CN105330562A - 一种脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法 - Google Patents

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刘雅婷
陈晓军
张未星
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Abstract

本发明涉及一种脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，包括以下步骤：（1）将氨基酸溶解在乙醇、水混合溶剂中，控制温度，在搅拌条件下，同时滴加脂肪酰氯和质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液，滴加完毕后，继续搅拌0.5～2.0h；（2）用盐酸将所得反应液pH值调节至0.5～3.0，并升高温度至50～80℃，静置分层后，进行分液；（3）取分液所得油相，用三乙醇胺中和至pH7.0～12.0，进行干燥后，即得。本发明提高了酰胺缩合的反应效率，减少了酰氯在水中的水解，缩短了缩合反应时间，同时增加了反应收率，所得脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐，同其钾盐、钠盐相比，更加温和不刺激，可广泛用于高端表面活性剂的生产。

Description

一种脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法
技术领域
本发明属于精细化工领域，具体涉及一种脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法。
背景技术
传统的聚丙烯苯(TPB)硫酸盐类表面活性剂生物降解性差，容易引起水污染。随着表面活性剂行业的迅速发展，以直链烷基苯(LAB)代替TPB，再到醇系表面活性剂出现，以上所述的TPB、LAB、醇系表面活性剂都有其自身缺点，对人类的皮肤有一定的刺激性，脱脂力较强。而氨基酸系列表面活性剂弥补了这些不足，尤其是脂肪酰基氨基酸盐类表面活性剂，具有优良的润湿性、起泡性、水溶性、抗硬水性、抗菌性，以及抗蚀、抗静电性，其无毒无害，生态相容性和生物降解性好。并且，在脂肪酰基氨基酸盐中，脂肪酰基氨基酸的三乙醇胺盐同其钾盐、钠盐相比，更加温和不刺激，具有良好的实用价值。
《口腔护理用品工业》2011(21)5，29～32，报道了在水溶剂中进行酰氯和氨基酸的缩合反应，其缺点在于反应活性低、反应速率慢、收率较低，产品还需进行一步提纯纯化，操作繁琐。
《广东化工》2013(40)6，13～14，以及《中国油脂》2013(38)2，69～72中报道了以丙酮和水的混合溶剂作为反应介质进行酰氯和氨基酸的缩合反应，提高了反应收率，但丙酮毒性较大，沸点低，对于工业化生产，具有一定的安全隐患，并且用于个人护理产品，会影响到高端表面活性剂的性能，无法满足高端市场的质量要求。
发明目的
针对现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，提高了酰胺缩合的反应效率，减少了酰氯在水中的水解，缩短了缩合反应时间，同时增加了反应收率，所得脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐，同其钾盐、钠盐相比，更加温和不刺激，可广泛用于高端表面活性剂的生产。
为解决以上问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氨基酸溶解在质量比为1:(1～3)的乙醇、水混合溶剂中，控制温度至15～25℃，在搅拌条件下，同时滴加脂肪酰氯和质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，滴加时间为0.5～1小时，氢氧化钠水溶液的滴加速度及用量以使反应体系pH值维持在8.0～12.0为准，滴加完毕后，保持15～25℃并继续搅拌0.5～2.0h；所述脂肪酰氯和氨基酸的摩尔比为1：(1.0～1.5)；
所述氨基酸优选为甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸、缬氨酸、丝氨酸或肌氨酸。所述脂肪酰氯优选为辛酰氯、癸酰氯、月桂酰氯、肉豆蔻酰氯、棕榈酰氯、硬脂酰氯中的一种或几种的混合物。
所述混合溶剂中，乙醇与水的质量比优选为1：(1.7～2.3)，最佳为1:2；反应体系中，脂肪酰氯和氨基酸的摩尔比优选为1：(1.1～1.4)；步骤(1)缩合反应温度优选为17～23℃；步骤(1)所述pH值优选为9.0～11.0；步骤(1)滴加完毕后，再继续搅拌时间优选为1.0～1.5h。
(2)用质量浓度为30％的盐酸将所得反应液pH值调节至0.5～3.0，优选1.0～2.5，并升高温度至50～80℃，优选60～70℃，静置分层后，进行分液；
(3)取分液所得油相，用三乙醇胺中和至pH7.0～12.0，优选8.0～10.0，进行干燥后，即得脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐。
本发明反应机理如下：
缩合反应：
NH2CH(R)COOH+NaOH+CH3(R')COCl→NaOOCCH(R)NHCO(R')CH3+NaCl+H2O盐酸酸化：
NaOOCCH(R)NHCO(R')CH3+HCl→HOOCCH(R)NHCO(R')CH3+NaCl三乙醇胺中和：
HOOCCH(R)NHCO(R')CH3+N(CH2CH2OH)3→-HOOCCH(R)NHCO(R')CH3N+(CH2CH2OH)3
本发明的积极有益效果：
(1)本发明由特定比例的乙醇和水混合溶剂作为反应介质，提高了酰氯和氨基进行酰胺缩合的反应效率，减少了酰氯在水中的水解，缩短了缩合反应时间，同时增加了反应收率。
(2)本发明用三乙醇胺进行中和，得到的产品脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐，同其钾盐、钠盐相比，更加温和不刺激，可广泛用于高端表面活性剂的生产，具有较大的实用价值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下实施例中所涉及的原料，如无特别说明均为市售，所涉及检测方法如无特别说明，则均为常规方法。
实施例1
月桂酰基甘氨酸三乙醇胺盐，其制备方法包括以下步骤：
在装有温度计、滴液漏斗、搅拌装置的2000mL四口烧瓶中，加入甘氨酸90g(1.2mol)，再加入500g水和250g乙醇的混合溶剂，常温下搅拌使其全部溶解，将月桂酰氯218g(1.0mol)放入干燥的恒压滴液漏斗中，控制温度为17～23℃，在搅拌条件下滴入月桂酰氯，同时滴加质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使反应液pH处于9.0～11.0，直到加完月桂酰氯，保持温度再继续反应1.5h。缩合反应结束后，用质量浓度为30％的盐酸调节pH为1.5，将反应液逐渐升温至60～70℃，搅拌，静置分层，分液；将油相加入三乙醇胺溶液进行中和，至pH值9.0。烘干后，得到月桂酰基甘氨酸三乙醇胺盐385g，收率，95％。
实施例2
硬脂酰基甘氨酸三乙醇胺盐，其制备方法包括以下步骤：
在装有温度计、滴液漏斗、搅拌装置的2000mL四口烧瓶中，加入甘氨酸90g(1.2mol)，再加入500g水和250g乙醇的混合溶剂，常温下搅拌使其全部溶解，将硬脂酰氯303g(1.0mol)放入干燥的恒压滴液漏斗中，控制温度为17～23℃，在搅拌条件下滴入硬脂酰氯，同时滴加质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使反应液pH处于9.0～11.0，直到加完硬脂酰氯，保持温度再继续反应1.5h。缩合反应结束后，用质量浓度为30％的盐酸调节pH为2.5，将反应液逐渐升温至60～70℃，搅拌，静置分层，分液；将油相加入三乙醇胺溶液进行中和，至pH值8.0。烘干后，得到硬脂酰基甘氨酸三乙醇胺盐462g，收率，94％。
实施例3
月桂酰基谷氨酸三乙醇胺盐，其制备方法包括以下步骤：
在装有温度计、滴液漏斗、搅拌装置的2000mL四口烧瓶中，加入谷氨酸176g(1.2mol)，再加入500g水和250g乙醇的混合溶剂，常温下搅拌使其全部溶解，将月桂酰氯218g(1.0mol)放入干燥的恒压滴液漏斗中，控制温度为17～23℃，在搅拌条件下滴入月桂酰氯，同时滴加质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使反应液pH处于9.0～11.0，直到加完月桂酰氯，保持温度再继续反应1.5h。缩合反应结束后，用质量浓度为30％的盐酸调节pH为2，将反应液逐渐升温至60～70℃，搅拌，静置分层，分液；将油相加入三乙醇胺溶液进行中和，至pH值10.0。烘干后，得到月桂酰基谷氨酸三乙醇胺盐454g，收率，95％。
实施例4
肉豆蔻酰基谷氨酸三乙醇胺盐，其制备方法包括以下步骤：
在装有温度计、滴液漏斗、搅拌装置的2000mL四口烧瓶中，加入谷氨酸176g(1.2mol)，再加入500g水和250g乙醇的混合溶剂，常温下搅拌使其全部溶解，将肉豆蔻酰氯247g(1.0mol)放入干燥的恒压滴液漏斗中，控制温度为17～23℃，在搅拌条件下滴入肉豆蔻酰氯，同时滴加质量浓度为30％的氢氧化钠水溶液，使反应液pH处于9.0～11.0，直到加完肉豆蔻酰氯，保持温度再继续反应1.5h。缩合反应结束后，用质量浓度为30％的盐酸调节pH为2，将反应液逐渐升温至60～70℃，搅拌，静置分层，分液；将油相加入三乙醇胺溶液进行中和，至pH值9。烘干后，得到肉豆蔻酰基谷氨酸三乙醇胺盐482g，收率，95％。

Claims (10)

1.一种脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将氨基酸溶解在质量比为1:（1～3）的乙醇、水混合溶剂中，控制温度至15～25℃，在搅拌条件下，同时滴加脂肪酰氯和质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液，滴加时间为0.5～1小时，氢氧化钠水溶液的滴加速度及用量以使反应体系pH值维持在8.0～12.0为准，滴加完毕后，保持15～25℃并继续搅拌0.5～2.0h；所述脂肪酰氯和氨基酸的摩尔比为1：（1.0～1.5）；
（2）用质量浓度为30%的盐酸将所得反应液pH值调节至0.5～3.0，并升高温度至50～80℃，静置分层后，进行分液；
（3）取分液所得油相，用三乙醇胺中和至pH7.0～12.0，进行干燥后，即得脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐。
2.根据权利要求1所述脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，其特征在于：所述氨基酸为甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸、缬氨酸、丝氨酸或肌氨酸。
3.根据权利要求1所述脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，其特征在于：所述脂肪酰氯为辛酰氯、癸酰氯、月桂酰氯、肉豆蔻酰氯、棕榈酰氯、硬脂酰氯中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，其特征在于：所述混合溶剂中，乙醇与水的质量比为1：（1.7～2.3）。
5.根据权利要求4所述脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，其特征在于：所述混合溶剂中，乙醇与水的质量比为1:2。
6.根据权利要求1所述脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，其特征在于：所述脂肪酰氯和氨基酸的摩尔比为1：（1.1～1.4）。
7.根据权利要求6所述脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，其特征在于：所述脂肪酰氯和氨基酸的摩尔比为1：1.2。
8.根据权利要求1所述脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，其特征在于：步骤（1）缩合反应温度为17～23℃，步骤（2）将温度提高至60～70℃。
9.根据权利要求1所述脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述pH值保持在9.0～11.0，步骤（2）所述pH值调节至1.0～2.5，步骤（3）所述pH值中和至8.0～10.0。
10.根据权利要求1所述脂肪酰基氨基酸三乙醇胺盐的制备方法，其特征在于：步骤（1）滴加完毕后，再继续搅拌时间为1.0～1.5h。
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