1.元素表面活性剂

1.1氟表面活性剂

氟表面活性剂主要指在表面活性剂的碳氢链中，氢原子全部被氟原子取代了的全氟表面活性剂。该表面活性剂具有碳氢表面活性剂所没有的优异性能，其特性主要取决于氟碳链。在一般表面活性剂不能使用，或者即使使用其效果较差的领域内，添加极少的氟表面活性剂即可发挥显著效果。因此尽管目前市场规模还很小，且价格远高于一般表面活性剂，但越来越引起人们的重视，而且其应用领域也在不断扩大。

氟表面活性剂具有极高的表面活性，可使水的表面张力降至15mN/m，且具有很高的化学稳定性和热稳定性，氟碳链不但憎水而且憎油，按用途分为水溶性和油溶性两大类。水溶性的氟表面活性剂主要用于氟树脂乳液聚合的乳化剂、电镀添加剂、高效灭火剂、渗透剂和精密电子仪器清洗剂等；油溶性的氟表面活性剂主要用于涂料、油墨均质剂、环氧系胶黏添加剂及氟树脂用表面改质剂。

氟表面活性剂的合成包括氟疏水链的合成和亲水基团的引入。由于其亲水基的引入与普通碳表面活性剂相同，可以是阴离子、阳离子、非离子和两性的，因而氟表面活性剂的发展主要取决于氟碳链单体合成方法的进展。目前氟碳链的合成主要有电解氟化法、调聚法和离子齐聚法。

1.2含硅表面活性剂

含硅表面活性剂也是性能优良的表面活性剂类别，可作为杀菌剂、消泡剂、织物柔软整理剂、羊毛防缩整剂、抗静电剂及合纤油剂、化妆品用头发调理剂、 UV吸收促进剂、润滑剂等使用。

含硅表面活性的合成包括有机硅疏水链（分为硅氧烷基型和硅烷基型）的合成和亲水基的引入。

有机硅化合物的合成方法一般都是先合成氯硅烷，然后再与各种有机试剂反应；亲水基的引入则视亲水基团的不同，由硅烷或硅氧烷与含相应亲水基的化合物反应。

非离子含硅表面活性剂一般由各种硅氧烷基在催化剂存在下与聚醚或环氧乙烷反应即可；阳离子含硅表面活性剂则可通过含卤素的硅烷或硅氧烷和胺类反应或由硅烷与含烯烃的胺类进行加成反应再季铵化制备；阴离子含硅表面活性剂由含卤硅烷与丙二酸酯反应再水解或利用环氧有机硅化合物与亚硫酸盐作用而得。反应分别列举如下：

利用Si-H键的活泼性，在糖分子中引入硅氧烷基，能得到一类性能十分优异的以糖为亲水基的硅氧烷表面活性剂，研究中使用的是五乙酰基-D-葡萄糖的α体和β体，反应具有立体选择性，反应点发生在羟甲基上。反应在常压、40℃下，以Co (CO)s为催化剂，以乙酰基化的葡萄糖、三甲基氢硅烷、一氧化碳为原料合成。

含氟硅氧烷表面活性剂具有比普通硅氧烷表面活性剂更特殊的性能，它具有好的耐热稳定性和化学稳定性，也具有更低的表面张力。硅氧烷化合物常用于织物的防水、防污整理，含氟硅氧烷则不仅可赋予防水防污的能力，还赋予防油的能力，因而有“三防”材料的美称。

1.3含硫表面活性剂

含硫表面活性剂主要指分子中含有基团的表面活性剂。因结构上的特点，决定了它在某些方面表现出独特的性能（如低温洗涤性），且在低温和无助剂情况下就具有较好的净洗效果和优异的杀菌性，其杀死或抑制格兰氏阴性菌及采油中的硫酸盐还原菌的效果优于常见的季铵盐。作为植物生长调节剂能较显著地提高瓜果成熟时糖和碳水化合物的含量。在医药上可用作抗过敏剂、重伤防溃烂剂、抗瘤及消炎剂。

按亲水基的不同，含硫表面活性剂同样可分为非离子、阴离子、阳离子和两性表面活性剂四类，其合成工艺与普通表面活性剂的合成相似。含硫阳离子表面活性剂一般通过硫醚或亚砜与烷基化剂反应制得；若要制高分子聚合物型表面活性剂则先制成能烷基化的高分子，然后再与硫醚反应；含硫两性表面活性剂的合成方法与含硫阳离子表面活性剂相似，只是烷基化剂不同；含硫非离子表面活性剂的合成则是将硫醚氧化即得亚砜表面活性剂，具有非常好的表面活性。

含硫阴离子表面活性剂中以一种含有亚砜基团的阴离子表面活性剂尤为引人注目，该类表面活性剂易生物降解，刺激性小，去污性特别是低温和不加三聚磷酸钠时也很突出，加之耐硬水，因而对发展无磷洗涤剂非常有利。如2-（十二烷基亚砜）乙基硫酸钠的合成反应路线如下：

1.4含硼表面活性剂

含硼表面活性剂无毒、沸点高，具有阻燃性、杀菌性。可用作气体干燥剂、润滑油、压缩机工作介质和防腐剂；还可用作聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯的抗静电剂、防滴雾剂；各种物质的分散剂和乳化剂、杀菌剂等。如硼酸双甘酯单硬脂酸酯钠盐的制备系以乙醇、硼酐为原料分三步合成，中间产物为硼酸三乙酯和硼酸双甘酯，最终产物的纯度用薄层色谱法检出。