生物柴油作为可再生的替代能源,因其环境友好和原料可再生等优良性能而被人们广泛关注、研究和使用。生物柴油产量的增加,造成了副产物粗甘油的大量过剩,不仅影响了甘油市场的供需平衡,而且对生物柴油工业的经济可行性造成了影响。鉴于此,如何将粗甘油进行高值化转化利用,成为人们思考和研究的热点。近年来,以甘油作为平台分子,通过氧化、加氢、酯化和醚化等方法转化甘油合成高附加值化学品的研究很多。甘油作为亲水基,可以通过转化合成新型的绿色表面活性剂。表面活性剂是一类人们在日常生活和工业中必不可少的精细化学品,被誉为“工业味精”。随着人们对能源、环境和健康的持续关注,以可再生生物质为原料合成具有可降解性的环境友好型绿色表面活性剂成为当下以及未来表面活性剂行业发展的必然趋势。甘油和长链脂肪醛可以通过缩醛反应合成可降解的脂肪醛缩甘油化合物。本文以脂肪醛缩甘油作为疏水性中间体合成了三个脂肪醛缩甘油衍生物表面活性剂,并对其表面活性剂性能进行了研究,主要研究内容和结论总结如下:1.以十二醛缩甘油和乙酸酐作为起始原料,在乙酸钠的催化下合成十二醛缩甘油乙酸酯,利用红外光谱、气相色谱分析、气质联用分析和元素分析对产物进行了定量分析和结构表征,通过考察不同反应因素对十二醛缩甘油乙酸酯产率的影响,优化得到的反应条件为:催化剂的加入量为1.0mol%,n(十二醛缩甘油):n(乙酸酐)=1:2,110oC反应3 h,产率为97.9%。2.以十二醛缩甘油为起始原料,利用三氧化硫吡啶络合物作为硫酸化试剂,通过硫酸化、中和反应得到十二醛缩甘油硫酸钠(GlyAcS)。通过红外光谱、ESI质谱分析、元素分析对产物进行了结构表征,利用阴离子活性物滴定法计算产率,确定了最佳的硫酸化条件为:四氯化碳为反应溶剂,n(十二醛缩甘油):n(三氧化硫吡啶)=1:1.2,45oC反应4 h,产率为82.6%。3.以十二醛缩甘油和马来酸酐为起始原料,利用乙酸钠为催化剂,使二者发生酯化反应,后经亚硫酸钠磺化得到产物十二醛缩甘油磺基琥珀酸单酯二钠盐(GlyAc SS),通过红外光谱、ESI质谱分析、元素分析对产物进行了结构表征,利用酸值、皂化值滴定计算酯化反应过程中十二醛缩甘油的转化率,确定酯化反应的最佳条件:催化剂乙酸钠的量为1.0 mol%,n(十二醛缩甘油):n(马来酸酐)=1:1.2,80oC下反应4 h,转化率为96.3%。4.以十二烷基苯磺酸钠(LAS)作为参照,评价测试了所得产物的表面活性剂基本性能,如Krafft点、表面张力、发泡、乳化、增溶、钙皂分散以及耐盐能力。得到以下几个主要结论:GlyAcS和GlyAcSS都具有较低的Krafft点,均为零度以下;GlyAcS和GlyAcSS在降低表面张力方面表现优异,分别为cmc=9.99×10-4 mol/L,γcmc=26.76 mN/m和cmc=4.67×10-4 mol/L,γcmc=26.93 mN/m,均优于LAS;钙皂分散能力方面,GlyAcS(4%)的能力要优于GlyAcSS(28%)和LAS(29%);在发泡能力、增溶能力和乳化能力方面,虽然GlyAcS和GlyAcSS亦展现出较好的性能,但是逊色于LAS;在耐盐能力方面,GlyAcS和GlyAcSS表现优异,可以耐受的NaCl浓度分别为10%和8%,远远超过LAS(2%)。