном углеводородные радикалы С)2 — С)з. Большинство липидов имеют в молекуле две такие гидро- 118 0 СН» СНз СН» СНз сн, сн, СН» СНз ! Сиз СН, СН, СН, СН, СН, ! СН» СНз СН, СН, С-О С=О ! О О ! ! СН,-СН сн, О О О=Р— О О Снз Сн, О! Снз Х вЂ” Снз Сн, 119 2) 3) 4) СНз СНз СНз СНз СНз СНз ! 1 ! сн, сн, СНз СНз СНз Снз ! СНз СНз СНз СНз СНз СНз ! СНз СНз СНз СНз СНз СНз ! ! СН, СН, СНз СНз СНз СНз ! ! СНз СНз СНз СНз СН» СНз ! СНз СНз СНз СНз СНз СНз ! ! СНз СНз СНз СНз СН СН ! ! СНз СНз ! ! ! СН, СН, СН СН, СН СН, > ! С-О С О СН С=.О СН С О ! ! ! СОН )ЧН СОН )ЧН ! сн -сн СН СН СН, сн СН, О О О О ! О О=Р— О О=Р— О СН н О О НОС О 1 СНз СНз НОС СН н О+ сН СНз СОН СН,ОН О+ ! н )Чнз СОО СНз Х-Снз сн Рис.
11-29. Некоторые липиды: 1 — фосфатидилхолин !лецитин — глицерофосфолипид); 2 — фосфатндилсерин !глицерофг»сфолипид); 3 — сфингоииеаин !сфингофосфолипид); 4- переоценил !сфингоглинолипил) фобные цепи. Полярные части могут включать различные химиче- ские группы: эфирные (моно-, ди- и триглицериды), остатки фос- форной кислоты (фосфолипиды), а также углеводные остатки (в большой группе гликолипидов). На рис. П-29 приведены структур- ные формулы некоторых наиболее распространенных липидов раз- личных классов. В организме липиды, как правило, вместе с белками являются основной составляющей таких биоструктур, как клеточные мембраны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
