1. ภาพรวม

สารลดแรงตึงผิวแบบแอมโฟเทอริกหมายถึงทั้งกลุ่มที่ชอบน้ำประจุบวกและกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำแอนไอออนในโครงสร้างโมเลกุลซึ่งสามารถแตกตัวเป็นไอออนในสารละลายในน้ำและแสดงลักษณะของสารลดแรงตึงผิวที่มีประจุลบภายใต้สภาวะปานกลางบางอย่าง แต่ภายใต้สภาวะกลางอื่นมันเป็นชั้นของสารลดแรงตึงผิวที่ แสดงลักษณะของสารลดแรงตึงผิวประจุบวก

สารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีนหมายถึงกลุ่มของสารประกอบที่มีโครงสร้างคล้ายกับเบทาอีนผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ ชื่อทางเคมีของ betaine คือ trimethylammonium acetate เป็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่ค้นพบโดย Scheibler (Scheibler C. 1869, Scheibler C. 1870) และแยกออกจากน้ำบีทรูท Scheibler ตั้งชื่อ betaine beta-in ตามชื่อภาษาละติน beta vulgaris

ในปีพ. ศ. 2419 บรูห์ลได้ใช้คำว่าเบทาอีนและแนะนำให้ตั้งชื่อสารประกอบที่มีโครงสร้างคล้ายกันกับผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ "betaines“ ซึ่งเป็นสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีน สารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีนแบ่งได้เป็นประเภทกรดคาร์บอกซิลิกชนิดกรดซัลโฟนิกชนิดซัลเฟตชนิดซัลไฟต์ชนิดฟอสเฟตประเภทฟอสไฟต์ชนิดกรดฟอสโฟนิกและชนิดฟอสโฟไนต์ตามประเภทของกลุ่มกรด . ในปัจจุบันงานวิจัยในประเทศเกี่ยวกับสารลดแรงตึงผิวเบทาอีนมีบทบาทมาก ในหมู่พวกเขามีรายงานประเภทกรดคาร์บอกซิลิกประเภทกรดซัลโฟนิกและผลิตภัณฑ์ประเภทฟอสเฟตมากขึ้น

ศูนย์ประจุบวกส่วนใหญ่ของสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีนได้รับการสนับสนุนบนอะตอมควอเทอร์นารีแอมโมเนียม N ในขณะที่ศูนย์ประจุลบได้รับการสนับสนุนในกลุ่มกรดที่มีประจุลบ ความแตกต่างระหว่างสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีนและสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกอื่น ๆ คือเนื่องจากมีไนโตรเจนแอมโมเนียมควอเทอร์นารีอยู่ในโมเลกุลจึงไม่มีอยู่ในรูปของสารลดแรงตึงผิวประจุลบในสารละลายอัลคาไลน์ ในช่วง pH ที่แตกต่างกันสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีนจะมีอยู่ในรูปของสารลดแรงตึงผิว zwitterionic หรือประจุบวกเท่านั้น ดังนั้นในโซนไอโซอิเล็กทริกสารลดแรงตึงผิวเบทาอีนแอมโฟเทอริกจึงไม่มีแนวโน้มที่ความสามารถในการละลายลดลงอย่างรวดเร็วเช่นเดียวกับสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกอื่น ๆ ที่มีไนโตรเจนพื้นฐานอ่อน ๆ

สารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีนยังแตกต่างจากสารลดแรงตึงผิวประจุบวก นักวิจัยบางคน (Beckett AH 1963) เชื่อว่าควรจัดอยู่ในประเภท "quaternary ammonium salt amphoteric surfactant"; Moore CD (1960) เชื่อว่าควรจัดเป็น“ สารลดแรงตึงผิวเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารี” ซึ่งแตกต่างจากสารลดแรงตึงผิวประจุบวกเช่น“ สารลดแรงตึงผิวเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารีภายนอก” สารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีนสามารถใช้ร่วมกับสารลดแรงตึงผิวที่มีประจุลบได้และจะไม่เกิดสารประกอบที่“ เป็นกลางทางไฟฟ้า”

สารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีนเป็นส่วนสำคัญของสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริก มีความเข้ากันได้ดีเยี่ยมกับสารลดแรงตึงผิวประจุลบประจุลบและไม่เป็นไอออนมีฤทธิ์เสริมฤทธิ์ที่ดีเยี่ยมและมีลักษณะไม่รุนแรง มีคุณสมบัติในการป้องกันไฟฟ้าสถิตย์คุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียคุณสมบัติในการต้านการกัดกร่อนและย่อยสลายได้ง่าย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีรายวัน ด้วยการวิจัยที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นจะมีการพัฒนาและประยุกต์ใช้สารลดแรงตึงผิวประเภทเบทาอีนมากขึ้น

2. ความก้าวหน้าในการวิจัยของสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีน

เร็วที่สุดเท่าที่ 2412 Liebreich O. ใช้ trimethylamine เพื่อเตรียมเบทาอีน ในปีพ. ศ. 2480 รายงานการจดสิทธิบัตรของสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกครั้งแรกปรากฏในสหราชอาณาจักรและในปี พ.ศ. 2483 ดูปองท์ได้รายงานสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกซีรีส์เบทาอีน (Betaine) ตั้งแต่นั้นมาประเทศต่างๆได้เริ่มทำการวิจัยและพัฒนาสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกรวมถึงสารประกอบเบทาอีน ด้วยการใช้งานที่เพิ่มขึ้นของสารลดแรงตึงผิวเบทาอีนความก้าวหน้าของการวิจัยในสาขานี้ก็เร่งขึ้นเช่นกัน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้มีการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ มากมาย

Xu Jinyun และคณะ เตรียม octadecyl betaine ด้วย octadecyl tertiary amine กรดคลอโรอะซิติกและโซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นวัตถุดิบและทดสอบแรงตึงผิวคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตย์คุณสมบัติในการทำให้เป็นอิมัลชันและคุณสมบัติการใช้งานอื่น ๆ เปรียบเทียบเบสเบทาอีน Zhang Li และคนอื่น ๆ ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับเคมีเชื่อมต่อของสารลดแรงตึงผิวนี้เช่นความตึงผิวไมโครอิมัลชั่นและพารามิเตอร์โครงสร้าง

Chen Zonggang และคนอื่น ๆ ทำปฏิกิริยากับกรดสเตียริกและไตรเอทาโนลามีนเพื่อสร้างไตรเอทาโนลามีนสเตียเรตและควบคุมอัตราส่วนของสารตั้งต้นเพื่อทำให้ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่เป็นไดเทอร์จากนั้นทำปฏิกิริยากับโซเดียมโมโนคลอโรอะซิเตทเพื่อสร้างกรดไขมันไตรเอทาโนลามีนเอสเทอร์เบทาอีน สารลดแรงตึงผิวนี้สามารถใช้เป็นสารชะลอการพิมพ์และย้อมสี ความนุ่มนวลใกล้เคียงกับน้ำมันซิลิโคนอะมิโนความขาวและความสามารถในการเปียกได้ดีกว่าน้ำมันซิลิโคนอะมิโนและย่อยสลายได้ง่าย เป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

FangYiwen etal. lauroamidopropyl betaine สังเคราะห์ด้วย N, N-dimethyl N'-lauroyl-1,3-propanediamine และ sodium chloroacetate เป็นวัตถุดิบ ผลิตภัณฑ์นี้มีคุณสมบัติในการเกิดฟองสูงการคงตัวของโฟมและการทำให้หนาขึ้น เข้ากันได้ดีกับส่วนประกอบอื่น ๆ ในแชมพู

Chen Hongling และคณะ สังเคราะห์ซัลโฟอิมิดาโซลีนสองตัวbetaines โดยใช้โซเดียม 2- โบรโมเอทิลซัลโฟเนตเป็นวัสดุฐานที่ชอบน้ำและอัลคิลอิมิดาโซลีนและทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี สูตรโครงสร้างมีดังนี้

Jiang Liubo ได้รับ N-lauricamidopropyl-N'-β-hydroxypropylamine sulfobetaine โดยการกำจัดโซเดียมคลอไรด์ออกจากโซเดียม l-chloropropyl-2-hydroxysulfonate และ lauramide dimethylpropylamine โดยการทำปฏิกิริยาแต่ละตัวบ่งชี้ทางเทคนิคโดยทั่วไปสอดคล้องกับผลิตภัณฑ์แบรนด์เนมที่นำเข้า มีประสิทธิภาพที่ไม่รุนแรงระคายเคืองต่ำมากโฟมที่เข้มข้นและละเอียดและทนต่อน้ำและฆ่าเชื้อได้ดีเยี่ยม

Nonglanping ใช้ dodecanol, epichlorohydrin, chloroethanol และ dimethylamine เป็นวัตถุดิบและ P2O5 เป็นรีเอเจนต์ phosphorylation และชื่อสังเคราะห์คือ 2- [N- (3-dodecyloxy-2-hydroxy) propyl -N, N-Dimethylammonium] กรดเอทิลฟอสเฟตเบทาอีน .

 

Cen Bo และคณะ แยกและทำให้บริสุทธิ์ dehydroabietylamine จาก rosin amine ที่ไม่ได้สัดส่วนแล้วสังเคราะห์ N-dehydroabietyl-N ผ่าน N, N-dimethyl dehydroabietyl amine เป็นวัตถุดิบ N-dimethyl carboxymethyl betaine และคลอไรด์เป็นสารลดแรงตึงผิว betaine amphoteric ชนิดใหม่สองชนิด

 

วังจุนและคณะ สังเคราะห์สารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีน - โดเดซิลไดเมทิลไฮดรอกซีโพรพิลซัลโฟเบทาอีนกับอีพิคลอโรไฮดรินโซเดียมไบซัลไฟต์และโดเดซิลเอมีนในระดับตติยภูมิเป็นวัตถุดิบเงื่อนไขของปฏิกิริยาได้รับการปรับให้เหมาะสม

 

Henan Dao Chung Chemical Technology Co. , Ltd. ได้เตรียมสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกชนิดเบทาอีนใหม่ 2 ชนิดที่มีโครงสร้างโซ่โพลีออกซิเอทิลีนโดยการทำปฏิกิริยาอัลคิลโพลีเอทิลีนไดเมทิลเอมีนกับกรดคลอโรอะซิติกหรือกรดคลอโรเอธิลซัลฟิวริก ตระหนักถึงการผลิตเชิงอุตสาหกรรม

 

ต่างประเทศยังอยู่ในระดับแนวหน้าในด้าน สารลดแรงตึงผิวเบทาอีนและงานวิจัยและพัฒนาของพวกเขาสมควรได้รับความสนใจและข้อมูลอ้างอิงในการศึกษา ตัวอย่างเช่น Chew, CH เป็นต้นสังเคราะห์สารลดแรงตึงผิวชนิดเบทาอีน AUDMAA ด้วยอะคริลอยด์คลอไรด์ 1-pyridinedecanol และกรดอะมิโนอะซิติก ความเข้มข้นของไมเซลล์ที่สำคัญที่ 24 ℃คือ 9.42 × 10-3mol / L พลังงานกระตุ้นการเกิดโพลีเมอไรเซชันคือ 50.2kJ / mol Furuno Takeshi และคณะ สังเคราะห์สารลดแรงตึงผิวชนิดเบทาอีนใหม่ 2 ชนิด N, N-hydroxyethyl-N-ethyl กรดไขมันเอสเทอร์เบทาอีนและเอทิล N- (เอสเทอร์ของกรดไขมัน) โดยมีกรดไขมันทาโรต์เป็นวัตถุดิบ N, N-bis (2-hydroxyethyl) -3-12-hydroxypropyl) แอมโมเนียมซัลโฟเนต

 

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการพัฒนาที่น่าพอใจมากมายในคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของ สารลดแรงตึงผิวเบทาอีน. ตัวอย่างเช่น YousukeOne เป็นต้น (dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, กรดโอเลอิก) - ไดเมธิลเบทาอีนได้ทำการศึกษาพฤติกรรมอิเล็กทริกของสารละลายไมเซลลาร์ของสารลดแรงตึงผิวเบทาอีน ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของ micelles และความแข็งแรงในการผ่อนคลายของสารละลายลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกจะเปลี่ยนไปตามสัดส่วนของความเข้มข้นซึ่งคล้ายกับอะมิโนไกลโคลาโตเบทาอีนซึ่งมีโครงสร้างทางเคมีเบทาอีน แต่ไม่ใช่สารลดแรงตึงผิว ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวไมเซลล์ของสารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริกยังมีโมเมนต์ไดโพลแบบทันทีเช่นเดียวกับสารละลายไกลซีนเบทาอีน