1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

双子表面活性剂是通过化学键将两个或两个以上的同一或几乎同一的表面活性剂单体在亲水头基或靠近亲水头基附近用联接基团将这两亲成份联接在一起。与普通表面活性剂相比，它具有更高的表面活性。双子表面活性剂最典型的结构如图^[1]所示。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

为了进一步扩展 Gemini 表面活性剂的结构多样性及其应用领域并探索其与价格便宜的表面活性剂的复配以期得到具有强协同作用的表面活性剂体系，进而降低 Gemini 表面活性剂的实际应用成本，本课题以咪唑、不同链长的溴代烷等为主要原料，拟设计合成一系列以亚甲基链为联接基团，具有不同疏水基团链长及联接基团链长的对称型双子咪唑表面活性剂，并采用红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析等方法对中间产物及目标产物结构进行表征，探讨反应温度、时间等因素对产物收率的影响，采用吊环法和电导法对合成产物的表面活性进行测试，测定其水溶液粘度、Krafft点和胶束聚集数，探讨疏水烷基链和连接基的链长对产物表面活性的影响；研究其与十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十二烷基硫酸钠（SDS）等离子表面活性剂复配体系的性质及其与盐类和环糊精等的相互作用。采用表面张力、电导率等实验方法对活性剂分子在溶液中的表面活性以及胶束化等热力学性质进行研究，以便为这类表面活性剂合成与性质的扩展应用打下良好基础。在对所合成的系列 Gemini 表面活性剂性能的实验研究基础上，从分子结构的角度出发，通过微扰自由能模型等分别建立表面活性剂的结构和性质之间构效关系，应用统计力学和近代理论计算中的分子动力学方法，设计出可对多种不同结构表面活性剂表面活性、热力学以及动力学等性质进行研究的系统，以期能精确预测不同类型表面活性剂溶液的性质及其复配效应。

本课题主要包括以下理论和实验内容：首先设计合成一系列以亚甲基为连接基的咪唑类型 Gemini表面活性剂 （1）疏水基的合成： (a)咪唑钠合成： （为使咪唑完全反应，氢氧化钠需过量，反应结束后TLC点板无颜色） (b)N取代咪唑合成： （为使RBr完全反应，咪唑钠需过量，反应时TLC点板无颜色，反应完全后TLC点板有颜色生成，此时溶液中有过量的咪唑钠。） （2）联接基的合成： （3）双子表面活性剂合成： 并对反应温度、时间等反应条件进行优化；采用红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析等方法对中间产物及目标产物结构进行分析表征；采用吊环法和电导法对所合成产物的表面活性进行测试，测定其水溶液的粘度、Krafft点和胶束聚集数，探讨疏水烷基链和连接基的链长对产物表面活性的影响；研究其与十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十二烷基硫酸钠（SDS）等离子表面活性剂复配体系的性质及其与盐类和环糊精等的相互作用。基于分子、离子的微观参数来建立分子水平的热力学理论模型，采用分子动力学模拟方法研究预测咪唑类型Gemini表面活性剂水溶液体系的界面结构和热力学性质。