CN105175290A - 一种月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法:混合月桂酸、硼酸、醋酸、液体石蜡,通入氮气置换空气,经升温至100℃-110℃搅拌混合10min;升温后,缓慢滴加46%-48%质量分数的N-甲基牛磺酸钠水溶液,控制滴加速度以免反应系统产生大量泡沫而溢出,滴完N-甲基牛磺酸钠水溶液后继续升温至220-226℃下反应110-150分钟;反应完成后停止加热,料温低于130℃后依次注入水和环己烷溶解料液,静置分层后将下层水溶液重结晶过滤,滤饼再以乙醇重结晶过滤后真空干燥得产品;上层油层蒸出环己烷后,石蜡层循环再利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法,属于化工生产领域。
背景技术
月桂酰基甲基牛磺酸钠是N-酰基氨基酸型表面活性剂中的一种,其分子中含有与酰胺基结合的磺酸基,与阴离子、非离子、两性离子表面活性剂有良好的配伍性,是一种安全性较高的阴离子表面活性剂,具有优良的水溶性、耐硬水性、耐碱性和耐酸性。目前工业上主要用肖顿-鲍曼缩合法制备月桂酰基甲基牛磺酸钠[4-5],N-甲基牛磺酸钠转化率一般在90%左右,产品纯度在95%左右。该工艺在制备月桂酰氯的过程中容易造成环境污染,同时大量钠盐难以回收利用,在多次重结晶提纯过程中会造成产品损失。而直接法制备不需酰氯化反应,同时产品无需脱盐处理,工艺周期短,绿色安全,物料损失少,具有很大的研究应用潜力。
现有技术已有对直接制备方法进行改进研究的,曾平等(《用化学工业》,第42卷第1期,2012年2月,“直接法合成月桂酰基甲基牛磺酸钠以月桂酸和N-甲基牛磺酸钠为原料”)经直接法缩合反应合成了月桂酰基甲基牛磺酸钠,MgO对该缩合反应具有较高的催化活性。经实验优化得到的较佳合成工艺条件为:月桂酸与N-甲基牛磺酸钠的投料摩尔比为1.3:1,MgO用量为月桂酸质量的2%,液体石蜡用量为月桂酸质量的40%,在215℃下反应6h。优化条件下N-甲基牛磺酸钠的转化率可达95%以上,粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达98%以上。
本发明旨在提供一种新的月桂酰基甲基牛磺酸钠的合成方法,反应时间更短,N-甲基牛磺酸钠转化率可达96%以上,粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达99%以上。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明针对背景技术存在的问题,提供一种新的月桂酰基甲基牛磺酸钠的合成方法,反应时间更短,转化率可达98%以上,粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达99%以上。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法:
(1)混合月桂酸、硼酸、醋酸、液体石蜡,通入氮气置换空气,经升温至100℃-110℃搅拌混合10min;
(2)升温后,缓慢滴加46%-48%质量分数的N-甲基牛磺酸钠水溶液,控制滴加速度以免反应系统产生大量泡沫而溢出,滴完N-甲基牛磺酸钠水溶液后继续升温至220-226℃下反应110-150分钟;
(3)反应完成后停止加热,料温低于130℃后依次注入水和环己烷溶解料液,静置分层后将下层水溶液重结晶过滤,滤饼再以乙醇重结晶过滤后真空干燥得产品;上层油层蒸出环己烷后,石蜡层循环再利用;
所述月桂酸与N-甲基牛磺酸钠的投料摩尔比为1.3-1.5∶1,硼酸用量为月桂酸质量的0.8%,醋酸用量为月桂酸质量的0.8-1.0%,液体石蜡用量为月桂酸质量的35-40%。
作为优选,升温后,缓慢滴加46%质量分数的N-甲基牛磺酸钠水溶液,控制滴加速度以免反应系统产生大量泡沫而溢出,滴完N-甲基牛磺酸钠水溶液后继续升温至226℃下反应110分钟;
反应完成后停止加热,料温低于130℃后依次注入水和环己烷溶解料液,静置分层后将下层水溶液重结晶过滤,滤饼再以乙醇重结晶过滤后真空干燥得产品;上层油层蒸出环己烷后,石蜡层循环再利用;
所述月桂酸与N-甲基牛磺酸钠的投料摩尔比为1.5∶1,硼酸用量为月桂酸质量的0.8%,醋酸用量为月桂酸质量的0.8%,液体石蜡用量为月桂酸质量的40%。
优选,按照现有技术常规方法进行检测,N-甲基牛磺酸钠的转化率可达96.8%,粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达99%。
本发明发现将醋酸和硼酸具有显著的协同催化作用,同时结合其他优化的反应条件,可以大幅度降低反应时间,并且显著提高N-甲基牛磺酸钠的转化率,而且粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达99%以上。
本发明的有益之处在于:
本发明工艺简单好操作,可以大幅度降低反应时间,并且显著提高N-甲基牛磺酸钠的转化率,而且粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达99%以上。
具体实施方式
实施例1:
一种月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法:
混合月桂酸、硼酸、醋酸、液体石蜡,通入氮气置换空气,经升温至100℃搅拌混合10min;
升温后,缓慢滴加46%质量分数的N-甲基牛磺酸钠水溶液,控制滴加速度以免反应系统产生大量泡沫而溢出,滴完N-甲基牛磺酸钠水溶液后继续升温至226℃下反应110分钟;
反应完成后停止加热,料温低于130℃后依次注入水和环己烷溶解料液,静置分层后将下层水溶液重结晶过滤,滤饼再以乙醇重结晶过滤后真空干燥得产品;上层油层蒸出环己烷后,石蜡层循环再利用;
所述月桂酸与N-甲基牛磺酸钠的投料摩尔比为1.5∶1,硼酸用量为月桂酸质量的0.8%,醋酸用量为月桂酸质量的0.8%,液体石蜡用量为月桂酸质量的40%。
按照现有技术常规方法进行检测,N-甲基牛磺酸钠的转化率可达96.8%,粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达99%。
实施例2:
一种月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法:
混合月桂酸、硼酸、醋酸、液体石蜡,通入氮气置换空气,经升温至110℃搅拌混合10min;
升温后,缓慢滴加48%质量分数的N-甲基牛磺酸钠水溶液,控制滴加速度以免反应系统产生大量泡沫而溢出,滴完N-甲基牛磺酸钠水溶液后继续升温至220℃下反应150分钟;
反应完成后停止加热,料温低于130℃后依次注入水和环己烷溶解料液,静置分层后将下层水溶液重结晶过滤,滤饼再以乙醇重结晶过滤后真空干燥得产品;上层油层蒸出环己烷后,石蜡层循环再利用;
所述月桂酸与N-甲基牛磺酸钠的投料摩尔比为1.3∶1,硼酸用量为月桂酸质量的0.8%,醋酸用量为月桂酸质量的1.0%,液体石蜡用量为月桂酸质量的35%。
按照现有技术常规方法进行检测,N-甲基牛磺酸钠的转化率可达96.6%,粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达98%。
实施例3:
一种月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法:
混合月桂酸、硼酸、醋酸、液体石蜡,通入氮气置换空气,经升温至105℃搅拌混合10min;
升温后,缓慢滴加47%质量分数的N-甲基牛磺酸钠水溶液,控制滴加速度以免反应系统产生大量泡沫而溢出,滴完N-甲基牛磺酸钠水溶液后继续升温至225℃下反应135分钟;
反应完成后停止加热,料温低于130℃后依次注入水和环己烷溶解料液,静置分层后将下层水溶液重结晶过滤,滤饼再以乙醇重结晶过滤后真空干燥得产品;上层油层蒸出环己烷后,石蜡层循环再利用;
所述月桂酸与N-甲基牛磺酸钠的投料摩尔比为1.4∶1,硼酸用量为月桂酸质量的0.8%,醋酸用量为月桂酸质量的0.9%,液体石蜡用量为月桂酸质量的39%。
按照现有技术常规方法进行检测,N-甲基牛磺酸钠的转化率可达96.1%,粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达99%。
实施例4:
一种月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法:
混合月桂酸、硼酸、醋酸、液体石蜡,通入氮气置换空气,经升温至103℃搅拌混合10min;
升温后,缓慢滴加46%质量分数的N-甲基牛磺酸钠水溶液,控制滴加速度以免反应系统产生大量泡沫而溢出,滴完N-甲基牛磺酸钠水溶液后继续升温至221℃下反应140分钟;
反应完成后停止加热,料温低于130℃后依次注入水和环己烷溶解料液,静置分层后将下层水溶液重结晶过滤,滤饼再以乙醇重结晶过滤后真空干燥得产品;上层油层蒸出环己烷后,石蜡层循环再利用;
所述月桂酸与N-甲基牛磺酸钠的投料摩尔比为1.5∶1,硼酸用量为月桂酸质量的0.8%,醋酸用量为月桂酸质量的0.8%,液体石蜡用量为月桂酸质量的36%。
按照现有技术常规方法进行检测,N-甲基牛磺酸钠的转化率可达96.5%,粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达98%。
实施例5:
一种月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法:
混合月桂酸、硼酸、醋酸、液体石蜡,通入氮气置换空气,经升温至101℃搅拌混合10min;
升温后,缓慢滴加47%质量分数的N-甲基牛磺酸钠水溶液,控制滴加速度以免反应系统产生大量泡沫而溢出,滴完N-甲基牛磺酸钠水溶液后继续升温至223℃下反应140分钟;
反应完成后停止加热,料温低于130℃后依次注入水和环己烷溶解料液,静置分层后将下层水溶液重结晶过滤,滤饼再以乙醇重结晶过滤后真空干燥得产品;上层油层蒸出环己烷后,石蜡层循环再利用;
所述月桂酸与N-甲基牛磺酸钠的投料摩尔比为1.3∶1,硼酸用量为月桂酸质量的0.8%,醋酸用量为月桂酸质量的0.9%,液体石蜡用量为月桂酸质量的38%。
按照现有技术常规方法进行检测,N-甲基牛磺酸钠的转化率可达96.2%,粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达99%。
实施例6:
一种月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法:
混合月桂酸、硼酸、醋酸、液体石蜡,通入氮气置换空气,经升温至109℃搅拌混合10min;
升温后,缓慢滴加48%质量分数的N-甲基牛磺酸钠水溶液,控制滴加速度以免反应系统产生大量泡沫而溢出,滴完N-甲基牛磺酸钠水溶液后继续升温至222℃下反应135分钟;
反应完成后停止加热,料温低于130℃后依次注入水和环己烷溶解料液,静置分层后将下层水溶液重结晶过滤,滤饼再以乙醇重结晶过滤后真空干燥得产品;上层油层蒸出环己烷后,石蜡层循环再利用;
所述月桂酸与N-甲基牛磺酸钠的投料摩尔比为1.4∶1,硼酸用量为月桂酸质量的0.8%,醋酸用量为月桂酸质量的1.0%,液体石蜡用量为月桂酸质量的37%。
按照现有技术常规方法进行检测,N-甲基牛磺酸钠的转化率可达96.3%,粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达98%。
由此可见,本发明工艺简单好操作,可以大幅度降低反应时间,并且显著提高N-甲基牛磺酸钠的转化率,N-甲基牛磺酸钠的转化率可达96.3%,而且粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达99%以上。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法:
(1)混合月桂酸、硼酸、醋酸、液体石蜡,通入氮气置换空气,经升温至100℃-110℃搅拌混合10min;
(2)升温后,缓慢滴加46%-48%质量分数的N-甲基牛磺酸钠水溶液,控制滴加速度以免反应系统产生大量泡沫而溢出,滴完N-甲基牛磺酸钠水溶液后继续升温至220-226℃下反应110-150分钟;
(3)反应完成后停止加热,料温低于130℃后依次注入水和环己烷溶解料液,静置分层后将下层水溶液重结晶过滤,滤饼再以乙醇重结晶过滤后真空干燥得产品;上层油层蒸出环己烷后,石蜡层循环再利用;
所述月桂酸与N-甲基牛磺酸钠的投料摩尔比为1.3-1.5∶1,MgO用量为月桂酸质量的1%,醋酸用量为月桂酸质量的0.6-0.8%,液体石蜡用量为月桂酸质量的35-38%。
2.权利要求1所述的月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法,其特征在于:
混合月桂酸、硼酸、醋酸、液体石蜡,通入氮气置换空气,经升温至100℃搅拌混合10min;
升温后,缓慢滴加46%质量分数的N-甲基牛磺酸钠水溶液,控制滴加速度以免反应系统产生大量泡沫而溢出,滴完N-甲基牛磺酸钠水溶液后继续升温至226℃下反应110分钟。
3.权利要求2所述的月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法,其特征在于:
反应完成后停止加热,料温低于130℃后依次注入水和环己烷溶解料液,静置分层后将下层水溶液重结晶过滤,滤饼再以乙醇重结晶过滤后真空干燥得产品;上层油层蒸出环己烷后,石蜡层循环再利用。
4.权利要求3所述的月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法,其特征在于:
所述月桂酸与N-甲基牛磺酸钠的投料摩尔比为1.5∶1,硼酸用量为月桂酸质量的0.8%,醋酸用量为月桂酸质量的0.8%,液体石蜡用量为月桂酸质量的40%。
5.权利要求4所述的月桂酰基甲基牛磺酸钠的快速合成方法,其特征在于:
N-甲基牛磺酸钠的转化率可达96.8%,粗产品经重结晶及干燥处理后纯度可达99%。
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