CN103998424A - 制备烷基焦谷氨酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了式(I)和(II)的化合物及其盐、水合物或溶剂合物，其中R1、R2、R3、R5和R6在本文中定义，含有这些化合物的组合物，制备这些化合物的方法，以及在各种应用中使用这些化合物的方法，例如个人护理产品中的表面活性剂或添加剂。

Description

制备烷基焦谷氨酸的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年12月15日提交的序号61/576,023的美国临时申请的权益，所述申请的公开内容以其全文通过引用并入本文中。
技术领域
本公开涉及适合用于表面活性剂中的化合物和组合物。特别地，本公开涉及烷基焦谷氨酸化合物。
背景技术
向环境友好的表面活性剂的大转变已经引起对提供容易生物降解并且无毒的表面活性剂和添加剂的产业的需求。具有可再生成分的表面活性剂和添加剂可优选于它们的合成相应物，其需求受到生命可持续性行动、优选购买项目和消费者趋势推动。
醇乙氧基硫酸盐(AES)是通常用于个人护理洗发剂制剂中的一类阴离子型表面活性剂。来自AES制造方法(烷氧基化和硫酸盐化)的痕量副产物、以及与AES有关的皮肤刺激是个人护理应用中不期望的。无环氧乙烷(无EO)并且无硫酸盐的无刺激性表面活性剂在个人护理中要更优选得多。
通常的无EO并且无硫酸盐的表面活性剂个人护理表面活性剂是脂肪酸皂、甜菜碱、α-烯烃磺酸盐、磺基琥珀酸盐、酯、烷基多葡萄糖甙、脂肪酰基氨基酸、脂肪胺氧化物和季铵盐类。两种常见的可商购的氨基酸表面活性剂是酰基谷氨酸盐和酰基肌氨酸盐。酰基谷氨酸盐源自于天然脂肪酸和天然谷氨酸，而酰基肌氨酸盐源自于天然脂肪酸和合成甘氨酸。在任一种情况中，这些氨基酸表面活性剂因无毒和温和而被普遍接受。它们主要用于个人护理应用中，但没有烷基多葡萄糖甙(APG)使用广泛，至少部分是由于在用选择的氨基酸形成酰胺中使用脂肪酸氯化物作为中间体之故。
制备和使用腐蚀性酸氯化物给所述基于酰胺的氨基酸表面活性剂造成了成本，并从所述氯化反应剂中产生完全等量的废物。另外，将期望的脂肪酸酰胺与盐副产物和水的分离也相对于其他表面活性剂增加了成本。
发明内容
在广泛的方面，本公开提供了化合物或其混合物，和含有所述化合物的制剂，所述化合物是N-烷基焦谷氨酸，其可以来源于谷氨酸和醛。N-烷基焦谷氨酸衍生物的性质和组成非常依赖于所述醛的特征、以及控制这些谷氨酸衍生物组成的生产方法。
因此，本公开的一个方面(实施方式1)提供了式(I)的化合物：
或其可接受的盐、水合物或溶剂合物；其中
R1是氢、C1-C6烷基、C1-C6羟烷基、M+、或具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的；
其中M+是形成盐的阳离子；
R2和R3独立地是C2-C24烷基、C2-C24烯基、或C2-C24炔基，各自任选被一个或多个R4取代；和
其中R4是卤素、-CN、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C1-C6卤代烷基、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)2、C3-C8环烷基、芳基、杂芳基、或杂环基，其中每个环烷基、芳基、杂芳基和杂环基任选被卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、或-CON(C1-C6烷基)2的一种或多种取代；
或者R4是具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的。
本公开还提供了包含式(I)的化合物或其混合物、和至少一种添加剂、赋形剂或稀释剂的组合物。
本公开的另一个方面(实施方式2)提供了包含至少两种化合物的组合物，所述化合物选自式(II)的化合物或其可接受的盐、水合物或溶剂合物，和式(III)的化合物或其可接受的盐、水合物或溶剂合物，式(II)的化合物为：
其中
R5是氢、C1-C6烷基、C1-C6羟烷基、M+、或具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的；
其中M+是形成盐的阳离子；
R6是未分支或分支的C2-C24烷基、未分支或分支的C2-C24烯基、未分支或分支的C2-C24炔基、C3-C8环烷基、或C3-C8环烷基(C1-C6烷基)，各自任选被一个或多个R7取代；和
其中R7是卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)2、C3-C8环烷基、芳基、杂芳基、或杂环基，其中每个环烷基、芳基、杂芳基和杂环基任选被卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、或-CON(C1-C6烷基)2的一种或多种取代；
式(III)的化合物：
其中
每个R8独立地是氢、C1-C6烷基、C1-C6羟烷基、M+、或具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的；
其中M+是形成盐的阳离子；
R9是未分支或分支的C2-C24烷基、未分支或分支的C2-C24烯基、未分支或分支的C2-C24炔基、C3-C8环烷基、或C3-C8环烷基(C1-C6烷基)，各自任选被一个或多个R10取代；和
其中R10是卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)2、C3-C8环烷基、芳基、杂芳基、或杂环基，其中每个环烷基、芳基、杂芳基和杂环基任选被卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、或-CON(C1-C6烷基)2的一种或多种取代。
本公开还提供了制备本公开的化合物的方法和用于那些方法中的中间体。特别地，本公开提供了制备式(IV)的化合物或其可接受的盐、水合物或溶剂合物或者一种或多种式(IV)的化合物或其可接受的盐、水合物或溶剂合物的混合物的方法，(实施方式3)：
其中
R11是氢、C1-C6烷基、C1-C6羟烷基、M+、或具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且可以是封端的或未封端的；
其中M+是形成盐的阳离子；
R12是未分支或分支的C3-C24烷基、未分支或分支的C3-C24烯基、或未分支或分支的C3-C24炔基，各自任选被一个或多个R15取代；和
其中R15是卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)2、C3-C8环烷基、芳基、杂芳基、或杂环基，其中每个环烷基、芳基、杂芳基和杂环基任选被卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、或-CON(C1-C6烷基)2的一种或多种取代；
所述方法包括：
用下式的醛：
其中R13是C1-C23烷基、C2-C23烯基、或C2-C23炔基，各自任选被一个或多个R15取代，
处理下式的谷氨酸盐：
其中每个R14独立地选自氢、M+、C1-C6烷基、C1-C6羟烷基、-(C1-C6烷基-O)1-4H、芳基、芳基(C1-C6烷基)、或聚氧化烯单元。
本公开还提供了可用于制造式(I)-(IV)的化合物的中间体。
本公开进一步提供了本公开的化合物和组合物作为表面活性剂、或表面活性添加剂的用途。用作表面活性剂的这些化合物和组合物证明了在个人护理制剂应用中具有增强性能的潜力(例如，给洗发剂和沐浴制剂提供良好的泡沫和低皮肤刺激性)。因此，本公开还提供了本公开的化合物和组合物在个人护理制剂中的使用方法。
发明详述
在实施方式4中，本公开提供了实施方式1的化合物，其中R1是氢或M+(其中M+是形成盐的阳离子，例如任何碱加成盐)。在实施方式5中，本公开提供了实施方式4的化合物，其中R1是氢。在实施方式6中，本公开提供了实施方式4的化合物，其中R1是M+。实施方式7提供了实施方式6的化合物，其中R1是Na+或K+。
在实施方式8中，本公开提供了实施方式1的化合物，其中R1是具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的。在实施方式9中，所述聚氧化烯部分是聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或其组合。在实施方式10中，所述聚氧化烯部分是聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚丙二醇、或其组合。实施方式11提供了任何前述实施方式的化合物，其中所述聚氧化烯部分是聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇。
在实施方式12中，本公开提供了实施方式8-11任一种的化合物，其中聚氧化烯部分(例如聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇)具有约80和约5000之间的分子量。在实施方式13中，所述分子量在约200和约3500之间。在实施方式14中，所述分子量在约200和约1000之间。
在实施方式15中，本公开提供了实施方式1或4-14任一种的化合物，其中R2是Cn烷基，和R3是Cn-2烷基，各自任选被一个或多个R4取代，并且其中n是4-12。在实施方式16中，本公开提供了实施方式15的化合物，其中n是8-12。在实施方式17中，n是10。在实施方式18中，本公开提供了实施方式15的化合物，其中n是4-7。在实施方式19中，n是5。
实施方式20提供了根据实施方式15-19任一种的化合物，其中R4是卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、或-CON(C1-C6烷基)2。在实施方式21中，本公开提供了实施方式20的化合物，其中R4是C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、或-CO2(C1-C6烷基)。
实施方式22提供了根据实施方式15-19任一种的化合物，其中R4是C1-C6烷基、-OH、C1-C6烷氧基、-CO2(C1-C6烷基)、或-CON(C1-C6烷基)。实施方式23提供了根据实施方式15-19任一种的化合物，其中R4是芳基或杂芳基。
实施方式24提供了根据实施方式15-19任一种的化合物，其中R2和R3均是未取代的。
实施方式25提供了实施方式1的化合物，其是：
在实施方式26中，本公开提供了实施方式2的组合物，其进一步包含至少一种添加剂、赋形剂或稀释剂。实施方式27提供了实施方式2或26的组合物，其中各化合物以约0.01至约100重量％存在。在实施方式28中，实施方式27的组合物是其中至少一种化合物以约>10重量％存在。在实施方式29中，实施方式28的组合物是其中至少一种化合物以约>50重量％存在。
在实施方式30中，本公开提供了实施方式2或26-29任一种的组合物，其中R5是氢或M+(其中M+是形成盐的阳离子，例如任何碱加成盐)。在实施方式31中，本公开提供了实施方式30的组合物，其中R5是氢。在实施方式32中，本公开提供了实施方式30的组合物，其中R5是M+。实施方式33提供了实施方式32的组合物，其中R5是Na+或K+。
在实施方式34中，本公开提供了实施方式2或26-29任一种的组合物，其中R5是具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的。在实施方式35中，所述聚氧化烯部分是聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或其组合。在实施方式36中，所述聚氧化烯部分是聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚丙二醇、或其组合。实施方式37提供了根据任何前述实施方式的组合物，其中所述聚氧化烯部分是聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇。
在实施方式38中，本公开提供了实施方式34-37任一种的组合物，其中聚氧化烯部分(例如聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇)具有约80和约5000之间的分子量。在实施方式39中，所述分子量在约200和约3500之间。在实施方式40中，所述分子量在约200和约1000之间。
在实施方式41中，本公开提供了实施方式2或26-40任一种的组合物，其中R6是未分支或分支的C2-C24烷基、或未分支或分支的C2-C24烯基，各任选被一个或多个R7取代。在实施方式42中，R6是未分支或分支的C2-C24烷基，任选被一个或多个R7取代。
在实施方式43中，本公开提供了实施方式2或26-42任一种的组合物，其中每个R8独立地是氢或M+(其中M+是形成盐的阳离子，例如任何碱加成盐)。在实施方式44中，本公开提供了实施方式43的组合物，其中每个R8是氢。在实施方式45中，本公开提供了实施方式43的组合物，其中每个R8是M+。实施方式46提供了实施方式45的组合物，其中每个R8是Na+或K+。
在实施方式47中，本公开提供了实施方式2或26-42任一种的组合物，其中至少一个R8是具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的。在实施方式48中，所述聚氧化烯部分是聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或其组合。在实施方式49中，所述聚氧化烯部分是聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚丙二醇、或其组合。实施方式50提供了根据任何前述实施方式的组合物，其中所述聚氧化烯部分是聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇。
在实施方式51中，本公开提供了实施方式49-50任一种的组合物，其中聚氧化烯部分(例如聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇)具有约80和约5000之间的分子量。在实施方式52中，所述分子量在约200和约3500之间。在实施方式53中，所述分子量在约200和约1000之间。
在实施方式54中，本公开提供了实施方式2或26-53任一种的组合物，其中R9是未分支或分支的C2-C24烷基、或未分支或分支的C2-C24烯基，每个任选被一个或多个R10取代。在实施方式55中，R9是未分支或分支的C2-C24烷基，任选被一个或多个R10取代。
实施方式56提供了根据实施方式2或26的组合物，其包含至少两种式(II)的化合物。在实施方式57中，实施方式56的组合物包含至少两种化合物，所述化合物是：
实施方式58提供了根据实施方式56或57的组合物，其进一步包含根据式(II)或(III)的其他化合物。
取决于生产方法，可以产生式(II)的化合物和式(III)的化合物的独特组合物。因此，实施方式59提供了根据实施方式2或26的组合物，其包含至少一种式(II)的化合物和一种式(III)的化合物。在实施方式60中，实施方式59的组合物包含至少两种化合物，所述化合物是：
实施方式61提供了根据实施方式59或60的组合物，其进一步包含根据式(II)或(III)的其他化合物。
本公开还提供了根据实施方式1或4-25任一种的化合物或根据实施方式2或26-61任一种的组合物用作表面活性剂、或表面活性添加剂。(实施方式62)
本公开还提供了根据实施方式1或4-25任一种的化合物或根据实施方式2或26-61任一种的组合物用于个人护理(洗发剂和沐浴)制剂、采油、农用助剂、农药惰性物质、药物惰性物质、纺织加工、乳液聚合、聚合物加工、涂漆添加剂、家庭和机构清洁。(实施方式63)
在实施方式64中，本公开提供了实施方式3的方法，其中用所述醛处理所述谷氨酸盐是在碱的存在下。实施方式65提供了实施方式64的方法，其中所述碱是二(C1-C6烷基)胺、三(C1-C6烷基)胺、三(羟基C1-C6烷基)胺、四(C1-C6烷基)胍、奎宁环、吡啶、咪唑或烷基咪唑。在实施方式66中，所述碱是三乙胺。
实施方式67提供了实施方式64的方法，其中所述碱是无机碱。在实施方式68中，实施方式67的方法是其中所述无机碱是碳酸钠。
实施方式69提供了根据实施方式3或64-68任一种的方法，其中用所述醛处理所述谷氨酸盐是在约0至约30℃之间的温度下。在实施方式70中，温度在约5至约20℃之间。在实施方式71中，温度是约5至约10℃。
实施方式72提供了根据实施方式3或64-71任一种的方法，其中用所述醛处理所述谷氨酸盐进行最多2小时。
在实施方式73中，本公开提供了根据实施方式3或64-72任一种的方法，其中用所述醛处理所述谷氨酸盐是在催化剂和氢气存在下。实施方式74提供了实施方式73的方法，其中所述催化剂是钯催化剂。例如所述钯催化剂是Pd/C。实施方式75提供了实施方式73的方法，其中所述催化剂是阮内镍(Raney nickel)。其他合适的催化剂包括铑、铂和钌催化剂。
在实施方式76中，本公开提供了根据实施方式3或73-75任一种的方法，其中用所述醛处理所述谷氨酸盐是在所述催化剂和氢气存在下并且是在约10至约30℃之间的温度下。在实施方式77中，所述温度是约20℃。
实施方式78提供了实施方式76或77的方法，其中处理是在约450psi至约650psi的压力下。
在实施方式79中，本公开提供了根据实施方式3或64-78任一种的方法，其任选包括在所述催化剂和氢气存在下用所述醛处理所述谷氨酸盐之后的加热步骤。在实施方式80中，所述加热步骤在约50至约120℃之间的温度下。在实施方式81中，所述加热步骤在约90℃的温度下。在实施方式82中，所述加热步骤在约500psi至约800psi的压力下。
实施方式83提供了根据实施方式79的方法，其中所述加热步骤在低于90℃的温度下。该实施方式可以提供实施方式59或60的组合物。
实施方式84提供了根据实施方式3或64-83任一种的方法，其中用所述醛处理所述谷氨酸盐是在溶剂或溶剂混合物存在下。合适的溶剂包括但是不限于，水、醇、二醇、有机质子溶剂、有机非质子溶剂或其混合物。在实施方式85中，所述溶剂是水、醇或二醇或其混合物。实施方式86提供了其中所述溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或丁醇或其混合物的方法。在实施方式87中，所述溶剂是甲醇、乙醇或其混合物。
在实施方式88中，本公开提供了根据实施方式3或64-87任一种的方法，其中R13是C1-C23烷基或C2-C23烯基，各自任选被一个或多个R15取代。在实施方式89中，本公开提供了实施方式88的方法，其中R13是任选被一个或多个R15取代的C4-C16烷基。在实施方式90中，本公开提供了实施方式88的方法，其中R13是任选被一个或多个R15取代的壬基。因此，实施方式90提供了醛，所述醛是癸醛。在实施方式91中，本公开提供了实施方式88的方法，其中R13是任选被一个或多个R15取代的C4-C16烯基。实施方式92提供了醛，所述醛是2-丙基-2-庚烯醛、香叶醛或柠檬醛。
实施方式93提供了根据实施方式3或64-87任一种的方法，其中所述醛的至少一部分是两种可以相同或不同的醛之间原位羟醛缩合的产物。该实施方式还可以提供实施方式56或57的组合物。在实施方式94中，当在所述谷氨酸盐存在下进行原位羟醛缩合时，所述方法提供两种或更多种式(IV)的化合物的混合物。在实施方式95中，本公开提供了根据实施方式3或64-94任一种的方法，其中一种式(IV)的化合物具有R12，所述R12是分支C3-C24烷基、分支C4-C24烯基或分支C4-C24炔基，各自任选被一个或多个R15取代。
实施方式96提供了根据实施方式93的方法，其中所述醛是两种可以相同或不同的醛之间完全原位羟醛缩合(>90％转化)的产物，而且它们的至少一种是可烯醇化的。从这种实施方式制备的合适的醛包括但是不限于α,β-不饱和醛(例如2-丙基-2-庚烯醛)。
实施方式97提供了根据实施方式3或64-87任一种的方法，其中所述醛的至少一部分源自于在用所述醛处理所述谷氨酸盐之前烯烃的任何官能化。官能化方法包含但是不限于烯烃的加氢甲酰化。烯烃可以是被R15单、二或三取代的链烯，或具有任何取代度的共轭二烯。适合于官能化的烯烃的实例包括但不限于，1-辛烯、4-辛烯、2-甲基-丙烯、月桂烯和法呢烯。
实施方式98提供了根据实施方式3或64-87任一种的方法，其中所述醛可以是天然来源的、石化来源的、或原位产生的。天然来源的醛的非限制性实例包括3-乙基-7,11-二甲基十二醛、香叶醛、1-壬醛和癸醛。石化来源的醛的非限制性实例包括2-丙基-2-庚烯醛。在与谷氨酸反应期间原位产生的醛的实例包括但不限于，在癸醛的羟醛缩合中原位产生的2-辛基-十二醛。
实施方式99提供了根据实施方式3或64-98任一种的方法，其中只制备了一种式(IV)的化合物。
实施方式100提供了根据实施方式3或64-98任一种的方法，其中制备了两种式(IV)的化合物的混合物。在实施方式101中，根据实施方式100的方法提供了混合物，其中一种化合物具有的R12是未分支的C3-C24烷基，而另一种化合物具有的R12是分支的C3-C24烷基。
实施方式102提供了根据实施方式3或64-101任一种的方法，其中所述方法还产生式(IV)的化合物或一种或多种式(IV)化合物与式(III)化合物的混合物。
组合物和剂量
在另一个方面，本公开提供了包含根据式(I)-(IV)的一种或多种化合物以及添加剂、赋形剂或稀释剂的组合物。所述添加剂、赋形剂或稀释剂的准确性质将取决于所述组合物的期望用途。实例包括但不限于：其他清洁剂(例如表面活性剂、助表面活性剂)、螯合剂、pH控制剂、酶、碱性源、增稠剂、污物释放聚合物、消泡剂、分散剂聚合物、水溶助长剂、抗菌活性剂、抗再沉积剂、漂白剂、美观增强剂(即染料、着色剂、颜料、香料等等)、油、溶剂、粘合剂、填充剂、载体介质、药用活性化合物(例如抗病毒剂、抗肿瘤剂、抗组胺剂、基因治疗剂等等)、农用化学活性化合物(例如草甘膦、麦草畏(dicamba)、2-4-二氯乙酸等等)，及其混合物。
特别地，本公开提供了洗发剂和沐浴制剂组合物，其包含根据式(I)-(IV)的一种或多种化合物、和以下一种或多种：阴离子、两性或非离子型表面活性剂。阴离子型表面活性剂包括但不限于硫酸盐、磺酸盐、磺基琥珀酸盐、羟乙基磺酸盐、牛磺酸盐等等。两性表面活性剂包括但不限于甜菜碱、两性乙酸盐等等。非离子型表面活性剂包括但不限于醇乙氧基化物、氧化胺等等。
合适的表面活性剂描述在Blackie Academic&Professional出版的《表面活性剂手册》(Handbook of Surfactants)中。本公开的组合物还可以包含：流变性改性剂例如ASE(碱可溶性乳液)、HASE(疏水改性的碱可溶性乳液)、HEC(羟乙基纤维素)、HPMC(羟丙基甲基纤维素)、MC(甲基纤维素)、CMC(羧甲基纤维素)、淀粉、粘土或其他天然聚合物。丙烯酸类流变改性剂包括但不限于，丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/山嵛醇聚醚-25甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯共聚物、PEG-150/癸醇/SMDI共聚物、PEG-150/硬脂醇/SMDI共聚物、PEG-150/二硬脂酸酯、丙烯酸酯/硬脂醇聚醚-20甲基丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸酯/新癸酸乙烯酯交联聚合物和黄原胶。
所述组合物可以任选包含一种或多种其他化合物。
本文中描述的化合物或其组合物将通常以有效实现预期结果的量使用。剂量通常在约0.01至约100重量％的范围内，或约1至约99重量％，但是可以更高或更低，在其他因素当中，取决于作为表面活性剂的活性(如果所述物质用作主要活性的表面活性剂)和各种其他因素。有经验的技术人员将能够在无需过度实验下优化有效剂量。
本公开的组合物可以使用任何合适的产品形式。合适的产品形状包括但不限于：固体、颗粒、粉末、液体、凝胶、糊剂、半固体、片剂、水溶性袋，及其组合。所述组合物也可以以任何合适的形式包装在例如试剂盒中。
定义
所使用的下列术语和表达具有所指示的含义。
本文中使用的术语可以在前面和/或后面带有单划线“-”，或双划线“＝”，来表明所指定的取代基及其母体部分之间的键的键级；单划线指示单键而双划线指示双键。是指单或双键。不存在单或双划线的情况下，应理解在所述取代基及其母体部分之间形成了单键；另外，取代基规定为“左至右”读取，除非划线指示其他。例如，C1-C6烷氧基羰基氧基和-OC(O)C1-C6烷基指示相同的官能团；同样，芳基烷基和–烷基芳基指示相同的官能团。
术语“烯基”在本文中使用时，是指含有2至20个碳的直或支链烃，除非另作说明，并且含有至少一个碳-碳双键。烯基的代表性实例包括但不限于乙烯基、2-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、3-丁烯基、4-戊烯基、5-己烯基、2-庚烯基、2-甲基-1-庚烯基、3-癸烯基和3,7二甲基辛-2,6-二烯基和2-丙基-2-庚烯基。
术语“烷氧基”在本文中使用时是指通过氧原子附连于母体分子部分上的如本文中限定的烷基。烷氧基的代表性实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、2-丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、戊氧基和己氧基。
术语“烷基”在本文中使用时是指含有1至20个碳原子的直链或支链烃，除非另作说明。烷基的代表性实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基、正庚基、正辛基、正壬基和正癸基。
术语“炔基”在本文中使用时，是指含有2至10个碳的直或支链烃基，除非另作说明，并且含有至少一个碳-碳三键。炔基的代表性实例包括但是不限于乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、3-丁炔基、2-戊炔基和1-丁炔基。
术语“芳基”在本文中使用时是指苯基(即单环芳基)，或含有至少一个苯环的双环系统或在所述芳族双环系统中只含碳原子的芳族双环。所述双环芳基可以是薁基、萘基、或与单环环烷基、单环环烯基或单环杂环基稠合的苯基。所述双环芳基通过所述双环系统的苯基部分内包含的任何碳原子、或所述奈基或薁基环内的任何碳原子与所述母体分子部分相连。
“芳烷基”或“芳基烷基”基团包括与烷基共价相连的芳基，二者均独立地任选被取代。优选地，所述芳烷基是芳基(C1-C6)烷基，包括但不限于，苄基、苯乙基和萘基甲基。
术语“氰基”和“腈”在本文中使用时是指-CN基团。
术语“环烷基”在本文中使用时是指单环或双环环烷基环系统。单环环系统是含有3至8个碳原子的环烃基团，其中该基团可以是饱和或不饱和的，但不是芳族的。在某些实施方式中，环烷基是完全饱和的。单环环烷基的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环已烯基、环庚基和环辛基。双环环系统的代表性实例包括但不限于，双环[3.1.1]庚烷、双环[2.2.1]庚烷、双环[2.2.2]辛烷、双环[3.2.2]壬烷、双环[3.3.1]壬烷、和双环[4.2.1]壬烷。
术语“卤素”在本文中使用时是指-Cl、-Br、-I或-F。
术语“卤代烷基”、“卤代烯基”和“卤代烷氧基”是指被一个或多个卤素原子取代(视情况而定)的烷基、烯基或烷氧基。
术语“杂芳基”在本文中使用时是指单环杂芳基或含有至少一个杂芳环的双环环系统。单环杂芳基可以是5或6元环。所述5元环由两个双键和一个、两个、三个或四个氮原子和任选一个氧或硫原子组成。所述6元环由三个双键和一个、两个、三个或四个氮原子组成。所述5或6元杂芳基通过所述杂芳基内包含的任何碳原子或任何氮原子与母体分子部分连接。所述双环杂芳基由与苯基、单环环烷基、单环环烯基、单环杂环基或单环杂芳基稠合的单环杂芳基组成。杂芳基的代表性实例包括但不限于，呋喃基、咪唑基、异噁唑基、异噻唑基、噁二唑基、噁唑基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、吡唑基、吡咯基、四唑基、噻二唑基、噻唑基、噻吩基、三唑基、三嗪基、苯并咪唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噁二唑基、苯并噻二唑基、苯并噻唑基、噌啉基、5,6-二氢喹啉-2-基、5,6-二氢异喹啉-1-基、呋喃吡啶基、吲唑基、吲哚基、异喹啉基、萘啶基、喹啉基或嘌呤基。
术语“杂环基”在本文中使用时，是指单环杂环或双环杂环。所述单环杂环是含有至少一个独立地选自O、N和S的杂原子的3、4、5、6或7元环，其中所述环是饱和或不饱和的，但不是芳族的。所述3或4元环含有1个选自O、N和S的杂原子。所述5元环可含零或一个双键和一个、两个或三个选自O、N和S的杂原子。所述6或7元环含有零、一个或两个双键和一个、两个或三个选自O、N和S的杂原子。所述双环杂环是单环杂环与苯基、单环环烷基、单环环烯基、单环杂环或单环杂芳基稠合。杂环的代表性实例包括但不限于，吖丙啶基、二氮杂环庚烷基(diazepanyl)、1,3-二噁烷基、1,3-二氧戊环基、1,-二硫戊环基、1,3-二噻烷基、咪唑啉基、咪唑烷基、异噻唑啉基、异噻唑烷基、异噁唑啉基、异噁唑烷基、吗啉基、噁二唑啉基、噁二唑烷基、噁唑啉基、噁唑烷基、哌嗪基、哌啶基、吡喃基、吡唑啉基、吡唑烷基、吡咯啉基、吡咯烷基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、噻二唑啉基、噻二唑烷基、噻唑啉基、噻唑烷基、硫代吗啉基、1,1-二氧硫代吗啉基(硫代吗啉砜)、硫代吡喃基、三噻烷基、2,3-二氢苯并呋喃-2-基和二氢吲哚基。
短语“一个或多个”取代基在本文中使用时是指基于可用的键合位点数，从等于一到可能的最大数量的取代基的若干取代基，条件是满足上述稳定性和化学可行性的条件。除非另外说明，任选的被取代基团可以在所述基团的每个可取代位置具有取代基，并且所述取代基可以相同或不同。在本文中使用时，术语“独立地选自”是指对于单一化合物中给定变量的多个实例，可以选择相同或不同的值。
“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可以出现或可以不出现，而且所述描述包括其中所述事件或情况出现的实例和其中它没有出现的实例。本领域的普通技术人员将理解，关于描述为含有一个或多个任选取代基的任何分子，只意在包括空间实际的和/或合成可行的化合物。“任选取代的”是指在术语中所有的后续修改物，除非另有说明。
术语“聚氧化烯”是指通过相同或不同烯化氧单体聚合或共聚合以提供期望大小和重量的聚合物部分而形成的聚合物部分，并且所述聚合物部分可以是封端或未封端的。所述聚合物可以是嵌段或无规聚合物，或二者。一般而言，所述烯化氧单体独立地是具有1-8、优选2-5个碳原子的直或支链基团。当所述聚合物部分包含两个或更多个聚氧化烯基团时，所述单个聚氧化烯基团可以通过连接基团相互连接。合适的连接基团的实例是：-C(O)-、-O-、-O-C(O)O-、-C(O)CH2CH2C(O)-、-S-S-、和-NR3-，其中R3是氢或C1-C6烷基。聚氧化烯基团的非限制性实例包括聚氧化乙烯、直或支链聚氧化丙烯，以及直或支链聚氧化丁烯。聚氧化烯聚合物部分可以具有约80-10,000Da的分子量；这些部分的任何一个可以由若干较短的、独立尺寸的单元形成。所述单元可以独立地具有从约50(即聚乙二醇的一个重复单元)、80、200或500Da直至约3000、4000或5000Da的分子量。
“盐”是指酸加成盐和碱加成盐二者。酸加成盐的非限制性实例包括用无机酸例如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等；以及有机酸例如乙酸、三氟乙酸、丙酸、乳酸、草酸、马来酸、丙二酸、琥珀酸等形成的那些盐。碱加成盐的非限制性实例包括当母体化合物中存在的酸性质子被金属离子置换时形成的那些盐，例如钠、钾、锂、铵、钙、镁、铁、锌、铜、锰、铝盐等等。来源于有机碱的盐包括但不限于，伯、仲和叔胺、取代胺包括天然生成的取代胺、环胺和碱性离子交换树脂的盐。有机碱的实例包括三乙胺、乙醇胺、三乙醇胺、胍和胆碱。
术语“取代的”，在本文中使用时，是指所指定部分的氢原子团被特定取代基的原子团置换，条件是所述取代产生稳定的或化学可行的化合物。术语“可取代的”，当用于指指定原子时，是指与所述原子相连的是氢原子团，它可以被合适的取代基的原子团置换。
制备方法
本公开的化合物可以通过利用已知的化学反应和步骤来制备。制备本公开化合物的代表性步骤在下面概括在以下方案中。要理解，期望的目标化合物需要的取代基的性质经常决定了优选的合成方法。这些方法的所有变量如果在下面没有特别限定的话，则如一般描述中所述。
除非另外说明，R11、R12、R13和R14具有结合式(IV)给出的定义。
方案1
方案2
本领域技术人员将认识到，起始材料和反应条件可以变化，反应顺序可以改变，并且可以使用附加的步骤来产生本公开涵盖的化合物，如以下实施例所说明。
起始材料可以从商业来源包括可再生来源得到，或通过本领域普通技术人员已知的得到确认的文献方法来制备。所述反应在适合于所使用的试剂和材料和适合于待实现的转化的溶剂中进行。有机合成领域的技术人员将会理解，分子上存在的官能团应该与所提出的转化一致。这有时会需要判断以改变合成步骤的顺序或选择一种优于另一种加工方案的具体加工方案，以得到本公开期望的化合物。在一些情况中，保护某些反应性官能团可能是实现某些上述转化所必需的。一般而言，对这类保护基团的需要，以及连接上和除去这样的基团所必需的条件，对有机合成领域的技术人员将是显而易见的。
本申请中提到的所有论文和参考文献、包括专利的公开内容以其全文通过引用并入。
实施例
以下实施例进一步说明本公开化合物的制备，所述实施例不应解释为将本公开的范围或精神限制于它们中描述的具体步骤和化合物。
设备和材料
配备电热套加热的Autoclave Engineers300mL EZE-SEAL反应器(Hast C)与2-225Kalrez6375O-环形衬垫一起使用。控制塔操作MagnaDrive搅拌并借助水电磁阀控制通过内部冷却回路的水冷却。NMR谱在Bruker400MHz NMR系统上获取。超高纯度H2在MichiganAirgas的气筒中供应。5％Pd/碳催化剂、58.07％H2O由Johnson Matthey供应。
实施例1
将谷氨酸(3.7g，0.0251mol)、EtOH(10.5g)和三乙胺(2.5g，0.0247mol)加入干净的100mL3-颈圆底烧瓶中，所述烧瓶配备了磁性搅拌棒、N2鼓泡器、加料漏斗、热电偶和冰浴。所述溶液保持低于5℃。将法呢烯醛(5.0g，0.0213mol)装到加料漏斗并在充分搅拌下添加到所述溶液中，同时保持内部温度低于10℃。称取5％Pd/C催化剂(1.204g，水润湿的)并转移到300mL压热反应器中，然后用EtOH(59.2g)将所述预混合溶液洗入所述反应器中。密封反应器并在搅拌下用大约100psi的N2吹扫三次，然后检查压力。反应器在搅拌(813rpm)下迅速加热到20℃。将H2充入反应器，并且压力设置在大约561psi。所述反应进行大约19小时57分钟。释放压力并利用反应器样品端口通过注射器抽取反应样品(～2mL)。所述样品利用0.45μm聚丙烯针筒式滤器(WhatmanInternational，Ltd.，英国Maidstone)过滤并通过NMR分析。所述分析确定，几乎完全转化为开链N-烷基谷氨酸衍生物。
所述反应器然后用100psi N2在搅拌下吹扫三次。反应器在搅拌下(813rpm)迅速加热到90℃。将H2充入反应器，并且压力设置在大约751psi。所述反应进行大约21小时23分钟。冷却所述系统并排放H2。如前面所述抽取反应样品(～2mL)，利用0.45μm聚丙烯针筒式滤器过滤，并通过NMR分析。所述分析确定，至焦谷氨酸盐的转化充分完成。反应混合物从所述反应器排出，并利用30mL玻璃介质烧结漏斗和硅藻土床过滤。在反应器容器底部观察到少量谷氨酸状晶体，同时将所述物质转移至滤饼。所述床用额外的23mL EtOH洗涤。物质(澄清的外观)转移至250mL圆底烧瓶以供进一步处理。
所述滤液然后在旋转蒸发器(浴温45℃)上浓缩成稠油。将其在50mL己烷中涡旋，溶解大部分所述油。添加约5mL pH6.5的1M磷酸盐缓冲液。这产生两相，最大的相在下部。通过在粗烧结玻璃漏斗中的助滤剂层排放下部相，向所述滤瓶施加真空，以除去一部分悬浮的晶状固体。上部相(5-10mL)排放到圆底烧瓶中并浓缩至干，得到约1g的棕褐色稠油。TLC(硅胶，2体积％28％NH3水溶液/98体积％EtOH，I2显色)指示Rf约0.85的物质。
将少量己烷加回到所述滤液并将所述溶液返回到所述分液漏斗。所述混合物用50mL的50/50MeOH与水混合物稀释。形成两相，上部相主要是己烷。两相的TLC显示大多数所述物质已经萃取到己烷相中。利用10mL己烷进行所述MeOH/水相的再次萃取。合并的己烷相在旋转蒸发器上(浴温＝45℃)浓缩，产生大约1.5g的浅琥珀色稠油。
下部相，MeOH/水相，通过添加若干mL的1M HCl调节到pH5。粘稠的浅粉色油作为更浓的相分离。向所述混合物添加20mL CH2Cl2，短暂振荡所述混合物，然后让其沉降几分钟。抽出CH2Cl2相，然后在旋转蒸发器上(浴温是45℃)浓缩成粘稠的油。样品的NMR谱表明有两种或更多种组分。所述物质然后在全泵真空(5mmHg)下放置若干小时(产量4.40g)。小样本送交质谱鉴定。根据LC/MS，主要组分的准确质量为353.2930，C21H39NO3。剩余水相的TLC没有显示任何显著量的其他组分。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.9(brs，1H)，4.21(dd，J＝9.0，3.1Hz，1H)，3.85-3.56(m，1H)，2.965-2.85(m，1H)，2.6-2.08(m，4H)，1.72-1.42(m，3H)，1.4-1.0(m，16H)，0.95-0.75(m，12H)。13C NMR(100.6MHz，1H-去耦，CDCl3)δ176.04，174.86，174.83，59.89，59.77，40.05，39.35，37.47，37.38，37.34，36.91，36.74，33.46，33.21，32.76，30.35，29.79，27.96，25.67，25.59，25.38，25.29，24.79，24.78，24.48，24.11，23.97，23.20，22.71，22.61，19.67，19.65，10.73，10.69，10.48，10.43。
实施例2
谷氨酸(9.51g，0.0646mol)、MeOH(20.6g)和三乙胺(13.1g，0.130mol)加入干净的250mL3-颈圆底烧瓶，所述烧瓶配备磁性搅拌棒、N2鼓泡器、加料漏斗、热电偶和冰浴。所述溶液保持低于5℃。2-丙基庚-2-烯醛(10.0g，0.0648mol)装到加料漏斗并在充分搅拌下添加到所述溶液中，同时保持内部温度低于10℃。称取5％Pd/C催化剂(2.084g，如通用实验中所述是水润湿的)并转移到300mL压热反应器中，然后用MeOH(106.0g)将所述预混合溶液洗入所述反应器中。密封反应器并在搅拌下用大约100psi的N2吹扫三次，然后检查压力。反应器在搅拌下(806rpm)迅速加热到20℃。将H2充入反应器，并且压力设置在大约586psi。所述反应进行大约4小时50分钟。利用反应器样品端口抽取反应样品(～2mL)，利用0.45μm聚丙烯针筒式滤器过滤，并通过NMR分析，其显示直链和环状结构的混合物。所述反应器然后用100psiN2在搅拌下吹扫三次。所述反应然后在升高的温度和压力下继续。反应器在搅拌下(806rpm)迅速加热到90℃。将H2充入反应器，并且压力设置在大约809psi。所述反应进行大约18小时41分钟。冷却所述系统并排放H2。利用反应器样品端口抽取反应样品(～2mL)，利用0.45μm聚丙烯针筒式滤器过滤，并通过NMR分析。所述分析确定，至所述焦谷氨酸盐的转化基本完成。反应混合物从所述反应器排出，并利用60mL玻璃介质烧结漏斗和硅藻土床过滤。所述床用另外的10mLMeOH洗涤。物质(澄清的无色外观)转移至250mL圆底烧瓶以供进一步处理。
所述滤液在旋转蒸发器上(浴温45℃)浓缩成稠油，然后放在真空泵上过夜，产生13.2g淡粉色油。将其溶解在50mL MeOH中。添加含有2.0g(0.05mol)氢氧化钠颗粒的50mL去离子水，并将所述溶液转移到125mL分液漏斗和用3x20mL己烷萃取。所述MeOH水相然后用5.0g的37％HCl酸化(pH<3)。形成两相。向所述混合物添加20mLCH2Cl2，短暂振荡所述混合物，然后让其沉降几分钟。抽出CH2Cl2相并用额外的CH2Cl2(2x20mL)萃取所述水性MeOH。CH2Cl2萃取液合并，并在旋转蒸发器上(浴温是45℃)浓缩成粘稠油。所述浅紫色油在温和加热(30-40℃)和搅拌下在全泵真空下放置过夜。所述油结晶(11.0g)。NMR(13C-和1H-)显示所述物质基本上不含三乙胺。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ10.76(brs，1H)，4.21(ddd，J＝9.1，2.5，1.0Hz，1H)，3.67(ddd，J＝13.9，9.4，2.0Hz，1H)，2.84(ddd，J＝14.0，5.1，2.5Hz，1H)，2.65-2.24(m，3H)，2.18(ddt，J＝12.8，9.3，3.1Hz，1H)，1.70-1.56(m，1H)，1.42-1.1(m，12H)，0.92-0.82(m，6H)。13C NMR(100.6MHz，1H-去耦，CDCl3)δ176.99，174.54，60.00，45.99，35.32，33.92，33.59，32.18，31.60，31.25，29.60，26.13，25.73，23.14，22.57，19.69，19.23，14.42，14.36，14.04。
实施例3
谷氨酸(10.0g，0.068mol)、MeOH(20.7g)和三乙胺(12.95g，0.128mol)加入干净的250mL3-颈圆底烧瓶，所述烧瓶配备磁性搅拌棒、N2鼓泡器、加料漏斗、热电偶和冰浴。所述溶液保持低于5℃。将癸醛(10.1g，0.0646mol)装到加料漏斗并在充分搅拌下添加到所述溶液中，同时保持内部温度低于10℃。该阶段的混合物具有浅黄色外观。称取5％Pd/C催化剂(2.008g，水润湿的)并转移到300mL压热反应器中，然后用MeOH(105.8g)将所述预混合溶液洗入所述反应器中。密封反应器并在搅拌下用大约100psi的N2吹扫三次，然后检查压力。反应器在搅拌下(807rpm)迅速加热到20℃。将H2充入反应器，并且压力设置在大约551psi。所述反应进行大约5小时32分钟。利用反应器样品端口抽取反应样品(～2mL)，利用0.45μm聚丙烯针筒式滤器过滤，并通过NMR分析。所述分析确定，至开链N-烷基谷氨酸的转化几乎完成，并且所述反应在升高的温度和压力下继续。关于开链谷氨酸衍生物样品的NMR谱数据：1H NMR(400MHz，CDCl3)δ4.75(brs，3H)，3.4(m，1H)，2.8(m，2H)，2.55-2.3(m，2H)，2.15-2.0(m，2H)，1.75-1.6(m，1H)，1.5-1.1(brm，23H)，0.95-0.70(m，4.5H)。13CNMR(100.6MHz，1H去耦，CDCl3)δ179.60，172.56，51.85，45.84，36.29，35.44，31.87，31.84，31.31，31.24，29.84，29.61，29.58，29.52，29.30，29.26，26.36，26.20，22.64，22.62，14.05。
所述反应器然后用100psi N2在搅拌下吹扫三次。反应器在搅拌下(807rpm)迅速加热到90℃。将H2充入反应器，并且压力设置在大约702psi。所述反应进行大约18小时41分钟。冷却所述系统并排放H2。利用反应器样品端口抽取反应样品(～2mL)，利用0.45μm聚丙烯针筒式滤器过滤，并通过NMR分析。所述分析确定，至N-烷基焦谷氨酸的转化有效地完成。反应混合物从所述反应器排出，并利用60mL玻璃介质烧结漏斗和硅藻土床过滤。所述床用另外的10mLMeOH洗涤。材料(澄清的无色外观)转移到250mL圆底烧瓶中供进一步处理。
所述滤液在旋转蒸发器上(浴温45℃)浓缩成稠油(大约20g)。将其溶解在50mL MeOH中。形成白色结晶状沉淀，滤出，并用～20mLMeOH洗涤。它通过1H-NMR被鉴定为谷氨酸。所述MeOH滤液然后用18g的15重量％氢氧化钠和32g的去离子水处理。所述碱性溶液在125mL分液漏斗中用20mL己烷萃取。添加CH2Cl2(20mL)，产生均质溶液。该溶液然后用另20mL己烷萃取。所述MeOH水相然后用13.25g的37％HCl酸化(pH<3)，并形成两相。所述混合物用3x20mL的CH2Cl2萃取。合并CH2Cl2萃取物，并在旋转蒸发器上浓缩。然后将粉色稠浆在搅拌和加热到约30-40℃下，在全泵真空下放置过夜。得到的产物的重量是11.81g并且回收的(空气干燥)谷氨酸重量是1.87g。
1H-NMR显示，该物质仍然含有显著量的三乙胺。因此与以类似方式制备的另一小批的粗混合物合并。这两批在搅拌下溶解在50mLMeOH中。添加含有2.33g(0.0583mol)氢氧化钠的去离子H2O(50mL)，并在室温下搅拌所述溶液过周末。所述溶液倒入250mL分液漏斗中并用己烷萃取(3x20mL)，每次萃取允许约20min沉降时间。所述碱性溶液用5.88g的37％HCl酸化到pH<3。所述酸化的2-相混合物用20mLCH2Cl2稀释。抽出CH2Cl2产物相并用另外的CH2Cl2(2x20mL)萃取水溶液。合并的CH2Cl2萃取物在旋转蒸发器上(浴温是45℃)浓缩成稠油，然后在搅拌并加热到约30-40℃下在全泵真空下放置过夜，以除去残留溶剂。回收的物质重量是13.96g。1H-和13C-NMR谱显示，所述物质基本上不含三乙胺(0.2重量％)，并且所述物质是大约43.3:56.7摩尔的C10和C20N-烷基焦谷氨酸的混合物(35:65重量比)。LC/MS m/s[M+H]+410.36(精确质量409.36，C25H47NO3)和270.21(精确质量269.20，C15H27NO3)。通过LC/MS还观察到少量的开链C20化合物，[MH]+为428.3757(精确质量427.37，C25H49NO4)。
实施例4
谷氨酸(10.9g，0.0741mol)、MeOH(25.0g)和三乙胺(15.30g，0.1512mol)加入干净的500mL3-颈圆底烧瓶，所述烧瓶配备磁性搅拌棒、N2鼓泡器、加料漏斗、热电偶和冰浴。所述溶液保持低于5℃。将癸醛(17.5g，0.112mol)装到加料漏斗并在充分搅拌下添加到所述溶液中，同时保持内部温度低于10℃。所述混合物搅拌～1.5小时。在这个阶段，所述预混合物具有浅黄色外观。称取5％Pd/C催化剂(2.08g，水润湿的)并转移到300mL压热反应器中，然后用MeOH(91.0g)将所述预混合溶液洗入所述反应器中。密封反应器并在搅拌下用大约100psi的N2吹扫三次，然后检查压力。反应器在搅拌下(811rpm)迅速加热到20℃。将H2充入反应器，并且压力设置在大约500psi。所述反应进行大约2小时28分钟。所述反应器排放H2，然后在升高的温度和压力下继续。反应器在搅拌下(811rpm)迅速加热到90℃。将H2充入反应器，并且压力设置在大约701psi。所述反应进行大约20小时。在排出内容物之前，所述系统冷却，排放H2并将N2吹扫通过所述反应器。反应混合物利用60mL玻璃介质烧结漏斗和硅藻土床过滤。所述床用另外的20mL MeOH洗涤。观察到物质具有澄清的浅黄色外观。当转移到过滤器时，在反应器底部没有观察到晶体。只在反应器中的溶剂搅拌水平面处观察到一圈小而薄的白色晶体状物质。过滤过的物质转移至500mL圆底烧瓶以供进一步处理。
所述滤液(144.33g)在旋转蒸发器上(浴温45℃)浓缩成稠油(大约25g)。经冷却，沉淀出一些白色结晶固体(谷氨酸)。所述油性残留物溶解在50mL MeOH中并与以类似方式制备的在50mL MeOH中的第二批粗物质合并。合并的MeOH溶液用100mL含有6.0g氢氧化钠颗粒的水稀释并转移到500mL分液漏斗中。所述碱性溶液用100mL己烷、然后用3x50mL己烷萃取。约40mL己烷保持溶解在所述碱性的水性MeOH混合物中。所述MeOH水相然后用15.8g的37％HCl酸化(pH<3)。形成两相，含有N-烷基焦谷氨酸的上部己烷相(黄色)和下部水相。分离上部相之后，用2x50mL的CH2Cl2萃取水相。CH2Cl2萃取液是无色的。温热的MeOH水相搁置并使其冷却。分离出显著量的白色晶体(谷氨酸)。CH2Cl2萃取液与所述己烷相合并，并用约25mL水洗涤一次。让所述相分离之后，在旋转蒸发器上浓缩有机相。所述浅黄色稠浆然后在搅拌和加热到约30-40℃下在全泵真空下放置过夜以除去残留溶剂。得到的产物重量是33.87g。1H-NMR分析显示，它是92.64重量％的C20N-烷基焦谷氨酸、6.50重量％的C10N-烷基焦谷氨酸、0.84重量％的Et3N和0.02重量％的CH2Cl2。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.78(br s，1H)，4.21(d，J＝3.2Hz，肩峰)，4.17(dd，J＝9.0，2.5Hz，1H)，3.81-3.71(m，肩峰)，3.66(dd，J＝13.9，9.5Hz，1H)，2.91(ddd，J＝13.8，8.6，5.4Hz，0.106H)，2.77(dd，J＝13.9，5.2Hz，0.995H)，2.69–2.23(m，3H)，2.23-1.99(m，1H)，1.62(s，1H)，1.55-1.0(brs，32H)，0.88(t，J＝6.7Hz，6H)。13C NMR(100.6MHz，1H-去耦，CDCl3)δ176.52，176.24，175.25，60.17，59.89，45.94，45.46，41.97，35.58，31.91，31.69，31.18，30.07，30.04，29.68，29.67，29.65，29.61，29.56，29.35，29.33，29.31，27.05，26.95，26.50，26.11，23.25，22.67，14.10。
实施例5
谷氨酸(10.9g，0.0741mol)、MeOH(25.23g)和三乙胺(16.60g，0.1640mol)加入干净的500mL3-颈圆底烧瓶，所述烧瓶配备磁性搅拌棒、N2鼓泡器、加料漏斗、热电偶和冰浴。所述溶液保持低于5℃。将癸醛(17.5g，0.112mol)装到加料漏斗并在充分搅拌下添加到所述溶液中，同时保持内部温度低于10℃。所述混合物总共搅拌大约～1小时，包括将所述预混合物加入反应器中和完成N2吹扫步骤。反应器容器底部在冰桶中激冷。所述预混合物在转移的时候只具有浅黄色乳脂状外观。称取5％Pd/C催化剂(2.14g，水润湿的)并转移到300mL压热反应器中，然后用MeOH(94.0g)将所述预混合溶液洗入所述反应器中。密封反应器并在搅拌下用大约100psi的N2吹扫三次，然后检查压力。反应器在搅拌下(806rpm)迅速加热到20℃。将H2充入反应器，并且压力设置在大约583psi。所述反应进行大约5小时41分钟。所述反应器排放H2，然后在升高的温度和压力下继续。反应器在搅拌下(806rpm)迅速加热到90℃。将H2充入反应器，并且压力设置在大约726psi。所述反应进行大约24小时5分钟。在排出内容物之前，所述系统冷却，排放H2并将N2吹扫通过所述反应器。反应混合物利用60mL玻璃介质烧结漏斗和硅藻土床过滤。所述床用另外的20mL MeOH洗涤。观察到物质具有澄清的浅黄色外观。当转移到过滤器时，在反应器底部没有观察到晶体。只在反应器中的溶剂搅拌水平面处观察到一圈小而薄的白色晶体状物质。过滤过的物质转移至500mL圆底烧瓶以供进一步处理。
所述滤液(177.3g)在旋转蒸发器上(浴温45℃)浓缩成稠油(大约26g)。与实施例4不同，经冷却，所述几乎无色的稠浆没有沉淀出任何固体。所述浆溶解在50mL MeOH中，然后用含有3.1g氢氧化钠颗粒的50mL水稀释。所述溶液转移到500mL分液漏斗中并用100mL己烷萃取。这之后用3x50mL己烷萃取。所述MeOH水相然后用7.9g的37％HCl酸化(pH<3)。形成两相，含有N-烷基焦谷氨酸的上部己烷相(浅黄色)和下部水相。分离上部相之后，用2x25mL的CH2Cl2萃取水相。CH2Cl2萃取液与所述己烷相合并，合并的有机物在旋转蒸发器上浓缩。所述浅黄色稠浆(21.75g)然后在搅拌和加热到约30-40℃下在全泵真空下放置过夜以除去残留溶剂。得到的产物重量是20.81g(85％收率)。1H-NMR分析显示，它是50.60重量％的C20N-烷基焦谷氨酸、48.74重量％的C10N-烷基焦谷氨酸和0.65重量％的Et3N。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ10.61(br s，1H)，4.22(ddd，J＝13.4，9.2，2.8Hz，1H)，3.80-3.63(m，1H)，2.95(ddd，J＝14.0，8.8，5.4Hz，0.63H)，2.81(dd，J＝14.0，5.3Hz，0.44H)，2.65-2.28(m，2H)，2.22-2.12(m，1H)，1.8-1.4(m，2H)，1.25(br s，23H)，0.88(dd，J＝7.0，6.5Hz，4.5H)。13C NMR(100.6MHz，1H-去耦，CDCl3)δ176.81，176.51，174.72，59.96，59.66，46.02，42.13，35.56，31.90，31.87，31.65，31.23，30.01，29.65，29.60，29.52，29.42，29.35，29.28，26.99，26.90，26.48，26.11，23.17，23.11，22.66，14.09。
实施例6：制备大批量的C10/C20焦谷氨酸
如实施例5所述制备的大批量N-C10/C20焦谷氨酸溶解在50mLCH2Cl2中，并通过介质烧结玻璃漏斗过滤以除去一些不溶性物质。所述滤液在旋转蒸发器上(浴温45℃)浓缩成稠油。将所述物质在全泵真空下在35℃保持(搅拌下)过夜以除去残留溶剂之后，得到的产物重量是38.78g。1H-NMR分析给出以下组成：47.77重量％的C10N-烷基焦谷氨酸，51.52重量％的C20N-烷基焦谷氨酸，0.57重量％的Et3N和0.14重量％的CH2Cl2。
实施例7：临界胶束浓度
评价N-烷基焦谷氨酸(作为Na+盐)与相关商业表面活性剂的临界胶束浓度(Kibron CMC)和表面张力。对于每个样品，从1重量％开始总共制备十二个稀释液，通过取一等份前面的稀释液并添加相同的水量将每个稀释液中的浓度降低一半。利用Kibron Delta-8多通道测微张力计测量所有12个稀释液的表面张力。每次分析的样品体积是50μL。结果概括在表1中。
表1
表1中的所有烷基焦谷氨酸盐在1重量％的固体下可将水的表面张力降至30-40达因/厘米。这对于常见的阴离子型表面活性剂例如月桂醇聚醚硫酸钠是典型的。
实施例8：泡沫高度分析
利用振动泡沫试验评价N-烷基焦谷氨酸盐的发泡特征，并相对于月桂醇聚醚硫酸钠评价。对每个样品，通过将50mg活性剂在50g水中稀释，制备0.1重量％的溶液。将所述0.1重量％的溶液添加到100mL量筒并加盖。所述量筒用手振荡20次，每次都倒转量筒并恢复回直立位置。泡沫高度(以mL计)定义为量筒中泡沫顶层的最高点。如果泡沫顶部不是平面，则报告所述泡沫顶部的中点。泡沫高度在所述溶液稳定(t＝0)之后立即读出。每个样品进行三次重复，报告的泡沫高度(以mL计)是所述三次重复的平均读数。
表2记录了实施例3的化合物的Ross Miles泡沫高度数据。从Ross Files泡沫高度试验得到的泡沫高度趋势与用于这项工作的简单振动泡沫试验一致，表明实施例3是提供稳定泡沫的表面活性剂。
表2
实施例9：水溶性
选择的N-烷基焦谷氨酸通过将它们在水中用氢氧化钠中和而转变成它们的钠盐。一般而言，已知量的样品放入小瓶中并添加已知量的水。样品用25重量％的氢氧化钠水溶液中和，直到pH>7。必要时施行温和加热(50℃)以帮助溶解。记录最终的质量。溶液的重量百分比通过钠盐的质量与溶液的总质量之比并乘以100来确定。中和之后记录溶液的pH。水溶性结果概括在表3中。未试图制备饱和溶液。表4中测试水溶性的所有实施例(实施例1、2、4、6)具有高度良好的水溶性(>10重量％)。
表3
产物的实施例号 溶解度(重量％) pH
1 24.3 10.0
2 21.4 7.3
4 15.4 7.1
6 26.9 7.0
要理解，本文中描述的实施例和实施方式只是为了说明的目的。除非上下文明确排除，针对本发明的一方面公开的所有实施方式可以与针对本发明的其他方面公开的实施方式以任何合适的组合相结合。在不背离本发明的范围下，可以对本发明进行各种修改和变更，这对本领域技术人员将是显而易见的。因此，旨在本发明涵盖所述本发明的修改和变更，只要它们属于所附权利要求的范围和它们的等同范围之内。本文中引用的所有出版物、专利和专利申请在此为了所有目的通过引用并入本文中。

Claims (15)

1.式(I)的化合物：
或其可接受的盐、水合物或溶剂合物；其中
R1是氢、C1-C6烷基、C1-C6羟烷基、M+、或具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的；
其中M+是形成盐的阳离子；
R2和R3独立地是C2-C24烷基、C2-C24烯基、或C2-C24炔基，各自任选被一个或多个R4取代；和
其中R4是卤素、-CN、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C1-C6卤代烷基、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)2、C3-C8环烷基、芳基、杂芳基、或杂环基，其中每个环烷基、芳基、杂芳基和杂环基任选被卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、或-CON(C1-C6烷基)2的一种或多种取代；
或者R4是具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的。
2.权利要求1所述的化合物，其中R1是氢或M+。
3.权利要求1所述的化合物，其中R1是具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的。
4.权利要求1-3任一项所述的化合物，其中R2是Cn烷基，和R3是Cn-2烷基，各自任选被一个或多个R4取代，并且其中n是4-12。
5.权利要求4所述的化合物，其中n是5或10。
6.权利要求1所述的化合物，其是：
7.组合物，其包含权利要求1-6任一项所述的化合物、以及至少一种添加剂、赋形剂或稀释剂。
8.包含至少两种化合物的组合物，所述化合物选自式(II)的化合物或其可接受的盐、水合物或溶剂合物，和式(III)的化合物或其可接受的盐、水合物或溶剂合物，式(II)的化合物为：
其中
R5是氢、C1-C6烷基、C1-C6羟烷基、M+、或具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的；
其中M+是形成盐的阳离子；
R6是未分支或分支的C2-C24烷基、未分支或分支的C2-C24烯基、未分支或分支的C2-C24炔基、C3-C8环烷基、或C3-C8环烷基(C1-C6烷基)，各自任选被一个或多个R7取代；和
其中R7是卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)2、C3-C8环烷基、芳基、杂芳基、或杂环基，其中每个环烷基、芳基、杂芳基和杂环基任选被卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、或-CON(C1-C6烷基)2的一种或多种取代；
式(III)的化合物为：
其中
每个R8独立地是氢、C1-C6烷基、C1-C6羟烷基、M+、或具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且其中所述聚氧化烯部分是封端的或未封端的；
其中M+是形成盐的阳离子；
R9是未分支或分支的C2-C24烷基、未分支或分支的C2-C24烯基、未分支或分支的C2-C24炔基、C3-C8环烷基、或C3-C8环烷基(C1-C6烷基)，各自任选被一个或多个R10取代；和
其中R10是卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)2、C3-C8环烷基、芳基、杂芳基、或杂环基，其中每个环烷基、芳基、杂芳基和杂环基任选被卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、或-CON(C1-C6烷基)2的一种或多种取代。
9.权利要求8所述的组合物，其进一步包含至少一种添加剂、赋形剂或稀释剂。
10.权利要求8或9所述的组合物，其包含至少两种式(II)化合物。
11.权利要求10所述的组合物，其包含至少两种化合物，所述化合物是：
12.权利要求12所述的组合物，其包含至少两种化合物，所述化合物是：
13.用作表面活性剂、表面活性添加剂、或相转移催化剂的权利要求1-6任一项所述的化合物或权利要求7-14任一项所述的组合物。
14.用于个人护理制剂中的权利要求1-6任一项所述的化合物或权利要求7-14任一项所述的组合物。
15.制备式(IV)的化合物或其可接受的盐、水合物或溶剂合物或者一种或多种式(IV)的化合物或其可接受的盐、水合物或溶剂合物的混合物的方法：
其中
R11是氢、C1-C6烷基、C1-C6羟烷基、M+、或具有相同或不同的烷氧基的聚氧化烯部分，并且可以是封端的或未封端的；
其中M+是形成盐的阳离子；
R12是未分支或分支的C3-C24烷基、未分支或分支的C3-C24烯基、或未分支或分支的C3-C24炔基，各自任选被一个或多个R15取代；和
其中R15是卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)2、C3-C8环烷基、芳基、杂芳基、或杂环基，其中每个环烷基、芳基、杂芳基和杂环基任选被卤素、-CN、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-OH、C1-C6烷氧基、C1-C6卤代烷氧基、-CO2H、-CO2(C1-C6烷基)、-CON(C1-C6烷基)、或-CON(C1-C6烷基)2的一种或多种取代；
所述方法包括：
用下式的醛：
其中R13是C1-C23烷基、C2-C23烯基、或C2-C23炔基，各自任选被一个或多个R15取代，
处理下式的谷氨酸盐：
其中每个R14独立地选自氢、M+、C1-C6烷基、C1-C6羟烷基、-(C1-C6烷基-O)1-4H、芳基、芳基(C1-C6烷基)、或聚氧化烯单元。
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