ISO/TR 896:1977
(Main)Surface active agents — Scientific classification
Surface active agents — Scientific classification
The classification is intended to provide a clear and logical designation of the structural chemical groups of a surface active agent, in the form of a decimal notation. Its aim is to describe a surface active agent according to its chemical formula. The subdivision of the classification is, however, not taken far enough to enable one classification index number to be considered as necessarily corresponding to a specific product. The classification index number would enable to reconstruct a molecular structure which is approximate but nevertheless sufficiently precise.
Agents de surface — Classification scientifique
Površinsko aktivne snovi - Znanstvena klasifikacija
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
TECHNICAL REPORT 896
Published 1977-03-I 5
IS6 Technical Reports are subject to review within three years of
publication, with the aim of achieving the agreements necessary for
the publication of an International Standard.
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION +lEXLI’YHAPOAHA~ OPl-AHM3ALU-M I-IO CTAHLIAPTM3ALW-i l ORGANIZATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Surface active agents - Scientific classif ication
Classification scien tifique
Agents de surface -
Scientific classification, was published in December 1968. In June
IS0 Recommendation R 896, Surface active agents -
1972, an enquiry carried out with a view to transformation of ISO/R 896 into an International Standard showed that it was
necessary to bring its contents up to date. In 1973 and 1974, member bodies were requested to submit their proposals for
revision to Technical Committee ISO/TC 91, Surface active agents, but the majority replied that they were not able to
provide the information likely to bring an effective contribution to this work. Therefore, in December 1974, ISO/TC 91
decided not to transform this IS0 Recommendation immediately into an International Standard but approved, in October
1975, its publication as a Technical Report. This decision was taken for the following reasons :
-
on the one hand, the proposed scientific classification, despite its imperfections, still offers a certain interest as a basis
for a system of decimal classification which can be used to identify a surface active agent, considered in isolation,
according to its chemical formula;
-
on the other hand, it is estimated that the revision which at the present time is being undertaken by the Comite
international des derives tensio-actifs (CID) will not be completed for three or four years. Consequently, during this
interim period, it is desirable that the existing classification, although not widely known, should still be available to
persons concerned in the establishment of the classification index number of a surface active agent. This will enable
which could be pointed out as giving rise to difficulties for classification and which
definite examples to be given,
accordingly may be useful for modifying the rules of classification in order to perfect and to complete it.
Thereafter, ISO/TC 91, as soon as it has received proposals for revision, either from menber bodies or from interested
international organizations, will examine the possibility of reviewing the existing classification system and publishing an
I nternational Standard.
Page Annexes Page
CONTENTS
......................... A Principle of classification and constitutive
0 Introduction
diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
.............................
1 Scope.
1 I
B Rules of classification. . . . . . . . . . . . . . . . . .
..................... 1
2 Field of application
C Detailed description of the elements used in the
3 Definitions. . 1
classification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I3
4 Principle . 2
D Considerations regarding the application of the
decimal classification system for surface
5 Rules of classification . 2
active agents. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
6 Classif ication . 5
E Reference classification on punched cards . . . . 18
Table - Scientific classification of surface active
F Examples of the application of the
agents . 6-7
classification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
UDC 661.185.001.33 Ref. No. iSO/TR 896-1977 (E)
Descriptors : surfactants, classification, chemical formulas.
Price based on 22 pages
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ISO/TR 896-1977 (E)
0 INTRODUCTION
The classification of surface active agents is intended to provide a clear and logical designation of the structural chemical
groups of a surface active agent, in the form of a decimal notation. Its aim is to describe a surface active agent, considered in
isolation, according to its chemical formula.
The classification is based on the polar/non-polar structure of surface active agents, which determines their hydrophilic and
Iipophilic properties.
The traditional importance of water-soluble surface active agents leads to separate consideration of the hydrophilic part and
the hydrophobic part of the molecule. A surface active agent can be characterized by indicating these parts; however, the
extremely numerous possibilities of variation in the structure of the hydrophobic part make it necessary to specify this part
in some detail; the hydrophilic part, though structurally simpler, still needs to be defined by certain of its characteristics,
especially those responsible for solubility in water or in organic media.
The subdivision of the classification is, however, not taken far enough to enable one classification index number to be
considered as necessarily corresponding to a specific product (the classification is not a precise chemical nomenclature).
On the contrary, it may be considered that in general, several products having chemical structures and practical characteristics
that are of necessity closely similar will be designated by the same classification index number. Moreover, the classification
index number would enable one to reconstruct a molecular structure, which is approximate but nevertheless sufficiently
precise.
udgment
The application of the decimal classification is a matter for j , which is with in the capacity of tee hni cians with an
ordinary knowledge of the chemistry and technology of surface active agents. Rigorous application of the rules of
cl assif ication and deta iled study of the class if ica tion table are indispensab le for establishing the classification index n umber of
a surface acti ve agent, which should be obta ined without any ambiguity.
1 SCOPE
This Technical Report sets out a scientific classification of surface active agents.
2 FIELD OF APPLICATION
agents which are preferably used in an aqueous medium and to those
This classif ication is applicable both to surface active
used in organic medi a.
3 DEFINITIONS
A group embodying one and only one function which is consi dered as the most important for
3.1 key hydrophilic group :
hydrophilic behaviour of the surface active age nt.
the
3.2 second ary hyd rophilic groups : G roups embodying functions with solubil izing proper ties other than those of the key
secondary manner to characterize further the surface acti ve age nt.
hydrophilic group; t hese serve only in a
3.3 key hydrophobic residue (determining the hydrophobic behaviour of the surface active agent) : A residue comprising a
It should be linked to the key
radical of the hydrophobic type considered as a whole, along with direct substitutions.
hydrophilic group in a clearly definable way.
Chemical groups which are not more hydrophobic than the key hydrophobic
3.4 characteristic hydrophobic residues :
residue to which they are functional/y linked. They constitute either an intermediate connecting link within the molecule
itself or appear as a secondary hydrophobic residue attached to the rest of the molecule.
Groups occurring between the hydrophobic residue(s) and the key hydrophilic group
3.5 intermediate functional groups :
and joined to the latter either by a hydrocarbon link or a characteristic hydrophobic residue. They provide supplementary
characteristics for the hydrophobic part.
Properties which make it possible to provide a fuller description of
3.6 supplementary properties of the hydrophilic part :
the hydrophilic part and to give details either of its solubilizing properties in an aqueous medium, or of its preferential
behaviour of insolubility in water, for special use in organic media.
2
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ISO/TR 896-1977 (E)
4 PRINCIPLE’ )
The classification of surface active agents enables them to be specified by the following characteristics defined in clause 3 :
the key hydrophilic group;
a)
b) possibly, secondary hydrophilic groups;
the key hydrophobic residue;
cl
d) possibly, characteristic hydrophobic residues;
intermediate functional groups;
e)
f ) supplementary properties of the hydrophilic part.
5 RULES OF CLASSIFICATION
5.1 The classification of a surface active agent is governed by the determination of the key hydrophilic group, followed by
the key hydrophobic residue. In order to avoid any ambiguity, these two elements should be determined in accordance with
the following rules :
Rule 1
THE KEY HYDROPHILIC GROUP IS THE FIRST PART CONSIDERED IN THE PREPARATION OF THE CLASSIFICATION INDEX
NUMBER CHARACTERIZING A SURFACE ACTIVE AGENT.
5.2 Hydrophilic groups can be classified in three groups :
-
hydrophilic groups with anionic properties;
--
hydrophilic groups with cationic properties;
-
hydrophilic groups with non-ionic properties.
Rule 2
THE C LASSIF ICATI ON OF A SURF ACE ACTIVE AGENT INTO ONE OF THE THREE FOREGOING GROUPS IS EFFECTED BY MEANS
OF TH E FIRST THR EE FIG URES :
-
the first relating to groups with anionic properties;
-
the second to groups with cationic properties;
--
the third to groups with non-ionic properties.
5.3 Where the surface active agents contain only one hydrophilic group, there is no possibility of ambiguity. Where they
contain several of these groups, the following rules should be applied :
Rule 3
If the molecule contains more than one hydrophilic group,
1) THE KEY HYDROPHILIC GROUP IS THE ONE WHICH APPEARS FIRST. THE ORDER IN WHICH FUNCTIONS SHOULD BE
SELECTED IS AS FOLLOWS (see the table) :
a) a cationic group from column 2, indicated in boxes 5, 6, 7, 8 and possibly 9, if the function is sufficiently basic;
b) an anionic group from column 1, indicated in boxes 2,3,4, 5,6, 7,8 and possibly 9, if the function is sufficiently
acid;
c) a non-ionic group from column 3, indicated in boxes 3,4,5 and 6;
d) a cationic group from column 2, indicated in boxes 1,2, 3,4 and possibly 9, if the function is slightly basic;
an anionic group from column 1, indicated in box 1, and possibly box 9, if the function is slightly acid;
e)
f) the other non-ionic groups from column 3, indicated in boxes 1, 2, 7, 8 and 9.
The figure corresponding to the key group should be underlined.
1) See, in annex A, diagrams giving practical details of the principle of the classification.
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ISO/TR 896-1977 E)
THE SECONDARY HYDROPHILIC GROUP SHOULD BE SELECTED USING THE SAME ORDER OF FUNCTIONS.
2)
quoted
The figure chosen for this secondary hydrophilic group cannot be if it is in the same column as that of the key
hydrophilic group.
5.4 The hydrophob Iic part of a surface active agent has a more or less complex chemical structure, as it m consist of
aY
various hydrocarbon
re lsidues with hydrophobic proper ties, in termediate hydrocarbon functions or substi tuents.
The choice of a key hydrop hobic residue is an essential facto ir in the classification of a surface active agent. The following
rules ke an unamb guous choice :
should make it possible to ma
Rule 41)
TH E KE YH YDROPHOBIC RESIDUE IS, IN PRINCIPLE, THE HYDROCARBON RESIDUE FARTHEST FROM THE KEY HYDROPHILIC
GR OUP.
The need for classifying as the key hydrophobic resi due that fa rthest from the key hyd rophilic group is
to ma ke it possible to
include the maximum amount of information in the supplemen the surface activ
tary characterization of le agen t.
Substituents occurring on the key hydrophobic residue do not affect the choice of the latter.
IN THE CASE WHERE THE HYDROPHOBIC RESIDUE CHOSEN AS THE KEY RESIDUE COMPRISES STRUCTURAL ELEMENTS OF
BOTH ALIPHATIC AND RING (for example AROMATIC) TYPES, ACCOUNT SHOULD BE TAKEN OF THE LENGTHS OF THE
ALIPHATIC CHAINS IN ORDER TO DEFINE THE RING CHARACTER OF THE HYDROPHOBIC RESIDUE.
Rule 51)
CONSIDER
THE ALIPHATIC HYDROCAR BON CHAIN SHOULD BE ED SUFFICIENTLY LARG E, WITHIN THE MEANING OF RULE 4,
IF IT .EAST E IGHT CARBO N ATOMS.
CONTAINS A CHAIN OF AT L
Rule 61)
IN THE AB
SENCE OF ALIPHATIC H YDROCARBON CHAINS WITH EIGHT OR MORE CARBON ATOMS, THE RING RESIDUE WITHIN
THE MEAN
ING OF RULE 4 SHOULD BE REGARDED AS THE KEY PART.
Rule 7
IN THE ABSENCE OF AN ALIPHATIC HYDROCARBON CHAIN WITH EIGHT OR MORE CARBON ATOMS, AND IN THE ABSENCE OF
ANY RING RESIDUE, THE LARGEST HYDROPHOBIC PART SHOULD BE REGARDED AS THE KEY HYDROPHOBIC RESIDUE.
Example : Ce chain of sodium hexyl sulphate.
5.5 A hydrophobic residue other than the key hydrophobic residue, and functionally linked to it, may affect the behaviour
of a surface active agent, if it is sufficiently hydrophobic; it should then be regarded and described as a characteristic
hydrophobic residue.
Rule 8
A CHARACTERISTIC HYDROPHOBIC RESIDUE SHOULD SATISFY RULES 5 OR 6 DEFINING THE KEY HYDROPHOBIC RESIDUE.
However, a secondary function may make it possible to include in the molecule two radicals which are not very important
when considered separately, but which are linked to each other, for example, the dibutylamide function - CO - N(CqH&.
In this case, these secondary radicals should be added together, and the group should be regarded as a characteristic
hydrophobic radical, provided that it contains at least eight carbon atoms.
IN ACCORDANCE WITH RULE AN AROMATIC INTERME DIATE LINK, EVEN WHEN NOT SUBSTITUTED, SHOULD BE
6,
REGARDED AS A CHARACTERIS TIC HYD ROPHOBIC R ESIDUE.
cation of rules 4, 5 and 6 in the case of surface active agents the hydrophobic part of which
1) See annex B for examples illustratin g the appli
comprises both aliph atic chains and rings
4
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ISO/TR 896-1977 (E)
6 CbASSIFICATIBN
This classification system ope rates on the decimal system, with a minimum of ten figures div ided into three groups of three
figures, with at least one addit ional figure, so that the key hydrophilic groups may be defined.
The groups of figures are arranged in columns, according to the constitutive sequence of relative positions described above.
Each colu conta ins subdivisions numbered from 0 to 9, 0 usually indicating (unless otherwi se stated) the a
of
functions, ups or ch aracteristics according to the specific d esignations of the var ious columns.
ion of the elements used i n the classification is given in annex C, while considerations regarding the
The detai led descript
n of the dec imal classification system ar e given in annex D.
appl icatio
Some examples of the application of this classification are given in annex F.
A system of reference classification on punched cards is dealt with in annex E.
5
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ISO/TR 896-1977 (E)
TABLE - Scientific classif ication of surface active agents
R1 - KEY HYDROPHOBIC PART
F1 - KEY HYDROPHILIC GROUP
Important descriptive characteristic properties :
Characteristic properties
2 3 4 5 6
1
LINKAGE OF KEY
CONSTITUTION
CATIONIC NON-IONIC SUBSTITUTION
ANIONIC
FUNCTION F 1
AA 0 AA 0 AA 0 AA 0 AA
0 AA 0
Non-branched Non aromatic.
Absence of Absence of Absence of
Absence of
aliphatic group primary
1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB
Unsaturation
Non-aromatic,
Aliphatic Branched
-~ COOH Primary amine C=C
hydroxyl group alrphatic group secondary
c-c
cc 2 CC
cc 2 cc 2 cc 2 cc 2
2
Alicyclic or
Alicyclic group, Alkyl group Non-aromatic,
-- OS03H Secondary amine aromatic
M-penes (linked to cycles) tertiary
I
hydroxyl group
DD 3 DD 3 DD 3 DD
3 DD 3 DD 3
Non-branched By intermediate
Non-condensed
chain on ring,
--- S03H Tertiary amine poly et her on Ring group
benzene group
intermediate chain primary
EE 4 EE 4 EE 4 EE 4 EE
4 EE 4
Branched polyether Aromatic group Halogens, nitro, By intermediate
- S -- S03H Amine oxide on intermediate with condensed nitroso and similar chain on ring,
chain cycles substituents secondary
FF 5 FF 5 FF
5 FF 5 FF 5 FF 5
Derivatives of
- SO*H
Heterocyclic group By intermediate
including other
Quarternary sorbitan, mannitan,
with 1 non-carbon Either hydroxyls chain on ring,
sulphur functions
ammonium carbohydrates
atom on the ring tertiary
- SO*NH (r)
and similar
6 GG 6 GG 6 GG 6 GG 6 GG
GG 6
Derivatives of Heterocyclic group Carboxyl functions
Pyridinium, Direct linkage
sorbitan, mannitan. and derivatives
Or thophosphoric with 2 or more non-
on aromatic
Quinolinium
acid esters oxy alkyl carbo- carbon atoms on - coo (r),
and similar ring
CON (r)2, etc.
hydrates the ring
7 HH ‘7 HH 7 HH 7 HH 7 HH
HH 7
Direct linkage
Sulphide and
Phosphonic acids Sulphonium Carbonyl group Polymer group on non-aromatic
sulphate functions
carbon ring
8 KK 8 KK 8 KK 8 KK 8 KK 8 KK
Direct linkage
Ureas, Group containing Primary, secondary
through carbon
Phosphonium ureides, other elements in and tertiary amine
Per acids
atom of a hetero-
a chain
polypep tides functions
cycle
9 LL 9 LL 9 LL 9 LL 9 LL 9 LL
Other hydrophobic Other substitutions Direct linkage
Other cationic Other non-ionic groups and substitutions
Other anionic through non-
functions functions functions not chemically carbon atom
designated of a hcterocycle
z, y, x
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ISO/TR 896-1977 (E)
P - HYDROPHOBIC PART HYDROPHILIC PART
Supplementary characteristic properties Supplementary characteristic properties
1
8 9 10/l 1012
7 1013
INTERMEDIATE CHARACTERISTIC
INTERMEDIATE
FUNCTIONAL FUNCTIONAL HYDROPHOBIC ANIONIC CATIONIC NON-IONIC
GROUP X 1 GROUP X2 PART R2
AA 0 AA 0
0 AA 0 AA 0 AA 0 AA
Absence of Absence of
Absence of Absence of Absence of Absence of
1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB
Alkaline metal One or two
Characteristic
Part R2 identical
coo -~ coo- R salts : Li, Na, K, etc. hydrophobic groups.
-Fl
\+ith part Rr
hydroxyl function
(Group I a) Inorganic anion
2 cc 2 cc 2 cc 2 cc 2 cc 2 cc
AIkaline earth One or two
Aliphatic Characteristic
ooc - R metal salts : Mg, Ca, Sr, hydrophobic groups.
ooc -Fl
branched or not ester function
Ba, etc. (Group I1 a) Organic an ion
3 DD 3 DD 3 DD 3 DD 3 DD 3 DD
R Saturated cyclic Precious and vola- One or two
CON(r)- F1 CON (r)-
-- N (r)CO-R hydrocarbons, olefi- tile metal salts : CU, hydrophobic groups; Characteristic
N(r)CO-F1
One and two inter- One and two inter- nit cyclic or alicyclic Ag, Zn, Cd, Hg Benzy 1 radical and similar ether function
Inorganic anion
mediate functions mediate functions hydrocarbons (Groups I b and II b)
4 EE 4 EE 4 EE 4 EE 4 EE 4 EE
R Transition One or two
- SO*N(r)-F1 SOzN(r)-R Aromatic metal salts : Cr, Mn, hydrophobic groups Characteristic
heterocyclic Fe, CO, Ni (Groups VI a, Benzylradical and similar amide function
-- N(r) SOz----F1 N(r)SOz-R
VII a and VIII) Organic anion
FF 5 FF 5 FF 5 FF 5 FF 5 FF
5
Salts of metals
0 -- 0 R
Fl
Group substituted Three hydrophobic Characteristic
One. tu.0 and three One. two and three with p valencies :
by hydroxyl or groups. Inorganic sulphamide function
Al, In, Sn, Pb, Bi
intermediate intermediate
- ORz anion
- so2 N (r)2 ,
functions functions (Groups III b to V b)
6 GG 6 GG 6 GG 6 GG 6 GG 6 GG
Lan thanium and
R Three hydrophobic
S F1 -S
Group substituted
actinium group
~~ SO---------F1 ~ SO R groups. Organic
by N(r):! or NH(r) metal salts :
so2 - R anion
soy------
Fl
La, Ce, Th, U, etc.
HH 7 HH
7 HH 7 HH 7 HH 7 HH 7
Groups with
COOH
R Ammonium salts Metallic complexes
w+------ Fl N W-
function and
derived functions
8 KK 8 KK 8 KK 8 KK 8 KK 8 KK
Groups mith
Others functions such as Organic base Organo-me tallic
Others
Trimethylglycinc
salts derivatives
X - x R - S03H, - OSO&
Fl
and similar
LL 9 LL 9 LL
Supplementary substitution characteristic 9 LL 9
properties, in the absence of :
Function Xi lunction X2
. Polymer group or
9 LL
LL 9
group containing Salts of complex
Other specialized Other characteristic
Supplementary Substitutions of
Si. B,and metals. Organo-
characteristics functions
column 5 on
unsaturation
other hydrophobic metallic bases
intermediate
c=c
groups
czc chain C
7
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ISO/TR 896-1977 (El
ANNEX A
PRINCIPLE OF CLASSIFICATION AND CONSTITUTIVE DIAGRAMS
A.1 PRINCIPLE OF CLASSIFICATION
The diagrams in clause A.2, in which the notation below has been used, allow a more practical presentation of the principle
of classif ication.
In general,
F indicates a group with hydrophilic structure;
R indicates a group with hydrophobic structure;
X indicates an intermediate functional group.
In particular,
indicates the key hydrophilic group;
F1
F2 indicates a secondary hydrophilic group;
R, indicates the key hydrophobic residue;
R2 indicates a characteristic hydrophobic residue;
X, indicates the intermediate functional group closest to F, ;
X2 indicates another intermediate functional group;
C indicates an intermediate hydrocarbon link;
S indicates a substitution of a general nature, but without solubilizing properties (including unsaturation regarded as a
substitution of 7~ electrons on the chain).
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ISO/TR 896-1977 (E)
A.2 CONSTITUTIVE DIAGRAMS
Fl F1 Fl
S
C C C C
S
cl
F2
Xl Xl Xl Xl
R1
R? F2
L
S
C C C
F2
!r
x2 x2 x2
Rl
: -6
-
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ISO/TR 896-1977 (E)
h
c .
Xl
x2
I
&
F1
c
R
C
C
L
R2
xq
c c
1
R2
‘rx;i
c
c
x2 x2 c R
4 6
.
R2
1
Rl Rl
I
Q
10
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ISO/TR 896-1977 (E)
ANNEX B
RULES OF CLASSIFICATION
which comprises both aliphatic chain structures and rings is
of surface active agents th e hydroph obic part of
The case
5 and 6, 0 designating a r ing r esidue
following examples illustrate the application of rules 4,
particular Iy i mportant. The
For the substances
0 -- (CH,), - F,
0 - (CH,), - CH - F,
I
(CH,), - CH,
0 - (CH,), - CH - CH2 - F,
I
KH,), -
CH3
CH3 - 5 - CH - CH2 - F,
1
the aliphatic chain with eight carbon atoms constitutes the key hydrophobic residue, while the ring residue 0 is regarded as
a substitution on this key hydrophobic residue.
On the other hand, for the substances
0 - (CH2)7 - F,
CH, - (CH,), - 0 - F,
the ring residue @ constitutes the key hydrophobic residue, and the aliphatic chain is regarded as an intermediate chain in
the first case, and as a substituent in the second.
Moreover, in order to ensure the best possible designation for products of the following types,
CH, - (CH,), -0 - F,
CH3 - (CH,), - 0 - (CH2)p - F,
the ring residue 0 should be chosen as the key hydrophobic residue, whatever the values of n and p.
The presence of intermediate functional groups has the following effect in the case of these compounds :
for the substances
CH3 - (CH,), - X, - O-F,
R
CH-X, -O-F,
CH3 - KH2j4 -
CH2 - CH3 R
the aliphatic chain constitutes the key hydrophobic residue, whatever R may be. On the other hand, for the substance
CH3 - (CH,), - X, -0 - F,
R
the key hydrophobic residue is the structural unit 0 - R, or 0, when R is not present.
11
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ISO/TR 896-1977 (E)
In the two following cases,
\ /-x1-\ /-F1
0
F
R
the key hydrophobic residue is the group
\I
0
R
12
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lSO/TR 896-1977 (E)
ANNEX C
DETAILED DESCRIPTION OF THE ELEMENTS USED IN THE CLASSIFICATION’)
C.l FIRST GROUP OF THREE COLUMNS : COLUMNS I,2 AND 3
II
- Key hydrophilic group : Properties”
Fl
This group of figures provides an identification of the polar group in the classification, i.e. the key hydrophilic function or
the group of hydrophilic functions. On the first figure depends the order in which the remaining parts of the molecule are to
be classif ied.
Column 1 designates the acid functions (anionic type), or functions classified as such, in the case of salts.
Column 2 designates the basic functions (cationic type), or functions classified as such, in the case of salts.
Column 3 designa tes tho se fu nctions or function al groups which have no ionic properties , or those classif ied as such, in the
case of functional groups of a non-ion ic type. For example : a sim ple ether derived from an alcohol fu nction.
The designation of key functions by means of figures in columns 1,2 and 3 should be limited to a strict minimum, and those
indicated should be give n in the order of the lir relative importance as laid down in the rules already given.
The designation of ementary functions of lesser importance should be found in column 5 of the classification. For
SUPPI
example the hydrox up of ricinoleic acid should no t be designa ted as a function, but as a substituent in column 5.
Yl YO key
C.2 SECOND GROUP OF THREE COLUMNS : COLUMNS 4,5 AND 6
- Key hydrophobic residue : Important descriptive properties”
“R,
This group is intended to classify elements of the key hydrophobic residue (generally that farthest away from the key
hydrophilic function) and the linkage of the key functional group determining the polar/non-polar structural relations of the
molecule.
It is arranged in such a way that it shows
Column 4 describes the constitution of the key hydrophobic radical or residue RI.
constitutive elements of the hydrophobic radicals, carefully distinguished one from the other so that the clearest possible
classif ication is obtained.
Column 4, although taken as a key, is more often a factor deciding the entire character of the hydrophobic residue in
question. An isododecyl benzene sulphonate is classified under subdivision 3 of column 4 : “non-condensed benzene
Alkylbenzimidazol derivatives are classified under subdivision 6 of column 4 : “Heterocyclic residue with 2 or more
residue”.
non-carbon atoms in the ring”.
and in particular in the key hydrophobic
Column 5 describes the substitution which may occur in the hydrophobic part,
residue designated in column 4.
Since several different substitutions may occur on the same hydrophobic residue, it is advisable, in the decimal classification,
to designate one single substituent, i.e. the one which will most clearly differentiate the molecule which is being classified.
Failing any decisive observation to this effect, the following should be designated, in order of their importance : the main
carbon substituent (chain or ring); then a substituent secondary function F 2, the most polar substituent; and lastly the degree
of unsaturation (substitution by 7~ electrons).
which the k with the
co lumn 6 in di cates the way in hydr ophil ic group F, is linked rest 0 f the molecule; this column can
eY
des ad dit ional information a bout the mol ecular co nstitu tion.
be arranged i n such y that i t provi
For example, the use of a figure in column 4 corresponding to ring constitutive elements, in combination with a designation
for a functional bond not directly linked to the ring, indicates the existence of a carbon chain separating the ring from the
function.
1) See the table.
13
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ISO/TR 896-1977 (E)
C.3 THIRD GROUP OF THREE COLUMNS : COLUMNS 7,8 AND 9
“P - Hydrophobic part : Supplementary properties”
In subdivisions 0 to 8, columns 7 and 8 describe the intermediate functions which may separate the key hydrophilic function
F, either from the key hydrophobic residue or from a characteristic hydrophobic residue. These separations also imply the
existence of intermediate carbon links C (or X).
Column 7 designates (from 0 to 8) the intermediate function X1 closest to the key hydrophilic function F,.
Column 8 designates (from 0 to 8) a second intermediate function X2 which may either separate the key hydrophobic
radical RI from the function F1 by means of an extra link C (or X), or introduce a supplementary characteristic
hydrophobic radical R2.
In complex cases, where several intermediate functions X2 may exist together in the same molecule, column 8 should first
show the function which introduces a supplementary characteristic hydrophobic radical R2. If no such radical is present,
the intermediate function X2 designated should be the one closest to the key residue RI.
In connection with the functional specifications of columns 7 and 8, special mention should be made of the indication given
td*
in subdivisions 3 and 5.
In these cases, provision has been made for groups of intermediate polyfunctional links, which may comprise up to three
intermediate similar functions and grouped as such. The number 3 is the maximum, as above this number functional groups of
this kind become hydrophilic groups, which is sufficient to justify the designation of non-ionic hydrophilic group in column 3
of the first group of three columns.
NOTE - The foregoing is applicable only in the case of simple intermediate links, such as 0 - CH2 -
CH2 - 0 of polyethylene oxides.
The figures 9 of columns 7 and 8 provide further supplementary characteristics of the hydrophobic part P; these
characteristics are included here to increase the flexibility of the classification and greatly extend (as is necessary) the
possibility of combinations :
- In the absence of an intermediate function X, (i.e. an intermediate connecting link C), figure 9 of column 7 makes
provision for the possibility of designating a supplementary unsaturation in the carbon chain of the key hydrophobic
residue; this information is important for the classification of linoleic or ricinoleic derivatives. This supplementary
information can also be extended to cover the case of derivatives comprising the intermediate functions X and the inter-
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO/TR 896:1995
01-avgust-1995
Površinsko aktivne snovi - Znanstvena klasifikacija
Surface active agents -- Scientific classification
Agents de surface -- Classification scientifique
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO/TR 896:1977
ICS:
71.100.40 Površinsko aktivna sredstva Surface active agents
SIST ISO/TR 896:1995 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO/TR 896:1995
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SIST ISO/TR 896:1995
TECHNICAL REPORT 896
Published 1977-03-I 5
IS6 Technical Reports are subject to review within three years of
publication, with the aim of achieving the agreements necessary for
the publication of an International Standard.
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION +lEXLI’YHAPOAHA~ OPl-AHM3ALU-M I-IO CTAHLIAPTM3ALW-i l ORGANIZATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Surface active agents - Scientific classif ication
Classification scien tifique
Agents de surface -
Scientific classification, was published in December 1968. In June
IS0 Recommendation R 896, Surface active agents -
1972, an enquiry carried out with a view to transformation of ISO/R 896 into an International Standard showed that it was
necessary to bring its contents up to date. In 1973 and 1974, member bodies were requested to submit their proposals for
revision to Technical Committee ISO/TC 91, Surface active agents, but the majority replied that they were not able to
provide the information likely to bring an effective contribution to this work. Therefore, in December 1974, ISO/TC 91
decided not to transform this IS0 Recommendation immediately into an International Standard but approved, in October
1975, its publication as a Technical Report. This decision was taken for the following reasons :
-
on the one hand, the proposed scientific classification, despite its imperfections, still offers a certain interest as a basis
for a system of decimal classification which can be used to identify a surface active agent, considered in isolation,
according to its chemical formula;
-
on the other hand, it is estimated that the revision which at the present time is being undertaken by the Comite
international des derives tensio-actifs (CID) will not be completed for three or four years. Consequently, during this
interim period, it is desirable that the existing classification, although not widely known, should still be available to
persons concerned in the establishment of the classification index number of a surface active agent. This will enable
which could be pointed out as giving rise to difficulties for classification and which
definite examples to be given,
accordingly may be useful for modifying the rules of classification in order to perfect and to complete it.
Thereafter, ISO/TC 91, as soon as it has received proposals for revision, either from menber bodies or from interested
international organizations, will examine the possibility of reviewing the existing classification system and publishing an
I nternational Standard.
Page Annexes Page
CONTENTS
......................... A Principle of classification and constitutive
0 Introduction
diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
.............................
1 Scope.
1 I
B Rules of classification. . . . . . . . . . . . . . . . . .
..................... 1
2 Field of application
C Detailed description of the elements used in the
3 Definitions. . 1
classification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I3
4 Principle . 2
D Considerations regarding the application of the
decimal classification system for surface
5 Rules of classification . 2
active agents. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
6 Classif ication . 5
E Reference classification on punched cards . . . . 18
Table - Scientific classification of surface active
F Examples of the application of the
agents . 6-7
classification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
UDC 661.185.001.33 Ref. No. iSO/TR 896-1977 (E)
Descriptors : surfactants, classification, chemical formulas.
Price based on 22 pages
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SIST ISO/TR 896:1995
ISO/TR 896-1977 (E)
0 INTRODUCTION
The classification of surface active agents is intended to provide a clear and logical designation of the structural chemical
groups of a surface active agent, in the form of a decimal notation. Its aim is to describe a surface active agent, considered in
isolation, according to its chemical formula.
The classification is based on the polar/non-polar structure of surface active agents, which determines their hydrophilic and
Iipophilic properties.
The traditional importance of water-soluble surface active agents leads to separate consideration of the hydrophilic part and
the hydrophobic part of the molecule. A surface active agent can be characterized by indicating these parts; however, the
extremely numerous possibilities of variation in the structure of the hydrophobic part make it necessary to specify this part
in some detail; the hydrophilic part, though structurally simpler, still needs to be defined by certain of its characteristics,
especially those responsible for solubility in water or in organic media.
The subdivision of the classification is, however, not taken far enough to enable one classification index number to be
considered as necessarily corresponding to a specific product (the classification is not a precise chemical nomenclature).
On the contrary, it may be considered that in general, several products having chemical structures and practical characteristics
that are of necessity closely similar will be designated by the same classification index number. Moreover, the classification
index number would enable one to reconstruct a molecular structure, which is approximate but nevertheless sufficiently
precise.
udgment
The application of the decimal classification is a matter for j , which is with in the capacity of tee hni cians with an
ordinary knowledge of the chemistry and technology of surface active agents. Rigorous application of the rules of
cl assif ication and deta iled study of the class if ica tion table are indispensab le for establishing the classification index n umber of
a surface acti ve agent, which should be obta ined without any ambiguity.
1 SCOPE
This Technical Report sets out a scientific classification of surface active agents.
2 FIELD OF APPLICATION
agents which are preferably used in an aqueous medium and to those
This classif ication is applicable both to surface active
used in organic medi a.
3 DEFINITIONS
A group embodying one and only one function which is consi dered as the most important for
3.1 key hydrophilic group :
hydrophilic behaviour of the surface active age nt.
the
3.2 second ary hyd rophilic groups : G roups embodying functions with solubil izing proper ties other than those of the key
secondary manner to characterize further the surface acti ve age nt.
hydrophilic group; t hese serve only in a
3.3 key hydrophobic residue (determining the hydrophobic behaviour of the surface active agent) : A residue comprising a
It should be linked to the key
radical of the hydrophobic type considered as a whole, along with direct substitutions.
hydrophilic group in a clearly definable way.
Chemical groups which are not more hydrophobic than the key hydrophobic
3.4 characteristic hydrophobic residues :
residue to which they are functional/y linked. They constitute either an intermediate connecting link within the molecule
itself or appear as a secondary hydrophobic residue attached to the rest of the molecule.
Groups occurring between the hydrophobic residue(s) and the key hydrophilic group
3.5 intermediate functional groups :
and joined to the latter either by a hydrocarbon link or a characteristic hydrophobic residue. They provide supplementary
characteristics for the hydrophobic part.
Properties which make it possible to provide a fuller description of
3.6 supplementary properties of the hydrophilic part :
the hydrophilic part and to give details either of its solubilizing properties in an aqueous medium, or of its preferential
behaviour of insolubility in water, for special use in organic media.
2
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SIST ISO/TR 896:1995
ISO/TR 896-1977 (E)
4 PRINCIPLE’ )
The classification of surface active agents enables them to be specified by the following characteristics defined in clause 3 :
the key hydrophilic group;
a)
b) possibly, secondary hydrophilic groups;
the key hydrophobic residue;
cl
d) possibly, characteristic hydrophobic residues;
intermediate functional groups;
e)
f ) supplementary properties of the hydrophilic part.
5 RULES OF CLASSIFICATION
5.1 The classification of a surface active agent is governed by the determination of the key hydrophilic group, followed by
the key hydrophobic residue. In order to avoid any ambiguity, these two elements should be determined in accordance with
the following rules :
Rule 1
THE KEY HYDROPHILIC GROUP IS THE FIRST PART CONSIDERED IN THE PREPARATION OF THE CLASSIFICATION INDEX
NUMBER CHARACTERIZING A SURFACE ACTIVE AGENT.
5.2 Hydrophilic groups can be classified in three groups :
-
hydrophilic groups with anionic properties;
--
hydrophilic groups with cationic properties;
-
hydrophilic groups with non-ionic properties.
Rule 2
THE C LASSIF ICATI ON OF A SURF ACE ACTIVE AGENT INTO ONE OF THE THREE FOREGOING GROUPS IS EFFECTED BY MEANS
OF TH E FIRST THR EE FIG URES :
-
the first relating to groups with anionic properties;
-
the second to groups with cationic properties;
--
the third to groups with non-ionic properties.
5.3 Where the surface active agents contain only one hydrophilic group, there is no possibility of ambiguity. Where they
contain several of these groups, the following rules should be applied :
Rule 3
If the molecule contains more than one hydrophilic group,
1) THE KEY HYDROPHILIC GROUP IS THE ONE WHICH APPEARS FIRST. THE ORDER IN WHICH FUNCTIONS SHOULD BE
SELECTED IS AS FOLLOWS (see the table) :
a) a cationic group from column 2, indicated in boxes 5, 6, 7, 8 and possibly 9, if the function is sufficiently basic;
b) an anionic group from column 1, indicated in boxes 2,3,4, 5,6, 7,8 and possibly 9, if the function is sufficiently
acid;
c) a non-ionic group from column 3, indicated in boxes 3,4,5 and 6;
d) a cationic group from column 2, indicated in boxes 1,2, 3,4 and possibly 9, if the function is slightly basic;
an anionic group from column 1, indicated in box 1, and possibly box 9, if the function is slightly acid;
e)
f) the other non-ionic groups from column 3, indicated in boxes 1, 2, 7, 8 and 9.
The figure corresponding to the key group should be underlined.
1) See, in annex A, diagrams giving practical details of the principle of the classification.
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SIST ISO/TR 896:1995
ISO/TR 896-1977 E)
THE SECONDARY HYDROPHILIC GROUP SHOULD BE SELECTED USING THE SAME ORDER OF FUNCTIONS.
2)
quoted
The figure chosen for this secondary hydrophilic group cannot be if it is in the same column as that of the key
hydrophilic group.
5.4 The hydrophob Iic part of a surface active agent has a more or less complex chemical structure, as it m consist of
aY
various hydrocarbon
re lsidues with hydrophobic proper ties, in termediate hydrocarbon functions or substi tuents.
The choice of a key hydrop hobic residue is an essential facto ir in the classification of a surface active agent. The following
rules ke an unamb guous choice :
should make it possible to ma
Rule 41)
TH E KE YH YDROPHOBIC RESIDUE IS, IN PRINCIPLE, THE HYDROCARBON RESIDUE FARTHEST FROM THE KEY HYDROPHILIC
GR OUP.
The need for classifying as the key hydrophobic resi due that fa rthest from the key hyd rophilic group is
to ma ke it possible to
include the maximum amount of information in the supplemen the surface activ
tary characterization of le agen t.
Substituents occurring on the key hydrophobic residue do not affect the choice of the latter.
IN THE CASE WHERE THE HYDROPHOBIC RESIDUE CHOSEN AS THE KEY RESIDUE COMPRISES STRUCTURAL ELEMENTS OF
BOTH ALIPHATIC AND RING (for example AROMATIC) TYPES, ACCOUNT SHOULD BE TAKEN OF THE LENGTHS OF THE
ALIPHATIC CHAINS IN ORDER TO DEFINE THE RING CHARACTER OF THE HYDROPHOBIC RESIDUE.
Rule 51)
CONSIDER
THE ALIPHATIC HYDROCAR BON CHAIN SHOULD BE ED SUFFICIENTLY LARG E, WITHIN THE MEANING OF RULE 4,
IF IT .EAST E IGHT CARBO N ATOMS.
CONTAINS A CHAIN OF AT L
Rule 61)
IN THE AB
SENCE OF ALIPHATIC H YDROCARBON CHAINS WITH EIGHT OR MORE CARBON ATOMS, THE RING RESIDUE WITHIN
THE MEAN
ING OF RULE 4 SHOULD BE REGARDED AS THE KEY PART.
Rule 7
IN THE ABSENCE OF AN ALIPHATIC HYDROCARBON CHAIN WITH EIGHT OR MORE CARBON ATOMS, AND IN THE ABSENCE OF
ANY RING RESIDUE, THE LARGEST HYDROPHOBIC PART SHOULD BE REGARDED AS THE KEY HYDROPHOBIC RESIDUE.
Example : Ce chain of sodium hexyl sulphate.
5.5 A hydrophobic residue other than the key hydrophobic residue, and functionally linked to it, may affect the behaviour
of a surface active agent, if it is sufficiently hydrophobic; it should then be regarded and described as a characteristic
hydrophobic residue.
Rule 8
A CHARACTERISTIC HYDROPHOBIC RESIDUE SHOULD SATISFY RULES 5 OR 6 DEFINING THE KEY HYDROPHOBIC RESIDUE.
However, a secondary function may make it possible to include in the molecule two radicals which are not very important
when considered separately, but which are linked to each other, for example, the dibutylamide function - CO - N(CqH&.
In this case, these secondary radicals should be added together, and the group should be regarded as a characteristic
hydrophobic radical, provided that it contains at least eight carbon atoms.
IN ACCORDANCE WITH RULE AN AROMATIC INTERME DIATE LINK, EVEN WHEN NOT SUBSTITUTED, SHOULD BE
6,
REGARDED AS A CHARACTERIS TIC HYD ROPHOBIC R ESIDUE.
cation of rules 4, 5 and 6 in the case of surface active agents the hydrophobic part of which
1) See annex B for examples illustratin g the appli
comprises both aliph atic chains and rings
4
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ISO/TR 896-1977 (E)
6 CbASSIFICATIBN
This classification system ope rates on the decimal system, with a minimum of ten figures div ided into three groups of three
figures, with at least one addit ional figure, so that the key hydrophilic groups may be defined.
The groups of figures are arranged in columns, according to the constitutive sequence of relative positions described above.
Each colu conta ins subdivisions numbered from 0 to 9, 0 usually indicating (unless otherwi se stated) the a
of
functions, ups or ch aracteristics according to the specific d esignations of the var ious columns.
ion of the elements used i n the classification is given in annex C, while considerations regarding the
The detai led descript
n of the dec imal classification system ar e given in annex D.
appl icatio
Some examples of the application of this classification are given in annex F.
A system of reference classification on punched cards is dealt with in annex E.
5
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TABLE - Scientific classif ication of surface active agents
R1 - KEY HYDROPHOBIC PART
F1 - KEY HYDROPHILIC GROUP
Important descriptive characteristic properties :
Characteristic properties
2 3 4 5 6
1
LINKAGE OF KEY
CONSTITUTION
CATIONIC NON-IONIC SUBSTITUTION
ANIONIC
FUNCTION F 1
AA 0 AA 0 AA 0 AA 0 AA
0 AA 0
Non-branched Non aromatic.
Absence of Absence of Absence of
Absence of
aliphatic group primary
1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB
Unsaturation
Non-aromatic,
Aliphatic Branched
-~ COOH Primary amine C=C
hydroxyl group alrphatic group secondary
c-c
cc 2 CC
cc 2 cc 2 cc 2 cc 2
2
Alicyclic or
Alicyclic group, Alkyl group Non-aromatic,
-- OS03H Secondary amine aromatic
M-penes (linked to cycles) tertiary
I
hydroxyl group
DD 3 DD 3 DD 3 DD
3 DD 3 DD 3
Non-branched By intermediate
Non-condensed
chain on ring,
--- S03H Tertiary amine poly et her on Ring group
benzene group
intermediate chain primary
EE 4 EE 4 EE 4 EE 4 EE
4 EE 4
Branched polyether Aromatic group Halogens, nitro, By intermediate
- S -- S03H Amine oxide on intermediate with condensed nitroso and similar chain on ring,
chain cycles substituents secondary
FF 5 FF 5 FF
5 FF 5 FF 5 FF 5
Derivatives of
- SO*H
Heterocyclic group By intermediate
including other
Quarternary sorbitan, mannitan,
with 1 non-carbon Either hydroxyls chain on ring,
sulphur functions
ammonium carbohydrates
atom on the ring tertiary
- SO*NH (r)
and similar
6 GG 6 GG 6 GG 6 GG 6 GG
GG 6
Derivatives of Heterocyclic group Carboxyl functions
Pyridinium, Direct linkage
sorbitan, mannitan. and derivatives
Or thophosphoric with 2 or more non-
on aromatic
Quinolinium
acid esters oxy alkyl carbo- carbon atoms on - coo (r),
and similar ring
CON (r)2, etc.
hydrates the ring
7 HH ‘7 HH 7 HH 7 HH 7 HH
HH 7
Direct linkage
Sulphide and
Phosphonic acids Sulphonium Carbonyl group Polymer group on non-aromatic
sulphate functions
carbon ring
8 KK 8 KK 8 KK 8 KK 8 KK 8 KK
Direct linkage
Ureas, Group containing Primary, secondary
through carbon
Phosphonium ureides, other elements in and tertiary amine
Per acids
atom of a hetero-
a chain
polypep tides functions
cycle
9 LL 9 LL 9 LL 9 LL 9 LL 9 LL
Other hydrophobic Other substitutions Direct linkage
Other cationic Other non-ionic groups and substitutions
Other anionic through non-
functions functions functions not chemically carbon atom
designated of a hcterocycle
z, y, x
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P - HYDROPHOBIC PART HYDROPHILIC PART
Supplementary characteristic properties Supplementary characteristic properties
1
8 9 10/l 1012
7 1013
INTERMEDIATE CHARACTERISTIC
INTERMEDIATE
FUNCTIONAL FUNCTIONAL HYDROPHOBIC ANIONIC CATIONIC NON-IONIC
GROUP X 1 GROUP X2 PART R2
AA 0 AA 0
0 AA 0 AA 0 AA 0 AA
Absence of Absence of
Absence of Absence of Absence of Absence of
1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB
Alkaline metal One or two
Characteristic
Part R2 identical
coo -~ coo- R salts : Li, Na, K, etc. hydrophobic groups.
-Fl
\+ith part Rr
hydroxyl function
(Group I a) Inorganic anion
2 cc 2 cc 2 cc 2 cc 2 cc 2 cc
AIkaline earth One or two
Aliphatic Characteristic
ooc - R metal salts : Mg, Ca, Sr, hydrophobic groups.
ooc -Fl
branched or not ester function
Ba, etc. (Group I1 a) Organic an ion
3 DD 3 DD 3 DD 3 DD 3 DD 3 DD
R Saturated cyclic Precious and vola- One or two
CON(r)- F1 CON (r)-
-- N (r)CO-R hydrocarbons, olefi- tile metal salts : CU, hydrophobic groups; Characteristic
N(r)CO-F1
One and two inter- One and two inter- nit cyclic or alicyclic Ag, Zn, Cd, Hg Benzy 1 radical and similar ether function
Inorganic anion
mediate functions mediate functions hydrocarbons (Groups I b and II b)
4 EE 4 EE 4 EE 4 EE 4 EE 4 EE
R Transition One or two
- SO*N(r)-F1 SOzN(r)-R Aromatic metal salts : Cr, Mn, hydrophobic groups Characteristic
heterocyclic Fe, CO, Ni (Groups VI a, Benzylradical and similar amide function
-- N(r) SOz----F1 N(r)SOz-R
VII a and VIII) Organic anion
FF 5 FF 5 FF 5 FF 5 FF 5 FF
5
Salts of metals
0 -- 0 R
Fl
Group substituted Three hydrophobic Characteristic
One. tu.0 and three One. two and three with p valencies :
by hydroxyl or groups. Inorganic sulphamide function
Al, In, Sn, Pb, Bi
intermediate intermediate
- ORz anion
- so2 N (r)2 ,
functions functions (Groups III b to V b)
6 GG 6 GG 6 GG 6 GG 6 GG 6 GG
Lan thanium and
R Three hydrophobic
S F1 -S
Group substituted
actinium group
~~ SO---------F1 ~ SO R groups. Organic
by N(r):! or NH(r) metal salts :
so2 - R anion
soy------
Fl
La, Ce, Th, U, etc.
HH 7 HH
7 HH 7 HH 7 HH 7 HH 7
Groups with
COOH
R Ammonium salts Metallic complexes
w+------ Fl N W-
function and
derived functions
8 KK 8 KK 8 KK 8 KK 8 KK 8 KK
Groups mith
Others functions such as Organic base Organo-me tallic
Others
Trimethylglycinc
salts derivatives
X - x R - S03H, - OSO&
Fl
and similar
LL 9 LL 9 LL
Supplementary substitution characteristic 9 LL 9
properties, in the absence of :
Function Xi lunction X2
. Polymer group or
9 LL
LL 9
group containing Salts of complex
Other specialized Other characteristic
Supplementary Substitutions of
Si. B,and metals. Organo-
characteristics functions
column 5 on
unsaturation
other hydrophobic metallic bases
intermediate
c=c
groups
czc chain C
7
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SIST ISO/TR 896:1995
ISO/TR 896-1977 (El
ANNEX A
PRINCIPLE OF CLASSIFICATION AND CONSTITUTIVE DIAGRAMS
A.1 PRINCIPLE OF CLASSIFICATION
The diagrams in clause A.2, in which the notation below has been used, allow a more practical presentation of the principle
of classif ication.
In general,
F indicates a group with hydrophilic structure;
R indicates a group with hydrophobic structure;
X indicates an intermediate functional group.
In particular,
indicates the key hydrophilic group;
F1
F2 indicates a secondary hydrophilic group;
R, indicates the key hydrophobic residue;
R2 indicates a characteristic hydrophobic residue;
X, indicates the intermediate functional group closest to F, ;
X2 indicates another intermediate functional group;
C indicates an intermediate hydrocarbon link;
S indicates a substitution of a general nature, but without solubilizing properties (including unsaturation regarded as a
substitution of 7~ electrons on the chain).
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SIST ISO/TR 896:1995
ISO/TR 896-1977 (E)
A.2 CONSTITUTIVE DIAGRAMS
Fl F1 Fl
S
C C C C
S
cl
F2
Xl Xl Xl Xl
R1
R? F2
L
S
C C C
F2
!r
x2 x2 x2
Rl
: -6
-
---------------------- Page: 11 ----------------------
SIST ISO/TR 896:1995
ISO/TR 896-1977 (E)
h
c .
Xl
x2
I
&
F1
c
R
C
C
L
R2
xq
c c
1
R2
‘rx;i
c
c
x2 x2 c R
4 6
.
R2
1
Rl Rl
I
Q
10
---------------------- Page: 12 ----------------------
SIST ISO/TR 896:1995
ISO/TR 896-1977 (E)
ANNEX B
RULES OF CLASSIFICATION
which comprises both aliphatic chain structures and rings is
of surface active agents th e hydroph obic part of
The case
5 and 6, 0 designating a r ing r esidue
following examples illustrate the application of rules 4,
particular Iy i mportant. The
For the substances
0 -- (CH,), - F,
0 - (CH,), - CH - F,
I
(CH,), - CH,
0 - (CH,), - CH - CH2 - F,
I
KH,), -
CH3
CH3 - 5 - CH - CH2 - F,
1
the aliphatic chain with eight carbon atoms constitutes the key hydrophobic residue, while the ring residue 0 is regarded as
a substitution on this key hydrophobic residue.
On the other hand, for the substances
0 - (CH2)7 - F,
CH, - (CH,), - 0 - F,
the ring residue @ constitutes the key hydrophobic residue, and the aliphatic chain is regarded as an intermediate chain in
the first case, and as a substituent in the second.
Moreover, in order to ensure the best possible designation for products of the following types,
CH, - (CH,), -0 - F,
CH3 - (CH,), - 0 - (CH2)p - F,
the ring residue 0 should be chosen as the key hydrophobic residue, whatever the values of n and p.
The presence of intermediate functional groups has the following effect in the case of these compounds :
for the substances
CH3 - (CH,), - X, - O-F,
R
CH-X, -O-F,
CH3 - KH2j4 -
CH2 - CH3 R
the aliphatic chain constitutes the key hydrophobic residue, whatever R may be. On the other hand, for the substance
CH3 - (CH,), - X, -0 - F,
R
the key hydrophobic residue is the structural unit 0 - R, or 0, when R is not present.
11
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ISO/TR 896-1977 (E)
In the two following cases,
\ /-x1-\ /-F1
0
F
R
the key hydrophobic residue is the group
\I
0
R
12
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SIST ISO/TR 896:1995
lSO/TR 896-1977 (E)
ANNEX C
DETAILED DESCRIPTION OF THE ELEMENTS USED IN THE CLASSIFICATION’)
C.l FIRST GROUP OF THREE COLUMNS : COLUMNS I,2 AND 3
II
- Key hydrophilic group : Properties”
Fl
This group of figures provides an identification of the polar group in the classification, i.e. the key hydrophilic function or
the group of hydrophilic functions. On the first figure depends the order in which the remaining parts of the molecule are to
be classif ied.
Column 1 designates the acid functions (anionic type), or functions classified as such, in the case of salts.
Column 2 designates the basic functions (cationic type), or functions classified as such, in the case of salts.
Column 3 designa tes tho se fu nctions or function al groups which have no ionic properties , or those classif ied as such, in the
case of functional groups of a non-ion ic type. For example : a sim ple ether derived from an alcohol fu nction.
The designation of key functions by means of figures in columns 1,2 and 3 should be limited to a strict minimum, and those
indicated should be give n in the order of the lir relative importance as laid down in the rules already given.
The designation of ementary functions of lesser importance should be found in column 5 of the classification. For
SUPPI
example the hydrox up of ricinoleic acid should no t be designa ted as a function, but as a substituent in column 5.
Yl YO key
C.2 SECOND GROUP OF THREE COLUMNS : COLUMNS 4,5 AND 6
- Key hydrophobic residue : Important descriptive properties”
“R,
This group is intended to classify elements of the key hydrophobic residue (generally that farthest away from the key
hydrophilic function) and the linkage of the key functional group determining the polar/non-polar structural relations of the
molecule.
It is arranged in such a way that it shows
Column 4 describes the constitution of the key hydrophobic radical or residue RI.
constitutive elements of the hydrophobic radicals, carefully distinguished one from the other so that the clearest possible
classif ication is obtained.
Column 4, although taken as a key, is more often a factor deciding the entire character of the hydrophobic residue in
question. An isododecyl benzene sulphonate is classified under subdivision 3 of column 4 : “non-condensed benzene
Alkylbenzimidazol derivatives are classified under subdivision 6 of column 4 : “Heterocyclic residue with 2 or more
residue”.
non-carbon atoms in the ring”.
and in particular in the key hydrophobic
Column 5 describes the substitution which may occur in the hydrophobic part,
residue designated in column 4.
Since several different substitutions may occur on the same hydrophobic residue, it is advisable, in the decimal classification,
to designate one single substituent, i.e. the one which will most clearly differentiate the molecule which is being classified.
Failing any decisive observation to this effect, the following should be designated, in order of their importance : the main
carbon substituent (chain or ring); then a substituent secondary function F 2, the most polar substituent; and lastly the degree
of unsaturation (substitution by 7~ electrons).
which the k with the
co lumn 6 in di cates the way in hydr ophil ic group F, is linked rest 0 f the molecule; this column can
eY
des ad dit ional information a bout the mol ecular co nstitu tion.
be arranged i n such y that i t provi
For example, the use of a figure in column 4 corresponding to ring constitutive elements, in combination with a designation
for a functional bond not directly linked to the ring, indicates the existence of a carbon chain separating the ring from the
function.
1) See the table.
13
---------------------- Page: 15 ----------------------
SIST ISO/TR 896:1995
ISO/TR 896-1977 (E)
C.3 THIRD GROUP OF THREE COLUMNS : COLUMNS 7,8 AND 9
“P - Hydrophobic part : Supplementary properties”
In subdivisions 0 to 8, columns 7 and 8 describe the intermediate functions which may separate the key hydrophilic function
F, either from the key hydrophobic residue or from a characteristic hydrophobic residue. These separations also imply the
existence of intermediate carbon links C (or X).
Column 7 designates (from 0 to 8) the intermediate function X1 closest to the key hydrophilic function F,.
Column 8 designates (from 0 to 8) a second intermediate function X2 which may either separate the key hydrophobic
radical RI from the function F1 by means of an extra link C (or X), or introduce a supplementary characteristic
hydrophobic radical R2.
In complex cases, where several intermediate functions X2 may exist together in the same molecule, column 8 should first
show the function which introduces a supplementary characteristic hydrophobic radical R2. If no such radical is present,
the intermediate function X2 designated should be the one closest to the key residue RI.
In connection with the functional specifications of columns 7 and 8, special mention should be made of the indication given
td*
in subdivisions 3 and 5.
In these cases, provision has been made for groups of intermediate polyfunctional links, which may comprise up to three
intermediate similar functions and grouped as such. The number 3 is the maximum, as above this number functional groups of
this kind become hydrophilic groups, which is sufficient to justify the designation of non-ionic hydrophilic group in column 3
...
RAPPORT TECHNIQUE 896
Publié 1977-03-l 5
Les rapports techniques ISO sont réexaminés tous les trois ans à
partir de la date de leur publication, afin de parvenir à l’accord
nécessaire pour la publication d’une Norme internationale.
INTERNATIONAL ORGANIZATlON FOR STANDARDIZATION l MEXfiYHAPOLIHAB OPI-AHM3AUMII I-I0 CTAHAAPTM3AUMM*ORGANlSATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Classification scientifique
Agents de surface -
Surface active agents - Scien tific classification
En décembre 1968 a été publiée I’ISO/R 896, Agents de surface - Classification scientifique. En juin 1972, i’enquête
effectuée en vue de la transformation de I’ISO/R 896 en Norme internationale a révélé qu’il était absolument nécessaire de
réactualiser son contenu. En 1973 et 1974, les comités membres furent invités à soumettre au comité technique ISO/TC 91,
Agents de surface, leurs propositions de révision, mais la plupart ont répondu qu’ils n’étaient pas à même de fournir les
éléments susceptibles d’apporter une contribution effective à ce travail. C’est pourquoi,
en décembre 1974, le comité
technique ISO/TC 91 a décidé de ne pas transformer pour l’instant cette recommandation ISO en Norme internationale, mais
a approuvé, en octobre 1975, sa publication sous la forme d’un rapport technique. Cette décision a été prise pour les raisons
suivantes :
- d’une part, la classification scientifique proposée, bien qu’étant imparfaite, présente un certain intérêt en
tant que base d’un système de classification décimale pouvant être retenue pour la description d’un agent de surface,
considéré isolément, d’après sa formule chimique;
- d’autre part, il est prévu que la révision actuellement entreprise par le Comité international des dérivés tensio-actifs
(CID) devrait durer trois ou quatre ans, et, pendant cette période transitoire, il est souhaitable que cette classification
existante et, en fait, trop peu connue, soit toujours disponible pour les personnes intéressées à l’établissement d’un indice
de classification d’un agent de surface. Cela permettra, en outre, de répertorier les exemples précis qui pourraient être
signalés comme présentant des difficultés pour le classement et qui pourront utilement servir à l’étude des modifications
des règles de classement, pour les perfectionner et les compléter.
Par la suite, dès que des propositions de révision lui parviendront de la part soit des comités membres, soit d’organismes
internationaux intéressés, le comité technique ISO/TC 91 examinera la possibilité de revoir le système actuel de classifi-
cation et de publier une Norme internationale.
Annexes Page
SOMMAIRE Page
2
Introduction . . . . . . . . A Principe de classification et
8
schémas constitutifs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
Objet . . . . . . . .
B Règles de classification . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2
Domaine d’application. . . . . . . . .
2 C Description détaillée des éléments de la
Définitions. . . . . . . . .
classification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
3
Principe. . . . . . . . .
D Considérations sur l’application de la
3
Règles de classification. . . . . . . . . . .
16
classification décimale des agents de surface . . . .
5
Classification . . . . . . . . . . . . . . . . .
E Classification de référence sur cartes perforées 18
Tableau - Classification scientifique des agents
6-7
de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . F Exemples d’application de la classification .
21
c
-
Réf. no : ISO/TR 896-1977 (F)
CDU 661.185.001.33
E
0-I
F
Descripteurs : agent de surface, classification, formule chimique.
cb
i%
c
Prix basé sur 22 pages
2
-
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (FI
0 INTRODUCTION
La classification des agents de surface a pour objet la désignation claire et ordonnancée des groupes chimiques structuraux
d’un agent de surface. Elle est établie sous forme d’une notation décimale. Elle a pour but de décrire un agent de surface,
considéré isolément, d’après sa formule chimique.
La base de classification repose sur la structure polaire-apolaire des agents de surface, laquelle conditionne leurs caractères
.
d’hydrophilie et de lipophilie.
L’importance classique des agents de surface solubles dans l’eau conduit à considérér séparément la partie hydrophile et la
partie hydrophobe de la molécule. Un agent de surface peut être caractérisé par l’indication de ces parties; cependant, les
possibilités extrêmement nombreuses de variation de la structure de la partie hydrophobe obligent à préciser, avec un certain
nombre de détails, cette partie; la partie hydrophile, quoique de structure plus simple, doit néanmoins être précisée par des
caractéristiques, notamment celles qui sont responsables de la solubilité dans l’eau ou dans les milieux organiques.
La subdivision de la classification n’est cependant pas poussée suffisamment loin pour que l’on puisse considérer qu’un indice
de classification correspondra nécessairement à un produit déterminé (la classification n’est pas une nomenclature chimique
précise). Au contraire, on peut considérer qu’en général, plusieurs produits, de structure chimique et de caractéristiques
pratiques obligatoirement voisines, seront désignés par le même indice de classification. Par ailleurs, l’indice de classification
permettra de remonter à un schéma moléculaire approximatif, mais néanmoins suffisamment précis.
La mise en application de la classification décimale est une opération de discernement qui est à la portée des techniciens
possédant les connaissances normales de la chimie et de la technologie des agents de surface. L’application rigoureuse des
sont indispensables pour établir l’indice de
règles de classification et l’examen détaillé du tableau de classification
classification d’un agent de surface, lequel indice doit être obtenu sans aucune ambiguïté.
1 OBJET
Le présent rapport technique fixe une classification scientifique des agents de surface.
2 DOMAINE D’APPLICATION
Cette classification est applicable aussi bien aux agents de surface employés préférentiellement en milieu aqueux qu’à ceux
utilisés en milieux organiques.
3 DÉFINITIONS
3.1 groupe hydrophile déterminant : Groupe qui comprend une fonction et une seule, considérée comme la plus importante
pour le comportement hydrophile de l’agent de surface.
3.2 groupes hydrophiles secondaires : Groupes présentant des fonctions à caractère solubilisant, autres que celles du groupe
déterminant, ne pouvant servir qu’à titre secondaire pour caractériser davantage l’agent de surface.
3.3 reste hydrophobe déterminant (pour le comportement hydrophobe de l’agent de surface) : Reste constitué par un
radical du type hydrophobe, considéré dans son ensemble, avec des substitutions directes, et réuni au groupe hydrophile
déterminant par un mode de liaison bien défini.
3.4 restes hydrophobes caractérisants : Groupes chimiques ayant un caractère d’hydrophobie, inférieur ou au plus égal à
et pouvant se trouver soit à l’intérieur de la
celui du reste hydrophobe déterminant, liés fonctionnellement à ce dernier,
molécule, comme chaînon intermédiaire, soit rattachés à l’ensemble en tant que reste hydrophobe secondaire.
3.5 groupes fonctionnels intermédiaires : Groupes situés entre le ou les restes hydrophobes et le groupe hydrophile
déterminant, et obligatoirement reliés à ce dernier par l’intermédiaire d’un chaînon de liaison hydrocarboné ou d’un reste
hydrophobe caractérisant; ils complètent la caractérisation de la partie hydrophobe.
3.6 caractères complémentaires de la partie hydrophile : Caractères permettant de mieux décrire la partie hydrophile et de
préciser soit l’aptitude à la solubilisation en milieu aqueux, soit un comportement préférentiel d’insolubilité dans l’eau,
réservant les utilisations particulières en milieux organiques.
2
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (F)
4 PRINCIPE’)
La classification des agents de surface permet de définir ces derniers par les caractéristiques suivantes, définies dans le
chapitre 3 :
a) le groupe hydrophile déterminant;
b) éventuellement, des groupes hydrophiles secondaires;
.
c) le reste hydrophobe déterminant;
d) éventuellement, des restes hydrophobes caractérisants;
e) les groupes fonctionnels intermédiaires;
f ) I es caractères complémentaires de la partie hydrophile.
5 RÈGLES DE CLASSIFICATION
5.1 Le classement d’un agent de surface est ordonnancé par la détermination du groupe hydrophile déterminant, puis du
reste hydrophobe déterminant. Pour éviter toute ambiguïté, la détermination de ces éléments sera effectuée en appliquant les
règles suivantes :
Règle ‘1
LE GROUPE HYDROPHILE DÉTERMINANT EST LE POINT DE DÉPART DE L’ÉTABLISSEMENT DES INDICES DÉCIMAUX
CARACTÉRISANT UN AGENT DE SURFACE.
5.2 Les groupes hydrophiles peuvent être classés en trois groupes, à savoir :
- groupes hydrophiles à caractère anionique;
- groupes hydrophiles à caractère cationique;
- groupes hydrophiles à caractère non ionique.
Règle 2
LA CARACTÉRISATION D’UN AGENT DE SURFACE, AU POINT DE VUE DE SON APPARTENANCE À L’UN DES TROIS GROUPES,
EST EFFECTUÉE À L’AIDE DES TROIS PREMIERS CHIFFRES :
- le premier, relatif aux groupes à caractère ionique;
- le deuxième, aux groupes à caractère cationique;
- le troisième, aux groupes à caractère non ionique.
5.3 Pour les agents de surface ne comportant qu’un seul groupe hydrophile, il n’y a aucune ambiguïté possible. Pour ceux en
comportant plusieurs, il y a lieu d’appliquer les règles suivantes :
Règle 3
Si la molécule con tient plus d’un groupe hydrophile,
1) LE GROUPE HYDROPHILE DÉTERMINANT EST LE PREMIER APPARAISSANT DANS L’ORDONNANCEMENT
FONCTIONNEL SUIVANT (voir le tableau) :
a) un groupe cationique de la colonne 2, désigné par les cases 5, 6, 7, 8 et éventuellement 9, s’il s’agit d’une fonction
suffisamment basique;
b) un groupe anionique de la colonne
1, désigné par les cases 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et éventuellement 9, s’il s’agit d’une
fonction suffisamment acide;
c) un groupe non ionique de la colonne 3, désigné par les cases 3,4, 5 et 6;
d) un groupe cationique de la colonne 2, désigné par les cases 1,2, 3, 4 et éventuellement 9, s’il s’agit d’une fonction
peu basique;
1) Voir, à l’annexe A, des schémas donnant une représentation pratique du principe de classification.
3
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 8964977 (FI
e) un groupe anionique de la colonne 1, désigné par la case 1 et éventuellement la case 9, s’il s’agit d’une fonction
peu acide;
f) les autres groupes non ioniques de la colonne 3, désignés par les cases 1, 2, 7,8 et 9.
Le chiffre correspondant au groupe déterminant sera souligné
2) LE GROUPE HYDROPHILE SECONDAIRE SERA CHOISI EN RESPECTANT LE MÊME ORDONNANCEMENT FONCTIONNEL.
Le chiffre correspondant peut ne pas apparaître s’il se trouve dans la même colonne que celui du groupe hydrophile
déterminant.
5.4 La partie hydrophobe d’un agent de surface comporte une structure chimique plus ou moins compliquée, pouvant être
constituée de divers restes hydrocarbonés à caractère hydrophobe, de fonctions intermédiaires hydrocarbonées, ou de
substituants.
Le choix du reste hydrophobe déterminant constitue un facteur essentiel pour déterminer la caractérisation d’un agent de
surface. Les règles suivantes doivent permettre de fixer ce choix sans ambiguïté :
Règle 41)
LE RESTE HYDROPHOBE DÉTERMINANT EST, EN PRINCIPE, LE RESTE HYDROCARBONÉ LE P~us ÉLOIGNÉ POSSIBLE DU
GROUPE HYDROPHILE DÉTERMINANT
La nécessité de classer le reste hydrophobe déterminant le plus éloigné possible du groupe hydrophile déterminant a pour but
d’englober, dans la caractérisation supplémentaire de l’agent de surface, un maximum d’informations.
Les substituants qui peuvent exister sur le reste hydrophobe déterminant n’interviennent pas dans le choix de celui-ci.
DANS LE CAS où LE RESTE HYDROPHOBE, CHOISI COMME RESTE DÉTERMINANT, COMPORTE À LA Fois DES ÉLÉMENTS DE
STRUCTURE DU TYPE ALIPHATIQUE ET DU TYPE CYCLIQUE (PAR EXEMPLE AROMATIQUE), ON TIENDRA COMPTE DES
LONGUEURS DES CHAîNES ALIPHATIQUES POUR DISCRIMINER LE CARACTÈRE CYCLIQUE DU RESTE HYDROPHOBE.
Règle 51)
LA CHAîNE HYDROCARBONÉE ALIPHATIQUE SERA CONSIDÉRÉE COMME SUFFISAMMENT IMPORTANTE, AU SENS DE LA
RÈGLE 4, SI ELLE COMPORTE UN MINIMUM DE HUIT ATOMES DE CARBONE EN CATÉNATION.
Règle 61)
EN L’ABSENCE DE CHAîNES HYDROCARBONÉES ALIPHATIQUES À HUIT ATOMES DE CARBONE ET PLUS, LE RESTE CYCLIQUE,
PRIS AU SENS DE LA RÈGLE 4, SERA CONSIDÉRÉ COMME DÉTERMINANT.
Règle 7
EN L’ABSENCE DE CHAîNE HYDROCARBONÉE ALIPHATIQUE À HUIT ATOMES DE CARBONE ET PLUS ET DE CYCLES, LA
PARTIE HYDROPHOBE LA PLUS GRANDE SERA CONSIDÉRÉE COMME RESTE HYDROPHOBE DÉTERMINANT.
Exemple : Chaîne Ce de I’hexylsulfate de sodium.
5.5 Un reste hydrophobe, autre que le reste hydrophobe déterminant, fonctionnellement lié à celui-ci, peut influencer le
comportement d’un agent de surface s’il présente une hydrophobie suffisante; il sera alors considéré et décrit comme reste
hydrophobe caractérisant.
Règle 8
UN RESTE HYDROPHOBE CARACTÉRISANT DEVRA SATISFAIRE À LA RÈGLE 5 OU 6 DÉFINISSANT LE RESTE HYDROPHOBE
DÉTERMINANT.
Toutefois, une fonction secondaire peut permettre d’inclure, dans la molécule, deux radicaux peu importants isolément, mais
Dans ce cas, on totalisera ces radicaux
simultanément liés, par exemple la fonction dibutylamine - CO - N(&H&.
secondaires et on considérera l’ensemble comme un radical hydrophobe caractérisant, s’il comporte un minimum de huit
atomes de carbone.
CONFORMÉMENT À LA RÈGLE 6, UN CHAîNON INTERMÉDIAIRE CYCLIQUE DE NATURE AROMATIQUE, MÊME NON
SUBSTITUÉ, SERA CONSIDÉRÉ COMME RESTE HYDROPHOBE CARACTÉRISANT.
1) Voir, à l’annexe B, des exemples illustrant l’application des règles 4, 5 et 6 dans le cas d’agents de surface dont la partie hydrophobe
comporte à la fois des chaînes aliphatiques et des cycles.
4
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ISO/TR 896-1977 (F)
6 CLASSIFICATION
La présente classification s’effectue selon le système décimal, avec un minimum de dix chiffres répartis en trois ensembles de
trois chiffres, avec au moins un chiffre supplémentaire, pour permettre de préciser les groupes hydrophiles déterminants.
La répartition des groupes de chiffres est effectuée en colonnes, selon l’ordonnancement constitutif déjà présenté.
Chaque colonne comprend des subdivisions numérotées de 0 à 9, le 0 indiquant, en général (sauf indication contraire),
l’absence de fonctions, de groupes ou de caractéristiques, selon les désignations spécifiques des colonnes respectives.
La description détaillée des éléments de la classification est donnée dans l’annexe C, tandis que des considérations sur I’appli-
cation de Ia classification décimale sont données dans l’annexe D.
Des exemples d’application de cette classification sont donnés dans l’annexe F
Un système pour Ia classification de référence sur cartes perforées est établi dans l’annexe E.
5
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ISO/TR 896-1977 K-1
TABLEAU - Classification scientifique des agents de surface
- GROUPE HYDROPHILE DÉTERMINANT
Fl R1 - RESTE HYDROPHOBE DÉTERMINANT
Caractères Caractères descriptifs importants
1 2 3
4 5 6
MODE DE LIAISON
ANIONIQUE CATIONIQUE NON IONIQUE CONSTITUTION SUBSTITUTION
DE LA FONCTION
DÉTERMINANTE F 1
3 AA 0 AA 0 AA 0 AA 0 AA 0 AA
Reste aliphatique
Non aromatique.
Absence de Absence de Absence de Absence de
non ramifié primaire
1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB
Insaturation
Groupe hydroxylé Reste aliphatique Non aromatique
- COOH Amine primaire C=C
aliphatique ramifié secondaire
CCC
2 cc 2 cc 2 cc 2 cc 2 CC‘
cc 2
Groupe hydroxylé
Reste alicyclique, Reste alkyle Non 2romlttiquc
- OS03H Amine secondaire alicy-clique
terpènes (lié aux cycles) tertiaire
ou aromatique
3 DD 3 DD 3 DD 3 DD 3 DD 3 I>I>
Polyéther
Par chaîne intcr-
non ramifié Reste benzénique
- S03H Amine tertiaire Reste cyclique mediaire h:ur c>,clc.
sur chaîne non condensé
primaire
intermédiaire
EE 4 EE 4 EE 4 t-' 1 i- _
1 EE 4 EE 4
Halogènes.
Par chainc inter-
Polyéther ramifié
Reste aromatique nitro, nitroso
sur chaîne m6diuirc sur c).Cle,
- S - S03H - Oxyde d’amine
à cycles condensés et autres substituants
intermédiaire wcondalrtz
analogues
5 FF 5 FF 5 FF 5 FF 5 FF 5 FI-
- S02H, Dérivés du Reste
Par chuînc Inter-
avec hétérocycle
autres fonctions sul- Ammonium sorbitan, mannitan,
Hydroxylc\ cthcr\ rn6dialre sur c>,~\Ic.
furées y compris quaternaire hydrates de carbone ri un hétéroatome
tertiaire
en cycle
- SOzNH (r) et analogues
CG 6 K
5 GG 6 GG 6 GG 6 CG 6
Dérivés du Reste
Pyridinium I;onctions carboxylique\ Lialwn direc tc
avec hétérocycle
Esters acides sorbitan, mannitan,
et dérivées wr c’)c‘lc
quinolinium CO0 (r).
orthophosphoriques hydrates de carbone à deux hét&oatomcs
et analogues CON (rj2. etc. aroniatiquc
et plus en cycle
oxy-alkylés
7 HH ‘7 HH ‘7 HH 7 HH
HH 7 HH 7
1;onctions Liaison dircc tc
Acides
Groupe carbonylé Reste polymère sulfurées sur C>~C~C carbon:
Sulfonium
phosphoniques
non aromatiqut‘
et sulfatées
KK 8 KK
8 KK 8 KK 8 KK 8 KK 8
Reste contenant I-onction\ Liaison dircc te
Urées, uréides
par atome dc carbone
Peracides Phosphonium d’autres él6men ts aminées primaire.
polypeptides
secondaire et tertiaire d’un hetcrocycle
en chaîne
LL 9 LL
3 LL 9 LL 9 LL 9 LL 9
Autres rcstcs Autres substitutlon ’
Lialwn dircc te
, ,
Autres fonctions Autres fonctions Autres fonctions hydrophobes ct substitution\
plir tlt‘tc~ro.itomk2
non précikes
anioniques cationiques non ioniques
d’un hC tL‘roc> clc
z. Y, x chimiqucmcn t
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (F)
HYDROPHOBE ANIONIQCItS CATIONlQUE‘S NON ,loNIQu-:S
FONCTIONNEL
INTkRMÉDIAIRE X
Ab\ence de Absence de Absence de
Absence de
Sels des metaux Un ou deux restes
k‘onction hydroxylc
alcalins Li. Na, K. etc.
caractérisante
1:onction ester
ramifié ou non
caracterisante
Un ou deux restes
13 onction éther
Radical ben zyle
caractérisante
F~onction amide
caractérisante
Sels des métaux
Une. deux
et trois fonctions
et trois fonctions Al, In, Sn. Pb, Bi
Trois restes
Anion organique
Re\te avec fonction
Selc d’ammonium
et font tions dérivées
Sels de bases
Triméthylglycines
organométalliques
en l’absence de
Sels des métaux
Autres font tions
contenant Si, B
caractérisantes
et autres restes
organométalliq UC\
7
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (FI
ANNEXE A
PRINCIPE DE CLASSIFICATION ET SCHÉMAS CONSTITUTIFS
.
A.1 PRINCIPE DE CLASSIFICATION
Les schémas représentés au chapitre A.2, dans lesquels on a utilisé les notations ci-après, permettent de donner une
présentation plus pratique du principe de la classification.
En général
F désigne un groupe de structure hydrophile;
R désigne un groupe de structure hydrophobe;
X désigne un groupe fonctionnel intermédiaire.
En particulier,
F, désigne le groupe hydrophile déterminant;
F2 désigne un groupe hydrophile secondaire;
RI désigne le reste hydrophobe déterminant;
R2 désigne un reste hydrophobe caractérisant;
X1 désigne le groupe fonctionnel intermédiaire le plus près de Fl ;
X2 désigne un autre groupe fonctionnel intermédiaire;
C désigne un chaînon de liaison hydrocarboné intermédiaire;
S désigne une substitution au sens général, mais cependant sans caractère solubilisant (y compris l’insaturation de chaîne
considérée comme substitution d’électrons n).
8
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (F)
B
A.2 SCHÉMAS CONSTITUTIFS
L-J
h
22
R2
R1
R1
.
4 4 i_
h
Q
S
F2
Lq
9 I
, .
F2
d-
Rl
R2 R2
I d c . ,
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (FI
C
S
R2
R2 R2
R2
F2
Rl
% Rl Rl
71
, , 1 LJ J .
- u 1
R
C
1
R2
C
1,
Rl
“1)
R2
c
X2 x2
X2
C-J
&
R; 1
-
Rl
C R
-
R2
_
10
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (F)
ANNEXE B
RÈGLES DE CLASSIFICATION
Le cas des agents de surface dont la partie hydrophobe comporte à la fois des chaînes aliphatiques et des cycles est
particulièrement important. Les exemples suivants illustrent l’application des règles 4, 5 et 6, @ désignant un reste cyclique.
Pour les corps
0 - (CH,), - F,
0 - (CH,), - CH - F,
(OH,), - CH,
CH-CH, - F,
0 - (CH,), -
(CH,), - CH3
CH3 - (CH,), - CH - CH, - F,
la chaîne aliphatique à huit atomes de carbone constitue le reste hydrophobe déterminant, tandis que le reste cyclique 0 est
considéré comme une substitution sur ce reste hydrophobe déterminant.
Par contre, pour les corps
0 - (CH,), - F,
CH, - (CH,), - 0 - F,
le reste cyclique 0 constitue le reste hydrophobe déterminant, et la chaîne aliphatique est considérée comme chaîne
intermédiaire dans le premier cas et comme substituant dans le second.
D’autre part, afin d’assurer une meilleure désignation dans les produits des types
CH, - (CH,), -0 - F,
CH3 - (CH,), - 0 - (CH& - F,
on choisira comme reste hydrophobe déterminant le reste cyclique 0, quelles que soient les valeurs de n et p.
La présence de groupes fonctionnels intermédiaires intervient pour ces composés de la facon , suivante :
pour les corps
CH3 - (CH,), - X, - 0 - F,
R
CH, - (CH& - CH - X, -O-F,
I I
CH, - CH3 R
la chaîne aliphatique constitue le reste hydrophobe déterminant, quel que soit R. Par contre, pour le corps
O-F,
CH3 - (CH,), - X, -
R
le reste hydrophobe déterminant est l’ensemble structural 0 - R, ou 0 quand R est inexistant.
11
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (F)
Dans les deux cas ci-après,
- x1 -<=>- Fl
/
R
<=>- Xl -- FI
R
le reste hydrophobe déterminant sera le groupe
\-/
0
R
12
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (FI
ANNEXE C
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES ÉLÉMENTS DE LA CLASSIFICATION~)
C.1 PREMIER ENSEMBLE DE TROIS COLONNES : COLONNES 1,2, ET 3
a F 1 - Groupe hydrophile déterminant : Caractères))
: fonction hydrophile déterminante ou ensemble de fonctions
Cet ensemble fait entrer en classification le groupe polaire
hydrophiles, la première citée étant nécessairement considérée comme déterminante pour l’ordonnancement de la suite des
opérations de classement.
La colonne 1 désigne les fonctions acides (genre anionique), ou classées comme telles, s’il s’agit de sels.
La colonne 2 désigne les fonctions bases (genre cationique), ou classées comme telles, s’il s’agit de sels
La colonne 3 désigne les fonctions ou groupes fonctionnels n’ayant pas de caractères ioniques ou classés comme tels, s’il s’agit
de groupes fonctionnels dérivés non ioniques. Par exemple : éther simple dérivé d’une fonction alcool.
La désignation de plusieurs fonctions déterminantes par le jeu de plusieurs chiffres des colonnes 1, 2 et 3 doit être limitée au
strict minimum, selon leur importance, compte tenu des règles déjà présentées.
La désignation des fonctions supplémentaires d’importance moindre sera effectuée à la colonne 5 de la classification. Par
exemple : le groupe hydroxylique de l’acide ricinoléique ne sera pas désigné comme fonction déterminante, mais comme
substituant par la colonne 5.
C.2 DEUXIÈME ENSEMBLE DE TROIS COLONNES : COLONNES 4,5 et 6
a R 1 - Reste hydrophobe déterminant : Caractères descriptifs importants»
Cet ensemble fait entrer en classification des éléments du reste hydrophobe déterminant (genéralement le plus éloigné de la
fonction hydrophile déterminante) et le mode de liaison du groupe fonctionnel déterminant établissant la relation de
structure polaire-apolaire de la molécule.
La colonne 4 décrit la constitution du radical ou reste hydrophobe déterminant RI. Elle est ordonnée de facon à faire
apparaître des éléments constitutifs des radicaux hydrophobes, judicieusement distingués l’un de l’autre pour obtenir une
classification aussi nette que possible.
La colonne 4, comprise comme déterminante, est cependant le plus souvent un facteur décisif du caractère total
d’appartenance du reste hydrophobe désigné. Un isododécylbenzène sulfonate est classé dans la subdivision 3 de la
colonne 4 : «reste benzénique non condensé». Les dérivés des alkyls-benzimidazols sont classés dans la subdivision 6 de la
colonne 4 : «reste avec hétérocycle à deux hétéroatomes et plus en cycle».
La colonne 5 décrit les substitutions pouvant intervenir dans la partie hydrophobe et, en particulier, dans le reste hydrophobe
déterminant désigné par la colonne 4.
Étant donné qu’il peut se présenter plusieurs substitutions différentes sur le même reste hydrophobe, il y a lieu, dans la
classification décimale, de désigner un seul substituant, qui sera celui qui différenciera le mieux la molécule classée. En
l’absence de toute observation décisive en ce sens, on désignera, par ordre d’importance : le substituant carboné important
(alkyle ou cycle), puis une fonction secondaire substituante F,, le substituant de nature la plus polaire et, en dernier lieu, le
degré d’insaturation (substitution par électrons n).
La colonne 6 donne le mode de liaison du groupe hydrophile déterminant FI au reste de la molécule; certaines dispositions
de cette colonne fournissent des renseignements complémentaires sur la constitution moléculaire.
Par exemple, l’emploi d’un chiffre de la colonne 4 correspondant à des éléments constitutifs cycliques, combiné avec une
désignation de liaison fonctionnelle non directement liée au cycle, indique l’existence d’une chaîne carbonée séparant le cycle
de la fonction.
1) Voir le tableau.
13
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lSO/TR 8964977 (F)
C.3 TROISIÈME ENSEMBLE DE TROIS COLONNES : COLONNES 7,8 ET 9
«P - Partie hydrophobe : Caractères complémentaires»
Dans leurs subdivisions de 0 à 8, les colonnes 7 et 8 décrivent des fonctions intermédiaires pouvant séparer la fonction
hydrophile déterminante F, soit du reste hydrophobe déterminant, soit d’un reste hydrophobe caractérisant. Ces séparations
impliquent également l’existence de chaînons de liaison carbonés intermédiaires C (ou X).
La colonne 7 désigne (de 0 à 8) /a fonction intermédiaire X, la plus proche de la fonction hydrophile déterminante F, .
La colonne 8 désigne (de 0 à 8) une deuxième fonction intermédiaire X 2, pouvant soit séparer le radical hydrophobe
déterminant RI de la fonction F, par le jeu d’un nouveau chaînon de liaison C (OU X), soit introduire un radical hydrophobe
caractérisant complémentaire R2.
Dans le cas où plusieurs fonctions intermédiaires X2 coexistent dans une molécule, on désignera d’abord, par la colonne 8, la
En l’absence d’un tel radical, la fonction
fonction introduisant un radical hydrophobe caractérisant complémentaire R2.
intermédiaire X2 désignée sera celle qui est la plus proche du reste déterminant RI.
Dans le détail des spécifications fonctionnelles des colonnes 7 et 8, mention particulière doit être faite des indications
données aux subdivisions 3 et 5.
Dans ces cas, on prévoit des ensembles de liaisons polyfonctionnelles intermédiaires, pouvant comprendre jusqu’à trois
fonctions intermédiaires semblables et ainsi groupées. Le nombre 3 est un maximum car, au-delà, de tels ensembles fonction-
nels acquièrent un caractère d’hydrophilie de groupe, suffisant pour justifier une désignation de groupe hydrophile non
ionique de la colonne 3 du premier ensemble de trois colonnes.
NOTE - Cette incidence n’est à retenir que pour des chaînons de liaison intermédiaires simples, tels que 0 - CH2 - CH2 - 0 des
polyéthylène-oxydes.
Les chiffres 9 des colonnes 7 et 8 fournissent de nouvelles caractéristiques complémentaires de la partie hydrophobe P;
caractéristiques ici incluses pour accroître la souplesse de la classification et étendre largement (comme c’est nécessaire) les
possibilités de combinaisons :
-
Le chiffre 9 de la colonne 7 prévoit, en l’absence de fonction intermédiaire X, (donc de chaînon de liaison
intermédiaire C), la possibilité de désigner une insaturation complémentaire dans la chaîne carbonée du reste hydrophobe
déterminant; cette information est importante pour classer les dérivés linoléiques ou ricinoléiques. On étendra ce
complément d’information aux cas des dérivés comportant des fonctions intermédiaires X et des chaînons de liaison
intermédiaires C, en admettant que les désignations de la colonne 8, généralement représentatives des fonctions inter-
médiaires X, soient alors utilisées pour désigner des fonctions intermédiaires X1.
-
Le chiffre 9 de la colonne 8 n’est utilisé qu’en l’absence de fonction intermédiaire X2; l’attribution du chiffre 9, en
place dans la classification, signifie alors que les indications des substitutions fournies par la colonne 5 du deuxième
ensemble de trois colonnes ne concernent exclusivement que des substitutions intervenant sur le chaînon de liaison
intermédiaire C et le caractérisant mieux. Cette disposition permet de classer distinctement des produits, tels que le
laurate de glycérol sulfaté.
La colonne 9 décrit un reste hydrophobe caractérisant R 2, apparaissant par liaisons fonctionnelles dans la molécule, ou
fonctionnellement relié, à titre de reste hydrophobe secondaire, au reste de la molécule.
Un tel reste hydrophobe caractérisant R2 est inclus dans la molécule par liaisons fonctionnelles X1 et X2. II est alors caracté-
risant, en ce sens qu’il désigne en particulier un caractère complémentaire aliphatique ou aromatique de /a molécule, que l’on
fera apparaître à priori.
Par ailleurs, est désigné également par la colonne 9 un reste hydrophobe caractérisant R 2, qui se présente comme radical
hydrophobe suffisant complémentair
...
RAPPORT TECHNIQUE 896
Publié 1977-03-l 5
Les rapports techniques ISO sont réexaminés tous les trois ans à
partir de la date de leur publication, afin de parvenir à l’accord
nécessaire pour la publication d’une Norme internationale.
INTERNATIONAL ORGANIZATlON FOR STANDARDIZATION l MEXfiYHAPOLIHAB OPI-AHM3AUMII I-I0 CTAHAAPTM3AUMM*ORGANlSATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Classification scientifique
Agents de surface -
Surface active agents - Scien tific classification
En décembre 1968 a été publiée I’ISO/R 896, Agents de surface - Classification scientifique. En juin 1972, i’enquête
effectuée en vue de la transformation de I’ISO/R 896 en Norme internationale a révélé qu’il était absolument nécessaire de
réactualiser son contenu. En 1973 et 1974, les comités membres furent invités à soumettre au comité technique ISO/TC 91,
Agents de surface, leurs propositions de révision, mais la plupart ont répondu qu’ils n’étaient pas à même de fournir les
éléments susceptibles d’apporter une contribution effective à ce travail. C’est pourquoi,
en décembre 1974, le comité
technique ISO/TC 91 a décidé de ne pas transformer pour l’instant cette recommandation ISO en Norme internationale, mais
a approuvé, en octobre 1975, sa publication sous la forme d’un rapport technique. Cette décision a été prise pour les raisons
suivantes :
- d’une part, la classification scientifique proposée, bien qu’étant imparfaite, présente un certain intérêt en
tant que base d’un système de classification décimale pouvant être retenue pour la description d’un agent de surface,
considéré isolément, d’après sa formule chimique;
- d’autre part, il est prévu que la révision actuellement entreprise par le Comité international des dérivés tensio-actifs
(CID) devrait durer trois ou quatre ans, et, pendant cette période transitoire, il est souhaitable que cette classification
existante et, en fait, trop peu connue, soit toujours disponible pour les personnes intéressées à l’établissement d’un indice
de classification d’un agent de surface. Cela permettra, en outre, de répertorier les exemples précis qui pourraient être
signalés comme présentant des difficultés pour le classement et qui pourront utilement servir à l’étude des modifications
des règles de classement, pour les perfectionner et les compléter.
Par la suite, dès que des propositions de révision lui parviendront de la part soit des comités membres, soit d’organismes
internationaux intéressés, le comité technique ISO/TC 91 examinera la possibilité de revoir le système actuel de classifi-
cation et de publier une Norme internationale.
Annexes Page
SOMMAIRE Page
2
Introduction . . . . . . . . A Principe de classification et
8
schémas constitutifs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
Objet . . . . . . . .
B Règles de classification . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2
Domaine d’application. . . . . . . . .
2 C Description détaillée des éléments de la
Définitions. . . . . . . . .
classification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
3
Principe. . . . . . . . .
D Considérations sur l’application de la
3
Règles de classification. . . . . . . . . . .
16
classification décimale des agents de surface . . . .
5
Classification . . . . . . . . . . . . . . . . .
E Classification de référence sur cartes perforées 18
Tableau - Classification scientifique des agents
6-7
de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . F Exemples d’application de la classification .
21
c
-
Réf. no : ISO/TR 896-1977 (F)
CDU 661.185.001.33
E
0-I
F
Descripteurs : agent de surface, classification, formule chimique.
cb
i%
c
Prix basé sur 22 pages
2
-
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (FI
0 INTRODUCTION
La classification des agents de surface a pour objet la désignation claire et ordonnancée des groupes chimiques structuraux
d’un agent de surface. Elle est établie sous forme d’une notation décimale. Elle a pour but de décrire un agent de surface,
considéré isolément, d’après sa formule chimique.
La base de classification repose sur la structure polaire-apolaire des agents de surface, laquelle conditionne leurs caractères
.
d’hydrophilie et de lipophilie.
L’importance classique des agents de surface solubles dans l’eau conduit à considérér séparément la partie hydrophile et la
partie hydrophobe de la molécule. Un agent de surface peut être caractérisé par l’indication de ces parties; cependant, les
possibilités extrêmement nombreuses de variation de la structure de la partie hydrophobe obligent à préciser, avec un certain
nombre de détails, cette partie; la partie hydrophile, quoique de structure plus simple, doit néanmoins être précisée par des
caractéristiques, notamment celles qui sont responsables de la solubilité dans l’eau ou dans les milieux organiques.
La subdivision de la classification n’est cependant pas poussée suffisamment loin pour que l’on puisse considérer qu’un indice
de classification correspondra nécessairement à un produit déterminé (la classification n’est pas une nomenclature chimique
précise). Au contraire, on peut considérer qu’en général, plusieurs produits, de structure chimique et de caractéristiques
pratiques obligatoirement voisines, seront désignés par le même indice de classification. Par ailleurs, l’indice de classification
permettra de remonter à un schéma moléculaire approximatif, mais néanmoins suffisamment précis.
La mise en application de la classification décimale est une opération de discernement qui est à la portée des techniciens
possédant les connaissances normales de la chimie et de la technologie des agents de surface. L’application rigoureuse des
sont indispensables pour établir l’indice de
règles de classification et l’examen détaillé du tableau de classification
classification d’un agent de surface, lequel indice doit être obtenu sans aucune ambiguïté.
1 OBJET
Le présent rapport technique fixe une classification scientifique des agents de surface.
2 DOMAINE D’APPLICATION
Cette classification est applicable aussi bien aux agents de surface employés préférentiellement en milieu aqueux qu’à ceux
utilisés en milieux organiques.
3 DÉFINITIONS
3.1 groupe hydrophile déterminant : Groupe qui comprend une fonction et une seule, considérée comme la plus importante
pour le comportement hydrophile de l’agent de surface.
3.2 groupes hydrophiles secondaires : Groupes présentant des fonctions à caractère solubilisant, autres que celles du groupe
déterminant, ne pouvant servir qu’à titre secondaire pour caractériser davantage l’agent de surface.
3.3 reste hydrophobe déterminant (pour le comportement hydrophobe de l’agent de surface) : Reste constitué par un
radical du type hydrophobe, considéré dans son ensemble, avec des substitutions directes, et réuni au groupe hydrophile
déterminant par un mode de liaison bien défini.
3.4 restes hydrophobes caractérisants : Groupes chimiques ayant un caractère d’hydrophobie, inférieur ou au plus égal à
et pouvant se trouver soit à l’intérieur de la
celui du reste hydrophobe déterminant, liés fonctionnellement à ce dernier,
molécule, comme chaînon intermédiaire, soit rattachés à l’ensemble en tant que reste hydrophobe secondaire.
3.5 groupes fonctionnels intermédiaires : Groupes situés entre le ou les restes hydrophobes et le groupe hydrophile
déterminant, et obligatoirement reliés à ce dernier par l’intermédiaire d’un chaînon de liaison hydrocarboné ou d’un reste
hydrophobe caractérisant; ils complètent la caractérisation de la partie hydrophobe.
3.6 caractères complémentaires de la partie hydrophile : Caractères permettant de mieux décrire la partie hydrophile et de
préciser soit l’aptitude à la solubilisation en milieu aqueux, soit un comportement préférentiel d’insolubilité dans l’eau,
réservant les utilisations particulières en milieux organiques.
2
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ISO/TR 896-1977 (F)
4 PRINCIPE’)
La classification des agents de surface permet de définir ces derniers par les caractéristiques suivantes, définies dans le
chapitre 3 :
a) le groupe hydrophile déterminant;
b) éventuellement, des groupes hydrophiles secondaires;
.
c) le reste hydrophobe déterminant;
d) éventuellement, des restes hydrophobes caractérisants;
e) les groupes fonctionnels intermédiaires;
f ) I es caractères complémentaires de la partie hydrophile.
5 RÈGLES DE CLASSIFICATION
5.1 Le classement d’un agent de surface est ordonnancé par la détermination du groupe hydrophile déterminant, puis du
reste hydrophobe déterminant. Pour éviter toute ambiguïté, la détermination de ces éléments sera effectuée en appliquant les
règles suivantes :
Règle ‘1
LE GROUPE HYDROPHILE DÉTERMINANT EST LE POINT DE DÉPART DE L’ÉTABLISSEMENT DES INDICES DÉCIMAUX
CARACTÉRISANT UN AGENT DE SURFACE.
5.2 Les groupes hydrophiles peuvent être classés en trois groupes, à savoir :
- groupes hydrophiles à caractère anionique;
- groupes hydrophiles à caractère cationique;
- groupes hydrophiles à caractère non ionique.
Règle 2
LA CARACTÉRISATION D’UN AGENT DE SURFACE, AU POINT DE VUE DE SON APPARTENANCE À L’UN DES TROIS GROUPES,
EST EFFECTUÉE À L’AIDE DES TROIS PREMIERS CHIFFRES :
- le premier, relatif aux groupes à caractère ionique;
- le deuxième, aux groupes à caractère cationique;
- le troisième, aux groupes à caractère non ionique.
5.3 Pour les agents de surface ne comportant qu’un seul groupe hydrophile, il n’y a aucune ambiguïté possible. Pour ceux en
comportant plusieurs, il y a lieu d’appliquer les règles suivantes :
Règle 3
Si la molécule con tient plus d’un groupe hydrophile,
1) LE GROUPE HYDROPHILE DÉTERMINANT EST LE PREMIER APPARAISSANT DANS L’ORDONNANCEMENT
FONCTIONNEL SUIVANT (voir le tableau) :
a) un groupe cationique de la colonne 2, désigné par les cases 5, 6, 7, 8 et éventuellement 9, s’il s’agit d’une fonction
suffisamment basique;
b) un groupe anionique de la colonne
1, désigné par les cases 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et éventuellement 9, s’il s’agit d’une
fonction suffisamment acide;
c) un groupe non ionique de la colonne 3, désigné par les cases 3,4, 5 et 6;
d) un groupe cationique de la colonne 2, désigné par les cases 1,2, 3, 4 et éventuellement 9, s’il s’agit d’une fonction
peu basique;
1) Voir, à l’annexe A, des schémas donnant une représentation pratique du principe de classification.
3
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 8964977 (FI
e) un groupe anionique de la colonne 1, désigné par la case 1 et éventuellement la case 9, s’il s’agit d’une fonction
peu acide;
f) les autres groupes non ioniques de la colonne 3, désignés par les cases 1, 2, 7,8 et 9.
Le chiffre correspondant au groupe déterminant sera souligné
2) LE GROUPE HYDROPHILE SECONDAIRE SERA CHOISI EN RESPECTANT LE MÊME ORDONNANCEMENT FONCTIONNEL.
Le chiffre correspondant peut ne pas apparaître s’il se trouve dans la même colonne que celui du groupe hydrophile
déterminant.
5.4 La partie hydrophobe d’un agent de surface comporte une structure chimique plus ou moins compliquée, pouvant être
constituée de divers restes hydrocarbonés à caractère hydrophobe, de fonctions intermédiaires hydrocarbonées, ou de
substituants.
Le choix du reste hydrophobe déterminant constitue un facteur essentiel pour déterminer la caractérisation d’un agent de
surface. Les règles suivantes doivent permettre de fixer ce choix sans ambiguïté :
Règle 41)
LE RESTE HYDROPHOBE DÉTERMINANT EST, EN PRINCIPE, LE RESTE HYDROCARBONÉ LE P~us ÉLOIGNÉ POSSIBLE DU
GROUPE HYDROPHILE DÉTERMINANT
La nécessité de classer le reste hydrophobe déterminant le plus éloigné possible du groupe hydrophile déterminant a pour but
d’englober, dans la caractérisation supplémentaire de l’agent de surface, un maximum d’informations.
Les substituants qui peuvent exister sur le reste hydrophobe déterminant n’interviennent pas dans le choix de celui-ci.
DANS LE CAS où LE RESTE HYDROPHOBE, CHOISI COMME RESTE DÉTERMINANT, COMPORTE À LA Fois DES ÉLÉMENTS DE
STRUCTURE DU TYPE ALIPHATIQUE ET DU TYPE CYCLIQUE (PAR EXEMPLE AROMATIQUE), ON TIENDRA COMPTE DES
LONGUEURS DES CHAîNES ALIPHATIQUES POUR DISCRIMINER LE CARACTÈRE CYCLIQUE DU RESTE HYDROPHOBE.
Règle 51)
LA CHAîNE HYDROCARBONÉE ALIPHATIQUE SERA CONSIDÉRÉE COMME SUFFISAMMENT IMPORTANTE, AU SENS DE LA
RÈGLE 4, SI ELLE COMPORTE UN MINIMUM DE HUIT ATOMES DE CARBONE EN CATÉNATION.
Règle 61)
EN L’ABSENCE DE CHAîNES HYDROCARBONÉES ALIPHATIQUES À HUIT ATOMES DE CARBONE ET PLUS, LE RESTE CYCLIQUE,
PRIS AU SENS DE LA RÈGLE 4, SERA CONSIDÉRÉ COMME DÉTERMINANT.
Règle 7
EN L’ABSENCE DE CHAîNE HYDROCARBONÉE ALIPHATIQUE À HUIT ATOMES DE CARBONE ET PLUS ET DE CYCLES, LA
PARTIE HYDROPHOBE LA PLUS GRANDE SERA CONSIDÉRÉE COMME RESTE HYDROPHOBE DÉTERMINANT.
Exemple : Chaîne Ce de I’hexylsulfate de sodium.
5.5 Un reste hydrophobe, autre que le reste hydrophobe déterminant, fonctionnellement lié à celui-ci, peut influencer le
comportement d’un agent de surface s’il présente une hydrophobie suffisante; il sera alors considéré et décrit comme reste
hydrophobe caractérisant.
Règle 8
UN RESTE HYDROPHOBE CARACTÉRISANT DEVRA SATISFAIRE À LA RÈGLE 5 OU 6 DÉFINISSANT LE RESTE HYDROPHOBE
DÉTERMINANT.
Toutefois, une fonction secondaire peut permettre d’inclure, dans la molécule, deux radicaux peu importants isolément, mais
Dans ce cas, on totalisera ces radicaux
simultanément liés, par exemple la fonction dibutylamine - CO - N(&H&.
secondaires et on considérera l’ensemble comme un radical hydrophobe caractérisant, s’il comporte un minimum de huit
atomes de carbone.
CONFORMÉMENT À LA RÈGLE 6, UN CHAîNON INTERMÉDIAIRE CYCLIQUE DE NATURE AROMATIQUE, MÊME NON
SUBSTITUÉ, SERA CONSIDÉRÉ COMME RESTE HYDROPHOBE CARACTÉRISANT.
1) Voir, à l’annexe B, des exemples illustrant l’application des règles 4, 5 et 6 dans le cas d’agents de surface dont la partie hydrophobe
comporte à la fois des chaînes aliphatiques et des cycles.
4
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ISO/TR 896-1977 (F)
6 CLASSIFICATION
La présente classification s’effectue selon le système décimal, avec un minimum de dix chiffres répartis en trois ensembles de
trois chiffres, avec au moins un chiffre supplémentaire, pour permettre de préciser les groupes hydrophiles déterminants.
La répartition des groupes de chiffres est effectuée en colonnes, selon l’ordonnancement constitutif déjà présenté.
Chaque colonne comprend des subdivisions numérotées de 0 à 9, le 0 indiquant, en général (sauf indication contraire),
l’absence de fonctions, de groupes ou de caractéristiques, selon les désignations spécifiques des colonnes respectives.
La description détaillée des éléments de la classification est donnée dans l’annexe C, tandis que des considérations sur I’appli-
cation de Ia classification décimale sont données dans l’annexe D.
Des exemples d’application de cette classification sont donnés dans l’annexe F
Un système pour Ia classification de référence sur cartes perforées est établi dans l’annexe E.
5
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ISO/TR 896-1977 K-1
TABLEAU - Classification scientifique des agents de surface
- GROUPE HYDROPHILE DÉTERMINANT
Fl R1 - RESTE HYDROPHOBE DÉTERMINANT
Caractères Caractères descriptifs importants
1 2 3
4 5 6
MODE DE LIAISON
ANIONIQUE CATIONIQUE NON IONIQUE CONSTITUTION SUBSTITUTION
DE LA FONCTION
DÉTERMINANTE F 1
3 AA 0 AA 0 AA 0 AA 0 AA 0 AA
Reste aliphatique
Non aromatique.
Absence de Absence de Absence de Absence de
non ramifié primaire
1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB 1 BB
Insaturation
Groupe hydroxylé Reste aliphatique Non aromatique
- COOH Amine primaire C=C
aliphatique ramifié secondaire
CCC
2 cc 2 cc 2 cc 2 cc 2 CC‘
cc 2
Groupe hydroxylé
Reste alicyclique, Reste alkyle Non 2romlttiquc
- OS03H Amine secondaire alicy-clique
terpènes (lié aux cycles) tertiaire
ou aromatique
3 DD 3 DD 3 DD 3 DD 3 DD 3 I>I>
Polyéther
Par chaîne intcr-
non ramifié Reste benzénique
- S03H Amine tertiaire Reste cyclique mediaire h:ur c>,clc.
sur chaîne non condensé
primaire
intermédiaire
EE 4 EE 4 EE 4 t-' 1 i- _
1 EE 4 EE 4
Halogènes.
Par chainc inter-
Polyéther ramifié
Reste aromatique nitro, nitroso
sur chaîne m6diuirc sur c).Cle,
- S - S03H - Oxyde d’amine
à cycles condensés et autres substituants
intermédiaire wcondalrtz
analogues
5 FF 5 FF 5 FF 5 FF 5 FF 5 FI-
- S02H, Dérivés du Reste
Par chuînc Inter-
avec hétérocycle
autres fonctions sul- Ammonium sorbitan, mannitan,
Hydroxylc\ cthcr\ rn6dialre sur c>,~\Ic.
furées y compris quaternaire hydrates de carbone ri un hétéroatome
tertiaire
en cycle
- SOzNH (r) et analogues
CG 6 K
5 GG 6 GG 6 GG 6 CG 6
Dérivés du Reste
Pyridinium I;onctions carboxylique\ Lialwn direc tc
avec hétérocycle
Esters acides sorbitan, mannitan,
et dérivées wr c’)c‘lc
quinolinium CO0 (r).
orthophosphoriques hydrates de carbone à deux hét&oatomcs
et analogues CON (rj2. etc. aroniatiquc
et plus en cycle
oxy-alkylés
7 HH ‘7 HH ‘7 HH 7 HH
HH 7 HH 7
1;onctions Liaison dircc tc
Acides
Groupe carbonylé Reste polymère sulfurées sur C>~C~C carbon:
Sulfonium
phosphoniques
non aromatiqut‘
et sulfatées
KK 8 KK
8 KK 8 KK 8 KK 8 KK 8
Reste contenant I-onction\ Liaison dircc te
Urées, uréides
par atome dc carbone
Peracides Phosphonium d’autres él6men ts aminées primaire.
polypeptides
secondaire et tertiaire d’un hetcrocycle
en chaîne
LL 9 LL
3 LL 9 LL 9 LL 9 LL 9
Autres rcstcs Autres substitutlon ’
Lialwn dircc te
, ,
Autres fonctions Autres fonctions Autres fonctions hydrophobes ct substitution\
plir tlt‘tc~ro.itomk2
non précikes
anioniques cationiques non ioniques
d’un hC tL‘roc> clc
z. Y, x chimiqucmcn t
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (F)
HYDROPHOBE ANIONIQCItS CATIONlQUE‘S NON ,loNIQu-:S
FONCTIONNEL
INTkRMÉDIAIRE X
Ab\ence de Absence de Absence de
Absence de
Sels des metaux Un ou deux restes
k‘onction hydroxylc
alcalins Li. Na, K. etc.
caractérisante
1:onction ester
ramifié ou non
caracterisante
Un ou deux restes
13 onction éther
Radical ben zyle
caractérisante
F~onction amide
caractérisante
Sels des métaux
Une. deux
et trois fonctions
et trois fonctions Al, In, Sn. Pb, Bi
Trois restes
Anion organique
Re\te avec fonction
Selc d’ammonium
et font tions dérivées
Sels de bases
Triméthylglycines
organométalliques
en l’absence de
Sels des métaux
Autres font tions
contenant Si, B
caractérisantes
et autres restes
organométalliq UC\
7
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (FI
ANNEXE A
PRINCIPE DE CLASSIFICATION ET SCHÉMAS CONSTITUTIFS
.
A.1 PRINCIPE DE CLASSIFICATION
Les schémas représentés au chapitre A.2, dans lesquels on a utilisé les notations ci-après, permettent de donner une
présentation plus pratique du principe de la classification.
En général
F désigne un groupe de structure hydrophile;
R désigne un groupe de structure hydrophobe;
X désigne un groupe fonctionnel intermédiaire.
En particulier,
F, désigne le groupe hydrophile déterminant;
F2 désigne un groupe hydrophile secondaire;
RI désigne le reste hydrophobe déterminant;
R2 désigne un reste hydrophobe caractérisant;
X1 désigne le groupe fonctionnel intermédiaire le plus près de Fl ;
X2 désigne un autre groupe fonctionnel intermédiaire;
C désigne un chaînon de liaison hydrocarboné intermédiaire;
S désigne une substitution au sens général, mais cependant sans caractère solubilisant (y compris l’insaturation de chaîne
considérée comme substitution d’électrons n).
8
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (F)
B
A.2 SCHÉMAS CONSTITUTIFS
L-J
h
22
R2
R1
R1
.
4 4 i_
h
Q
S
F2
Lq
9 I
, .
F2
d-
Rl
R2 R2
I d c . ,
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (FI
C
S
R2
R2 R2
R2
F2
Rl
% Rl Rl
71
, , 1 LJ J .
- u 1
R
C
1
R2
C
1,
Rl
“1)
R2
c
X2 x2
X2
C-J
&
R; 1
-
Rl
C R
-
R2
_
10
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (F)
ANNEXE B
RÈGLES DE CLASSIFICATION
Le cas des agents de surface dont la partie hydrophobe comporte à la fois des chaînes aliphatiques et des cycles est
particulièrement important. Les exemples suivants illustrent l’application des règles 4, 5 et 6, @ désignant un reste cyclique.
Pour les corps
0 - (CH,), - F,
0 - (CH,), - CH - F,
(OH,), - CH,
CH-CH, - F,
0 - (CH,), -
(CH,), - CH3
CH3 - (CH,), - CH - CH, - F,
la chaîne aliphatique à huit atomes de carbone constitue le reste hydrophobe déterminant, tandis que le reste cyclique 0 est
considéré comme une substitution sur ce reste hydrophobe déterminant.
Par contre, pour les corps
0 - (CH,), - F,
CH, - (CH,), - 0 - F,
le reste cyclique 0 constitue le reste hydrophobe déterminant, et la chaîne aliphatique est considérée comme chaîne
intermédiaire dans le premier cas et comme substituant dans le second.
D’autre part, afin d’assurer une meilleure désignation dans les produits des types
CH, - (CH,), -0 - F,
CH3 - (CH,), - 0 - (CH& - F,
on choisira comme reste hydrophobe déterminant le reste cyclique 0, quelles que soient les valeurs de n et p.
La présence de groupes fonctionnels intermédiaires intervient pour ces composés de la facon , suivante :
pour les corps
CH3 - (CH,), - X, - 0 - F,
R
CH, - (CH& - CH - X, -O-F,
I I
CH, - CH3 R
la chaîne aliphatique constitue le reste hydrophobe déterminant, quel que soit R. Par contre, pour le corps
O-F,
CH3 - (CH,), - X, -
R
le reste hydrophobe déterminant est l’ensemble structural 0 - R, ou 0 quand R est inexistant.
11
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (F)
Dans les deux cas ci-après,
- x1 -<=>- Fl
/
R
<=>- Xl -- FI
R
le reste hydrophobe déterminant sera le groupe
\-/
0
R
12
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/TR 896-1977 (FI
ANNEXE C
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES ÉLÉMENTS DE LA CLASSIFICATION~)
C.1 PREMIER ENSEMBLE DE TROIS COLONNES : COLONNES 1,2, ET 3
a F 1 - Groupe hydrophile déterminant : Caractères))
: fonction hydrophile déterminante ou ensemble de fonctions
Cet ensemble fait entrer en classification le groupe polaire
hydrophiles, la première citée étant nécessairement considérée comme déterminante pour l’ordonnancement de la suite des
opérations de classement.
La colonne 1 désigne les fonctions acides (genre anionique), ou classées comme telles, s’il s’agit de sels.
La colonne 2 désigne les fonctions bases (genre cationique), ou classées comme telles, s’il s’agit de sels
La colonne 3 désigne les fonctions ou groupes fonctionnels n’ayant pas de caractères ioniques ou classés comme tels, s’il s’agit
de groupes fonctionnels dérivés non ioniques. Par exemple : éther simple dérivé d’une fonction alcool.
La désignation de plusieurs fonctions déterminantes par le jeu de plusieurs chiffres des colonnes 1, 2 et 3 doit être limitée au
strict minimum, selon leur importance, compte tenu des règles déjà présentées.
La désignation des fonctions supplémentaires d’importance moindre sera effectuée à la colonne 5 de la classification. Par
exemple : le groupe hydroxylique de l’acide ricinoléique ne sera pas désigné comme fonction déterminante, mais comme
substituant par la colonne 5.
C.2 DEUXIÈME ENSEMBLE DE TROIS COLONNES : COLONNES 4,5 et 6
a R 1 - Reste hydrophobe déterminant : Caractères descriptifs importants»
Cet ensemble fait entrer en classification des éléments du reste hydrophobe déterminant (genéralement le plus éloigné de la
fonction hydrophile déterminante) et le mode de liaison du groupe fonctionnel déterminant établissant la relation de
structure polaire-apolaire de la molécule.
La colonne 4 décrit la constitution du radical ou reste hydrophobe déterminant RI. Elle est ordonnée de facon à faire
apparaître des éléments constitutifs des radicaux hydrophobes, judicieusement distingués l’un de l’autre pour obtenir une
classification aussi nette que possible.
La colonne 4, comprise comme déterminante, est cependant le plus souvent un facteur décisif du caractère total
d’appartenance du reste hydrophobe désigné. Un isododécylbenzène sulfonate est classé dans la subdivision 3 de la
colonne 4 : «reste benzénique non condensé». Les dérivés des alkyls-benzimidazols sont classés dans la subdivision 6 de la
colonne 4 : «reste avec hétérocycle à deux hétéroatomes et plus en cycle».
La colonne 5 décrit les substitutions pouvant intervenir dans la partie hydrophobe et, en particulier, dans le reste hydrophobe
déterminant désigné par la colonne 4.
Étant donné qu’il peut se présenter plusieurs substitutions différentes sur le même reste hydrophobe, il y a lieu, dans la
classification décimale, de désigner un seul substituant, qui sera celui qui différenciera le mieux la molécule classée. En
l’absence de toute observation décisive en ce sens, on désignera, par ordre d’importance : le substituant carboné important
(alkyle ou cycle), puis une fonction secondaire substituante F,, le substituant de nature la plus polaire et, en dernier lieu, le
degré d’insaturation (substitution par électrons n).
La colonne 6 donne le mode de liaison du groupe hydrophile déterminant FI au reste de la molécule; certaines dispositions
de cette colonne fournissent des renseignements complémentaires sur la constitution moléculaire.
Par exemple, l’emploi d’un chiffre de la colonne 4 correspondant à des éléments constitutifs cycliques, combiné avec une
désignation de liaison fonctionnelle non directement liée au cycle, indique l’existence d’une chaîne carbonée séparant le cycle
de la fonction.
1) Voir le tableau.
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lSO/TR 8964977 (F)
C.3 TROISIÈME ENSEMBLE DE TROIS COLONNES : COLONNES 7,8 ET 9
«P - Partie hydrophobe : Caractères complémentaires»
Dans leurs subdivisions de 0 à 8, les colonnes 7 et 8 décrivent des fonctions intermédiaires pouvant séparer la fonction
hydrophile déterminante F, soit du reste hydrophobe déterminant, soit d’un reste hydrophobe caractérisant. Ces séparations
impliquent également l’existence de chaînons de liaison carbonés intermédiaires C (ou X).
La colonne 7 désigne (de 0 à 8) /a fonction intermédiaire X, la plus proche de la fonction hydrophile déterminante F, .
La colonne 8 désigne (de 0 à 8) une deuxième fonction intermédiaire X 2, pouvant soit séparer le radical hydrophobe
déterminant RI de la fonction F, par le jeu d’un nouveau chaînon de liaison C (OU X), soit introduire un radical hydrophobe
caractérisant complémentaire R2.
Dans le cas où plusieurs fonctions intermédiaires X2 coexistent dans une molécule, on désignera d’abord, par la colonne 8, la
En l’absence d’un tel radical, la fonction
fonction introduisant un radical hydrophobe caractérisant complémentaire R2.
intermédiaire X2 désignée sera celle qui est la plus proche du reste déterminant RI.
Dans le détail des spécifications fonctionnelles des colonnes 7 et 8, mention particulière doit être faite des indications
données aux subdivisions 3 et 5.
Dans ces cas, on prévoit des ensembles de liaisons polyfonctionnelles intermédiaires, pouvant comprendre jusqu’à trois
fonctions intermédiaires semblables et ainsi groupées. Le nombre 3 est un maximum car, au-delà, de tels ensembles fonction-
nels acquièrent un caractère d’hydrophilie de groupe, suffisant pour justifier une désignation de groupe hydrophile non
ionique de la colonne 3 du premier ensemble de trois colonnes.
NOTE - Cette incidence n’est à retenir que pour des chaînons de liaison intermédiaires simples, tels que 0 - CH2 - CH2 - 0 des
polyéthylène-oxydes.
Les chiffres 9 des colonnes 7 et 8 fournissent de nouvelles caractéristiques complémentaires de la partie hydrophobe P;
caractéristiques ici incluses pour accroître la souplesse de la classification et étendre largement (comme c’est nécessaire) les
possibilités de combinaisons :
-
Le chiffre 9 de la colonne 7 prévoit, en l’absence de fonction intermédiaire X, (donc de chaînon de liaison
intermédiaire C), la possibilité de désigner une insaturation complémentaire dans la chaîne carbonée du reste hydrophobe
déterminant; cette information est importante pour classer les dérivés linoléiques ou ricinoléiques. On étendra ce
complément d’information aux cas des dérivés comportant des fonctions intermédiaires X et des chaînons de liaison
intermédiaires C, en admettant que les désignations de la colonne 8, généralement représentatives des fonctions inter-
médiaires X, soient alors utilisées pour désigner des fonctions intermédiaires X1.
-
Le chiffre 9 de la colonne 8 n’est utilisé qu’en l’absence de fonction intermédiaire X2; l’attribution du chiffre 9, en
place dans la classification, signifie alors que les indications des substitutions fournies par la colonne 5 du deuxième
ensemble de trois colonnes ne concernent exclusivement que des substitutions intervenant sur le chaînon de liaison
intermédiaire C et le caractérisant mieux. Cette disposition permet de classer distinctement des produits, tels que le
laurate de glycérol sulfaté.
La colonne 9 décrit un reste hydrophobe caractérisant R 2, apparaissant par liaisons fonctionnelles dans la molécule, ou
fonctionnellement relié, à titre de reste hydrophobe secondaire, au reste de la molécule.
Un tel reste hydrophobe caractérisant R2 est inclus dans la molécule par liaisons fonctionnelles X1 et X2. II est alors caracté-
risant, en ce sens qu’il désigne en particulier un caractère complémentaire aliphatique ou aromatique de /a molécule, que l’on
fera apparaître à priori.
Par ailleurs, est désigné également par la colonne 9 un reste hydrophobe caractérisant R 2, qui se présente comme radical
hydrophobe suffisant complémentair
...
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