壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO_n）曾是全球产量第二的非离子型表面活性剂,具有优异的润湿、乳化、增溶和洗涤去污等性能,被广泛用于工农业各领域。然而由于生物降解性差、环境累积性强和生物毒性高,目前NPEO_n已在全球范围内被禁用或限用,所以其绿色化学替代品的研发已经成为非离子表面活性剂及相关应用行业亟待解决的问题。目前已开发了多个部分性能替代品,但是从结构和性能全方位替代NPEO_n的研究甚少。本文从结构替代角度,以环己醇砌块替代酚氧砌块,设计并合成了与NPEO_n分子结构相似的非离子表面活性剂壬基环己醇聚氧乙烯醚（NCEO_n）,并研究其构效关系。通过与NPEO_n比较,重点考察NCEO_n是否拥有优异的初级生物降解性,是否保持甚至优于NPEO_n的应用性能,特别是其乳化硅油的性能,以此评判本文设计合成的NCEO_n能否成为NPEO_n的绿色替代品。为了建立快速分析NCEO_n产品中原料壬基环己醇（NC）残留量的分析方法,以满足快速跟踪检测的需求,本文筛选了反相高效液相色谱法和正相高效液相色谱法（NP HPLC）两类5种方法,并进行比较和初步条件优化,确定了用Inertsil NH₂色谱柱和示差折光检测器以及乙酸乙酯为洗脱液的NP HPLC法定量分析NC,方法的回收率为91.77%～107.6%,相对标准偏差为4.46%,最低检测限为9.8μg·mL^-1,满足本文合成NCEO_n产品中NC残留量的快速分析要求。以催化活性、NC残留率和产物选择性为主要指标,筛选了金属氢氧化物、金属醇盐、金属氧化物、金属氢化物、长链脂肪酸盐、金属氢化物、Lewis酸和Lewis酸型离子液体等八类共41个品种的催化剂,优选了NaH为催化NC乙氧基化反应合成NCEO_n的催化剂。在催化剂用量为NC质量分数0.5%,反应温度为120℃和环氧乙烷（EO）分压为0.4 MPa条件下,NaH催化NC合成NCEO₇的反应中催化活性为0.519 g EO·g^-1 Cat·min^-1、NC的转化率为99.6%、产品中PEG的质量分数为7.2%以及产品的EO多分布指数为85%,证实NCEO_n产品具有NC残留量少、PEG含量低和产品EO分布窄的特征。以NaH为催化剂分别制备了EO加成数为5、7、9和11的系列NCEO_n产品,并采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、电喷雾电离质谱（ESI-MS）和核磁共振氢谱（¹H-NMR）鉴定了NCEO_n结构。测定了系列NCEO_n的代表产品NCEO₇的初级生物降解性以及系列NCEO_n产品的表面活性和应用性能,并研究其构效关系,再采用量子理论计算化学的方法优化壬基环己醇乙二醇单醚（NCEO₁）、壬基酚乙二醇单醚（NPEO₁）和正十二烷基苄醇乙二醇单醚（DBEO₁）的分子构型,以期为NCEO_n构效关系的研究提供理论支撑。结果表明,NCEO₇的七天初级生物降解度为100%,显著优于NPEO_n。构效关系研究结果表明,随着n增加,NCEO_n的浊点（CP）升高,临界胶束浓度（cmc）增大,饱和吸附量（Γ_m）减小,饱和吸附面积（a_m）增大,乳化硅油的能力降低,发泡力增强,润湿、乳化力及对炭黑油污布去污力都先增强后减弱且NCEO₉最佳,对皮脂污布的去污力增强。与NPEO₉对比的结果表明,NCEO₉的表面活性更加接近甚至优于NPEO₉,其在乳化硅油、炭黑油污布去污方面优于NPEO₉,具有比NPEO₉更优的低泡性能,而皮脂污布去污和润湿性略小于NPEO₉,这都得益于NCEO_n与NPEO_n高度相似的结构。综合NCEO_n的合成、初级生物降解度和包括乳化硅油性能在内的应用性能的结果,表明NCEO_n可成为NPEO_n的绿色替代品。