專利名稱：：可逆可轉(zhuǎn)換的表面活性劑及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的
技術(shù)領(lǐng)域：
是表面活性劑，且具體地說是那些能夠可逆:l也變?yōu)橐环N非表面活性劑形式的表面活性劑。
背景技術(shù)：
：在一些化學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)過程中，需要制造兩個(gè)不互溶的液體的穩(wěn)、定的乳狀液(例如，水和油)。例如，在石油鉆#:領(lǐng)域，這對(duì)于迫^f吏水進(jìn)入地下空間4艮有效。為了最大化這種^支術(shù)獲得的油量，需要使用表面活性劑獲得一種穩(wěn)定的乳狀液。表面活性劑是一種分子，具有兩個(gè)部分一個(gè)部分是水-可溶性的(親水性的、疏脂性的)，另一部分是油-可溶性的(疏水性、親脂性)。由于這種雙重可溶性性質(zhì)，表面活性劑能夠橋接油和水之間的接觸面從而穩(wěn)、定乳狀液。一旦被放入油水混合物中，表面活性劑會(huì)自身定位，因此，其水-可溶部分^皮水分子所圍繞，其油-可溶部分^皮油分子所圍繞。因此在有表面活性劑參與的情況下混合物更有可能以乳狀液的形式存在，而不是分離成不同的兩層。因此，傳統(tǒng)的表面活性劑通過預(yù)防它們分成不同的層來穩(wěn)、定乳狀液。在一些工業(yè)生產(chǎn)過禾呈中需要穩(wěn)定的乳狀液然而，一旦生產(chǎn)出一種乳狀液，常常難以將其分解并復(fù)原不互溶的液體。在制造和能源工業(yè)中，表面活性劑對(duì)許多工業(yè)生產(chǎn)過程是十分關(guān)鍵的。小心的設(shè)計(jì)表面活性劑分子可以極大地促進(jìn)分離過程并由此降低這種過程的環(huán)境影響。然而，當(dāng)排放到環(huán)境中時(shí)，表面活性劑本身可能引起環(huán)境損害。即使在工業(yè)生產(chǎn)過程中，當(dāng)它們穩(wěn)定牢不可石皮的乳狀液時(shí)，傳統(tǒng)的表面活性劑可以引起，而不是解決分離問題。通過傳統(tǒng)表面活性劑穩(wěn)定的乳狀液需要許多步驟來分解乳狀液并〗孚獲兩種不同的層。有時(shí)，用于分解乳狀液的過程不可逆的改變了傳統(tǒng)的化學(xué)表面活性劑并4吏其在第二循環(huán)過程中不能用作表面活性劑。在乳狀液分解過程中傳統(tǒng)表面活性劑不發(fā)生改變，在這種情況下，廢液必須通過表面活性劑預(yù)防if不境污染并以此種方式被處理。由表面活性劑所引起的環(huán)境破壞的實(shí)施例被天然貯水池表面張力的減少。即^f吏少量的表面活性劑釋ii入天然7jC中也會(huì)改變水的表面張力，因此水蟲和蚊子不能在7JC上行走。在貯水池中存在某些表面活性劑對(duì)于昆蟲及其他水生生物是有毒的。因此4吏魚及其他高級(jí)水生生物的食品缺乏，這可以顯著;也改變食物鏈。通過^:計(jì)并且實(shí)行可降解的表面活性劑可能消除這種不利情況。已經(jīng)開發(fā)了可降解的表面活性劑，這種可降解的表面活性劑被設(shè)計(jì)為在釋放到某種環(huán)境中，例如，在長(zhǎng)時(shí)間曝光于日光情況下降解。這種降解作用是緩慢的，而且在被釋放之后到降解之前的時(shí)間內(nèi)，不會(huì)造成環(huán)境污染。理想的情況是具有一種化合物，這種化合物在一種形式下可用作表面活性劑，但是可以通過引發(fā)劑發(fā)生化學(xué)變化，變成另一種不具有表面活性劑性質(zhì)的形式。有時(shí)，第二種形式最好可以用作反乳化劑。通過應(yīng)用適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑除去表面活性劑，包含這種表面活性劑具有可裂解部分。因此，引發(fā)劑使表面活性劑不可逆轉(zhuǎn)地分離成兩個(gè)或更多^^殳片，且所有這些4殳片都無法實(shí)現(xiàn)原始的分子所具有的表面活性劑的作用。術(shù)語"可裂解的"是指一種分子能夠不可逆轉(zhuǎn)地變成兩個(gè)或更多段片。這些可裂解的表面活性劑通常隨著時(shí)間的流逝鄉(xiāng)爰慢地裂解，且用于裂解^f也們的引發(fā)劑通常-陂加熱或是酸性物質(zhì)。由于裂解反應(yīng)是不可逆的，可裂解的表面活性劑不能被重復(fù)使用或循環(huán)使用。其他可控表面活性劑是"可轉(zhuǎn)換的表面活性劑"。術(shù)語"可轉(zhuǎn)換的"是指一種分子在使用引發(fā)劑時(shí)能夠發(fā)生可逆變化。因此，可轉(zhuǎn)換的表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為另一種結(jié)構(gòu)，同時(shí)才及大的減少乃至可以忽略其表面活性。為了使表面活性劑真正可轉(zhuǎn)換，通過使用另一種引發(fā)劑或通過除去第一種引發(fā)劑，分子的非表面活性劑形式必須被能轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻婊钚孕问健Ｒ阎赊D(zhuǎn)換的表面活性劑的實(shí)例是那些能夠通過引發(fā)劑在例如酸/堿循環(huán)、氧化/還原循環(huán)、和光化學(xué)過程中在"開"(形成表面活性劑形式)和"關(guān)"(形成非表面活性劑形式)之間轉(zhuǎn)換的表面活性劑。由于引發(fā)劑所引起的副作用，這些可轉(zhuǎn)換的表面活性劑的應(yīng)用受到一些情況的限制。在用于穩(wěn)定乳狀液的可換向的表面活性劑中，由于乳狀液通常是渾濁的光化學(xué)轉(zhuǎn)換是無效的和/或不透光的，所以光化學(xué)轉(zhuǎn)換是無效的。雖然渾濁的溶液可以暴露于光下，但是光化學(xué)反應(yīng)過程是緩慢的，因?yàn)檫@一反應(yīng)只在光有效穿過的溶液中發(fā)生。已知可轉(zhuǎn)換的表面活性劑的進(jìn)一步限制是酸/堿的化學(xué)當(dāng)量或要求的氧化/還原量，這是指產(chǎn)生的廢棄物的化學(xué)當(dāng)量。在使用表面活性劑的某些例子中，這種廢棄物是有毒的而且在它可以被安全的釋放到環(huán)境中之前必須被凈化。需要一種表面活性劑，這種表面活性劑在使用引發(fā)劑，優(yōu)選無毒的引發(fā)劑的情況下可以有效地可逆地在"開"和"關(guān)"形式之間轉(zhuǎn)換。這種表面活性劑能夠在"開"時(shí)穩(wěn)定乳狀液，并在"關(guān)"時(shí)允許該乳狀液分離成兩個(gè)部分(或促進(jìn)這種分離)。這種表面活性劑適于^皮回收和再利用。
發(fā)明內(nèi)容在第一方面，本發(fā)明提供了一種化合物，這種化合物在有水存在的條件下與二氧化碳接觸能夠可逆的轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N鹽，該化合物具有以下通式(1):其中，R1,R2,R3，和W中的至少一個(gè)是一種高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)，且其余的R1,R2，R3,和114選自由d到C4烷基基團(tuán)，(SiO)!到(SiO)2,和Cn(SiO)m所組成的組中，其中n是乂人0到4的凄t，m是乂人0至'J2的凄史，且n+mS4;其中，所述高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)是一種碳?xì)浠衔锖?或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于Cu到(225的長(zhǎng)度的，取代的或未被取代的硅氧基基團(tuán)，且可以任選地包括一種或一種以上的SiO單元，一種醚鍵一種酯鍵或二者皆有。在一些具體實(shí)施方案中，該化合物可以是一種反乳化劑。在第二方面，本發(fā)明提供了一種表面活性劑，這種表面活性劑與完全不含有二氧化碳的氣體接觸能夠可逆可轉(zhuǎn)換成一種非表面活性劑，這種表面活性劑具有以下通式(2):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(2)其中，R1,R2,R3,和W中的至少一個(gè)是一種高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)，且其余的R1,R2,R3,和114選自由Q到C4烷基基團(tuán)，(SiO)i到(SiO)2,和Cn(SiO)m所纟且成的纟且中，其中n是/人0到4的凄t，m是從0到2的凄史，且n+mS4;其中，戶斤述高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)是一種碳?xì)浠衔锖?或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于C5到C25的長(zhǎng)度的，取代的或未被取代的硅氧基基團(tuán)，且可以任選地包括一種或一種以上的SiO單元，一種醚4建一種酯鍵或二者皆有。在第三方面，本發(fā)明提供了一種表面活性劑，這種表面活性劑與完全不含有二氧化碳的氣體接觸能夠可逆可轉(zhuǎn)換成一種非表面活性劑，這種表面活性劑具有以下通式(3):其中，R1，R2,R3,和W中的至少一個(gè)是一種高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)，且其余的R1,R2，R3，和114選自由d到C4烷基基團(tuán)，(SiO)i到(SiO)2，和Cn(SiO)m所組成的組中，其中n是乂人0到4的凄t,m是乂人0到2的凄史，且n+mS4;其中，戶斤述高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)是一種碳?xì)浠衔锖?或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于Cs到CM的長(zhǎng)度的，取代的或未被取代的硅氧基基團(tuán)，且可以任選地包括一種或一種以上的sio單元，一種醚鍵:一種酯鍵或二者皆有。在第四方面，本發(fā)明提供了一種用于穩(wěn)定兩種不互溶的液體乳狀液或一種液體和一種固體的乳狀液的方法，包括結(jié)合所述兩種不互溶的液體或所述液體和固體；將第一方面所述化合物添加到兩種液體中的一種中或添加到混合物中；在水存在的條件下將混合物暴露到二氧化碳中，將該化合物轉(zhuǎn)化成一種鹽；并且才覺動(dòng)混合物從而形成一種穩(wěn)定乳狀液。在第五方面，本發(fā)明提供了一種用于穩(wěn)定兩種互不相溶的液體或一種液體和一種固體的乳化液的方法，包括結(jié)合所述兩種不互'溶的液體或所述液體和固體；將第二或第三方面所述表面活性劑或所述表面活性劑的中性形式添加到兩種液體中的一種中或添加到混合物中；其中，所述表面活性劑的中性形式在之前的步驟中已經(jīng)被添加，在水存在的條件下將混合物暴露到二氧化石友中，從而使所述中性形式轉(zhuǎn)換乘相應(yīng)的所述表面活性劑；并且攪動(dòng)混合物從而形成一種穩(wěn)定乳狀液。在第六方面，本發(fā)明^是供了一種用于乂人包含第二或第三方面所述表面活性劑的乳化液中分離兩種不互溶的液體或一種液體和一種固體的方法，該方法包括將本乳化液暴露于基本上不含有二氧化碳的氣體中釋放二氧化碳并且將本表面活性劑轉(zhuǎn)換乘非表面活性劑；隨后發(fā)生所述兩種不互溶的液體或所述液體和固體的分離。所述氣體選自由氮?dú)?、氬氣、和具有的二氧化碳含量不足以開啟所述表面活性劑或?qū)⒋吮砻婊钚詣┚S持在表面活性劑形式的空氣所組成的組中。在第七方面，本發(fā)明提供了一種用于從包含第二或第三方面所述表面活性劑的乳化液中分離兩種不互溶的液體或一種液體和一種固體的方法，該方法包括加熱所述乳化液從而解放二氧化碳將本表面活性劑轉(zhuǎn)換成非表面活性劑；隨后發(fā)生所述兩種不互'溶的液體或所述液體和固體的分離。在第八方面，本發(fā)明提供了一種化合物，這種化合物(i)在水存在的情況下與能夠釋放氫離子的氣體想接觸和(ii)與水相接觸能夠可逆的轉(zhuǎn)換成一種鹽，該化合物具有通式(1):其中，R1,R2，R3，和R4中的至少一個(gè)選自由高級(jí)脂肪族基團(tuán)、高級(jí)硅氧基基團(tuán)、高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)、脂肪族/芳基基團(tuán)、硅氧基/芳基基團(tuán)和脂肪族/硅氧基/芳基基團(tuán)所組成的組中；且其余的R1,R2,R3,和114選自由C!到C4烷基基團(tuán)，(SiO)!到(SiO)2,和Cn(SiO)m所組成的組中，其中n是從0到4的數(shù)，m是乂人0到2的數(shù)，且n+m^4;其中，所述高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)是一種碳?xì)浠衔锖?或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于Cu到C25的長(zhǎng)度的，取代的或未被取代的硅氧基基團(tuán)，且可以任選;也包4舌一種或一種以上的SiO單元，一種醚4A—種酯鍵或二者皆有。在一些具體實(shí)施方案中，該化合物可以是一種反乳化劑。在第九方面，本發(fā)明提供了一種表面活性劑，這種表面活性劑通過加熱和/或與沖洗氣體相接觸能夠可逆的轉(zhuǎn)換成一種非表面活性劑，這種表面活性劑具有如下通式(4):其中，R1，R2,R3，和R4中的至少一個(gè)選自由高級(jí)脂肪族基團(tuán)、高級(jí)硅氧基基團(tuán)、高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)、脂肪族/芳基基團(tuán)、硅氧基/芳基基團(tuán)和脂肪族/硅氧基/芳基基團(tuán)所組成的組中；且其余的R1,R2,R3,和114選自由d到C4烷基基團(tuán)，(SiO)!到(SiO)2,和Cn(SiO)m所組成的組中，其中n是乂人0到4的Hm是乂人0到2的凄t,且n+m^4;其中，所述高級(jí)脂肪力美和/或硅氧基基團(tuán)是一種碳?xì)浠衔锖?或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于Cn到C25的長(zhǎng)度的，取代的或未被取代的硅氧基基團(tuán)，且可以任選地包括一種或一種以上的SiO單元，一種醚4建一種酯4建或二者皆有。在第十方面，本發(fā)明提供了一種表面活性劑這種表面活性劑通過加熱和/或與沖洗氣體相接觸能夠可逆的轉(zhuǎn)換成一種非表面活性劑，這種表面活性劑具有如下通式(5):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(5)其中，R、R之RI^和RS中的至少一個(gè)選自由高級(jí)脂肪族基團(tuán)、高級(jí)硅氧基基團(tuán)、高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)、脂肪族/芳基基團(tuán)、硅氧基/芳基基團(tuán)和脂肪族/硅氧基/芳基基團(tuán)所組成的組中；且其余的R1,R2,R3,114和R5選自由d到C4烷基基團(tuán)，(SiO)!到(SiO)2,和Cn(SiO)m所組成的組中，其中n是乂人0到4的數(shù)，m是從0到2的數(shù)，且n+m^4;其中，所述高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)是一種碳?xì)浠衔锖?或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于Cs到C25的長(zhǎng)度的，取代的或未被取代的硅氧基基團(tuán)，且可以Y壬選;也包^r一種或一種以上的SiO單元，一種醚4建一種酯4建或二者皆有。在第十一方面，本發(fā)明提供了一種用于穩(wěn)定兩種不互溶的液體乳狀液或一種液體和一種固體的乳狀液的方法，該方法包括結(jié)合所述兩種不互溶的液體或所述液體和固體；將第八方面所述化合物添加到兩種液體中的一種中或添加到混合物中；將該混合物暴露于能夠釋》文氫離子的氣體中從而將該化合物轉(zhuǎn)化成一種鹽；并JU覺動(dòng)混合物從而形成一種穩(wěn)、定乳狀液。在某些實(shí)施方案中，所述氣體在有水存在的情況下釋放氫離子，水存在于混合物中。在第十二方面，本發(fā)明提供了一種用于穩(wěn)定兩種互不相溶的液體或一種液體和一種固體的乳化液的方法，包括結(jié)合所述兩種不互〉容的液體或所述液體和固體；^!夸第九或第十方面所述化合物或所述表面活性劑的中性形式添力口到兩種液體中的一種中或添加到混合物中；其中，所述表面活性劑的中性形式在之前的步驟中已經(jīng)被添加，將混合物暴露到能夠釋放氫離子的氣體中，從而使所述中性形式轉(zhuǎn)換乘相應(yīng)的所述表面活性劑；并且攪動(dòng)混合物/人而形成一種穩(wěn)、定乳狀液。在某些實(shí)施方案中，所述氣體在有水存在的情況下釋放氫離子，水存在于混合物中。在第十三方面，本發(fā)明提供了一種用于從包含第九或第十方面所述表面活性劑的乳化液中分離兩種不互溶的液體或一種液體和一種固體的方法，該方法包括將本乳化液暴露于沖洗氣體中將本表面活性劑轉(zhuǎn)換乘非表面活性劑；隨后發(fā)生所述兩種不互溶的液體或所述液體和固體的分離。在某些實(shí)施方案中，所述沖洗氣體選自由氮?dú)?、氬氣、和具有的二氧化碳含量不足以開啟所述表面活性劑或?qū)⒋吮砻婊钚詣┚S持在表面活性劑形式的空氣所組成的《且中。在第十四方面，本發(fā)明提供了一種用于從包含第九或第十方面所述表面活性劑的乳化液中分離兩種不互溶的液體或一種液體和一種固體的方法，該方法包^舌加熱所述乳化液/人而將本表面活性劑轉(zhuǎn)換乘非表面活性劑；隨后發(fā)生所述兩種不互溶的液體或所述液體和固體的分離。在第十五方面，本發(fā)明提供了一種乳化液聚合方法，該方法包括如下步驟將一種單體、水、第九或第十方面的表面活性劑和一種聚合作用啟發(fā)劑相結(jié)合；攪拌從而產(chǎn)生一種乳化液；將此乳化液暴露于沖洗氣體中，從而將表面活性劑轉(zhuǎn)換成非表面活性劑；并分離和收集聚合物。圖1A描述了四種方案，在這四種方案中，顯示了APSS分子非表面活性劑形式的分子結(jié)構(gòu)(左側(cè))和表面活性劑形式的分子結(jié)構(gòu)(右側(cè))。第一方案顯示了本發(fā)明脒和重碳酸銨之間的轉(zhuǎn)換。第二方案顯示了本發(fā)明胍和重碳酸胍鹽之間的轉(zhuǎn)換。第三方案顯示了按照本發(fā)明，初級(jí)長(zhǎng)鏈胺和陰離子和陽離子都包含一種長(zhǎng)疏水鏈的氨基曱酸鹽之間的轉(zhuǎn)換。第四方案顯示了次級(jí)長(zhǎng)鏈胺和陰離子和陽離子都包含一種長(zhǎng)疏水鏈的氨基曱酸鹽之間的轉(zhuǎn)換。圖1B描述了一種方案，在此方案中顯示了HPSS分子在非表面活性劑形式時(shí)的結(jié)構(gòu)(左側(cè))和表面活性劑形式時(shí)的結(jié)構(gòu)(右側(cè))。圖IC顯示了APSS分子N'-十六烷基-N,N-二曱基乙脒la和N'-十六烷基-N,N-二甲基乙醚重碳酸鹽2a的合成。圖2顯示了在用C02三次循環(huán)治療，隨后用氬氣治療期間，1a的二甲亞砜溶液在23攝氏度時(shí)的傳導(dǎo)率與時(shí)間的函數(shù)圖。圖3顯示了2a水溶液的傳導(dǎo)率與濃度的函數(shù)圖，其中，線條的斷裂處表面接近臨界膠束濃度(CMC)。圖4顯示本發(fā)明脒的實(shí)施例。圖5顯示了在室溫下表面活性劑在水溶液中的表面張力與濃度的函數(shù)關(guān)系圖，用迪努伊環(huán)法測(cè)量。la'HCI(△);lb'HCI();和2b(■).圖6顯示了在室溫下表面活性劑在水溶液中的表面張力與濃度對(duì)凄史的函數(shù)關(guān)系圖。la.HCI(A),lb'HCI(*),和2b(■).圖7顯示了2b存在的情況下制備的沒有經(jīng)過超聲處理的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的粒度分布圖。圖8顯示了2b存在的情況下制備的沒有經(jīng)過超聲處理的聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)的累積粒度分布圖。圖9顯示了N'-丁基-N,N-二曱基乙醚重碳酸鹽(2d)的晶體X射線結(jié)構(gòu)。每單位細(xì)胞包含兩個(gè)N'-丁基-N,N-二曱基乙醚陽離子、兩個(gè)重>友酸鹽陰離子、和兩個(gè)乙腈溶劑分子。圖IO顯示了2b存在的情況下制備的沒有經(jīng)過超聲處理的聚苯乙烯粒子的粒度分布圖。圖11顯示了2b存在的情況下制備的沒有經(jīng)過超聲處理的聚苯乙烯粒子的累積粒度分布圖。圖12顯示了2b存在的情況下制備的經(jīng)過超聲處理的聚苯乙烯粒子的粒度分布圖。圖13顯示了2b存在的情況下制備的經(jīng)過超聲處理的聚苯乙烯粒子的累積粒度分布圖。具體實(shí)施方式如這里使用的"脂肪族"是指直鏈的、含有支鏈的或環(huán)狀的碳?xì)寤衔锘鶊F(tuán)，可能是烷基、鏈烯基或炔基，且可以是取代的或未被取代的。"短鏈脂肪族"或"低級(jí)脂肪族"是指C1到C4脂肪族。"長(zhǎng)鏈脂肪族"或"高級(jí)脂肪族"是指C5到C25脂肪族。如這里所使用的"硅氧基"基團(tuán)或鏈包括(Si(脂肪族)2-0}單元、{Si(芳基)2-0}單元、{Si(脂肪族)(芳基)-O}單元或其結(jié)合體。優(yōu)選的硅氧基基團(tuán)具有(Si(CH3)2-0}單元。"短鏈"、"長(zhǎng)鏈"、"高級(jí)硅氧基"和"低級(jí)硅氧基"具有與上面所述的C單元相同凄史量的SiO單元。為了方便，在下文討論中，術(shù)語"脂肪族/硅氧基"用作"脂肪族"和/或"硅氧基"的簡(jiǎn)寫并包含其含義。如這里使用的"雜原子"是指非氫和非碳原子，例如，氧原子、好u原子和氮原子。如這里^f吏用的一種"乳化液"是指一種非均勻體系，由至少一個(gè)不相溶液體以小滴的形式分散在另一個(gè)不相溶液體中組成。如這里使用的術(shù)語'，潤(rùn)濕"是指一種化學(xué)品(例如，乙腈，二乙醚)，且沒有4吏用4壬4可方法將水乂人該4匕學(xué)品中除去。如這里使用的"脒"是指具有結(jié)構(gòu)R^SNC(R2)-NR3R4的分子，其中R1到R4是氫、脂肪族、芳基、硅氧基或其結(jié)合。如下所述，在絕大多數(shù)本發(fā)明的實(shí)施方案中，R1到R4是脂肪族、芳基、硅氧基、脂肪族/硅氧基、脂肪族/芳基、硅氧基/芳基、或脂肪族/硅氧基/芳基。在R1到R4不是脂肪族、芳基、硅氧基或其結(jié)合的實(shí)施方案中，優(yōu)選的脒是R^N-CH-NR3114(即，R"凈皮氫取代)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，R1到R4的至少一個(gè)是長(zhǎng)鏈或高級(jí)脂肪族或硅氧基(優(yōu)選C6或相等長(zhǎng)度(SiO)，或更大，更優(yōu)選C8或相等長(zhǎng)度(SiO),或更大)，或別的疏水性基團(tuán)例如，碳?xì)浠衔锖凸柩趸鶈卧?優(yōu)選具有類似的長(zhǎng)度)結(jié)合所得的長(zhǎng)鏈，或脂肪族/芳基長(zhǎng)鏈。如這里使用的，脒的重碳酸鹽被命名為"重碳酸醚"，對(duì)其他的鹽也使用相似的命名法。如這里使用的"胍"是指具有r1n=c(nr2r3xnr4r5)結(jié)構(gòu)的分子，其中W到r5是氫、脂肪族、芳基、硅氧基或其結(jié)合。如下所述，在本發(fā)明絕大多凄t實(shí)施方案中，胍是一種可轉(zhuǎn):換的表面活性劑，Ri到R5是脂肪族、芳基、硅氧基、脂肪族/硅氧基、芳基/脂肪族、芳基/硅氧基或脂肪族/芳基/硅氧基。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，r1到r5的至少一個(gè)是長(zhǎng)鏈或高級(jí)脂肪族或硅氧基，或別的疏水性基團(tuán)例如，碳?xì)浠衔锖凸柩趸鶈卧Y(jié)合所得的長(zhǎng)鏈，或脂肪族/芳基長(zhǎng)鏈。如上，優(yōu)選具有至少6個(gè)^友氫化合物單元(或相等SiO長(zhǎng)度)的較長(zhǎng)的鏈，且更優(yōu)選具有至少3個(gè)碳?xì)杌衔飭卧?或相等SiO長(zhǎng)度)的4交長(zhǎng)的鏈。如這里4吏用的胍的重石灰酸鹽被命名為"重;友酸胍"。類似的命名法適用于其他鹽類。如這里使用的"釋放氫離子的氣體"分成兩組。組(i)包括在有石咸參與的情況下解力文氫離子的氣體，例如，hcn和hci(可以存在水，但不作要求)。組(ii)包括溶于水時(shí)，與水反應(yīng)釋放氫離子的氣體，例如，co2,no2，so2，so3,cs2和cos。例如，C02在水中產(chǎn)生hc(V(碳酸氫鹽離子)和co,(碳酸鹽離子)和氫平衡離子，其中重碳酸鹽是主要種類。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)承認(rèn)組(ii)的氣體在不含堿的水中將會(huì)釋放小量氫離子，在有堿存在的情況下會(huì)產(chǎn)生大量氫離子。如這里使用的"沖洗氣體"是指在在有堿參與的情況下不解放氫離子，且當(dāng)溶于水時(shí)即卩使在有石成參與的情況下也不與水反應(yīng)解放氫離子的氣體。因此，該術(shù)語用于將這種氣體從如以上所討論的解放氫離子的氣體中區(qū)別出來，且其中的措辭"沖洗"并不意味著絕對(duì)需要運(yùn)動(dòng)。如下所述，根據(jù)本發(fā)明，沖洗氣體被用于將能夠釋放氫離子的氣體從混合物中迫出。沖洗氣體的實(shí)例是氮?dú)?、空氣、基本上除去二氧化碳成分的空氣、氬氣、氧氣、氦氣、氳氣、一氧化氮、一氧?gt;^、乙烷、乙烯、丙烷、曱烷、二曱基醚、四氟乙烯、和其結(jié)合氣體。如這里使用的"基本上除去二氧化碳成分的空氣"是指已經(jīng)排空二氧化碳的空氣，因而二氧化碳的剩余量不足以"開啟"本發(fā)明的表面活性劑。也就是說，二氧化碳水平并不需要降低為零。本發(fā)明提供了一種可轉(zhuǎn)換的表面活性劑，這種表面活性劑通過應(yīng)用一種引發(fā)劑可以在表面活性劑形式("開")和非表面活性劑形式("關(guān)")之間可逆地且容易地轉(zhuǎn)換。這種表面活性劑包括一種陽離子性基團(tuán)且可以方便地與陰離子型平衡離子作用形成一種鹽而被分離，其中所述陰離子型平衡離子例如一種重,友酸鹽離子。一種非表面活性劑是指一種具有很少或幾乎沒有表面活性的化合物。圖l描述了作為例證的可轉(zhuǎn)換的表面活性劑，并在下面進(jìn)行了詳細(xì)討論。釋放氫離子的氣體用作引發(fā)劑來"開啟"本發(fā)明可轉(zhuǎn)換的表面活性劑。優(yōu)選的釋放氬離子的氣體是當(dāng)相同的氣體從環(huán)境中清除出去之后會(huì)使表面活性劑轉(zhuǎn)變成"關(guān)閉"形式的氣體。尤其優(yōu)選二氧化碳。二氧化碳溶于水中產(chǎn)生的氫離子使可轉(zhuǎn)換的表面活性劑的"關(guān)閉"形式質(zhì)子化，因此，轉(zhuǎn)變成"開啟"形式。在這種溶液中，帶陽電荷的表面活性劑的平衡離子主要是重碳酸鹽。然而，一些碳酸鹽離子也存在于溶液中，且不排除一種可能性，例如，兩種分別具有單個(gè)正電荷的表面活性劑分子與碳酸鹽平衡離子相結(jié)合。當(dāng)二氧化石友,人、溶液中除去時(shí)，表面活性劑^皮去除質(zhì)子化且因此轉(zhuǎn)變成"關(guān)閉"形式。在能夠釋放氫離子的組(ii)氣體中，硫化氫和cos預(yù)計(jì)能夠具有與二氧化碳相同的表現(xiàn)，來形成可逆可轉(zhuǎn)換的表面活性劑形式。然而，可以預(yù)計(jì)，逆反應(yīng)，即從"開啟"表面活性劑到"關(guān)閉"表面活性劑并不會(huì)像使用二氧化碳一樣容易完成。在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方案中，任選使用一種能夠釋放氫離子的氣體來代替二氧化碳或者與二氧化碳共同使用，或彼此結(jié)合共同使用。作為替代而使用的能夠釋放氫離子的氣體并不十分優(yōu)選，因?yàn)榧?吏在使用適當(dāng)?shù)幕厥辗椒ǖ那闆r下，仍會(huì)增加供給和回收他們的成本。然而，在一些應(yīng)用中一種或一種以上這種作為^辜4戈的氣體可以容易地^^吏用，因此，加入少量的這些氣體不會(huì)產(chǎn)生額外費(fèi)用。組(i)中的氣體HCN和HC1較為不優(yōu)選，由于他們的毒性并且由于他們的可逆作用要求強(qiáng)^<。釋放氫離子的氣體可以通過簡(jiǎn)單的加熱從包括表面活性劑的溶液中排出。做為選擇和方便地，可以使用沖洗氣體來使釋放氫離子的氣體(例如，組(ii)氣體)從包4舌表面活性劑的溶液中排出。這可以將平銜^人"開啟"形式轉(zhuǎn)變?yōu)?關(guān)閉"形式。優(yōu)選的沖洗氣體是氮?dú)狻⒖諝?、基本上除去二氧化碳的空氣和氬氣。比較不優(yōu)選的沖洗氣體是使用適當(dāng)?shù)姆椒ü┙o和/或回收時(shí)成本高昂的氣體。然而，在一些應(yīng)用中一種或一種以上沖洗氣體可能容易地被使用因此加入少量不會(huì)產(chǎn)生額外費(fèi)用。在某些情況下，沖洗氣體是比較不優(yōu)選的，由于其毒性，例如，一氧化石友。空氣是作為本發(fā)明沖洗氣體的一種尤其優(yōu)選的選擇，在此空氣中，二氧化碳的水平非常低(通常是380ppm)，從而"開啟"的表面活性劑不能維持在"開啟"形式。未處理的空氣也是優(yōu)選的，由于未處理的空氣成本l氏且對(duì)環(huán)境無害。然而在一些情況下，需要使用二氧化碳成分基本上被除去的空氣作為沖洗氣體。通過減少?zèng)_洗氣體中的二氧化碳量，可能使用較少的表面活性劑。禍L為選擇，一些環(huán)境中也許包括較高濃度的二氧化碳，這種沖洗氣體不會(huì)完全完成"開啟"表面活性劑到"關(guān)閉"表面活性劑的轉(zhuǎn)換。因此，需要處理這種空氣除去足夠的二氧化石友，從而用來關(guān)閉表面活性劑。本發(fā)明還提供了一種4吏用可逆可轉(zhuǎn)才灸的表面活性劑分離兩種不互溶的液體的方法。本發(fā)明進(jìn)一步地l是供了<吏用可逆可轉(zhuǎn)才灸的表面活性劑維持乳化液的方法。該表面活性劑隨后可能纟皮降解乂人而分離不互溶的液體。在本發(fā)明確定的實(shí)施方案中，兩種不互溶的液體是(1)水或一種水溶液和(2)—種與水不混溶的液體，比如一種溶劑，一種試劑，一種單體，一種油，一種-友氫化合物，一種卣化石友，或一種氬卣化碳。所述與水不混溶的液體可以是純凈體或是一種混合物。所述溶劑包括，例如但不僅限于，烷經(jīng)、醚、胺、西旨、芳香族、高級(jí)醇、和其結(jié)合。所述單體包括，例如但不僅限于，苯乙烯，氯丁二烯，丁二烯，丙烯腈，四氟乙烯，異丁烯酸曱脂，乙烯基乙酸鹽，異戊二烯，并且其結(jié)合。所述油劑包4舌，例如但_不l義限于，原油，瀝青，#奮煉礦物油，蔬菜油，#:物油(比如豆油和芥花籽油)，魚油和鯨油，動(dòng)物產(chǎn)生的油，和其結(jié)合體。所述卣化碳包括，例如^f旦不僅限于，全氟己烷，四氯化碳，和六氟苯。所述氫卣化碳包括，例如但不僅限于，(三氟甲基)苯，氯苯，氯仿，一氯二溴甲烷，部分氟化地烷烴，和其結(jié)合體。與水不混溶的液體在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下可以是一種氣體，^f旦是在本應(yīng)用的情況下，是一種液體或超臨界流體(超臨界流體，盡管不是學(xué)術(shù)上的液體，^f旦是在討^侖液體時(shí)，也^皮包4舌在內(nèi))。在本發(fā)明的其〗也實(shí)施方案中，兩種不互溶的液體是一種具有4交多才及性的液體和一種具有4交少才及性的液體。才及性化合物具有更多的氫4建鍵合和/或更大的偶極矩和/或電荷分離。這包括，例如，溶劑試劑和單體，例如醇(例如，甲醇、乙二醇、甘油、乙醇)、羧酸類(例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、乙酸、馬來酸)、腈類(例如，乙腈)、酰胺(例如，丙烯酰胺、二甲基曱酰胺)、亞石風(fēng)(例如，二曱亞砜)、碳酸鹽(例如，丙基碳酸鹽)、砜(例如，二甲基砜)、離子型液體、及其他高極性液體，例如，六甲基磷三酰胺、硝基曱烷、1-曱基敗咯烷-2國(guó)酉同、環(huán)丁砜、和四甲基脲。具有較少極性的化合物具有較少的氫鍵鍵合和/或較少地偶極矩和/或較小的電荷分離。具有較少極性的化合物包括之前描述的溶劑、試劑、單體、油劑、碳?xì)浠衔?、卣化石炭、和氫卣化》灰。這些可以是純液體、混合物或〉容液。在本發(fā)明其〗也實(shí)施方案中，兩種不互溶的液體是兩種不互〉容的水溶液，例如，一種聚乙二醇的水溶液和一種鹽類的水溶液。在一些實(shí)施方案中，一種本發(fā)明的可轉(zhuǎn)換的表面活性劑能與一種液體和固體的混合物一起使用，如在實(shí)施例6中所顯示的一樣。關(guān)于圖1A,為本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)提供了四個(gè)方案。關(guān)于圖1B，為本發(fā)明高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)提供了一種方案。圖1C顯示了標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)分子N'-十六烷基-N,N-二曱基乙脒la和N，-十六烷基-N，N-二甲基乙醚重碳酸鹽2a。在使用二氧化碳作為實(shí)例性(非限制性)引發(fā)劑(釋放氫離子的氣體)時(shí)，可以方面的描述本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn):換的表面活性劑(APSS)和高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)和高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)都使用二氧化碳作為引發(fā)劑，用于開啟表面活性，但是在關(guān)閉本方法的表面活性時(shí)要求的二氧化碳?jí)毫κ遣煌?。?biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)分子能與二氧化碳在1atm或更少的大氣壓下反應(yīng)，生成表面活性劑形式。通過加熱和/或通過用基本上不含任何釋放氫離子的氣體(例如，二氧化碳)的沖洗氣體(例如，氮?dú)?、氬?沖洗該體系除去該體系中的二氧化碳，能夠方便地關(guān)閉該表面活性劑形式。其他能夠從本體系中迫出二氧化石友的方法是，例如，真空泵，^吏用逆向流動(dòng)的沖洗氣體，流入本體系形成沖洗氣體環(huán)境，并將該體系暴露于該沖洗氣體中，例如，在沖洗氣體環(huán)境中將該體系涂成一種薄層(例如，將不互溶的液體混合物、或固體和液體的混合物，例如乳膠涂泮牛在空氣中涂到墻上)。優(yōu)選的沖洗氣體包括，例如，氮?dú)?、具有的二氧?友量不足以開啟所述表面活性劑或維持表面活性劑形式的空氣、除去二氧化碳成分的空氣、氬氣、和其結(jié)合體。為了成為表面活性劑，高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)分子需要更高的二氧化碳?jí)毫?，?dāng)二氧化碳?jí)毫p少到大約latm時(shí)，可以關(guān)掉表面活性劑。在關(guān)閉過程中，高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)的實(shí)施方案更有時(shí)間凌丈率。如圖1A所示，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)分子包括脒、胍和初級(jí)和二級(jí)胺，每個(gè)都具有如下所述的高級(jí)脂肪族/,圭氧基部分。這種脒或胍優(yōu)選預(yù)烷基化的。上下文中^f吏用的術(shù)語"預(yù)烷基化"的意思指所述脒或胍不包含N-H鍵。N-H基團(tuán)的缺失能夠避免與二氧化碳發(fā)生不可逆反應(yīng)，同時(shí)最小化"關(guān)閉"形式和水之間的氫鍵4建合交互作用。如下所述，本發(fā)明優(yōu)選的化合物不包含反應(yīng)性基團(tuán)；例如，卣素基團(tuán)。本發(fā)明其他化合物不包含反應(yīng)性基團(tuán)例如除了脒或胍中的C=N之外的不飽和鍵。本發(fā)明的化合物具有至少一個(gè)在無水相中可溶的疏水基團(tuán)，例如，一種高級(jí)脂肪族(優(yōu)選C6-C25,更優(yōu)選C8-C25)基團(tuán)、芳基基團(tuán)、或高級(jí)硅氧基、脂肪族/硅氧基、脂肪族/芳基、硅氧基/芳基、或脂肪族/硅氧基/芳基基團(tuán)(優(yōu)選具有類似的長(zhǎng)度)、和一種基團(tuán)，這種基團(tuán)是可轉(zhuǎn)換的，在水相中以可溶的表面活性劑形式存在。加入高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)(或等效物基團(tuán)，包括芳基)的目的在于在無水相或疏水相中提供好的溶解度。因此，本發(fā)明還包括了具有一種長(zhǎng)鏈基團(tuán)的化合物，所述長(zhǎng)鏈基團(tuán)包括一種醚基團(tuán)，這種"高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)"還能在非水或疏水相中提供溶解度。在確定的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)是高級(jí)烷基，優(yōu)選具有至少6個(gè)碳?xì)浠衔锏膯卧?，更?yōu)選具有至少8個(gè)碳?xì)浠衔锏膯卧Ｔ谶@里，優(yōu)選烷基基團(tuán)的原因是在一些應(yīng)用中，烯基和炔基基團(tuán)可能會(huì)發(fā)生不希望的反應(yīng)。這里所述的脂肪族/硅氧基基團(tuán)可能用一種或一種以上基團(tuán)，例如，芳基、硅(烷基)3、苯基、雜芳基和烷氧基所取代，其中，所述雜原子是氧。不優(yōu)選反應(yīng)性取代基，例如鹵素、胺、和-N(烷基)2,但是，例如，在一些實(shí)施方案中，叔氨基團(tuán)具有較少的反應(yīng)性，可以用作取代基。同時(shí)在高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)上也不優(yōu)選親水取代基，例如，OH、SH和COOH。盡管具有兩個(gè)或三個(gè)高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)也能夠使化合物具有預(yù)計(jì)的功能，但是本發(fā)明化合物優(yōu)選具有一個(gè)高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)。在有兩個(gè)高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)的本發(fā)明脒的實(shí)施方案中，優(yōu)選他們是R1和R或R2和R3,或R1和R4,或R3和R4。也就是i兌，本分子的疏水部分螫合在一起，且與本分子的親水性部分相分離。具有三個(gè)高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)的實(shí)施方案優(yōu)選在R2、R和RN立置具有高級(jí)烷基基團(tuán)。同樣地，高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)的螯合作用適用于具有本發(fā)明可轉(zhuǎn)換的表面活性劑作用的胍化合物。本發(fā)明化合物中不是高級(jí)脂肪族/硅氧基的剩余的R基團(tuán)是氫、低級(jí)脂肪族/硅氧基、低級(jí)脂肪族/曱硅烷基或芳基基團(tuán)、而且優(yōu)選小的、非極性的(非氬鍵鍵合的)和無反應(yīng)性基團(tuán)。這種基團(tuán)的實(shí)施例包括氫和低級(jí)烷基(d-C4)基團(tuán)。優(yōu)選的實(shí)施例是CHb、CH2CH3、CH(CH3)2、C(CH3)3、Si(CH3)3和苯基；尤其優(yōu)選甲基基團(tuán)。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的化合物具有至少一個(gè)R基團(tuán)是高級(jí)脂肪族(優(yōu)選C6-C25,更優(yōu)選C8-C25)、芳基、高級(jí)硅氧基、脂肪族/硅氧基、脂肪族/芳基、硅氧基/芳基、或脂肪族/硅氧基/芳基(優(yōu)選全部具有類似的長(zhǎng)度)，且剩余的兩個(gè)R基團(tuán)與他們所附的脒原子或胍原子相連，形成一種未祐:耳又的或:f又代的雜環(huán)，在此雜環(huán)中具有四個(gè)到七個(gè)原子。在其他的實(shí)施方案中，只要為了維持表面活性劑功能而需要疏水性的話，高級(jí)脂肪基本身可能參與環(huán)的形成。處于"開啟"形式(陽離子形式)的脒和胍的可轉(zhuǎn)換表面活性劑具有帶電荷的N-H基團(tuán)。由于這種N-H基團(tuán)在"關(guān)閉"形式的表面活性劑中具有一些不符合要求的性質(zhì)，H是否適于用作"關(guān)閉"形式的一種R基團(tuán)依賴于特定的可轉(zhuǎn)換的表面活性劑。這種潛在的不符合要求的性質(zhì)包括(i)干擾"開啟/關(guān)閉"轉(zhuǎn)化反應(yīng)的可逆性；而且(ii)氬鍵:鍵合使本該具有疏水性的表面活性劑部分具有親水性部分，從而可能使一些表面活化性能在本該"關(guān)閉"的分子中存在。相反，初級(jí)胺和次級(jí)胺的可轉(zhuǎn)4灸的表面活性劑(參見圖1A(III)和(IV))在其"關(guān)閉"形式中具有一種N畫H基團(tuán)，從而起到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)的作用。圖4顯示了本發(fā)明脒的實(shí)施例。本發(fā)明也包圍能夠起到可轉(zhuǎn)換的表面活性劑作用的相應(yīng)的胍。本發(fā)明脒混合物的合成方法和其性質(zhì)的i正明在下面的工作實(shí)施例中進(jìn)4亍了描述和討i侖。特另U地，實(shí)施例3B闡述了對(duì)R基團(tuán)長(zhǎng)度不同(丁基、己基、辛基)的三種脒混合物測(cè)試其乳化劑穩(wěn)定能力的試驗(yàn)。化合物N'-丁基-N，N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2d)不能起到本發(fā)明可轉(zhuǎn)換的表面活性劑的作用；化合物N'-己基-N,N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2e)顯示了一些穩(wěn)定乳化劑的能力；且化合物N'-辛基-N,N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2c)顯示了很好的作為可轉(zhuǎn)換的表面活性劑的實(shí)用性。因此，這里優(yōu)選較長(zhǎng)的鏈長(zhǎng)。在其他研究中發(fā)現(xiàn)，2b(十二烷基R基團(tuán))顯示比2c(辛基)具有更好的性質(zhì)。2b和2a(十六烷基)顯示相等的性質(zhì)。盡管如上所述，實(shí)施例2C所描寫的2d的晶體結(jié)構(gòu)和圖9所顯示的晶體結(jié)構(gòu)證實(shí)了在圖1A中闡述的第一反應(yīng)流程的產(chǎn)品。實(shí)施例7A-D中描述了更多的乳化劑研究。出于特別的目的，研究脒化合物2a(N'-十六烷基-N，N-二曱基乙脒重碳酸鹽)對(duì)不同種類的輕質(zhì)原油和重質(zhì)原油與水形成的乳化劑(參見實(shí)施例7C和表2)的穩(wěn)定作用。石油工業(yè)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解原油在其成分上變化4艮大，包括一定含量百分比的瀝青質(zhì)，這些物質(zhì)能夠起到表面活性劑的作用。如下所述，這里所論述的結(jié)果證實(shí)了2a和本發(fā)明類似化合物的實(shí)用性。實(shí)施例7D闡述了液滴尺寸的乳化劑的實(shí)例性研究，并提供了關(guān)于包括在最小化液滴尺寸的因素之中的因素的指導(dǎo)。在需要持續(xù)的乳化條件下(例如，當(dāng)一種油/水乳化劑在管道中流動(dòng)時(shí))，最小化液滴尺寸能夠促進(jìn)穩(wěn)定性增強(qiáng)。實(shí)施例8描述了本發(fā)明某一種脒的臨界膠束濃度的確定。離子型表面活性劑分子的電荷使該離子型表面活性劑分子賦予其溶液一定的電導(dǎo)率。在臨界膠束濃度(CMC)下，表面活性劑分子開始聚集成為膠態(tài)分子團(tuán)，膠態(tài)分子團(tuán)的流動(dòng)性與單一離子的流動(dòng)性具有很大不同；因此，相對(duì)于表面活性劑濃度繪制電導(dǎo)率曲線，在臨界膠束濃度(CMC)處會(huì)存在一種比電導(dǎo)率的滴定突3夭(Patist,A.，HandBookofAppliedSurfaceandColloidChemistry,Vol.2(Ed.:K.Holmberg),JohnWiley&Sons,NewYork,2002;Schultz，P.C.;Clausse,D.;J.Chem.Ed.2003，80，1053)。'降界月交束濃度(CMC)是表面活性劑效率的一種指示劑(D.Myers,SurfactantScienceandTechnology,3rded.，JohnWiley&SonsInc.:NewYork,U.S.A.,2006)。較低的臨界膠束濃度(CMC)表明為了浸透分界面和形成膠束需要較少的表面活性劑。在實(shí)施例8的表5中并列列出了商業(yè)上可購(gòu)得的表面活性劑的理論值，這些凄t據(jù)顯示本發(fā)明化合物具有相對(duì)低的臨界膠束濃度(CMC)值，從而證明本發(fā)明化合物有重要的實(shí)用性。已經(jīng)合成了兩種胍化合物但是都沒有表現(xiàn)出具有可轉(zhuǎn)換的表面活性劑性質(zhì)。對(duì)于第一種這樣的化合物，Rl是十六烷基且其余的R基團(tuán)是甲基。然而，在分離期間，這種化合物與有機(jī)溶劑和水形成一種乳化劑，因此不能繼續(xù)對(duì)其工作。對(duì)于第二種這樣的化合物，R2到R5中的一個(gè)是辛烷基且其余的R基團(tuán)是H。在使用二乙醚/水混合物或十六烷/水混合物(雖然這種水相在觀察時(shí)有些渾濁)進(jìn)行測(cè)定時(shí)，這種化合物不能很好的起到表面活性劑的作用。因此，普遍優(yōu)選這里描述的脒化合物作為可轉(zhuǎn)換的表面活性劑，同時(shí)可以預(yù)見，具有這里所描述的結(jié)構(gòu)的一些胍4匕合物也可以用作可轉(zhuǎn)換的表面活性劑。在確定的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種可裂解可轉(zhuǎn)換的表面活性劑，這種表面活性劑包括一種感光功能基團(tuán)，通過將這種表面活性劑暴露到酸、堿、臭氧或光源中可以使這種感光功能基團(tuán)裂解。在APSS分子某一優(yōu)選的實(shí)施方案中，至少一個(gè)脂肪力矣/石圭氧基基團(tuán)包括一種功能性，例如一種酯基團(tuán)，從而允許該表面活性劑在本發(fā)明環(huán)境下可以容易的被裂解。應(yīng)當(dāng)理解，酯基團(tuán)的非羰基氧不會(huì)與脒或胍的氮原子相靠近，從而最小化不需要的反應(yīng)性。然而，這種酯基團(tuán)不能與脒或胍間隔太遠(yuǎn)以至于在分裂之后脒或胍仍能作為表面活性劑，例如，在與酸的反應(yīng)中。相反地，酯基團(tuán)可以在(-o-c(o)-脒的方向或者在-c(o)-o-脒的方向與氮原子^皮1-3個(gè)碳原子間隔開。圖1B顯示了一種高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)分子(R^-NR2113),其中R是如上標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)分子所定義的高級(jí)脂肪族/硅氧基。作為一種^又胺，這里所描述的高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)分子比標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)分子具有稍微小一些的石威性。這意味著高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)分子發(fā)揮作用形成鹽形式(表面活性劑)需要更高的二氧化碳?jí)毫Α５湫偷母邏?可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)分子是包含氮?dú)獾膲A，該堿的堿度低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)分子，但是仍然足夠在高壓下使重碳酸鹽穩(wěn)定。例如，烷基是一種長(zhǎng)疏水鏈的烷基二甲胺預(yù)計(jì)具有足夠的堿度。然而，在開始的叔胺高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)試驗(yàn)中，即使在有二氧化石灰參與的情況下十六烷/水乳劑也沒有被穩(wěn)定，其中叔胺中W是十二烷基、112和113都是曱基(N-十二烷基-N，N-二甲胺)。這正在進(jìn)行重新測(cè)定。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明進(jìn)一步包含具有低堿度并能與二氧化碳在有水參與的情況下，在低于高壓的環(huán)境中與二氧化碳反應(yīng)的脒或胍化合物(即，是高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)化合物)。在本發(fā)明一些實(shí)施方案中，高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)分子是脒或胍，與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)分子具有類似的結(jié)構(gòu)但是具有一種取代基，這種取代基能夠消除/增加氮原子的電子密度從而使他們具有不足夠的堿性而不能被用作標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)分子。雖然在產(chǎn)生高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)時(shí)對(duì)于高壓的需要可以被3見為一種不利因素，<旦是能夠通過降低二氧化石灰壓力的方法快速的關(guān)閉表面活性劑分子反而可以被視為一種有利因素。為此，高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)分子尤其適合于EOR(或WAG)應(yīng)用(下面進(jìn)4亍"i侖述)，其中4吏用升高的二氧化碳?jí)毫Α１景l(fā)明提供了在有水參與的情況下，與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成可用作表面活性劑的重碳酸鹽或氨基曱酸鹽的非表面活性劑化合物。一份重碳酸鹽陽離子和兩份氨基甲酸鹽具有一種疏水基團(tuán)；因此電荷部分和疏水性部分的存在，所述鹽具有表面活性。在混合之前，本發(fā)明的化合物可以被添加到水層或非水層，或在混合之后添加到乳化液中。可以通過任何方<更的方法^是供能夠釋力文氬離子的氣體，例如，一種壓縮的二氧化碳(g)容器或作為一種無干擾的化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)品。沖洗氣體也可以通過任<可方{更的方法一皮提供，例如，一種壓縮的沖洗氣體容器(例如，氮?dú)?g)、具有不足以開啟所述表面活性劑或維持其表面活性劑形式的二氧化碳的空氣、基本上除去二氧化碳(g)的空氣、氬氣(g,)或)作為一種無干擾的化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)品。方便地，這種暴露是通過鼓泡使氣體穿過混合物完成的。然而，重要的是要意識(shí)到加熱混合物是除去二氧化碳的一種替代方法，且這種將表面活性劑轉(zhuǎn)換為非表面活性劑的方法也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在某些情況下，尤其在要求速度的時(shí)候，虛支泡和加熱可以同時(shí)4吏用。本發(fā)明表面活性劑的再次使用和重復(fù)利用是方便的，且有伴隨的經(jīng)濟(jì)效益。圖2表明，根據(jù)本發(fā)明，在表面活性劑形式和非表面活性劑形式之間轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間是短暫的，例如在la到2a和原始狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。在某些應(yīng)用中，關(guān)閉表面活性劑然后又開啟它是有利的。例如，表面活性劑可以^皮開啟乂人而穩(wěn)、定乳化i液，然后#皮關(guān)閉/人而允^午疏水層和/或親水層和/或沉淀物的分離物相互分離并從其中倒出。在其關(guān)閉狀態(tài)下，可轉(zhuǎn)換的表面活性劑被分割成可以^^倒出的無水相。通過加入新鮮水溶液可以重復(fù)使用該表面活性劑并將其非表面活性劑形式轉(zhuǎn)換到表面活性劑形式。然后，重新形成的表面活性劑會(huì)成為水相。實(shí)施例4表明銨重碳酸鹽2a在大約5(TC到大約63匸之間可以尋皮分解并且釋放二氧化石灰和水。在室溫和IO(TC之間的二氧化碳損失是合乎需要的；因此在50。C到63。C之間的實(shí)測(cè)溫度在符合要求的范圍內(nèi)。如果2a的分解溫度高于100°C，本發(fā)明化合物即使在沸水中也不可能釋放二氧化碳；銨重碳酸鹽則太過穩(wěn)定而不能纟皮轉(zhuǎn)變。如果分解溫度^f氐于室溫，則銨重,灰酸鹽在在室溫下會(huì)不穩(wěn)定，它會(huì)轉(zhuǎn)變成關(guān)閉狀態(tài)從而產(chǎn)生中性的脒。如果需要本發(fā)明可轉(zhuǎn)換的可轉(zhuǎn)換的表面活性劑的分離，則它可以以任何形式通過反向溶解性被分離。當(dāng)開啟的形式(鹽形式)被關(guān)閉時(shí)，可轉(zhuǎn)換的表面活性劑從水溶液中分開，使其容易被回收。做為選擇，開啟形式能夠從非水溶液中沉淀，從而方便地被回收。本發(fā)明提供了一種方^f更的系統(tǒng)來控制混合物中，例如乳化液中表面活性劑的存在或缺失。因此，這在很多工業(yè)應(yīng)用中都是有效的。石油工業(yè)中，必須/人地下腔中抽出原油和水的混合物(水甚至被強(qiáng)行灌入地下儲(chǔ)油倉)，乳化液可以首先用本發(fā)明的表面活性劑穩(wěn)定。隨后，該乳化液可以通過用適當(dāng)?shù)臎_洗氣體鼓泡該乳化液關(guān)閉表面活性劑，從而被方便地和容易地分離。在用于拔_高油的開釆量(EOR)時(shí)要顧及該乳化油的易回收性，即〗吏在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也是這樣。油田操作中習(xí)慣于將二氧化碳用作稀釋劑，并且一些EOR過程(例如水-氣體互變或"WAG"過程)共同使用水、高壓二氧化碳、和表面活性劑(Schramm,L.L.,Ed.Foams:FundamentalsandApplicationsintheOilIndustry,AmericanChemicalSociety:Washington,D.C.，1994andBorchardt,J.K.InKirk-OthmerEncyclopediaofChemicalTechnology;4theci;Kroschwitz,J.I.,Howe-Grant,M.，Eds.;Wiley:NewYork,1996;Vol.18,p405)。成品油中的乳化液阻止了分離作用，通過使用可逆可轉(zhuǎn)換的表面活性劑能夠解決這個(gè)問題。本發(fā)明可逆可轉(zhuǎn)換的表面活性劑最適合用于在油田和石油運(yùn)輸應(yīng)用中控制二氧化石友氬氧化物的生成。另外，可轉(zhuǎn)換的表面活性劑還可以用于除油應(yīng)用和反乳化作用應(yīng)用。例如，高HLB可逆可轉(zhuǎn)換的表面活性劑可用于乂人采出的石油中分離出水，隨后被關(guān)閉從而免除回收水的下游問題(毒性、生物降解能力、和乳化作用)。對(duì)于這種應(yīng)用，優(yōu)選那些在空氣中暴露時(shí)不會(huì)被重新開啟的表面活性劑。如在這里所述，選擇的表面活性劑可以方便地是一種標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(APSS)分子。高壓-可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(HPSS)也是適用的。本發(fā)明可轉(zhuǎn)換的表面活性劑體系可以在采礦過程中的促進(jìn)水/固體分離。在礦物回收過程中，可轉(zhuǎn)換的表面活性劑適用于用作浮選劑，這種浮選劑是一種礦物特效劑，可以p及收礦物顆粒貝武予他們疏水性，從而能夠在通風(fēng)條件下浮動(dòng)。根據(jù)可轉(zhuǎn)換的表面在某些應(yīng)用中，可轉(zhuǎn)換的表面活性劑可以在鹽富集環(huán)境中4吏用。已經(jīng)進(jìn)行了一些研究(參見實(shí)施例10),表明脒la的可逆性不會(huì)受到鈉或鈣存在的影響，但是高濃度的離子鹽會(huì)影響表面活性劑的關(guān)閉能力。因此，la及相似的化合物在Ca2+或Na+存在的情況下可以被用作可轉(zhuǎn)換的表面活性劑。但是，他們?cè)谟懈邼舛鹊腇e^存在的情況下顯然不會(huì)是可逆的。這一結(jié)果顯示本發(fā)明的脒適用于從水溶液中或乂人基質(zhì)中萃取金屬鹽離子，例如Fe"進(jìn)入有才幾溶劑或其他J危水相中。本發(fā)明可轉(zhuǎn)換的表面活性劑系統(tǒng)可以疏水物質(zhì)的4是取，使用水或水相溶液和表面活性劑的結(jié)合物/人混合物或基質(zhì)中纟是耳又疏水物質(zhì)，例如，將油/人多孔巖石中才是取出來，將溢油/人受污染的土壤中提取出來，將所需的有機(jī)化合物從生物材料(植物或動(dòng)物)中提取出來，將墨水從紙中提取出來，將污漬從衣物中提取出來。類似的，本發(fā)明提供了一種用于提取疏水性物質(zhì)的方法，使用有機(jī)溶劑和表面活性劑的結(jié)合物將疏水性物質(zhì)從混合物或基質(zhì)中4是耳又出來，例如，將咖啡因/人咖啡中提取出來，將金屬鹽乂人土i襄中提取出來，將鹽或多幾基化合物(例如，糖)從有機(jī)混合物中提取出來。在每種情況下，可以通過關(guān)閉可轉(zhuǎn)換的表面活性劑從溶劑中回收提取出來的物質(zhì)。在油-沙分離過程中，在儀器的清潔過程中，本發(fā)明可轉(zhuǎn)換的表面活性劑作為一種腐蝕抑制劑是很有效的。在表面活性劑和脫乳劑之間的可逆轉(zhuǎn):換在石油工業(yè)中尤其有用。本發(fā)明可轉(zhuǎn)換的表面活性劑在兩階段化學(xué)反應(yīng)的水/溶劑分離過程中是有效的。在有機(jī)相/水相混合物中進(jìn)行的均勻催化反應(yīng)是一個(gè)例子。起初，在表面活性劑開啟時(shí)，溶解在水中的水可溶的均勻催化劑可以#1用于催化某些反應(yīng)，例如，有才幾物質(zhì)的氫化作用或加氫曱酰化作用，其中所述有才幾物質(zhì)例如在不混溶的有枳J相中的石蠟。通過適當(dāng)?shù)臄嚢韬图羟辛Ξa(chǎn)生一種乳化液，由于物質(zhì)傳遞的兩相之間的接觸增加，該反應(yīng)應(yīng)當(dāng)是快速的。在反應(yīng)完全之后，關(guān)閉表面活性劑分離乳化液，隨后兩相分離。在這里的表面活性劑是一種無極性的分子，這種表面活性劑將會(huì)保存在有才幾相中，4旦是可以通過重新開啟而人人有才幾相、溶液中快速:;冗淀。通過過濾可以回收表面活性劑，從而重復(fù)〗吏用并不會(huì)污染產(chǎn)品或廢棄液。在聚合反應(yīng)中，可逆可轉(zhuǎn)換的表面活性劑是一種有效的添加劑(參見實(shí)施例9)。在一種水不溶聚合物的乳化液或^f鼓懸浮液聚合作用中可以4吏用可轉(zhuǎn)4灸的表面活性劑。通過關(guān)閉該表面活性劑、過濾并干燥所得固體可以從溶液中回收得到具有4艮高分子量的聚合物，從而允許具有很高分子量的聚合物的產(chǎn)生。通常，在沒有表面活性劑的情況下這種高分子量的聚合物很難在溶液聚合過程中生產(chǎn)，這是由于他們易形成膠。本發(fā)明的可轉(zhuǎn)換的表面活性劑在合成和使用過程中能夠保護(hù)納米顆粒分子表面、膠體表面、乳膠表面和其他;徵粒表面。在不存在表面活性劑的包覆時(shí)，這些顆粒易于聚集。但是，在很多情況下，一旦完成合成，就不再需要表面活性劑的存在了。例如，在制備負(fù)載金屬催化劑時(shí)，需要完全除去表面活性劑，但是由于不可轉(zhuǎn)換的表面活性劑與表面的結(jié)合太強(qiáng)，因此除去過4呈十分困難。當(dāng)通過乳化液或微懸浮液聚合作用制備聚合物時(shí)，所得的顆粒尺寸較小(例如，l)im)的固體聚合物是優(yōu)選的，因此，(a)聚合物顆粒在傳輸和/或存儲(chǔ)過程中不會(huì)溢出，且(b)可以獲得高的單體轉(zhuǎn)化率。隨后，當(dāng)聚合物從水相懸浮液中被分離出來時(shí)，優(yōu)選顆粒尺寸大的，這是因?yàn)榇蟮念w粒尺寸可以l吏聚合物更為方便更為有效的通過沉淀或過濾來分離。小顆粒能夠全部通過過濾器，或者阻塞過濾器，或者需要使用很細(xì)的過濾器從而使過濾器的效率降^氐。因此，在這種應(yīng)用中，本發(fā)明可轉(zhuǎn)才灸的表面活性劑在"開啟"狀態(tài)會(huì)Y吏顆粒在懸浮液合成、運(yùn)，#和+者存過程中<呆持小的尺寸，爿f旦在聚合物分離過程之前或過程中"關(guān)閉"。因此，小的顆并立尺寸和窄的顆粒尺寸分布是理想的，例如，在乳膠制備領(lǐng)域。乳膠是一種聚合顆粒在水中表面活性穩(wěn)定的分散劑。目前工業(yè)上用于分離這種聚合產(chǎn)品的方法包括加入鹽使分散液凝結(jié)，隨后通過過濾洗滌從產(chǎn)品中除去表面活性劑和金屬鹽。當(dāng)洗滌過程對(duì)表面活性劑的除去無效時(shí)，得到的聚合物是疏水性的，這種聚合物是不理想的。一種作為選擇的方法是在有機(jī)溶劑中的聚合作用。在此，由于產(chǎn)品的高粘性，溶劑的除去是長(zhǎng)時(shí)間、高成本且困7lk的。無論是需要惰化表面活性劑還是需要完全除去表面活性劑，本發(fā)明的可轉(zhuǎn)換的表面活性劑具有優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明表面活性劑的存在能夠達(dá)到理想的聚合物顆粒尺寸，同時(shí)當(dāng)該表面活性劑關(guān)閉時(shí)^吏聚合物乂人溶液中沉淀出來。還應(yīng)當(dāng)注意的是，由于在油:漆或涂淖牛在應(yīng)用之后表面與空氣相4妄觸，可以關(guān)閉本發(fā)明表面活性劑，所以本發(fā)明可轉(zhuǎn)4灸的表面活性劑在乳膠漆和其他涂料制劑中也有應(yīng)用。本發(fā)明可轉(zhuǎn)換的表面活性劑可以應(yīng)用于水可溶聚合物的反向乳化液聚合作用中。通常，水可溶聚合物和/或吸濕性聚合物是通過單體在疏水性溶劑中的反向乳化液聚合作用制備的。反向乳化液中具有作為連續(xù)相的有才幾溶劑和用于包圍疏水單體的月交束核。在可轉(zhuǎn)換的表面活性劑存在的情況下，可以穩(wěn)定反向乳化液且可以發(fā)生聚合反應(yīng)。在聚合作用完成時(shí)，通過乂于混合物時(shí)用沖洗氣體來關(guān)閉表面活性劑。隨后，關(guān)閉的表面活性劑被分離到有機(jī)溶劑中，聚合物沉淀。從而允許非常高分子量的聚合物的產(chǎn)生，這種高分子量的聚合物從反向乳化劑中回收并干燥，從而產(chǎn)生產(chǎn)品(干燥形式的高分子量或帶支鏈的聚合物)，由于這種產(chǎn)品易于形成凝膠，因此這種產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)溶液聚合過程中是不會(huì)產(chǎn)生的。在這種應(yīng)用中優(yōu)選具有^氐HLB(親水/親油平^f)的可轉(zhuǎn)換的表面活性劑，且這種表面活性劑不應(yīng)該作為鏈轉(zhuǎn)移劑。預(yù)計(jì)可以-使用這種方法方Y(jié)更的制備的聚合物包括，例如，聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚曱基丙烯酸、聚丙烯酸或聚曱基丙烯酸的堿金屬鹽、聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的四烷銨鹽、聚乙烯基醇、和其他吸水性聚合物或其他基本上溶于水或在水中膨脹的聚合物。在一些聚合應(yīng)用中，表面活性劑成為聚合顆粒產(chǎn)品的一部分，1吏該顆?？焖俪恋砗椭匦聭腋　１景l(fā)明可轉(zhuǎn)換的表面活性劑在蒸餾;荅中可以用作一種瞬時(shí)防沫劑，取^傳統(tǒng)的陽離子表面活性劑?？赡婵赊D(zhuǎn)換的表面活性劑的另一種應(yīng)用是納米顆粒的保護(hù)與去保護(hù)。在合成過程中常常使用傳統(tǒng)的表面活性劑對(duì)納米顆粒和其他材料進(jìn)行臨時(shí)保護(hù)。如果使用可逆可轉(zhuǎn)換的表面活性劑的話，他們可以更加容易的去保護(hù)和凈化。通過節(jié)約分離過程中能源的正常消耗和通過改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備排出的廢水純度，本發(fā)明可轉(zhuǎn)才奐的表面活性劑及其l吏用方法可以減輕工業(yè)過禾呈的環(huán)境影響。廢棄的流出物中可轉(zhuǎn)換的表面活性劑的存在能夠極大地減輕環(huán)境破壞，這是由于通過在釋放入環(huán)境中之前用合適的引發(fā)劑處理，可以4吏流出物可以快速地去污染。實(shí)施例材料使用通常認(rèn)可的二氧化碳(Praxair公司，SFC級(jí)，99.998%)，氬氣(Praxair/>司，99.998%)和空氣(Praxair/>司，非常干燥級(jí))。由殼牌捐助的商業(yè)上可購(gòu)得的輕質(zhì)原油樣品。ImperialOil公司通過加拿大環(huán)境部捐助的聯(lián)合輕質(zhì)原油樣品。經(jīng)由FisherScientific,渥太華，安大略湖，加拿大從NacalaiTesque有限^/^司B-重質(zhì)原油樣品(密度0.89g/mL)(編碼44132-04)。NOAA(美國(guó)國(guó)家海洋學(xué)和氣候?qū)W管理局)提供的阿拉斯加北坡(ANS)重質(zhì)原油。加拿大漁業(yè)與海洋部4是供的Scotian輕質(zhì)氣體冷凝物(一種油，這種油是新斯科舍省一種優(yōu)質(zhì)氣體的副產(chǎn)物)。對(duì)于CMC測(cè)量法，4吏用MilliporeSimplicityTM水凈化系統(tǒng)對(duì)水進(jìn)4亍純化，產(chǎn)生超過ASTM1型水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水。對(duì)于所有其他的實(shí)驗(yàn)，使用去離子水。從TCIAmerica(東京化學(xué)工業(yè)有限公司)(波特蘭，俄勒岡州，美國(guó))處得到的二曱基乙酰胺二曱基乙醛。所有其他的試劑來自Aldrich(Oakville,安大略湖，加拿大)。實(shí)施例l.N'-烷基-N.N-二甲基乙脒化合物的合成和定性實(shí)施例1A.N'-十六烷基-N,N-二曱基乙脒(la)和N'-二十烷基-N,N-二甲基乙脒(lb)的合成和定性在60。C下，在沒有溶劑存在時(shí)，通過加熱克分子凄t相等的合適的長(zhǎng)鏈一元胺和二曱基乙胺二甲基乙縮酪10到20分鐘可以合成N'—烷基—N，N-二曱基乙脒la(N'-十六烷基—N，N-二甲基乙脒)和lb(N'—二十烷基-N,N-二甲基乙脒)(Scoggins,M.W.,J.Ch醒a(bǔ)tograph.Sci.(1975)13:146-148)(參見附圖1C)。在高真空條件下蒸發(fā)除去副產(chǎn)物曱醇。通過重量分析定量并確定N'-烷基-N，N-二甲基乙脒的產(chǎn)量。所得純度是90%,使用tHNMR光鐠確定。通過1HNMR和氣相色譜/質(zhì)譜確定主要雜質(zhì)是N-烷基-O-曱基乙酰亞氨逐乙酸酯(N-十六烷基-O-曱基乙酰亞氨逐乙酸酯3a，和N-二十烷基-0-甲基乙酰亞氨逐乙酸酯，3b)。未純化的la或未純化的lb不需要經(jīng)過進(jìn)一步純化就可以^皮用作可逆可轉(zhuǎn):換的表面活性劑。但_是，通過分別將脒la和lb如隨后的實(shí)施例所述轉(zhuǎn)化為2a和2b,再通過在四氫呋喃中懸浮并在室溫條件下通入氬氣鼓泡30分4中，隨后在減壓條件下除去四氫呋喃，可將2a和2b分別重新轉(zhuǎn)化為la和lb,得到脒la和lb高純化的樣品。N'—十六烷基—N,N-二曱基乙脒(la):&NMR(CDCI3):0.88(t,3Jhh=6.UHz，3H,CH2CH3)，1.28(m,26H,Ci3H26)，1.49(五重峰，3JHH=7.6,NCH2CH2C14H29),1.8''(s，3H，CCH3)，2.87(s,6H,N(CH3J2),3.17(t，3JHH=7.6Hz,2H,NCH2).&NMR(DMSO誦d6)0.85(t,3JHH=6.4Hz,3H，CH2CH3),1.24(m,26H,C13H26),1.40(五重峰，3JHH=6.8,NCH2CH2C14H29),1.79(s,3H，CCH3)，2.76(s,6H,N(CH3)2),3.04(t,3JHH=6.8Hz,2H,NCH2).&NMR(MeOD-d4)0.92(t，3JHH=6.6Hz,3H,CH2CH3),1.32(m,29H,C13H26,CCH3),1.51(五重峰，3JHH=6,0,NCH2CH2C14H29)，2.98(s，6H,N(CH3J2),3.25(t,3JHH=6.4Hz,2H,NCH2).13CNMR(CDCI3):12.4,14.1，22.7，27.6,29.4-29.7(重疊峰]，31.5,31.9，32.4，38.0,50.0，158.8.IR(純的):721(w),1008(m),1187(w),1343(m),1464(m),1629(s,v(C=N)),2825(s)，2923(s)。N'—二十烷基—N,N—二曱基乙脒(lb):HNMR(CDCI3):0.89(t，3Jffl=8.8Hz,3H,CH3CH22),1.29(m,脂，CH3C9H，8CH2CH2N)，1.51(五重峰，3JHH=9.2Hz,2H.CH3C9H18CH2CH2N),1.89(s，3H,CCH3),2.88(s，6H,N(CH3J2),3.18(t，3JHH=10Hz，2HCUH22CH2N).&NMR(DMSO-d6)0.86(t,3JHH=8.8Hz,3H,CH2CH3),1,24(m，18H,C9H18),1.40(五重峰，3JHH=8.8,2H,CH3C9H18CH2CH2N),1.79(s，3H,CCH3),2.76(s,6H,N(CH3J2),3.04(t,3JHH=8.8Hz,2H,NCH2).!HNMR(MeOD-d4)0.92(t，3JHH=8.8Hz,3H,CH2CH3),1.31(m,21H,C9H,8，CCH3),1.49(五重峰，3JHH=8.8,2H,CH3C9H18CH2CH2N),2.94(s,6H,N(CH3J2),3.22(t,3JHH=9.6Hz，2H，NCH2).13CNMR(CDCI3):12.4，14.1，22.7,27.6,29.4-29.7(重疊峰)，31.9,32.4，38.0，50.2，158.8.IR(纟屯的)1010(m)，1184(m)，1343(s)，1466(m),1630(s，v(C=N))。實(shí)施例1B.N'_辛基-N,N—二甲基乙脒(lc)和N'-丁烷基-N,N-二甲基乙脒(Id)的合成和定性在60。C下，在沒有溶劑存在時(shí)，通過加熱克分子凄t相等的n-辛胺和二甲基乙酰胺二甲基乙縮醛10到20分鐘可以合成N'-辛基-N,N-二甲基乙脒(lc)。在高真空條件下蒸發(fā)除去副產(chǎn)物曱醇。通過重量分析定量并確定N'-辛基-N,N-二曱基乙脒(lc)的產(chǎn)量。所得純度是90%,使用'HNMR光鐠確定。通過^NMR確定主要雜質(zhì)是N_辛基-O-曱基乙酰亞氨逐乙酸酯。未純化的lc不需要經(jīng)過進(jìn)一步純化就可以^皮用作可逆可轉(zhuǎn)換的表面活性劑。N'-辛基—N,N—二曱基乙脒(lc):力NMR(CDCI3)0.88(t,3H，CH2CH;i),1.29(m,lOHiC5Hj0CH3),1.51(五重峰，2H,NCH2CH2),1.88(s，3H，CCH3),2.87(s,6H,N(CH3)2)，3.18(t,2!^NCH2)。通過與上面所描述的生產(chǎn)la、lb、和lc相同的方法乂人n-丁胺和二曱基乙脒合成生產(chǎn)N'_丁烷基-N，N-二曱基乙脒(ld)。隨后直接將ld用于2d的制備，通過對(duì)2d樣品使用強(qiáng)真空可以;彈到Id的^"品，用于性質(zhì)測(cè)定。N'—丁烷基—N,N—二甲基乙脒(Id):!HNMR(CDCI3)0.91(t,3H，CH2CH3),1.34(m,2H,CH2CH3),1.52(五重峰，2H，NCH2CH2),1.98(s,3H,CCH3),3.00(s,6H,N(CHs)2),3.26(t，2H，NCH2)."CpH}NMR(CDCI3)13.1(CCH3),13.9(CH2CH2CH2CH3),20.4(CH2CH2CH2CH3)，33.7(CH2CH2CH2CH3),38.9(NCH3)，48.2(CH2CH2CH2CH3),160.0(CCH3)ppm。實(shí)施例2.N'-烷基-N,N-二甲基乙脒重碳酸鹽的合成和定性實(shí)施例2A.N'-十六烷基_N,N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2a)和N'-二十烷基-N.N-二甲基乙脒重碳酸鹽(2b)的合成和定性對(duì)適當(dāng)?shù)拇制種'-烷基-N,N-二曱基乙脒的濕乙腈溶液鼓泡二氧化碳?xì)怏w(參見圖1C)。在每種情況下，經(jīng)過過濾之后，得到收率為98%的白色沉淀，脒的重》灰酸鹽。N'-十六烷基-N，N-二甲基乙脒重碳酸鹽(2a):!HNMR(MeOD-d4)0.92(t，3JHH=6.6Hz，3H,CH2CH3),1.32(m,29H,C13H26),1.64(五重峰，3JHH=6.6),3.14(s，3H,NCH3)，3.27(s，3H,NCH3),3.42(t,3JHH=7.2Hz,2H,NCH2).13CNMR(MeOD-d4):13.1，22.3，26.2，29.0-29.4(多重峰)，29.7，31.7，44.5，160.0,164.7.IR(KBr):837(m,v(C02)面夕卜HC(V),1257(m),1418(m),1644(s，V(C=N)).MSe/Z(高分辨率)C20H43N2M+H+期望Y直是311.3426，》見測(cè)Y直為311.3414.MSe/Z(電噴霧陰離子，低分辨率)HCCV的M期望值是61.0,觀測(cè)值是60.6。值得注意的是CCH3質(zhì)子經(jīng)過氖與CD3OD的交換因此A1HNMR光i普中是不可見的。N'-二十烷基-N,N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2b):力NMR(MeOD-d4)0.92(t,3JHH=6.4Hz,3H，CH2CH3),1.34(m，29H,C13H26),1.64(五重峰，3JHH=6.8),3.15(s，3H，NCH3),3.28(s，3H,NCH3),3.42(t,3JHH=7.2Hz,2H,NCH2)"CNMR(MeOD-d4)13.0,22.3，26.2,29.0-29.3(多重峰),29.7,31.7，44.5,160.0,164.6.IR(KBr):833(m，重碳酸鹽)，1007(w),1404(m),1651(s，v(C=N)).MSe/ZU氐分辨率)C16H35N2的M期望值為255.5,觀測(cè)值為255.3.MS(ES陰離子，低分辨率)HCCV的M期望值為61.0,觀測(cè)值為61.2。值得注意的是CCH3質(zhì)子經(jīng)過氘與CD3OD的交換因此在^NMR光語中是不可見的。實(shí)施例2B.N'-辛基-N.N-二甲基乙脒重碳酸鹽(2c)的合成和定性為了制備2c,對(duì)4且品N，—辛基—N，N-二曱基乙脒的濕二乙基乙酯溶液鼓泡二氧化碳?xì)怏w至少2小時(shí)，且不攪拌。持續(xù)鼓泡二氧化碳通過蒸發(fā)作用除去大多數(shù)二乙基乙酯。獲得一種白色固體與黃色的油的混合物。加入乙腈，一旦穿過中孔玻璃料則過濾得到的懸浮液。收集固體并用乙腈洗滌。得到的白色固體進(jìn)行如下定性。N'_辛基-N，N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2c):力NMR(CDCI3)0.80(t,3H，CH2CH3),1.15-1,30(m,10H,C5Hj。CH3),1.38(五重峰)，1.90(s)，3.14(s,3H，NCH3),3.27(s，3H,NCH3)，3.42(t，3JHH=7.2Hz，2H,NCH2).IR(KBr):633(m)，722(m),760(m),818(m)，837(w,重碳酸鹽)，965(m)，1329(s),1464(m),1694(s).MSe/Z(陰離子電噴霧，{氐分辨率)C12H2ZN2++HCCV+Na+的M期望值為283.2，觀測(cè)值為283.0。實(shí)施例2C.N'-丁基-N.N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2d)的合成和定性通過將并且品Id與濕乙腈混合，對(duì)混合物鼓泡二氧化石友2小時(shí)值得N'-丁基_N,N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2d)。沉淀2d晶體并在空氣條件下使用濾紙進(jìn)行重力過濾收集。用醚浸濕濾紙上收集的這種固體沉淀物。重要地是，不能使用真空過濾，因?yàn)檎婵仗幚頃?huì)除去二氧化碳并將此固態(tài)產(chǎn)物轉(zhuǎn)換成一種液體(大積無是ld)。以結(jié)晶形式獲得的產(chǎn)品，N'-丁基-N，N-二曱基乙醚重碳酸鹽(2d)具有足夠的量可以用于通過X-射線晶體衍射測(cè)定其結(jié)構(gòu)。N'-丁基-N，N-二甲基乙醚重石友酸鹽(2d):&NMR(CD3OD)0.9(t,3H,CH2CH3)，1.3(m,2H,CH2CH3),1.5(五重峰，2H，NCH2CH2),3.0(s,3H，NCH3),3.2(s,3H,NCH3)，3.3(t，2H,NCH2)。值得注意的是，CCH3質(zhì)子經(jīng)歷了氘與CD30D的交換因此在！HNMR光鐠中是不可見的。具體而言，2d化合物的結(jié)晶(無色，平板狀，大小為0.35x0.08x0.03mm)用油質(zhì)安裝在玻璃纖維上，在用CryostreamController700控制的氮?dú)饬髦欣鋮s至-93。C。在BrukerSMARTAPEXIIX-射線衍射儀上進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，采用石磨全色盲MoKn射線(X=0.71073A),在50KV和30mA條件下操作，29的范圍是4.9450.00°。在數(shù)據(jù)收集過程中沒有觀察到顯著的減弱。使用BrukerAXS晶體結(jié)構(gòu)分析程序包在計(jì)算才幾上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。i史才居收集APEX2(Bruker,2006availablethroughBrukerBioSpin有限公司2006年出版，Milton,Ontario,Canada);晶胞修正SAINT(Bruker,2005);數(shù)據(jù)減少SAINT(Bruker,2005);結(jié)構(gòu)溶液XPREP(Bruker,2005)和SHELXTL(Bruker,2000);結(jié)構(gòu)修正SHELXTL;分子制圖SHELXTL;公布材料SHELXTL。中性原子散射因素來自Cromer和Waber(Cromer,D.T.;Waber，J.T.X-射線晶體學(xué)國(guó)際圖表，KynochPress:Birmingham,UK,1974;Vol.4，Table2.2A)。在系統(tǒng)消光的基礎(chǔ)上，經(jīng)過E統(tǒng)計(jì)學(xué)測(cè)定和有效的結(jié)構(gòu)^務(wù)正得到該晶體是Pna2i正交空間群。使用直接的方法測(cè)定結(jié)構(gòu)，對(duì)該化合物使用經(jīng)全矩陣最小二乘修正法最小化的函數(shù)Zw(F。2-Fe2)2。非均質(zhì)的修正非氫原子。從不同的傅立葉圖像中定位重碳酸鹽上的氫原子(Hlh)、氮上的氳原子(Hln)和乙腈上的氬原子(H10a，H10b和H10c)，并計(jì)算所有其他的氫原子，他們的分布包括在結(jié)構(gòu)因子計(jì)算中。對(duì)所有2378(R(int)=0.0264)的獨(dú)立反射得到的最終極限是R廣0.0633和wR2=0.1822，對(duì)于所有的2378(R(int)=0.0264)獨(dú)立反射得到的最終極限是R！=0.0867和wR2=0.2068,具有174個(gè)參數(shù)和0個(gè)限制。最大的保留峰和孔分另'J是0.526和-0.497e/A3。圖9表示了單位晶胞的內(nèi)容。每單位晶胞包括兩個(gè)N'-丁基-N，N-二甲基乙脒陽離子，兩個(gè)重碳酸鹽陰離子和兩個(gè)乙腈溶劑分子。實(shí)施例2C.N'-己基-N,N-二甲基乙脒(le)的合成和定性60。C下，向不含溶劑的雙頸圓底燒瓶中通入氮?dú)?，通過將n-己脒(2.03ml)與二曱基乙胺二曱基乙縮醛(2.5ml)20分鐘。形成一種黃色溶液并冷卻。在真空下蒸發(fā)除去副產(chǎn)品曱醇。加入二乙基醚(15ml)和蒸餾水(3滴)，對(duì)混合物鼓泡二氧化碳1小時(shí)^)奪并且品le轉(zhuǎn)化為重石灰酸鹽2e。由于這才羊形成的白色固體在暴露于空氣中之后4艮容易降解成液體，所以隨后將混合物》文入;水箱中30分。這種冷凍的材庫午在乳化液穩(wěn)定試-驗(yàn)中用作粗品表面活性劑。在室溫條件下通過對(duì)一部分冷凍材料使用強(qiáng)真空可以制;彈le的才羊品。N'-己基-N，N-二曱基乙脒(le):&NMR(CDCI3)0.81(t,3H，CH2CH3),1.23(m,6H,C3H6CH3),1.43(五重峰，2H,NCH2CH2)，1.81(s,3H,CCH3),2.80(s，6H,N(CH3)2)，3.10(t,2H，NCH2).13C(&)NMR(CDC13)12.4(CCH3),14.1(己基C6),22.7(己基C5),27.3(己基C3)，31.9(己基C4),32.4(己基C2)，37.0(NCH3),50.2(己基CI),158.7(CCH3)ppm。實(shí)施例3.脒化合物N'-烷基-N,N-二甲基乙脒到表面活性劑的可逆轉(zhuǎn)換實(shí)施例3A.N'-十六烷基-N,N-二曱基乙脒(la)和N'-二十烷基-N,N-二曱基乙脒(lb)到表面活性劑的可逆轉(zhuǎn)化為了證明脒可以在水存在的條件下通過暴露于二氧化,友中而轉(zhuǎn)化為脒重碳酸鹽，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)。分別制備兩種脒la(參見圖lc)和lb并定性。將la和lb》文入二乙基醚中，用二氧化)碳鼓泡溶液，分離所得沉淀，定性為脒重石友酸鹽(2a,2b)。隨后將每種重碳酸鹽重新轉(zhuǎn)化為la和lb,并用iHNMR和IR光譜定性(參見實(shí)施例1)。實(shí)施例3B.N'-辛基-N,N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2c)N'-丁基-N.N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2d)和N'-己基-N.N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2e)穩(wěn)定乳化液的能力實(shí)驗(yàn)將2d(50mg)裝入含有水(2ml)和十六烷(4ml)混合物的玻璃并瓦中。用二氧化碳鼓泡混合物30分鐘。隨后蓋住J皮璃瓶4并用RetschMM2混合磨(Retsch,Haan，Germany)搖晃10分鐘。即使在進(jìn)行IO分鐘超生波處理和IO分鐘搖晃之后也沒有形成乳化液。在搖晃之前和搖晃剛剛結(jié)束的時(shí)候都能看到兩個(gè)清楚和分離的液相。在不用二氧化^碳處理的相同試-驗(yàn)中可以得到相同的結(jié)果。因此，2d不能夠穩(wěn)定乳化液，這種可以預(yù)計(jì)的情況表明本發(fā)明包括的化合物具有長(zhǎng)鏈(C5或更長(zhǎng))或其它疏水性基團(tuán)。將2c(50mg)裝入含有水(2ml)和十六烷(4ml)混合物的玻璃并瓦中。用二氧化石友鼓泡混合物30分鐘。隨后蓋住3皮璃瓶j并用RetschMM2混合磨(Retsch，Haan,Germany)搖晃10分4中。形成了一種穩(wěn)定的乳化液，具有干凈的液相。從而支持了一種結(jié)論，即脒化合物的至少一個(gè)R基團(tuán)的鏈長(zhǎng)特別優(yōu)選含有8個(gè)或更多烴基單元。將2e(100mg)裝入含有水(2ml)和十六烷(4ml)混合物的玻璃瓶中。用二氧化碳鼓泡混合物30分鐘。隨后蓋住玻璃并瓦超聲處理10分4中隨后用RetschMM2混合磨(Retsch,Haan,Germany)搖晃10分鐘。最后得到不穩(wěn)定的乳化液，該乳化液僅能存在幾分鐘。實(shí)施例4.N'-十六烷基-N,N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2a)的熱失重分析在初始研究中，使用熱失重分析(TGA)來確定從N'-十六力克基-N，N-二甲基乙脒重》友酸鹽(2a)固體沖羊品中驅(qū)除二氧化石友的最4圭-顯度。2a的固體才羊口口口以20。C/分4中的速率尋皮力口熱到300。C,熱失重分析顯示在62。C(失重3%)、76。C(進(jìn)一步失重12%)和226°C(幾乎完全失重)有峰值。頭兩個(gè)峰值是部分重合的，分別表示了持續(xù)的水分和二氧化碳損失(預(yù)計(jì)損失5%和12%)。在隨后的熱失重分4斤研究中，在TGAQ500(TAInstruments公司，NewCastle，美國(guó)特拉華州)中以。C/分鐘的速率將N'-十六火克基-N，N-二甲基乙脒重》灰酸鹽(2a)(1.492mg)力口^杰到350。C。從50。C到63。C的15.5%的重量損失對(duì)應(yīng)于二氧化石友和水的重量(2a中二氧化碳和水的理論值時(shí)16.6%)(Liu,Yingxin;Jessop，PhilipG.;Cunningham,M.;Eckert,CharlesA.;Liotta，CharlesL."可轉(zhuǎn)換的表面活性劑"科學(xué)(2006)313:958-960以及網(wǎng)站www.sciencemaq.org/cgi/content/full/313/5789/958/DC所4是供的支持材料)。實(shí)施例5.脒化合物N'-十六烷基-N,N-二曱基乙脒重石友酸鹽(2a)的電導(dǎo)性測(cè)定使用JENWAY電導(dǎo)率儀40714企測(cè)la、2a的二曱亞石風(fēng)(DMSO)溶液的電導(dǎo)性，同時(shí)4吏用二氧化石友和隨后的氬氣對(duì)該溶液鼓泡3循環(huán)(參見圖2),通過這一檢測(cè)來確定la到2a之間轉(zhuǎn)變的可逆性和可重復(fù)性。在一種獨(dú)立卻又相似的實(shí)-險(xiǎn)中，發(fā)現(xiàn)空氣具有與氬氣相同的作用。當(dāng)用空氣對(duì)la的濕二曱亞砜(DMSO)鼓泡時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率由明顯的提高。然而當(dāng)用二氧化碳鼓泡時(shí)，電導(dǎo)率明顯提高。電導(dǎo)率的增加說明存在脒與二氧化碳和水的反應(yīng)產(chǎn)物。當(dāng)用空氣對(duì)2a的濕二曱亞^風(fēng)(DMSO)鼓泡時(shí)，電導(dǎo)率逐級(jí)下降。由于反應(yīng)是可逆的，反應(yīng)平衡被二氧化碳的分壓影響，二氧化碳在空氣中的濃度太^f氐(體積百分比或壓力百分比是0.038%),因此，空氣中二氧化碳的分壓不足以使la轉(zhuǎn)變?yōu)?a,但是空氣可以使二氧化石友乂人溶液中逸出。在空白實(shí)驗(yàn)中，在不存在脒的情況下，4吏用二氧化碳鼓泡濕二甲亞砜(DMSO)溶液不會(huì)改變其電導(dǎo)率。因此在濕二曱亞頑L(DMSO)中羧酸的電導(dǎo)率很小。實(shí)施例6.使用N'-十六烷基-N,N-二曱基乙脒重碳酸鹽(2a)的尼羅紅溶解作用為了研究使用可逆可轉(zhuǎn)換的表面活性劑在大氣壓下溶解一種疏水染料，尼羅紅，而進(jìn)行了一下實(shí)驗(yàn)。這一實(shí)驗(yàn)表明，化合物2a能夠用作表面活性劑且能夠促進(jìn)這種染并+在2a的水相溶液中溶解，這種染沖+通常在水中是不溶的。在溶解之后，化合物2a-故轉(zhuǎn)變成化合物la,可以^L察到這種染并牛在la的水相溶液中是不溶的。在大氣壓下，在空氣中向玻璃瓶中加入3.5ml的蒸餾水。像并瓦中加入固體形式的尼羅紅(過量的)。在干凈無色的水中暗色的尼羅紅染料不溶解且保持懸浮狀態(tài)。將含有懸浮液的玻璃瓶蓋住并超聲處理3分鐘，此后瓶中物質(zhì)是一種淡粉色半透明的懸浮液在并瓦底和水面上有暗色的薄層。^f象其中加入化合物2a(20mg),將含有懸浮液的玻璃瓶蓋緊并用手搖晃30秒。瓶?jī)?nèi)物質(zhì)成為一種暗紫色的半透明溶液，在并瓦底和溶液表面還有少量未溶解的尼羅紅。該溶液能夠維持過夜。在第二天早上，外觀上看暗紫色的溶液保持不變。尼羅紅在水溶液中的溶解作用表明化合物2a具有表面活性劑性質(zhì)。將含有紫色溶液的玻璃瓶懸掛在維持75。C的水浴鍋中，用氬氣氣流對(duì)熱溶液鼓泡3小時(shí)。在鼓泡三小時(shí)結(jié)束時(shí)，弁瓦內(nèi)的溶液在3皮璃并瓦底。因此，4匕合物2a在加熱或氬氣流的影響下轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔飈a。由于化合物la不是表面活性劑，因此尼羅紅沉淀出溶液，該溶液不再顯色。實(shí)施例7.乳化液研究實(shí)施例7A.測(cè)定脒重碳酸鹽2a穩(wěn)定高級(jí)烷烴/水乳化液能力的搖晃實(shí)-驗(yàn)本實(shí)施例評(píng)^介了新化合物2a穩(wěn)定高級(jí)烷烴/水乳化液的能力。在氬氣中，十六》克(4ml)、7jc(2ml)和la(90mg)在磨塞并瓦中結(jié)合。隨后將此瓶j丈入RetschMM2混合磨中i殳置100的速率搖晃IO分鐘。在有氬氣的條件下無法獲得穩(wěn)定的乳狀液。盡管形成了乳狀液，但這種乳狀液是不穩(wěn)定的，在搖晃停之后5分鐘之內(nèi)就奮力成相對(duì)混濁的兩層。然而，當(dāng)在搖晃之前用二氧化)談處理該混合物時(shí)(即，將la轉(zhuǎn)換為2a),該乳化液會(huì)更加穩(wěn)、定。對(duì)溶液鼓泡二氧化石友1小時(shí)。隨后，將燒瓶放入RetschMM2混合磨中設(shè)置100的速率搖晃10分鐘。隨后將此瓶放置在操作臺(tái)商在不同的時(shí)間間隔點(diǎn)拍照。在放置3小時(shí)至內(nèi)，沒有出現(xiàn)分離的跡象，在第3小時(shí)，燒瓶底部開始出現(xiàn)一個(gè)混濁(但不起泡)的薄層。24小時(shí)之后，該混濁的薄層變厚，占到樣品體積的18%,但乳化液仍然占有樣品體積的82%。在第24小時(shí)拍照之后，再65。C下用氬氣沖洗樣品2小時(shí)，將2a轉(zhuǎn)變?yōu)閘a。乂人而^f吏十六烷和水層完全分離干凈；這兩層都是半透明的，不混濁。使用十碳烷進(jìn)行相似的實(shí)驗(yàn)，使用la和正己烷代替十六烷可以得到相似的結(jié)果。使用傳統(tǒng)的不可轉(zhuǎn)換的表面活性劑(二辛基磺基琥珀酸酯，鈉鹽)進(jìn)行試驗(yàn)，在與4毫升癸烷和2毫升水一起搖晃之后產(chǎn)生了一種穩(wěn)定的乳化劑。但是在加熱條件下用氬氣鼓泡不會(huì)使乳化液分離。從而確定在加熱條件下用氬氣處理不會(huì)破壞用不可轉(zhuǎn)換的表面活性劑穩(wěn)定的乳化液，也可以確定是由于氬氣鼓泡和加熱作用除去了脒重碳酸鹽中的二氧化碳，關(guān)閉了表面活性劑，從而使2a穩(wěn)定的乳化液經(jīng)過這種處理之后分離。通過搖晃和超聲處理相結(jié)合制得的乳化液比只經(jīng)過搖晃得到的乳^^液要穩(wěn)、定i也多。4ml十六火克、2mlK和90mgla在二氧化碳存在的條件下在磨塞瓶中混合。用二氧化碳?xì)怏w對(duì)該混合物鼓泡1小時(shí)(將la轉(zhuǎn)換為2a)。然后將磨塞瓶"放入FisherFS30超聲處理器中超聲處理IO分鐘，隨后放入RetschMM2混合磨中設(shè)置100的速率搖晃10分鐘。所得乳化液在兩個(gè)星期之內(nèi)都不會(huì)分層。當(dāng)加熱到65。C并用氬氣沖洗(/人而形成關(guān)閉狀態(tài)的表面活性劑)2小時(shí)，混合的液體混合物被分離成兩相一種干凈的上層相和下層乳化液相。在氬氣條件下用相同的方式進(jìn)^f亍搖晃和超聲處理的樣品(使用la"關(guān)閉，，型的表面活性劑)在1小時(shí)內(nèi)4皮分離成兩相，上清液和下層混濁的液體。制備用2a穩(wěn)定的乳化液最好的辦法是通過向高級(jí)烷烴中加入2a，之后加入水，攪4半30分鐘，隨后剪切或搖晃產(chǎn)生乳化液。實(shí)施例7B.pH值對(duì)乳化液穩(wěn)定性的作用癸烷(4ml)、一種選擇的緩沖溶液(2ml)和la(90mg)在磨塞瓶中結(jié)合并力文入RetschMM2混合磨中設(shè)置100的速率搖晃10分鐘。表1列出了所得乳化液的穩(wěn)定性。表1在不同pH值下緩沖溶液a中乳化液的穩(wěn)定性pH值緩沖溶液結(jié)果31MNaAc(0.05ml.)和1MHAc(3mL)好乳化液41MNaAc(3.9mL)和lMHAc(5mL)好乳化液1MNaAc(6.9mL)和1MHAc(1mL)好乳化液6lMNaH2P04(5mL)和0.25MNa2B407(3mL)部分乳化液7lMNaH2P04(5mL)和0.25MNa2B407(8.5ml)好乳化液80.25MNa2B4O7(6.8mL)和1MHCI(1.2mL)好乳化液10lMNa2C03(3mL)和1MKHC03(2mL)分離的兩相在搖晃十分鐘之后，4ml十六烷/2ml緩沖溶液/90mllab存在三相。上層是油，中層是乳化液，下層是水相，三相體積相等。實(shí)施例7C.搖晃檢測(cè)脒重碳酸鹽2a穩(wěn)定原油/水乳化液的能力使用原油進(jìn)行與實(shí)施例7A相似的實(shí)驗(yàn)。原油(4ml)與水(2ml)在不含任何添加劑的情況下一起搖晃IO分鐘，能夠形成相當(dāng)穩(wěn)定的乳化液。相同的原油與水在含有表面活性劑化合物2a的情況下也能形成相當(dāng)穩(wěn)定的乳化液。但是，這種原油與水的混合物在氬氣中，在非表面活性劑la存在的條件下形成一種不穩(wěn)定的乳化液，這種不穩(wěn)定的乳化液在30分鐘之內(nèi)分為兩層。這一結(jié)果i兌明la可以起到去乳化劑的作用。下面介紹了詳細(xì)的過程和參照實(shí)一驗(yàn)。i)原油(殼牌公司，4ml),(2ml)和la(90mg)在二氧化碳存在的條件下在磨塞瓶中結(jié)合。二氧化碳?xì)怏w對(duì)溶液鼓泡l小時(shí)，將la轉(zhuǎn)化為2a。隨后，將磨塞瓶;改入RetschMM2混合磨中設(shè)置100的速率搖晃10分鐘。隨后將磨塞瓶放置在操作臺(tái)上按照一定的時(shí)間間隔拍照。該混合物能夠形成一種穩(wěn)定的乳化液在2小時(shí)之內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)沉淀。ii)原油(殼"皁7>司，4ml),7jc(2ml)和la(90mg)在氬氣存在的條件下在磨塞瓶中結(jié)合。對(duì)溶液鼓泡氬氣l小時(shí)。隨后，將磨塞瓶放入RetschMM2混合磨中設(shè)置100的速率搖晃10分鐘。隨后將磨塞瓶』;改置在才喿作臺(tái)上按照一定的時(shí)間間隔拍照。30分鐘之后，乳化液分層。iii)原油(殼牌7>司，4ml),水(2ml)在氬氣存在的條件下在磨塞瓶中結(jié)合，無脒化合物。對(duì)溶液鼓泡氬氣1小時(shí)。隨后，將磨塞瓶放入RetschMM2混合磨中設(shè)置100的速率搖晃10分鐘。隨后將磨塞瓶放置在操作臺(tái)上按照一定的時(shí)間間隔拍照。該混合物能夠形成一種穩(wěn)定的乳化液在6小時(shí)之內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)沉淀。在搖晃實(shí)-驗(yàn)中，四種不同的原油與(i)C16脒在其開啟形式(化合物2a);(ii)C16脒在其關(guān)閉形式(化合物la)和(iii)無C16脒的測(cè)定結(jié)果在表2中表示出來。(對(duì)于能夠觀察到持續(xù)乳化劑的樣品，表2中所列的觀察時(shí)間是指該樣品的總觀察時(shí)間，所有才羊品都是^目同的)。來自ImperialOil(Federatedcrude,2%瀝青質(zhì))和殼牌(密度0.84g/ml)的輕質(zhì)原油得到了基本上相同的結(jié)果(瀝青質(zhì)幫助乳化液的形成或穩(wěn)定乳化液)。4企測(cè)出Scotian輕質(zhì)氣體濃縮物(非常輕)包含非常低的瀝青質(zhì)。對(duì)富含瀝青質(zhì)的重質(zhì)原油進(jìn)行相似的實(shí)驗(yàn)，具體而言，對(duì)B.重質(zhì)原油(0.89g/mL)和阿拉斯加北坡油(ANS)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到更加穩(wěn)定的乳化液。前者(沒有表示在表中)在沒有脒存在條件下或在二氧化碳環(huán)境中有脒存在條件下實(shí)驗(yàn)，1天之后都不會(huì)出現(xiàn)分層，在氬氣環(huán)境中，不含非表面活性劑/去乳化劑la條件下16小時(shí)之后，只有部分分離。表2.使用原油、水和C16脒進(jìn)行搖晃實(shí)驗(yàn)的結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage55</column></row><table>4ml原油、2ml去離子水一起搖晃IO分鐘。加入"開啟"形式的C16脒(106mg)、或加入"關(guān)閉，，形式的C16脒(90mg)或什么都不加入。如果使用二氧化碳處理得話，同時(shí)進(jìn)行搖晃。如果使用等待時(shí)間的話，是30分鐘并同時(shí)搖晃。實(shí)施例7D.最小乳4b液液滴尺寸已經(jīng)進(jìn)行了一些研究來確定影響液滴尺寸、溶液穩(wěn)定性和通過關(guān)閉可轉(zhuǎn)換的表面活性劑破壞乳化液難以程度的因素。選擇苯乙烯/水和十六烷/水混合物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)以下條件是變化的可轉(zhuǎn)換的表面活性劑的量、乳化液產(chǎn)生方法(例如，通過搖晃、超聲處理)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在形成穩(wěn)定乳化液時(shí)，搖晃和超聲處理的結(jié)合l吏用比單獨(dú)4吏用<壬<可一種都更有效。單獨(dú)進(jìn)4亍超聲處理比單獨(dú)進(jìn)4亍搖晃更有效。具體地說，表面活性劑2b放置在6dram小玻璃管中。加入十六烷或苯乙烯(0.5毫升)，隨后加入水(4.5毫升)。用橡膠墊片蓋住玻璃管。將一種薄壁鋼管穿過該橡膠墊片插入到液相中。通過這個(gè)薄壁鋼管鼓泡二氧化碳30分鐘。隨后該墊片被換成一種塑料塞。在塑料塞和玻璃管的縫隙中塞入一種固態(tài)硅樹脂制成的紙。然后只對(duì)樣品進(jìn)行超聲處理，只使用RetschMM2混合磨進(jìn)行搖晃10分鐘，或同時(shí)進(jìn)行超聲處理和4吏用RetschMM2混合磨搖晃11分鐘。^吏用MastersizerHydro2000S按照下面的方法測(cè)量所得乳化液的液滴尺寸，在表3和4中顯示了測(cè)定結(jié)果。通過對(duì)位于外立度分4斤儀才羊品室中的室溫狀態(tài)下的蒸餾水中鼓泡二氧化石友20分鐘來調(diào)節(jié)乳狀液液滴大小。在停止鼓泡一分鐘之后，進(jìn)4亍本底測(cè)量。然后增加乳化液樣品的lt量直到粒度分析4義顯示足夠的信號(hào)，/人這時(shí)開始測(cè)定液滴尺寸。表3.通過2b穩(wěn)定的十六烷和水的乳化液液滴尺寸<table>tableseeoriginaldocumentpage57</column></row><table>3在65。C下對(duì)混合物鼓泡氬氣兩小時(shí)，乳化液分離成兩層的能力，這兩層的體積基本上與最初加入的水和十六烷的體積相等。下層液是渾濁的。b沒有得到穩(wěn)定的乳化液。表4.通過2b穩(wěn)定的苯乙烯和水的乳化液液滴尺寸<table>tableseeoriginaldocumentpage57</column></row><table>a在65。C下對(duì)混合物鼓泡氬氣兩小時(shí)，乳化液分離成兩層的能力，這兩層的體積基本上與最初加入的水和苯乙烯的體積相等。下層液是渾濁的。實(shí)施例8.銨重碳酸鹽2a臨界微膠粒濃度的確定如圖3中所示和實(shí)施例5種的描述，在初步研究中，4吏用JENWAY電導(dǎo)率儀4071(Jenway,Barloworld科學(xué)有限^>司，埃塞克斯郡，英國(guó))測(cè)量不同濃度的2a在純化的(參見上面)水中的傳導(dǎo)率。用在水中測(cè)得的化合物的傳導(dǎo)率(通過實(shí)施例5的電導(dǎo)率儀獲得的研究結(jié)果)對(duì)化合物2a的濃度作圖(參見圖3)，從此圖中確定2a的臨界膠束濃度。臨界膠束濃度大約是0.2mM，該濃度是電導(dǎo)率對(duì)濃度所得曲線的拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)濃度。在進(jìn)一步i也研究中，在21。C下，^吏用Fisher表面Tensiomat模型21(Fisher科學(xué)公司，渥太華，安大略省，加拿大)通過迪努伊環(huán)法(Mulqueen,M.;Huibers，PaulD.T."平4軒表面張力的測(cè)量"應(yīng)用表面和膠體化學(xué)手冊(cè)(2002),2:217-224,Holmberg,K.(Ed)JohnWiley&Sons有卩艮7>司，齊+刀其斤凈爭(zhēng)，英國(guó))調(diào)節(jié)表面活性劑水溶液的表面張力。從表面張力和濃度對(duì)數(shù)曲線的拐點(diǎn)處確定臨界膠束濃度點(diǎn)的臨界膠束濃度和表面張力。參見圖5和圖6和表5;所有顯示的表面張力值是兩個(gè)測(cè)定值的平均Y直。具體地說，2b溶液由飽和的二氧化碳水溶液組成，在向每種溶液中鼓泡二氧化石友2分鐘隨后立即進(jìn)4亍測(cè)量。^象手套中通入二氧化碳30分鐘使其充滿二氧化》友，在此充滿二氧化-友的手套內(nèi)部使用張力計(jì)進(jìn)行測(cè)量。為了進(jìn)行測(cè)量，用等量的4MHC1在二氧雜環(huán)已烷中的溶液處理純的中性脒，隨后在空氣中過濾，收集干燥的白色產(chǎn)品，可以制得la和lb的鹽酸鹽。la和lb鹽酸鹽表面張力的測(cè)量在空氣中進(jìn)行。表5.在21。C下，2b及l(fā)a和lb鹽酸鹽的臨界膠束濃度值<table>tableseeoriginaldocumentpage59</column></row><table>b在30°C下(M.J.Rosen,SurfactantsandlnterfacialPhenomena,3rd.ed.,JohnWiley&Sons,Hoboken,2004)。e在25。C下(M.J.Rosen,SurfactantsandlnterfacialPhenomena,3rd.ed.，JohnWiley&Sons,Hoboken,2004)dr代表表面過剩濃度ea代表每個(gè)表面活性劑分子在空氣/水表面的面積fYCMC是在臨界膠束濃度時(shí)的表面張力實(shí)施例9.可轉(zhuǎn)換的表面活性劑和聚合反應(yīng)實(shí)施例9A.在銨重石友酸鹽2b存在條件下苯乙烯的乳化液聚合作用使用2b作為表面活性劑可以成功的實(shí)現(xiàn)乳化液聚合作用，如圖10-13所述。這里描述了兩種研究，一種初步研究和隨后的研咒。在初步研究中，在二氧化碳條件下，在經(jīng)過2b穩(wěn)定的苯乙烯非水乳狀液中進(jìn)行經(jīng)過熱處理開始的聚合作用，該聚合作用在65國(guó)70。C下進(jìn)行5小時(shí)，完成一次下面等式所述過程。具體地說，在室溫下鼓泡二氧化石友穿過苯乙烯(2毫升)、水(8毫升)和2b(400毫克)攪拌后的混合物30分4中。加入2'，2'-偶氮二(2-methylpropinamidine)二氳氯4匕物(187毫克)。加熱混合物佳:溫度維持在65-70°(:之間，并繼續(xù)鼓泡二氧化碳。5小時(shí)之后，加入幾滴對(duì)苯二酚溶液(2%在水溶液中)鄉(xiāng)冬止反應(yīng)。倒出一部分溶液用于粒度分析，使用裝備有Hydro2000S光學(xué)單元的Malvern粒度分析4義2000進(jìn)行粒度分析，使用激光衍射測(cè)定在0.01-2000pm范圍內(nèi)的顆粒(可從Spectra研究公司購(gòu)得，米西索加，安大略省，加拿大)。測(cè)量粒度分布；數(shù)目加權(quán)平均數(shù)直徑是2.79pm,表面加權(quán)平均數(shù)直徑是7.90fim,重量加權(quán)平均數(shù)直徑是17.0pm。在65匸下對(duì)體系鼓泡氬氣1小時(shí)，隨后冷卻到室溫，可以影響化合物2b到2a的轉(zhuǎn):換，并^f吏乳液(適合于收集作為理想的最終產(chǎn)品)變澄清。通過核^茲共振光i普學(xué)識(shí)別月交乳粒子(WP.Slichter，J.Chem.Ed.(1968)45(1):10-16)。在65。C時(shí)，不4吏用氬氣處理時(shí)，乳液在3天的^L測(cè)時(shí)間內(nèi)不會(huì)變澄清。在進(jìn)一步地研究中，用氬氣處理2小時(shí)和用氮?dú)馓幚?0分鐘都能有效的關(guān)閉表面活性劑并允許顆粒沉降。通過在40，000G離心30分鐘(Jouan離心才幾KR25)促進(jìn)澄清。在用沖洗氣體處理之前離心式無歲文的。在一種裝備有7K2410Rl才t測(cè)器的水相關(guān)才莫型GPC-2690液相色{普4義上測(cè)定聚合物分子量(Waters有限公司，米西索加，安大略省，加拿大)。分餾塔是聚苯乙烯型交聯(lián)共聚物HR5，HR4E和HMW7。使用過濾的曱苯(99.99%純度)作為洗脫液，在1.0mL/min的流速下進(jìn)行GPC分析。使用商業(yè)上可購(gòu)得的分子量在770到6,500,000g/mol之間的聚苯乙歸標(biāo)準(zhǔn)品才交準(zhǔn)該儀器。通過在10毫升過濾的高效液體色i普級(jí)甲苯中溶解5-7毫克聚合物制得聚合物樣品。200pL份的聚合物被注入到連續(xù)流動(dòng)的溶劑(室溫的曱苯)中并用三個(gè)聚苯乙烯型交聯(lián)共聚物分離柱。Mn是276,000,Mw是590,000，PDI是2.14。1.起始劑.，1"120/笨乙烯乳狀液4%2ba65"70'C在C02條件下Ph^^-2.對(duì)笨二酚淬火劑隨后的研究顯示了一種用于苯乙烯在有2b參與的情況下的乳化液聚合方法，此方法可以獲得較小的聚苯乙烯顆粒(直徑大約為O.lpm或更少)，下面對(duì)此方法進(jìn)行了詳細(xì)的描述。聚苯乙烯顆粒尺寸可以在關(guān)閉該表面活性劑之前在懸浮液中方i"更的測(cè)量。將表面活性劑2b(100毫克)和聚四氟乙烯涂層的磁性攪拌棒放置于100毫升的三頸燒瓶中。將三頸燒瓶的第一頸接上一種冷凝器，用橡膠墊片附著于冷凝器的頂端。將三頸燒瓶的第二頸蓋上玻璃塞，第三頸蓋上一種隔膜。穿過三頸燒瓶的隔膜向燒瓶j中注射苯乙烯(0.5毫升)水(2毫升)。開始攪拌并鼓泡二氧化碳穿過混合物。將一種注射器針頭穿過冷凝器上的隔膜，從而使二氧化碳通過油鼓泡器流出該體系，該油鼓泡器還能防止空氣進(jìn)入該體系。延續(xù)通入二氧化碳30分鐘。然后停止通入二氧化^友，從隔膜中取出注射器，將此玻璃裝置》文置于超聲處理恒溫槽中在室溫下超聲處理4分鐘。重新將注射器插入隔膜，并重新通入二氧化碳。除去玻璃塞，加入引發(fā)劑(37毫克的2',2'-偶氮二(2-methylpropinamidine)二氬氯4匕物)，向三頸燒并瓦的頸中》文置一種帶塞的溫度計(jì)取代玻璃塞。將三頸燒并瓦加熱到60-65°C5小時(shí)。在此反應(yīng)時(shí)間之后，將燒并瓦冷卻至室溫，并力。入3到4滴只于苯二酚溶液(2%在水中)。在氬氣條件下攪拌該混合物15分鐘。取出一部分懸浮液樣品進(jìn)行粒度分析。隨后向剩余的懸浮液中加入水(15毫升)。將樣品加熱到60°C2小時(shí)，同時(shí)通過注射器刈_溶液鼓泡氬氣。隨后將樣品冷卻至室溫，攪拌過夜(不進(jìn)行氬氣鼓泡)。第二天早上，用一種中等-孔隙度玻璃粉過濾器過濾樣品。用曱醇洗滌收集在過濾器中的固體。收集固體的核f茲共振光i普證實(shí)該產(chǎn)品是聚苯乙烯。該產(chǎn)品的顆粒粒徑分布測(cè)量給出下列結(jié)果數(shù)目-加權(quán)平均數(shù)直徑是0.062表面-加權(quán)平均數(shù)直徑是0.095jam,重量-加權(quán)平均數(shù)直徑是0.103pm。類似的實(shí)現(xiàn)可以給出相似的結(jié)果，這種類似的實(shí)-驗(yàn)是不加入對(duì)苯二酚溶液且不進(jìn)行氬氣條件下的15分鐘攪拌。初始產(chǎn)物粒度分布測(cè)量給出下列結(jié)果數(shù)目-加權(quán)平均數(shù)直徑0.075jam,表面一加權(quán)平均數(shù)直徑是0.101pm重量加權(quán)平均數(shù)直徑是0.118fim。實(shí)施例9B.甲基丙烯酸曱酯在2b/lb存在條件下的微懸浮聚合作用用側(cè)氮基自由基引發(fā)劑在含有十六烷的甲基丙烯酸曱酯非水乳狀液中，在二氧化石友條件下4全測(cè)通過2b穩(wěn)、定的曱基丙烯酸甲酯的自由基聚合反應(yīng)(參見下面的反應(yīng)圖解)。在室溫下，在圓底燒瓶中鼓泡二氧化碳30分鐘穿過曱基丙烯酸甲酯(2毫升)、水(7.5毫升)、十六烷(0.5毫升)和2b(400毫克)的反應(yīng)混合物。力口入引發(fā)劑2'，2，-偶氮二(2-methylpropinamidine)二氫氯化物(187毫克)。加熱混合物并將溫度維持在65°C,同時(shí)持續(xù)鼓泡二氧化碳。在聚合過程期間該反應(yīng)混合物看來像一種白色乳化液。5小時(shí)之后，加入幾滴乂于苯二酚溶液(1%在水中)淬火該反應(yīng)。從懸浮液中取出2毫升樣品使用粒度分析儀2000進(jìn)行粒度分析。使用水、p-聚苯乙烯型交聯(lián)共聚物HT-4和50eA色譜柱，用四氫咬喃(THF)當(dāng)估支洗脫液，在流速為lmL/min的條件下進(jìn)行空間排阻層析(SEC)。用商業(yè)上可購(gòu)得的聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行校準(zhǔn)。鼓泡氮?dú)獯┻^剩余的懸浮液2小時(shí)，同時(shí)將溫度維持在65°C。將2b轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜砻婊钚詣﹍b。隨后加入蒸餾水(10毫升)將該混合物冷卻到室溫。通過過濾收集固態(tài)聚合物。80°C下在烘箱中干燥白色固體30分鐘，溶解在5毫升的曱苯中并向該甲苯;容液中加入50毫升冷卻的甲醇。過濾聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)沉淀物并在烘箱中干燥30分鐘，轉(zhuǎn)換率為61%。按如下步驟對(duì)所得聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)定性Mn為60,300g/mol,MVl為88,300g/mol和PDI為1.46(作為對(duì)照，某些商業(yè)上可購(gòu)^f的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的性質(zhì)是Mn為46,000g/mol,Mw為93,000g/mol,且PDI為2.02(Aldrich4匕學(xué)7>司目錄，2006，Sigma-Aldrich,力口拿大，有限^>司，Oakville,安大略省，加拿大))。收集的聚曱基丙烯酸甲酯(PMMA)顆粒的數(shù)目力口權(quán)平均直徑是5.60fxm，重量加權(quán)平均凄t直徑是7.89(am。圖7和圖8表示了顆粒尺寸分布和積累顆粒尺寸分布。在不進(jìn)4于沖洗氣體處理的情況下，在2b沒有轉(zhuǎn)變?yōu)閘b時(shí)，通過表面活性劑2b穩(wěn)定的聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)聚合物在3天的乂見察時(shí)間內(nèi)沒有沉淀。實(shí)施例10.研究鈉鹽、鈣鹽和鐵鹽對(duì)脒表面活性劑轉(zhuǎn)換的影響分別進(jìn)行決定la是否與NaCl、CaC03或FeCl3反應(yīng)的實(shí)-險(xiǎn)。第一混合物是癸烷(4毫升)、水(2毫升)、la(90毫克)和NaCl(20亳克)。第二混合物是癸烷(4毫升)、水(2毫升)、la(120毫克)和CaC03(43亳克)。在RetschMM2'混合磨中，轉(zhuǎn)速設(shè)定為100,搖晃混合物IO分鐘。搖晃后所得混合物馬上分離成兩相。也就是說，NaCl和CaC03不能開啟la。第三混合物是癸烷(4mL)、水(2亳升)、la(120毫克)和FeCl3(94毫克)，在同樣的條件下?lián)u晃該混合物可以形成一種穩(wěn)定的乳化液。這個(gè)結(jié)果顯示FeCl3可以開啟脒la,且所得化合物能夠穩(wěn)定乳化液。這里列出的和引用的所有出版物通過引證在此全部并入本文。本領(lǐng)域普通4支術(shù)人員可以理解本i兌明書是關(guān)于某些優(yōu)選的實(shí)施方案的，且可以使用本發(fā)明的原理進(jìn)行其他的實(shí)施方案，其中本發(fā)明原理的精髓和范圍如權(quán)利要求書中的定義。權(quán)利要求1.一種化合物，這種化合物在有水存在的條件下與二氧化碳接觸能夠可逆的轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N鹽，該化合物具有以下通式(1)其中，R1，R2，R3，和R4中的至少一個(gè)是一種高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)，且其余的R1，R2，R3，和R4選自由C1到C4烷基基團(tuán)，(SiO)1到(SiO)2，和Cn(SiO)m所組成的組中，其中n是從0到4的數(shù)，m是從0到2的數(shù)，且n+m≤4；其中，所述高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)是一種碳?xì)浠衔锖?或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于C11到C25的長(zhǎng)度的，取代的或未被取代的硅氧基基團(tuán)，且可以任選地包括一種或一種以上的SiO單元，一種醚鍵一種酯鍵或二者皆有。2.一種表面活性劑，這種表面活性劑與完全不含有二氧化碳的氣體接觸能夠可逆可轉(zhuǎn)換成一種非表面活性劑，這種表面活性劑具有以下通式(2):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中，R、R2,R3，和R4中的至少一個(gè)是一種高級(jí)脂肪力矣和/或硅氧基基團(tuán)，且其余的R1，R2,R3,和W選自由d到C4烷基基團(tuán)，(SiO)!到(SiO)2,和Cn(SiO)m所組成的組中，其中n是乂人0到4的凄t,m是乂人O到2的凄史，JLn+m^4;其中，所述高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)是一種碳?xì)浠衔锖?或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于C5到C25的長(zhǎng)度的，取代的或未核:耳又代的石圭氧基基團(tuán)，且可以4壬選地包4舌一種或一種以上的SiO單元，一種醚4定一種酯4走或二者皆有。3.—種表面活性劑，這種表面活性劑與完全不含有二氧化碳的氣體接觸能夠可逆可轉(zhuǎn)換成一種非表面活性劑，這種表面活性劑具有以下通式(3):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>(3)其中，R、R2,R3,和R4中的至少一個(gè)是一種高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)，且其余的R1，R2,R3，和W選自由d到C4烷基基團(tuán)，(SiO)i到(SiO)2,和Cn(SiO)m所組成的纟且中，其中n是從0到4的凄t，m是乂人0到2的凄丈，且n+m^4;其中，所述高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)是一種碳?xì)寤衔锖?或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于Cs到025的長(zhǎng)度的，取代的或未被取代的硅氧基基團(tuán)，且可以任選地包括一種或一種以上的SiO單元，一種醚4建一種酯4建或二者皆有。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，該化合物是一種反乳化劑。D，UKf5.—種用于穩(wěn)定兩種不互溶的液體乳狀液或一種液體和一種固體的乳狀液的方法，包括結(jié)合所述兩種不互〉容的'液體或所述液體和固體；將第一方面所述化合物添加到兩種液體中的一種中或添加到混合物中；在水存在的條件下將混合物暴露到二氧化^友中，將該化合物轉(zhuǎn)化成一種鹽；并且攪動(dòng)混合物/人而形成一種穩(wěn)、定乳4大液。6.—種用于穩(wěn)定兩種互不相溶的液體或一種液體和一種固體的乳化液的方法，包括結(jié)合所述兩種不互溶的液體或所述液體和固體；將權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述表面活性劑或所述表面活性劑的中性形式添加到兩種液體中的一種中或添加到混合物中；其中，所述表面活性劑的中性形式在之前的步驟中已經(jīng)被添加，在水存在的條件下將混合物暴露到二氧化>碳中，從而^f吏所述中性形式轉(zhuǎn)換乘相應(yīng)的所述表面活性劑；并JU覺動(dòng)混合物乂人而形成一種穩(wěn)定乳狀液。7.—種用于從包含權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述表面活性劑的乳化液中分離兩種不互溶的液體或一種液體和一種固體的方法，該方法包括將本乳化液暴露于基本上不含有二氧化碳的氣體中釋放二氧化碳并且將本表面活性劑轉(zhuǎn)換成非表面活性劑；其中，隨后發(fā)生所述兩種不互溶的液體或所述液體和固體的分離。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所述氣體選自由氮?dú)?、氬氣、和具有的二氧化碳含量不足以開啟所述表面活性劑或?qū)⒋吮砻婊钚詣┚S持在表面活性劑形式的空氣所組成的組中。9.一種用于從包含權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述表面活性劑的乳化液中分離兩種不互溶的液體或一種液體和一種固體的方法，該方法包4舌加熱所述乳4t液從而解》文二氧化碳將本表面活性劑轉(zhuǎn)換乘非表面活性劑；隨后發(fā)生所述兩種不互〉容的液體或所述液體和固體的分離。10.—種化合物，這種化合物(i)在水存在的情況下與能夠釋力文氫離子的氣體想接觸和(ii)與水相接觸能夠可逆的轉(zhuǎn)換成一種鹽，該化合物具有通式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中，R、RR3,和W中的至少一個(gè)選自由高級(jí)脂肪族基團(tuán)、高級(jí)硅氧基基團(tuán)、高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)、脂肪族/芳基基團(tuán)、硅氧基/芳基基團(tuán)和脂肪族/硅氧基/芳基基團(tuán)所組成的組中；且其余的R1,R2,R3,和114選自由Q到C4烷基基團(tuán)，(SiO)r到(SiO)2,和Cn(SiO)m所組成的組中，其中n是乂人0到4的凄史，m是從0到2的凄史，且n+mS4;其中，所述高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)是一種,友氫化合物和/或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于Cu到C25的長(zhǎng)度的，取代的或未被取代的娃氧基基團(tuán)，且可以任選地包括一種或一種以上的SiO單元，一種醚4建一種酯4建或二者皆有。11.一種表面活性劑，這種表面活性劑通過加熱和/或與沖洗氣體相接觸能夠可逆的轉(zhuǎn)換成一種非表面活性劑，這種表面活性劑具有如下通式(4):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(4)其中，R、R2,R3，和W中的至少一個(gè)選自由高級(jí)脂肪族基團(tuán)、高級(jí)硅氧基基團(tuán)、高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)、脂肪族/芳基基團(tuán)、硅氧基/芳基基團(tuán)和脂肪族/硅氧基/芳基基團(tuán)所組成的組中；且其余的R1,R2,R3,和W選自由Q到C4烷基基團(tuán)，(SiO)i至U(SiO)2,和Cn(SiO)m所纟且成的組中，其中n是從0到4的數(shù)，m是從0到2的凄史，且n+m^4;其中，所述高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)是一種石友氬化合物和/或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于Cu到C25的長(zhǎng)度的，取代的或未被取代的硅氧基基團(tuán)，且可以任選地包括一種或一種以上的SiO單元，一種醚4建一種酯4定或二者皆有。12.—種表面活性劑這種表面活性劑通過加熱和/或與沖洗氣體相接觸能夠可逆的轉(zhuǎn)換成一種非表面活性劑，這種表面活性劑具有如下通式(5):NR2R3其中，R、R2,R3，R4和R5中的至少一個(gè)選自由高級(jí)脂肪族基團(tuán)、高級(jí)硅氧基基團(tuán)、高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)、脂肪族/芳基基團(tuán)、硅氧基/芳基基團(tuán)和脂肪族/硅氧基/芳基基團(tuán)所組成的組中；且其余的R1,R2,R3，114和115選自由d到C4烷基基團(tuán)，(SiO)(SiO)2,和CjSiO)m所組成的組中，其中n是乂人0到4的凄史，m是乂人0到2的凄史，且n+m^4;其中，所述高級(jí)脂肪族和/或硅氧基基團(tuán)是一種石友氫化合物和/或連接的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)于Cs到C25的長(zhǎng)度的，耳又代的或未被取代的硅氧基基團(tuán)，且可以任選地包括一種或一種以上的SiO單元，一種醚4建一種酯4建或二者皆有。13.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的化合物，該化合物是一種反乳化劑。14.一種用于穩(wěn)定兩種不互溶的液體乳狀液或一種液體和一種固體的乳狀液的方法，包括結(jié)合所述兩種不互溶的液體或所述液體和固體；將權(quán)利要求10所述化合物添加到兩種液體中的一種中或添加到混合物中；將該混合物暴露于能夠釋放氫離子的氣體中從而將該化合物轉(zhuǎn)化成一種鹽；并且攪動(dòng)混合物乂人而形成一種穩(wěn)、定乳狀'液。15.根據(jù)權(quán)利要求14所迷的方法，所迷氣體在有水存在的情況下釋放氫離子，水存在于混合物中。16.—種用于穩(wěn)定兩種互不相溶的液體或一種液體和一種固體的乳化液的方法，包括結(jié)合所述兩種不互溶的液體或所述液體和固體；將第九或第十方面所述化合物或所述表面活性劑的中性形式添加到兩種液體中的一種中或添加到混合物中；其中，所述表面活性劑的中性形式在之前的步驟中已經(jīng)被添加，將混合物暴露到能夠釋放氫離子的氣體中，從而使所述中性形式轉(zhuǎn)換乘相應(yīng)的所述表面活性劑；并且攪動(dòng)混合物/人而形成一種穩(wěn)、定乳狀液。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述氣體在有水存在的情況下釋放氫離子，水存在于混合物中。18.—種用于從包含權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述表面活性劑的乳化液中分離兩種不互溶的液體或一種液體和一種固體的方法，該方法包括將本乳化液暴露于沖洗氣體中將本表面活性劑轉(zhuǎn)換乘非表面活性劑；隨后發(fā)生所述兩種不互溶的液體或所述液體和固體的分離。19.纟艮據(jù)纟又利要求18所述的方法，所述沖洗氣體選自由氮?dú)?、氬氣、和具有的二氧化碳含量不足以開啟所述表面活性劑或?qū)⒋吮砻婊钚詣┚S持在表面活性劑形式的空氣所組成的組中。20.—種用于從包含權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述表面活性劑的乳化液中分離兩種不互溶的液體或一種液體和一種固體的方法，該方法包4舌力o熱所述乳化液/人而4夸本表面活性劑轉(zhuǎn)換乘非表面活性劑；隨后發(fā)生所述兩種不互溶的液體或所述液體和固體的分離。21.—種乳化液聚合方法，該方法包4舌如下步驟將一種單體、水、權(quán)利要求11或權(quán)利要求12的表面活性劑和一種聚合作用啟發(fā)劑相結(jié)合；4覺拌從而產(chǎn)生一種乳化液；將此乳化液暴露于沖洗氣體中，從而將表面活性劑轉(zhuǎn)換成非表面活性劑；并分離和收集聚合物。全文摘要本發(fā)明提供了可逆可轉(zhuǎn)換的表面活性劑。一種表面活性劑是一種脒或者氨基甲脒的鹽，具有至少一個(gè)是疏水部分的R基團(tuán)，選自由高級(jí)脂肪族基團(tuán)、高級(jí)硅氧基基團(tuán)、高級(jí)脂肪族/硅氧基基團(tuán)、脂肪族/芳基基團(tuán)、硅氧基/芳基基團(tuán)、和脂肪族/硅氧基/芳基基團(tuán)組成的組中。其他的R基團(tuán)是較小的基團(tuán)，例如，H₁C₁到C₄脂肪族等等。表面活性劑被能夠釋放氫離子的氣體所開啟，所述能夠釋放氫離子的氣體例如在有水參與的情況下釋放氫離子的氣體，二氧化碳。通過暴露于沖洗氣體和/或加熱條件下可以關(guān)閉表面活性劑。當(dāng)表面活性劑在“開啟”時(shí)有穩(wěn)定乳狀液的作用，且當(dāng)“中止”時(shí)，它們有分離不互溶的液體或者液體和固體的作用。在聚合和石油工業(yè)中可以發(fā)現(xiàn)表面活性劑的使用。文檔編號(hào)B01D17/04GK101326144SQ200680046495公開日2008年12月17日申請(qǐng)日期2006年11月15日優(yōu)先權(quán)日2005年11月15日發(fā)明者P·G·杰索普申請(qǐng)人:金斯頓女王大學(xué)