CN102503864A

CN102503864A - 一种低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的合成方法

Info

Publication number: CN102503864A
Application number: CN2011103319922A
Authority: CN
Inventors: 余照权; 张涌; 刘机灵
Original assignee: GUANGZHOU FLOWER'S SONG FINE CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: GUANGZHOU FLOWER'S SONG FINE CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明属于有机化学中表面活性剂合成技术领域，具体涉及一种低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的合成方法，其包括以下步骤1）3-氯-2-羟基丙磺酸钠的制备、2）季铵化反应、3）反应后处理等步骤，通过对工艺条件进行限定，制备出了含盐量低于1%的脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱水溶液，应用于洗涤、化妆品配方时，可以有效防止产品状态及粘稠性受温度的影响，增强了产品的稳定性，满足高端低盐产品的需要。

Description

一种低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的合成方法

技术领域

本发明属于有机化学中表面活性剂合成技术领域，具体涉及一种低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的合成方法。

背景技术

脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱简称羟磺甜菜碱，是一种环境友好型温和两性表面活性剂，具有良好的起泡性、稳泡性、抗硬水性、增稠性得到了提高；同时有减缓皮肤粗糙感和提高漂洗性能的特性。羟磺甜菜碱广泛用于中高级香波、沐浴液中，是制备温和婴儿香波、婴儿泡沫浴、婴儿护肤产品的主要成分，洗涤、乳化、增稠、发泡，抗硬水等作用。在护发和护肤配方中是一种优良的柔软调理剂，还可用作洗涤剂、润湿剂、增稠剂、抗静电剂及杀菌剂等，还可用作钻井发泡剂，工业清洗剂等。

由于脂肪酰胺丙基二甲基叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应生成盐，所有市面上现有的产品一般都含有较高的氯化钠，含盐量在5～8%左右。这种含盐量较高的羟磺甜菜碱产品能够适用于一般的洗涤日化产品，却并不适用于一些高端无盐或低盐配方。如果配方中含有无机盐，往往会影响配方的稳定性，如随温度变化，时间变化产品状态，粘稠性发生明显变化。于是一些大型日化企业采用无盐或低盐配方来达到产品稳定性，满足用户需求，这就要求日化原料，如甜菜碱产品在其他性能不发生改变的情况下，尽可能降低产品中的含盐量，一般要求含盐量小于1%，而目前市面上的甜菜碱产品并不能满足此要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的合成方法，以满足高端产品的需要。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的合成方法，其包括以下步骤：

（1）制备3-氯-2-羟基丙磺酸钠的制备：将亚硫酸氢钠，催化剂（亚硫酸钠），去离子水混和加入到反应器中，搅拌并加热，将环氧氯丙烷以滴料方式加至亚硫酸氢钠水溶液中，滴料完毕后继续反应，反应完成后，冷却重结晶，得到3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体；

（2）季铵化反应：将脂肪酰胺丙基二甲基叔胺与过量的3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体混和溶解在有机溶剂中，进行季铵化反应；

（3）反应后处理：上述季铵化反应完成后，加碱水解过量3-氯-2-羟基丙磺酸钠，然后调节PH至中性，将无机盐过滤，随后蒸去溶剂；再加水溶解产品，加热通过共沸蒸馏去除残余溶剂，最后得脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱水溶液。

本发明所的述制备3-氯-2-羟基丙磺酸钠步骤中，亚硫氢酸钠与环氧氯丙烷摩尔比为:1.0：1.0～2.0。

本发明所述的制备3-氯-2-羟基丙磺酸钠步骤中，滴料时间控制在0.5～2h，滴料完毕后反应时间1～5h，搅拌时加热温度及反应温度设置在30～90℃，冷却至0～10℃重结晶。

本发明所采用的催化剂为亚硫酸钠，其用量占亚硫氢酸钠质量的0.1～5%。

本发明所述的季铵化反应步骤中，脂肪酰胺丙基二甲基叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠的摩尔比:1.0：1.0～2.0。

本发明所述的季铵化反应步骤中，反应温度60～90℃，反应时间3～10h。

本发明后处理步骤中，共沸蒸馏去除残余溶剂时，加热温度为90～99℃，共沸时间为1～2小时。

优选的，本发明所述脂肪酰胺丙基二甲基叔胺中的脂肪酸基团为椰子油脂肪酸，棕榈仁油脂肪酸，油酸，亚油酸，亚麻酸，已酸，辛酸，癸酸，月桂酸，十四酸，棕榈酸，硬脂酸中的一种。

本发明后处理步骤中，加碱水解过量3-氯-2-羟基丙磺酸钠时，水解时间为1～5小时，加碱量为脂肪酰胺丙基二甲基叔胺质量的1～10%，所采用的碱为氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，碳酸氢钠中的一种。

本发明所采用的有机溶剂为有机醇类溶剂，优选的为甲醇，乙醇，异丙醇，叔丁醇中的一种。更为优选的为乙醇。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的合成方法能够将产品中的无机盐降至1%以下，在应用于日化产品中，能有效防止产品的状态及粘稠性受温度的影响，增强了产品的稳定性，满足高端低盐产品的需要。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

本发明的低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的合成方法，其包括以下步骤：

（1）制备3-氯-2-羟基丙磺酸钠的制备：将亚硫酸氢钠，催化剂（亚硫酸钠），去离子水混和加入到反应器中，搅拌并加热，将环氧氯丙烷以滴料方式加至亚硫酸氢钠水溶液中，滴料完毕后继续反应，反应完成后，冷却重结晶，得到3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体；其中亚硫氢酸钠与环氧氯丙烷摩尔比为：1.0：1.0～2.0；滴料时间控制在0.5～2h，滴料完毕后反应时间1～5h，搅拌时加热温度及反应温度设置在30～90℃，冷却至0～10℃重结晶；所采用的催化剂为亚硫酸钠，其用量占亚硫氢酸钠质量的0.1～5%；

（2）季铵化反应：将脂肪酰胺丙基二甲基叔胺与过量的3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体混和溶解在有机溶剂中，进行季铵化反应；其中，脂肪酰胺丙基二甲基叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠的摩尔比为1.0：1.0～:2.0；反应温度60～90℃，反应时间3～10h；

（3）反应后处理：上述季铵化反应完成后，加碱水解过量3-氯-2-羟基丙磺酸钠，然后调节PH至中性，将无机盐过滤，随后蒸去溶剂；再加水溶解产品，加热通过共沸蒸馏去除残余溶剂，最后得脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱水溶液；其中水解时间为1～5小时，加碱量为脂肪酰胺丙基二甲基叔胺质量的1～10%，所采用的碱为氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，碳酸氢钠中的一种。

以下是优选的实施例。

实施例1：

将62.4g亚硫酸氢钠，1g亚硫酸钠与228g去离子水混和，加热至70℃，滴料60g环氧氯丙烷，滴料时间1小时，滴料完毕后反应2小时。减压蒸掉部分水后，降至0℃重结晶，得到3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体105g。

将140g月桂酰胺丙基二甲基叔胺与105g 3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体溶解在455g乙醇中，于80℃反应5小时，加入7g氢氧化钠水解2小时，再用柠檬酸调PH至中性。

将不溶于乙醇溶剂的无机盐过滤。加热，将滤液中的溶剂蒸出后，再加入去离水于95℃共沸蒸馏一小时，将残余的乙醇溶剂去除。然后加水将固含量调至35%，得到低盐月桂酰胺丙基羟磺甜菜碱，盐含量0.40%。

实施例2：

将67.6g亚硫酸氢钠，1g亚硫酸钠与248g去离子水混和，加热至70℃，滴料65g环氧氯丙烷，滴料时间1小时，滴料完毕后反应2小时。减压蒸掉部分水后，降至10℃重结晶，得到3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体114g。

将140g月桂酰胺丙基二甲基叔胺与114g 3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体溶解在471g乙醇中，于80℃反应5小时，加入7g氢氧化钠水解2小时，再用柠檬酸调PH至中性。

将不溶于乙醇溶剂的无机盐过滤。加热，将滤液中的溶剂蒸出后，再加入去离水于99℃共沸蒸馏一小时，将残余的乙醇溶剂去除。然后加水将固含量调至35%，得到低盐月桂酰胺丙基羟磺甜菜碱，盐含量0.47%。

实施例3：

将72.8g亚硫酸氢钠，1g亚硫酸钠与265g去离子水混和，加热至70℃，滴料70g环氧氯丙烷，滴料时间1小时，滴料完毕后反应2小时。减压蒸掉部分水后，降至5℃重结晶，得到3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体124g。

将140g月桂酰胺丙基二甲基叔胺与124g 3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体溶解在490g乙醇中，于80℃反应5小时，加入8g氢氧化钠水解2小时，再用柠檬酸调PH至中性。

将不溶于乙醇溶剂的无机盐过滤。加热，将滤液中的溶剂蒸出后，再加入去离水于95℃共沸蒸馏一小时，将残余的乙醇溶剂去除。然后加水将固含量调至35%，得到低盐月桂酰胺丙基羟磺甜菜碱，盐含量0.56%。

实施例4：

将72.8g亚硫酸氢钠，1g亚硫酸钠与237g去离子水混和，加热至70℃，滴料70g环氧氯丙烷，滴料时间1小时，滴料完毕后反应2小时。减压蒸掉部分水后，降至8℃重结晶，得到3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体122g。

将140g椰油酰胺丙基二甲基叔胺与122g 3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体溶解在490g乙醇中，于80℃反应5小时，加入8g氢氧化钠水解2小时，再用柠檬酸调PH至中性。

将不溶于乙醇溶剂的无机盐过滤。加热，将滤液中的溶剂蒸出后，再加入去离水于99℃共沸蒸馏一小时，将残余的乙醇溶剂去除。然后加水将固含量调至35%，得到低盐椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱，盐含量0.53%。

实施例5：

将72.8g亚硫酸氢钠，1g亚硫酸钠与237g去离子水混和，加热至70℃，滴料70g环氧氯丙烷，滴料时间1小时，滴料完毕后反应2小时。减压蒸掉部分水后，降至10℃重结晶，得到3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体123g。

将140g月桂酰胺丙基二甲基叔胺与123g 3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体溶解在490g异丙醇中，于80℃反应5小时，加入8g氢氧化钠水解2小时，再用柠檬酸调PH至中性。

将不溶于异丙醇溶剂的无机盐过滤。加热，将滤液中的溶剂蒸出后，再加入去离水于95℃共沸蒸馏一小时，将残余的异丙醇溶剂去除。然后加水将固含量调至35%，得到低盐月桂酰胺丙基羟磺甜菜碱，盐含量0.59%。

上述实施例仅为本发明优选的实施案例，不能以此来限定本发明所要求保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明多要求保护的范围。

Claims

1. 一种低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的合成方法，其特征在于：其包括以下步骤：

（1）3-氯-2-羟基丙磺酸钠的制备：将亚硫酸氢钠，催化剂（亚硫酸钠），去离子水混和加入到反应器中，搅拌并加热，将环氧氯丙烷以滴料方式加至亚硫酸氢钠水溶液中，滴料完毕后继续反应，反应完成后，冷却重结晶，得到3-氯-2-羟基丙磺酸钠晶体；

（3）反应后处理：上述季铵化反应完成后，加碱水解过量3-氯-2-羟基丙磺酸钠，然后调节PH至中性，将无机盐过滤，随后蒸去溶剂；再加水溶解产品，加热通过共沸蒸馏去除残余溶剂，最后得脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱水溶液产品。

2. 根据权利要求1所述的低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的制备方法，其特征在于：所述制备3-氯-2-羟基丙磺酸钠步骤中，亚硫氢酸钠与环氧氯丙烷摩尔比为：1.0：1.0～2.0。

3. 根据权利要求2所述的低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的制备方法，其特征在于：所述制备3-氯-2-羟基丙磺酸钠步骤中滴料时间控制在0.5～2h，滴料完毕后反应时间1～5h，搅拌时加热温度及反应温度设置在30～90℃，冷却至0～10℃重结晶。

4. 根据权利要求3任一项所述的低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的制备方法，其特征在于：所述催化剂为亚硫酸钠，其用量占亚硫氢酸钠质量的0.1～5%。

5. 根据权利要求4任一项所述的低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的制备方法，其特征在于：所述季铵化反应步骤中，脂肪酰胺丙基二甲基叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠的摩尔比:1.0：1.0～2.0。

6. 根据权利要求5所述的低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的制备方法，其特征在于：所述季铵化反应步骤中，反应温度60～90℃，反应时间3～10h。

7. 根据权利要求6所述的低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的制备方法，其特征在于：共沸蒸馏去除残余溶剂时，加热温度为90～99℃。

8. 根据权利要求1-7任一项所述的低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的制备方法，其特征在于：所述脂肪酰胺丙基二甲基叔胺中的脂肪酸基团为椰子油脂肪酸，棕榈仁油脂肪酸，油酸，亚油酸，亚麻酸，已酸，辛酸，癸酸，月桂酸，十四酸，棕榈酸，硬脂酸中的一种。

9. 根据权利要求1-7任一项所述的低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的制备方法，其特征在于：加碱水解过量3-氯-2-羟基丙磺酸钠时，水解时间为1～5小时，加碱量为脂肪酰胺丙基二甲基叔胺质量的1～10%，所采用的碱为氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，碳酸氢钠中的一种。

10. 根据权利要求1-7所述的低盐脂肪酰胺丙基羟磺甜菜碱的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为甲醇，乙醇，异丙醇，叔丁醇中的一种。