第2章　表面活性剂原料与中间体

表面活性剂是由亲油基和亲水基组成的双亲化合物，因此表面活性剂的制备主要包括亲油基部分的合成和亲水基部分的引入两个方面。本章主要介绍的是合成表面活性剂亲油基部分的原料及生产非离子表面活性剂的重要中间体环氧乙烷和环氧丙烷。

目前工业上生产表面活性剂亲油基部分的原料来源主要有两大类，一是矿物质（化石）资源，以石油为主；二是可再生的生物质资源，以天然动植物油脂为主。天然油脂是最早用于生产表面活性剂（肥皂）的原料。自20世纪50年代开始，石油产品以其低廉的价格开始用作表面活性剂亲油基的原料，到20世纪70年代，来源于石油的表面活性剂的产量超过来源于油脂的表面活性剂。然而从20世纪90年代以来，由于人们对安全、环保等问题越来越重视，以石油为原料的表面活性剂在表面活性剂总产量中所占的份额逐渐下降。

2002年，Sasol公司开发了以煤为原料生产脂肪醇的工艺，通过Fischer-Tropsch反应，以水煤气做原料，在高温高压条件下催化加氢，生成带甲基的支链烯烃，再转化为脂肪醇。据称，该工艺成本低，产品质量稳定。可见，煤有望成为除石油、天然油脂之外的第三种表面活性剂亲油基的原料来源。

煤、石油等矿物质资源，为人类的经济繁荣、社会进步和生活水平提高做出了巨大的贡献。但是，矿物质资源不可再生，又会造成环境污染。鉴于资源与环境的压力迫使人们寻找新型的可再生资源，目前生物质资源被认为是替代矿物质资源的最佳选择之一。

生物质是指由植物、动物或微生物生命体所合成得到的物质的总称。以生物质资源替代矿物质资源发展化学工业是人类可持续发展的必然选择。尽管现在的研究仍处于初级阶段，但已经显示了强大的生命力，得到了越来越多的国家重视。生物多样性决定了生物质的多样性。任何一种生物都有可能为人类提供一种或多种生物质。例如，水稻可以提供淀粉、木质素和纤维素；树木可以提供纤维素、木质素、植物油脂、单糖及多糖、松脂、单宁、生漆等。

开发生物质资源作为表面活性剂亲水基的原料亦已引起高度重视，其中最典型的是糖基表面活性剂和氨基酸类表面活性剂。淀粉、糖类资源十分丰富，以糖类作为表面活性剂的亲水基原料可取代环氧乙烷等化学品，如烷基糖苷、烷基葡糖酰胺和蔗糖酯等。糖基表面活性剂环境相容性好，有很好的皮肤兼容性和极佳的生物可降解性，在个人护理用品、化妆品、医药等领域应用广泛。氨基酸类表面活性剂是以氨基酸、短肽等基团为亲水基的一类重要的生物质表面活性剂，具有低刺激性、低毒性、良好的生物相容性、生物降解性及环境相容性等优势，在食品、药品和化妆品等行业得到广泛的关注和应用。

从循环经济的角度出发，开发某些领域的副产物做生产表面活性剂的原料，也是一种可持续的途径，例如造纸废水中含有大量的木质素，可利用其开发木质素类表面活性剂，不仅为表面活性剂工业提供了原料，也可解决造纸工业的废水处理问题。

表面活性剂原料的选取原则是尽可能无毒、无害，对人体及环境友好。