乙氧基化使长链表面活性剂在环境温度下溶解

德国科学家开发了一种策略，可以提高长链阴离子表面活性剂在环境温度下的溶解度。¹在未来，有可能使用这种策略来从菜籽油、橄榄油或葵花籽油中配制清洁产品，并减少洗涤洗涤剂中所需的表面活性剂的数量。

这种策略被称为完全或乙氧基化降低熔点的概念。它建立在先前工作的基础上昆茨维尔纳他们发现，带有羧酸基和环氧乙烷单位的阴离子可以用作反离子，以降低任何阳离子表面活性剂的熔点和水溶解温度。²

现在，巴斯夫的Kunz和Matthias Kellermeier团队设计了一种含有环氧乙烷的阳离子反离子，用于溶解阴离子表面活性剂。Kunz说:“我们选择胆碱作为一种生物来源的有机阳离子，它具有先前证明的溶解烷基羧酸盐和硫酸盐的能力——这种效果可以通过在胆碱的结构中添加环氧乙烷单位而显著增强。”

阴离子表面活性剂由疏水烷基链和带负电荷的亲水头组成，用于洗涤剂和肥皂。然而，在水中溶解比C14长烷基链的表面活性剂是困难的。目前使用的洗涤剂仅限于含有较短烷基链的表面活性剂，如月桂酸(具有饱和的C12烷基链)，主要来自棕榈油。世界上大部分棕榈油供应来自印度尼西亚和马来西亚。在那里，棕榈油供应与森林砍伐和老虎和猩猩栖息地的丧失有关，这促使研究人员研究替代原材料。

托马斯的农民来自英国约克大学绿色化学卓越中心的他说:“合理的做法是尝试并研究在更温和的气候中我们可能获得的甘油三酯和油的种类。”“在英国和欧洲，长链脂肪酸最丰富的来源是欧盟收获的橄榄油、菜籽油和葵花籽油。超过2900万吨2020年的油籽产量。法默解释说:“典型的问题是，在C14、C16和C18链的长度上，我们会遇到溶解度的问题，所以这种策略看起来很有前途。”

Kellermeier说:“对我们来说，令人惊讶的是，与纯胆碱相比，只在胆碱分子中插入一个环氧乙烷基团就已经导致了溶解效率的显著提高。”这种增强的溶解度可能是由于反离子的体积和不对称性的增加。氧乙烯基还使体系更加灵活，增加了固体状态的自由能，从而防止表面活性剂晶体或液晶相的形成。

Kellermeier和Kunz说，除了减少社会对棕榈油的依赖之外，这一战略还有其他好处。在环境条件下从清洁产品中溶解长链表面活性剂可以在低温下实现节能洗涤，并节省资源，因为较低的洗涤剂剂量应具有相同的性能，因为它们具有较高的固有表面活性。

法默说:“就概念的初步证明而言，这是一个很好的起点，所以只是一个进一步推断的例子。”然而，推广这一概念的证明并非没有障碍。Kellermeier说:“在任何此类应用之前，必须对新合成的化合物进行深入的危害评估，并且需要测试增溶概念对其他盐存在的稳健性。”“最后，乙氧基化胆碱衍生物在表面活性剂性能或可持续性方面所取得的任何优势都必须与现有技术进行比较，例如将环氧乙烷插入阴离子表面活性剂中，”Kunz补充道。

更正:图片说明已于11月21日更新