第6章1表面活性剂环境安全及发展趋势.pptVIP

6.1 6.2 6.3 表面活性剂的现代应用 6.4 6.5 表面活性剂的环境问题 表面活性剂的安全性及毒性概论 表面活性剂的生物降解 表面活性剂的发展趋势 当前第1页\共有34页\编于星期三\7点 表面活性剂的现代应用 模拟生物膜 生物大分子基于分子片段间各种弱相互作用、自发组装成多级空间结构来表达其生命功能。生命体系各种复杂功能也是通过分子间弱相互作用及其协同效应实现。通过分子间弱相互作用组装成的表面活性剂有序聚集体具有生物相似性和相容性的实质，可作为生物膜模型、模拟酶、药物载体和仿生光化学能转化装置。 当前第2页\共有34页\编于星期三\7点 几乎所有重要生命过程反应都是在生物膜上进行。生物膜是有序集合体。膜结构知识大多来自表面活性剂有序集合体如单分子膜、双分子膜、囊泡、脂质体模型研究。双层类脂膜是生物膜基本结构，其似液动态结构容易嵌入不同活性分子而显示特殊功能。经修饰的双层类脂膜可用做生物膜模型和生物免疫、天然生物传感器、分子电子器件研究。 当前第3页\共有34页\编于星期三\7点 富勒烯常被用做修饰体。C60是良好的疏水性电子受体，可以嵌在双层类脂膜中，加速光电子的跨膜传递，提高光电转换效率。用修饰类脂膜模拟天然的光合成系统—光活性中心、电子给体和受体，可以设计制成人工光电转换系统。自组装双层类脂膜作为光电转换装置和仿生传感器有出色的稳定性。 当前第4页\共有34页\编于星期三\7点 二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱 当前第5页\共有34页\编于星期三\7点 二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱 当前第6页\共有34页\编于星期三\7点 仿生膜常用：醋酸纤维、硝酸纤维、聚乙烯等 产品：半透膜 用途：医学、环境保护方面的分离、纯化。 血液透析膜： NMMO一水化合物（N-甲基吗啉-N-氧化物）， 0.25％的n-丙基没食子酸作为一种抗氧化剂， 0.25%N -十二烷基硫酸钠作为表面活性剂， 当前第7页\共有34页\编于星期三\7点 胶束催化 胶束中许多表面活性剂分子的亲水性基团与水分子相接触;而非极性基团则被包在胶束中,几乎完全脱离了与水分子接触。 在溶液中出现胶束后,介质的微观物理化学性质发生了改变,从而加速了化学反应速度,此时,胶束起着催化剂的作用,称为胶束催化。 当前第8页\共有34页\编于星期三\7点 水溶液中胶束催化作用非水溶液中胶束催化作用 (1) 表面活性剂胶束未增溶任何极性物质时对化学反应的催化: 在非水溶液中，表面活性剂本身能发挥催化作用。反应基质在胶束核内发生特征定向排列，以利于化学键合,促进反应速度加快。 (2) 表面活性剂胶束增溶水后对化学反应的催化: 在胶束核内增溶了大量的水，使胶束核的空间、极性和结构等发生变化，可以创造有利于反应的环境和控制反应速度。 (3) 表面活性剂增溶水以外的极性物质后对化学反应的催化: 在胶束核内增溶了水以外的极性物质，以改变胶束核的性质，或促进反应进行，或阻碍反应进行。 当前第9页\共有34页\编于星期三\7点 纳米反应器 2011年第十六届美国总统绿色化学挑战奖的学术奖授予加州大学圣塔芭芭拉分校的Bruce H Lipshutz教授。 设计合成一种表面活性剂TPGS-750-M， TPGS-750-M在水中形成的纳米微胶束 当前第10页\共有34页\编于星期三\7点 当前第11页\共有34页\编于星期三\7点 优点： 有机合成反应的去有机溶剂化 反应物和催化剂一起溶解在胶束中,反应物浓度很高, 使得反应速率在常温就大大提高,反应过程不需要外界能量。 表面活性剂回收再利用后仍然效率很高: 不溶性产品通过分离可以实现回收,同时表面活性剂可以重复使用,活性降幅很少 表面活性剂的绿色化学机遇 当前第12页\共有34页\编于星期三\7点 药物载体 纳米药物： 药物载体 药物颗粒 当前第13页\共有34页\编于星期三\7点 当前第14页\共有34页\编于星期三\7点 紫杉醇、阿霉素等，都具有强烈的毒副作用，进入体内几乎是通杀。 纳米药物载体系统的闪亮登场则使人们看到了解决问题的曙光毒性小、靶向、缓释、持久 当前第15页\共有34页\编于星期三\7点 固体纳米脂质体（SLN）：以固态或天然合成类脂如磷脂、甘油三酯等为载体，将药物包裹与类脂核中。 粒径：50-1000nm 方法：热熔-分散法 高压乳化法 超声分散法 微乳稀释法 乳剂溶剂/蒸发法 当前第16页\共有34页\编于星期三\7点 目前问题：1）载药量低，储存不稳定，如凝胶化、药物泄露 2）胶体结构多样化 3）药物释放无法控制 研究热点：开发基于低生物毒性、低免疫原性、