CN101618301A

CN101618301A - 一种长链磺酸型甜菜碱表面活性剂及其制备方法

Info

Publication number: CN101618301A
Application number: CN200810045423A
Authority: CN
Inventors: 冯玉军; 楚宗霖
Original assignee: Chengdu Organic Chemicals Co Ltd of CAS
Current assignee: Chengdu Organic Chemicals Co Ltd of CAS
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2010-01-06

Abstract

本发明涉及一种长链磺酸型甜菜碱表面活性剂(分子结构式如I所示)及其制备方法，属于表面活性剂技术领域。其特征是从长链脂肪酸出发依次经卤化、酰胺化、季铵化三步反应得到相应的长链羧基甜菜碱。该方法突出的优点是通过简单的分离纯化手段即可制得不含无机盐、有机盐的纯品甜菜碱表面活性剂，该甜菜碱与相应羧酸型甜菜碱表面活性剂相比，具有耐温、抗盐性好，等电点范围宽等优点，为其在更广阔的范围内应用提供了可能。

Description

一种长链磺酸型甜菜碱表面活性剂及其制备方法

技术领域

本发明属于表面活性剂技术领域，特别提供了一种长链磺酸型甜菜碱表面活性剂及其制备方法，通过该方法得到的长链羧基甜菜碱表面活性剂不含有机盐、无机盐杂质。

背景技术

表面活性剂素有“工业味精”之称，广泛应用于日用化学工业，与人类生活密切相关，甜菜碱表面活性剂结构独特，性能优良，作用非常温和、对皮肤刺激性很小，已被广泛应用于皮革处理、个人清洁剂、食品添加剂等诸多领域，在整个表面活性剂工业中占有举足重要的地位。

磺酸型甜菜碱表面活性剂与相应的羧酸型甜菜碱表面活性剂相比，具有耐温、抗盐性好，等电点范围宽等优点，为其在更广阔的范围内应用提供了可能。

目前，甜菜碱纯品的合成极其复杂，大多采用离子交换树脂法、反相色谱柱法等，这些方法的共同缺点是纯化工艺复杂，溶剂消耗量巨大，不易回收，易导致环境污染等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长链磺酸型甜菜碱表面活性剂及其纯品的制备方法。本发明所提供的长链磺酸型甜菜碱简称AnBm-3S(其中n表示原料脂肪酸中所含的碳原子个数，m酰胺基团与季铵盐基团之间的联接基中所含碳原子个数，3S表示季铵盐基团与羧基负离子集团之间的联接基中所含碳原子个数为3)，其结构如I所示。

RCOOH为饱和羧酸时，简称AnBm-3S

RCOOH为不饱和羧酸时，简称AnuBm-3S

其中：m＝2、3、4、5；16≤n≤31

R₁、R₂＝Me、Et

本发明长链羧基甜菜碱表面活性剂及其纯品的制备方法具体步骤如下：

(1)长链脂肪酰氯的制备：1eq(mol equation)的长链酸类原料，加入1～5eq的SOCl₂，加入适量的溶剂(或不加溶剂直接加热熔融)，20-90℃卤化反应4～12h，停止反应，蒸出过量的SOCl₂及CH₂Cl₂，得到棕色液体即为长链脂肪酰氯。

(2)N，N-二甲基-N’-长链烷基酰胺的制备：将长链脂肪酰氯与二元胺(N，N-二甲基乙二胺、N，N-二甲基丙二胺)按1∶x(0.8≤x≤5.0)投料比(摩尔比)进行投料，以冰水浴冷却，乙腈作溶剂反应2～10h，得到微黄色固体粗产物，粗产物经进一步纯化后得到N，N-二甲基-N’-长链烷基酰胺。

(3)长链烷基酰胺基羧基甜菜碱的制备：取1eq的上述叔胺中间体及1.2eq的1，3-丙烷磺化内酯，加入适量的乙酸乙酯，冷凝回流反应4～12h，反应结束冷却析出固体，抽虑后得到固体粗产物，经进一步纯化、干燥后，得到精制产物。

本发明的优点：利用上述方法可制备高纯度的长链羧基甜菜碱，它不含有机盐、无机盐等杂质。

具体实施方式

实施例1

A₁₈B₃-3S的合成：

(1)硬脂酰氯的制备：取0.1mol(28.5g)硬脂酸置于反应瓶中，油浴加热至90℃，滴加0.2mol(23.8g)的SOCl₂，冷凝回流，卤化反应5h，停止反应，蒸出过量的SOCl₂，得到棕色液体即为硬脂酰氯。

(2)N，N-二甲基-N’-硬脂酰胺的制备：将0.105mol(10.7g)N，N-二甲基丙二胺置于反应瓶中，加入200ml乙腈，滴加0.1mol(30.4g)硬脂酰氯，以冰水浴冷却反应5h，得到微黄色固体粗产物，粗产物经丙酮洗涤后得到N，N-二甲基-N’-硬脂酰胺(A₁₈B₃)

(3)长链烷基酰胺基羧基甜菜碱的制备：取0.1mol(36.9g)上述叔胺中间体A₁₈B₃及0.12mol(14.6g)1，3-丙烷磺化内酯加入反应瓶，加入200ml乙酸乙酯，冷凝回流反应10h，反应结束冷却析出固体，抽虑后得到固体粗产物，粗产物经乙酸乙酯、乙醚洗涤，干燥后，得到A₁₈B₃-3S纯品。

实施例2

A_22UB₃-3的合成：

(1)芥酰氯的制备：取0.1mol(33.8g)芥酸(顺-正二十二碳-13-烯酸)置于反应瓶中，油浴加热至40℃，加入100ml CH₂Cl₂，滴加0.2mol(23.8g)的SOCl₂，冷凝回流，卤化反应5h，停止反应，蒸出过量的SOCl₂，得到棕色液体即为芥酰氯。

(2)N，N-二甲基-N’-芥酰胺的制备：将0.105mol(10.7g)N，N-二甲基丙二胺置于反应瓶中，加入200ml乙腈，滴加0.1mol(35.7g)芥酰氯，以冰水浴冷却反应5h，得到微黄色固体粗产物，粗产物经丙酮洗涤后得到N，N-二甲基-N’-长链烷基酰胺(A_22UB₃)。

(3)长链烷基酰胺基羧基甜菜碱的制备：取0.1mol(36.9g)上述叔胺中间体A_22UB₃及0.12mol(14.6g)1，3-丙烷磺化内酯，加入200ml乙酸乙酯，冷凝回流反应10h，反应结束冷却析出固体，抽虑后得到固体粗产物，粗产物经乙酸乙酯、乙醚洗涤，干燥后，得到A_22UB₃-3S纯品。

Claims

1、一种长链磺酸型甜菜碱表面活性剂(分子结构式如I所示)的制备方法，其特征是由长链脂肪酸出发首先经卤化反应得到长链脂肪酰氯，然后长链脂肪酰氯再与二元胺发生酰胺化反应，生成一种叔胺中间体(AnBm)，最后该中间体与季铵化试剂1，3-丙烷磺化内酯反应，生成长链磺酸型甜菜碱表面活性剂，

RCOOH为饱和羧酸时，简称AnBm-3S

RCOOH为不饱和羧酸时，简称AnuBm-3S

其中：m＝2、3、4、5；16≤n≤31

R₁、R₂＝Me、Et

其中：RCOOH为16≤n≤31的脂肪酸，n为RCOOH中所含碳原子数；m＝2、3、4、5；R₁、R₂＝Me、Et。

2、如权利要求1中所述的制备方法，其特征在于以长链脂肪酸为起始原料，即16≤n≤31，其中n为RCOOH中所含碳原子数。

3、如权利要求1中所述的制备方法，其特征在于长链脂肪酸的卤化反应采用的卤化试剂为SOCl₂、PCl₃或POCl₃。

4、如权利要求1中所述的制备方法，其特征在于长链脂肪酸的酰胺化反应采用的二元胺的化学通式为H₂N(CH₂)_mNR₁R₂，其中m＝2、3、4、5，R₁、R₂＝Me、Et。

5、如权利要求如1所述的制备方法，其特征在于采用的季铵化试剂为1，3-丙烷磺化内酯，反应结束经乙醚、乙酸乙酯等弱极性溶剂洗涤后便可得到不含有机盐、无机盐杂质的纯品长链羧基甜菜碱表面活性剂。

6、如权利要求如1所述的制备方法，其特征在于：

该方法合成及纯化采用如上工艺。